modul h 06

8/10/2019 modul h 06

http://slidepdf.com/reader/full/modul-h-06 1/38

LAPORAN PRAKTIKUM

MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA

KELOMPOK : 8

Catarina Widyadayinta 1306404960

Exa heydemans 1306402715

Feni Yuzanda 1306370360

Luthfiy muhaimin 1306401800

Ika Alam Sari 1306369472

Nadia karima izzati 1306369466

Hari/Tanggal Praktikum : Sabtu, 4 Oktober 2014

Asisten : Gilang Pratama Aziz

Tanggal Disetujui :

Nilai :

Paraf :

LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI DAN SUNGAI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2014

8/10/2019 modul h 06


H-06 ALIRAN MELALUI LUBANG

I. PERCOBAAN A

A. TUJUAN

Mendapatkan besaran koefisien kecepatan melalui lubang kecil.

B. DASAR TEORI

Lubang adalah bukaan pada dinding atau dasar tangki dimana

zat cair mengalir melaluinya. Lubang tersebut bisa berbentuk segi

empat, segi tiga, ataupun lingkaran. Sisi hulu lubang tersebut bisa

tajam atau dibulatkan. Karena kemudahan dalam pembuatan, lubang

lingkaran dengan sisi tajam adalah yang paling banyak digunakan

untuk pengukuran zat cair. Menurut ukurannya lubang dapat

dibedakan menjadi lubang kecil dan besar.

Pada lubang besar, apabila sisi atas dari lubang tersebut berada

di atas permukaan air di dalam tangki, maka bukaan tersebut dikenal

dengan peluap. Peluap ini juga berfungsi sebagai alat ukur debit

aliran, dan banyak digunakan pada jaringan irigasi. Peluap dengan

ukuran yang besar disebut bendung, yang selain sebagai pengukur

debit, dalam jaringan irigasi juga berfungsi untuk menaikkan elevasi

muka air. Tinjauan hidraulis bendung adalah sama dengan peluap.

Peluap biasanya terbuat dari plat, sedang bendung terbuat dari beton

atau pasangan batu. Kedalaman zat cair disebelah hulu diukur dari

sumbu lubang tersebut dengan tinggi energi (head ) H. Pada aliran

melalui lubang atau peluap, tinggi energi bisa konstan atau berubah

karena adanya aliran keluar. Apabila tinggi energi konstan maka

aliran adalah mantap ( steady), sedangkan jika tinggi energi berubah

maka aliran adalah tak mantap (unsteady).

8/10/2019 modul h 06


Gambar 1 Aliran melalui

Koefisien Aliran

Partikel zat cair yang mengalir melalui lubang berasal dari segala

arah. Karena zat cair mempunyai kekentalan maka beberapa partikel

yang mempunyai lintasan membelok akan mengalami kehilangan

tenaga. Setelah melewati lubang pancaran air mengalami kontraksi,

yang ditunjukkan oleh penguncupan aliran. Kontraksi maksimum

terjadi pada suatu tampang sedikit disebelah hilir lubang, dimana

pancaran kurang lebih horisontal. Tampang dengan kontraksi

maksimum tersebut dikenal dengan vena kontrakta.

Gambar 2 vena contracta

H

Vene contracta

aac

Vc

8/10/2019 modul h 06


Pada aliran zat cair melalui lubang terjadi kehilangan tenaga

menyebabkan beberapa parameter aliran akan lebih kecil dibanding pada

aliran zat cair ideal yang dapat ditunjukkan oleh beberapa koefisien, yaitu

koefisien kontraksi, kecepatan, dan debit.Koefisien kontraksi (Cc) adalah

perbandingan antara luas tampang aliran pada vena kontrakta (ac) dan luas

lubang (a) yang sama dengan tampang aliran zat. Nilai koefisien kecepatan

tergantung pada bentuk dari sisi lubang (lubang tajam atau dibulatkan) dan

tinggi energi. Nilai rerata dari koefisien kecepatan adalah Cv = 0,97. Nilai

koefisien debit tergantung pada nilai Cc dan Cv yang nilai reratanya adalah 0,

69

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

Sedangkan dari percobaan ini harga Cv diperoleh dari hubungan:

√

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 vertical pancaran air.

