Alat Ukur Debit Thomson

55 55 A.

A. PENDAHULUANPENDAHULUAN 1.

1. Latar BelakangLatar Belakang

Pada saluran irigasi selain digunakan bendung, ambang lebar yang Pada saluran irigasi selain digunakan bendung, ambang lebar yang  berfungsi

 berfungsi sebagai sebagai alat alat ukur ukur debit, debit, namun namun selain selain alat alat ukur ukur debit debit tersebuttersebut diatas, segitiga Thompson pun dapat berfungsi sebagai alat ukur debit yang diatas, segitiga Thompson pun dapat berfungsi sebagai alat ukur debit yang aplikasinya banyak digunakan dibanyak saluran irigasi.

aplikasinya banyak digunakan dibanyak saluran irigasi.

2.

2. Maksud dan TujuanMaksud dan Tujuan a.

a. Menghitung debit dan koefisien debit.Menghitung debit dan koefisien debit.  b.

 b. Mengetahui bentuk puncak peluap segitiga dari hasil perhitungan.Mengetahui bentuk puncak peluap segitiga dari hasil perhitungan.

B.

B. ALAT YANG DIGUNAKANALAT YANG DIGUNAKAN 1.

1. Multi purpose teaching flume Multi purpose teaching flume 2.

2.  Point Gauge Point Gauge 3.

3. Model alat ukur segitigaModel alat ukur segitiga 4.

4. Mistar ukurMistar ukur 5.

5. Alat ukur debit ( ember,Alat ukur debit ( ember, stop watch stop watch, gelas ukur ), gelas ukur )

C.

C. DASAR TEORIDASAR TEORI

Adapun definisi peluap bisa dilihat pada percobaan alat ukur debit Adapun definisi peluap bisa dilihat pada percobaan alat ukur debit dengan ambang tajam, namun pada percobaan ini yang digunakan adalah dengan ambang tajam, namun pada percobaan ini yang digunakan adalah alat ukur debit segitiga.

alat ukur debit segitiga.

Berdasarkan pada bentuk puncak peluap biasa berupa ambang tipis Berdasarkan pada bentuk puncak peluap biasa berupa ambang tipis maupun lebar. Peluap biasa disebut ambang tipis bila tebal peluap t < 0,5 H maupun lebar. Peluap biasa disebut ambang tipis bila tebal peluap t < 0,5 H dan disebut ambang lebar. Apabila 0,5 H < t < 0,66 H keadaan aliran adalah dan disebut ambang lebar. Apabila 0,5 H < t < 0,66 H keadaan aliran adalah

h α  b H H P H0

Total head line

tidak stabil dimana dapat terjadi kondisi aliran air melalui peluap ambang tipis atau ambang lebar.

Gambar dibawah ini menunjukkan peluap segitiga, dimana air mengalir di atas peluap tersebut, tinggi peluapan adalah H dan sudut peluap segitiga adalah . Dari gambar tersebut lebar muka air adalah :

B

Gambar 5.1 Aliran di atas Peluap Segitiga

B = 2 H Tg /2

Dengan menggunakan persamaan deferensial dan integrasi didapat suatu rumus persamaan untuk mencari nilai debit pada alat ukur peluap segitiga, adapun persamaan tersebut adalah :

Q = 8/15 Cd Tg 2 g  2

 

H5/2

Apabila sudut  = 90°, Cd = 0,6 dan percepatan grafitasi = 9,81 m²/d maka ,debitnya :Q = 1,417 H5/2

t  V 

D. PROSEDUR PELAKSANAAN

1. Memasang alat ukur debit model segitiga pada model saluran terbuka. 2. Mengalirkan air pada mode saluran terbuka.

3. Menghitung V dan t.

4. Mengamati pengaliran yang terjadi. 5. Mencatat harga H yang terjadi.

6. Menghitung debit yang terjadi dengan menggunakan formula (5.1). 7. Mengulangi percobaan diatas dengan debit yang lain.

E. ANALISIS PERHITUNGAN a. Kondisi pada bukaan I

P = 0,099 m B = 0,098 m  = 90

Tabel 1.1 Kondisi Bukaan I Menggunakan Blok Segitiga V (m3) H (m) t (dtk) Q (m3/dtk) Cd 0.0005 0.32 1.19 0.00042 0.9705 0.00075 0.32 1.19 0.00063 1.455 0.00084 0.32 1.18 0.000711 1.643 ∑=3.56 0.001761 Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan

-Menghitung debit (Q) Rumus : Q = Q₁ = = 0.00042 m3/dtk Q2 = = 0.00063 m3/dtk Q3 = = 0.000711 m3/dtk

-Menghitung Debit Rata-rata (Q) Rumus : Q = 3 3 2 1 Q Q Q   = = 0.000587 m3/dtk -Menghitung Cd Rumus : Cd =  g   H  Tg  Q 2 2 90 8 15 2 5 Cd1 = 0.003069 Cd2 = 0.004604 Cd3 = 0.005196 -Menghitung Cd rata-rata Rumus: Cd  = 3 3 2 1 Cd  Cd  Cd    =  = 0.00429

b. Pada kondisi bukaan II

P = 0,099 m B = 0,098 m

  = 90o

Tabel 1.2 Kondisi Bukaan II Menggunakan Blok Segitiga

V (m3) H (m) t (dtk) Q (m3/dtk) Cd 0.00154 0.41 1.13 0.00136 0.00534 0.00147 0.41 1.03 0.00142 0.0055 0.00173 0.41 1.09 0.00158 0.00621 ∑=3.25 0.00436

