laporan praktikum mekanika fluida h-06 kelompok 28

LAPORAN PRAKTIKUM

MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA

Kelompok XXVIII

1. Achmad Ilham Azhari 1306403283

2. Amrina Rosyada 1306368034

3. Alfandi Kurnianto 1306368040

4. Eki Noerfitriyani 1306368053

5. Ismi Hanany 1306370303

PJ Kelompok :

Asisten Modul : Rahmat Fitrah

Tanggal Praktikum : 29 September 2014

Tanggal Disetujui :

Nilai Laporan :

Paraf Asisten :

LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI, DAN SUNGAI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2014

H 06 ALIRAN MELALUI LUBANG

A. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Mendapatkan besaran koefisien kecepatan aliran melalui lubang kecil.

2. Mendapatkan besaran koefisien debit aliran melalui lubang kecil dalam

keadaan:

a. Aliran dengan tekanan tetap

b. Aliran dengan tekanan berubah

B. Teori Dasar

Kecepatan aliran melalui lubang (orifice) dapat dinyatakan sebagai berikut:

v=Cv√2gh

Sedangkan dari perecobaan ini harga Cv diperoleh dari hubungan:

Cv= X2√hY

Dimana:

V = kecepatan aliran yang melalui lubang

Cv = koefisien kecepatan

g = gravitasi

h = tinggi air terhadap lubang

X = jarak horizontal pancaran air dari bidang vena contracta

Y = jarak vertikal pancaran air

Titik nol untuk pengukuran sumbu X, diambil dari bidang vena contracta,

demikian juga dengan luas penampang yang dipakai adalah luas penampang pada

bidang vena contracta, dimana hubungan antara luas penampang lubang (Ap) dengan

luas bidang vena contracta (Av) dinyatakan sebagai berikut:

Av=Cc . A p

Dimana Cc adalah nilai koefisien kontraksi.

upster, 10/06/14,

Pengertian cv dan cd gunanya apa. Terus vena kontrakta. Cari tau

Selain koefisien kecepatan (Cv) pada aliran melalui lubang dikenal juga

dengan istilah koefisien Cd, yaitu perbandingan antara debit yang sebenarnya dengan

debit teoritis.

Q=Cd . A√2gh (untuk tekanan tetap)

∆ T=2. AT

Cd . A √2g.(√h1−√h2) (untuk tekanan berubah)

Dimana:

Q = besarnya debit aliran yang melalui lubang

Cd = koefisien debit

A = luas penampang lubang

g = gravitasi

h = tinggi air terhadap lubang

ΔT = waktu pengosongan tabung/ tangki (t2-t1)

AT = luas tangki utama

h1 = tinggi air pada waktu t1

h2 = tinggi air pada waktu t2

C. Alat dan Bahan

1. Meja Hidrolika

2. Kertas Grafik (millimeter block)

3. Perangkat alat percobaan aliran melalui lubang

Gambar C1. Perangkat alat percobaan aliran melalui lubang

Keterangan gambar:

1. Pipa aliran masuk

2. Pipa lentur dari pipa pelimpah untuk mengatur tinggi head

3. Pipa pelimpah

4. Skala penunjuk muka air

5. Tangki utama

6. Penjepit kertas

7. Papan

8. Jarum vertical

9. Sekrup pengatur jarum

10. Kaki peyangga

11. Sekrup lubang aliran

12. Lempeng lubang aliran

13. Peredam

4. Meja Hidrolika

5. Gelas Ukur

6. Jangka Sorong

D. Cara Kerja

1. Koefisien kecepatan aliran (Cv)

a. Menempatkan alat pada saluran tepi meja hidrolika. Menghubungkan pipa

aliran masuk dengan suplai meja hidrolika dan arahkan pipa lentur dari pipa

pelimpah tangki air meja hidrolika.

b. Mengatur kaki penyangga sehingga alat terletak horizontal dan atur juga arah

aliran dari lubang bukaan sedemikian rupa sehingga menjadi sebidang dengan

jajaran jarum pengukur.

