I TUJUAN1. Mengukur perbedaan tinggi tekan pada pipa piezometer water manometer dan u-tube mercury manometer.2. Menghitung koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams(C), dan koefisien manning(n) dalam perpipaan .

II PRINSIP DASARPrinsip dasar yang digunakan dalam percobaan kali adalah persamaan bernoulli, perbedaan ketinggian pada pipa piezometer dan u-tube digunakan untuk menentukan koefisien friksi (f) , koefisien Hazen William (c) dan koefisien kekasaran Manning (n) dalam pipa dengan mengalirkan dan mengatur debit air dengan Hydraulic Bench. III TEORI DASARTabung PiezometerTabung yang paling sederhana dari manometer terdiri dari sebuah tabung tegak yang terbuka bagian atasnya dan dihubungkan dengan bejana dimana tekanan ingin diketahui, seperti diilustrasikan pada gambar 3.4. Karena manometer melibatkan kolom fluida dalam keadaan diam, persamaan dasar yang menggambarkan penggunaannya adalah persamaan :

Gambar 3.4 : Tabung Piezometer

pengukuran h1 melalui hubungan

Perlu dicatat bahwa karena tabung terbuka pada bagian atas, tekanan po dapat ditetapkan sama dengan nol. Karena titik (1) dan titik A di dalam bejana berada padaketinggian yang sama, pA = p1. Alat ini hanya cocok digunakan sebaliknya akan adahisapan kedalam sistem, dan tekanan yang akan diukur harus relatif kecil sehingga ketinggian kolom yang dibutuhkan cukup masuk akal.Utube Mercury Manometer Alat ukur tekanan menggunakan kolom cair dalam tabung vertikal atau miring disebut manometer. Salah satu yang paling umum adalah air diisi manometer u-tube digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan di pitot atau lubang yang terletak di aliran udara dalam penanganan udara atau sistem ventilasi.

Perbedaan tinggi tekan pada U-Tube manometer ialah :pd= h = g h denganpd=perbedaan tinggi tekan=specific weight fluida (kN/m3) = density (kg/m3)g = percepatan gravitasi (9.81 m/s2)h= liquid height (m)Perhitungan koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams(C), dan koefisien manning(n) dalam perpipaan .Dapat menggunakan rumus sebagai berikut : Koefisien Friksi:

Koefisien Hazen-Williams:

Koefisien Manning:

IV DATA DAN PERHITUNGAN4.1. Tabel Data Suhu Awal / Suhu Akhir(oC): 23/24 Suhu Rata2 : 23,5 oCDiameter Pipa: 3 mmMassa Jenis Air (air ): 996,9763 kg/m3 Panjang Pipa: 524 mmVolume Gelas Ukur: 100 mlKekentalan kinematis: 1,0074 10-6 m2/s

Variasih piezometer (mm)h utube(mm)t(s)t rata-rata

123

118,51,518,619,219,118,9

210,5124,824,724,524,67

324,5216,816,916,916,8

4282,215,415,315,515,4

59,60,724,424,523,724,2

650,548,449,048,848,7

7332,514,314,314,114,2

829,42,315,515,215,315,3

Grafik Perubahan Massa Jenis air terhadap Suhu

Suhu rata-rata pada percobaan kali ini adalah 23,5 oC, maka besar air mengikuti persamaan diatas :y(x)= -0,0036x2 - 0,0696x + 1000,6 dengan x merupakan suhu dan y merupakan y(23,5)= -0,0036(23,5)2 - 0,0696(23,5)+ 1000,6=996,9763 kg/m3Grafik perubahan Kekentalan Kinematis (v) terhadap Suhu

Dengan suhu rata-rata ialah 23,5 oC, maka kekentalan kinematis (v) mengikuti persamaan diatas:y(x)=0,0002x2-0,0323x+1,656 dengan y merupakan v dengan fungsi x sebagai suhuy(23,5)= 0,0002(23,5)2-0,0323(23,5)+1,656= 1,0074 10-6 m2/s4.2. Tabel Hasil4.2.1 Tabel Hasil Q dan vVariasiHL piezometer (10-3 meter)HL utube(10-3 meter)Q actual ( 10-6m3/s)v(m/s)v2

11851895,270,750,5625

21051264,050,570,3249

32452525,920,840,7056

42827726,490,910,8281

5968824,130,580,3364

650632,050,290,0841

7333157,020,990,9801

8294289,86,520,920,8464

HL piezometer = h piezometerPada Data ke 1 maka HL piezometer = 185 x 10-3 meter HL utube = 12,6 x h utubePada Data ke 1 maka HL utube = 12,6 x 15 =189 x 10-3 meter Qactual = Volume/t, pada percobaan kali ini besar V ialah 100 ml Pada Data ke 1 dengan t rata-rata sebesar 18,9 s makaQ= Pada data ke 1 dengan Q = 5,27., maka0,75 m/s4.2.2 Tabel Hasil s,s0,54, s0,5 pada PiezometerHLss0,54s0,5

0,1850,3530534350,5699460,594183

0,1050,2003816790,4197620,44764

0,2450,4675572520,6633010,683782

0,280,5343511450,7128960,730993

0,0960,1832061070,3999330,428026

0,050,0954198470,2811930,308901

0,330,6297709920,7790380,793581

0,2940,5610687020,7319290,749045

Dengan s= ,

Grafik HL terhadap v(kecepatan)