Titik nol (0) untuk pengukuran sumbu X, diambil dari bidang vena contracta,

demikian juga dengan luas penampang yang dipakai adalah luas pada bidang

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

luas bidang vena contracta (Av) dinyatakan sebagai berikut

8/10/2019 modul h 06


Dimana CC adalah nilai koefisien kontraksi.

C.

ALAT - ALAT

1. Meja Hidrolika.

2. Kertas grafik.

3. Perangkat alat percobaan aliran melalui lubang.

4. Stopwatch.

5. Gelas ukur.

D. CARA KERJA

1. Menempatkan alat pada saluran tepi meja Hidrolika. Hubungkan pipa

aliran masuk dengan suplai meja Hidrolika dan arahkan pipa lentur dari

pipa pelimpah ke tangki air meja Hidrolika

2. Mengatur kaki penyangga sehingga alat terletak horizontal dan mengatur

juga arah aliran dari lubang bukaan sedemikian rupa sehingga menjadi

sebidang dengan jajaran jarum pengukur.

3. Menyelipkan selembar kertas pada papan dibelakang jajaran jarum dan

naikkan dulu semua jarum untuk membebaskan lintasan air yang

menyembur

4. Menaikkan pipa pelimpah, buka katup pengatur aliran dan alirkan air

masuk ke tangki utama

5. Mengatur katup pengatur aliran sedemikian rupa, hingga air persis

melimpah lewat pipa pelimpah dan tidak ada gelombang pada tangki

utama

6.

Mencatat besarnya tinggi tekanan pada tangki utama

7. Menentukan letak terjadinya vena contracta diukur dari lubang bukaan

(0,5 diameter bukaan)

8/10/2019 modul h 06


8. Mengatur posisi jarum tegak secara berurutan untuk mendapatkan bentuk

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

kertas grafik

9.

Mengulangi percobaan untuk setiap perbedaan tinggi tekanan pada tangki

utama

10. Mengganti lempeng lubang bukaan dengan diameter yang lain dan ulangi

langkah 1 sampai 9

E. DATA HASIL PERCOBAAN

D(mm) H (mm) koordinat 1 2 3 4 5 6 7 8

6

400

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 0 6 15 27 43 59 79 101

380

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 0 6 15 29 45 63 83 107

360

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 8 16 30 47 65 88 112

340

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 8 18 32 50 69 93 126

320

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 8 19 34 53 73 101 135

3

400

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 0 6 15 27 44 60 82 108

380

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 7 17 29 45 63 85 15

360

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 7 18 31 50 64 90 21

340

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 8 19 33 52 69 95 28

Tabel I.1 Data percobaan

8/10/2019 modul h 06


F. PENGOLAHAN DATA

a. Mencari nilai b, Cv, dan Cv rata-rata

x adalah X2/h

y adalah h

stuan yang dipakai adalah mm, secon,

Dengan menggunakan persamaan-persamaan :

