View
234
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
1/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
BAB I
PERCOBAAN ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR
A. Pendahuluan
Dalam merencanakan saluran irigasi, bendungan, spillway, dan
bangunan air lainnya diperlukan pengetahuan tentang masalah yang
berhubungan dengan aliran dalam saluran terbuka, seperti mengenai
karakteristik aliran dalam kondisi tertentu dan pengaruh air terhadap profil
aliran dan sebagainya.
Model hidraulis yang digunakan di laboratorium dipakai untuk
mensimulasi perilaku hidrolis pada prooyp! bendung atau bendung gerak,
demikian juga pintu air yang direncanakan dengan skala lebih kecil.
Penyelidikan model dilakukan untuk menyelidiki perilaku ( p!r"or#a$%!)
hidrolis dari seluruh bangunan atau masing-masing komponennya.
Pada percobaan ini akan diamati profil suatu aliran terbuka dengan
pelimpah yang berupa ambang lebar. Aplikasi ambang lebar sendiri
dilapangan banyak digunakan pada saluran irigasi yang fungsinya
menentukan debit dari air yang mengalir pada saluran tersebut dan
menentukan koefisien debit dimana d adalah perbandinagn debit aktual
dengan debit teoritis. !ehingga dengan dilakukannya penelitian terhadap
model hidraulis ini, diharapkan akan mendapat manfaat yang berguna untuk
perencanaan bangunan air sebenarnya.
B. Maksud Percobaan
Praktikan dapat mengamati aliran fluida diatas ambang lebar
C. Tujuan Percobaan
") Menentukan koefisien debit (d).
#) Menentukan batas moduler ambang (($% &P)'*) dan +ambar
ubungan s (($% & P)'*).
%) Menentukan ubungan d s h' dan d s *' dalam satu gambar.
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
2/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
D. Ala dan Bahan
a. !atu set model saluran terbuka (Op!$ +,a$$!l Appara-s)
b. Model pelimpah ambang lebar
c. Alat ukur kedalaman ( Poi$ a-.!)
d. Model Pintu sorong
e. Alat ukur panjang (Mistar)
E. Prosedur Percobaan
". Mengatur saluran sehingga hori/ontal
#. Memasang model ambang lebar dan model pintu sorong disebelah hilir (sesuai petunjuk instruktur)
%. Pompa dihidupkan dengan debit aliran (0" ditentukan oleh instruktur,
pintu sorong masih dalam kondisi terbuka, catat $%, $" dan h1. Mengatur pintu sorong dengan $% (muka air dihulu pintu sorong)
sedemikian tanda mempengaruhi $" dan h, catat $%, $" dan h2. Pintu sorong diturunkan perlahan-lahan sedemikian tinggi h sedikit
berubah (pada saat ini batas modular ambang tercapai)
3. Mengulangi percobaan untuk debit aliran 0#, 0%, 01, 02 (sesuai
dengan petunjuk instruktur)
4. Membuat sketsa aliran fluida untuk setiap keadaan.
!. "as#l Pen$a%aan
Dimensi ambang lebar5
6inggi ambang (p) 7 "8" mm 7 "8," cm
Panjang ambang () 7 %28 mm 7 %2 cm
ebar ambang (b) 7 42 mm 7 4,2 cm
Tabel &.& Daa has#l 'ercobaan a%ban$ lebar d# laboraor#u%
No("
%%"$
)&
c%
)*
c%
h+
c%
,eeran$an
Bukaan P#nu -oron$
" #88 "19.88 2:.88 %".88
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
3/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
# #88 "1:.88 2:.28 %".88 18
% #88 "28.88 34.48 %".18 %8.:
1 "98 "1:.28 22.88 %8.:8
2 "98 "19.88 38.28 %8.:8 %:
3 "98 "19.%8 42.88 %".#8 #2.3
4 ":8 "1:.88 21.88 %8.38
: ":8 "19.88 22.:8 %8.38 1#.4
9 ":8 "28.88 4%.:8 %".88 #4.2
"8 "48 "14.28 2%.:8 %8.18
"" "48 "1:.88 23.38 %8.18 %9.%
"# "48 "19.28 3:.98 %8.:8 #:.#
"% "38 "14.#8 2".88 %8.#8
"1 "38 "14.88 2:.%8 %8.#8 %.89
"2 "38 "19.28 4%.48 %8.48 #.1#
G. Perh#un$an
G.&. Dasar Teor#
;angunan ukur ambang lebar dianjurkan karena bangunan itu kokoh
dan mudah dibuat.