c. Menyelipkan selembar kertas pada papan dibelakang jajaran jarum dan

menaikkan dulu semua jarum untuk membebaskan lintasan air yang

menyembur.

d. Menaikkan pipa pelimpah, membuka katup pengatur aliran dan mengalirkan

air masuk ke dalam tangki utama.

e. Mengatur katup pengatup aliran sedemikian rupa, hingga air persis melimpah

lewat pipa pelimpah dan tidak ada gelombang pada permukaan tangki utama.

f. Mencatat besarnya tinggi tekanan pada tangki utama.

g. Menentukan letak terjadinya vena contracta diukur dari lubang bukaan (0,3

diameter bukaan).

h. Mengatur posisi jarum tegak secara berurutan untuk mendapatkan bentuk

lintasan aliran yang menyembur. Memberi tanda posisi ujung atas jarum pada

kertas grafik.

i. Mengulangi percobaan untuk setiap perbedaan tinggi tekanan pada tangki

utama (320-400).

j. Mengganti lempeng lubang bukaan dengan diameter 0,6 dan ulangi langkah 1-

9.

2. Koefisien debit aliran (Cd)

a. Pendahuluan

1) Mengukur diameter tangki utama.

2) Menempatkan alat pada saluran tepi meja hidrolika. Menghubungkan pipa

aliran masuk dengan suplai meja hidrolika dan arahkan pipa lentur dan

pipa pelimpah ke tangki meja hidrolika.

3) Mengatur kaki penyangga sehingga alat terletak horizontal.

4) Menaikkan pipa pelimpah, buka katup pengatur aliran pada meja hidrolika.

b. Untuk keadaan tekanan tetap

1) Mengatur katup pengatur aliran dan pipa pelimpah sedemikian, hingga

tinggi muka air pada tangki tetap pada ketinggian yang dikehendaki.

2) Mencatat tinggi tekanan air h pada skala mistar ukur, hitung debit ailiran

yang melewati lubang dengan menggunakan gelas ukur dan stopwatch.

3) Mengulangi prosedur 1 dan 2 untuk setiap perbedaan tinggi tekanan.

4) Mengganti lempeng lubang bukaan 0,3 dengan 0,6 dan mengulangi

langkah 4 sampai 6.

c. Untuk keadaan tekanan berubah

1) Menaikkan pipa pelimpah sampai ketinggian tekanan maksimum.

2) Membuka katup pengatur aliran, mengisi penuh tangki utama aliran

sehingga air persis melimpah lewat pipa pelimpah pada ketinggian

maksimum tersebut.

3) Menutup katup pengatur aliran.

4) Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk mengosongkan tangki utama dari

ketinggian h1 hingga ketinggian h2, mengambil setiap penurunan muka air

20 mm.

5) Ulangi percobaan untuk harga h1 dan h2 yang lain.

6) Mengganti lempeng lubang aliran 0,3 dengan 0,6, dan mengulangi langkah

1 sampai dengan 5.

E. Tugas


a. Hitung dan buat tabulasi X ²h

b. Plot hubungan antara X ²h

terhadap Y

c. Dapatkan nilai Cv dari kemiringan grafik tersebut di atas

d. Turunkan rumus di atas dan tunjukkan bahwa dari kemiringan tersebut didapat

harga Cv

e. Hitung seberapa jauh tingkat pengaruh kesalahan pengukuran X dan Y

terhadap hasil percobaan

f. Buat analisa dan kesimpulan


a. Apa hubungan antara Cd, Cv, dan Cc?

b. Turunkan juga persamaan di atas

c. Untuk aliran dengan tekanan tetap:

1) Hitung dan buat tabulasi nilai debit Q

2) Plot hubungan Q² dengan h

3) Dapatkan harga Cd dari kemiringan grafik tersebut

d. Untuk aliran dengan tekanan berubah:

