eksperimen 3 semua

KARAKTERISTIK PENGALIRAN DI ATAS SHARP CRESTED WEIR GRUP I

EKSPERIMEN 3

KARAKTERISTIK PENGALIRAN DI ATAS

“SHARP CRESTED WEIR”

1. TUJUAN PERCOBAAN

a. Menentukan besarnya koefisien debit pada suatu pengaliran di dalam laboratorium

dengan pengaliran di atas Sharp Crested Weir.

b. Menentukan atau mendapatkan bentuk permukaan air pada bagian belakang Sharp

Crested Weir.

2. PERALATAN

a. Multi Purpose Teaching Flume

b. Hook and Point Gauge

c. Perangkat Pitot Tube

d. Sharp Crested Weir

3. DASAR TEORI

a)

Setelah Di Tiup b) Sebelum Di Tiup

Gambar (3-1) Pengaliran Di Atas Sharp Crested Weir

Pelimpahan dapat dibagi menjadi beberapa kategori, berdasarkan bentuk ambangnya

dan berdasarkan bentuk pelimpahannya. Berdasarkan bentuk pelimpahannya, pelimpahan

dapat di bagi menjadi :

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


a. Pelimpahan Sempurna, yaitu pelimpahan dimana tinggi permukaan air di hilir lebih

rendah atau hampir sama tingginya dengan mercu ambang.

b. Pelimpahan tak sempurna, yaitu pelimpahan dimana permukaan air di hilir lebih

tinggi dari pada mercu ambang.

Peluap Terjunan Peluap Terendam

Gambar (3-2) Berdasarkan Bentuk Pelimpahannya

Berdasarkan Berdasarkan tebal ambang, peluap dapat di bagi menjadi :

a. Peluap ambang lebar (Broad Crested Weir), apabila t > 0.66 H

Gambar (3-3) Peluap Ambang Lebar

b. Peluap ambang tipis (Sharp Crested Weir), apabila t < 0.5 H

Gambar (3-4) Peluap Ambang Tipis

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


“Sharp Crested Weir”

Alat Ukur Ambang Tipis

Dikatakan alat ukur ambang tipis/ tajam yaitu apabila tebal ambang t kurang dari 0,5 tinggi

muka air di atas ambang h. Alat ukur pelimpah ambang tipis berdasarkan bentuknya dapat

dibedakan menjadi sebagai berikut :

a. Pelimpah segiempat

b. Pelimpah segitiga yaitu apabila aliran airnya berbentuk segitiga\

c. Pelimpah trapezium yaitu apabila aliran airnya berbentuk trapezium. Pada Pelimpah

ambang tipis bentuk trapezium merupakan gabungan dari bentuk segiempat dan

segitiga. dengan demikian debit aliran melalui pelimpah trapesium adalah jumlah dari

debit melalui pelimpah segiempat dan pelimpah segitiga.

Pada pengaliran dia atas ambang tajam ini kita harus membuat agar aliran air mengikuti

bentuk ambang, hal ini di lakukan agar pada praktek dilapangannya air tidak akan mengikis

lapisan ambangnya. Pada eksperimen di laboratorium untuk mendapatkan lengkung yang

rnenyerupai parabola ini, maka di laboratorium dilakukan peniupan udara yarg melalui selang

pada aeration pipe sehingga terbentuk suatu lapisan air yang mengalir di bawah napple (lower

happle). Rumus baku untuk aliran di atas bending empat persegi panjang adalah sebagai

berikut :

Q=Cd23

B √2g . H3

2

Dimana :

Q = Debit pengaliran (mm3/detik)

Cd = Koeffisien debit

B = Lebar “Notch”

H = Tinggi air di atas bahagian bawah “Notch”

g = Percepatan gravitasi

Berdasarkan debit yang melalui suatu penampang merupakan hasil bagi volume

penampang pengaliran dengan waktu yang diperlukan hingga pada permukaan air yang

diinginkan. Secara formula dapat ditulis sebagai berikut :

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


Q=Vt

Dimana :

V = Volume (Liter)

t = Waktu (detik)

Sedangkan spesifik energik (E) disebut total energi (H) yang diperhitungkan tahap

elevasi dasar saluran dan diukur tinggi tekanan.

Pada pelimpah ini Meningkatnya debit aliran akan diikuti dengan meningkatnya

kehilangan energi pada pelimpah ambang tipis. Dengan kata lain bahwa perubahan debit

aliran pelimpah ambang tipis mempengaruhi besarnya kehilangan energi

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


4. PROSEDUR

a. Pastikan bahwa flume sudah horizontal.

b. Tempatkan Sharp Crested Weir dan alirkan air sampai mengalir di atas weir tersebut.

c. Hentikan pengaliran dan apabila air telah berhenti mengalir di atas weir pasanglah

Hook and Point Gauge agak ke hulu dari weir.

d. Lakukan pembacaan datum dengan mengukur tinggi weir.

e. Atur pengaliran air ke dalam flume unfuk mendapatkan tinggi tekanan “H” diawali 18

mm dengan memperbesarnya setiap 5 mm secara bertahap. Untuk masing-masing

tahapan itu diukur dan catatlah debit "Q" dan tinggi tekanan “H”. Pengukuran debit

dan tinggi tekanan dilakukan setelah pengaliran air di dalam stabil.

f. Saat demi saat masukkan udara ke dalam rongga di bawah "tekuk alir'' dan buatlah

skets pola pengalirannya.

g. Tutuplah pipa ventilasi dan buat pula skets pola pengalirannya dengan debit yang

kecil.