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
4/16
+aris =nergi
+aris 6ekanan
>">#
d#
d"
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
Ambang lebar yang sering digunakan di ?ndonesia adalah ambang
lebar datar hidung bundar (ro-$0$os! ,orio$al 3roa0%r!s!0 w!ir)
;entuk ambang bagian depan ujung atasnya dibundarkan dengan radius
tertentu. ;entuk bagian hilirnya dapat berbentuk ertikal dan membentuk
slope. ;angunan ukur ini dapat dipakai pada saluran dimana ,!a0loss kecil
alaupun memerlukan kondisi aliran bebas ("r!!"low).
(;os, M.+. ed., "94:.)
&. Menenukan Deb# Al#ran Akual /ac0
Daniel ;ernoulli ("488 & "4:#) membuktikan baha semakin besar
kecepatan fliuda, semakin kecil tekanannya dan begitu juga sebaliknya,
semakin kecil kecepatan fluida,semakin besar tekanannya.
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
5/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
" 7 >#
#g@@
PP
#
"
#
#
air
#" −
=
−
......................................................................(")
• ukum
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
6/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
)A0(AA
PPair g
air
#"−=
−
dimana γ g 7 "%,3 C γ air 7 "
(3,"#A
P-P
air
#"∆=
.................................................(1)
Persamaan (1) disubstitusikan ke dalam persamaan (%) 5
#g
d
d"@
"#,3
1
"
1
##
#
−
=∆
−=∆ 1
"
1
##
#d
d"@.#g"#,3
−
∆=
1
"
1
#
#
#
"
.#,#2@
0
0
. H
7 A# . @#
7( ) #
"1
"
1
#
#"#
#
'dd"
g)..(#2,#.d.%,"1.#2,8
−
∆
........................................(2)
Dari data diketahui 5
d 1 = 3,14 cm
d 2 = 2,00 cm
g = 981 cm/det 2
maka persamaan (2) menjadi 5
/ac 1 23*455* √ ∆ H .......................(asil
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
7/16
Eape
h
$"
*
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
2. Menenukan Deb# Teor##s /T0
Debit aliran dapat ditentukan secara teoritis melalui penurunan
rumus, Fika aliran meleati puncak ambang lebar (seperti yang terlihat pada
+ambar ".#.!ketsa percobaan ambang lebar), maka debit aliran persatuan
lebar adalah5
G 7 2
3 ⋅ Hw’ ⋅ √
2
3∙ g ∙Hw'
Fika h 7
2
3 ⋅ * 7 h kritis
* adalah tinggi peluapan di sebelah hulu dengan mengabaikan tinggi
kecepatan.
+ambar ".# !ketsa Percobaan Ambang ebar
Debit teoritis rumusnya menjadi 5
/T 1 6 b
Dimana 5 7 Debit teoritis (cm%'det)
G 7 Debit persatuan lebar (cm#'det)
b 7 ebar saluran (cm)
*. Men$h#un$ ,oe7#s#en Cd dan C8
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
8/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
debit teoritis, biasanya dilambangkan dengan d, harga rerata d ialah 8,3#.
!edangkan koefisien kecepatan adalah nilai perbandingan antara kecepatan
aktual dan kecepatan teoritis, biasanya dilambangkan dengan , harga
rerata ialah 8,94.
Hntuk menghitung koefisien d dan , dapat menggunkan rumus
sebagai berikut5
Cd9 1Q act
QT
C8 1Q
1,704 ∙C d ∙b∙Hw' 3 /2
dengan5
* 7 6inggi peluapan di atas puncak bendung
7 $" & p
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
9/16
Eape
%,"8
"1,9
1,:8"8
%2,8
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
G.2. Conoh Perh#un$an
ontoh perhitungan diambil dari percobaan untuk data pertama
ambang lebar (pintu sorong terbuka), dimana profil aliran yang
dipakai adalah dari data yang pertama seperti terlihat pada +ambar
".%.
