h07-kelompok 2 - mekanika fluida - headloss

51

Click here to load reader

Upload: willy-hanugrah-gusti

Post on 26-Dec-2015

465 views

Category:

Documents


14 download

DESCRIPTION

KEHILANGAN TEKANAN (ENERGI) PADA ALIRAN DALAM PIPA MELALUI LENGKUNGAN, PERUBAHAN PENAMPANG DAN KATUP

TRANSCRIPT

Page 1: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

LAPORAN PRAKTIKUM

MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA

K elompok II:

1 Aldila Kurnia 1106003680

2 Nastiti Tiasundari 1106003926

3 Fitri Suryani 1106003964

4 Willy Hanugrah Gusti 1106004001

5 Martha Destri Arsari 1106005042

Tanggal Praktikum : 10 Oktober 2012

Asisten Praktikum : Triananda Pangestu Gusti

Tanggal Disetujui :

Nilai Laporan :

Paraf Asisten :

LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI, DAN SUNGAI

JURUSAN SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2012

Page 2: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

MODUL H.07

KEHILANGAN TEKANAN (ENERGI) PADA ALIRAN DALAM PIPA MELALUI

LENGKUNGAN, PERUBAHAN PENAMPANG DAN KATUP

7.1 Tujuan Percobaan

Menentukan Koefisien Kehilangan Energi dari lengkungan, perubahan

penampang, dan katup pada pipa.

7.2 Teori Dasar

Untuk menyatakan kehilangan tekanan (energi) ∆h, sehubungan dengan head

kecepatan yang hilang pada bentuk lengkungan, perubahan penampang dan katup

dalam jaringan pipa pada percobaan ini, dinyatakan:

∆ h= k2.g

v2

Dimana :

k = Koefisien Kehilangan Energi

v = Kecepatan Aliran yang Tinggi

g = Percepatan Gravitasi

7.3 Peralatan

1. Meja Hidrolika

2. Perangkat peraga Kehilangan Energi Pada Aliran Melalui Pipa yang dilengkapi

pipa

Page 3: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Gambar 1. Perangkat Peraga Kehilangan Energi Pada Aliran Pipa

Keterangan Gambar :

1. Lengkung berjenjang (mitre)

2. Pembesaran Penampang (enlargement)

3. Pengecilan Penampang (contraction)

4. Lengkung Panjang ( large bend)

5. Lengkung Pendek (small bend)

6. Lengkung 45o

7. Lengkung siku (elbow)

7.4 Cara Kerja

1. Meletakkan alat percobaan di atas meja Hidrolika,

2. Menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai dari meja hidrolika dan

memasukkan pipa aliran keluar ke dalam tangki pengukur volume,

3. Membuka katup pengatur aliran suplai sepenuhnya, demikian juga katup

pengatur aliran pada alat percobaan,

4. Membuka katup udara pada manometer, membiarkan manometer terisi penuh

dan tunggu hingga gelembung udara sudah tidak terlihat lagi pada manometer,

Page 4: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

5. Mengatur katup suplai aliran pada alat percobaan hingga didapat pembacaan

manometer yang jelas. Jika diperlukan, tambahkan tekanan pada manometer

dengan menggunakan pompa tangan,

6. Mencatat pembacaan pada manometer, pembacaan debit pada alat ukur

penampang berubah kemudian hitung debit aliran dengan menggunakan jumlah

volume yang keluar dari alat percobaan dalam waktu tertentu, dengan

menggunakan gelas ukur dan stopwatch,

7. Sekarang penuhkan lagi hingga tumpah air tabung manometer, untuk mengatur

debit aliran pakailah katup penghubung, sementara katup pengatur aliran dibuka

penuh,

8. Mengatur katup penyambung, sehingga pembacaan pada dial pengukur debit

menunjuk pada angka-angka yang jelas lalu catatlah pembacaan tersebut,

9. Mengulangi langkah 1 – 8 untuk setiap variasi debit.

7. 5 Data Pengamatan

Berikut ini merupakan data hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan

yang dilakukan.

N

o.

Flowrate(LPM)

V(m3)

t(sec)

Q(m3/sec)

Mitre Enlargement Contraction

h1(m) h2(m) h2(m) h3(m) h3(m) h4(m)

1 5 0.32 5 0.064 0.135 0.133 0.133 0.13 0.13 0.129

2 7.5 0.49 5 0.098 0.3 0.293 0.293 0.295 0.295 0.289

3 10 0.71 5 0.14 0.345 0.335 0.335 0.34 0.34 0.33

4 12.5 0.98 5 0.196 0.295 0.273 0.273 0.28 0.28 0.26

5 10 0.74 3 0.24667 0.46 0.425 0.425 0.43 0.43 0.41

N

o.

Flowrate(LPM)

V(m3)

t(sec)

Q(m3/sec)

Long Bend Short Bend 45

h4(m) h5 (m) h5(m) H6(m) h6(m) h7(m)

1 5 0.32 5 0.064 0.129 0.098 0.098 0.096 0.096 0.09

2 7.5 0.49 5 0.098 0.289 0.25 0.25 0.245 0.245 0.23

3 10 0.71 5 0.14 0.33 0.297 0.297 0.29 0.29 0.255

4 12.5 0.98 5 0.196 0.26 0.235 0.235 0.22 0.22 0.195

5 10 0.74 3 0.24667 0.41 0.385 0.385 0.37 0.37 0.34

Page 5: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

No. Flowrate(LPM)

V(m3)

t(sec)

Q(m3/sec)

Elbow

h7 (m) h8 (m)1 5 0.32 5 0.064

0.09 0.0882 7.5 0.49 5 0.098

0.23 0.2253 10 0.71 5 0.14

0.255 0.2454 12.5 0.98 5 0.196

0.195 0.1785 10 0.74 3 0.24667

0.34 0.315Tabel 1. Data Hasil Percobaan

7.6 Pengolahan Data

a. Lengkung Mitre

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Nilai kehilangan tekanan (energi) Δh dapat ditentukan melalui persamaan

kehilangan tekanan.

