Upload
ngumban
View
223
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 1/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
EKSPERIMEN 2
KARAKTERISTIK PENGALIRAN
DI ATAS “VEE NOTCH”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menyelidiki hubungan antara ketinggian muka air di atas tepi ambang dan
debit pengaliran yang melalui vee notch.
Menentukan koefisien debit pengaliran yang melalui vee notch.
2. PERALATAN
Hydraulic Bench
Hook and Point Gauge
Vee Notch
Stopwatch
3. DASAR TEORI
Gambar 2.1 Alat Hydrauli c Bench
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 2/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
Peluap dapat dibagi dalam beberapa kategori yaitu :
1. Berdasarkan tebal ambang peluap di bagi menjadi :
a. Peluap ambang lebar, apabila t > 0.66 H
Gambar 2.2 Peluap Ambang Lebar
b. Peluap ambang tipis, apabila t < 0.5 H
Gambar 2.3 Peluap Ambang Tipis
2. Berdasarkan bidang tekan peluap di bagi menjadi :
a. Peluap tertekan penuh, apabila lebar peluap sama dengan lebar kolam atau saluran.
Gambar 2.4 Peluap Tertekan Penuh
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 3/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
b. Peluap konstraksi samping, apabila panjang peluap tidak sama dengan lebar kolam.
Gambar 2.5 Peluap Kontraksi Samping
3. Berdasarkan elevasi muka air di hilir peluap di bagi menjadi :
a. Peluap terjunan, apabila muka air hilir dibawah puncak peluap.
Gambar 2.6 Peluap Terjunan
b. Peluap terendam, apabila muka air hilir diatas puncak peluap.
Gambar 2.7 Peluap Terendam
4. Berdasarkan bentuk, peluap di bagi menjadi :
a. Segi empat
Gambar 2.8 Peluap Segi Empat
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 4/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
b. Segitiga
Gambar 2.9 Peluap Segi Tiga
c. Trapesium
Gambar 2.10 Peluap Tr apesium
Vee Notch
“Vee Notch” biasanya digunakan untuk mengamati suatu perubahan pada suatu saluran
yang kecil. Bila debit aliran pada saluran relatif kecil, penyelidikan dengan menggunakan
bendung segitiga, atau yang bertakik V adalah sangat efisien, sebab hasil yang diberikan akan
lebih teliti dari pada memakai bendung berpenampang segi empat.
Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di laboratorium, yang
hasil pengukuran tersebut menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan debit.
Gambar 2.11 Potongan Memanjang & Melintang
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 5/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
a. Denah aliran
Gambar (2-12) Denah Ali ran
b. Tampang melintang
Gambar (2-13) Tampang Meli ntang
c. Tampang memanjang
Gambar (2-14) Tampang Memanjang
Dikarenakan adanya tekanan pada permukaan air akibat adanya perbedaan pada
kerapatan udara dan air, dan juga akibat gaya gesekan pada dinding saluran (dasar maupun
tebing saluran) maka kecepatan aliran pada suatu potongan melintang saluran tidak seragam.
Ketidakseragaman ini juga dipengaruhi oleh bentuk tampang melintang saluran, kekasaran
saluran, dan lokasi saluran (saluran lurus, dan pada belokan).
Kecepatan maksimum umumnya terjadi pada jarak 0.05 – 0.25 dikalikan kedalaman air
yang di hitung dari permukaan.namun pada aliran yang sangat lebar dengan kedalaman
dangkal ( shallow), kecepatan maksimum terjadi pada permukaan air. Makin sempit saluran
maka kecepatan maksimumnya semakin dalam. Berikut beberapa kontur kecepatan air untuk
beberapa macam potongan melintang.
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 6/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
a. Rectangular Notch
Gambar (2-15) Tampang Meli ntang
b. Vee Notch
Gambar (2-16) Tampang Meli ntang
c. Saluran Tipe Trapesium
Gambar (2-17) Tampang Meli ntang
Besarnya aliran air dapat di hitung dengan berbagai cara. Untuk sungai-sungai kecil dan
alur-alur buatan dapat dengan mudah di ukur dengan penggunaan bendung atau tabung jenis
venture. Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di laboratorium, yang
menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan debit.
Untuk mendapatkan hasil yang teliti perlu diperhatikan hal-hal seperti permukaan
bending bagian hulu yang harus vertikal dan tegak lurus terhadap alurnya. Ketinggian H yang
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 7/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
harus di ukur cukup jauh dari hulu bending. Ini di maksud untuk menghindari pengaruh
kalengkungan permukaan air di dekat bendung tersebut.
Gambar (2-18) Dimensi Potongan M elintang
Bila debit aliran pada saluran relatif kecil, penyelidikan dengan menggunakan
bendung segitiga, atau yang bertakik V adalah sangat efisien, sebab hasil yang diberikan akan
lebih teliti dari pada memakai bendung berpenarnpang segi empat.
Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di Iaboratorium, yang
hasil pengukuran tersebut menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan debit.
Dari gambar di atas, menurut persamaan Bernouli berlaku:
h g
V
g
V
g V h H
g V H
22
22
2
2
2
1
2
21
2
11
Maka :
g
V h g V
22
2
1
2
Dengan mengambil bagian dari segmen h , maka :
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 8/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
23
23
222
15
4
22
2
1
2
1
0
2
1
0
2
2
g
V
g
V h g q
g
V h g q
dhV q
dhV dq
h
h
Karena V1 sangat kecil, maka
dapat diabaikan, sehingga :
2
3
2
15
4h g q
Jika lebar saluran adalah2
tan2 h B , maka:
2
tan215
8
2tan22
15
4
.
2
5
2
3
h g Q
hh g Q
q BQ
Karena bentuk dari Notch dan hasil percobaan, maka hasil pengujian harus dikalikan
dengan suatu koefisien debit (Cd ). Sehingga Q aktual menjadi :
Q =15
8 g .2 H 5/2. Cd tan
2
Dari persamaan di atas nilai Cd ditentukan menjadi :
Cd =)2/tan(..28
.15
2/5 H g
Q
Dimana :
Cd = Koefisien Debit
Q = Debit Pengaliran
B = Lebar “Notch”
H = Tinggi air di atas bagian bawah “Notch”
θ = Sudut Vee
g = Percepatan Gravitasi
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 9/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
Peluap adalah bukaan yang biasanya berada pada sisi-sisi saluran atau kolam yang berfungsi
untuk mengukur debit pengaliran.
Gambar 2.19 Dimensi Potongan Meli ntang
Suatu pias setebal dh pada jarak h dari muka air, dan apabila lebar saluran tersebut adalah:
b = 2(H - h) tan (
)
Luas pias adalah :
dA = 2(H - h) tan (
) dh
Kecepatan air melalui pias
V = gh.2
Debit aliran melalui pias :
dQ = Cd. dA. gh.2
dQ = Cd 2(H - h) tan (
) dh gh.2
Integrasi persamaan tersebut untuk mendapatkan debit aliran melalui peluap,
Q = 2 Cd tan (
) g .2 (H-h) h1/2dh
Q = 2 Cd tan (
) g .2 H. h1/2- h3/2dh
Q = 2 Cd tan ( ) g .2 [
Hh3/2-
h5/2 ]0 H
Q = 2 Cd tan (
) g .2 [
H 5/2-
H 5/2 ]
Q =
Cd tan (
) g .2 H 5/2
Apabila sudut α = 90o , Cd = 0.6, g = 9.81 maka :
Q = 1.417. H 5/2
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 10/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
4. PROSEDUR
4. Siapkan peralatan seperti terlihat pada gambar di atas.
5. Alirkar air ke dalam saluran sampai air mengalir di atas pelat
peluap.
6. Tutup Control Valve dan biarkan air menjadi stabil.
7. Atur Vernier Height Gauge ke suatu batas bacaan dengan
menggunakan puncak Hook .
8. Alirkan air ke dalam saluran dan atur Flow Control Valve untuk
mendapatkan tinggi “H” yang diinginkan, diawali dengan 19
mm dan dinaikkan secara bertahap setiap 2 mm.
9. Setelah ujung Hook tepat berada pada permukaan air yang
diinginkan dan aliran telah stabil, ukur debit air yang mengalir
dengan membaca volume pada volumetric tank dan waktu
dengan menggunakan stopwatch.
10. Hasil pembacaan dan pengukuran tersebut diisikan pada lembar
data.