b =

Cv =

√

b. Pengolahan data dan grafik untuk diameter bukaan lubang 3 mm

i. Head = 400 mm

X h X /h Y x xy

0

400

0 0 0 0

50 6,25 6 39,0625 37,5

100 25 15 625 375

150 56,25 27 3164,063 1518,75

200 100 44 10000 4400

250 156,25 60 24414,06 9375

300 225 82 50625 18450

350 306,25 108 93789,06 33075

jumlah 182656,3 67231,25

320

X (mm) 0 50 100 150 200 250 300 350

Y (mm) 1 9 20 35 54 73 101 35

Sumber: pengolahan data praktikan

Tabel I.2 en olahan data D = 3 mm, h= 400mm

Sumber: hasil Percobaan

8/10/2019 modul h 06


y = 0.3681x

R² = 0.9837

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Y

X2/h

Grafik hubungan x2/h dengan y

b =

b =

= 0,368075

Cv =

√

Cv =

√ = 0,824141

ii. Head = 380 mm

X h X /h Y x

xy

0

380

0 1 0 050 6,578947 7 43,28255 46,05263

100 26,31579 17 692,5208 447,3684

150 59,21053 29 3505,886 1717,105

200 105,2632 45 11080,33 4736,842

Tabel I.3 pengolahan data D = 3 mm, h= 380 mm

8/10/2019 modul h 06


b =

b =

= 0,368168

Cv =

√

Cv =

√ =

iii. Head = 360 mm

250 164,4737 63 27051,59 10361,84

300 236,8421 85 56094,18 20131,58

350 322,3684 15 103921,4 4835,526

jumlah 202389,2 42276,32

X h X /h Y x xy

y = 0.3682x

R² = 0.983

0

20

40

60

80

100120

140

0 50 100 150 200 250 300 350

y

X2/h


Tabel I.4 pengolahan data D = 3 mm, h= 360 mm


8/10/2019 modul h 06


b =

b =

= 0,367299

Cv =

√

Cv = √ = 1,074833

0

360

0 1 0 0

50 6,944444 7 48,22531 48,61111

100 27,77778 18 771,6049 500

150 62,5 31 3906,25 1937,5

200 111,1111 50 12345,68 5555,556

250 173,6111 64 30140,82 11111,11

300 250 90 62500 22500

350 340,2778 21 115789 7145,833

jumlah 225501,5 48798,61

y = 0.3673x

R² = 0.9799

0

20

40

6080

100

120

140

0 50 100 150 200 250 300 350 400

y

X2/h



8/10/2019 modul h 06


iv. Head = 340 mm

b =

b =

= 0,36734

Cv =

√

Cv =

√ = 1,054504

X h X /h Y x xy

0

340

0 1 0 0

50 7,352941 8 54,06574 58,82353

100 29,41176 19 865,0519 558,8235

150 66,17647 33 4379,325 2183,824

200 117,6471 52 13840,83 6117,647

250 183,8235 69 33791,09 12683,82

300 264,7059 95 70069,2 25147,06

350 360,2941 28 129811,9 10088,24

jumlah 252811,4 56838,24

Tabel I.5 pengolahan data D = 3 mm, h = 340 mm


8/10/2019 modul h 06


v. Head = 320 mm

X h X /h Y x xy

0

320

0 1 0 0

50 7,8125 9 61,03516 70,3125

100 31,25 20 976,5625 625

150 70,3125 35 4943,848 2460,938

200 125 54 15625 6750

250 195,3125 73 38146,97 14257,81

300 281,25 101 79101,56 28406,25

350 382,8125 35 146545,4 13398,44

jumlah 285400,4 65968,75

y = 0.3673x

R² = 0.9802

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250 300 350 400

y

X2/h



Tabel I.6 pengolahan data D = 3mm, h = 320 mm

8/10/2019 modul h 06


b =

b =

= 0,365276

Cv =

√

Cv =

√ = 1,039988

y = 0.3653x

R² = 0.9808

020

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

y

X2/h


8/10/2019 modul h 06


c. Pengolahan data dan grafik untuk diameter bukaan lubang 6 mm

i. Head = 400 mm

X h x^2/h Y x xy

0 400 0 0 0 0

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

100 400 25 15 625 375

150 400 56,25 27 3164,063 1518,75

200 400 100 43 10000 4300

250 400 156,25 59 24414,06 9218,75

300 400 225 79 50625 17775

350 400 306,25 101 93789,06 30931,25

Jumlah 182656,3 64156,25

b =

b = = 0,35124

Cv =

√

Cv =

√ = 0,843661

y = 0.3512x

R² = 0.9751

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

y

X2/h



Tabel I.7 en olahan data D = 6mm, h = 400 mm

8/10/2019 modul h 06


ii.