∆ h= k2gv2

↓↓↓y=b x

Pada persamaan di atas, nilai kehilangan tekanan (Δh) sebanding

dengan y, nilai kecepatan kuadrat (v2) sebanding dengan x, dan k2g

sebanding dengan b. Sehingga nilai koefisien kehilangan energi yang

diperoleh dalam percobaan dapat dihitung dengan rumus:

k=b .2g

dimana konstanta b didapatkan dengan menggunakan analisis regresi linear

berikut ini:

b=∑ xy

∑ x2

Tabel Hubungan Headloss Dengan Kecepatan Aliran

No

.

Flowrate

(LPM)

V (m3) t

(sec)

Q (m3/sec) A (m2) v (m/s)

1 5 0.00032 5 0.000064 0.00031

4

0.203821656

2 7.5 0.00049 5 0.000098 0.00031

4

0.312101911

3 10 0.00071 5 0.000142 0.00031 0.452229299

Page 6: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

4

4 12.5 0.00098 5 0.000196 0.00031

4

0.624203822

5 10 0.00074 3 0.000246667 0.00031

4

0.785562633

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Mitre (x=v2)

No

.

h1 (m) h2 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.135 0.133 0.002 0.04154326

7

8.30865E-05 0.001725843

2 0.3 0.293 0.007 0.09740760

3

0.000681853 0.009488241

3 0.345 0.335 0.01 0.20451133

9

0.002045113 0.041824888

4 0.295 0.273 0.022 0.38963041

1

0.008571869 0.151811857

5 0.46 0.425 0.035 0.61710865 0.021598803 0.380823086

∑ 0.032980725 0.585673915

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0329807250.585673915

=0.05631

y=b . x b= k2g→k=b .2g=1.10485

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung mitre berdasarkan literatur

adalah 1.27, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|1.105−1.271.27 |x100%=13.004%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Mitre (x=v2)

No. x = v2 y=Δh(m) f(x)=bx f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.002 0.002339 -

0.012860597

0.000165395 -0.0132 0.00017424

2 0.097407603 0.007 0.005485 - 9.43762E-05 -0.0082 6.724E-05

Page 7: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

0.009714741

3 0.204511339 0.01 0.011517 -

0.003683468

1.35679E-05 -0.0052 2.704E-05

4 0.389630411 0.022 0.021941 0.006741038 4.54416E-05 0.0068 4.624E-05

5 0.61710865 0.035 0.034751 0.019550891 0.000382237 0.0198 0.00039204

  ŷ 0.0152 ∑ 3.31228E-05 0.000701018 ∑ 0.0007068

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0007010180.0007068

=0.99182

r=√r2=0.9959

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Hampir sama seperti pengolahan data yang pertama, pengolahan data

kedua juga menggunakan persamaan untuk menghitung kehilangan tekanan.

Hanya saja pada pengolahan data kedua ini, nilai kecepatan kuadrat (v2) tidak

lagi sebanding dengan x, namun sebanding dengan x2.

∆ h= k2gv2

↓↓↓y=b x2

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkungan Mitre (x=v)

No. h1 (m) h2 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.135 0.133 0.002 0.203821656 8.30865E-05 0.001725843

2 0.3 0.293 0.007 0.312101911 0.000681853 0.009488241

3 0.345 0.335 0.01 0.452229299 0.002045113 0.041824888

4 0.295 0.273 0.022 0.624203822 0.008571869 0.151811857

5 0.46 0.425 0.035 0.785562633 0.021598803 0.380823086

JUMLAH ∑ 0.032980725 0.585673915

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0329807250.585673915

=0.05631

y=b . x b= k2g→k=b .2g=1.10485

Page 8: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung mitre berdasarkan literatur

adalah 1.27, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|1.105−1.271.27 |x100%=13.004%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Mitre (x=v)

No

.

x=v y = Δh (m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.002 0.00233

9

-

0.01286059

7

0.00016539

5

-0.0132 0.0001742

4

2 0.312101911 0.007 0.00548

5

-

0.00971474

1

9.43762E-05 -0.0082 6.724E-05

3 0.452229299 0.01 0.01151

7

-

0.00368346

8

1.35679E-05 -0.0052 2.704E-05

4 0.624203822 0.022 0.02194

1

0.00674103

8

4.54416E-05 0.0068 4.624E-05

5 0.785562633 0.035 0.03475

1

0.01955089

1

0.00038223

7

0.0198 0.0003920

4

  ŷ 0.0152 JUMLAH 3.31228E-05 0.00070101

8

JUMLAH 0.0007068

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0007010180.0007068

=0.99182

r=√r2=0.9959

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan selisih

tinggi kehilangan energi.

Page 9: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

f(x) = 0.0563124361407129 x

Lengkung Mitre

Lengkung MitreLinear (Lengkung Mitre)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

b. Lengkung Enlargement

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Tabel Hubungan Headloss Dengan Kecepatan Aliran

No. Flowrate

(LPM)

V (m3) t (sec) Q

(m3/sec)

A (m2) v (m/s)

1 5 0.00032 5 0.000064 0.000314 0.203822

2 7.5 0.00049 5 0.000098 0.000314 0.312102

3 10 0.00071 5 0.000142 0.000314 0.452229

4 12.5 0.00098 5 0.000196 0.000314 0.624204

5 10 0.00074 3 0.000247 0.000314 0.785563

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Enlargement (x=v2)

No. h2 (m) h3 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.133 0.13 0.003 0.041543 0.000125 0.001726

2 0.293 0.295 0.002 0.097408 0.000195 0.009488

3 0.335 0.34 0.005 0.204511 0.001023 0.041825

4 0.273 0.28 0.007 0.38963 0.002727 0.151812

5 0.425 0.43 0.005 0.617109 0.003086 0.380823

JUMLAH ∑ 0.007155 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0071550.585674

=0.012217

Page 10: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.23969

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Enlargement berdasarkan

literatur adalah 0.27, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.239−0.270.27 |x 100%=11.226%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Enlargement (x=v2)

