bab i percobaan ambang lebar

8/18/2019 Bab I Percobaan Ambang Lebar

1/22

PRAKTIKUM HIDROLIKA (HSKB 412)

KELOMPOK 3

BAB I

PERCOBAAN ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR

A. Maksud dan Tujuan Percobaan

1. Mengamati dan menganalisis aliran pada saluran terbuka dengan

model ambang lebar.

2. Menentukan koefisien debit (Cd)

3. Menentukan batas moduler ambang ((Y3 –P)/H!) dan "ambar

Hubungan # $s ((Y3 – P)/H!)

%. Mengamati &liran 'luida diatas &mbang ebar

. Menentukan Hubungan Cd $s */ dan Cd $s Hu/ dalam satu gambar

B. Alat dan Bahan

a. +atu set model saluran terbuka (Open Channel Apparat!)

b. &lat ukur kedalaman ( P"#nt $a%e)

,. Model Pintu sorong

d. &lat ukur pan-ang

C. Prosedur Percobaan

1. Memasang model ambang lebar dan pintu sorong pada unit saluran

terbuka ( pen Channel Apparat!).

2. Mengalirkan air ke dalam unit saluran terbuka se*ingga akan

terbentuk profil aliran. ∆H diatur pada manometer. erdasarkan

pengamatan profil aliran 0ang dilakukan akan diperole* *arga*arga

Y1 Y3 dan * dengan pengukuran menggunakan alat P"#nt $a%e.

3. emudian pintu sorong diturunkan se,ara perla*anla*an se*ingga

tinggi Y3 didapatkan semaksimal mungkin tanpa mempengaru*i

ketinggian pada Y1 dan *. 4kur kembali *arga*arga Y1 Y3 dan *.

%. 4langi prosedur nomor 2 dan 3 seban0ak dua kali namun dengan

*arga selisi* tinggi air raksa pada manometer (∆H) 0ang berbeda.

&AKULTAS TEK'IK SIPIL

U'IERSITAS LAMBU'$ MA'$KURAT

BA'ARBARU


2/22


KELOMPOK 3

. Profil aliran air 0ang terbentuk pada setiap keadaan disketsakan

lengkap dengan datadata 0ang diperole* berdasarkan pengamatan

se,ara langsung.

. !as"l Pen#a$atan

5imensi ambang lebar6

7inggi ambang (P) 8 1911 mm 8 191 ,m

Pan-ang ambang () 8 3%: mm 8 3%: ,m

ebar ambang () 8 ;; mm 8 ;; ,m

Tabel I.%. 5ata *asil per,obaan ambang lebar di laboratorium

1.2 3% %3%.%;

19 >1. 3% %3%.%; %3.%

1% > 3%. %3%.%; 3;

2 2:91% :.2 33. %321.:

1%.2 :.2 33. %321.: 32.

1 ;? 3% %321.: 32

3 2?9

12. ?. 33 %2%>.%3

12 ?. 33 %2%>.%3 39

13 ?9. 33.> %2%>.%3 39.?

%2;9

19 >. 33. %1>:.:1

13 >9. 33. %1>:.:1 32

13. ??. 3% %1>:.:1 32

2>911.2 > 3%.2 %9:1.:>11. >3.; 3%.2 %9:1.:> 3%.2

12 ;;.2 3%. %9:1.:>

E. Perh"tun#an

E.%. asar Teor"

angunan ukur ambang lebar dian-urkan karena bangunan itu koko*

dan muda* dibuat. arena bisa mempun0ai berbagai bentuk mer,u

bangunan ini muda* disesuaikan dengan tipe saluran apa sa-a.



BA'ARBARU


3/22


KELOMPOK 3

Hubungan tunggal antara muka air *ulu dan debit mempermuda*

pemba,aan debit se,ara langsung dari papan duga tanpa memerlukan tabel

debit.

&lat ukur ambang lebar adala* bangunan aliran atas ("*er +l",) untuk

tinggi energi *ulu lebi* ke,il dari pan-ang mer,u. arena pola aliran diatas

alat ukur ambang lebar dapat ditangani dengan teori *idrolika 0ang suda*

ada sekarang maka bangunan ini bisa mempun0ai bentuk 0ang berbeda

beda sementara debitn0a tetap serupa. &lat ukur ambang lebar memiliki

kelebi*ankelebi*an antara lain6

• Memiliki bentuk *idrolis 0ang lues dan seder*ana.

