Download - Pintu Sorong Hidrolika
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
BAB 2
PINTU SORONG DAN AIR LONCAT
(SLUICE GATE AND HYDRAULIC JUMP)
2.1 PENDAHULUAN
Pintu sorong adalah sekat yang dapat diatur bukaannya. Pintu sorong atau
biasa praktikan sebut pintu air merupakan suatu alat untuk mengontrol aliran pada
saluran terbuka. Pintu menahan air di bagian hulu dan mengizinkan aliran ke arah
hilir melalui bawah pintu dengan kecepatan tinggi (JMK Dake,1983).
Aliran di hulu pintu setelah pintu sorong adalah aliran subkritis.
Kemudian, aliran air mengalami percepatan ketika melewati bagian bawah pintu
atau sekat. Akibat percepatan yang dialami, aliran berubah secara tiba-tiba dari
subkritis menjadi superkritis. Di lokasi yang lebih hilir, aliran akan mengalami
semacam shock yang membuatnya kembali menjadi aliran subkritis. Pada lokasi
terjadinya perubahan aliran superkritis menjadi aliran subkritis secara tiba-tiba
tersebut, akan terjadi peristiwa yang biasa disebut dengan lompatan hidrolik
(hydraulic jump). Air loncat atau lompatan hidrolik biasanya sengaja dibuat untuk
meredam energi dan memperlambat aliran sehingga tidak menggerus dasar
saluran. Secara fisik pintu sorong dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.1 Profil Aliran pada Pintu Sorong dan Air Loncat
23Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Pemakaian-pemakaian praktis pada loncatan hidrolik dalam bidang teknik
sipil antara lain :
1. Sebagai peredam energi pada bendungan.
2. Untuk menaikkan kembali tinggi energi atau permukaan air pada daerah
hilir saluran pengukur.
3. Untuk memperbesar tekanan pada lapis lindung.
4. Untuk memperbesar debit, dengan mempertahankan air bawah balik.
5. Untuk menunjukan kondisi-kondisi aliran tertentu, misal ada aliran super
kritis
2.2 TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan dilakukan percobaan pintu sorong (sluice gate) dan air loncat
(hydraulic jump) dalam praktikum hidrolika adalah sebagi berikut :
1. Mempelajari sifat aliran yang melalui pintu sorong
2. Menentukan koefisien kecepatan dan koefisien kontraksi
3. Menentukan gaya-gaya yang bekerja pada pintu sorong Fg dan Fb
4. Mengamati profil aliran air loncat
5. Menghitung besarnya kehilangan energi akibat air loncat
6. Menghitung kedalaman kritis dan energi minimum.
2.3 PERALATAN YANG DIGUNAKAN
Peralatan yang digunakan pada percobaan percobaan pintu sorong dan air
loncat adalah sebagai berikut :
1. Pintu Sorong
2. Alat Pengukur Kedalaman
3. Meteran
4. Manometer
5. Sekat Pengatur Hilir
6. Penampung Air
7. Pompa
24Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Peralatan tersebut digambarkan sebagai model saluran terbuka yang dapat
dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Model Saluran Tebuka untuk Percobaan Pintu Sorong
2.4 TEORI DASAR DAN RUMUS
2.4.1 Debit Aliran (Q)
Penerapan Prinsip-prinsip seperti, kekekalan energi, impuls–momentum,
dan kontinuitas (kekekalan massa), serta dengan asumsi terjadi kehilangan energi,
dapat ditentukan besarnya debit air dengan menggunakan persamaan Bernoulli,
debit air yang dihitung berdasarkan tinggi muka air sebelum dan pada kontraksi.
Besarnya debit aliran (Q) dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan
sebagai berikut :
Q=171 , 81 . π .(Δh )1
2(cm3 /detik ) (2.1)
Dimana :
D1 = 3,15 cm
D2 = 2,00 cm
g = 981 cm/s2
ρair = 1,00 gr/cm3
ρHg = 13,60 gr/cm3
25Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.4.2 Debit Aktual pada Pintu Sorong
Gambar 2.3 Profil Aliran pada Pintu Sorong
Besarnya debit teori (Bernoulli) untuk percobaan pintu sorong dan air
loncat dapat diturunkan dari persamaan sebagai berikut:
Qr=(bY1 √2gY0
Y 1
√Y 0+Y 1)
(2.2)
Debit Aktual (Qa) diperoleh dengan memasukkan harga koefisien
kecepatan (Cv) dan koefisien kontraksi (Cc) ke dalam persamaan (2.2), sehingga
persamaan tersebut menjadi :
C c=Y 1
Y 2 dan C v=Q a
Q r
Qa=bC0Cv √2gY 0
√((C0Y g
Y 0)+1)
(2.3)
Dimana :
g = Pecepatan gravitasi = 981 cm/detik²
b = Lebar saluran = 9,7 cm
26Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.4.3 Gaya yang Bekerja pada Pintu Sorong
Gambar 2.4 Distribusi Gaya yang Bekerja pada Pintu
Gaya dorong yang bekerja pada pintu sorong akibat tekanan hidrostatis
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
(2.4)
Sedangkan gaya dorong lainnya yang bekerja pada pintu sorong dapat
dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Fg=[0,5×ρ×g× y1
2×( y02
y12
−1)]−[ ρ×Q2
b2× y1(1− y1
y0)]
(2.5)
Dimana :
g = Percepatan gravitasi = 981 cm/detik²
b = Lebar saluran = 9,7 cm
27Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
20 )(5.0 gYYgFh
gYYh 0
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.4.4 Air Loncat (Hydraulic Jump)
Teori dasar dan penurunan rumus dalam percobaan air loncat dilakukan
dengan menentukan :
1. Bilangan Froude
Dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
F r=v
√g× y (2.6)
Dimana :
v = Kecepatan aliran
y = Tinggi aliran
2. Kedalaman di hulu (Ya) dan hilir (Yb) air loncat memiliki hubungan seperti
persamaan sebagai berikut :
Y g
Y a
=12×[√(1+8×Fr
a2)−1] (2.7)
Dimana :
Fra= Bilangan froude di hulu air loncat (titik a)
3. Energi yang hilang akibat adanya air loncat dapat dihitung degan
persamaan sebagai berikut :
Δh=( y g− ya )3
4× ya× yb (2.8)
4. Kedalaman kritis (Yc) dan energi minimum (Eminimum)
Menentukan kedalaman kritis dilakukan dengan persamaan 2.9 sedangkan energi minimum ditentukan dengan persamaan 2.10, yaitu :
Y c=(Q2 /2 . g . b2)13
(2.9)
E minimum=32⋅y c
(2.10)
28Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.5 PROSEDUR PERCOBAAN
2.5.1 Prosedur dengan Debit Tetap
Prosedur percobaan yang dapat dilakukan pada percobaan pintu sorong
dan air loncat untuk debit yang digunakan tetap adalah sebagai berikut :
1. Mengalibrasikan alat terlebih dahulu pada titik nol terhadap dasar saluran.
2. Mengalirkan air dengan debit tertentu yang memungkinkan terjadinya
jenis aliran yang diinginkan.