Head = 380 mm

X h x^2/h Y x xy

0 380 0 0 0 0

50 380 6,578947 6 43,28255 39,47368

100 380 26,31579 15 692,5208 394,7368

150 380 59,21053 29 3505,886 1717,105

200 380 105,2632 45 11080,33 4736,842

250 380 164,4737 63 27051,59 10361,84

300 380 236,8421 83 56094,18 19657,89

350 380 322,3684 107 103921,4 34493,42

Jumlah 202389,2 71401,32

b =

b =

= 0,352792

Cv =

√

Cv =

√ = 0,841803



8/10/2019 modul h 06


iii. Head = 360 mm

X h x^2/h Y x xy

0 360 0 1 0 0

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

100 360 27,77778 16 771,6049 444,4444

150 360 62,5 30 3906,25 1875

200 360 111,1111 47 12345,68 5222,222

250 360 173,6111 65 30140,82 11284,72

300 360 250 88 62500 22000

350 360 340,2778 112 115789 38111,11

Jumlah 225501,5 78993,06

b =

y = 0.3528xR² = 0.9763

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

y

X2

/h




8/10/2019 modul h 06


b =

= 0,350299

Cv =

√

Cv =

√ = 0,844793

y = 0.3503x

R² = 0.9755

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250 300 350 400

y

X2/h


8/10/2019 modul h 06


iv.

Head = 340 mm

X h x^2/h Y x xy

0 340 0 1 0 0

50 340 7,352941 8 54,06574 58,82353

100 340 29,41176 18 865,0519 529,4118

150 340 66,17647 32 4379,325 2117,647

200 340 117,6471 50 13840,83 5882,353

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

300 340 264,7059 93 70069,2 24617,65

350 340 360,2941 126 129811,9 45397,06

Jumlah 252811,4 91286,76

b =

b =

= 0,361086

Cv =

√

Cv =

√ = 0,832079



8/10/2019 modul h 06


v. Head = 320 mm

X h x^2/h Y x xy

0 320 0 1 0 0

50 320 7,8125 8 61,03516 62,5

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

150 320 70,3125 34 4943,848 2390,625

200 320 125 53 15625 6625

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

300 320 281,25 101 79101,56 28406,25

350 320 382,8125 135 146545,4 51679,69

b= 0,364455 Σ 285400,4 104015,6

Cv= 0,828224

y = 0.3611x

R² = 0.9825

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250 300 350 400

y

X2/h




8/10/2019 modul h 06


b =

b =

= 0,364455

Cv =

√

Cv =

√ = 0,828224

d. Cv rata-rata dan kesalahan literatur

Dari pengolahan data yang sudah dilakukan maka didapatkan

data data sebagai berikut :

y = 0.3645x

R² = 0.9849

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

y

X2/h


8/10/2019 modul h 06


D h b Cv

3 400 0,368075 0,824141

380 0,208886 1,093994

360 0,361086 1,074833

340 0,224825 1,054504

320 0,231145 1,039988

6 400 0,35124 0,843661

380 0,352792 0,841803

360 0,350299 0,844793

340 0,361086 0,832079

320 0,364455 0,828224

Jumlah 9,2780199

Rata-rata 0,927802

Cv rata-rata =

0,927802

Kesalahan literatur =

=

= 4,35 %

G. ANALISA

Analisa percobaan

Percobaan “H.06 A” ini bertujuan untuk mendapatkan besaran

koefisien kecepatan (Cv) aliran melalui lubang kecil. Dimana koefisien

kecepatan tersebut adalah perbandingan antara kecepatan aliran air yang

Tabel I.12 data hasil pengolahan


8/10/2019 modul h 06


didapatkan melalui percobaan pada praktikum dengan kecepatan aliran yang

dicari secara teoritis.

Percobaan dimulai dengan menghubungkan pipa suplai dari meja

hidrolika ke tangki utama alat dan memasang lempeng lubang. Pada langkah

ini praktikan memastikan, sambungan terpasang dengan benar, lempeng

lubang terpasang dengan benar, tidak ada kebocoran pada tangki dan pipa.

Hal-hal ini dilakukan untuk menghindari terjadi kesalahan.

Selanjutnya, praktikan menyelipkan selembar kertas milimeter block

pada papan yang telah disediakan pada alat percobaan, tepat di belakang

jajaran jarum vertikal. Kertas milimeter block ini digunakan untuk memplot

bentuk kurva aliran air(yang keluar dari lubang kecil) pada 8 titik yang

ditunjukkan oleh jarum vertikal yang telah diatur hingga ujung bawahnya

tepat diatas aliran air. Sehingga, nantinya data yang didapat berupa koordinat

(x,y).