• onstruksin0a kuat seder*ana dan tidak ma*al.

• endabenda *an0ut dapat dileatkan dengan muda*.

+elain itu ada pula kelema*an 0ang dimiliki alat ukur ambang lebar

0aitu bangunan ini *an0a dapat dipakai sebagai bangunan pengukur sa-a.

&mbang lebar 0ang sering digunakan di @ndonesia adala* ambang

lebar datar *idung bundar (r"n-.n"!e h"r#/"ntal 0r"a-.re!te- ,e#r)entuk ambang bagian depan u-ung atasn0a dibundarkan dengan radius

tertentu. entuk bagian *ilirn0a dapat berbentuk $ertikal dan membentuk

slope. angunan ukur ini dapat dipakai pada saluran dimana hea-l"!! ke,il

alaupun memerlukan kondisi aliran bebas (+ree.+l",).

(os M.". ed. 1:;?.)

%. Menentukan eb"t Al"ran Aktual &'act(

Persamaan ernoulli

A1 8 A2 (Hukum ekekalan Anergi)

2

22

air

2

2

1

air

11 B

2g

C

D

P

2g

C

D

PB ++=++

arena saluran *oriEontal maka B1 8 B2

2g

CC

D

PP2

1

2

2

air

21 −=−

... (1)



BA'ARBARU


4/22


KELOMPOK 3

Hukum ontinuitas

&1.1 8 &2.2

1

221

&

.C&C =

( )( )21

2

2

2

d92).31%.

.Cd92).31%.=

%

1

2

2

%

22

1d

.CdC =

...(2)

+ubstitusikan persamaan (2) ke dalam persamaan (1) 6

2g

d

.CdC

D

PP%

1

2

2

%

22

2

air

21

−=

−

2g

.d

d1C

D

PP %

1

%

22

2

air

21

−

=−

...(3)

5alam kondisi keseimbangan didapat 6

P1 F γ air (∆H F 0) 8 P2 F γ air .0 F γ Hg.∆H

P1 F γ air.∆H F γ air .0 8 P2 F γ air .0 F γ Hg.∆H

P1 F γ air.∆H 8 P2 F γ Hg.∆H

=HD

D

D

P=H

D

P

air

Hg

air

2

air

1 +=+

=HD

=HD

D

P

D

P

air

Hg

air

2

air

1 =−

air

air Hg

air

21

D

H)D(D

D

PP ∆=

−

)D=H(DD

PPair Hg

air

21−=

−

G dimana γ Hg 8 13> G γ air 8 1



BA'ARBARU


5/22


KELOMPOK 3

H>12D

PP

air

21∆=

...(%)Persamaan (%) disubstitusikan ke dalam persamaan (3) 6

2g

d

d1C

H12>

%

1

%

22

2

−

=∆

−=∆ %

1

%

22

2d

d1CH.2g12>

−

∆=

%

1

%

2

2

2

1

.22C

-

-

% H

# 8 &2 . 2

# 8 ( )2

1%

1

%

2

212

2

/dd1

g).H.(22.d.31%.29

−

∆

...()

5ari data diketa*ui 6

d1 8 31% ,m

d2 8 299 ,m

g 8 :?1 ,m/det2

maka persamaan () men-adi 6

#a,t 8 23;33 H ∆

5imana 6 23;33 8 didapat dari *asil kalibrasi alat

#a,t 8 5ebit sebenarn0a 0ang meleati ambang (,m3/det)

H 8 +elisi* tinggi air raksa pada manometer (,mHg)

). Menentukan eb"t Teor"t"s &'T(

Iika aliran meleati pun,ak ambang lebar (seperti 0ang terli*at pada

"ambar @.2.) maka debit aliran persatuan lebar adala*6



BA'ARBARU


6/22


KELOMPOK 3

#7 8 2

3 ⋅ Hw’ ⋅ √

2

3∙ g ∙Hw' ...(1)

Iika * 82

3 ⋅ H! 8 * kritis

H! adala* tingi peluapan di sebela* *ulu dengan mengabaikan tinggi

ke,epatan. 5alam praktek ter-adi ke*ilangan energi sepan-ang pun,ak

ambang lebar maka rumus di atas men-adi6

#n0ata 8 3

2

⋅ Cd ⋅ H!⋅ √2

3∙ g ∙Hw'

...(2)