3. Mengatur kedudukan pintu sorong. Menentukan kira-kira pada interval
berapa profil air loncat masih cukup baik.
4. Setelah aliran stabil, mengukur dan mencatat Yo, Yg, Y1, Y2, Ya, Xa, Yb dan
Xb. Dimana :
Yo = Tinggi muka air di hulu pintu sorong.
Yg = Tinggi bukaan pintu sorong terhadap dasar saluran.
Y1 = Tinggi muka air terendah di hilir pintu sorong.
Y2 = Tinggi muka air tertinggi di hilir pintu sorong.
Ya = Tinggi muka air tepat sebelum air loncat .
Yb = Tinggi muka air tepat setelah air loncat.
Xa = Kedudukan horizontal titik Ya dari titik nol saluran.
Xb = Kedudukan horizontal titik Yb dari titik nol saluran.
5. Melakukan percobaan sebanyak 4 kali dengan mengubah kedudukan pintu
sorong.
2.5.2 Prosedur dengan Debit Berubah
Prosedur percobaan yang dapat dilakukan pada percobaan pintu sorong
dan air loncat untuk debit yang digunakan berubah adalah sebagai berikut :
1. Menentukan kedudukan pintu sorong terhadap dasar saluran (Yg tetap).
2. Mengalirkan air dengan debit minimum yang memungkinkan terjadinya
aliran yang diinginkan.
3. Setelah aliran stabil, mengukur dan mencatat Yo, Yg, Y1, Ya, Xa, Yb dan Xb.
4. Melakukan percobaan sebanyak 4 kali dengan mengubah debit aliran.
29Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.6 PROSEDUR PERHITUNGAN
2.6.1 Gaya yang Bekerja pada Pintu Sorong
Menghitung gaya yang bekerja pada pintu sorong dengan cara menghitung
besaran-besaran sebagai berikut:
1. Menghitung besarnya debit yang mengalir (Q) dengan menggunakan
persamaan 2.1.
2. Menghitung koefisien kontraksi (Cc).
3. Menghitung koefisien kecepatan (Cv).
4. Menghitung Fg dan Fh dengan menggunakan persamaan 2.4 dan 2.5.
2.6.2 Air Loncat
Prosedur perhitungan yang dilakukan untuk menentukan besaran-besaran
yang diperlukan pada air loncat adalah sebagi berikut :
1. Menghitung besarnya debit yang mengalir (Q) dengan menggunakan
persamaan 2.1.
2. Menghitung bilangan Froude pada bagian hulu air loncat (Fra) dengan
menggunakan persamaan 2.6.
3. Menghitung Yb/Ya teoritis. Menggunakan rumus 2.7
4. Menghitung kehilangan energi (∆h) dengan menggunakan persamaan 2.8.
5. Menghitung kedalaman kritis (Yc) dan energi minimum (Eminimum) dengan
menggunakan persamaan 2.9 dan 2.10
2.7 GRAFIK DAN KETERANGAN
2.7.1 Pintu Sorong
Grafik dan keterangan yang ditentukan dalam percobaan pintu sorong
yaitu grafik hubungan antara lain :
1. Hubungan dengan
Keterangan :
a. Grafik ini digunakan untuk menentukan pada perbandingan Yg/Yo
berapa akan dihasilkan nilai Cc yang maksimum dan minimum.
30Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
oC og YY /
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
b. Gunakan trendline polynomial pangkat 3 supaya dapat terlihat nilai Cc
yang maksimum dan minimum.
2. Hubungan dengan
Keterangan :
a. Grafik ini digunakan untuk menentukan pada perbandingan Yg/Yo
berapa akan dihasilkan nilai Cv yang maksimum dan minimum.
b. Gunakan trendline polynomial pangkat 3 supaya dapat terlihat nilai Cv
yang maksimum dan minimum.
3. Hubungan dengan
Keterangan :
a. Grafik ini digunakan untuk menunjukan pengaruh bukaan pintu
sorong terhadap ketahanan pintu sorong (Fg) tehadap gaya hidrostatis
(Fh). Idealnya perbandingan nilai Fg dengan nilai Fh adalah 1.
b. Gunakan trendline regresi linear dengan set intercept = 1. Hal ini
dilakukan untuk dapat melihat perbandingan nilai Fg dan Fh pada saat
pintu sorong ditutup penuh (Yg = 0).
2.7.2 Air Loncat
Grafik dan keterangannya yang ditentukan dalam percobaan air loncat
yaitu grafik hubungan antara lain :
1. Hubungan dengan
Keterangan :
a. Grafik ini digunakan untuk menunujukan perbandingan antara nilai
tinggi muka air sebelum dan sesudah loncat yang didapat dari teori
dengan nilai yang didapat dari percobaan.
b. Gunakan regresi linear dengan set intercept = 0. Persamaan ideal
dalam grafik ini adalah y = x.
31Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
vC og YY /
hg FF / og YY /
ukurab YY )/( teoriab YY )/(
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2. Hubungan L/Y b dengan Fra
Keterangan :
a. Grafik ini digunakan untuk menentukan panjang perkerasan pada
saluran pada bagian yang mengalami gerusan dengan melihat nilai
bilangan Froude.
b. Data-data pada grafik ini disambung smooth.
3. Hubungan Y dengan E
Keterangan :
a. Grafik ini digunakan untuk melihat bahwa untuk suatu harga E
tertentu, terdapat 2 nilai y. Kedalaman kritis dapat dilihat pada nilai E
yang hanya terdapat pada satu kedalaman.
b. Data-data pada grafik ini disambung smooth.
32Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.8 DATA PERCOBAAN
2.8.1 Pintu Sorong dan Air Loncat untuk Percobaan Debit Tetap, Yg
Berubah
Data-data yang diperoleh dalam percobaan pintu sorong dan air loncat
untuk debit tetap dan Yg berubah adalah sebagai berikut :
Data-data :
b = 9,700 cm
∆H = H2 – H1 – Koreksi
= 8,60 – 6,30 – 0,90
= 1,40 cm
g = 981 cm/s2
Tabel 2.1 Data Pintu Sorong dan Air Loncat Debit Tetap, Yg Berubah
NoPintu Sorong (cm) Air Loncat
Yg Y0 Y1 Y2 Xa Ya Xb Yb1 1,700 9,000 1,400 5,700 307,200 2,200 312,500 3,7002 1,900 7,700 1,500 5,500 300,000 2,300 312,000 3,5003 2,100 6,800 1,600 5,500 296,500 2,200 303,000 3,2004 2,300 6,400 1,700 5,700 289,000 2,200 296,800 3,0005 2,400 5,400 1,800 5,500 283,000 2,300 288,000 3,200
33Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Tabel 2.2 Perhitungan Pintu Sorong dengan Debit Tetap, Yg Berubah
NoPintu Sorong (cm) Qa
(cm3/s)Qt
(cm3/s)Cc Cv
Fg (gr.cm/s)
Fh (gr.cm/s)
Yg/Y0
Fg/FhYg Y0 Y1 Y2
11,700 9,000
1,400
5,700 1078,954
1678,708 0,824
0,643
31306,254
26138,745 0,189 1,198
21,900 7,700
1,500
5,500 1078,954
1636,098 0,789
0,659
21336,527
16500,420 0,247 1,293
32,100 6,800
1,600
5,500 1078,954
1612,911 0,762
0,669
15511,643
10835,145 0,309 1,432
42,300 6,400
1,700
5,700 1078,954
1642,508 0,739
0,657
13328,534 8245,305 0,359 1,616
52,400 5,400
1,800
5,500 1078,954
1556,400 0,750
0,693 8131,299 4414,500 0,444 1,842
Tabel 2.3 Perhitungan Air Loncat dengan Debit Tetap, Yg Berubah
NoAir Loncat
Qa FraYb/Ya (Ukur)
Yb/Ya (Teori
)
Delta H (cm)
Yc (cm)
Em (cm)
L/YbXa Ya Xb Yb
1307,200 2,200
312,500 3,700
1078,954 1,088 1,682 1,118 0,104 2,328 3,492 1,432
2300,000 2,300
312,000 3,500
1078,954 1,018 1,522 1,024 0,054 2,328 3,492 3,429
3296,500 2,200
303,000 3,200
1078,954 1,088 1,455 1,118 0,036 2,328 3,492 2,031
4289,000 2,200
296,800 3,000
1078,954 1,088 1,364 1,118 0,019 2,328 3,492 2,600
5283,000 2,300
288,000 3,200
1078,954 1,018 1,391 1,024 0,025 2,328 3,492 1,563
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
34Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Tabel 2.4 Perhitungan Energi Spesifik dengan Debit Tetap, Yg Berubah
35Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Energi Spesifik Debit Tetapb q A E y
9,700 111,232 59,170 6,269 6,1009,700 111,232 57,230 6,081 5,9009,700 111,232 55,290 5,894 5,7009,700 111,232 53,350 5,708 5,5009,700 111,232 51,410 5,524 5,3009,700 111,232 49,470 5,342 5,1009,700 111,232 47,530 5,163 4,9009,700 111,232 45,590 4,985 4,7009,700 111,232 43,650 4,811 4,5009,700 111,232 41,710 4,641 4,3009,700 111,232 39,770 4,475 4,1009,700 111,232 37,830 4,315 3,9009,700 111,232 35,890 4,161 3,7009,700 111,232 33,950 4,015 3,5009,700 111,232 32,010 3,879 3,3009,700 111,232 30,070 3,756 3,1009,700 111,232 28,130 3,650 2,9009,700 111,232 26,190 3,565 2,7009,700 111,232 24,250 3,509 2,5009,700 111,232 22,310 3,492 2,3009,700 111,232 20,370 3,530 2,1009,700 111,232 18,430 3,647 1,9009,700 111,232 16,490 3,882 1,7009,700 111,232 14,550 4,303 1,5009,700 111,232 12,610 5,031 1,3009,700 111,232 10,670 6,312 1,1009,700 111,232 8,730 8,685 0,9009,700 111,232 6,790 13,570 0,700
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.8.2 Pintu Sorong dan Air Loncat untuk Percobaan Debit Berubah, Yg
Tetap
Data-data yang diperoleh dalam percobaan pintu sorong dan air loncat
untuk debit berubah dan Yg tetap adalah sebagai berikut :
b = 9,70 cm
g = 981 cm/s2
Tabel 2.5 Data Pintu Sorong dan Air Loncat Debit Berubah, Yg Tetap
NoManometer Pintu Sorong Air Loncat
H1 H2 ΔH Y0 Y1 Y2 Xa Ya Xb Yb
1 4,0009,20
04,900
13,200 2,800 6,000 357,500 2,200 364,000 3,800
2 4,4008,90
04,200 10,000 2,100 5,800 339,500 2,200 351,500 3,500
3 4,4008,70
04,000
8,300 1,900 5,800 319,000 2,200 327,000 3,500
4 4,6008,50
03,600 7,600 1,700 5,500 289,000 2,200 302,000 3,000
5 5,0008,30
03,000
5,100 1,100 5,000 267,500 2,100 271,500 2,500
36Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
NoManometer Pintu Sorong Qa
(cm3/s)Qt
(cm3/s)Cc Cv
Fg (gr.cm/s)
Fh (gr.cm/s)
Yg/Y0 Fg/FhH1 H2 ΔH Y0 Y1 Y2
14,00
09,200 4,900
13,200 2,800 6,000
1194,184 2992,575
1,647 0,399 77354,386
64868,625 0,129 1,192
24,40
08,900 4,200
10,000
2,100 5,8001105,59
9 1956,6191,23
5 0,565 41999,70033790,54
5 0,170 1,243
34,40
08,700 4,000
8,300 1,900 5,8001078,95
4 1590,7681,11
8 0,678 26998,60121366,18
0 0,205 1,264
44,60
08,500 3,600 7,600 1,700 5,500
1023,586 1367,062
1,000 0,749 21828,692
17074,305 0,224 1,278
55,00
08,300 3,000
5,100 1,100 5,000 934,402 728,8420,64
7 1,282 5548,012 5670,180 0,333 0,978Tabel 2.6 Perhitungan Pintu Sorong dengan Debit Berubah, Yg Tetap
Tabel 2.7 Perhitungan Air Loncat dengan Debit Berubah, Yg Tetap
No
Manometer Air LoncatQa Fra
Yb/Ya (Ukur)
Yb/Ya (Teori)