Setelah itu, praktikan menghidupkan mesin pompa pada meja

hidrolika sehingga air bersirkulasi dari meja hidrolika ke tangki utama dan

kembali ke meja hidrolika melalui pipa pelimpah pada tangki utama.

Selanjutnya, praktikan mendorong pipa pelimpah ke atas hingga permukaan

air pada tangki utama mencapai ketinggian 400 mm dari dasar tangki utama.

Pada langkah selanjutnya, praktikan mengatur jarum-jarum vertikal sehingga

ujung bawahnya berada tepat di atas aliran air. Setelah itu, praktikan

menandai (dengan pulpen) letak bagian atas jarum vertikal pada milimeter

block sebagai data pengamatan.

Percobaan ini dilakukan dengan memvariasikan bukaan lubang yaitu

dengan menggunakan lempeng-lempeng lubang dengan diameter 6 mm dan

3mm, serta dengan memvariasikan ketinggian permukaan air pada tangki

utama (memvariasikan tekanan air pada lubang) yaitu ketinggian 400mm,

380mm, 360mm, 340mm, 320mm.

8/10/2019 modul h 06


Analisa hasil dan grafik

Setelah melakukan pengolahan data, praktikan mendapatkan hasil

seperti berikut.

D h b Cv R

3 400 0,368075 0,824141 0,9837

380 0,36817 1,093994 0,9830

360 0,3672985 1,074833 0,9799

340 0,3673396 1,054504 0,9802

320 0,3652763 1,039988 0,98086 400 0,35124 0,843661 0,9751

380 0,352792 0,841803 0,9763

360 0,350299 0,844793 0,9755

340 0,361086 0,832079 0,9825

320 0,364455 0,828224 0,9849

Jumlah 9,2780199 9,8019

Rata-rata 0,927802 0,98019

Dari tabel tersebut terlihat bahwa nilai Cv yang didapat pada tiap-tiap

head dengan menggunakan persamaan Cv =

√ memiliki nilai yang relatif

tidak terlalu berbeda. Sehingga dapat dikatakan praktikum yang dilakukan

presisi. Jika ditinjau dari kesalahan literatur yang didapatkan pada pengolahan

data, dapat dikatakan bahwa nilai Cv yang didapatkan pada praktikum akurat

dengan nilai Cv pada literatur karena kesalahan literatur yang didapat adalah

4,35 %, dan nilai ini kecil dari 10 %.

Selanjutnya, jika ditinjau dari segi grafik, terlihat bahwa grafik yang

terjadi hampir berbentuk linier, dimana hubungan yang sebenarnya antara

Tabel I.13 data hasil pengolahan


8/10/2019 modul h 06


X2/h dan Y secara teori adalah linier. Sehingga dapat dikatakan bahwa data

yang didapatkan cukup akurat dan presisi. Hal ini terlihat juga dari nilai

sebaran data (R 2) yang didapatkan hampir mendekati satu.

Analisa kesalahan

Kesalahan pada praktikum “H.06 B” ini dapat disebabkan oleh

praktikan, alat yang digunakan.

1. Kesalahan praktikan

Kesalahan praktikan pada percobaan “H.06” B ini dapat terjadi berupa

hal-hal seperti berikut :

Ketidak tepatan praktikan dalam mempaskan ujung bawah jarum

vertikal tepat diatas aliran air

Terjadinya kesalahan paralaks. Kesalahan paralaks merupakan

kesalahan yang disebabkan oleh praktikan terutama berkaitan dengan

cara pengamatan dan pembacaan pengukuran suatu objek, seperti

kesalahan dalam menandai ujung atas jarum vertikal pada kertas

milimeter block Terjadinya gelombang pada air di tangki utama yang disebabkan

goyangan oleh praktikan

2. Kesalahan alat

Kesalahan alat dapat terjadi berupa hal-hal seperti berikut :

Debit air yang masuk ke tangki utama tidak konstan, hal ini

disebabkan karena pompa tidak mengalirkan air secara konstan

Terjadinya gelombang pada air di tangki utama yang disebabkan

goyangan oleh mesin pompa

Meja hidrolika dan alat percobaan ttidak terletak sempurna secara

horizontal

8/10/2019 modul h 06


H. KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan didapatkan nilai Cv rata-rata yaitu

0,927802 dengan kesalahan literatur yang relatif kecil yaitu 4,35 %,

II.