BA'ARBARU


7/22


8/22


KELOMPOK 3

H 8 399 mmHg 8 39 ,mHg

g 8 :?1 ,m/det2

* 8 Y3 8 >2 mm 8 >2 ,m

H! 8 Hu 8 1%; – 191 8 %> ,m

* 8 3% ,m

Ga$bar %.). Profil aliran dengan

5ata dari per,obaan @

a. Meng*itung 5ebit &ktual &liran persatuan lebar (#a,t)

#a,t8 23;33 √ ∆H

8 23;;339

8 13?:; ,m3/det

b. Meng*itung oefisien 5ebit &ktual (Cda,t)

Cda,t 82/3..9;%1 H 0

3a1t

Cda,t 81389,75

1,074 ∙7,57 ∙14,73/2

Cda,t 8 393

,. Meng*itung oefisien e,epatan 5atang &ktual (C$a,t)



BA'ARBARU

3%%>

1%;

191>2

3%:


9/22


KELOMPOK 3

C$a,t 8

2/3K9;%1 H,0C-a1t

3a1t

⋅⋅⋅

C$a,t 81389,75

1,074 ∙3,032 ∙7,57 ∙4,63 /2

C$a,t 8 >>1

d. Meng*itung (Y3p) (Y3p)/Hu dan Hu/

Y3 – p 8 >12 – 191 8 – 3:; ,m

.

(Y 3− p)

H u 8

−3,85

4,6 8 – 9?3>

. hw

L8

3,4

34,88 99:;

. H u

L8

4,6

34,98 9132

e. Meng*itung 5ebit 7eoritis (#7)

#7 8 23∙H w ' ∙

√23∙ g ∙H w '

Q7 8 2

3∙4,6 ∙√

2

3∙981∙ 4,6

QT = 169.576 cm3/det

f. Meng*itung oefisien 5ebit (Cd7)

Cd7 8 2/3..9;%1 H 0

3t

Cd7 8169.576

1,074 ∙7,57 ∙14,73/2

CdT = 0.37

g. Meng*itung C$7

C$7 8

2/3

K...9;%1 H,0C-t

3t



BA'ARBARU


10/22


KELOMPOK 3

Cv7 8169.576

1,074 ∙0.37 ∙7,57 ∙4,63 /2

CvT = 5,713

Hasil per*itungan selan-utn0a dimasukkan dalam tabel @.2.



BA'ARBARU


11/22


KELOMPOK 3

E.*. Tabel !as"l Perh"tun#an

P ∆H Y1 Y3 *

HK 8

Hu #a,t Cda,t C$a,t #7 Cd7 C$7 Y3 P

(Y3

P) / Hu */

m) (,m) (,m) (,mHg) (mm) (mm) (mm) (,m) (,m3/dt) (,m3/dt) (,m)

; 19.1 3%.:

399

1%;.2 >1.2 3% %.>2 13?:.:;3.93?

>.>>1?

3169.57

63 0.369 5.713 51.15 -3.9750.097

4

; 19.1 3%.: 19 >1. 3% %.: 13?:.:;

2.:2;

.33?9

;184.92

33 0.392 5.356 51.4 -3.95

0.097

4

; 19.1 3%.: 1% > 3%. .3 13?:.:;

2.?3?%

>

%.:3>3

:208.02

3 0.423 4.953 54.9 -3.6

0.098

9

; 19.1 3%.:

2:9

1% :.2 33. .3 ::>.2?

2.939

1

%.:3>3

:208.02

3 0.423 4.953 49.15 -4.175

0.096

0

; 19.1 3%.: 1%.2 :.2 33. .32 ::>.>?

2.9393

? %.:13>209.49

66 0.425 4.930 49.15 -4.175

0.096

0

; 19.1 3%.: 1 ;? 3% .% ::>.>?

2.91>

;

%.?%>;

3213.93

82 0.431 4.863 67.9 -2.3

0.097

4

; 19.1 3%.:

280

12. ?. 33 .1 13%2.?%

2.;?2;

; .9;?199.25

46 0.412 5.096 48.4 -4.25

0.094

6

; 19.1 3%.: 12 ?. 33 .1 13%2.?%

2.;:>

1

.12?9

196.35

99 0.408 5.145 48.4 -4.25

0.094

6

; 19.1 3%.: 13 ?9. 33.> .2 13%2.?%

2.;>:1

%

.9399

;202.16

34 0.415 5.047 70.4 -2.05

0.096

3

; 19.1 3%.:

270

19 >. 33. %.:1318.6

43

2.?912

3

.33?9

;184.92

33 0.392 5.356 46.4 -4.45

0.096

0

; 19.1 3%.: 13 >9. 33. .2 1318.643

2.;1:2 .9399 202.1634

0.415 5.047 50.4 -4.05 0.096

0



BA'ARBARU


12/22


KELOMPOK 3

% ;

; 19.1 3%.: 13. ??. 3% .21318.6

43

2.;9:

;

%.:?2;

1205.08

63 0.419 4.999 78.4 -1.25

0.097

4

; 19.1 3%.:

260

11.2 > 3%.2 .921293.9

93 2.;1>2

.29:;

1191.75

79 0.401 5.227 45.9 -4.5

0.098

1

; 19.1 3%.: 11. >3.; 3%.2 .91293.9

93

2.;9?1%

.1;?;%

193.47

94 0.404 5.196 53.65 -3.725

0.098

1

; 19.1 3%.: 12 ;;.2 3%. .11293.9

932.>:%;

:.12?9

196.35

99 0.408 5.145 67.1 -2.380.098

9



BA'ARBARU


13/22


KELOMPOK 3

+. Anal"sa !as"l Percobaan

2199 219 2299 229 2399 239 2%99 2%9 299 29

2.

2

1.

1

9.

9

R² = 0.14

#a,t (,m3/det)

(Y3p)/Hu

Ga$bar %.*. "rafik Hubungan #a,t $s (Y3p)/Hu

&nalisa "rafik6

erdasarkan grafik *ubungan #a,t $s (Y3p)/Hu dapat dikatakan

ba*a terdapat data 0ang sala*. Hal ini terbukti dari nilai korelasi 0ang

begitu ke,il 0aitu sebesar L 2 8 919%. "aris linier korelasi tersebut tidak

meakili datadata 0ang tela* diplot pada grafik. esala*an pengambilan

data dapat ter-adi karena adan0a kesala*an pada saat pengukuran

(kekurangtelitian praktikan) atau terdapat kesala*an pada saat

pengkalibrasian alat. "rafik #a,t $s (Y3p)/Hu merupakan grafik linier

turun artin0a semakin besar *arga #a,t semakin ke,il *arga (Y3p)/Hu.

0.070 0.080 0.090

4.9

5

5.1

5.2

5.3

5.4R² = 0.78

*/

Cd

&AKULTAS TEK'IK SIPILU'IERSITAS LAMBU'$ MA'$KURAT

BA'ARBARU


14/22


KELOMPOK 3

Ga$bar %.,. "rafik Hubungan Cda,t $s */

&nalisa grafik6erdasarkan grafik *ubungan Cda,t $s */ dapat dikatakan ba*a

data 0ang diplot suda* benar. Hal ini terbukti dari nilai korelasi 0ang

besar 0aitu sebesar L 2 8 9;;?. "aris linier korelasi tersebut suda*

meakili datadata 0ang tela* diplot pada grafik. "rafik Cda,t $s (Y3p)/Hu

merupakan grafik linier naik 0ang berarti ba*a semakin besar *arga Cda,t

semakin besar pula *arga */.

9.11 9.12 9.13 9.1% 9.1

%.:

.1

.2

.3

.%R² = 0.89

Hu/

Cda,t

Ga$bar %.-. "rafik Hubungan Cda,t $s Hu/

&nalisa "rafik6

erdasarkan grafik *ubungan Cda,t $s Hu/ terli*at ba*a data

0ang diplot suda* betul. Hal ini terbukti dari nilai korelasi (L 2) 8 9?:3

(kuat >9::).


15/22


KELOMPOK 3

G. es"$/ulan

1. esar ke,iln0a debit aliran 0ang melalui saluran dengan menggunakan

ambang lebar sebagai alat ukur dipengaru*i ole* selisi* tinggi air raksa pada

manometer. +emakin besar selisi* tinggi air raksa maka semakin besar pula

debit aliran 0ang di*asilkan. 5ebit terke,il adala* 2123:% ,m3/det pada =H 8

1 ,mHg sementara debit terbesar adala* 291%? ,m3/det pada =H 8 21

,mHg (li*at 7abel @.2.). 5ari *asil per,obaan nilai koefisien debit aktual (Cda,t)

0ang di*asilkan adala* antara %:1 – 3:.