Delta H (cm)
Yc (cm)
Em (cm)
L/YbH1 H2 ΔH Xa Ya Xb Yb
1 4,0009,20
04,900
357,5002,20
0 364,000 3,8001194,18
4 1,205 1,727 1,704 0,122 2,491 3,736 1,711
2 4,4008,90
04,200 339,500
2,200
351,500 3,5001105,59
9 1,115 1,591 1,577 0,071 2,366 3,549 3,429
3 4,4008,70
04,000
319,0002,20
0 327,000 3,5001078,95
4 1,088 1,591 1,539 0,071 2,328 3,492 2,286
4 4,6008,50
03,600 289,000
2,200
302,000 3,0001023,58
6 1,032 1,364 1,460 0,019 2,247 3,371 4,3335 5,000 8,30 3,000 267,500 2,10 271,500 2,500 934,402 1,011 1,190 1,429 0,003 2,115 3,172 1,600
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
37Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Tabel 2.8 Perhitungan Energi Spesifik dengan Debit Berubah, Yg Tetap (Q1) Energi Spesifik Debit Berubah Yg Tetap
b q A E y
9,700 123,112 49,470 5,397 5,100
9,700 123,112 47,530 5,222 4,900
9,700 123,112 45,590 5,050 4,700
9,700 123,112 43,650 4,881 4,500
9,700 123,112 41,710 4,718 4,300
9,700 123,112 39,770 4,560 4,100
9,700 123,112 37,830 4,408 3,900
9,700 123,112 35,890 4,264 3,700
9,700 123,112 33,950 4,131 3,500
9,700 123,112 32,010 4,009 3,300
9,700 123,112 30,070 3,904 3,100
9,700 123,112 28,130 3,819 2,900
9,700 123,112 26,190 3,760 2,700
9,700 123,112 24,250 3,736 2,500
9,700 123,112 22,310 3,760 2,300
9,700 123,112 20,370 3,852 2,100
9,700 123,112 18,430 4,040 1,900
9,700 123,112 16,490 4,373 1,700
9,700 123,112 14,550 4,933 1,500
9,700 123,112 12,610 5,871 1,300
9,700 123,112 10,670 7,484 1,100
9,700 123,112 8,730 10,437 0,900
9,700 123,112 6,790 16,465 0,700
38Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Tabel 2.9 Perhitungan Energi Spesifik dengan Debit Berubah, Yg Tetap (Q2)
Energi Spesifik Debit Berubah Yg Tetapb q A E y
9,700 113,979 49,470 5,355 5,1009,700 113,979 47,530 5,176 4,9009,700 113,979 45,590 5,000 4,7009,700 113,979 43,650 4,827 4,5009,700 113,979 41,710 4,658 4,3009,700 113,979 39,770 4,494 4,1009,700 113,979 37,830 4,335 3,9009,700 113,979 35,890 4,184 3,7009,700 113,979 33,950 4,041 3,5009,700 113,979 32,010 3,908 3,3009,700 113,979 30,070 3,789 3,1009,700 113,979 28,130 3,687 2,9009,700 113,979 26,190 3,608 2,7009,700 113,979 24,250 3,559 2,5009,700 113,979 22,310 3,552 2,3009,700 113,979 20,370 3,601 2,1009,700 113,979 18,430 3,734 1,9009,700 113,979 16,490 3,991 1,7009,700 113,979 14,550 4,443 1,5009,700 113,979 12,610 5,218 1,3009,700 113,979 10,670 6,572 1,1009,700 113,979 8,730 9,075 0,9009,700 113,979 6,790 14,213 0,700
39Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Tabel 2.10 Perhitungan Energi Spesifik dengan Debit Berubah, Yg Tetap (Q3)
Energi Spesifik Debit Berubah Yg Tetapb q A E Y
9,700 111,232 49,470 5,342 5,1009,700 111,232 47,530 5,163 4,9009,700 111,232 45,590 4,985 4,7009,700 111,232 43,650 4,811 4,5009,700 111,232 41,710 4,641 4,3009,700 111,232 39,770 4,475 4,1009,700 111,232 37,830 4,315 3,9009,700 111,232 35,890 4,161 3,7009,700 111,232 33,950 4,015 3,5009,700 111,232 32,010 3,879 3,3009,700 111,232 30,070 3,756 3,1009,700 111,232 28,130 3,650 2,9009,700 111,232 26,190 3,565 2,7009,700 111,232 24,250 3,509 2,5009,700 111,232 22,310 3,492 2,3009,700 111,232 20,370 3,530 2,1009,700 111,232 18,430 3,647 1,9009,700 111,232 16,490 3,882 1,7009,700 111,232 14,550 4,303 1,5009,700 111,232 12,610 5,031 1,3009,700 111,232 10,670 6,312 1,1009,700 111,232 8,730 8,685 0,9009,700 111,232 6,790 13,570 0,700
40Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Tabel 2.11 Perhitungan Energi Spesifik dengan Debit Berubah, Yg Tetap (Q4)
Energi Spesifik Debit Berubah Yg Tetapb q A E y
9,700 105,524 49,470 5,318 5,1009,700 105,524 47,530 5,136 4,9009,700 105,524 45,590 4,957 4,7009,700 105,524 43,650 4,780 4,5009,700 105,524 41,710 4,607 4,3009,700 105,524 39,770 4,438 4,1009,700 105,524 37,830 4,273 3,9009,700 105,524 35,890 4,115 3,7009,700 105,524 33,950 3,963 3,5009,700 105,524 32,010 3,821 3,3009,700 105,524 30,070 3,691 3,1009,700 105,524 28,130 3,575 2,9009,700 105,524 26,190 3,479 2,7009,700 105,524 24,250 3,408 2,5009,700 105,524 22,310 3,373 2,3009,700 105,524 20,370 3,387 2,1009,700 105,524 18,430 3,472 1,9009,700 105,524 16,490 3,664 1,7009,700 105,524 14,550 4,022 1,5009,700 105,524 12,610 4,658 1,3009,700 105,524 10,670 5,791 1,1009,700 105,524 8,730 7,907 0,9009,700 105,524 6,790 12,283 0,700
41Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Tabel 2.12 Perhitungan Energi Spesifik dengan Debit Berubah, Yg Tetap (Q5)
Energi Spesifik Debit Berubah Yg Tetapb q A E Y