PERCOBAAN B

A. TUJUAN

Mendapatkan besaran koefisien debit aliran melalui lubang kecil dalam

keadaan :

1. Aliran dengan tekanan tetap

2. Aliran dengan tekanan berubah

B. Teori

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

dengan istilah koefisien Cd, yaitu perbandingan antara debit yang sebenarnya

dengan debid teoritis

(aliran dengan tekanan tetap)

√ √ (aliran dengan tekanan berubah)

Keterangan :

Q = besarnya debit aliran melalui lubang

Cd = koefisien debit

A = luas penampang lubang

8/10/2019 modul h 06


G = percepatan gravitasi

H = tinggi air terhadap lubang

∆T = waktu pengosongan tabung / tangki (t1-t2)

At = luas tangki utama

h 1 = tinggi air pada waktu t1

h 2 = tinggi air pada waktu t2

C. Alat- Alat

1. Meja hidrolika

2. Stop watch

3. Gelas ukur

4. Perangkat alat percobaan / peraga aliran melalui lubang

5. Jangka sorong

D.

Cara kerja

Pendahuluan

1. Menukur diameter tangki utama

2. Menempatkan alat pada saluran tepi meja hidrolika. Kemudian

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, kemudian membuka katup pengatur aliran pada

meja hidrolika

Keadaan aliran 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 alirang

yang melewati lubang dengan menggunakan gelas ukur dan stop watch

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

8/10/2019 modul h 06


4. Mengganti lempeng lubang dengan diameter yang lain dan ulang langkah

1, 2, dan 3

Untuk keadaan aliran dengan 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 mengisingkan tangki utama dari

ketinggian h1 hingga ketinggian h2, ambil setiap penurunan muka air 2

cm

5. Mengulangi percobaan untuk harga h1 dan h2 yang lain

6. Mengganti lempeng bukaan dan ulangi langkah 1 sampai 5

E. DATA HASIL PERCOBAAN

Constant head

D (mm) h (mm) V (ml) T (sec) Q (ml/s) Q^2

3

400 30 2,06 14,56311 212,0841

380 33 1,93 17,09845 292,3568

360 28 1,96 14,28571 204,0816

340 32 2,16 14,81481 219,4787

320 30 2,35 12,76596 162,9697

6

400 145 2 72,5 5256,25380 126 2 63 3969

360 108 2 54 2916

340 84 2 42 1764

320 106 2 53 2809

Tabel II.1 data ercobaan constant head

Sumber: hasil Percobaan

8/10/2019 modul h 06


8/10/2019 modul h 06


Cd =

(untuk variable head)

Keterangan:

A = luas bukaan lubang (mm2)

g = percepatan gravitasi (mm/s2)

At = luas permukaan tangki utama (mm3)