2. 5ari *asil per,obaan batas moduler ambang ((Y3P)/Hu) 0ang di*asilkan

adala* antara 2.1? sampai dengan 19?. Hubungan 0ang terli*at adala*

berbanding terbalik dimana semakin besar nilai debit aktual (#a,t) maka semakin

ke,il nilai batas moduler ambang ((Y3P)/Hu). Hubungan #a,t $s ((Y3 – P)/Hu)

dapat dili*at pada grafik *ubungan # $s ((Y3 – P)/Hu)(li*at "ambar @.3.).

3. &liran fluida dari per,obaan ini dapat dili*at pada lampiran (bagian sketsa

aliran fluida).

%. erdasarkan grafik *ubungan antara Cda,t $s */ terli*at ba*a semakin

besar *arga Cda,t semakin besar pula *arga */ (li*at "ambar @.%.).

. erdasarkan grafik *ubungan antara Cda,t $s Hu/ terli*at ba*a semakin

besar *arga Cda,t semakin besar pula *arga Hu/(li*at "ambar @..).

>. Penggunaan data #a,t sebagai perbandingan karena data #a,t (*arga debit

0ang diperole* langsung berdasarkan pengamatan) lebi* akurat dibandingkan

#teoritis.

;. Harga #a,t lebi* besar daripada *arga #teoritis karena terdapat perbedaan

rumus diantara keduan0a dan -uga perbedaan input data 0ang ditin-au. Iika # a,t


BA'ARBARU


16/22


KELOMPOK 3

berdasarkan selisi* tinggi air raksa (∆H) sedangkan #7 berdasarkan pada tinggi

peluapan di atas muka bendung (H!).

?. Perbedaan besar antara #a,t dan #7 se,ara otomatis mempengaru*i besar

koefisien debit (Cd) masingmasing. +e,ara rumus sama namun karena nilai #a,t

lebi* besar dari nilai #7 maka *arga Cda,t lebi* besar pula dibandingkan dengan

*arga Cd7.

:. Meskipun #a,t dan #7 serta Cda,t dan Cd7 berbeda dalam besarn0a *arga

namun besar dari koefisien ke,epatan datang (C$) adala* sama. erdasarkan

per*itungan diperole* ba*a besar C$a,t 8 besar C$7. Hal ini dikarenakan

perbandingan antara faktor pembilang dan faktor pen0ebut pada C$a,t memilikirasio 0ang sama dengan perbandingan antara faktor pembilang dan faktor

pen0ebut pada C$7


BA'ARBARU


17/22


KELOMPOK 3

5aftar Pustaka

1 &nonim . Ir#%a!# -an Ban%nan A#r I .

2. os M.". ed 1:;?. D#!har%e Mea!re5ent Strtre ILRI6 7a%en#n%en6

The 'etherlan-!6 pp 121.1289


BA'ARBARU


18/22

1:9 299 9399 %9 ;99

Y1 8 1%:1

* 8 39


KELOMPOK 3

!. La$/"ran

1. "ambar Profil &liran 'luida

a. +aat =H 8 21 mmHg (pintu sorong ,m dari dasar saluran)

Y3 8 12


BA'ARBARU


19/22

1:9 299 9399 %9 ;99

Y1 8 1

* 8 39?

Y1 8 1%

* 8 2>%

1:9 299 9399 %9 ;99


KELOMPOK 3

(ukuran dalam ,m)

b. +aat =H 8 21 mmHg (pintu sorong 1 ,m dari dasar saluran)

Y3 8 %?

(ukuran dalam ,m)

,. +aat =H 8 1? mmHg (pintu sorong ,m dari dasar saluran)

Y3 8 13


BA'ARBARU


20/22

Y1 8 1%3

* 8 2;

1:9 299 9399 %9 ;99

Y1 8 1%2

* 8 2%

1:9 299 9399 %9 ;99


KELOMPOK 3

(ukuran dalam ,m)

d. +aat =H 8 1? mmHg (pintu sorong 1 ,m dari dasar saluran)

Y3 8 3?2

(ukuran dalam ,m)

e. +aat =H 8 1 mmHg (pintu sorong ,m dari dasar saluran)

Y3 8 11?


BA'ARBARU


21/22

Y1 8 1%23

* 8 2>

1:9 299 9399 %9 ;99


KELOMPOK 3

(ukuran dalam ,m)

f. +aat =H 8 1 mmHg (pintu sorong 1 ,m dari dasar saluran)

Y3 8 %3?

(ukuran dalam ,m)

2. +ketsa &lat


BA'ARBARU


22/22


KELOMPOK 3


BA'ARBARU

bab i percobaan ambang lebar

Documents