Bab i Pintu Sorong Print

(1)

PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)

KELOMPOK 7

BAB I

PERCOBAAN PINTU SORONG

A. A. Pe

Pend

ndah

ahul

ulua

uan

n

Sejak dahulu diketahui bahwa air

Sejak dahulu diketahui bahwa air merupak

merupakan kebutuhan pokok

an kebutuhan pokok manusia

manusia..

Pemanfaatannya untuk menunjang kehidupan manusia dirasa makin hari makin

berkembang.

berkembang. Mulai

Mulai dari

dari makan

makan minum

minum dan

dan sanitasi

sanitasi sampai

sampai pada

pada produksi

produksi

barang

barang industri,

industri, penerangan

penerangan dan

dan irigasi.

irigasi. Semua

Semua dari

dari hal

hal tersebut

tersebut tentu

tentu banyak

banyak

men

mengand

gandalka

alkan

n pot

potens

ensi

i sum

sumber

ber air

air,

, dia

dianta

ntarany

ranya

a air

air sun

sungai

gai,

, air

air tan

tanah,

ah, dan

dan

sebagainya. Sehubungan dengan pemanfaatan air untuk irigasi dan kebutuhan

yang lain, seringkali dibuatlah bangunan air seperti waduk, saluran, pintu air,

terjunan, bendung dan lain sebagainya guna mengatur dan mengendalikan air

tersebut. Untuk menyalurkan air ke berbagai tempat guna keperluan irigasi,

drainase, air bersih dan sebagainya sering dibuat saluran dengan menggunakan

saluran terbuka. Pada pengoperasiannya untuk membagi air, mengatur debit

(2)

(3)

(4)

.

. Men

Menent

entukan hubu

ukan hubungan ked

ngan kedalam

alaman alir

an aliran sebel

an sebelum dan sesud

um dan sesudah lonc

ah loncatan

atan

air y

aa

, y

b b

!.

C. C. Al

Alat

at da

dan B

n Bah

ahan

an

".

". Sat

Satu set mode

u set model salu

l saluran ai

ran air terb

r terbuka yang te

uka yang terbua

rbuat dari kac

t dari kaca dan dilen

a dan dilengkap

gkapii

dengan pipa air, pompa air dan manometer air raksa.

%.

%. Mo

Mode

del p

l pin

intu

tu so

soro

rong

ng

&.

&. l

lat p

at peng

enguku

ukur ke

r keda

dalam

laman ai

an air 

r  Point G!"#

Point G!"#!!

'.

'. la

lat u

t ukur

kur panj

panjang

ang ja

jangka

ngka sor

sorong!

ong!

D. D. Pr

Pros

osedu

edur Per

r Perco

coa

aan

an

".

". /edu

/eduduka

dukan salur

n saluran diat

an diatur hing

ur hingga dasa

ga dasar hori

r hori0ont

0ontal.

al.

%.

%. Pin

Pintu so

tu soron

rong dipa

g dipasan

sang hing

g hingga tet

ga tetap $er

ap $ertik

tikal.

al.

&

&.. B

Bu

uk

kaaaan 1

n 1

gg

diatur antara "2 3

diatur antara "2 3 &) mm, kemudian debit ditentu

&) mm, kemudian debit ditentukan dengan

kan dengan

mengukur 1

22

,1

",",

dan 4 pada manometer.

'.

'. 5e

5eng

ngan

an ha

harg

rga

a de

debi

bit

t ya

yang

ng sa

sama

ma de

deng

ngan

an no

nomo

mor

r &,

&, pi

pint

ntu

u so

soro

rong

ng di

diat

atur

ur

sehingga besar 1

(5)

(6)

*

&

&

2

2 %

%)

),,)

)

"

""

"*

*,,7

7 "

")

),,8

8 %

%%

%,,)

)

"

")

)

,,*

*

"

"*

*,,'

'

$

$.. Pe

Perh

rh"t

"tun

un%a

%an

n

$

(7)

(8)

(9)

(10)

Ga&ar #.#.

liran dibawah pintu sorong dengan dasar hori0ontal

1

2

9 tinggi muka air di hulu.