1) Hitung dan buat tabulasi (√ℎ1−√ℎ2) dengan T

2) Dapatkan harga Cd dari kemiringan grafik tersebut

e. Apa kesimpulan yang anda peroleh?

f. Buat analisa dan kesimpulan

F. Data Hasil Percobaan


Data hasil percobaan koefisien kecepatan aliran melalui lubang kecil diperoleh

dari kertas grafik untuk masing-masing diameter 3mm dan 6mm, didapatkan

koordinat X sebesar mm yang merupakan jarak antar jarum, dan Y sebesar mm

yang merupakan jarak ujung atas jarum pada kertas grafik.

Berikut ini adalah data yang diperoleh dari hasil percobaan:

Diamete

r

D (mm)

Head

h(mm)

Koordinat

(mm)

Lubang ke- (mm)

1 2 3 4 5 6 7 8

3 400 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 0 6 16,5 28 44,5 60,5 82 106

380 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 2 7 17 30 46,5 63 85 110

360 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 3 8 18 31 49 68 92 117

340 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 3 8,5 19 33 51,5 71 95 124,5

320 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 4 9,5 19 33 53,5 75 102 130

6 400 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 0 5 14 26 39 57,5 78 102

380 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 0 5,5 14,5 26,5 44,5 61 82 110

360 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 0 6 15 28 46,5 64 87 116

340 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 0 6 15 29 49 69 92 121,5

320 X 0 50 100 150 200 250 300 350

Y 1 6,5 18 31 53 73 98 129

Tabel F1.Data hasil percobaan koefisien kecepatan aliran (Cv)


a. Constant Head

Dari percobaan koefisien debit aliran melalui lubang kecil dalam

keaadan aliran dengan tekanan tetap (Constant Head) didapatkan data berupa

volume aliran dari tiap tekanan dan diameter per satuan waktu.

DiameterD (mm)

Headh (mm)

Volume WaterV (ml)

Volume WaterV (mm3)

TimeT (s) Q (mm3/s) Q²

3 400 136 136000 10 13600 184960000380 130 130000 10 13000 169000000360 126 126000 10 12600 158760000340 122 122000 10 12200 148840000320 119 119000 10 11900 141610000

6 400 290 290000 5 58000 3364000000380 270 270000 5 54000 2916000000360 260 260000 5 52000 2704000000340 255 255000 5 51000 2601000000320 222 222000 5 44400 1971360000

Tabel F2.Data hasil percobaan koefisien debit (Cd) Constant Head

b. Variable Head

Dari percobaan koefisien debit aliran melalui lubang kecil dalam

keaadan aliran dengan tekanan berubah (Variable Head) didapatkan data

berupa waktu yang dibutuhkan untuk mengosongkan tangki utama dari

ketinggian h1 hingga ketinggian h2 setiap penurunan muka air 20 mm.

Diameter

D (mm)

Head 1

h1

(mm)

Head 2

h2

(mm)

Time

T (s) ∆T (s)

3 400 380 21,13 21,13

380 360 48,06 26,93

360 340 77,27 29,21

340 320 107,7 30,43

320 300 142,63 34,93

6 400 380 7,21 7,21

380 360 14,71 7,5

360 340 22,09 7,38

340 320 29,8 7,71

320 300 34,46 7,66

Tabel F3.Data hasil percobaan koefisien debit (Cd) Variable Head

G. Pengolahan Data

1. Pengolahan Data Koefisien kecepatan aliran (Cv)

a. Pengolahan Data D= 3 mm; h= 400 mm

Dari data hasil percobaan, dapat dibuat grafik hubungan antara X ²h

dan

Y sehingga diperoleh data:

x (mm) h(mm) X=

x²/h

Y X² XY

0 400 0 0 0 0

50 400 6,25 6 39,0625 37,5

100 400 25 16,5 625 412,5

150 400 56,25 28 3164,063 1575

200 400 100 44,5 10000 4450

250 400 156,25 60,5 24414,06 9453,125

300 400 225 82 50625 18450

350 400 306,25 106 93789,06 32462,5

Σ 875 343,5 182656,25 66840,625

Tabel G1.Data hasil percobaan koefisien kecepatan aliran (Cv)