9,700 96,330 49,470 5,282 5,1009,700 96,330 47,530 5,097 4,9009,700 96,330 45,590 4,914 4,7009,700 96,330 43,650 4,734 4,5009,700 96,330 41,710 4,556 4,3009,700 96,330 39,770 4,381 4,1009,700 96,330 37,830 4,211 3,9009,700 96,330 35,890 4,045 3,7009,700 96,330 33,950 3,886 3,5009,700 96,330 32,010 3,734 3,3009,700 96,330 30,070 3,592 3,1009,700 96,330 28,130 3,462 2,9009,700 96,330 26,190 3,349 2,7009,700 96,330 24,250 3,257 2,5009,700 96,330 22,310 3,194 2,3009,700 96,330 20,370 3,172 2,1009,700 96,330 18,430 3,210 1,9009,700 96,330 16,490 3,337 1,7009,700 96,330 14,550 3,602 1,5009,700 96,330 12,610 4,099 1,3009,700 96,330 10,670 5,009 1,1009,700 96,330 8,730 6,739 0,9009,700 96,330 6,790 10,352 0,700
42Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.9 CONTOH PERHITUNGAN
2.9.1 Contoh Perhitungan Pintu Sorong Debit Tetap, Yg Berubah
1. Perhitungan Debit (Qa)
Data-data :
b = 9,700 cm
H1 = 7,200 cm
H2 = 7,800 cm
Koreksi = 0,600 cm
ΔH = H2 – H1 – koreksi
= 9,200 – 4,600 – 0,600
= 4,000 cm
Maka dapat dihitung :
Qa = 171,808.π.(ΔH)1/2
= 171,808.3,14.(4,000) 1/2
= 1078,954 cm3/s
2. Perhitungan Debit Teoritis (Qt)
Data-data :
b = 9,700 cm
g = 981,000 cm
Y1 = 1,400 cm
Y0 = 9,000 cm
Maka dapat dihitung :
Qt =
b×Y 1×√2×g×Y 0
√ Y 1
Y 0+1
=
9 ,700×1 , 400√2×981 ,000×9 , 000
√ 1 , 4009 , 000
+1
= 1678,708 cm3/s
43Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
3. Perhitungan Koefisien Kontraksi (Cc)
Data-data :
Y 1 = 1,400 cm
Y 2 = 5,700 cm
Maka dapat dihitung :
Cc =
Y 1
Y g
=
1, 4001 ,700
= 0,824
4. Perhitungan Koefisien Kecepatan (Cv)
Data-data :
Qa = 1078,954 cm3/s
Qt = 1678,708 cm3/s
Maka dapat dihitung :
Cv =
Qa
Q t
=
1078,9541678,708
= 0,643
5. Perhitungan Fg
Data-data :
g = 981,000 cm2/s
Y1 = 1,400 cm
Y0 = 9,000 cm
Qa = 1078,954 cm3/s
b = 9,700 cm
44Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Maka dapat dihitung :
Fg = [0,5⋅ρ⋅g⋅Y 12(Y 02
Y 12−1)]−[ ρ⋅Q2
b2⋅Y 1(1−Y 1
Y 0 )]=[0,5⋅1⋅981⋅1 ,402( 9 ,002
1 ,402−1)]−[ 1⋅1078 ,9542
9 ,702⋅1, 40 (1−1, 409 , 00 )]
= 31306,254 gr.cm/s
6. Perhitungan Fh
Data-data :
Y0 = 9,000 cm
Yg = 1,700 cm
G = 981,000 cm2/s
Maka dapat dihitung :
Fh = 0,5.ρ .g.(Y0 – Yg)2
= 0,5. 1. 981,000. (9,000 – 1,700)2
= 26138,745 gr.cm/s
7. Perhitungan Yg/Yo
Data-data :
Yg = 1,700 cm
Yo = 9,000 cm
Maka dapat dihitung :
Y g
Y 0 =
1 ,7009 ,000
= 0,189
45Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
8. Perhitungan Fg/Fh
Data-data :
Fg = 31306,254 gr.cm/s
Fh = 26138,745 gr.cm/s
Maka dapat dihitung :
F g
F h =
31306 ,25426138 ,745
= 1,198
2.9.2 Contoh Perhitungan Air Loncat Debit Tetap, Yg Berubah
1. Perhitungan Debit (Qa)
Data-data :
B = 9,700 cm
H1 = 7,200 cm
H2 = 7,800 cm
Koreksi = 0,600 cm
ΔH = H2 – H1 – koreksi
= 9,200 – 4,600 – 0,600
= 4,000 cm
Maka dapat dihitung :
Qa = 171,808.π.(ΔH)1/2
= 171,808.3,14.(4,000) 1/2
= 1078,954 cm3/s
2. Perhitungan Fa
Data-data :
Qa = 1078,954 cm3/s
b = 9,700 cm
46Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
g = 981,000 cm
Ya = 2,200 cm
Maka dapat dihitung :
Fa =
Qa
b .Y a√g .Y a
=
1078,954 9 ,700⋅2 ,200⋅√981⋅2 ,200
= 1,088
3. Perhitungan Yb/Ya (ukur)
Data-data :
Ya = 2,200 cm
Yb = 3,700 cm
Maka dapat dihitung :
Y b
Y a =
3 ,7002 ,200
= 1,682
4. Perhitungan Yb/Ya (teori)
Data-data :
Fa = 1,088
Maka dapat dihitung :
Y b
Y a =
12
(√1+8 ( F a )2 )−1
=
12
(√1+8 (1,088 )2 )−1
= 1,118
5. Perhitungan ∆H
Data-data :
47Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Ya = 2,200 cm
Yb = 3,700 cm
Maka dapat dihitung :
ΔH =
(Y b−Y a )3
4⋅Y b⋅¿Y a¿
=
(3 ,700−2 ,200 )3
4⋅3 ,700⋅2 ,200
= 0,104 cm
6. Perhitungan Yc
Data-data :
Qa = 1078,954 cm3/s
b = 9,700 cm
g = 981,000 cm
Maka dapat dihitung :
Yc = ( Q a
2
2. g .b2 )13
= (1078 , 9542
2. 981 . (9 ,700 )2)13
= 2,328 cm
7. Perhitungan Em
Data-data :
Yc = 2,328cm
Maka dapat dihitung :
Em =
32
Y c
=
32
. 2 ,328
48Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
= 3,492 cm
8. Perhitungan L/Yb
Data-data :
L = 5,300 cm
Yb = 3,700 cm
Maka dapat dihitung :
LY b =
5 ,3003 ,700
= 1,432
2.9.3 Contoh Perhitungan Pintu Sorong Debit Berubah, Yg Tetap
1. Perhitungan Debit (Qa)
Data-data :
b = 9,700 cm
H1 = 6,900 cm
H2 = 7,200 cm
Koreksi = 0,300 cm
ΔH = H2 – H1 – koreksi
= 9,200 – 4,000 – 0,300
= 4,900 cm
Maka dapat dihitung :
Qa = 171,808.π.(ΔH)1/2
= 171,808.3,14.(4,900)1/2
= 1194,184 cm3/s
2. Perhitungan Debit Teoritis (Qt)
Data-data :
b = 9,700 cm
49Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
g = 981,000 cm2/s
Y1 = 2,800 cm
Y0 = 13,200 cm
Maka dapat dihitung :
Qt =
b⋅Y 1⋅√2⋅g⋅Y 0
√ Y 1
Y 0+1
=
9 ,70⋅2 , 800⋅√2⋅981⋅13 ,200
√ 2 , 80013 ,200
+1
= 2992,575 cm3/s
3. Perhitungan Koefisien Kontraksi (Cc)
Data-data :
Y 1 = 2,800 cm
Y g = 1,700 cm
Maka dapat dihitung :
Cc =
Y 1
Y g
=
2 ,8001 ,700
= 1,647
4. Perhitungan Koefisien Kecepatan (Cv)
Data-data :
Qa = 1194,184 cm3/s
Qt = 2992,575 cm3/s
Maka dapat dihitung :
Cv =
Qa
Q t
50Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
=
1194,1842992,575
= 0,399
5. Perhitungan Fg
Data-data :
g = 981,000 cm2/s
Y1 = 2,800 cm