5. HASIL DAN PERHITUNGAN
PENGALIRAN DI ATAS “VEE NOTCH”
NoVolume
(Liter)
Waktu
(Detik)
H
(mm)
Q
(mm3/dtk)H5/2 Cd Q2/3
Log
Q
Log
H
1 0.5 9.32 19 53648.67 1573.56 0.46 1422.45 4,73 1.28
2 0.5 7.26 21 68870.52 2020.92 0.46 1680.18 4,84 1.32
3 0.5 5.36 23 93282.58 2536.99 0.49 2056.85 4,97 1.36
4 1 8.30 25 120481.93 3125 0.52 2439.39 5.08 1.40
5 1.5 9.15 27 163934.43 3787.99 0.58 2995.34 5.21 1.43
Lebar Weir : 30 mm
θ : 90 o
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 11/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
PERHITUNGAN
Data no.1
1. Q =waktu
Volume=
t
V =
32.9
5.0= 0.053648 Liter/detik = 53648.07 mm3 /detik
2. H 5/2 = 1573.56 mm
3. Cd =)2/tan(..28
.152/5
H g
Q=
45tan.56.1573).9810.2(8
)53648.07.(15= 0.46
4. Q2/3 = 1422.45 mm3 /detik
5. Log Q = 4,73 mm3 /detik
6. Log H = 1,28 mm
Data no.2
1. Q =waktu
Volume=
t
V =
26.7
5.0= 0.06887052 Liter/detik = 68870.52mm3 /detik
2. H 5/2 = 2020.92 mm
3. Cd =
)2/tan(..28
.15
2/5 H g
Q=
45tan92.2020).9810.2(8
)68870.52.(15= 0.46
4. Q2/3 = 1680.18 mm3 /detik
5. Log Q = 4,84 mm3 /detik
6. Log H = 1,32 mm
Data no.3
1. Q =
waktu
Volume=
t
V =
36.5
5.0= 0.09328358 Liter/detik = 93283.58 mm3 /detik
2. H 5/2 = 2536.99 mm
3. Cd =)2/tan(..28
.15
2/5 H g
Q=
45tan.56.1573).9810.2(8
)53648.07.(15= 0.49
4. Q2/3 = 2056.85 mm3 /detik
5. Log Q = 4,97 mm3 /detik
6. Log H = 1,36 mm
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 12/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
Data no.4
1. Q =waktu
Volume=
t
V =
30.8
1= 120481.93 mm3 /detik
2. H 5/2 = 3125 mm
3. Cd =)2/tan(..28
.152/5
H g
Q=
45tan.3125).9810.2(8
)120481.93.(15= 0.52
4. Q2/3 = 2439.39 mm3 /detik
5. Log Q = 5.08 mm3 /detik
6. Log H = 1,40 mm
Data no.5
1. Q =waktu
Volume=
t
V =
15.9
5.1= 163934.43 mm3 /detik
2. H 5/2 = 3787.99 mm
3. Cd =
)2/tan(..28
.15
2/5 H g
Q=
45tan.99.3787).9810.2(8
) 163934.43.(15= 0.58
4. Q2/3 = 2995.34 mm3 /detik
5. Log Q = 5.08 mm3 /detik
6. Log H = 1.43 mm
Maka Cd rata-rata :
Cd = ∑
=
= 0.504
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 13/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
6. GRAFIK
(19, 1422.45)
(21; 1680.18)
(23, 2056.85)
(25, 2439.39)
(27, 2995.34)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
19 21 23 25 27
Hubungan Antara H Dan Q2/3
(19; 53648.07)
(21; 68870.52)
(23; 93283.58)
(25; 120481.93)
(27; 163934.43)
0
20000
40000
60000
80000100000
120000
140000
160000
180000
19 21 23 25 27
Hubungan Antara Q Dan H
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 14/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
(19; 0.46) (21; 0.46)
(23; 0.49) (25; 0.52)
(27; 0.58)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
19 21 23 25 27
Hubungan Antara H Dan Cd
(1.28, 4.73)
(1.32, 4.84)
(1.36, 4.97)
(1.4, 5.08)
(1.43, 5.21)
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5
5.1
5.2
5.3
1.28 1.32 1.36 1.4 1.43
Hubungan Antara Log Q Dan Log H
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 15/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
7. GAMBAR ALAT
Hydraulic Bench
Vee Notch Hook and Point Gauge
Stop Watch
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 16/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
8. APLIKASI
Aplikasi dilapangan untuk pengaliran jenis rectangular notch banyak dijumpai di
saluran drainase dan irigasi. “Vee Notch” dalam prakteknya digunakan untuk mengukur
besarnya debit suatu aliran, misalnya pada model pengolahan limbah. Besarnya debit yang
mengalir pada system pengolahan limbah di ukur untuk mengetahui besarnya konsentrasi
zat pencemar yang terkandung dalam keseluruhan limbah.
Gambar (2-20) Apli kasi Lapangan
9. KESIMPULAN
Harga koefisien debit (Cd ) tidak konstan untuk setiap pengaliran di atas Vee Notch,
dari hasil eksperimen terlihat hasil yang berbeda-beda dan tidak stabil.
Harga Cd rata-rata untuk percobaan Vee Notch ini adalah 0.504
Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara H dan Q2/3 adalah berbanding lurus,
semakin tinggi nilai H maka semakin tinggi pula nilai Q2/3.
7/23/2019 MODUL 2 B.10
http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 17/17
PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B
YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI
110424006 110424020
Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara Q dan H adalah berbanding lurus,
semakin tinggi nilai H (tinggi muka air) maka semakin tinggi pula nilai Q (debit yang
dialirkan).
Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara H dan Cd adalah fluktuatif (tidak
konstan).
Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara log Q dan log H adalah berbanding lurus,
semakin tinggi nilai log Q maka semakin tinggi pula nilai log H.
Ketidak akuratan data dipengaruhi oleh :
1. Kalibrasi alat
2. Kurang cermat dalam pembacaan alat saat praktikum (human error).