Data diplot ke dalam grafik:

0 50 100 150 200 250 300 3500

20

40

60

80

100

120

f(x) = 0.365936698032506 xR² = 0.990551380746535

D= 3 mm h= 400 mm

D= 3 mm h= 400 mm

Linear (D= 3 mm h= 400 mm)

X

Y

Grafik G1. Percobaan koefisien kecepatan aliran (Cv)

Dari data diatas, diperoleh gradien sebesar 0,365937 dari persamaan b =

∑ XY

∑ X ². Untuk menentukan koefisien kecepatan aliran (Cv), praktikan dapat

menggunakan persamaan Cv= 1

2√b , sehingga dihasilkan koefisien kecepatan

aliran (Cv) sebesar 0,8265.

b. Pengolahan Data D= 3 mm; h= 380 mm


dan


x

(mm

) h(mm) X= x²/h Y X² XY

0 380 0 2 0 0

50 380 6,57895 7 43,28255 46,05263

100 380 26,3158 17 692,5208 447,3684

150 380 59,2105 30 3505,886 1776,316

200 380 105,263 46,5 11080,33 4894,737

250 380 164,474 63 27051,59 10361,84

300 380 236,842 85 56094,18 20131,58

350 380 322,368 110 103921,4 35460,53

Σ 921,053 360,5 202389,2 73118,42



0 50 100 150 200 250 300 3500

20

40

60

80

100

120

f(x) = 0.328121293800539 x + 7.28537735849059R² = 0.99233149638028

D= 3 mm h= 380 mm

D= 3 mm h= 380 mmLinear (D= 3 mm h= 380 mm)

X

Y


Dari data diatas, diperoleh gradien sebesar 0,361276 dari persamaan b

= ∑ XY





c. Pengolahan Data D= 3 mm; h= 360 mm


dan


x (mm) h(mm) X= x²/h Y X² XY

0 360 0 3 0 0

50 360 6,944444 8 48,22531 55,55556

100 360 27,77778 18 771,6049 500

150 360 62,5 31 3906,25 1937,5

200 360 111,1111 49 12345,68 5444,444

250 360 173,6111 68 30140,82 11805,56

300 360 250 92 62500 23000

350 360 340,2778 117 115789 39812,5

Σ 972,2222 386 225501,5 82555,56



0 50 100 150 200 250 300 350 4000

20

40

60

80

100

120

140

f(x) = 0.332053908355795 x + 7.89622641509437R² = 0.993689986561946

D= 3 mm h= 360 mm


X

Y



= ∑ XY





d. Pengolahan Data D= 3 mm; h= 340 mm


dan



0 340 0 3 0 0

50 340 7,352941 8,5 54,06574 62,5

100 340 29,41176 19 865,0519 558,8235

150 340 66,17647 33 4379,325 2183,824

200 340 117,6471 51,5 13840,83 6058,824

250 340 183,8235 71 33791,09 13051,47

300 340 264,7059 95 70069,2 25147,06

350 340 360,2941 124,5 129811,9 44856,62

Σ 1029,412 405,5 252811,4 91919,12



0 50 100 150 200 250 300 350 4000

20

40

60

80

100

120

140

f(x) = 0.330209344115004 x + 8.19732704402517R² = 0.99445419012662

D= 3 mm h= 340 mm


X

Y



= ∑ XY





e. Pengolahan Data D= 3 mm; h= 320 mm


dan



0 320 0 4 0 0

50 320 7,8125 9,5 61,03516 74,21875

100 320 31,25 19 976,5625 593,75

150 320 70,3125 33 4943,848 2320,313

200 320 125 53,5 15625 6687,5

250 320 195,3125 75 38146,97 14648,44

300 320 281,25 102 79101,56 28687,5

350 320 382,8125 130 146545,4 49765,63

Σ 1093,75 426 285400,4 102777,3



0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

20

40

60

80

100

120

140f(x) = 0.327791554357592 x + 8.43474842767296R² = 0.995583993094574

D= 3 mm h= 320 mm


X

Y



= ∑ XY





f. Pengolahan Data D= 6 mm; h= 400 mm


dan


x (mm) h(mm)

