Aliran Di Bawah Pintu

80

Laporan Praktikum Hidrolika

BAB VIIIALIRAN DI BAWAH PINTU

VIII.1. TUJUAN PERCOBAAN

Mengamati aliran didasarkan atas pemakaian persamaan Bernouli untuk

aliran di bawah pintu.

VIII.2. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Flume beserta perlengkapanya

2. Model pintu sorong

3. Alat ukur Parshall

4. Penggaris / roll meter

5. Waterpass

Sket Percobaan Aliran di bawah pintu

Kelompok 13

y1

ycr

Hey0y

80


VIII.3. TEORI

Besarnya debit Q (m3/dt) yang lewat dibawah pintu :

dimana :

Cd = Koefisien debit

b = Lebar bukaan pintu (m)

ycr = tinggi bukaan pintu (m)

y0 = tinggi air di depan pintu terhadap as bukaanm (m)

y = tinggi air di hulu (sebelum pintu sorong) (m)

y1 = tinggi air di hilir ( setelah pintu sorong ) (m)

He = tinggi energi di depan pintu = (m)

V = Kecepatan aliran di depan pintu (m/dt)

Ada dua macam aliran yang dapat terjadi lewat di bawah pintu. Pertama

aliran bebas, dapat dilihat dengan terjadinya loncatan air di belakang pintu.

Kedua aliran tidak bebas, dimana loncatan air tidak terjadi dan tinggi muka air

di belakang pintu > tinggi bukaan pintu (pintu tenggelam).

Untuk aliran bebas berlaku persamaan debit di atas. Sedang untuk aliran

tidak bebas, persamaan di atas tidak berlaku, harus diturunkan dari persamaan

Bernoulli.

Untuk w = 3 inci Qparshall = 0,992 . Ha1,547 (ft3/dt)

1 m = 3,28 ft

y0 = y - 1/2 yct

V = (2.g.He)0.5

Qt = b.Yct.(2.g.He)0.5

Cd = Qparshall / Qteoritis

NB : Dalam perhitungan debit dipergunakan He karena kita

memperhitungkan adanya kecepatan awal di hulu saluran.

Kelompok 13

80


Keterangan:

A0 = Luas penampang di depan pintu

A1 = Luas penampang di belakang pintu

VIII.4. PROSEDUR PERCOBAAN

Kelompok 13

80


1. Atur dasar flume dalam kedudukan horisontal (sudah diatur oleh

laboran);

2. Letakkan model pintu sorong pada flume yang akan digunakan (dilakukan

oleh laboran);

3. Ukur dimensi bukaan pintu ( dalam percobaan ini bukaan pintu selalu

tetap untuk semua debit );

4. Alirkan air lewat pintu dengan debit tertentu dan buat kondisi aliran bebas

dengan cara mengatur tinggi bukaan tail gate;

5. Ukur tinggi muka air di depan dan di belakang pintu tersebut. Masing-

masing dilakukan 5 kali.

6. Ukur debit percobaan ini dengan alat ukur Parshall ( tanpa skotbalk )

dengan prosedur seperti pada pengukuran debit dengan alat parshall.

7. Ulangi percobaan ini dengan debit yang berbeda minimum 5 kali.

VIII.5. TUGAS

1. Nyatakan hubungan antara tinggi muka air di depan pintu Y0 dengan debit

lewat bawah pintu Q untuk aliran bebas

2. Nyatakan hubungan antara rasio y dan yo dengan koefisien debit Cd untuk

aliran bebas

3. Nyatakan hubungan antara rasio y dan yo dengan koefisien koreksi debit

Cs untuk aliran tak bebas

4. Gambar garis energi pada setiap percobaan

Kelompok 13

80


VIII.6. DATA PERCOBAAN

yct = 5 cm

B = 45.7 cm

g = 9,81 m/dt2

Data Pengukuran Percobaan Aliran di Bawah Pintu

PercobaanAliran Bebas

y1 (cm) y2 (cm)

I

30 4,5

29,5 3,5

29,8 3,7

29,6 3,2

29 3

II

25 3,5

24,5 3,7

23,2 3

23,6 3,8

23 3

III

23 4,2

20 3,5

19,8 3,8

19,5 2,9

19,3 3

IV

11 3,2

11,2 3,4

11 3,5

11,2 3,2

11 2,9

V

10,6 3,5

11,2 3,6

10,7 3,2

10,8 2,8

10,9 2,7

Kelompok 13

80


Data Pengukuran percobaan Parshall Flume

Percobaan

Ha H1b

(inchi) (cm)

I

12,4 28,27

12,3 28,27

12,3 28,84

12,6 28,93

12,6 28,88

II

12,5 28,82

12,4 28,73

12,3 28,41

12,0 28,49

12,0 27,50

III

11,7 26,78

11,5 26,25

11,2 25,82

11,0 25,52

11,0 25,60

IV

10,7 24,76

10,5 24,10

10,2 23,39

10,0 22,02

9,9 22,65

V

9,5 21,88

9,2 21,50

9,2 21,23

9,0 21,05

9,0 20,78

Kelompok 13

80


VIII.7. PERHITUNGAN

Data Parshall Untuk Aliran Bawah Pintu

Percobaan

Ha H1b Ha

(inchi) (cm) (feet)