No. x = v2 y = Δh (m) f(x)=bx f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.003 0.000508 -0.00389 1.52E-05 -0.0014 1.96E-06

2 0.097407603 0.002 0.00119 -0.00321 1.03E-05 -0.0024 5.76E-06

3 0.204511339 0.005 0.002498 -0.0019 3.62E-06 0.0006 3.6E-07

4 0.389630411 0.007 0.00476 0.00036 1.3E-07 0.0026 6.76E-06

5 0.61710865 0.005 0.007539 0.00313

9

9.85E-06 0.0006 3.6E-07

  ŷ 0.0044 ∑ -0.00551 3.91E-05 ∑ 1.52E-05

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=3.91E-051.52E-05

=2.569362

r=√r2=1.602923

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkungan Enlargement (x=v)

No. h2 (m) h3 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.133 0.13 0.003 0.203822 0.000125 0.001726

2 0.293 0.295 0.002 0.312102 0.000195 0.009488

3 0.335 0.34 0.005 0.452229 0.001023 0.041825

4 0.273 0.28 0.007 0.624204 0.002727 0.151812

5 0.425 0.43 0.005 0.785563 0.003086 0.380823

∑ 0.007155 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0071550.585674

=0.012217

Page 11: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.23969

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Enlargement berdasarkan

literatur adalah 0.27, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.239−0.270.27 |x 100%=11.226%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Enlargement (x=v2)

No. x=v y = Δh (m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(xi)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.003 0.000508 -0.00389 1.52E-05 -0.0014 1.96E-06

2 0.312101911 0.002 0.00119 -0.00321 1.03E-05 -0.0024 5.76E-06

3 0.452229299 0.005 0.002498 -0.0019 3.62E-06 0.0006 3.6E-07

4 0.624203822 0.007 0.00476 0.00036 1.3E-07 0.0026 6.76E-06

5 0.785562633 0.005 0.007539 0.00313

9

9.85E-06 0.0006 3.6E-07

  ŷ 0.0044 JUMLAH -0.00551 3.91E-05 JUMLAH 1.52E-05

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=3.91E-051.52E-05

=2.569362

r=√r2=1.602923

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

selisih tinggi kehilangan energi.

Page 12: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008

f(x) = 0.0122166237009993 x

Lengkung Enlargement

Lengkung EnlargementLinear (Lengkung En-largement)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

c. Lengkung Contraction

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Tabel Hubungan Headloss Dengan Kecepatan Aliran

No. Flowrate (LPM) V (m3) t (sec) Q(m3/sec) A (m2) v (m/s)

1 5 0.00032 5 0.000064 0.000314 0.203822

2 7.5 0.00049 5 0.000098 0.000314 0.312102

3 10 0.00071 5 0.000142 0.000314 0.452229

4 12.5 0.00098 5 0.000196 0.000314 0.624204

5 10 0.00074 3 0.000247 0.000314 0.785563

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkungan Contraction (x=v2)

No. h3 (m) h4 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.13 0.129 0.001 0.041543 4.15E-05 0.001726

2 0.295 0.289 0.006 0.097408 0.000584 0.009488

3 0.34 0.33 0.01 0.204511 0.002045 0.041825

4 0.28 0.26 0.02 0.38963 0.007793 0.151812

5 0.43 0.41 0.02 0.617109 0.012342 0.380823

∑ 0.022806 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0228060.585674

=0.03894

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.76399

Page 13: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Contraction

berdasarkan literatur adalah 0.89, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.764−0.890.89 |x100%=14.158%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Contraction (x=v2)

No. x = v2 y = Δh (m) f(x)=bx f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.001 0.001618 -0.00978 9.57E-05 -0.0104 0.000108

2 0.097407603 0.006 0.003793 -0.00761 5.79E-05 -0.0054 2.92E-05

3 0.204511339 0.01 0.007964 -0.00344 1.18E-05 -0.0014 1.96E-06

4 0.389630411 0.02 0.015172 0.003772 1.42E-05 0.0086 7.4E-05

5 0.61710865 0.02 0.02403 0.01263 0.00016 0.0086 7.4E-05

  ŷ 0.0114 ∑ -0.00442 0.000339 ∑ 0.000287

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.00033950.000287

=1.18075

r=√r2=1.08663

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Contraction (x=v)

No. h3 (m) h4 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.13 0.129 0.001 0.203822 4.15E-05 0.001726

2 0.295 0.289 0.006 0.312102 0.000584 0.009488

3 0.34 0.33 0.01 0.452229 0.002045 0.041825

4 0.28 0.26 0.02 0.624204 0.007793 0.151812

5 0.43 0.41 0.02 0.785563 0.012342 0.380823

∑ 0.022806 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0228060.585674

=0.03894

Page 14: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.76399

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Contraction

berdasarkan literatur adalah 0.89, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.764−0.890.89 |x100%=14.158%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Contraction (x=v)

No. x=v y = Δh (m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.001 0.001618 -0.00978 9.57E-05 -0.0104 0.000108

2 0.312101911 0.006 0.003793 -0.00761 5.79E-05 -0.0054 2.92E-05

3 0.452229299 0.01 0.007964 -0.00344 1.18E-05 -0.0014 1.96E-06

4 0.624203822 0.02 0.015172 0.003772 1.42E-05 0.0086 7.4E-05

5 0.785562633 0.02 0.02403 0.01263 0.00016 0.0086 7.4E-05

  ŷ 0.0114 JUMLAH -0.00442 0.000339 JUMLAH 0.000287

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.00033950.000287

=1.18075

r=√r2=1.08663

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

selisih tinggi kehilangan energi.