X=

x²/h Y X² XY

0 400 0 0 0 0

50 400 6,25 5 39,0625 31,25

100 400 25 14 625 350

150 400 56,25 26 3164,063 1462,5

200 400 100 39 10000 3900

250 400 156,25 57,5 24414,06 8984,375

300 400 225 78 50625 17550

350 400 306,25 102 93789,06 31237,5

Σ 875 321,5 182656,3 63515,63



0 50 100 150 200 250 300 3500

20

40

60

80

100

120

f(x) = 0.326055705300988 x + 4.5251572327044R² = 0.994857920429678

D= 6 mm h= 400 mm


X

Y



= ∑ XY





g. Pengolahan Data D= 6 mm; h= 380 mm


dan



0 380 0 0 0 0

50 380 6,578947 5,5 43,28255 36,18421

100 380 26,31579 14,5 692,5208 381,5789

150 380 59,21053 26,5 3505,886 1569,079

200 380 105,2632 44,5 11080,33 4684,211

250 380 164,4737 61 27051,59 10032,89

300 380 236,8421 82 56094,18 19421,05

350 380 322,3684 110 103921,4 35460,53

Σ 921,0526 344 202389,2 71585,53



0 50 100 150 200 250 300 3500

20

40

60

80

100

120

f(x) = 0.331928122192273 x + 4.78459119496858R² = 0.994300177708387

D= 6 mm h= 380 mm


X

Y



= ∑ XY





h. Pengolahan Data D= 6 mm; h= 360 mm


dan



0 360 0 0 0 0

50 360 6,944444 6 48,22531 41,66667

100 360 27,77778 15 771,6049 416,6667

150 360 62,5 28 3906,25 1750

200 360 111,1111 46,5 12345,68 5166,667

250 360 173,6111 64 30140,82 11111,11

300 360 250 87 62500 21750

350 360 340,2778 116 115789 39472,22

Σ 972,2222 362,5 225501,5 79708,33



0 50 100 150 200 250 300 350 4000

20

40

60

80

100

120

140

f(x) = 0.332134770889488 x + 4.9488993710692R² = 0.994928367416396

D= 6 mm h= 360 mm


Y

X



= ∑ XY





i. Pengolahan Data D= 6 mm; h= 340 mm


dan



0 340 0 0 0 0

50 340 7,352941 6 54,06574 44,11765

100 340 29,41176 15 865,0519 441,1765

150 340 66,17647 29 4379,325 1919,118

200 340 117,6471 49 13840,83 5764,706

250 340 183,8235 69 33791,09 12683,82

300 340 264,7059 92 70069,2 24352,94

350 340 360,2941 121,5 129811,9 43775,74

Σ 1029,412 381,5 252811,4 88981,62



0 50 100 150 200 250 300 350 4000

20

40

60

80

100

120

140

f(x) = 0.331461814914645 x + 5.03616352201259R² = 0.99436395464234

D= 6 mm h= 340 mm


X

Y



= ∑ XY





j. Pengolahan Data D= 6 mm; h= 320 mm


dan



0 320 0 1 0 0

50 320 7,8125 6,5 61,03516 50,78125

100 320 31,25 18 976,5625 562,5

150 320 70,3125 31 4943,848 2179,688

200 320 125 53 15625 6625

250 320 195,3125 73 38146,97 14257,81

300 320 281,25 98 79101,56 27562,5

350 320 382,8125 129 146545,4 49382,81

Σ 1093,75 409,5 285400,4 100621,1



0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

20

40

60

80

100

120

140

f(x) = 0.328524707996406 x + 6.27201257861636R² = 0.994146061729192

D= 6 mm h= 320 mm


X

Y



= ∑ XY





Berikut adalah tabel seluruh koefisien kecepatan aliran (Cv) yang

didapatkan dari data hasil percobaan dengan menggunakan bpraktikum:

Diameter (mm) Head (mm) Cv3 400 0,8265

380 0,8319

360 0,8264340 0,8292320 0,8332

Σ 4,14726 400 0,8756

380 0,8407360 0,841340 0,8428320 0,8421

Σ 4,2422Tabel G11.Data koefisien kecepatan aliran (Cv) percobaan

Dari data tersebut didapatkan rata rata koefisien kecepatan aliran (Cv)

hasil percobaan sebesar 0,829436175 untuk diameter 3 mm dan 0,848431498

untuk diameter 6 mm.

Selanjutnya adalah praktikan dapat membandingkan besaran koefisien

kecepatan aliran rata-rata (Cv rata-rata) yang diperoleh dari hasil percobaan

dengan besaran koefisien kecepatan aliran teori (Cv teori) melalui

perbandingan kesalahan relatif= |(Cv rata−rata−Cv teori)Cv teori

x100 %|. Diketahui Cv teori adalah sebesar 0,98, maka diperoleh kesalahan relatif

sebesar 15,4% untuk diameter 3 mm, dan 13,4% untuk diameter 6 mm.

2. Pengolahan Data Koefisien debit aliran (Cd)

a. Pengolahan Data Constant Head; d= 3 mm

Dari data hasil percobaan, dapat dibuat grafik hubungan antara Q² dan

h sehingga diperoleh data:

No. X (Q²) Y (h) X² XY1 184960000 400 3,42102x1016 739840000002 169000000 380 2,856 x1016 642200000003 158760000 360 2,52047x1016 571536000004 148840000 340 2,21533x1016 506056000005 141610000 320 2,00534x1016 45315200000

Σ 803170000 1800 1,30183x1017 1,44571x1022

Tabel G12.Data hasil percobaan koefisien debit (Cd)


100000000 150000000 2000000000

50100150200250300350400450

f(x) = 1.83251329249512E-06 x + 65.6360597733391R² = 0.979111852180142

Constant Head D= 3mm

Constant Head D= 3mmLinear (Constant Head D= 3mm)

Y

Y

Grafik G11. Percobaan koefisien debit (Cd)

Dari data diatas, diperoleh gradien sebesar 1,11052 x10-5 dari persamaan

b = ∑ XY

∑ X ². Untuk menentukan koefisien debit dengan aliran tetap (Cd),

praktikan dapat menggunakan persamaan Cd= 1

Alubang √2 gb, dengan besar

Alubang adalah 7,065 mm² dan g adalah kecepatan gravitasi, yaitu 9810 mms ²

sehingga dihasilkan koefisien debit aliran tetap (Cd) sebesar 0,30323194.

b. Pengolahan Data Constant Head; d= 6 mm

Dari data hasil percobaan, dapat dibuat grafik hubungan antara Q² dan

h sehingga diperoleh data:

No. X (Q²) Y (h) X² XY1 3364000000 400 1,13165x1019 1,3456 x1012

2 2916000000 380 8,50306x1018 1,10808x1012

3 2704000000 360 7,31162x1018 9,7344 x10-11

4 2601000000 340 6,7652 x10-18 8,8434 x10-11

5 1971360000 320 3,88626Ex1018 6,30835x1011

Σ1355636000

0 1800 3,77826 x10-19 2,44014x1013

Tabel G13.Data hasil percobaan koefisien debit (Cd)


0 2000000000 40000000000

50100150200250300350400450

f(x) = 6.03372767311818E-08 x + 196.409231042495R² = 0.935312261520742

Constant Head D= 6mm

Constant Head D= 6mmLinear (Constant Head D= 6mm)