1

"

9 tinggi muka air di hilir.

1

g

9 tinggi ujung bawah pintu sorong dari dasar saluran.

Persamaan Bernoulli dapat diterapkan hanya di dalam kasus dimana

kehilangan energi diabaikan dari satu potongan ke potongan yang lain, atau

bilamana tinggi kehilangan energi sudah diketahui.

(B$%n" T&it$o'o 1**+)

Menentukan #

$

, #

c

, #

d

liran dibawah pintu sorong adalah sebuah contoh aliran kon$ergen :

dimana persamaan untuk debit diperoleh dengan cara menyamakan energi di

penampang 2 dan ".

"

;

H

J'i

_O

=

<aris energi pada penampang " adalah paralel karena permukaan bebas

paralel dengan dasar saluran!, maka distribusi tekanan adalah hidrostatik.

(11)

(12)

" % " ? " % 2 ? ? ?



%g

>

B.g

P

1 %g

>

B.g

P

1o

o

=

+

=

+

=

%g

>

1 %g

>

1

% " " % C C

+

=

+

... "!

Subtitusikan harga kecepatan yang dinyatakan dalam @, kedalam persamaan

"!;

% " % % " % C % % C

.1

%g.b

@

1 .1

%g.b

@

1 +

=

+

maka, didapat;

"

1

1 %g.1

.

b.1

@

" C " C

+

=

atau

"

1

1 %g.1

.

b.1

@

C " C "

+

=

... %!

(13)

(14)

5imana #

c

adalah koefesien kontraksi yang biasanya diberi harga 2,*".

/oefesien kontraksi hampir tidak tergantung pada perbandingan 1

g

?1

o

.

Sehingga persamaan &! menjadi;

"

1 #c.1g

%g.1

.

#$.#c.b.1g

@

C C

+

=

Persamaan diatas kadang-kadang ditulis sebagai berikut;

(B$%n" T&it$o'o 1**+)

%g.1o

#d.b.1g.

@

=

_{... '!}

5imana #

d

koefisien debit! adalah fungsi dari #

$

, #

c

, 1

g

, H 1

o

.

Persamaan untuk aliran tenggelam, adalah sebagai berikut;

%g.1o

/.#d.b.1g.

@

=

5imana / adalah faktor aliran tenggelam.

(15)

(16)

/arena saluran hori0ontal, maka G

"

9 G

%

%g

>

I

P

_%% _"% air % "

−

=

−

... "!

• ukum /ontinuitas



".

>

"

9 

%

.>

% " % % "



.>



>

=

(

)

(

%

)

" % % %

d

2,%).&,"'.

.>

d

2,%).&,"'.

=

' " % % ' % % "

d

.>

d

>

=

... %!

Substitusikan persamaan %! ke dalam persamaan "! ;

d

.>

d

>

P

_"' % % ' % % % % "

−

=

−

(17)

(18)

!

I

+,I

I

P

air ,g air % " − = −

: dimana γ

g

9 "&,* : γ

air

9 "



*

,

"%

I

P

-P

air % " ∆ =

... '!

Persamaan '! disubstitusikan ke dalam persamaan &! ;

%g

d

"

>



"%,*

' " ' % % %

 











₋

=

∆

 









 −

=

∆

' " ' % % %

d

"

>

.%g

"%,*

 











₋

∆

=

' " ' % % %

"

.

%

,

%)

>

'

"

H

@ 9 

%

. >

%

(19)

(20)

Menghitung energi spesifik =

s!

=nergi pada tampang lintang saluran, yang dihitung terhadap dasar saluran,

disebut dengan energi spesifik atau tinggi spesifik. Kadi energi spesifik adalah

jumlah dara energi tekanan dan energi kecepatan disuatu titik yang diberikan

oleh bentuk berikut;

Es

=

Y

+

V

2

g

Penurunan Ru&us Ga-a Doron% Pada Sekat

/omponen gaya horisontal pada saluran ;

a. <aya distribusi hidrostatik dihulu sekat (

2

!.

b. <aya distribusi hidrostatik di hilir sekat (

"

!.

c. <aya geser pada dasar saluran.

d. <aya yang bekerja pada sekat (g!.