b. Pengolahan data untuk percobaan constant head

D V T Q Q h x xy

3

30 2,06 14,56311 212,0841 400 44979,66 84833,63

33 1,93 17,09845 292,3568 380 85472,52 111095,6

28 1,96 14,28571 204,0816 360 41649,31 73469,39

32 2,16 14,81481 219,4787 340 48170,92 74622,77

30 2,35 12,76596 162,9697 320 26559,11 52150,29

jumlah 246831,5 396171,7

b =

b =

Cd =

Cd =

√ 0,00079762

Tabel II.3 pengolahan data percobaan constant head


8/10/2019 modul h 06


y = 1.605x

R² = -3.033

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150 200 250 300 350

h

Q 2

Grafik Hubungan Q2 dengan h

untuk D=3 mm

b =

b =

0,097940479

Cd =

V T Q Q^2 h x^2 xy

145 2 72,5 5256,25 400 27628164 2102500

126 2 63 3969 380 15752961 1508220

108 2 54 2916 360 8503056 1049760

84 2 42 1764 340 3111696 599760

106 2 53 2809 320 7890481 898880

Jumlah 62886358 6159120

Tabel II.4 pengolahan data percobaan constant head


8/10/2019 modul h 06


y = 0.0979x

R² = -11.19

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

h

Q 2

Grafik Hubungan Q2 dengan h

untuk D=6 mm

Cd = √

0,000797622

c. Pengolahan data untuk percobaan variable head

D h1 h2 √ √ ∆T x^2 xy

3 400 380 0,50641131 17,32 0,256452 8,771044

380 360 0,519922729 29,78 0,27032 15,4833

360 340 0,534577046 23,38 0,285773 12,49841

340 320 0,550545095 33,83 0,3031 18,62494

320 300 0,568035744 28,47 0,322665 16,17198

jumlah 1,438309 71,54967

b =

b =

49,74568

Tabel II.5 pengolahan data percobaan variable head


8/10/2019 modul h 06


y = 49.746x

R² = 0.2044

0

5

10

15

2025

30

35

40

0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58

∆ T

(√ 1−√ 2)

Grafik Hubungan (√ 1−√ 2) dengan ∆T

untuk D=3 mm

Cd =

Cd =

√ 0,56973

h1 h2 h1^(1/2)-h2^(1/2) ∆T x^2 xy

400 380 0,50641131 6,23 0,256452 3,154942

380 360 0,519922729 7,28 0,27032 3,785037

360 340 0,534577046 7,36 0,285773 3,934487

340 320 0,550545095 7,63 0,3031 4,200659

320 300 0,568035744 7,03 0,322665 3,993291

Jumlah 1,438309 19,06842

b =

Tabel II.6 en olahan data ercobaan variable head


8/10/2019 modul h 06


y = 13.258x

R² = 0.2834

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58

∆ T

(√ 1−√ 2)

Grafik Hubungan (√ 1−√ 2) dengan ∆T

untuk D=6 mm

b =

13,25752

Cd =

Cd =

√ 0,569736

d. Cd rata-rata dan kesalahan literatur

Dari pengolahan data yang telah dilakukan maka didapatkan data-

data seperti pada tabel berikut

Percobaan D (mm) b Cd

Constant head 3 1,60502873 0,000797622

6 0,097940479 0,000806496

Variable head 3 49,74568 0,607352

6 13,25752 0,569736

Tabel II.7 hasil pengolahan data percobaan variable head dan constant head

8/10/2019 modul h 06


Jumlah 1,178693

Rata-rata 0,294673

Cd rata-rata =

0,294673

Kesalahan literatur =

=

57,29 %

G. ANALISA

Analisa percobaan

Percobaan “H. 06 B” ini bertujuan untuk mendapatkan koefisien

debit aliran melalui lubang kecil. Dimana koefisien debit adalah perbandingan

debit aliran air yang didapatkan dari percobaan pada praktikum dengan debit

aliran air yang didapatkan secara teoritis.

Tidak jauh berbeda dengan percobaan “H. 06A”, percobaan “H.06B” ini dimulai dengan menghubungkan pipa suplai dari meja hidrolika ke

tangki utama alat dan memasang lempeng lubang. Pada langkah ini praktikan

memastikan, sambungan terpasang dengan benar, lempeng lubang terpasang

dengan benar, tidak ada kebocoran pada tangki dan pipa,. Hal-hal ini

dilakukan untuk menghindari terjadi kesalahan.

Pada percobaan constant head, praktikan mencari data

banyaknya air yang keluar melalui lubang dalam 2 detik untuk beberapa nilai

tekanan pada lubang. Hal ini dilakukan dengan cara mengatur ketinggian

permukaan air pada tangki utama untuk mendapatkan nilai tekanan tertentu

pada lubang, setelah itu menampung air yang keluar dari lubang kecil selama

2 detik untuk menentukan debit air yang keluar melalui lubang. Praktikum


8/10/2019 modul h 06


constant head ini dilakukan dengan memvariasikan bukaan lubang keluar air

yaitu untuk diameter 6mm dan 3mm serta dengan memvariasikan ketinggian

permukaan air pada tangki utama (untuk mendapatkan nilai tekanan yang

berbeda pada lubang), yaitu 400mm, 380mm, 360mm, 340mm, 320mm

Pada percobaan variable head, praktikan mencari data waktu

yang diperlukan untuk beberapa perubahan nilai tekanan. Hal ini dilakukan

dengan mengatur ketinggian air pada tangki utama agar pas setinggi 400mm.

