PENDAHULUAN. Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika 1

(1)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 1

PENDAHULUAN

Sesuai dengan buku penuntun petunjuk “Praktikum Hidrolika Saluran Terbuka” percobaan-percobaan dilakukan di laboratorium.

Penyelidikan di laboratorium meliputi:

 Pengukuran debit air dalam suatu penampang.  Loncatan hidrolis

 Bendung ambang lebar

Percobaan dan penyajian laporan hasil praktikum di laboratorium ini di lakukan berkelompok.

Dalam laporan ini dicantumkan maksud atau tujuan, lokasi atau tempat percobaan, alat dan prosedur pelaksanaannya. Sedangkan hasil praktikum disajikan langsung dalam bentuk tabel lengkap dengan perhitungannya.

1.1. Latar Belakang

Pada umumnya, mahasiswa sangatlah sulit menerima suatu materi kuliah pada saat proses perkuliahan berlangsung. Salah satu contohnya mengenai penjelasan aliran pada saluran terbuka. Karena mengingat sifat-sifat dari saluran terbuka sangatlah banyak. Sehingga, sangat sulit menggambarkan aliran pada suatu bangunan air.

Untuk itu, kegiatan praktikum di laboratorium sangatlah membantu dalam menunjang dan menambah pengetahuan dan pemahaman mahasiswa mengenai permasalahan tersebut.

1.2. Lingkup Percobaan

Percobaan di laboratorium yang dilakukan mengenai ”Saluran Terbuka” ini, pengujiannya terbatas hanya pada dua jenis bangunan air dalam saluran terbuka, yaitu:

a. Pintu tegak ( Sluice Gate ). b. Loncatan Hidraulik

(2)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 2 Jenis bangunan di atas dipilih berdasarkan pada terapan di lapangan. Karena bangunan tersebut berguna sebagai pengontrol aliran di saluran terbuka.

Adapun beberapa materi yang langsung diperagakan dalam percobaan meliputi:

a. Debit Aliran yang melalui sluice gate. b. Loncatan Hidrolis

c. Sifat-sifat aliran : sub-kritis, kritis, dan superkritis

1.3. Tujuan dan Kegunaan

Dalam setiap praktikum pasti selalu memiliki tujuan dan kegunaan. Adapun tujuan dan kegunaan dari praktikum ini adalah:

Tujuan praktikum

 Untuk mengenalkan dan menambah pengetahuan mahasiswa dalam kaitannya dengan materi yang diberikan pada kuliah tatap muka.  Mahasiswa dapat memahami sifat-sifat aliran saluran terbuka

setelah melakukan praktikum.

 Mahasiswa dapat menggambarkan aliran pada suatu bangunan air.

Kegunaan praktikum

 Untuk lebih mempertajam pengetahuan mahasiswa dalam memahami masalah hidrolika, khususnya permasalahan pada aliran saluran terbuka.

1.4. Aturan Mengikuti Praktikum

a. Praktikum dikerjakan oleh mahasiswa secara berkelompok di bawah bimbingan dari seorang asisten yang diambil dari anggota kelompok dosen bidang keahlian hidro di program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana.

b. Batas waktu penyelesaian laporan untuk setiap kelompok adalah satu bulan setelah pelaksanaan praktikum.

c. Apabila dalam batas waktu tersebut laporan belum selesai dan disetujui oleh asisten, maka kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur.

(3)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 3 d. Laporan dibuat dalam kertas dengan ukuran A4, diketik dengan jarak

1,5 spasi dan dijilid dengan warna sampul Fakultas Teknik.

e. Laporan asli dikumpul di Lab. Hidrolika, sedangkan sebagai arsip setiap anggota kelompok berupa fotocopy-nya.

f. Pada saat berlangsungnya praktikum, setiap kelompok akan didampingi oleh teknisi dan asisten. Bila asisten tidak hadir, maka pelaksanaan praktikum akan ditunda, dan hasil praktikum harus di acc oleh asisten. g. Setiap anggota kelompok harus hadir dan mengikuti praktikum sampai

selesai. Apabila diketahui melanggar hal tersebut, maka anggota kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur.

1.5. Isi Laporan

Isi laporan menyajikan bagian-bagian sebagai berikut: I. PELAKSANAAN PERCOBAAN

1.1 Teori dasar.

1.2 Peralatan yang digunakan. 1.3 Cara kerja.

1.4 Tabulasi data percobaan. II. HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1 Perhitungan. 2.2 Pembahasan.

2.3 Gambar hasil percobaan. III. KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan 3.2 Saran

(4)

PRAKTIKUM HIDROLIKA SALURAN TERBUKA

Materi Percobaan : A

Debit Aliran yang Melalui "Sluice Gate"

Dikerjakan Oleh : Kelompok 6

1. Putu Glendy Prima Dipta 1404105045 2. I Nyoman Indra Kumara 1404105046 3. I Made Aryatirta Predana 1404105047 4. I Putu Angga Pariyana Putra 1404105048 5. I Putu Gde Wira Suryatmaja 1404105049 6. Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051

8. I Putu Bagus Mega Dhendra 1404105052

Disetujui Oleh :

(Ir. I Ketut Suputra, MT.) NIP. 19540817 198601 1 001

LABORATORIUM HIDROLIKA JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

(5)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 5 0 2.g.Y x Yg x b x Cd Q



Yg



Cd Q x b x Yg x 2.g.Y₀ 

PERCOBAAN A : DEBIT ALIRAN YANG MELALUI “SLUICE GATE”

1. TUJUAN

a. Mendemonstrasikan aliran melalui pintu sorong.

b. Menunjukan bahwa pintu sorong dapat digunakan sebagai alat ukur dan pengatur debit.

2. TEORI DASAR

Pengaliran di bawah sluice gate mempunyai dua kondisi, yaitu pengaliran bebas ( free flow ) dan pengaliran tenggelam ( submerge flow ). Kondisi pengaliran bebas dicapai bila aliran di depan pintu adalah subkritis dan di belakang pintu adalah superkritis. Untuk kondisi pengaliran tenggelam akan dicapai bila kedalaman air di belakang pintu lebih tinggi dari bukaan pintu.

a. Pengaliran Bebas.

Dalam pengaliran bebas, debit diperoleh dengan rumus :

Dimana :

Q = debit yang melalui pintu ( 𝑚3/𝑠 ) Cd = koefisien debit.

b = lebar pintu ( m ).

Yg = tinggi bukaan pintu ( m ). Y0 = tinggi muka air di hulu ( m ).

b. Pengaliran Tenggelam.

(6)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 6 b Y Q V   0 0





2 0 2 0 2 0 0 0 . . 2 . 2 g Y b Q Y g V Y H      b Y Q V   1 1





2 1 2 1 2 1 1 1 . . 2 . 2 g Y b Q Y g V Y H     

Total Head di hulu dan hilir pintu.

