alat ukur debit thomson

BAB V

PERCOBAAN MENGGUNAKAN

PELUAP SEGITIGA

A. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Pada saluran irigasi selain digunakan bendung, ambang lebar yang

berfungsi sebagai alat ukur debit, namun selain alat ukur debit tersebut

diatas, segitiga Thompson pun dapat berfungsi sebagai alat ukur debit yang

aplikasinya banyak digunakan dibanyak saluran irigasi.

2. Maksud dan Tujuan

a. Menghitung debit dan koefisien debit.

b. Mengetahui bentuk puncak peluap segitiga dari hasil perhitungan.

B. ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Multi purpose teaching flume

2. Point Gauge

3. Model alat ukur segitiga

4. Mistar ukur

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

C. DASAR TEORI

Adapun definisi peluap bisa dilihat pada percobaan alat ukur debit

dengan ambang tajam, namun pada percobaan ini yang digunakan adalah

alat ukur debit segitiga.

Berdasarkan pada bentuk puncak peluap biasa berupa ambang tipis

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

55

h

αb

HH

P

H0

Total head line

56

Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010

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

α2

√2 gH5/2

Apabila sudut = 90°, Cd = 0,6 dan percepatan grafitasi = 9,81 m²/d

maka ,debitnya : Q = 1,417 H5/2

57


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

α = 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 0.97050.00075 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 =

Vt

58


= 0.000711 m3

/dtk

-Menghitung Debit Rata-rata (Q )

Rumus : Q =

Q1+Q2+Q3

3

=

= 0.000587 m3

/dtk

-Menghitung Cd

Rumus : Cd =

15 Q

8 Tg902

H52 √2 g

Cd1 = 0.003069

Cd2 = 0.004604

Cd3 = 0.005196

-Menghitung Cd rata-rata

Rumus: Cd =

Cd1+Cd2+Cd3

3

= 0.003069+0.004604+0.005196

3= 0.00429

b. Pada kondisi bukaan II

P = 0,099 m

B = 0,098 m

α = 90o

Tabel 1.2 Kondisi Bukaan II Menggunakan Blok Segitiga

V (m3) H (m) t (dtk)Q (

m3/dtk)Cd

59


0.00154 0.41 1.13 0.00136 0.005340.00147 0.41 1.03 0.00142 0.00550.00173 0.41 1.09 0.00158 0.00621

∑=3.25 0.00436 Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan


Rumus : Q =

Vt

Q1 =

= 0,00136 m3

/dtk

Q2 =

= 0,00142 m3

/dtk

Q3 =

= 0.00158 m3

/dtk


Rumus : Q =

Q1+Q2+Q3

3

= 0.00136+0.00142+0.00158

3

=0.00145 m3

/dtk

-Menghitung Cd

Rumus : Cd =

15 Q

8 Tg902

H52 √2 g

Cd1 = 0.00534

Cd2 = 0.0055

60


Cd3 = 0.00621


Rumus: Cd =

Cd1+Cd2+Cd3

3

=

= 0.00568

c. Kondisi pada bukaan III

P = 0,099 m

B = 0,098 m

α = 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 0.00490.00256 0.55 1.03 0.00248 0.004670.00265 0.55 1.03 0.00257 0.00484

∑=3.12 0.00765Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan


Rumus : Q =

Vt

Q1 =

= 0.0026 m3

/dtk

Q2 =

= 0.00248m3

/dtk

Q3 =

= 0,00257 m3

/dtk

61



Rumus : Q =

Q1+Q2+Q3

3

=

= 0.00255 m3

/dtk

-Menghitung Cd

Rumus : Cd =

15 Q

8 Tg902

H52 √2 g

Cd1 = 0.0049

Cd2 =0.00467

Cd3 =0.00484


Rumus: Cd =

Cd1+Cd2+Cd3

3

=

= 0.0048

Gambar profil aliran peluap segitiga

Q

Gambar tampak samping aliran

segitigaa

62


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

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.00429

0.00568000000000001

0.0048f(x) = 0.00147890818858559 x + 0.00429233250620349R² = 0.0594235340387639

Hubungan H terhadap Cd

CdLinear (Cd)

H (m)

Cd

63


0.004 0.0045 0.005 0.0055 0.0060

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.000587000000000002

0.00145

0.00255

f(x) = 0.415526191599802 x − 0.00051677394997636R² = 0.0881899046450125

Hubungan Cd terhadap Q

QLinear (Q)

H (m)

Q (

m3/d

e-tik

)

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 (R2)

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 (R2)

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

64


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

= 0.2135 m =0.2818 m

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.

alat ukur debit thomson

Documents