Page 15: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025f(x) = 0.0389395581941944 x

Lengkung Contraction

Lengkung ContractionLinear (Lengkung Contrac-tion)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

d. Lengkung Large Bend

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Large Bend (x=v2)

No. h4 (m) h5 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.129 0.098 0.031 0.041543 0.001288 0.001726

2 0.289 0.25 0.039 0.097408 0.003799 0.009488

3 0.33 0.297 0.033 0.204511 0.006749 0.041825

4 0.26 0.235 0.025 0.38963 0.009741 0.151812

5 0.41 0.385 0.025 0.617109 0.015428 0.380823

∑ 0.037004 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0370040.585674

=0.06318

y=b . x b= k2g→k=b .2g=1.23963

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Large Bend berdasarkan

literatur adalah 0.5, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|1.239−0.50.5 |x100%=147.926%

Page 16: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Large Bend (x=v2)

No. x = v2 y = Δh

(m)

f(x)=bx f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.031 0.002625 -0.02798 0.000783 0.0004 1.6E-07

2 0.097407603 0.039 0.006154 -0.02445 0.000598 0.0084 7.06E-05

3 0.204511339 0.033 0.012921 -0.01768 0.000313 0.0024 5.76E-06

4 0.389630411 0.025 0.024618 -0.00598 3.58E-05 -0.0056 3.14E-05

5 0.61710865 0.025 0.03899 0.00839 7.04E-05 -0.0056 3.14E-05

  ŷ 0.0306 ∑ -0.06769 0.001799 ∑ 0.000139

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0017990.000139

=12.9232

r=√r2=3.59489

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Large Bend

No. h4 (m) h5 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.129 0.098 0.031 0.203822 0.001288 0.001726

2 0.289 0.25 0.039 0.312102 0.003799 0.009488

3 0.33 0.297 0.033 0.452229 0.006749 0.041825

4 0.26 0.235 0.025 0.624204 0.009741 0.151812

5 0.41 0.385 0.025 0.785563 0.015428 0.380823

∑ 0.037004 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0370040.585674

=0.06318

y=b . x b= k2g→k=b .2g=1.23963

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Large Bend

berdasarkan literatur adalah 0.5, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%

Page 17: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

¿|1.239−0.50.5 |x100%=147.926%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Large Bend

No. x=v y = Δh(m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.031 0.002625 -0.02798 0.000783 0.0004 1.6E-07

2 0.312101911 0.039 0.006154 -0.02445 0.000598 0.0084 7.06E-05

3 0.452229299 0.033 0.012921 -0.01768 0.000313 0.0024 5.76E-06

4 0.624203822 0.025 0.024618 -0.00598 3.58E-05 -0.0056 3.14E-05

5 0.785562633 0.025 0.03899 0.00839 7.04E-05 -0.0056 3.14E-05

  ŷ 0.0306 ∑ -0.06769 0.001799 ∑ 0.000139

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0017990.000139

=12.9232

r=√r2=3.59489

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

selisih ketinggian kehilangan energi.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.0050.01

0.0150.02

0.0250.03

0.0350.04

0.045

f(x) = 0.0631820669671453 x

Lengkung Large Bend

Lengkung Large BendLinear (Lengkung Large Bend)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

e. Lengkung Small Bend

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Page 18: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Small Bend (x=v2)

No. h5 (m) h6 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.098 0.096 0.002 0.041543 8.31E-05 0.001726

2 0.25 0.245 0.005 0.097408 0.000487 0.009488

3 0.297 0.29 0.007 0.204511 0.001432 0.041825

4 0.235 0.22 0.015 0.38963 0.005844 0.151812

5 0.385 0.37 0.015 0.617109 0.009257 0.380823

∑ 0.017103 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0171030.585674

=0.0292

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.57294

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Small Bend berdasarkan

literatur adalah 0.56, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.573−0.560.56 |x 100%=2.311%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Small Bend (x=v2)

No. x = v2 y = Δh (m) f(x)=bx f(x)-ŷ (f(xi)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.002 0.001213 -0.00759 5.76E-05 -0.0068 4.62E-05

2 0.097407603 0.005 0.002844 -0.00596 3.55E-05 -0.0038 1.44E-05

3 0.204511339 0.007 0.005972 -0.00283 8E-06 -0.0018 3.24E-06

4 0.389630411 0.015 0.011378 0.00257

8

6.65E-06 0.0062 3.84E-05

5 0.61710865 0.015 0.018021 0.00922

1

8.5E-05 0.0062 3.84E-05

  ŷ 0.0088 ∑ -0.00457 0.000193 ∑ 0.000141

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0001930.000141

=1.36856

Page 19: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

r=√r2=1.16986

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Small Bend (x=v)

No. h5 (m) h6 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.098 0.096 0.002 0.203822 8.31E-05 0.001726

2 0.25 0.245 0.005 0.312102 0.000487 0.009488

3 0.297 0.29 0.007 0.452229 0.001432 0.041825

4 0.235 0.22 0.015 0.624204 0.005844 0.151812

5 0.385 0.37 0.015 0.785563 0.009257 0.380823

∑ 0.017103 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0171030.585674

=0.0292

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.57294

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung Small Bend berdasarkan

literatur adalah 0.56, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.573−0.560.56 |x 100%=2.311%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Small Bend (x=v)

No. x=v y = Δh (m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(xi)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.002 0.001213 -0.00759 5.76E-05 -0.0068 4.62E-05

2 0.312101911 0.005 0.002844 -0.00596 3.55E-05 -0.0038 1.44E-05

3 0.452229299 0.007 0.005972 -0.00283 8E-06 -0.0018 3.24E-06

4 0.624203822 0.015 0.011378 0.002578 6.65E-06 0.0062 3.84E-05

5 0.785562633 0.015 0.018021 0.009221 8.5E-05 0.0062 3.84E-05

  ŷ 0.0088 JUMLAH -0.00457 0.000193 JUMLAH 0.000141

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0001930.000141

=1.36856

Page 20: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

r=√r2=1.16986

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

selisih tinggi kehilangan energi.