Dimana:

H0 = total head di hulu ( m ). H1 = total head dihilir pintu ( m ). V0 = kecepatan rata-rata di hulu ( m/dt ). V1 = kecepatan rata-rata di hilir ( m/dt ). Y0 = tinggi muka air di hulu pintu ( m ). Y1 = tinggi muka air di hilir pintu ( m ).

g V . 2 2 0 g V . 2 2 1 H0 or E0 V0 Y0 Yg Y1 V1 H1 or E1 Water surface Total head line

Section 1 Section 0

(7)

3. PERALATAN

a. Flume ( saluran terbuka ).

b. Pintu tegak ( sluice gate )

(8)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 8 d. Pitot meter ( tabung pitot atau manometer )

4. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan posisi flume ( saluran terbuka ) horizontal dan posisi pintu ( sluice gate ) tegak lurus dasar saluran.

b. Point gauge diletakkan disebelah hulu dan hilir pintu untuk mengukur ketinggian airnya.

c. Pitot meter dipasang di sisi flume untuk mengukur debit air yang mengalir dalam flume.

d. Tinggi bukaan pintu ( Y0 ) = 20 mm dari dasar saluran sebelah tinggi bukaan awal percobaan.

e. Katup kontrol aliran pada tangki dibuka agar air mengalir dalam flume. Tinggi muka air di hulu ( Y0 ) di atur supaya mencapai 60 mm dari dasar saluran.

f. Untuk mencapai ketinggian tersebut, debit air yang keluar diatur sedemikian rupa dan nilainya dapat dilihat pada pitot meter.

g. Tinggi bukaan pintu ( Yg ) dinaikkan dengan interval 5 mm sampai ketinggian 40 mm. Dalam hal ini ketinggian Y0 dipertahankan dengan mengatur debitnya.

h. Debit air yang mengalir ( Q ) dan tinggi air di hilir ( Y1 ) dicatat setiap menaikkan bukaan pintu.

(9)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 9 i. Prosedur di atas diulangi dengan menggunakan Q yang konstan dan bukaan pintu yang bervariasi ( minimum 5 variasi ). Catat nilai Y0 dan Y1.

5. HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN Hasil Pengamatan

PERCOBAAN A : DEBIT ALIRAN YANG MELALUI "SLUICE GATE"

Tanggal Percobaan : 15 Mei 2015

Kelompok : 6

1. Putu Glendy Prima Dipta 1404105045 2. I Nyoman Indra Kumara 1404105046 3. I Made Aryatirta Predana 1404105047 4. I Putu Angga Pariyana Putra 1404105048 5. I Putu Gde Wira Suryatmaja 1404105049 6. Novia Lelyana 1404105050 7. Ni Kadek Sri 1404105051 8. I Putu Bagus Mega Dhendra 1404105052

Dosen :Ir. I Ketut Suputra, MT. Paraf:

Tabel Hasil Percobaan :

Lebar flume ( b ) = 0,078 meter Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2

Tabel Hasil Percobaan dengan Yg Konstan

Percobaan Yg (meter) Yo (meter) Y1 (meter) Q1 (liter/dt) Q2 (liter/dt) Q3 (liter/dt) 1. 0,020 0,100 0,018 10/7,56 10/7,56 10/7,56 2. 0,020 0,115 0,020 10/7,45 10/7,15 10/7,31 3. 0,020 0,124 0,021 10/6,90 10/6,97 10/6,87

(10)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 10 4. 0,020 0,137 0,022 10/5,45 10/6,16 10/6,43 5. 0,020 0,142 0,024 10/5,70 10/5,83 10/5,88

Tabel Hasil Percobaan dengan Q konstan Percobaan Yg (meter) Yo (meter) Y1 (meter) Q1 (liter/dt) Q2 (liter/dt) Q3 (liter/dt) 1. 0,020 0,115 0,023 10/7,57 10/7,41 10/7,53 2. 0,025 0,088 0,026 10/7,57 10/7,41 10/7,53 3. 0,030 0,074 0,033 10/7,57 10/7,41 10/7,53 4. 0,035 0,062 0,043 10/7,57 10/7,41 10/7,53 5. 0,040 0,055 0,046 10/7,57 10/7,41 10/7,53 Hasil Perhitungan

a. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Yg Konstan

1. 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik

+ Q = 3.966 liter/detik Q1= 3.966 lit er /detik 3 = 1.322 liter/detik = 0.001322 m 3 /detik 2. 10 liter/7,45 detik = 1,342 liter/detik

10 liter/7,15detik = 1,398 liter/detik 10 liter/7,31 detik = 1,367 liter/detik

+ Q= 4,107 liter/detik Q2= 4,107 liter /detik 3 = 1,369 liter/detik = 0,001369 m 3 /detik 3. 10 liter/6,90 detik = 1,449 liter/detik

10 liter/6,97 detik = 1,434 liter/detik 10 liter/6,87 detik = 1,455 liter/detik

(11)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 11 + Q= 4,338 liter/detik Q3= 4,338 liter /detik 3 = 1,446 liter/detik = 0.001446 m 3 /detik 4. 10 liter/5,45 detik = 1,834 liter/detik

10 liter/6,16detik = 1,623 liter/detik 10 liter/6,43 detik = 1,555 liter/detik

+ Q= 5,012 liter/detik Q4= 5,012 liter /detik 3 = 1,673 liter/detik = 0,001673 m 3 /detik 5. 10 liter/5,70 detik = 1,754 liter/detik

+ Q= 5,169 liter/detik Q5= 5,169 liter /detik 3 = 1,723 liter/detik = 0,001723 m 3 /detik Variasi Yg ( m ) Yo ( m ) Y1( m ) Q ( m3/dt ) 1. 0,020 0,100 0.018 0.001322 2. 0020 0,115 0.020 0.001369 3. 0,020 0,124 0.021 0.001446 4. 0,020 0,137 0.022 0.001673 5. 0,020 0,142 0.024 0.001723

b. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Q Konstan

1. 10 liter/7,57 detik = 1,321 liter/ detik 10 liter/7,41 detik = 1,349 liter/ detik 10 liter/7,53 detik = 1,328 liter/ detik

+ Q= 3,998 liter/ detik

(12)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 12 Q= 3,998 liter / detik 3 = 1,333 liter/ detik = 0,001333 m 3 /detik Variasi Yg ( m ) Yo ( m ) Y1 ( m ) Q ( m3/dt ) 1. 0.020 0.115 0.023 0,001333 2. 0.025 0.088 0.026 0,001333 3. 0.030 0.074 0.033 0,001333 4. 0.035 0.062 0.043 0,001333 5. 0.040 0.055 0.046 0,001333

a. Hitung Cd untuk setiap nilai Q

Percobaan I

Perhitungan untuk nilai Yg konstan

 Perhitungan Vo Rumus : b Yo Q Vo   1. b Yo Q Vo   = 078 , 0 100 , 0 001322 , 0  = 0,169 m/dt 2. b Yo Q Vo   = 078 , 0 115 , 0 001369 , 0  = 0,152 m/dt 3. b Yo Q Vo   = 078 , 0 124 , 0 001446 , 0  = 0,149 m/dt 4. b Yo Q Vo   = 078 , 0 137 , 0 001673 , 0  = 0,156 m/dt 5. b Yo Q Vo   = 078 , 0 142 , 0 001723 , 0  = 0,155 m/dt  Perhitungan V1 Rumus : b Y Q V   1 1 1. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 018 , 0 001322 , 0  = 0,941 m/dt

(13)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 13 2. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 020 , 0 001369 , 0  = 0,877 m/dt 3. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 021 , 0 001446 , 0  = 0,882 m/dt 4. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 022 , 0 001673 , 0  = 0,974 m/dt 5. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 024 , 0 001723 , 0  = 0,920 m/dt  Perhitungan Ao Rumus : Vo Q Ao 1. Vo Q Ao = 169 , 0 001322 , 0 = 0,007 m/dt 2. Vo Q Ao = 152 , 0 001369 , 0 = 0,009 m/dt 3. Vo Q Ao = 149 , 0 001446 , 0 = 0,009 m/dt 4. Vo Q Ao = 156 , 0 001673 , 0 = 0,010 m/dt 5. Vo Q Ao = 155 , 0 001723 , 0 = 0,011 m/dt  Perhitungan A1 Rumus : 1 1 V Q A  1. 1 1 V Q A  = 941 , 0 001322 , 0 = 0,0014 m/dt 2. 1 1 V Q A  = 877 , 0 001369 , 0 = 0,0015 m/dt 3. 1 1 V Q A  = 882 , 0 001446 , 0 = 0,0016 m/dt 4. 1 1 V Q A  = 974 , 0 001673 , 0 = 0,0017 m/dt