Grafik v (kecepatan) terhadap s0,5

Grafik v(kecepatan) terhadap s0,54

Grafik Perubahan s terhadap v2

4.2.3 Tabel Hasil s,s0,54, s0,5 pada U-Tubehlss^0,54s^0,5

0,1890,3606870,5765680,600572

0,1260,2404580,4631920,490365

0,2520,4809160,6734690,693481

0,27720,5290080,7090380,727329

0,08820,1683210,3820450,410269

0,0630,1202290,318570,346741

0,3150,6011450,7597120,775335

0,28980,5530530,7262640,743676

Dengan s= ,

Grafik HL terhadap v(kecepatan)

Grafik v (kecepatan) terhadap s0,5

Grafik v(kecepatan) terhadap s0,54

Grafik Perubahan s terhadap v2a.

Perhitungan koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams(C), dan koefisien manning(n) a. koefisien friksi Dari grafik S terhadap 2 dapat diketahui S sebagai fungsi dari 2 dengan m sebagai kemiringan grafik Dalam percobaan ini nilai koefisien friksi dapat dihitung dengan : =b. Koefisen Hazen-Williams 0,54 sebagai fungsi dari S0,54 dengan m sebagai kemiringan grafik .Dalam percobaan ini nilai C dapat dihitung dengan :

c. Koefisien Manning 0,54 sebagai fungsi dari S0,5dengan m sebagai kemiringan grafik Dalam percobaan ini nilai C dapat dihitung dengan :

V. ANALISIS Nilai-nilai koefisien f, c, dan n yang didapat dari percobaan ini tidak begitu berbeda secara signifikan karena nilai rentang debit yang digunakan tidak terlalu jauh berbeda. Headloss pada piezometer merupakan selisih ketinggiannya sementara itu headloss pada u-tube terdapat faktor pengali yaitu 12,6. Hal ini terjadi karena ada perbedaan jenis fluida yang digunakan . Piezometer menggunakan air sebagai fluida, sedangkan u-tube manometer menggunakan raksa sebagai fluidanya . Raksa memiliki massa jenis 136000 kg/m3 sedangkan air 997 kg/m3. Terdapat hubungan antara air dengan ketinggian pada pipa.P = gh = Oleh karena air lebih kecil daripada raksa maka h piezometer akan lebih besar dibanding utube.Headloss mayor disebabkan oleh karena adanya gesekan antara fluida dan pipa, oleh karena itu headloss mayor dipengaruhi koefisien friksi yang merupakan penyebab kerugian aliran di pipa, sementara itu headloss minor bisa disebabkan adanya ekspansi ataupun penyusutan karena adanya valve/katup dalam sebuah pipa, dalam percobaan ini tidak digunakan valve/katup sehingga headloss minor tidak terjadi . Kesalahan dalam praktikum ini ditentukan oleh kesalahan dalam pengukuran seperti kesalahan pembacaan dan kesalahan pemberhentian stopwatch. Kemudian diakibatkan juga kesalahan dari alat itu sendiri, yaitu kondisi hydraulic bench yang sudah tua dan terdapat kebocoran menyebabkan volume air yang dialirkan berbeda dari volume air yang diharapkan mengalir. VII APLIKASI DI BIDANG TEKNIK LINGKUNGAN

Penerapan yang dapat digunakan dalam bidang teknik lingkungan adalah pengukuran headloss yang dapat digunakan dalam sistem pengolahan air minum, sehingga nantinya pendistribusian air minum bisa optimal. Penggunaan prinsip headloss juga dapa diterapkan pada turbin reaksi, turbo pump, dan turbo blower.

VII SIMPULAN1. Perbedaan Tinggi Tekan Pada Percobaan Kali iniVariasiHL piezometer (m)HL U-tube (m)

10,1850,189

20,1050,126

30,2450,252

40,280,2772

50,0960,0882

60,050,063

70,330,315

80,2940,2898

2. Perhitungan koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams(C), dan koefisien manning(n) dalam perpipaan .

a. PiezometerhlManningHazen Williamfriksi

0,1850,000199051143,39070,037314

0,1050,000195026149,70360,03582

0,2450,000203704138,54980,039079

0,280,000198832141,18830,037232

0,0960,000182952160,15590,031522

0,050,000265887113,11360,066579

0,330,000199503139,79150,037484

0,2940,00020286138,11490,038756

b. U-tube

hlManningHazen Williamfriksi

0,1890,000201191141,74391030,038120372

0,1260,00021364135,66700460,042983797

0,2520,000206593136,45807530,040195031

0,27720,000197835141,9566470,036859375

0,08820,000175362167,65495510,028960938

0,0630,00029845899,842346880,083889207

0,3150,000194916143,34761650,035779733

0,28980,000201406139,19226210,038201889

VII DAFTAR PUSTAKAGiles, Ranald V. 1977. Mekanila Fluida dan Hidraulika. Guildford: Erlangga.Victor, Stereten L. 1996. Fluid Mechanics. USA: Mc Graw Hill Book Co.http://www.engineeringtoolbox.com/u-tube-manometer-d_611.html diakse pada 14 Oktober 2013 pukul 22.32Modul 02 : Aliran Dalam PipaPage 13