X

Y


Dari data diatas, diperoleh gradien sebesar 6,45838 x10-7 dari persamaan b

= ∑ XY

∑ X ². Untuk menentukan koefisien debit dengan aliran tetap (Cd), praktikan

dapat menggunakan persamaan Cd= 1

Alubang √2 gb, dengan besar Alubang

adalah 28,26 mm² dan g adalah kecepatan gravitasi, yaitu 9810 mms ²

sehingga

dihasilkan koefisien debit aliran tetap (Cd) sebesar 0,31435229.

c. Pengolahan Data Variable Head; d= 3 mm

Dari data hasil percobaan, dapat dibuat grafik hubungan antara

(√ℎ1−√ℎ2) dan ∆T sehingga diperoleh data:

No.

X (√ℎ1−√ℎ2) Y (∆T) X² XY

1 0,506411 21,13 0,256452 739840000002 0,519923 26,93 0,27032 642200000003 0,534577 29,21 0,285773 571536000004 0,550545 30,43 0,3031 506056000005 0,568036 34,93 0,322665 45315200000

Σ 2,679492 142,63 1,438309 2,91278E+11Tabel G14.Data hasil percobaan koefisien debit (Cd)


0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.5805

10152025303540

f(x) = 200.680989365744 x − 79.0186180736594R² = 0.934022346779608

Variable Head D= 3mm

Variable Head D= 3mmLinear (Variable Head D= 3mm)

X

Y


Dari data diatas, diperoleh gradien sebesar 2,03x1011 dari persamaan b

= ∑ XY

∑ X ². Untuk menentukan koefisien debit dengan aliran tetap (Cd), praktikan

dapat menggunakan Cd= = 2 Atabung

bAlubang√2 g, dengan besar Alubang adalah 7,065

mm², besar Atabung adalah 14519,36 mm², dan g adalah kecepatan gravitasi,

yaitu 9810 mms ²

sehingga dihasilkan koefisien debit aliran berubah (Cd) sebesar

1,44 x10-10.

d. Pengolahan Data Variable Head; d= 6 mm

Dari data hasil percobaan, dapat dibuat grafik hubungan antara

(√ℎ1−√ℎ2) dan ∆T sehingga diperoleh data:

No.

X (√ℎ1−√ℎ2) Y (∆T) X² XY

1 0,506411 7,21 0,256452 3,6512262 0,519923 7,5 0,27032 3,899423 0,534577 7,38 0,285773 3,9451794 0,550545 7,71 0,3031 4,2447035 0,568036 7,66 0,322665 4,351154

Σ 2,679492 37,46 1,438309 20,09168Tabel G15.Data hasil percobaan koefisien debit (Cd)


0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.586.9

77.17.27.37.47.57.67.77.8

f(x) = 7.13103987867822 x + 3.67048724662808R² = 0.719033725566176

Variable Head D= 6mm

Variable Head D= 6mmLinear (Variable Head D= 6mm)

X

Y



= ∑ XY

∑ X ². Untuk menentukan koefisien debit dengan aliran tetap (Cd),

praktikan dapat menggunakan Cd= = 2 Atabung

bAlubang√2g, dengan besar Alubang

adalah 28,26 mm², besar Atabung adalah 14519,36 mm², dan g adalah

kecepatan gravitasi, yaitu 9810 mms ²

sehingga dihasilkan koefisien debit aliran

berubah (Cd) sebesar 0,52516018 .

Berikut adalah tabel seluruh koefisien kecepatan debit (Cd) yang

didapatkan dari data hasil percobaan:

Head (mm) D (mm) CdConstant 3 0,30323194Variable 3 1,449 x10-10

Σ 0,15161597Constant 6 0,31435229Variable 6 0,52516018Σ 0,41975624

Tabel G16.Data koefisien kecepatan debit (Cd) percobaan

Dari data tersebut didapatkan rata rata koefisien debit (Cd) hasil

percobaan sebesar 0,15161597 untuk diameter 3 mm dan 0,41975624 untuk

diameter 6 mm.