(14)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 14 5. 1 1 V Q A  = 920 , 0 001723 , 0 = 0,0018 m/dt  Perhitungan Ho Rumus : g Vo Yo Ho 2 2   1. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 169 , 0 100 , 0 2   = 0,101 m 2. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 152 , 0 115 , 0 2   = 0,116 m 3. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 149 , 0 124 , 0 2   = 0,125 m 4. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 156 , 0 137 , 0 2   = 0,138 m 5. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 155 , 0 142 , 0 2   = 0,143 m  Perhitungan H1 Rumus : g V Y H 2 2 1 1 1   1. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 0,941 018 , 0 2   = 0,063 m 2. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 877 , 0 020 , 0 2   = 0,059 m 3. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 882 , 0 021 , 0 2   = 0,060 m 4. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 974 , 0 022 , 0 2   = 0,070 m 5. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 920 , 0 024 , 0 2   = 0,067 m  Perhitungan Cd Rumus : Yo g Yg b Q Cd .. . 2   

(15)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 15 1. 100 , 0 81 , 9 2 020 , 0 . 078 , 0 001322 , 0      x Cd = 0,605 2. 115 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001369 , 0      Cd = 0,584 3. 124 , 0 81 , 9 2 020 , 0 . 078 , 0 001446 , 0      Cd = 0,594 4. 137 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001673 , 0      Cd = 0,654 5. 142 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001723 , 0      Cd = 0,661

Tabel Hasil Perhitungan Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Yg konstan No Yg (m ) Yo ( m ) Y1 ( m ) Vo ( m/dt ) V1 (m/dt) Ao ( m2 ) A1 ( m2 ) Q ( m3/dt ) Cd Ho ( m ) H1 ( m ) 1. 0,020 0,100 0,018 0,169 0,941 0,007 0,0014 0,001322 0,605 0,101 0,063 2. 0,020 0,115 0,020 0,152 0,877 0,009 0,0015 _0,001369 0,584 0,116 0,059 3. 0,020 0,124 0,021 0,149 0,882 0,009 0,0016 _0,001446 0,594 0,125 0,060 4. 0,020 0,137 0,022 0,156 0,974 0,010 0,0017 _0,001673 0,654 0,138 0,070 5. 0,020 0,142 0,024 0,155 0,920 0,011 0,0018 0,001723 0,661 0,143 0,067 Percobaan II

Perhitungan untuk Q konstan  Perhitungan Vo Rumus : b Yo Q Vo   1. b Yo Q Vo   = 078 , 0 115 , 0 0,001333  = 0,148 m/dt 2. b Yo Q Vo   = 078 , 0 088 , 0 0,001333  = 0,194 m/dt 3. b Yo Q Vo   = 078 , 0 074 , 0 0,001333  = 0,230 m/dt

(16)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 16 4. b Yo Q Vo   = 078 , 0 062 , 0 0,001333  = 0,275 m/dt 5. b Yo Q Vo   = 078 , 0 055 , 0 0,001333  = 0,310 m/dt  Perhitungan V1 Rumus : b Y Q V   1 1 1. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 023 , 0 0,001333  = 0,743 m/dt 2. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 026 , 0 0,001333  = 0,657 m/dt 3. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 033 , 0 0,001333  = 0,517 m/dt 4. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 043 , 0 0,001333  = 0,397 m/dt 5. b Y Q V   1 1 = 078 , 0 046 , 0 0,001333  = 0,371 m/dt  Perhitungan Ao Rumus : Vo Q Ao 1. Vo Q Ao = 148 , 0 001333 , 0 = 0,0096 m/dt 2. Vo Q Ao = 194 , 0 001333 , 0 = 0,0068 m/dt 3. Vo Q Ao = 230 , 0 001333 , 0 = 0,0057 m/dt 4. Vo Q Ao = 275 , 0 001333 , 0 = 0,0048 m/dt 5. Vo Q Ao = 310 , 0 001333 , 0 = 0,0043 m/dt  Perhitungan A1 Rumus : 1 1 V Q A 

(17)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 17 1. 1 1 V Q A  = 743 , 0 001333 , 0 = 0,0017 m/dt 2. 1 1 V Q A  = 657 , 0 001333 , 0 = 0,0020 m/dt 3. 1 1 V Q A  = 517 , 0 001333 , 0 = 0,0025 m/dt 4. 1 1 V Q A  = 397 , 0 001333 , 0 = 0,0033 m/dt 5. 1 1 V Q A  = 371 , 0 001333 , 0 = 0,0035 m/dt  Perhitungan Ho Rumus : g Vo Yo Ho 2 2   1. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 148 , 0 115 , 0 2   = 0,116 m 2. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 194 . 0 088 , 0 2   = 0,089 m 3. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 230 . 0 074 , 0 2   = 0,076 m 4. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 275 . 0 062 , 0 2   = 0,065 m 5. g Vo Yo Ho 2 2   = 81 , 9 2 310 . 0 055 , 0 2   = 0,059 m  Perhitungan H1 Rumus : g V Y H 2 2 1 1 1   1. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 743 , 0 023 , 0 2   = 0,051 m 2. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 657 . 0 026 , 0 2   = 0,048 m

(18)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 18 3. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 517 , 0 033 , 0 2   = 0,046 m 4. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 397 . 0 043 , 0 2   = 0,051 m 5. g V Y H 2 2 1 1 1   = 81 , 9 2 371 . 0 046 , 0 2   = 0,053 m  Perhitungan Cd Rumus : Yo g Yg b Q Cd .. . 2    1. 115 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001333 , 0      Cd = 0,568 2. 088 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001333 , 0      Cd = 0,520 3. 074 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001333 , 0      Cd = 0,472 4. 062 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001333 , 0      Cd = 0,442 5. 55 , 0 81 , 9 2 020 , 0 078 , 0 001333 , 0      Cd = 0,411

Tabel Hasil Perhitungan Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Q konstan No Yg ( m ) Yo ( m ) Y1 ( m ) Vo ( m/dt) V1 ( m/dt ) Ao ( m2 ) A1 ( m2 ) Q ( m3/dt ) Cd Ho ( m ) H1 ( m ) 1. 0,020 0,115 0,023 0,148 0,743 0,0096 0,0017 0,001333 0,568 0,116 0,051 2. 0,025 0,088 0,026 0,194 0,657 0,0068 0,0020 0,001333 0,520 0,089 0,048 3. 0,030 0,074 0,033 0,230 0,517 0,0057 0,0025 0,001333 0,472 0,076 0,046 4. 0,035 0,062 0,043 0,275 0,397 0,0048 0,0033 0,001333 0,442 0,065 0,051 5. 0,040 0,055 0,046 0,310 0,371 0,0043 0,0035 0,001333 0,411 0,059 0,053

(19)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 19 b. Gambarkan grafik antara Q dengan Yo untuk Yg konstan dan grafik antara Yo dengan Yg untuk kondisi Q konstan, untuk menunjukkan karakteristik aliran.

Grafik untuk menunjukkan karakteristik aliran.