Setelah itu, mesin pompa dimatikan sehingga air berhenti bersirkulasi.

Selanjutnya praktikan menghitung waktu yang diperlukan ketinggian air

dalam tangki berubah dari 400mm ke 380mm, dari 380mm ke 360mm, dari

360mm ke 340mm, dari 340mm ke 320mm, dari 320mm ke 300mm.

Percobaan ini dilakukan untuk diameter bukaan lubang 6mm dan 3mm.

Analia hasil

Dari pengolahan data yang dilakukan didapatkan data-data

seperti pada tabel berikut:

Percobaan D (mm) b Cd R

Constant head3 1,60502873 0,000797622 -3,033

6 0,097940479 0,000806496 -11,19

Variable head3 49,74568 0,607352 0,2834

6 13,25752 0,569736 0,2834

Jumlah 1,178693

Rata-rata 0,294673

Tabel II.8 hasil pengolahan data


8/10/2019 modul h 06


Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai Cd ,yang didapat dari persamaan

Cd =

untuk percobaan constant head dan Cd =

untuk

percobaan variable head, relatif sangat berbeda sehingga dapat dikatakan

bahwa percobaan yang dilakukan pada praktikum ini jauh dari presisi.

Jika ditinjau dari kesalahan literatur yang nilainya 57,29 % terlihat

bahwa nilai Cd rata-rata yang didapatkan pada praktikum yaitu 0,294673,

nilainya jauh dari nilai Cd pada literatur yang nilainya 0,69 sehingga dapat

dikatakan bahwa praktikum yang dilakukan jauh dari akurat.

Tidak akuratnya data yang didapatkan pada percobaan ini terlihat juga

dari grafik. Terlihat bahwa sebaran data yang didapatkan nilainya jauh dari 1,

yang artinya grafik hubungan √1−√2 dengan ∆T pada percobaan variable

head dan grafik hubungan Q2 dengan h pada percobaan constant head jauh

dari linier. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi banyak kesalahan pada

percobaan.

Analisa kesalahan

Kesalahan pada praktikum “H.06 B” ini dapat disebabkan oleh

praktikan, alat yang digunakan.

1.

Kesalahan praktikan

Kesalahan praktikan pada percobaan H.06 B ini dapat terjadi

berupa hal-hal seperti berikut :

Ketidak tepatan waktu antara penyalaan stopwatch dengan waktu

penampungan air ke gelas ukur saat pengukuran debit dalam

percobaan constant head

8/10/2019 modul h 06


Ketidak tepatan waktu pengukuran waktu penurunan ketinggian

permukaan air pada tangki utama pada percobaan variable head

Terjadinya kesalahan paralaks. Kesalahan paralaks merupakan

kesalahan yang disebabkan oleh praktikan terutama berkaitan dengan

cara pengamatan dan pembacaan pengukuran suatu objek, seperti

kesalahan saat membaca ukuran volume air yang keluar dari aliran

lubang di gelas ukur dan kesalahan saat membaca skala ketinggian air

di tangki utama.


goyangan oleh praktikan

2.

Kesalahan alatKesalahan alat dapat terjadi berupa hal-hal seperti berikut :

Debit air yang masuk ke tangki utama tidak konstan, hal ini

disebabkan karena pompa tidak mengalirkan air secara konstan

Meja hidrolika dan alat percobaan ttidak terletak sempurna secara

horizontal


goyangan oleh mesin pompa

H. KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan didapatkan nilai Cd rata-rata yaitu

0,294673 dengan kesalahan literatur yang sangat besar yaitu 57,29 %

8/10/2019 modul h 06


III. REFERENSI

https://darmadi18.files.wordpress.com/2011/09/bab-ix-aliranmelaluipeluapi.pdf

waktu akses: 14 oktober 2014, pukul 09:15 WIB

Pedoman Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika, Laboratorium Hidrolika,

Hidrologi dan Sungai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Indonesia.

http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND.TEKNIK_SIPIL/196404241991011-

IV.

LAMPIRAN

Mengatur ketinggian permukaan

air dalam tangki utama

Alat percobaan




modul h 06

Documents