b 7 42 mm 7 4,2 cm (lebar ambang)
p 7 "8" mm 7 "8," cm (tinggi ambang)
7 %28 mm 7 %2 cm (panjang ambang)
7 #88 mmg 7 #8 cmg
$" 7 "19 mm 7 "1,9 cm
$% 7 2: mm 7 2,: cm
h 7 %," cm
g 7 9:" cm'det#
* 7 $" & P
7 "1,9 & "8,"
7 1,: cm
+ambar ".%. Profil aliran data percobaan pertama
a. Men$h#un$ Deb# Akual Al#ran 'ersauan lebar /ac0
act7 #2%,44% √ ∆ H
7#2%,44% √ 20
7 ""%1,984 cm%'det
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
10/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
b. Men$h#un$ Deb# Teor##s /T0
G 7 2
3∙ H w ' ∙√
2
3∙ g ∙ H w '
q 7 2
3∙4,8 ∙√
2
3∙981∙4,8
q = 173,439 cm2/det
QT= q b
= 173,439 7,5
= 1300,791 cm3/det
c. Men$h#un$ ,oe7#s#en Deb# Cd90
d* 7Q act
QT
d* 7 1134,907
1300,791
d* 7
0,001134907
0,001300791
d* 7 8,:4#
d. Men$h#un$ ,oe7#s#en ,ece'aan C80
7Qact
1,704 ∙ C d ∙ b ∙ H w ’3/2
71134,907
1,704 ∙0,872 ∙7,5 ∙4,83 /2
7 8,9349e. Men$h#un$ )*:'04 )*:'0;"+9 dan "+9;L
$% & p 7 2,: & "8," 7 & 1,% cm
.(Y 3− p)
Hw' 7
−4,3
4,87 & 8,:93
. hw
L7
3,1
357 8,8::2
. Hw
'
L 7
4,8
35 7 8,"%4
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
11/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
asil perhitungan selanjutnya dimasukkan dalam tabel ??.#.
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
12/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
G.*. Tabel "as#l Perh#un$an
No.
b P L ∆H Y1 Y3 hw Hw' Qct q Q T!d' !"
#Y3$%& /Hw'
Hw'/L#cm&
#cm&
#cm&
#cmH&
#cm&
#cm&
#cm&
#cm& #cm3/dt& #cm2/dt& #cm3/dt
&
#1& #2& #3& #4& #5& #(& #7&#)& #9& #10& #11& #12& #13& #14& #15&
#5&$
#2& #2%,44%q.b
#9&/
#11&
##(&&/
#)& #)&/#3&
17.5
010.10
35.00
20 14.90
5.)0
3.100 4.)0 1134.907 173.439
1300.791 0.)72 0.9() $0.)9( 0.137
27.5
010.10
35.00
20 14.)0
5.)5
3.100 4.70 1134.907 1().047
12(0.354 0.900 0.9() $0.904 0.134
37.5
010.10
35.00
20 15.00
(.77
3.140 4.90 1134.907 17).))7
1341.(52 0.)4( 0.9() $0.()0 0.140
47.5
010.10
35.00
19 14.)5
5.50
3.0)0 4.75 110(.171 170.73(
12)0.519 0.)(4 0.9() $0.9() 0.13(
57.5
010.10
35.00
19 14.90
(.05
3.0)0 4.)0 110(.171 173.439
1300.791 0.)50 0.9() $0.)44 0.137
(7.5
010.10
35.00
19 14.93
7.50
3.120 4.)3 110(.171 175.0(7
1313.005 0.)42 0.9() $0.53) 0.13)
77.5
010.10
35.00
1) 14.)0
5.40
3.0(0 4.70 107(.(() 1().047
12(0.354 0.)54 0.9() $1.000 0.134
)
7.5
0
10.
10
35.
00 1)
14.
90
5.5
)
3.0
(0 4.)0 107(.(() 173.439
1300.7
91 0.)2) 0.9() $0.942 0.137
97.5
010.10
35.00
1) 15.00
7.3)
3.100 4.90 107(.(() 17).))7
1341.(52 0.)02 0.9() $0.555 0.140
10 7.5 10. 35. 17 14. 5.3 3.0 4.(5 104(.333 1(5.373 1240.2 0.)44 0.9() $1.015 0.133
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
13/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
0 10 00 75 ) 40 95
117.5
010.10
35.00
17 14.)0
5.((
3.040 4.70 104(.333 1().047
12(0.354 0.)30 0.9() $0.945 0.134
127.5
010.10
35.00
17 14.95
(.)9
3.0)0 4.)5 104(.333 17(.15(
1321.1(9 0.792 0.9() $0.((2 0.139
137.5
010.10
35.00
1( 14.72
5.10
3.020 4.(2 1015.092 1(3.775
122).312 0.)2( 0.9() $1.0)2 0.132
14
7.5
0
10.
10
35.
00 1(
14.
70
5.)