Dari grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, hubungan antara nilai Q dengan Yo adalah berbanding lurus, dimana semakin besar nilai debit (Q) yang mengalir pada suatu saluran dengan ketinggian bukaan pintu (Yg) konstan, maka ketinggian muka air sebelum melalui pintu (sluice gate) yang diberi notasi Yo akan semakin tinggi. Berlaku juga

sebaliknya. 0.001322 0.001369 0.001446 0.00167 0.001723 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018 0.002 0.1 0.115 0.124 0.137 0.142 Q Y_o

Grafik Hubungan antara Q dengan Y

_o

untuk Kondisi Y

_g

Konstan

(20)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 20 Dari grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yangdilakukan, antara ketinggian muka air sebelum melalui pintu (sluice gate) dengan notasi (Yo) berbanding

terbalik dengan ketinggian bukaan pintu (Yg) untuk kondisi dimana

debit air yang mengalir melalui saluran (Q) konstan. Pada saat debit air mengalir konstan, semakin besar bukaan pintu (Yg), maka ketinggian

muka air yang mengalir sebelum melalui pintu (Yo) akan menurun.

c. Gambarkan grafik antara Cd dengan Q untuk Yg konstan dan grafik antara Cd dengan Yg untuk kondisi Q konstan, untuk menunjukkan perubahan nilai Cd dalam aliran

Grafik untuk menunjukkan perubahan nilai Cd dalam aliran.

0.115 0.088 0.074 0.062 0.055 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Yo Yg

Grafik Hubungan antara Y

_o

dengan Y

_g

untuk Kondisi Q

Konstan

(21)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 21 Dari grafik di atas didapatkan grafik yang cenderung linier yang berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, pada kondisi bukaan pintu (Yg) konstan, maka besarnya nilai koefisien debit

(Cd) dengan rumus Yo g Yg b Q Cd .. . 2  

 berbanding lurus dengan besarnya debit yang mengalir (Q). Dimana semakin besar debit yang mengalir pada suatu saluran, maka koefisien debit yang terjadi juga akan semakin tinggi. Begitu pula sebaliknya. Namun terdapat juga penurunan Cd dari Q sebesar 0,001322 ke Q sebesar 0,001369. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut.

0.605 0.584 0.594 0.654 0.661 0.54 0.56 0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.001322 0.001369 0.001446 0.00167 0.001657 Cd Q

Grafik Hubungan antara Cd dengan Q untuk

Y

_g

Konstan

(22)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 22 Berdasarkan grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa, berdasarkan praktikum yang dilakukan, pada saat debit (Q) yang mengalir melalui suatu saluran adalah konstan, maka antara ketinggian bukaan pintu (Yg) dengan koefisien debit (Cd) dengan

rumus Yo g Yg b Q Cd .. . 2  

 terjadi hubungan yang berlawanan / berbanding terbalik. Semakin tinggi bukaan pintu, maka nilai koefisien debitnya akan semakin kecil.

6. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dalam percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan:

1. Pengaruh dari nilai Yg dan Q terhadap nilai Cd untuk pengaliran di bawah pintu

a. Untuk nilai Yg konstan.

 Dengan bertambahnya nilai Yo maka nilai Q menjadi bertambah besar (berbanding lurus).

 Dengan bertambahnya nilai Q maka nilai Cd menjadi bertambah besar (berbanding lurus).

b. Untuk nilai Q konstan.

0.568 0.52 0.472 0.442 0.411 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Cd Yg

Grafik Hubungan antara Cd denganY

_g

untuk Kondisi

(23)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 23  Dengan bertambahnya nilai Yg maka nilai Yo menjadi berkurang (berbanding terbalik) dan yang pada titik batasnya ketika Yo = Yg akan terlihat seperti tidak terdapat pintu yang menghalangi air.

 Dengan bertambahnya nilai Yg maka nilai Cd menjadi berkurang (berbanding terbalik). Dapat dilihat pada grafik di atas.

c. Dalam percobaan ini, parameter yang sangat berpengaruh terhadap nilai Cd adalah Yg, Y0, dan Q (debit aliran).

2. Perbandingan hasil perhitungan H0 dan H1

a. Besar nilai H1 berbanding lurus dengan H0. Semakin besar nilai H1, maka nilai H0 juga semakin besar dan demikian sebaliknya.

b. Untuk nilai Yg konstan

 Nilai H0 mengalami peningkatan dan umumnya memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan nilai H1

 Nilai H1 mengalami peningkatan c. Untuk nilai Q konstan.

 Nilai H0 mengalami penurunan tetapi nilai yang dimiliki masih lebih besar dari nilai H1

 Nilai H1 mengalami penurunan

d. Perbedaan itu terjadi karena dipengaruhi oleh nilai Q, Vo ,dan Yo pada perhitungan Ho dan nilai Q, V1, dan Y1 pada perhitungan H1.

7. SARAN

1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat pengukur debit (pitot meter) untuk mengukur debit aliran air.

2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor.

3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar mendapatkan hasil yang optimal.

(24)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 24 4. Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan pelaksanaan praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat dan lancar dalam melaksanakan praktikum.

(25)

Materi Percobaan :B Loncatan Hidraulik

1. Putu Glendy Prima Dipta 1404105045 2. I Nyoman Indra Kumara 1404105046 3. I Made Aryatirta Predana 1404105047 4. I Putu Angga Pariyana Putra 1404105048 5. I Putu Gde Wira Suryatmaja 1404105049

6. Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051

Disetujui Oleh :

(26)

PERCOBAAN B : LONCATAN HIDRAULIK

1. TUJUAN

Menunjukkan karakteristik loncat air pada aliran setelah „sluice gate‟.

2. TEORI DASAR

Loncatan hidraulik merupakan salah satu bentuk aliran berubah secara cepat (rapidly variete flow). Loncatan hidraulik terjadi apabila aliran di saluran berubah dari super kritis menjadi subkritis.

Pemakaian praktis dari loncatan hidrolik, antara lain: (1) sebagai peredam energi pada bendungan, saluran dan struktur hidrolik yang lain dan untuk mencegah pengikisan struktur di bagian hilir; (2) untuk menaikkan kembali tinggi energi atau permukaan air pada daerah hilir saluran pengukur dan juga menjaga agar permukaan air saluran irigasi atau saluran distribusi yang lain tetap tinggi; (3) untuk memperbesar tekanan pada lapis lindung sehingga memperkecil tekanan angkat pada struktur tembok, dengan memperbesar kedalaman air pada lapis lindung; (4) untuk memperbesar debit, dengan mempertahankan air bawah balik, karena tinggi energi efektif akan berkurang bila air bawah dapat menghilangkan loncatan hidrolik; (5) untuk menunjukkan kondisi – kondisi aliran tertentu, misal adanya aliran superkritis atau adanya penampang kontrol, sehingga letak pos pengukuran dapat ditentukan. g V . 2 2 1 Tailgate Water within control volume

Section 3 Section b Section a Section 0 Section 1 H H0 or E0 Y0 H1 or E1 Y2 V2 Y1 V1 Yg Yb Vb Y3 V3 H3 or E3 g V . 2 2 0 g V . 2 2 3

(27)







1 8. 1



. 2 1 ₂ 0,5 1 1 3    r F y y





0,5 1 1 .y g V Fr             g V y g V y H b b a a 2 2 2 2





3 1 3 1 3 4y y y y H   

Suatu loncatan hidraulik dapat terbentuk dalam saluran apabila memenuhi persamaan berikut :

Dengan :

y1 = tinggi muka air sebelum loncatan. y3 = tinggi muka air setelah loncatan. Fr1 = bilangan froude saat y1,

Dari gambar di atas dapat dilihat hitungan kehilangan tinggi ( H ) dengan kedalaman air sebelum loncatan atau ( ya ) dan kedalaman air setelah loncatan (yb) dapat dijabarkan sebagai berikut:

Karena sectionnya sempit, maka ya = y1, dan dapat disederhanakan oleh rumus berikut ini:

Dengan:

H = total kehilangan energi sepanjang loncat air. Va = kecepatan rata-rata sebelum loncat air (m/dt) ya = kedalaman rata-rata sebelum loncat air (m). Vb = kecepatan rata-rata setelah loncat air (m/dt) yb = kedalaman rata-rata setelah loncat air (m).