(21)

(22)

b.1

2

.>

2

9 b.1

"

.>

"

>

"

9 1

2

.>

2

? 1

"

L !

Persamaan *! dan ! disubtitusikan ke persamaan )! menjadi ;











 −

=

1o

1 "

.

.1

b

.B

@

(

" " % %

...##

Persamaan ""! ini didistrubisikan ke dalam persamaan 7! menjadi ;

" % " % % " % % "

.1

b

1o

1 "

.

@

"

1 1o

.

2,).g.1

(g

 





 −

−













−

=

$% ) ,/.%.0.12%3

Men%h"tun% %a-a tekan -an% ekerja 4ada 4"ntu soron% untuk d"str"us"

tekanan h"drostat"k.

Fh

=

0,5

× ρ . g

(

Y

0

−

Y

g

)

$. '. Contoh Perh"tun%an

(23)

(24)

b. Penampang saluran !

 9 1.b

: b 9 7%,) mm



2

9 1

2.

b 9 "&7,) N 7%,) 9 ""'%*,%) mm

%



"

9 1

"

.b 9 "%,% N 7%,) 9 "22*,) mm

%



'

9 1

'

.b 9 &8,% N 7%,) 9 &%&' mm

%

c. /ecepatan >!



@

>

=

mm?det

2,&"'

""'%*,%)

&)77,78%

>o

=

mm?det

&,)**

)

,

"22*

&)77,78%

>

_"

=

mm?det

",""2

&%&'

&)77,78%

>

_'

=

d. =nergi spesifik = atau !

>

1 =

(25)

(26)

f. /oefisien kontraksi #c!

*)8

,

2 "7,)

"%,%

y

#c

g "

₌

=

g. /oefisien debit #d!

2,2"'

,)

%.87"2."&7

7%,)."7,).

&)77,78%

%g.1

.

b.1

@

#d

2 g

=

h. Menentukan (g

$% ) ,/.%.0.12%3

9 2,) . 87"2 . "2

-&

_{. "7,)}

9 82,'%) g?mm.det

%

i.

Menentukan (h

(h

=

2 )

)

2

ρ

2"2

[

1

2

−

1

"

]

[

"&7,)

-

"%,%

]

.87"2.

2,)."2

-&

=

(27)

(28)

Kenis aliran subkritis, karena (r E "

•

" " "

g.1

>

(r

=

Untuk (r pada 1

"

(r

"

!

2,2"2

87"2."%,%

&,)**

(r

_"

=

Kenis aliran sub kritis, karena (r E "

• Untuk (r pada 1

'

(r

'

!

2,22%

87"2.&8,%

",""2

g.1

>

(r

' ' '

=

(29)

(30)

mmg! mm! mm! mm! mm! mm?det! mm! mm! mm! mm! mm?det! mm?det! mm?det! 200 18,5 138,5 12,2 &8,% &)77,8% 7,%) ""'%,*%) "22,*) &%&,' &,"'28 &),*)' "",28) 200 20 128 11,2 &8,* &)77,8% 7,%) "2)* 8%,' &%*, &,&87* &7,7'"" "2,87)' 237 21,5 128 13 '& &82*,7"* 7,%) "2)* "2,%) &)',) &,*88* &*,'%% "",2"%8 237 18,5 147,4 12 '% &82*,7"* 7,%) "%"*,2) 88 &'*,) &,%"% &8,'*%7 "",%)" 260 20,5 135,1 13,3 '7,* '28",888 7,%) """',)) "28,%) '22,8) &,*"' &,%8&% "2,%2)7 260 22 112,6 13,6 ', '28",888 7,%) 8%7,8) ""%,% &8&,)%) ','2)2 &*,'2* "2,&87& 295 23,5 112,6 14,2 '7," '&)7,%8 7,%) 8%7,8) "",") &8*,7%) ',*8%" &,%2*' "2,87'2 Tael I.'. 5ata hasil perhitungan @, , dan >