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

f(x) = 0.00305454545454546 x

Lengkung Small Bend

Lengkung Small BendLinear (Lengkung Small Bend)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

f. Lengkung 45o

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung 45o

No. h6 (m) h7 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.096 0.09 0.006 0.041543 0.000249 0.001726

2 0.245 0.23 0.015 0.097408 0.001461 0.009488

3 0.29 0.255 0.035 0.204511 0.007158 0.041825

4 0.22 0.195 0.025 0.38963 0.009741 0.151812

5 0.37 0.34 0.03 0.617109 0.018513 0.380823

∑ 0.037122 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0371220.585674

=0.06338

Page 21: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

y=b . x b= k2g→k=b .2g=1.24359

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung 45o berdasarkan literatur

adalah 1.22, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|1.243−1.221.22 |x100%=1.934%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung 45o

No. x = v2 y = Δh (m) f(x)=bx f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.006 0.002633 -0.01957 0.000383 -0.0162 0.000262

2 0.097407603 0.015 0.006174 -0.01603 0.000257 -0.0072 5.18E-05

3 0.204511339 0.035 0.012963 -0.00924 8.53E-05 0.0128 0.000164

4 0.389630411 0.025 0.024696 0.002496 6.23E-06 0.0028 7.84E-06

5 0.61710865 0.03 0.039115 0.016915 0.000286 0.0078 6.08E-05

  ŷ 0.0222 ∑ -0.02542 0.001017 ∑ 0.000547

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0010170.000547

=1.86057

r=√r2=1.36403

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung 45o

No. h6 (m) h7 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.096 0.09 0.006 0.203822 0.000249 0.001726

2 0.245 0.23 0.015 0.312102 0.001461 0.009488

3 0.29 0.255 0.035 0.452229 0.007158 0.041825

4 0.22 0.195 0.025 0.624204 0.009741 0.151812

5 0.37 0.34 0.03 0.785563 0.018513 0.380823

∑ 0.037122 0.585674

Page 22: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0371220.585674

=0.06338

y=b . x b= k2g→k=b .2g=1.24359

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung 45o berdasarkan

literatur adalah 1.22, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|1.243−1.221.22 |x100%=1.934%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung 45o

No. x=v y = Δh (m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.006 0.002633 -0.01957 0.000383 -0.0162 0.000262

2 0.312101911 0.015 0.006174 -0.01603 0.000257 -0.0072 5.18E-05

3 0.452229299 0.035 0.012963 -0.00924 8.53E-05 0.0128 0.000164

4 0.624203822 0.025 0.024696 0.002496 6.23E-06 0.0028 7.84E-06

5 0.785562633 0.03 0.039115 0.016915 0.000286 0.0078 6.08E-05

  ŷ 0.0222 ∑ -0.02542 0.001017 ∑ 0.000547

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0010170.000547

=1.86057

r=√r2=1.36403

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

selisih tinggi kehilangan energi.

Page 23: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.040

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

f(x) = 12.3288908299538 x

Lengkung 45

Lengkung 45Linear (Lengkung 45)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

g. Lengkung Elbow

Hubungan head loss dan kecepatan aliran (x=v2)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Elbow (x=v2)

No. h7 (m) h8 (m) y = Δh (m) x=v2 xy x2

1 0.09 0.088 0.002 0.041543 8.31E-05 0.001726

2 0.23 0.225 0.005 0.097408 0.000487 0.009488

3 0.255 0.245 0.01 0.204511 0.002045 0.041825

4 0.195 0.178 0.017 0.38963 0.006624 0.151812

5 0.34 0.315 0.025 0.617109 0.015428 0.380823

∑ 0.024667 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0246670.585674

=0.04212

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.82633

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung 45o berdasarkan literatur

adalah 0.85, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%¿|0.82633−0.850.85 |x 100%=2.785%

Page 24: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Elbow (x=v2)

No. x = v2 y = Δh (m) f(x)=bx f(x)-ŷ (f(x)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.041543267 0.002 0.00175 -0.01005 0.00010

1

-0.0098 9.6E-05

2 0.097407603 0.005 0.004102 -0.0077 5.93E-05 -0.0068 4.62E-05

3 0.204511339 0.01 0.008613 -0.00319 1.02E-05 -0.0018 3.24E-06

4 0.389630411 0.017 0.01641 0.00461 2.13E-05 0.0052 2.7E-05

5 0.61710865 0.025 0.025991 0.014191 0.00020

1

0.0132 0.000174

  ŷ 0.0118 ∑ -0.00213 0.00039

3

∑ 0.000347

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0003930.000347

=1.133

r=√r2=1.06458

Hubungan head loss dengan kecepatan aliran (x=v)

Tabel Koefisien Kehilangan Energi Pada Lengkung Elbow (x=v)

No. h7 (m) h8 (m) y = Δh (m) x=v x2.y x4

1 0.09 0.088 0.002 0.203822 8.31E-05 0.001726

2 0.23 0.225 0.005 0.312102 0.000487 0.009488

3 0.255 0.245 0.01 0.452229 0.002045 0.041825

4 0.195 0.178 0.017 0.624204 0.006624 0.151812

5 0.34 0.315 0.025 0.785563 0.015428 0.380823

∑ 0.024667 0.585674

∆ h= k2g. v2 b=

∑ xy

∑ x2=0.0246670.585674

=0.04212

y=b . x b= k2g→k=b .2g=0.82633

Dengan nilai koefisien kehilangan energi untuk lengkung 45o berdasarkan

literatur adalah 0.85, maka kesalahan relatif yang diperoleh:

kesalahanrelatif=|k percobaan−k literaturk literatur |x 100%

Page 25: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

¿|0.82633−0.850.85 |x 100%=2.785%

Mencari Koefisien Korelasi

Tabel Koefisien Korelasi Lengkung Elbow (x=v)

No. x=v y = Δh (m) f(x)=bx2 f(x)-ŷ (f(xi)-ŷ)2 y-ŷ (y-ŷ)2

1 0.203821656 0.002 0.00175 -0.01005 0.000101 -0.0098 9.6E-05

2 0.312101911 0.005 0.004102 -0.0077 5.93E-05 -0.0068 4.62E-05

3 0.452229299 0.01 0.008613 -0.00319 1.02E-05 -0.0018 3.24E-06

4 0.624203822 0.017 0.01641 0.00461 2.13E-05 0.0052 2.7E-05

5 0.785562633 0.025 0.025991 0.014191 0.000201 0.0132 0.000174

  ŷ 0.0118 ∑ -0.00213 0.000393 ∑ 0.000347

r2=∑ (f ( x )− ŷ )2

∑ ( y− ŷ )2=0.0003930.000347

=1.133

r=√r2=1.06458

Grafik

Berikut adalah grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

selisih tinggi kehilangan energi.