(28)

3. PERALATAN

a. Flume ( Saluran Terbuka )

b. Pintu Tegak ( Sluice Gate )

(29)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 29 d. Pitot Meter ( Tabung Pitot dan Manometer )

5. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan dan pastikan posisi saluran tebuka horizontal dan posisi pintu tegak lurus dasar saluran.

b. Letakkan point gauge di sebelah hilir dan setelah hulu pintu. c. Atur dan pasang pitot meter di sisi flume.

d. Aturlah tinggi bukaan pintu (yg) = 20 mm dan tinggi muka air di hulu pintu (y0) = …….mm, dan pastikan dalam kondisi konstan.

e. Letakkan tail gate di sisi paling ujung flume.

f. Alirkan air perlahan-lahan dengan membuka katup control aliran, sampai membentuk loncatan air di sebelah hilir pintu. Amati dan gambar sketsa loncatan airnya.

g. Naikkan tinggi muka air di hulu dengan memutar katup kontrol aliran dan naikkan pula tail gate di ujung flume. Amati loncatan air dan gambar sketsanya.

h. Untuk tiap langkah di atas, ukur dan catat nilai-nilai y1, yg, y3 dan Q. i. Ulangi lagi prosedur di atas untuk variasi Q yang lain dan tinggi bukaan

(30)

6. HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN Hasil Pengamatan

PERCOBAAN B : LONCATAN HIDRAULIK Tanggal Percobaan : 15 Mei 2015

Kelompok : 6

Dosen :Ir. I Ketut Suputra, MT. Paraf:

Tabel Hasil Percobaan :

Lebar flume ( b ) = 0,078 meter Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2

Tabel Hasil Percobaan dengan Yg konstan Percobaan Yg (meter) Yo (meter) Y1 (meter) Y3 (meter) Q1 (liter/dt) Q2 (liter/dt) Q3 (liter/dt) 1. 0,020 0,128 0,014 0,071 10/6,00 10/6,18 10/6,57 2. 0,020 0,131 0,018 0,069 10/7,57 10/7,45 10/7,53 3. 0,020 0,140 0,019 0,072 10/6,71 10/6,95 10/7,16 4. 0,020 0,150 0,021 0,073 10/6,35 10/6,81 10/6,45 5. 0,020 0,166 0,021 0,076 10/5,48 10/5,53 10/5,03

(31)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 31 Tabel Hasil Percobaan dengan Q konstan

Percobaan Yg (meter) Yo (meter) Y1 (meter) Y3 (meter) Q1 (liter/dt) Q2 (liter/dt) Q3 (liter/dt) 1. 0,020 0,155 0,020 0,078 10/5,37 10/5,25 10/5,10 2. 0,021 0,125 0,020 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10 3. 0,022 0,121 0,023 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10 4. 0,023 0,115 0,025 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10 5. 0,024 0,109 0,030 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10 Hasil Perhitungan

a. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Yg konstan

1. 10 liter/06,00 detik = 1,667 liter/detik 10 liter/06,18 detik = 1,618 liter/detik 10 liter/06,57 detik = 1,522 liter/detik

+ Q = 4,807 liter/detik detik liter 602 , 1 3 detik liter 807 , 4 Q₁   = 0,001602 m3/detik

2. 10 liter/07,57 detik = 1.321 liter/ detik 10 liter/07,45 detik = 1,342 liter/ detik 10 liter/07,53 detik = 1,328 liter/ detik

+ Q = 3,991 liter/ detik detik liter 330 , 1 3 detik liter 991 , 3 Q₂   = 0,001330 m3/detik

+ Q = 4,325 liter/ detik

(32)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 32 detik liter 442 , 1 3 detik liter 325 , 4 Q₃   = 0,001442 m3/detik

+ Q = 4,593 liter/ detik detik liter 531 , 1 3 detik liter 593 , 4 Q₄   = 0,001531 m3/detik

+ Q = 5,621 liter/ detik detik liter 874 , 1 3 detik liter 621 , 5 Q₅   = 0,001874 m3/detik KondisiYg konstan Percobaan Yg (meter) Yo (meter) Y1 (meter) Y3 (meter) Q (m3/dt) 1. 0,020 0,128 0,014 0,071 0,001602 2. 0,020 0,131 0,018 0,069 0,001330 3. 0,020 0,140 0,019 0,072 0,001442 4. 0,020 0,150 0,021 0,073 0,001531 5. 0,020 0,166 0,021 0,076 0,001874  Perhitungan V1 Rumus : b Y Q A Q V    1 1 1 1. 014 , 0 078 , 0 001602 , 0 1 1     b Y Q V = 1,467 m/dt

(33)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 33 2. 018 , 0 078 , 0 001330 , 0 1 1     b Y Q V = 0,947 m/dt 3. 019 , 0 078 , 0 001442 , 0 1 1     b Y Q V = 0,973 m/dt 4. 021 , 0 078 , 0 001531 , 0 1 1     b Y Q V = 0,935 m/dt 5. 021 , 0 078 , 0 001874 , 0 1 1     b Y Q V = 1,144 m/dt  Perhitungan V3 Rumus : b Y Q A Q V    3 3 3 1. 071 , 0 078 , 0 001602 , 0 3 3  _  _ b Y Q V = 0,289 m/dt 2. 069 , 0 078 , 0 001330 , 0 3 3     b Y Q V = 0,247 m/dt 3. 072 , 0 078 , 0 001442 , 0 3 3     b Y Q V = 0,257 m/dt 4. 073 , 0 078 , 0 001531 , 0 3 3  _  _ b Y Q V = 0,269 m/dt 5. 076 , 0 078 , 0 001874 , 0 3 3  _  _ b Y Q V = 0,316 m/dt  Perhitungan H1 Rumus : g V Y H 2 2 1 1 1   1. 81 , 9 2 467 , 1 014 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,124 m 2. 81 , 9 2 947 , 0 018 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,064 m 3. 81 , 9 2 973 , 0 019 , 0 2 2 2 1 1 1     _ g V Y H = 0,067 m 4. 81 , 9 2 935 , 0 021 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,066 m

(34)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 34 5. 81 , 9 2 144 , 1 021 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,088 m  Perhitungan ΔH Rumus : 3 1 3 1 3 4 ) ( y y y y H    1. 071 , 0 014 , 0 4 ) 014 , 0 071 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0,047 m 2. 069 , 0 018 , 0 4 ) 018 , 0 069 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0,027 m 3. 072 , 0 019 , 0 4 ) 019 , 0 072 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0,027 m 4. 073 , 0 021 , 0 4 ) 021 , 0 073 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0,023 m 5. 076 , 0 021 , 0 4 ) 021 , 0 076 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0,026 m  Perhitungan H3 Rumus : H₃ H₁H 1. H₃  H₁H 0,1240,047= 0,077 m 2. H₃  H₁H 0,0640,027= 0,037 m 3. H3  H1H 0,0670,027= 0,040 m 4. H3  H1H 0,0660,023= 0,043 m 5. H₃  H₁H 0,0880,026= 0,062 m

Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidrolis dengan Yg konstan

No. Yg ( m ) Yo ( m ) Y1 ( m ) Y3 ( m ) V1 ( m/dt ) V3 ( m/dt) Q ( m3/dt ) H1 ( m ) H3 ( m ) H  ( m ) 1. 0,020 0,128 0,014 0,071 1,467 0,289 0,001602 0,124 0,077 0,047 2. 0,020 0,131 0,018 0,069 0,947 0,247 0,001330 0,064 0,037 0,027 3. 0,020 0,140 0,019 0,072 0,973 0,257 0,001442 0,067 0,040 0,027