Tael I.*. 5ata hasil perhitungan =, #$, #d, #c, =c,(g, (h, dan (r

Tael I.5.5ata hasil perhitungan 1g?1o dan ∆A

OD6 M=UO PO6FU SCDC6< /=CMPC/ QOO 2,")*%) "%,8"% 2,"*8 "%,2) 2,"%))" "&,&8& 2,")"' ",2"& 2,"8)&7 "),%7" 2,%27 "',%*2 =2 =" =% ## #> #d (g (h (r 2 (r " (r & mm! mm! mm! g?mm.det%_! _g?mm.det%_!

"&7,)2" "%,%*'7 &8,%2*& 2,** 2,2%8 2,2"'& 82'%,)2 *"8)2",)2 2,22%*8'* 2,"2&227 2,2"78* "%7,22" "",%*8 &8,*2*% 2,)* 2,2&2* 2,2"& 87"22,22 )%82',22 2,22&2&%8 2,"""7* 2,2"*%) "%7,22" "&,2** '&,22*% 2,*2 2,2%8" 2,2"&8 "2)'),)2 )*'2),22 2,22&&2"* 2,"2%22') 2,2"*8)* "','2" "%,28' '%,22*) 2,*) 2,2%87 2,2")" 82'%,)2 **'"&,22 2,22%*" 2,"")2"% 2,2")** "&),"2" "&,&28 '7,*2)& 2,*) 2,2%8' 2,2"'8 "22))%,)2 )8'%8,22 2,22&"78" 2,"2&%')" 2,2"'7" ""%,*2" "&,**7 ',2)) 2,*% 2,2&"% 2,2")% "28"2,22 '7))8),22 2,22'"8"% 2,2887'7 2,2")%2" ""%,*2" "',%2* '7,"2*" 2,*2 2,2&" 2,2")" "")%*,)2 '7%*)%,22 2,22''*'' 2,288*7" 2,2")88

(31)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/ G. Anal"sa !as"l Percoaan

• <rafik ubungan #c $s 1g?1o 0.50 0.60 0.70 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18

Grafk Cc vs Yg/Yo

Cc yG/yO

Ga&ar #.* <rafik ubungan #c $s 1g?1o pada ∆ 9 %22 mmg

OD6 M=UO PO6FU SCDC6< /=CMPC/ QOO

(32)

0.50 0.60 0.70 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 Cc yG/yO

Ga&ar #.5 <rafik ubungan #c $s 1g?1o pada ∆ 9 %& mmg

(33)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/ 0.50 0.60 0.70 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24

Grafk Cc vs Yg/Yo

Cc yG/yO

Ga&ar #./ <rafik ubungan #c $s 1g?1o pada ∆ 9 %*2 mmg

(34)

0.50 0.60 0.70 0.80 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 Cc yG/yO

<ambar ".* Gra6"k !uun%an Cc 7s 2%82o4ada ! ) '9/ &&!%

(35)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/ 0.50 0.60 0.70 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24

Grafk Cc vs Yg/Yo

Cc yG/yO

(36)

0.50 0.60 0.70 0.80 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24

Grafk Cc vs Yg/Yo

Cc yG/yO

Ga&ar #.; <rafik ubungan #c $s 1g?1o pada ∆ 9 &2 mmg

nalisa <rafik;

(37)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/

<rafik #c $s 1g?1o merupakan grafik yang menggambarkan hubungan antara koefisien kontraksi #c! dengan rasio

kedalaman air di bawah pintu sorong terhadap kedalaman air di hulu 1g?1o!. Berdasarkan grafik di atas, secara keseluruhan dapat

disimpulkan bahwa grafik mempunyai kecenderungan berbanding lurus lihat <ambar ".&, <ambar ".', <ambar ".),<ambar ".*, <ambar ". dan <ambar ".7!. rtinya, semakin besar harga #c, maka semakin besar harga 1g?1o. 5emikian pula sebaliknya. semakin

kecil harga #c, maka semakin besar harga 1g?1o.