Y0 = 13,200 cm
Qa = 1194,184 cm3/s
b = 9,700 cm
Maka dapat dihitung :
Fg = [0,5⋅ρ⋅g⋅Y 12(Y 02
Y 12−1)]−[ ρ⋅Q2
b2⋅Y 1(1−Y 1
Y 0 )]=
[0,5⋅1⋅981⋅2 ,802(13 , 202
2 , 802−1)]−[1⋅1194 , 1842
9 ,702⋅2 ,80 (1− 2,8013 ,20 )]
= 77354,386 gr.cm/s
6. Perhitungan Fh
Data-data :
Y0 = 13,200 cm
Yg = 1,700 cm
g = 981,000 cm2/s
Maka dapat dihitung :
Fh = 0,5.ρ.g.(Y0 – Yg)2
= 0,5.1.981,000.(13,200 – 1,700)2
= 64868,625 gr.cm/s
7. Perhitungan Yg/Yo
Data-data :51
Kelompok 2 Jurusan Teknik SipilUniversitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Yg = 1,700 cm
Y0 = 13,200 cm
Maka dapat dihitung :
Y g
Y 0 =
1 ,70013 , 200
= 0,129
8. Perhitungan Fg/Fh
Fg = 77354,386 gr.cm/s
Fh = 64868,625 gr.cm/s
Maka dapat dihitung :
F g
F h =
77354 ,38664868 ,625
= 1,192
2.9.4 Contoh Perhitungan Air Loncat Debit Berubah, Yg Tetap
1. Perhitungan Debit (Qa)
Data-data :
b = 9,700 cm
H1 = 6,900 cm
H2 = 7,200 cm
Koreksi = 0,300 cm
ΔH = H2 – H1 – koreksi
= 9,200 – 4,000 – 0,300
= 4,900 cm
Maka dapat dihitung :
Qa = 171,808.π.(ΔH)1/2
= 171,808.3,14.(4,900)1/2
52Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
= 1194,184 cm3/s
2. Perhitungan Fa
Data-data :
Qa = 1194,184 cm3/s
b = 9,700 cm
g = 981,000 cm/s2
Ya = 2,200 cm
Maka dapat dihitung :
Fa =
Q a
b .Y a√g .Y a
=
1194 ,1849 ,700⋅2 ,200⋅√981⋅2 ,200
= 1,205
3. Perhitungan Yb/Ya (ukur)
Data-data :
Ya = 2,200 cm
Yb = 3,800 cm
Maka dapat dihitung :
Y b
Y a =
3 ,8002 ,200
= 1,727
4. Perhitungan Yb/Ya (teori)
Data-data :
Fa = 1,205
Maka dapat dihitung :
53Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Y b
Y a =
12
(√1+8 ( F a )2 )−1
=
12
(√1+8 (1 , 205 )2)−1
= 1,704
5. Perhitungan ∆H
Data-data :
Ya = 2,200 cm
Yb = 3,800 cm
Maka dapat dihitung :
ΔH =
(Y b−Y a )3
4⋅Y b⋅Y a
=
(3 ,800−2 ,200 )3
4⋅3 ,800⋅2 ,200
= 0,122 cm
6. Perhitungan Yc
Data-data :
Qa = 1194,184 cm3/s
b = 9,700 cm
g = 981,000 cm/s2
Maka dapat dihitung :
Yc = ( Q a
2
2. g .b2 )13
= (1194 , 1842
2. 981 .(9 ,700)2 )13
= 2,491 cm
7. Perhitungan Em
54Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
Data-data :
Yc = 2,491 cm
Maka dapat dihitung :
Em =
32 Yc
=
32 .2,491
= 3,736 cm
8. Perhitungan L/Yb
Data-data :
L = 6,500 cm
Yb = 3,800 cm
Maka dapat dihitung :
LY b =
6 ,5003 ,800
= 1,711
55Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.10 GRAFIK DAN ANALISIS
2.10.1 Grafik Pintu Sorong dengan Debit Tetap, Yg Berubah
0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.5000.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
f(x) = 8.65195450801186 x³ − 6.31338562131937 x² + 0.967712651726988 x + 0.807145821249248R² = 0.995957965127626
Cc vs Yg/Y0
Cc vs Yg/Y0
Polynomial (Cc vs Yg/Y0)
Yg/Y0
Cc
Gambar 2.5 Grafik Cc vs Yg/Y0
Grafik di atas digunakan untuk menentukan pada perbandingan
Yg/Yo berapa akan dihasilkan nilai Cc yang maksimum dan minimum. Dari
grafik yang terbentuk, terlihat bahwa nilai Cc minimum yaitu sebesar
0,739 dicapai pada saat Yg/Yo bernilai 0,359, sedangkan nilai Cc mencapai
maksimum yaitu sebesar 0,824 pada saat Yg/Yo bernilai 0,189. Dari data
yang telah dilampirkan di dalam tabel sebelumnya, dapat diketahui bahwa
nilai Cc minimum sebesar 0,739 dengan Yg/Yo sebesar 0,359, sedangkan
nilai Cc maksimum sebesar 0,824 pada saat Yg/Yo bernilai minimum yaitu
0,189. Grafik ini menggunakan trendline polynomial pangkat 3, sehingga
diperoleh persamaan grafik y = 8,652x3 - 6,3134x2+ 0,9677x + 0,8071.
56Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.5000.000
0.150
0.300
0.450
0.600
0.750
f(x) = 17.076360797494 x³ − 15.91528298734 x² + 4.86332292621423 x + 0.175823237969811R² = 0.950982249837559
Cv vs Yg /Y0
Cv vs Yg/Y0Polynomial (Cv vs Yg/Y0)
Yg/Y0
Cv
Gambar 2.6 Grafik Cv vs Yg/Y0
Grafik di atas digunakan untuk menentukan pada perbandingan
Yg/Yo berapa akan dihasilkan nilai Cv yang maksimum dan minimum. Dari
grafik yang terbentuk, terlihat bahwa nilai Cv minimum yaitu sebesar
0,643, sedangkan nilai Cv mencapai maksimum yaitu sebesar 0,693. Yg/Yo
minimum sebesar 0,189 dengan Yg/Yo maksimum sebesar 0,444. Dari data
yang telah dilampirkan di dalam tabel sebelumnya, dapat diketahui bahwa
nilai Cv minimum sebesar 0,643 dengan Yg/Yo sebesar 0,189, sedangkan
nilai Cv maksimum sebesar 0,693 pada saat Yg/Yo sebesar 0,444. Grafik ini
menggunakan trendline polynomial pangkat 3, sehingga diperoleh
persamaan grafik y = 17,076x3 - 15,915x2 + 4,8633x + 0,1758.
57Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.5000.000
0.400
0.800
1.200
1.600
2.000
f(x) = 1.61719488053205 x + 1R² = 0.968670665948435
Fg/Fh vs Yg/Y0
Fg/Fh vs Yg/Y0Linear (Fg/Fh vs Yg/Y0)
Yg/Y0
Fg/F
h
Gambar 2.7 Grafik Fg/Fh vs Yg/Y0
Grafik di atas digunakan untuk menunjukan pengaruh bukaan pintu
sorong terhadap ketahanan pintu sorong (Fg) dengan gaya hidrostatis (Fh).