(35)

4. 0,020 0,150 0,021 0,073 0,935 0,269 0,001531 0,066 0,043 0,023

5. 0,020 0,166 0,021 0,076 1,144 0,316 0,001874 0,088 0,062 0,026

b. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Q konstan

+ Q = 5.728 liter/ detik detik liter 909 , 1 3 detik liter 728 , 5 Q   = 0,001909 m3/detik Kondisi Q konstan Percobaan Yg (meter) Yo (meter) Y1 (meter) Y3 (meter) Q (m3/dt) 1. 0,020 0,155 0,020 0,078 0,001909 2. 0,021 0,125 0,020 0,077 0,001909 3. 0,022 0,121 0,023 0,077 0,001909 4. 0,023 0,115 0,025 0,077 0,001909 5. 0,024 0,109 0,030 0,077 0,001909  Perhitungan V1 Rumus : b Y Q A Q V    1 1 1 1. 020 , 0 078 , 0 0,001909 1 1  _  _ b Y Q V = 1,223 m/dt 2. 020 , 0 078 , 0 0,001909 1 1  _  _ b Y Q V = 1,223 m/dt 3. 023 , 0 078 , 0 001909 , 0 1 1  _  _ b Y Q V = 1,064 m/dt

(36)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 36 4. 025 , 0 078 , 0 0,001909 1 1     b Y Q V = 0,979 m/dt 5. 030 , 0 078 , 0 0,001909 1 1     b Y Q V = 0,816 m/dt  Perhitungan V3 Rumus : b Y Q A Q V    3 3 3 1. 078 , 0 078 , 0 0,001909 3 3  _  _ b Y Q V = 0,314 m/dt 2. 077 , 0 078 , 0 0,001909 3 3  _  _ b Y Q V = 0,318 m/dt 3. 077 , 0 078 , 0 0,001909 3 3  _  _ b Y Q V = 0,318 m/dt 4. 077 , 0 078 , 0 0,001909 3 3     b Y Q V = 0,318 m/dt 5. 077 , 0 078 , 0 0,001909 3 3     b Y Q V = 0,318 m/dt  Perhitungan H1 Rumus : g V Y H 2 2 1 1 1   1. 81 , 9 2 223 , 1 020 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,096 m 2. 81 , 9 2 223 , 1 020 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,096m 3. 81 , 9 2 064 , 1 023 , 0 2 2 2 1 1 1     _ g V Y H = 0,081 m 4. 81 , 9 2 979 , 0 025 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,074 m 5. 81 , 9 2 816 , 0 030 , 0 2 2 2 1 1 1      g V Y H = 0,064 m

(37)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 37  Perhitungan ΔH Rumus : 3 1 3 1 3 4 ) ( y y y y H    1. 078 , 0 020 , 0 4 ) 020 , 0 078 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0.031 m 2. 077 , 0 020 , 0 4 ) 020 , 0 077 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0.030 m 3. 077 , 0 023 , 0 4 ) 023 , 0 077 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0.022 m 4. 077 , 0 025 , 0 4 ) 025 , 0 077 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0.018 m 5. 077 , 0 030 , 0 4 ) 030 , 0 077 , 0 ( 4 ) ( 3 3 1 3 1 3        y y y y H = 0.011 m  Perhitungan H3 Rumus : H₃ H₁H 1. H₃  H₁H 0,0960,031= 0,065 m 2. H₃  H₁H 0,0960,030= 0,066 m 3. H₃  H₁H 0,0810,022= 0,059 m 4. H3  H1H 0,0740,018= 0,056 m 5. H3  H1H 0,0640,011= 0,053 m

Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidrolis dengan Q konstan

No. Yg ( m ) Yo ( m ) Y1 ( m ) Y3 ( m ) V1 ( m/dt ) V3 ( m/dt) Q ( m3/dt ) H1 ( m ) H3 ( m ) H  ( m ) 1. 0,020 0,155 0,020 0,078 1,223 0,314 0,001909 0,096 0,065 0,031 2. 0,021 0,125 0,020 0,077 1,223 0,318 0,001909 0,096 0,066 0,030 3. 0,022 0,121 0,023 0,077 1.064 0,318 0,001909 0,081 0,059 0,022 4. 0,023 0,115 0,025 0,077 0,979 0,318 0,001909 0,074 0,056 0,018 5. 0,024 0,109 0,030 0,077 0,818 0,318 0,001909 0,064 0,053 0,011

(38)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 38 a. Hitung V1 dan gambarkan grafik hubunganhubungan antara

1 2 1 Y g V  dan 1 3 Y Y

 Perhitungan: Dengan Yg konstan

Kondisi Yg konstan = 0,020 m dan g = 9.81 m/dt2

1 2 1 Y g V  1. 9,81 0,014 467 , 1 2 1 2 1   Y g V = 15,670 2. 018 , 0 81 , 9 947 , 0 2 1 2 1   Y g V = 5,079 3. 019 , 0 81 , 9 973 , 0 2 1 2 1   Y g V = 5,079 4. 021 , 0 81 , 9 935 , 0 2 1 2 1   Y g V = 4,244 5. 021 , 0 81 , 9 144 , 1 2 1 2 1   Y g V = 6,353 1 3 Y Y 1. 014 , 0 071 , 0 1 3  Y Y = 5,071 2. 018 , 0 069 , 0 1 3  Y Y = 3,833 3. 019 , 0 072 , 0 1 3  Y Y = 3,789 4. 021 , 0 073 , 0 1 3  Y Y = 3,476 5. 021 , 0 076 , 0 1 3  Y Y = 3,619 No. 1 2 1 Y g V  1 3 Y Y 1 15,670 5,071 2 5,079 3,833

(39)

3 5,079 3,789

4 4,244 3,476

5 6,353 3,619

Grafik hubungan antara

1 2 1 Y g V  dan ₁ 3 Y Y

untuk kondisi Yg konstan

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan

1 3 Y Y dengan 1 2 1 Y g V 

cenderung berbanding lurus dimana jika nilai

1 3

Y Y

tinggi maka nilai

1 2 1 Y g V 

akan semakin tinggi. Dimana Yg konstan = 0,020 m. Namun terdapat juga penurunan dalam grafik tersebut. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut.

 Perhitungan: Dengan Q konstan

Kondisi Q konstan = 0,001909 m3/dt dan g = 9.81 m/dt2

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 1 3 Y Y 1 2 1 Y g V 

(40)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 40 1 2 1 Y g V  1. ₁ 2 1 gxY V =  020 . 0 81 . 9 1,2232 x 7.623 2. 1 2 1 gxY V = 7.623 020 . 0 81 . 9 1,2232  x 3. 1 2 1 gxY V = 5.017 023 . 0 81 . 9 1.0642 _ x 4. 1 2 1 gxY V = 3.908 025 . 0 81 . 9 979 . 0 2  x 5. 030 , 0 81 , 9 818 , 0 2 1 2 1   Y g V = 2.273 1 3 Y Y 1. 1 3 Y Y = 020 . 0 078 . 0 = 3.9 2. 1 3 Y Y = 020 . 0 077 . 0 = 3.85 3. 1 3 Y Y = 023 . 0 077 . 0 = 3.34 4. 1 3 Y Y = 025 . 0 077 . 0 = 3.08 5. 030 , 0 077 , 0 1 3  Y Y = 2.56 No. 1 2 1 Y g V  1 3 Y Y 1 7.623 3.9 2 7.623 3.85 3 5.017 3.34 4 3.908 3.08 5 2.273 2.56