-Menghitung debit (Q) Rumus : Q = t  V  Q₁ = = 0,00136 m3/dtk Q2 = = 0,00142 m3/dtk Q3 = = 0.00158 m3/dtk

-Menghitung Debit Rata-rata (Q)

Rumus : Q = 3 3 2 1 Q Q Q   =   =0.00145 m3/dtk -Menghitung Cd Rumus : Cd =  g   H  Tg  Q 2 2 90 8 15 2 5 Cd1 = 0.00534 Cd2 = 0.0055 Cd3 = 0.00621 -Menghitung Cd rata-rata Rumus: Cd  = 3 3 2 1 Cd  Cd  Cd    = = 0.00568

c. Kondisi pada bukaan III

P = 0,099 m B = 0,098 m

 = 90o

Tabel 1.3 Kondisi Bukaan III Menggunakan Blok Segitiga V (m3) H (m) t (dtk) Q (m3/dtk) Cd 0.00276 0.55 1.06 0.0026 0.0049 0.00256 0.55 1.03 0.00248 0.00467 0.00265 0.55 1.03 0.00257 0.00484 ∑=3.12 0.00765

Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan -Menghitung debit (Q) Rumus : Q = t  V  Q₁ = = 0.0026 m3/dtk Q2 = = 0.00248m3/dtk Q3 = = 0,00257 m3/dtk

-Menghitung Debit Rata-rata (Q)

Rumus : Q = 3 3 2 1 Q Q Q   = = 0.00255 m3/dtk

-Menghitung Cd Rumus : Cd =  g   H  Tg  Q 2 2 90 8 15 2 5 Cd1 = 0.0049 Cd2   =0.00467 Cd3  =0.00484 -Menghitung Cd rata-rata Rumus: Cd  = 3 3 2 1 Cd  Cd  Cd    = = 0.0048 Gambar profil aliran peluap segitiga

Q

Gambar tampak samping aliran segitiga

F. GRAFIK

Tabel 2.1 Jumlah bukaan rata-rata pada tiap kondisi

Bukaan Cdrata H Q

I 0.00429 0.32 0.000587

II 0.00568 0.41 0.00145

III 0.0048 0.55 0.00255

Sumber : hasil praktikum mekanika fluida dan hidraulika 2010

0.00429 0.00568 0.0048 y = 0.0015x + 0.0043 R² = 0.0594 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0 0.2 0.4 0.6

Hubungan H terhadap Cd

Cd Linear (Cd) H (m)    C     d 0.000587 0.00145 0.00255 y = 0.4155x - 0.0005 R² = 0.0882 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0 0.002 0.004 0.006

Hubungan Cd terhadap Q

Q  Linear (Q) H (m)    Q     (   m    3     /     d   e    t    i     k     )

G. PEMBAHASAN

Berdasarkan bentuk puncaknya peluap bisa berupa ambang tipis dan ambang lebar .

Peluap bisa disebut ambang tipis apabila tebal peluap t < 0,5 H dan disebut ambang lebar bila t > 0,66 H.

Dari hasil grafik regresi dapat dilihat :

a. Hubungan antara H dan Cd adalah berbanding lurus karena semakin besar nilai H maka nilai Cd juga semakin besar. Nilai koefisien determinasi (R 2) adalah 0.059, artinya nilai H berpengaruh terhadap nilai Cd.

 b. Hubungan antara Cd dan Q adalah berbanding lurus karena semakin besar nilai Cd maka nilai Q juga semakin besar. Nilai koefisien determinasi (R 2) mendekati 0.088, artinya nilai koefisien debit berprngaruh terhaap debit.

H. KESIMPULAN

Peluap segi tiga Thomson berfungsi sebagai alat ukur debit yang aplikasinya banyak digunakan pada saluran irigasi.

Dari perhitungan data di atas di dapat nilai –  nilai :

Debit rata-rata : Bukaan I = 0.000587m3/dtk Bukaan II = 0.00145m3/dtk Bukaan III =0.00255m3/dtk

Koefisien debit (Cd rata-rata) :

Bukaan I = 0.00429 Bukaan II = 0.00568 Bukaan III = 0.0048

Bentuk puncak peluap dapat dilihat dengan hitungan sebagai berikut : Diketahui tebal peluap = ± 4 mm/ 0.004m.

t = 0,5 * Hrata t = 0,66 * Hrata

= 0,5 * 0.427 = 0,66*0.427

Ambang tipis bila, t < 0.2135 dan, Ambang lebar bila, 0.2135 < t < 0.2818

Karena t=0.004 m kurang dari 0.2135 m maka dapat disimpulkan  bahwa bentuk puncak peluap segitiga ini adalah berupa ambang tipis.