Idealnya perbandingan nilai Fg dengan nilai Fh adalah 1. Grafik ini
menggunakan trendline regresi linear dengan set intercept = 1. Hal ini
dilakukan untuk dapat melihat perbandingan nilai Fg dan Fh pada saat pintu
sorong ditutup penuh (Yg = 0). Dari grafik yang terbentuk, diperoleh
persamaan garis regresi linear y = 1,6172x + 1.
58Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.10.2 Grafik Air Loncat dengan Debit Tetap, Yg Berubah
1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 1.1400.000
0.400
0.800
1.200
1.600
2.000
f(x) = 1.370280100606 xR² = 0.993576695056733
(Yb/Ya)Ukur vs (Yb/Ya)Teori
(Yb/Ya) Ukur vs (Yb/Ya) TeoriLinear ((Yb/Ya) Ukur vs (Yb/Ya) Teori)
(Yb/Ya) Teori
(Yb/
Ya) U
kur
Gambar 2.8 Grafik Yb/Ya (ukur) vs Yb/Ya (teori)
Grafik di atas digunakan untuk menunjukan perbandingan antara
nilai tinggi muka air sebelum dan sesudah loncat yang didapat dari teori
dengan nilai yang didapat dari percobaan. Grafik ini menggunakan regresi
linear dengan set intercept = 0. Persamaan ideal dalam grafik ini adalah y
= x. Dari data yang diperoleh, terlihat bahwa nilai Yb/Ya ukur selalu lebih
besar daripada Yb/Ya teori pada setiap percobaannya. Persamaan garis
regresi linear yang diperoleh ialah y = 1,3703x. Berdasarkan persamaan
tersebut, terlihat bahwa nilai koefisien x yang diperoleh lebih besar
daripada 1. Hal ini mungkin disebabkan karena beberapa faktor yang
mungkin terjadi pada saat melakukan percobaan, misalnya pada saat
pencatatan kondisi aliran belum stabil.
59Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.000 0.500 1.000 1.5000.000
1.000
2.000
3.000
4.000
L/Yb vs Fra
Fra
L/Yb
Gambar 2.9 Grafik L/Yb vs Fa
Grafik di atas digunakan untuk menentukan panjang perkerasan
pada saluran pada bagian yang mengalami gerusan dengan melihat nilai
bilangan Froude. Jika bilangan Froude tinggi, dengan panjang lintasan
yang pendek, maka tidak terjadi loncatan hidraulik. Semakin tinggi
loncatan hidraulik, akan semakin besar energi yang dihasilkan, maka
untuk perencanaan saluran air harus diperkeras agar tidak mudah tergerus
air. Dari data di atas, terlihat bahwa nilai bilangan Froude berkisar antara
1,018 hingga 1,088. Dapat disimpulkan bahwa aliran tersebut adalah aliran
superkritis.
60Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.000 4.000 8.000 12.000 16.0000.000
1.500
3.000
4.500
6.000
7.500
Em vs Yc
energi spesifik
y=E
GARIS KRITIS
Em
Yc
Gambar 2.10 Grafik Yc vs Em
Grafik di atas digunakan untuk melihat bahwa untuk suatu harga E
tertentu, terdapat nilai y. Kedalaman kritis dapat dilihat pada nilai E yang
hanya terdapat pada satu kedalaman. Kedalaman kritis (Yc) untuk suatu
aliran dalam saluran segiempat terjadi bila energi spesifiknya minimum.
Energi spesifik (E) itu sendiri terdiri dari dua komponen, yaitu kedalaman
(h) dan tinggi kecepatan (V2/2g). Semakin tinggi nilai h maka kecepatan
akan semakin kecil, atau nilai V akan menurun jika kedalamannya
meningkat. Dari data tersebut terlihat bahwa nilai E mencapai minimum
sebesar 3,492 cm pada saat kedalaman kritis (Yc) menunjukan angka 2,328
cm.
61Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.10.3 Grafik Pintu Sorong dengan Debit Berubah, Yg Tetap
0.100 0.200 0.300 0.4000.000
0.400
0.800
1.200
1.600
2.000
f(x) = − 237.37419984777 x³ + 177.98926680826 x² − 46.622412315139 x + 5.2024076514264R² = 0.995701885437321
Cc vs Yg/Y0
Cc vs Yg/Y0Polynomial (Cc vs Yg/Y0)
Yg/Y0
Cc
Gambar 2.11 Grafik Cc vs Yg/Y0
Grafik di atas digunakan untuk menentukan pada perbandingan
Yg/Yo berapa akan dihasilkan nilai Cc yang maksimum dan minimum. Dari
grafik yang terbentuk, terlihat bahwa nilai Cc minimum yaitu sebesar
0,647 dicapai pada saat Yg/Yo sebesar 0,333, sedangkan nilai Cc mencapai
maksimum sebesar 1,647 pada saat Yg/Yo bernilai 0,129. Dari data yang
telah dilampirkan dalam tabel sebelumnya, diperoleh nilai Cc minimum
sebesar 0,647 dan Cc maksimum sebesar 1,647, sedangkan Yg/Yo
minimum sebesar 0,129 dan Yg/Yo maksimum sebesar 0,333. Grafik ini
menggunakan trendline polynomial pangkat 3, sehingga diperoleh
persamaan grafik y = -237,37x3 + 177,99x2- 46,622x + 5,2024.
62Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.3500.000
0.300
0.600
0.900
1.200
1.500
f(x) = 72.6404941502173 x³ − 43.8032182300782 x² + 12.163059646984 x − 0.595627798773151R² = 0.99994353571591
Cv vs Yg /Y0
Cv vs Yg/Y0Polynomial (Cv vs Yg/Y0)
Yg/Y0
Cv
Gambar 2.12 Grafik Cv vs Yg/Y0
Grafik di atas digunakan untuk menentukan pada perbandingan
Yg/Yo berapa akan dihasilkan nilai Cv yang maksimum dan minimum. Dari
grafik yang terbentuk, terlihat bahwa nilai Cv minimum yaitu sebesar
0,399 dicapai pada saat Yg/Yo bernilai yaitu 0,129, sedangkan nilai Cv
mencapai maksimum yaitu sebesar 1,282 pada saat Yg/Yo mencapai angka
maksimum yaitu 0,978. Dari data yang telah dilampirkan dalam tabel
sebelumnya, dapat diketahui bahwa nilai Cv minimum sebesar 0,399
dengan nilai Cv maksimum sebesar 1,282, sedangkan nilai Yg/Yo minimum
sebesar 0,129 dan Yg/Yo maksimum sebesar 0,333. Grafik ini
menggunakan trendline polynomial pangkat 3, sehingga diperoleh
persamaan grafik y = 72,64x3 - 43,803x2 + 12,163x - 0,5956.
63Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.3500.000
0.300
0.600
0.900
1.200
1.500
f(x) = 0.70473755828518 x + 1R² = 0.506895412089497
Fg/Fh vs yg/y0
Fg/Fh vs Yg/Y0Linear (Fg/Fh vs Yg/Y0)Linear (Fg/Fh vs Yg/Y0)
Yg/Y0
Fg/F
h
Gambar 2.13 Grafik Fg/Fh vs Yg/Y0
Grafik di atas digunakan untuk menunjukan pengaruh bukaan pintu
sorong terhadap perbandingan antara ketahanan pintu sorong (Fg) dengan
gaya hidrostatis (Fh). Idealnya perbandingan nilai Fg dengan nilai Fh adalah
1. Grafik ini menggunakan trendline regresi linear dengan set intercept =
1. Hal ini dilakukan untuk dapat melihat perbandingan nilai Fg dan Fh
pada saat pintu sorong ditutup penuh (Yg = 0). Dari grafik yang terbentuk,
diperoleh persamaan regresi linear y = 0,7047x + 1.
64Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.10.4 Grafik Air Loncat dengan Debit Berubah, Yg Tetap
0.000 0.400 0.800 1.200 1.600 2.0000.000
0.400
0.800
1.200
1.600
2.000
f(x) = 0.971476884147552 xR² = 0.994695138055385
(Yb/Ya)Ukur vs (Yb/Ya)Teori
Yb/Ya Ukur vs Yb/Ya TeoriLinear (Yb/Ya Ukur vs Yb/Ya Teori)
(Yb/Ya) Teori
(Yb/
Ya) U
kur
Gambar 2.14 Grafik Yb/Ya (ukur) vs Yb/Ya (teori)
Grafik di atas digunakan untuk menunujukan perbandingan antara
nilai tinggi muka air sebelum dan sesudah loncat yang didapat dari teori
dengan nilai yang didapat dari percobaan. Grafik ini menggunakan regresi
linear dengan set intercept = 0. Persamaan ideal dalam grafik ini adalah y
= x. Dari data yang diperoleh, terlihat bahwa nilai Yb/Ya ukur selalu lebih
besar daripada Yb/Ya teori pada setiap percobaannya. Persamaan garis
regresi linear yang diperoleh ialah y = 6,157x. Berdasarkan persamaan
tersebut, terlihat bahwa nilai koefisien x yang diperoleh lebih besar
daripada 1. Hal ini mungkin disebabkan karena beberapa faktor yang
mungkin terjadi pada saat melakukan percobaan, seperti kesalahan
pembacaan alat maupun kesalahan pencatatan data percobaan karena
aliran belum stabil.
65Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.000 0.500 1.000 1.5000.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
L/Yb vs Fra
Fra
L/Yb
Gambar 2.15 Grafik L/Yb vs Fa
Grafik di atas digunakan untuk menentukan panjang perkerasan
pada saluran pada bagian yang mengalami gerusan dengan melihat nilai
bilangan Froude. Jika bilangan Froude tinggi, dengan panjang lintasan
yang pendek, maka tidak terjadi loncatan hidraulik. Semakin tinggi
loncatan hidraulik, akan semakin besar energi yang dihasilkan, maka
untuk perencanaan saluran air harus diperkeras agar tidak mudah tergerus
air. Dari data di atas, terlihat bahwa nilai bilangan Froude berkisar antara
1,011 hingga 1,205. Dapat disimpulkan bahwa aliran tersebut adalah aliran
super-kritis..
66Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
0.0002.000
4.0006.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.0000.000
2.000
4.000
6.000
Em vs Yc
Energi Spesifik (Q1)
Energi Spesifik (Q2)
Energi Spesifik (Q3)
Energi Spesifik (Q4)
Energi Spesifik (Q5)
Garis Kritis
y=E
Em
Yc
Gambar 2.16 Grafik Yc vs Em
Grafik di atas digunakan untuk melihat bahwa untuk suatu harga E
tertentu, terdapat 2 nilai y. Kedalaman kritis dapat dilihat pada nilai E
yang hanya terdapat pada satu kedalaman. Kedalaman kritis (Yc) untuk
suatu aliran dalam saluran segiempat terjadi bila energi spesifiknya
minimum. Energi spesifik (E) itu sendiri terdiri dari dua komponen, yaitu
kedalaman (h) dan tinggi kecepatan (V2/2g). Semakin tinggi nilai h maka
kecepatan akan semakin kecil, atau nilai V akan menurun jika
kedalamannya meningkat. Data-data pada grafik ini disambung smooth.
Dari grafik yang terbentuk juga dapat dilihat bahwa nilai Yc dan Em
berbanding lurus, semakin besar nilai Yc maka semakin besar pula nilai Em
yang dihasilkan. Berdasarkan data tersebut, diperoleh Yc minimum sebesar
2,115 dan Yc maksimum sebesar 2,491, sedangkan Em minimum sebesar
3,172 dan Em maksimum sebesar 3,736.
67Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma
Bab 2 Pintu Sorong dan Air Loncat Laporan Praktikum Hidrolika
2.11 KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, praktikan dapat mengetahui
sifat aliran yang melewati pintu sorong. Pada pintu sorong, pengoperasian tinggi
bukaan pintu sorong menentukan nilai debit aliran (Q), serta menentukan pula
tinggi dari hulu dan hilir aliran.
Dari data yang diperoleh dapat praktikan ketahui nilai koefisien kecepatan
(Cv) dan koefisien kontraksi (Cc) dengan menggunakan rumus yang sudah
ditetapkan. Selain itu, praktikan juga dapat menghitung besarnya gaya-gaya yang
bekerja pada pintu sorong, yaitu Fg dan Fh untuk setiap percobaan yang dilakukan.
Diperoleh kesimpulan, bahwa untuk percobaan dengan debit tetap, nilai Fg dan Fh
akan semakin besar pada saat tinggi bukaan pintu sorong semakin kecil
(berbanding terbalik), sedangkan untuk percobaan dengan debit berubah, semakin
besar debit (Q) yang diberikan akan semakin besar pula nilai Fg dan Fh
(berbanding lurus).
Praktikan juga dapat mengetahui profil aliran air loncat. Profil aliran air
loncat ditunjukan dengan harga bilangan Froude, serta ditentukan berdasarkan
balok berpenampang (end sill). Pembentukan air loncat sangat dipengaruhi oleh
kedalaman air di hilir pintu sorong (Y1). Semakin rendah nilai Y1 akan
menghasilkan air loncat yang semakin tinggi.
Dari data yang diperoleh, praktikan dapat menghitung nilai besarnya
kehilangan energi (ΔH) akibat air loncat yang terjadi. Selain itu, praktikan juga
dapat menghitung kedalaman kritis (Yc) dan energi minimum (Em). Nilai Yc
berbanding lurus dengan nilai Em yang dihasilkan.
68Kelompok 2 Jurusan Teknik Sipil
Universitas Gunadarma