bab ii percobaan ambang lebar

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


2/16


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



BA'*ARBARU


3/16


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.


4/16

+aris =nergi

+aris 6ekanan

>">#

d#

d"


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.


5/16


KELOMPOK 9

" 7 >#

#g@@

PP

#

"

#

#

air

#" −

=

−

......................................................................(")

• ukum


6/16


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


7/16

Eape

h

$"

*


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


8/16


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



BA'*ARBARU


9/16

Eape

%,"8

"1,9

1,:8"8

%2,8


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



BA'*ARBARU


10/16


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



BA'*ARBARU


11/16


KELOMPOK 9

asil perhitungan selanjutnya dimasukkan dalam tabel ??.#.



BA'*ARBARU


12/16


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



BA'*ARBARU


13/16


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



BA'*ARBARU


14/16


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.


15/16


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.



BA'*ARBARU


16/16


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.



bab ii percobaan ambang lebar

Documents