(41)

1 2 1 Y g V  dan ₁ 3 Y Y

untuk kondisi Q konstan

1 3 Y Y dengan 1 2 1 Y g V 

berbanding lurus dimana jika nilai

1 3

Y Y

tinggi maka nilai

1 2 1 Y g V  akan

semakin tinggi. Dimana Q konstan = 0,001909 m3/dt.

b. Hitung ΔH/Y1 dan gambarkan grafik hubungan antara

1 Y H  dengan 1 3 Y Y

1 Y H  1. 014 , 0 047 , 0 1   Y H = 3,357 2. 018 , 0 027 , 0 1   Y H = 1,500 3. 019 , 0 027 , 0 1   Y H = 1,421 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3 Y Y 1 2 1 Y g V 

(42)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 42 4. 021 , 0 023 , 0 1   Y H = 1,095 5. 021 , 0 026 , 0 1   Y H = 1,238 No. 1 Y H  1 3 Y Y 1 3,357 5,071 2 1,500 3,833 3 1,421 3,789 4 1,095 3,476 5 1,238 3,619

1 Y H  dengan 1 3 Y Y

dengan kondisi Yg konstan

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 1 Y H  1 3 Y Y

(43)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 43 Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan

1 3 Y Y dengan 1 Y H 

berbanding lurus, dimana jika nilai

1 3

Y Y

tinggi maka nilai

1

Y H 

akan semakin tinggi. Dimana Yg konstan = 0,020 m.

1 Y H  1. 1 Y H  = 020 . 0 0.031 = 1.55 2. 1 Y H  = 020 . 0 030 . 0 = 1.5 3. 1 Y H  = 023 . 0 022 . 0 = 0.95 4. 1 Y H  = 025 . 0 018 . 0 =0.72 5. 1 Y H  = 030 . 0 011 . 0 = 0.36 No. 1 Y H  1 3 Y Y 1 1.55 3.9 2 1.5 3.85 3 0.95 3.34 4 0.72 3.08 5 0.36 2.56

(44)

1 Y H  dengan 1 3 Y Y

dengan kondisi Q konstan

1 3 Y Y dengan 1 Y H 

berbanding lurus, dimana jika nilai

1 3

Y Y

tinggi maka nilai

1

Y H 

akan semakin tinggi. Q konstan = 0,001909 m3/dt.

c. Hitunglah nilai Yc (kedalaman kritis) dan ujilah apakah Y1<Yc<Y3 dengan Yg konstan, α = 1, g = 9,81 m/s2

3 / 1 2 2          b g Q Yc  1. 3 / 1 2 2 3 / 1 2 2 078 , 0 81 , 9 001602 , 0 1                   b g Q Yc  = 0,035 2. 3 / 1 2 2 3 / 1 2 2 078 , 0 81 , 9 001330 , 0 1                   b g Q Yc  = 0,031 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 1 Y H  1 3 Y Y

(45)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 45 3. 3 / 1 2 2 3 / 1 2 2 078 , 0 81 , 9 001442 , 0 1                   b g Q Yc  = 0,033 4. 3 / 1 2 2 3 / 1 2 2 078 , 0 81 , 9 001531 , 0 1                   b g Q Yc  = 0,034 5. 3 / 1 2 2 3 / 1 2 2 078 , 0 81 , 9 001874 , 0 1                   b g Q Yc  = 0,039 No. Y1 (m) Yc (m) Y3 (m) 1 0,014 0.035 0,071 2 0,018 0.031 0,069 3 0,019 0.033 0,072 4 0,021 0.034 0,073 5 0,021 0,039 0,076

Melihat tabel di atas, maka dapat disimpulkan nilai Yc terletak diantara Y1 dan Y3. Maka: Y1 < Yc < Y3

 Perhitungan: Dengan Q konstan Yc = 3 / 1 2 2 . .       b g Q  Yc = 3 / 1 2 2 078 . 0 81 , 9 ) 0.001909 ( 1       x = 0.0393

Karena Q konstan = 0,001909 m3/dt, maka nilai Yc sama untuk setiap percobaan yaitu 0,0393. No. Y1 (m) Yc (m) Y3 (m) 1 0,020 0.0393 0,078 2 0,020 0.0393 0,077 3 0,023 0.0393 0,077

(46)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 46 4 0,025 0.0393 0,077

5 0,030 0.0393 0,077

Melihat tabel di atas, maka dapat disimpulkan nilai Yc terletak diantara Y1 dan Y3. Maka: Y1 < Yc < Y3

d. Hitung nilai

Yc H 

Yc H  1. 035 , 0 047 , 0   Yc H = 1,343 2. 031 , 0 027 , 0   Yc H = 0,871 3. 033 , 0 027 , 0   Yc H = 0,818 4. 034 , 0 023 , 0   Yc H = 0,676 5. 039 , 0 026 , 0   Yc H = 0,667 No. H (m) Yc (m) Yc H  1 0,047 0.035 1,343 2 0,027 0.031 0,871 3 0,027 0.033 0,818 4 0,023 0.034 0,676 5 0,026 0,039 0,667

Yc H  1. 0393 , 0 031 , 0   Yc H = 0.788 2. 0393 , 0 030 , 0   Yc H = 0,763

(47)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 47 3. 0393 , 0 022 , 0   Yc H = 0,559 4. 0393 , 0 018 , 0   Yc H = 0,458 5. 0393 , 0 011 , 0   Yc H = 0,278 No. H (m) Yc (m) Yc H  1 0,031 0.0393 0.788 2 0,030 0.0393 0.763 3 0,022 0.0393 0.559 4 0,018 0.0393 0.458 5 0,011 0.0393 0.279 6. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dalam percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan:

1. Pada loncatan hidrolis, terjadi pengurangan kecepatan aliran secara mendadak dari V1 menjadi V3 dan pertambahan kedalaman aliran dari Y1 menjadi Y3.

2. Hasil perhitungan Hdan

Yc H 

dengan Yg konstan, dapat dilihat sebagai berikut: No. H (m) Yc H  1. 0,047 1,343 2. 0,027 0,871 3. 0,027 0,818 4. 0,023 0,676 5. 0,026 0,667

(48)

Kurva hubungan antara energi spesifik Hdengan Yc

H 

Dimana Yg = 0.020 m

Dari kurva hubungan antara energi spesifik Hdengan

Yc H 

, didapatkan grafik cenderung linier, ini menunjukkan bahwa kehilangan (ΔH) sebanding atau berbanding lurus dengan perhitungan

Yc H 

. Namun terdapat juga penurunan yang tidak terlalu besar dalam grafik tersebut. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut.

3. Hasil perhitungan Hdan

Yc H 

dengan Q konstan, dapat dilihat sebagai berikut: No. H (m) Yc H  1. 0,031 0.788 2. 0,030 0.763 3. 0,022 0.559 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 H  Yc H 

(49)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 49 4. 0,018 0.458

5 0,011 0.279

Kurva hubungan antara energi spesifik Hdengan Yc

H 

Dimana Q konstan = 0,001909 m3/dt.

Dari kurva hubungan antara energi spesifik Hdengan

Yc H 

, didapatkan grafik linier, ini menunjukkan bahwa kehilangan (ΔH) sebanding atau berbanding lurus dengan perhitungan

Yc H 

.

4. Loncatan hidrolik yang mana batas energi masih dalam batas toleransi diaplikasikan untuk menurunkan kecepatan aliran air yang mengalir melewati pintu air melalui suatu saluran air. Sehubungan dengan hal tersebut, energi yang mengalir akan menurun/berkurang. Energi yang berpindah setelah loncatan adalah menjauhi sluice gate (menuju bagian hilir). 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 H  Yc H 

(50)

7. SARAN

1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat pengukur debit (Pitot meter) untuk mengukur debit aliran air.