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


5. HASIL DAN PERHITUNGAN

Tabel Hasil Perhitungan

No.H

(mm)

Q

(liter/

detik)H3/2 Log H

Q2/3

Log Q

Cd hQ

(

mm3/detik)

1 18 0,39 76,37 1,26 0,53 5,59 0,72 6

2 23 0,55 110,30 1,36 0,67 5,74 0,70 12

3 28 0,80 148,16 1,45 0,86 5,90 0,76 25

4 33 0,99 189,57 1,52 0,99 6,00 0,74 38

5 40 1,24 252,98 1,60 1,15 6,09 0,69 60

Q =0.16 √h

Lebar Weir = 76 mm

Perhitungan :

Data (1)

1. Q = 0.16 √h = 0.16 √6 = 0,39 liter/detik = 0 ,39 x106 mm3/detik2. H3/2=(18) 3/2= 76,37 mm3. Log H = Log 18 =1,264. Q2/3=(0,39) 2/3 = 0,53liter/detik5. log Q= log (0,39 x106¿ = 5,59

6. Cd = 3 xQ

2 x B x √2 x g x H32 =

3 x 0,39x 106

2x 76 x√2x 9810 x76,37= 0,72

Data (2)

1. Q = 0.16 √h = 0.16 √12 = 0,55 liter/detik = 0,55 x106 mm3/detik2. H3/2= (23) 3/2= 110,30 mm3. Log H = Log 23 =1,364. Q2/3=(0,55) 2/3 = 0,67liter/detik5. log Q= log (0,55 x106¿ = 5,74

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


6. Cd = 3 xQ

2 x B x √2 x g x H32 =

3 x0,55 x106

2 x 76 x√2x 9810 x110,30= 0,70

Data (3)

1. Q = 0.16 √h = 0.16 √25 = 0,80 liter/detik = 0,80 x106 mm3/detik2. H3/2= (28) 3/2= 148,16 mm3. Log H = Log 28 =1,454. Q2/3=(0,80) 2/3 = 0,86 liter/detik5. log Q= log (0,80 x106¿ = 5,90

6. Cd = 3 xQ

2 x B x √2 x g x H32 =

3 x 0,80 x 106

2 x 76 x√2x 9810 x148,16= 0,76

Data (4)1. Q = 0.16 √h = 0.16 √38 = 0,99liter/detik = 0,99 x106 mm3/detik2. H3/2= (33) 3/2= 189,57 mm3. Log H = Log 33 =1,524. Q2/3=(0,99 ) 2/3 = 0,99liter/detik5. log Q= log (0,99 x106¿ = 6,00

6. Cd = 3 xQ

2 x B x √2 x g x H32 =

3 x 0,99x 106

2x 76 x√2x 9810 x189,57= 0,74

Data (5)1. Q = 0.16 √h = 0.16 √60 = 1,24 liter/detik = 1,24 x 106 mm3/detik2. H3/2= (40) 3/2= 252,98 mm3. Log H = Log 40 =1,604. Q2/3=(1,24) 2/3 = 1,15liter/detik5. log Q= log (1,24 x 106¿ = 6,09

6. Cd = 3 xQ

2 x B x √2 x g x H32 =

3 x1,24 x 106

2 x 76 x√2x 9810 x252,98= 0,69

Maka dari perhitungan di atas didapat :

Cd rata-rata =∑ Cd

n =

(0,72+0,70+0,76+0,74+0,69)5

= 0,72

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


Regresi Linear

1. Regresi hubungan antara H dan Q

H Qxy X2

(x) (y)

18 0.39 7.02 32423 0.55 12.65 52928 0.8 22.40 78433 0.99 32.67 108940 1.24 49.60 1600

y’ = Ax + B

A=n xy−x y

n x2−( x )2=

5 (124.34 )−142 (3.97 )5 (4326 )−(142 )2

=0.040

B= y−A xn

¿3.97 — (0.040 )(142)

5=−0.329

Maka persamaan regresinya adalah:

y’ = 0.040 x – 0.329

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

x y'18 0.38323 0.58128 0.77833 0.97640 1.253


2. Regresi hubungan antara H dan Q2/3

H Q2/3

xy X2

(x) (y)

18 0.53 9.540 324.00023 0.67 15.410 529.00028 0.86 24.080 784.00033 0.99 32.670 1089.00040 1.15 46.000 1600.000

y’ = Ax + B

A=n xy−x y

n x2−( x )2=

5 (127.7 )−142 (4.2 )5 (4326 )−(142 )2

=0.02872

B= y−A xn

¿4.2 — (0.02872 ) (142 )