I

12,4 28,27 1,033

12,3 28,27 1,025

12,3 28,84 1,025

12,6 28,93 1,050

12,6 28,88 1,050

II

12,5 28,82 1,042

12,4 28,73 1,033

12,3 28,41 1,025

12,0 28,49 1,000

12,0 27,50 1,000

III

11,7 26,78 0,975

11,5 26,25 0,958

11,2 25,82 0,933

11,0 25,52 0,917

11,0 25,60 0,917

IV

10,7 24,76 0,892

10,5 24,10 0,875

10,2 23,39 0,850

10,0 22,02 0,833

9,9 22,65 0,825

V

9,5 21,88 0,792

9,2 21,50 0,767

9,2 21,23 0,767

9,0 21,05 0,750

9,0 20,78 0,750

Contoh Perhitungan:

1. Mencari Koefisien Debit (Cd) untuk Percobaan 1 :

Untuk Parshall

Ha (rata-rata) = = 12,4 inci

Kelompok 13

80


= = 1.0367 ft

Untuk lebar tenggorokan w = 3” digunakan rumus Q = 0,992 x Ha1,547

Sehingga diperoleh : Q = 0,992 x 1.03671,547 = 1.0488ft3/dt

= 0.0297 m3/dt

Untuk percobaan aliran bawah pint u

Tinggi muka air rata-rata dihulu (y) : 0.296 m

Tinggi muka air rata-rata dihilir (y1) : 0.037 m

y0 = y – 0.5 (yct) = 0.296 – 0.5 (0.05) = 0,271 m

V = = =2.306 m/dt

He = 0,271 + 0.00254 = 0,273 m

Sehingga diperoleh : Q perc. = 0,46 x 0,05 x

= 0.0521 m3/dt

Koefisien debit (Cd) didapatkan :

Cd = = 0.57

2. Mencari Koefisien Koreksi Debit (Cs) untuk Percobaan 1 :

Qaliran bawah pintu =

= 0.57x 0,46x 0,05 x

= 0,03 m3/dt

Q percobaan Parshall = 0,0297 m3/dt

Koefisien dedit (Cs) didapatkan:

Cs = = 1.022

3. Mencari variabel yang mempengaruhi pembuatan garis energi untuk

Percobaan 1 :

A1 = b x y = 0,457 x 0.296 = 0.1331 m2

A2 = b x y1 = 0,457 x 0.036 = 0.0161 m2

Kelompok 13

80


V1 (depan pintu) = = 0.223m/dt

V2 (belakang pintu) = = 1.844m/dt

h1 (di depan pintu) = = 0.0025 m

h2(dibelakang pintu) = = 0.1734 m

Sehingga dengan cara yang sama untuk Perhitungan debit yang lain

didapatkan pada tabel perhitungan sebagai berikut:

Koefisien Debit (Cd):

Perc

y ratay1

ratayo

rata v He Q perc.Q di

Parshall

Cd

y/y0

(m) (m) (m) (m/dt) (m) (m^3/dt) (m^3/dt)

I 0,296 0,036 0,271 1,844 0,273 0,052 0,030 0,570 1,092

II 0,239 0.034 0,214 1,893 0,217 0,046 0,029 0,624 1,117

III 0,203 0.035 0,178 1,630 0,182 0,043 0,026 0,600 1,140

IV 0,111 0.032 0,086 1,512 0,096 0,031 0,022 0,715 1,291

V 0,108 0.032 0,083 1,305 0,091 0,030 0,019 0,618 1,300

Koefisien Koreksi Debit (Cs):

PercQ bawah

pintuQ

Parshall Cs(m^3/dt) (m^3/dt)

I 0,030 0,030 1.000

II 0,029 0,029 1.000

III 0,026 0,026 1.000

IV 0,022 0,022 1.000

V 0,019 0,019 1.000

Kelompok 13

80


Percy rata y1 rata B A A1

(m) (m) (m) (m^2) (m^2)

I 0,296 0,036

0.457

0,133 0,016

II 0,239 0.034 0,107 0,015

III 0,203 0.035 0,091 0,016

IV 0,111 0.032 0,050 0,015

V 0,108 0.032 0,049 0,014

Percv v1 h h1

(m/dt) (m/dt) (m) (m)

I 0,223 1,844 0,003 0,173

II 0,270 1,893 0,004 0,183

III 0,279 1,630 0,004 0,136

IV 0,442 1,512 0,010 0,117

V 0,380 1,305 0,007 0,087

Kelompok 13

80


Grafik Hubungan Antara Yo Dengan Q

Grafik Hubungan Antara Y/Yo Dengan Cd

Kelompok 13

80


VIII.8.KESIMPULAN

1. Besarnya koefisien pengaliran (Cd) dalam percobaan ini didapat dengan

cara mengkalibrasikan alat ukur parshall dengan alat ukur aliran dibawah

pintu.

2. Koefisien pengaliran (Cd) ini merupakan perbandingan antara Qactual (dari

alat ukur Pharshall) dengan Qteoritis (dari perumusan).

3. Harga Cd yang diperoleh berkisar antara 0.40695- 0.46465 (tidak konstan).

Hal ini membuktikan adanya perbedaan antara Qactual dengan Qteoritis ini

karena pada perhitungan teoritis tidak diperhitungkan kehilangan energi

akibat geseran yang terjadi dan akibat perubahan bentuk penampang

saluran.

4. Semakin tinggi muka air di depan ambang pintu maka semakin besar pula

debit yang mengalir, karena dengan bertambahnya tekanan maka

kecepatan juga akan bertambah.

Kelompok 13

Documents

Aliran Di Bawah Pintu