(38)

0 0.1 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18

Grafk Cv vs Yg/Yo untuk Yg onstan

C! yG/yO

Ga&ar #.9 <rafik ubungan #$ $s 1g?1o pada ∆ 9 %22 mmg

(39)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/ 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18

Grafk Cv vs Yg/Yo untuk Yg onstan

C! yG/yO

Ga&ar #.# <rafik ubungan #c $s 1g?1o pada ∆ 9 %& mmg

(40)

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 C! yG/yO

Ga&ar #.## <rafik ubungan #c $s 1g?1o pada ∆ 9 %*2 mmg

(41)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/ 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24

Grafk Cv vs Yg/Yo untuk Yg onstan

C! yG/yO

Ga&ar #.#'<rafik ubungan #$ $s 1g?1o pada ∆ 9 %8) mmg

(42)

0.9 1 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 C! yG/yO

Ga&ar #.#* <rafik ubungan #$ $s 1g?1o pada

∆ 9 &%2 mmg

(43)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/ 0.8 0.9 1 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24

Grafk Cv vs Yg/Yo untuk Yg onstan

C! yG/yO

Ga&ar #.#5 <rafik ubungan #c $s

1g?1o pada ∆ 9 &2 mmg

nalisa <rafik;

<rafik #$ $s 1g?1o merupakan grafik yang menggambarkan hubungan antara koefisien kecepatan #$! dengan rasio

kedalaman air di bawah pintu sorong terhadap kedalaman air di hulu 1g?1o!. Berdasarkan grafik di atas, secara keseluruhan dapat

disimpulkan bahwa grafik berbentuk linier turun lihat <ambar &.&, <ambar &.' dan <ambar &.)!. rtinya, semakin besar harga #$, maka semakin kecil harga 1g?1o. 5emikian pula sebaliknya, semakin kecil harga #$, maka semakin besar harga 1g?1o.

(44)

#$ E "! /emungkinan besar kesalahan ini terjadi karena kurang ketelitian dalam menentukan tinggi aliran dalam percobaan.

%. Untuk nilai dari #c ini sangat dipengaruhi oleh faktor besar kecilnya nilai 1" tinggi muka air di hilir! dan juga besar kecilnya

nilai 1gtinggi ujung bawah pintu sorong dari dasar saluran!. al tersebut dikarenakan nilai #c diperoleh dari pembagian antara

1"dengan 1g. 5engan melihat dari nilai hasil pembagian tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai #c akan E " jika nilai 1g lebih

besar jika dibanding dengan nilai 1" dan nilai #c akan  " jika nilai 1g lebih kecil jika dibandingkan dengan nilai 1" serta #c

akan bernilai " jika nilai 1g sama besar dengan nilai 1".

*. Berdasarkan perhitungan mengenai menentukan jenis aliran berdasarkan angka (roude maka dapat diperoleh adanya perubahan jenis aliran dari aliran sub kritis menjadi aliran super kritis dari atau pada kedalaman 12 sampai 1"./emudian aliran berubah

kembali dari super kritis menjadi sub kritis pada kedalaman 1" sampai 1'.

'. Kika profil aliran air kita amati secara keseluruhan ampiran!, maka dapat disimpulkan bahwa kedalaman air di titik a atau aliran air sebelum terjadi loncatan air akan lebih rendah dibandingkan kedalaman air di titik b setelah loncatan air. al ini disebabkan karena adanya perbedaan luas penampang di titik a dan titik b pada kondisi dimana debit yang mengalir pada penampang a sama dengan debit yang mengalir pada penampang b, hal ini akan berpengaruh terhadap nilai kecepatan aliran pada penampang a dan b, dimana jika luas penampang " lebih kecil dari penampang % maka kecepatan aliran di tampang "

lebih besar dari penampang %.

(45)

PCD6 PD/FO/UM O5DCO/

Da6tar Pustaka

". Shadi, (. %227. Hi'&o3i P&ti5 'n M!',. Banjarmasin; Penerbit Pustaka Banua %. Friadmodjo, B. "88*. Hi'&!3i. 1ogyakarta; B=F C((S=F