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.030

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

f(x) = 23.6497326696066 x

Lengkung Elbow

Lengkung ElbowLinear (Lengkung Elbow)

v2(m2/s2)

Δh

(m)

Page 26: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

7.7 Analisis

a. Analisis Percobaan

Dalam praktikum H07 yang bertujuan menentukan koefisien

kehilangan energi dari lengkungan, perubahan penampang, dan katup pada

pipa, ada beberapa langkah yang harus praktikan lakukan. Langkah pertama

yang dilakukan adalah merangkai peralatan yang diperlukan, yaitu meja

hidrolika dengan perangkat peraga kehilangan energy pada aliran melalui

pipa. Perangkat peraga kehilangan tekanan energy ini terdiri dari tujuh

perubahan penampang, yaitu lengkungan berjenjang, pembesaran

penampang, pengecilan penampang, lengkung panjang, lengkung pendek,

lengkung 45o, dan lengkung siku. Lengkung-lengkung ini berbeda dari segi

sudut dan panjang yang akan mempengaruhi energi air yang melaju ketika

melewati lengkungan tersebut. Ketujuh lengkung ini dilengkapi dengan

manometer untuk mengukur tinggi tekanan yang terjadi pada setiap

penampang tersebut. Praktikum H07 ini hanya terdiri dari satu percobaan.

Percobaan dilakukan dengan menggunakan lima variasi flowrate untuk

mengukur tinggi tekanan pada setiap penampang, kemudian melakukan

pengukuran debit air. Lima variasi flowrate digunakan untuk mendapat variasi

pengolahan data yang mendekati hasil yang cukup akurat.

Percobaan ini dimulai dengan membuka katup aliran suplai

sepenuhnya, demikian juga dengan katup aliran masuk pada alat percobaan.

Katup udara pada manometer kemudian dibuka dan dibiarkan sampai

manometer terisi penuh, hingga tak ada lagi gelembung udara pada

manometer. Praktikan perlu memastikan ini karena gelembung udara dapat

mempengaruhi laju aliran air. Jika masih ada gelembung udara, keadaan

hasil percobaan tidak akan sama dengan hasil sesungguhnya. Kemudian,

katup aliran suplai diatur menjadi 5 LPM dan katup aliran pada alat percobaan

diatur hingga didapat pembacaan manometer yang stabil. Setelah itu, tinggi

tekanan yang terjadi pada masing-masing manometer untuk setiap lengkung

dicatat dan diukur pula debit aliran yang terjadi. Debit aliran diukur dengan

cara menghitung volume air yang terjadi dalam lima detik selama empat kali,

Page 27: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

dan dalam tiga detik selama sekali. Praktikan melakukan langkah-langkah

yang sama untuk flowrate sebesar 7.5 LPM, 10 LPM, 12.5 LPM, 15 LPM.

b. Analisis Hasil

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data berupa

tekanan yang terjadi pada masing-masing penampang serta debit aliran air.

Data-data berikut ini kemudian diolah dalam tiga jenis pengolahan data, yaitu

pertama untuk mencari hubungan antara kehilangan energi dengan kuadrat

kecepatan aliran, kedua untuk mencari hubungan antara kehilangan energi

dengan kecepatan aliran, dan terakhir adalah dengan menggunakan grafik

antara kuadrat kecepatan aliran dengan selisih tinggi tekanan yang dibaca

pada manometer untuk mendapatkan persamaan y = bx. Praktikan

menggunakan tiga jenis pengolahan data untuk mencocokkan hasil dari

pengolahan data dengan kuadrat kecepatan, kecepatan, sampai ke grafik. Ini

dilakukan untuk keakuratan hasil. Kehilangan energi yang terjadi pada tiap

lengkung itu merupakan selisih antara energi yang terjadi di hulu dan di hilir.

Pada pengolahan data pertama, nilai koefisien kehilangan energi yang

terjadi untuk setiap penampang diperoleh dengan menggunakan analisis

regresi linear seperti yang dapat dilihat pada pengolahan data.

∆ h= k2gv2

↓↓↓y=b x

Dengan membandingkan nilai koefisien kehilangan energi yang diperoleh

pada percobaan dengan nilai koefisien kehilangan energi berdasarkan

literatur sebagai dasar, maka diperoleh pula kesalahan relatif yang terjadi

dalam percobaan.

Tabel Hasil Pengolahan Data Pertama

No. Jenis Penampang Nilai k

Percobaan

Nilai k

Literatur

Kesalahan

Relatif

1 Lengkung mitre 1.105 1.27 13.004 %

2 Pembesaran

penampang

0.239 0.27 11.226 %

Page 28: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

3 Pengecilan

penampang

0.764 0.89 14.158 %

4 Lengkung panjang 1.239 0.50 147.926 %

5 Lengkung pendek 0.573 0.56 2.311%

6 Lengkung 45° 1.243 1.22 1.934 %

7 Lengkung siku 0.826 0.85 2.785 %

Kemudian, pada lengkung panjang terdapat kesalahan relatif sebesar

147.926%. Ini adalah kesalahan terbesar yang terjadi pada praktikum H07.

Sementara, kesalahan relatif yang terjadi pada lengkung lain hanya kurang

dari 15%.