5=0.024


y’ = 0.02872 x + 0.024

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

x y'18 0.54123 0.68528 0.82933 0.97240 1.173


3. Regresi hubungan antara Q dan Cd

Q Cdxy X2

(x) (y)

0.39 0.72 0.2808 0.15210.55 0.7 0.3850 0.30250.8 0.76 0.6080 0.640.99 0.74 0.7326 0.98011.24 0.69 0.8556 1.5376

y’ = Ax + B

A=n xy−x y

n x2−( x )2=

5 (2.862 )−3.97 (3.61 )5 (3.6123 )−(3.97 )2

=−0.009

B= y−A xn

¿3.61 — (0.729 ) (3.61 )

5=0.729


y’ = -0.009 x + 0.729

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

x y'0.39 0.7260.55 0.7240.8 0.7220.99 0.7201.24 0.718


4. Regresi hubungan antara LOG H dan LOG Q

LOG H LOG Q xy X2

(x) (y)

1.26 5.59 7.043 1.5881.36 5.74 7.806 1.8501.45 5.9 8.555 2.1031.52 6 9.120 2.3101.6 6.09 9.744 2.560

y’ = Ax + B

A=n xy−x y

n x2−( x )2=

5 (42.269 )−7.19 (29.32 )5 (10.41 )− (7.19 )2

=1.5045

B= y−A xn

¿29.32 — (1.5045 ) (7.19 )

5=3.701


y’ = 1.5045 x + 3.701

x y'1.26 5.5961.36 5.7471.45 5.8821.52 5.9871.6 6.108

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


6. GRAFIK

15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.0000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

18 ; 0.383

23 ; 0.58128 ; 0.778

33 ; 0.976

40 ; 1.253

18.00 ; 0.39 23.00 ; 0.55

28.00 ; 0.80

33.00 ; 0.9940.00 ; 1.24

Grafik hubungan antara H dan Q

Sebelum Regresi

sesudah regresi

H

Q

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.00

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

18 ; 0.541

23 ; 0.685 28 ; 0.829

33 ; 0.972

40 ; 1.173

18 ; 0.53

23 ; 0.67

28 ; 0.86

33 ; 0.9940 ; 1.15

Grafik hubungan antara H dan Q2/3

Sebelum Regresi

sesudah regresi

H

Q2/

3


GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200 1.3000.64

0.66

0.68

0.7

0.72

0.74

0.76

0.78

0.39 ; 0.7260.55 ; 0.724 0.8 ; 0.722

0.99 ; 0.7201.24 ; 0.7180.39 ; 0.72

0.55 ; 0.7

0.8 ; 0.76

0.99 ; 0.74

1.24 ; 0.69

Grafik hubungan antara Q dan Cd

Sebelum Regresi

sesudah regresi

Q

Cd

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.75.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

6

6.1

6.2

1.26 ; 5.596

1.36 ; 5.7471.45 ; 5.882

1.52 ; 5.987

1.6 ; 6.108

1.26 ; 5.59

1.36 ; 5.74

1.45 ; 5.9

1.52 ; 61.6 ; 6.09

Grafik hubungan antara LOG H dan LOG Q

Sebelum Regresi

sesudah regresi

LOG H

LOG

Q


7. FOTO ALAT

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

Pitot TubeMulti Purpose Teaching Flume


8. APLIKASI

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

Sharp Crested WeirHook and Point Gauge


9. KESIMPULAN

1) Harga koefisien debit (Cd) tidak konstan untuk setiap pengaliran di atas Sharp

Crested Weir, dari hasil eksperimen terlihat hasil yang berbeda-beda dan tidak

stabil.

2) Harga Cd rata-rata untuk percobaan Sharp Crested Weir ini adalah 0,72

3) Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara H dan Q adalah berbanding lurus,

semakin tinggi nilai H maka semakin tinggi pula nilai Q.

4) Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara Cd dan H adalah fluktuatif (tidak

konstan).

5) Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara Q dan Cd adalah fluktuatif (tidak

konstan).

6) Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara log H dan log Q adalah berbanding

lurus, semakin tinggi nilai log H maka semakin tinggi pula nilai log Q.

7) Ketidak akuratan data dipengaruhi oleh :

1. Kalibrasi alat

2. Kurang cermat dalam pembacaan alat saat praktikum (human error).

.

10. REFERENSI

1. Asisten laboratorium Hidrolika FT USU

2. Laporan praktikum Hidrolika FT USU T.A. 2013/2014

3. Modul penuntun praktikum Hidrolika, Laboratorium Hidrolika Departemen Teknik

Sipil, FT USU

4. Jurnal “Kajian Aliran Melalui Pelimpah Ambang Lebar dan Pelimpah Ambang Tipis” (Risman,Warsiti, 2013).

GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)


GRUP I

ASTRYA SIMALANGO

(12 0404 104)

eksperimen 3 semua

Documents