2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor.

3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar mendapatkan hasil yang optimal.

4. Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan pelaksanaan praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat dan lancar dalam melaksanakan praktikum.

(51)

Materi Percobaan : C

Bendung Ambang Lebar (Broad Crested Weir)

1. Putu Glendy Prima Dipta 1404105045 2. I Nyoman Indra Kumara 1404105046 3. I Made Aryatirta Predana 1404105047 4. I Putu Angga Pariyana Putra 1404105048 5. I Putu Gde Wira Suryatmaja 1404105049

6. Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051

Disetujui Oleh :

(52)

PERCOBAAN C : BENDUNG AMBANG LEBAR (BROAD CRESTED

WEIR)

1. TUJUAN

a. Mendemonstrasikan aliran melalui ambang lebar.

b. Menunjukkan bahwa ambang lebar dapat digunakan untuk mengukur debit.

2. TEORI DASAR

Peluap disebut ambang lebar apabila B > 0,66 H, dengan B adalah peluap / ambang lebar dan H adalah tinggi peluapan. Dipandang dari A dan B tinggi air di atas peluap pada titik A adalah H, sedang pada titik B adalah yc (h).

Kondisi aliran di hilir peluap ambang lebar tidak mengalami ”obstruction”, hal ini menunjukkan bahwa aliran di atas ambang adalah maksimum. Dalam kondisi demikian terjadi aliran kritis di atas ambang, sehingga dapat dipakai sebagai dasar mengukur energi spesifik. Bila kecepatan di hulu ambang kecil, maka nilai tinggi kecepatan 

     g V 2 2

0 _{dapat diabaikan dan energi spesifik di}

atas ambang adalah E = H.

Debit aliran yang lewat ambang lebar dapat dihitung dengan formula:

dan

persamaan di atas di substitusikan sehingga diperoleh:

2 2 . 2 . .B g Hyc yc Cd Q  H yc 3 2  2 3 . . . 71 , 1 CdBH Qmaks 

(53)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 53 keterangan :

Q = debit di atas ambang (m3/s). B = lebar ambang (m).

H = tinggi peluap (m). ;Cd = koefisien debit.

3. PERALATAN

a. Flume ( Saluran Terbuka)

B A g Vc . 2 2 H Y0 P L g V . 2 2 0 E0 _yc

(54)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 54 b. Model Ambang Lebar

c. Point Gauge

(55)

4. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan dan pastikan posisi flume dan peluap ambang lebar horizontal.

b. Alirkan air secara perlan-lahan sampai melimpah sedikit di atas ambang dan hentikan aliran.

c. Ukur dan catat tinggi air di hulu ambang sebagai data batas permukaannya.

d. Alirkan air kembali untuk mendapatkan ketinggian H tertentu di atas ambang, dan naikkan aliran untuk mendapatkan data H yang lain sebanyak 4 kali dengan interval kenaikan ( ∆H ) = 10 mm.

e. Pada setiap langkah percobaan ukur dan catat nilai H, Q, Y0, Yc, dan L. f. Gambarkan profil aliran yang terjadi di setiap pengaliran.

5. HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

Hasil Pengamatan

PERCOBAAN C : BENDUNG AMBANG LEBAR (BROAD CRESTED WEIR)

Tanggal Percobaan : 15 Mei 2015

Kelompok : 6

(56)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 56 Tabel Hasil Percobaan :

Lebar ambang ( b ) = 0,078 meter Tinggi ambang ( h ) = 0,1 meter Panjang ambang = 0,348 meter Percepatan gravitasi ( g ) = 9,81 m/dt2

Tabel hasil pengamatan Bendung Ambang Lebar

Variasi Yo ( m ) Yc ( m ) L ( m ) H ( m ) Q1 (liter/dt) Q2 (liter/dt) Q3 (liter/dt)

1. 0,133 0,025 0,280 0,035 10/17,95 10/18,11 10/18,45 2. 0,137 0,025 0,268 0,040 10/14,70 10/13,33 10/16,56 3. 0,143 0,031 0,260 0,045 10/8,59 10/10,61 10/8,03 4. 0,144 0,033 0,260 0,050 10/7,26 10/7,61 10/6,98 5. 0,148 0,035 0,228 0,055 10/6,43 10/6,01 10/6,50 Hasil Perhitungan

Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Bendung Ambang Lebar 1. 10 liter/17,95 detik = 0,557 liter/detik

10 liter/18,11 detik = 0,552 liter/detik 10 liter/18,45 detik = 0,542 liter/detik

+ Q = 1,651 liter/detik Q1 = 1,651 liter /detik 3 = 0,550 liter/detik = 0,000550 m 3 /detik 2. 10 liter/14,70 detik = 0,680 liter/detik

(57)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 57 + Q = 3,352 liter/detik Q3 = 3,352 liter /detik 3 = 1,117 liter/detik = 0,001117 m 3 /detik 4. 10 liter/07,26 detik = 1,377 liter/detik

+ Q = 4,757 liter/detik Q5 = 4,757 liter /detik 3 = 1,586 liter/detik = 0,001586 m 3 /detik a. Hitung nilai Cd untuk setiap nilai Q

Tabel hasil pengamatan Bendung Ambang Lebar

Variasi Yo ( m ) Yc ( m ) L ( m ) H ( m ) Q ( m3/dt ) 1. 0,113 0,025 0,280 0,035 0,000550 2. 0,137 0,025 0,268 0,040 0,000678 3. 0,143 0,031 0,260 0,045 0,001117 4. 0,144 0,033 0,260 0,050 0,001375 5. 0,148 0,035 0,228 0,055 0,001586  Perhitungan H3/2 1. H3/2 = (0,035) 3/2 = 0,00655 2. H3/2 = (0,040) 3/2 = 0,00800 3. H3/2 = (0,045) 3/2 = 0,00955 4. H3/2 = (0,050) 3/2 = 0,01118

(58)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 58 5. H3/2 = (0,055) 3/2 = 0,01290  Perhitungan Cd Rumus : ₃_/₂ . . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  1. ₃_/₂ . . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  = 0,00655 078 , 0 71 , 1 0,000550 x x = 0,629 2. ₃_/₂ . . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  = 00800 , 0 078 , 0 71 , 1 0,000678 x x = 0,635 3. ₃_/₂ . . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  = 00995 , 0 078 , 0 71 , 1 001117 , 0 x x = 0,842 4. ₃_/₂ . . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  = 01118 , 0 078 , 0 71 , 1 001375 , 0 x x = 0,922 5. ₃_/₂ . . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  = 01290 , 0 078 , 0 71 , 1 001586 , 0 x x = 0,922

Tabel Hasil Perhitungan Bendung Ambang Lebar (Broad Crested Weir)

Q = 1.71 Cd BH3/2 Cd H

(61)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 61 Dimana :

Q = debit di atas ambang (m3/dt) B = lebar ambang (m)

H = tinggi peluapan (m) Cd = koefisien debit

6. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dalam percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan :

1. Bahwa nilai Cd rata – rata ialah 0,79. 2. Aliran di atas ambang selalu paralel.

3. Panjang pengempangan (L) tidak berpengaruh terhadap nilai Cd, hal ini terbukti dengan persamaan : ₃_/₂

. . . . 71 , 1 xbxH Q Cd  7. SARAN

1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat pengukur debit (Pitot meter) untuk mengukur debit aliran air.

2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor.

3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar mendapatkan hasil yang optimal.

4. Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan pelaksanaan praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat dan lancar dalam melaksanakan praktikum.