Pada pengolahan data pertama, kedekatan hubungan antara

kehilangan tekanan dengan kuadrat kecepatan aliran dapat diketahui dengan

mencari koefisien korelasinya. Seperti pada pengolahan data, dimana jika

koefisien korelasinya semakin mendekati satu, maka kehilangan energi

dengan kuadrat kecepatan aliran mempunyai kedekatan hubungan,

sebaliknya jika nilai koefisien korelasinya mendekati nol, maka kehilangan

energi dengan kuadrat kecepatan aliran tidak mempunyai kedekatan

hubungan. Pada setiap lengkung diperoleh nilai koefisien yang mendekati

satu, walaupun nilai koefisien ini melebihi satu. Ini berarti ada saling

keterkaitan antara data kehilangan energi dengan kuadrat kecepatan aliran .

Dalam praktikum kali ini, hanya diperoleh satu nilai koefisien yang kurang dari

satu , yaitu pada lengkung mitre. Ini menunjukkan bahwa percobaan ini

tidaklah begitu akurat, jika dibandingkan dengan kenyataan yang seharusnya

terjadi.

Tabel Nilai Koefisien Korelasi Percobaan Pertama

No. Jenis Penampang Nilai Koefisien Korelasi

1 Lengkung mitre 0.996

2 Pembesaran

penampang

1.603

3 Pengecilan penampang 1.087

4 Lengkung panjang 3.595

Page 29: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

5 Lengkung pendek 1.169

6 Lengkung 45° 1.364

7 Lengkung siku 1.064

Kemudian, pada pengolahan data kedua, diperoleh nilai koefisien

kehilangan energi setiap penampang dengan menggunakan analisis regresi

linear. Perbedaannya adalah pada pengolahan data kedua ini yang

digunakan adalah kecepatan aliran air, bukan kuadrat kecepatan aliran air.

Sehingga, persamaannya menjadi seperti ini:

∆ h= k2gv2

↓↓↓y=b x2

Kesalahan relatif diperoleh dengan membandingkan koefisien

kehilangan energi yang diperoleh pada praktikum dengan nilai koefisien

kehilangan energi berdasarkan literatur yang ada.

Tabel Hasil Pengolahan Data Kedua

No. Jenis Penampang Nilai k

Percobaan

Nilai k

Literatur

Kesalahan

Relatif

1 Lengkung mitre 1.105 1.27 13.004 %

2 Pembesaran

penampang

0.239 0.27 11.226 %

3 Pengecilan

penampang

0.764 0.89 14.158 %

4 Lengkung panjang 1.239 0.50 147.926 %

5 Lengkung pendek 0.573 0.56 2.311%

6 Lengkung 45° 1.243 1.22 1.934 %

7 Lengkung siku 0.826 0.85 2.785 %

Jika praktikan melihat dengan saksama, tabel pengolahan data kedua

dan pertama ternyata memiliki kesamaan. Sehingga bisa dikatakan bahwa

cara pengolahan data pertama dan kedua adalah benar.

Page 30: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Selanjutnya, pengolahan data kedua mempunyai langkah yang sama

dengan pengolahan data pertama, yaitu mencari nilai koefisien korelasinya.

Pada pengolahan data kedua ini dapat dilihat bahwa ternyata nilai koefisien

korelasi yang diperoleh sama dengan nilai koefisien korelasi pada pengolahan

data pertama. Ini sekali lagi menunjukkan bahwa ada keterkaitan antara data

kehilangan energi dengan kecepatan aliran.

Tabel Nilai Koefisien Korelasi Percobaan Pertama

No. Jenis Penampang Nilai Koefisien Korelasi

1 Lengkung mitre 0.996

2 Pembesaran

penampang

1.603

3 Pengecilan penampang 1.087

4 Lengkung panjang 3.595

5 Lengkung pendek 1.169

6 Lengkung 45° 1.364

7 Lengkung siku 1.064

Dalam lengkung panjang, nilai koefisien korelasinya paling jauh jika

dibandingkan dengan lengkung lain. Ini berkaitan dengan sangat besarnya

kesalahan relatif yang dimiliki oleh lengkung panjang.

Setelah kedua pengolahan itu, pengolahan data ketiga menunjukkan

grafik hubungan antara kuadrat kecepatan aliran dengan selisih tinggi

kehilangan energi. Grafik yang dibentuk seharusnya berbentuk garis linear

dengan persamaan y = bx. Namun, berdasarkan data yang diperoleh dari

percobaan, grafik yang diperoleh tidaklah berbentuk linear. Sehingga, grafik

literatur dapat diperoleh dengan menggunakan analisis regresi linear terhadap

data yang diperoleh dari percobaan. Praktikan menunjukkan contohnya

dalam grafik hubungan antara kehilangan energi dengan kuadrat kecepatan

aliran pada lengkung mitre yang seharusnya memiliki persamaan grafik y =

0.056x.

Page 31: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

Grafik Hubungan Kuadrat Kecepatan dengan Selisih Tinggi Kehilangan Energi pada

Lengkung Mitre

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

f(x) = 0.0563124361407128 x

Lengkung Mitre

Lengkung MitreLinear (Lengkung Mitre)

v2(m2/s2)

Δh (m

)

Berikut ini merupakan persamaan grafik linear yang dibentuk dari grafik

hubungan antara kuadrat kecepatan dengan kehilangan energi pada masing-

masing lengkungan.

Tabel Persamaan Grafik Hubungan Kuadrat Kecepatan Aliran dengan Kehilangan

Energi

No. Jenis Penampang Persamaan Grafik

1 Lengkung mitre y=0.056 x

2 Pembesaran

penampang

y=0.012x

3 Pengecilan penampang y=0.038x

4 Lengkung panjang y=0.063x

5 Lengkung pendek y=0.003x

6 Lengkung 45° y=12.32 x

7 Lengkung siku y=23.65x

Page 32: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

c. Analisis Kesalahan

Adanya kesalahan relatif yang muncul dalam percobaan ini

kemungkinan timbul atas berbagai faktor, baik karena adanya kesalahan

paralaks, kesalahan dalam prosedur percobaan, maupun kesalahan praktika.