3
3.0
20 4.(0 1015.092 1(2.713
1220.3
45 0.)32 0.9() $0.92) 0.131
157.5
010.10
35.00
1( 14.95
7.37
3.070 4.)5 1015.092 17(.15(
1321.1(9 0.7() 0.9() $0.5(3 0.139
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
14/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
". Anal#sa "as#l Percobaan
1000.000 1050.000 1100.000 1150.000
$1.000
$0.)00
$0.(00
$0.400
$0.200
0.000
*#+& = 0+ $ 0.)3
- = 0
*#+& =
- = 0 Grafk Hubungan Qact vs (Y3-P).Hw’
tett% Le #tett%&
teb Le #teb&
Qct #cm3/dt&
#Y3$%& / Hw'
+ambar ".1 +rafik ubungan act s ($%-P).*
Analisa +rafik5
Pada praktikum dilaksanakan dua percobaan, yaitu mengamati aliran
ambang lebar dengan pintu sorong di bagian hilir dalam keadaan terbuka
dan tertutup. Dari +ambar ".1 grafik hubungan act s ($%-p)'*
seharusnya dapat dilihat baha nilai berbanding terbalik dengan ($%-
p)'*. !emakin besar harga act, maka semakin kecil harga ($%-p)'*. al
ini dilihat dari nilai I # yang terletak antara 8 & " dan kecocokan ariasi data
dikatakan lebih baik jika I # semakin mendekati ".
;erdasarkan grafik hubungan act s ($%-p)' pada saluran terbuka
dapat dikatakan baha terdapat data yang salah. al ini terbukti dari nilai
korelasi yang begitu kecil, yaitu sebesar I # 7 8,88%. +aris linier korelasi
tersebut tidak meakili data-data yang telah di-plot pada grafik.
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
15/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
0.7(0 0.7)0 0.)00 0.)20 0.)40 0.)(0 0.))0 0.900 0.9200.000
0.050
0.100
0.150
*#+& = 0.01+ 0.0)
- = 0.05
*#+& = $ 0.03+ 0.1(
- = 0.11
Hubungan Cd vs hw/L dan Cd vs Hw’/L
Hw'/L Le #Hw'/L&
hw/L Le #hw/L&
Cd
+ambar ".2 +rafik ubungan d s h' dan d s *'
Analisa +rafik5
Dari +ambar ".2 grafik hubungan d s ' dan d s *' dapat
dilihat baha nilai d berbanding terbalik dengan d s ' dan d s
*'. !emakin besar nilai d, maka semakin kecil nilai ' maupun
*'-nya.
Dilihat dari nilai I # yang terletak antara 8 & " dan kecocokan ariasi
data dikatakan lebih baik jika I # semakin mendekati ". Pada grafik *'
nilai I # 7 8,""%% yang mengandung pengertian baha "",%%J kebenaran
ariasi data. !edangkan pada grafik ' nilai I # 7 8,81:% yang berarti
kebenaran ariasi data hanya sebesar 1,:% J saja. ?ni dapat disebabkan
karena kesalahan pengambilan data pada saat pengukuran (kekurangtelitian)
atau terdapat kesalahan pada saat pengkalibrasian alat.
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
BA'*ARBARU
8/18/2019 Bab II Percobaan Ambang Lebar
16/16
PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)
KELOMPOK 9
I. ,es#%'ulan
". ;erdasarkan hasil perhitungan dapat diketahui baha semakin besar
∆ maka akan semakin besar pula debit () yang dihasilkan.
#. Pada percobaan ini didapat kesimpulan baha debit dapat dihitung
dari tinggi muka air di hulu ambang dengan bantuan koefisien debit
(d).
%. Ambang lebar dapat dijadikan alat ukur debit yang dipengaruhi oleh
perbandingan tinggi muka air di hulu ambang dengan koefisien debit
aliran.
1. Dari hasil percobaan ini nilai debit () yang mengalir adalah konstan
disepanjang saluran baik dalam keadaan pintu sorong tertutup maupun
pintu sorong terbuka, yakni sebesar 7 "8"2,89# & ""%1,984 cm%'det.
2. Eilai koefisien debit (d) yang didapatkan dari hasil percobaan ini
hampir sama, baik pada pintu sorong terbuka maupun pintu sorong
tertutup yakni berkisar antara 8,43: & 8,94#
3. ;erdasarkan hasil perhitungan, ada perbedaan antara batas modular
ambang pintu sorong tertutup dengan pintu sorong terbuka, yaitu pada
pintu sorong terbuka batas modular ambangnya bernilai negatif yang
berkisar antara −8,:93 s'd −8,23%. !edangkan pada saluran tertutup
bernilai positif, berkisar antara 8,"%4 s'd 8,"%9. al ini dipengaruhi
oleh kedalaman air pada $%.
4. ;erdasarkan grafik hubungan antara d s ' dan d s *'
dapat dilihat baha nilai d berbanding terbalik dengan d s '
dan d s *'. !emakin besar nilai d, maka semakin kecil nilai
' maupun *'-nya.
&AKULTAS TEK'IK SIPIL
U'IERSITAS LAMBU' MA'KURAT
Recommended