Selanjutnya adalah praktikan dapat membandingkan besaran koefisien

debit rata-rata (Cd rata-rata) yang diperoleh dari hasil percobaan dengan

besaran koefisien debit teori (Cd teori) melalui perbandingan kesalahan

relatif= = |(Cd rata−rata−Cd teori )Cd teori

x100 %|. Diketahui Cd teori adalah

sebesar 0,69, maka diperoleh kesalahan relatif sebesar78% untuk diameter 3

mm, dan 39,2% untuk diameter 6 mm.

H. Analisa

1. Analisa Percobaan

Praktikum ini berjudul “Aliran melalui Lubang”. Praktikum ini dibagi menjadi

dua, yaitu yang pertama bertujuan untuk mendapatkan besaran koefisien

kecepatan aliran melalui lubang kecil, dan yang kedua adalah bertujuan untuk

mendapatkan besaran koefisien debit aliran melalui lubang kecil dalam keadaan

aliran dengan tekanan tetap dan dalam keadaan aliran dengan tekanan berubah.

Praktikum kali ini dilakukan secara parallel untuk mendapatkan data untuk

mencari koefisien kecepatan aliran (Cv) dan koefisien debit (Cd) Constant Head.

Pertama meja hidrolika beserta kaki penyangganya diatur agar terletak horizontal

dengan meja hidrolika. Masing masing percobaan menggunakan dua lubang aliran

dengan ukuran diameter 3 mm dan 6 mm. Langkah-langkah yang dilakukan

selama praktikum adalah memasang lubang aliran berdiameter 3 mm pada sisi

bagian bawah tabung air, menyelipkan selembar kertas grafik pada papan

dibelakang jajaran jarum, membuka katup pengatur aliran dan mengalirkan air

masuk ke dalam tabung air utama, mengatur pipa lentur dari pipa pelimpah untuk

mengatur tinggi head (dimulai dari h= 400 mm), kemudian menurunkan jajaran

jarum hingga tepat di atas aliran air dengan mengaturnya melalui sekrup pengatur

jarum, pengaturan jarum ini jangan sampai menyentuh aliran air karena dapat

mengubah lintasan aliran dan tidak stabil, selanjutnya adalah menandai masing-

masing ujung atas jarum pada kertas grafik. Praktikan juga sekaligus mengukur

debit aliran dengan cara mengukur volume air yang mengalir dari ujung lintasan

selama satuan waktu tertentu dengan menggunakan gelas ukur. Prosedur

praktikum yang sama juga digunakan untuk head 380 mm, 360 mm, 340 mm, dan

320 mm untuk masing masing diameter 3 mm dan 6 mm.

Untuk percobaan selanjutnya adalah untuk mendapatkan besaran koefisien

debit aliran (Cd) Variable Head. Lubang aliran yang digunakan adalah diameter 3

mm dan 6 mm. Langkah-langkah yang dilakukan saat praktikum adalah mengatur

pipa lentur dari pipa pelimpah untuk mengatur tinggi head hingga mencapai head=

400 mm. Setelah permukaan tabung air sudah cukup stabil, praktikan mematikan

aliran air hingga terjadi penurunan head, kemudian praktikan mencatat waktu

yang dibutuhkan dengan menggunakan stopwatch setiap penurunan head sebesar

20 mm, yaitu dimulai dari head 400 mm hingga 300 mm, sehingga didapatkan 5

data perubahan waktu untuk masing-masing diameter 3 mm dan 6 mm.

2. Analisa Hasil

3. Analisa Kesalahan

I. Kesimpulan

J. Lampiran-lampiran

K. Referensi

Laboratorium Hidrolika, Hidrologi dan Sungai Departemen Teknik Sipil UI.

“Pedoman Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika”.

laporan praktikum mekanika fluida h-06 kelompok 28

Documents