Kesalahan tersebut merupakan :

1. Kesalahan paralaks adalah kesalahan yang terjadi pada saat pembacaan

manometer. Kesalahan ini sulit untuk diminimalisir karena pembacaan

manometer itu tergantung dari setiap praktikan yang melihat;

2. Kesalahan saat pembacaan manometer yang disebabkan oleh keadaan

air. Kondisi air mungkin belum berada dalam kondisi yang benar-benar

stabil, ketika dilakukan pembacaan. Oleh karena itu, sebelum melakukan

pembacaan manometer, praktikan harus memastikan bahwa manometer

sudah berada dalam kondisi yang stabil.

3. Kesalahan dalam pembacaan volume air dalam tabung ukur saat

mengukur debit air. Saat membaca ketinggian air dalam tabung ukur, air

membentuk miniskus cekung, maka pembacaan volume air seharusnya

menggunakan cekungan yang bawah. Namun, praktikan sering kali

melihat ketinggian air langsung dari bagian atas;

4. Kesalahan saat pengukuran debit aliran. Terjadi kemungkinan

terdapatnya air yang tumpah saat praktikan menjauhkan tabung ukur dari

kran aliran air, serta pengukuran waktu yang kurang akurat. Ini dapat

menyebabkan data debit aliran yang diperoleh menjadi kurang tepat.

Kesalahan ini dapat diminimalisir dengan cara menggunakan lebih dari

satu sampe untuk setip pengukuran debit dan merata-ratakan hasilnya,

sehingga kesalahan relatif akan lebih kecil;

5. Kesalahan dalam ketelitian praktikan. Sangat dimungkinan bahwa masih

terdapat gelembung udara yang tersisa dalam manometer. Ini

menyebabkan pembacaan manometer juga menjadi kurang akurat. Oleh

karena itu seharusnya pada awal praktikum, praktikan harus dapat

memastikan bahwa tak ada gelembung sedikitpun dari manometer.

Kesalahan-kesalahan ini dapat menyebabkan kesalahan relatif yang

cukup besar, seperti yang terjadi pada lengkung panjang. Disaat lengkung-

lengkung lain memiliki kesalahan relatif yang cukup kecil, lengkung panjang

memiliki kesalahan yang sangat besar. Ini terjadi karena ketidaktelitian

Page 33: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

praktikan dalam melakukan percobaan lengkung panjang. Praktikan harus

konsisten dalam setiap pengukuran lengkung untuk mendapat hasil akurat.

7.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan dan pengolahan data lebih lanjut,

praktikan memperoleh beberapa kesimpulan :

1. Nilai Koefisien Kehilangan Energi (k) memiliki nilai yang bergantung pada

jenis lengkungan;

2. Percobaan ini memiliki nilai Koefisien Kehilangan Energi yang sama untuk

pengolahan data pertama dan kedua yang bisa dirangkum sebagai

berikut:

Tabel Hasil Pengolahan Data Pertama dan Kedua

No. Jenis Penampang Nilai k

Percobaan

Nilai k

Literatur

Kesalahan

Relatif

1 Lengkung mitre 1.105 1.27 13.004 %

2 Pembesaran

penampang

0.239 0.27 11.226 %

3 Pengecilan

penampang

0.764 0.89 14.158 %

4 Lengkung panjang 1.239 0.50 147.926 %

5 Lengkung pendek 0.573 0.56 2.311%

6 Lengkung 45° 1.243 1.22 1.934 %

7 Lengkung siku 0.826 0.85 2.785 %

3. Tingkat kedekatan hubungan antara kuadrat kecepatan aliran air dengan

kehilangan energi, serta hubungan antara kecepatan aliran air dengan

kehilangan energi dapat ditentukan dengan mencari nilai koefisien

korelasi. Berdasarkan pada nilai koefisien korelasi, kuadrat kecepatan

aliran air dengan kehilangan tekanan energi memiliki hubungan yang

begitu erat. Ini juga terbukti pada hubungan antara kecepatan aliran air

dengan kehilangan energi. Pada dasarnya hasil yang didapat antara

kuadrat kecepatan aliran air dan kecepatan aliran air memiliki nilai yang

Page 34: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

sama persis. Hal ini ditunjukkan dengan nilai koefisien korelasi yang

mendekati satu. Hanya terdapat satu lengkung yang memiliki nilai yang

cukup jauh dari satu, yaitu lengkung panjang. Berikut adalah nilai

koefisien korelasi yang diperoleh dalam pengolahan data:

Tabel Nilai Koefisien Korelasi Percobaan Pertama

No. Jenis Penampang Nilai Koefisien Korelasi

1 Lengkung mitre 0.996

2 Pembesaran

penampang

1.603

3 Pengecilan penampang 1.087

4 Lengkung panjang 3.595

5 Lengkung pendek 1.169

6 Lengkung 45° 1.364

7 Lengkung siku 1.064

4. Pada pengolahan data ketiga, diperoleh grafik hubungan antara kuadrat

kecepatan aliran air dengan kehilangan energi dengan persamaan y = bx.

Berikut adalah persamaan yang dimiliki oleh setiap lengkung:

Tabel Persamaan Grafik Hubungan Kuadrat Kecepatan Aliran dengan Kehilangan

Energi

No. Jenis Penampang Persamaan Grafik

1 Lengkung mitre y=0.056 x

2 Pembesaran

penampang

y=0.012x

3 Pengecilan penampang y=0.038x

4 Lengkung panjang y=0.063x

5 Lengkung pendek y=0.003x

6 Lengkung 45° y=12.32 x

7 Lengkung siku y=23.65x

Page 35: H07-KELOMPOK 2 - MEKANIKA FLUIDA - HEADLOSS

5. Tingkat keakuratan praktikum ini tidak begitu tinggi karena hanya lengkung

mitre yang memiliki nilai koefisien korelasi paling mendekati satu dan

kesalahan relatif yang masih kecil.

7.9 Referensi

Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. 2009. Modul

Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika. Depok: Laboratorium Hidrolika,

Hidrologi dan Sungai.