modul h-10

LAPORAN PRAKTIKUMMEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA

MODUL H-10BENDUNG DASAR

Kelompok II :

1. Jerry Jeremia Darren 2420120062. Evan Wijaya 2420120123. Yohanes Kristanto 2420120134. Wheryn Tandi 242012015

Asisten Laborarorium : Enggar KadyonggoTanggal Praktikum : 20 Desember 2013Tanggal Disetujui : Nilai Laporan : Paraf Asisten :

LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI, DAN SUNGAIDEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS INDONESIA

2013

H – 10 BENDUNG DASAR

10.1 Tujuan

1. Menentukan koefisien kontraksi dari pengukur debit berbentuk segiempat.2. Menentukan koefisien kontraksi dari pengukur debit berbentuk segitiga.

10.2 Teori

1. Lubang segiempat

Q=Cd . 23. B .√2.g .√H 3

Dimana : Q = debit aliran yang melimpas di atas dasar lubangCd = koefisien kontraksiB = lebar lubangH = head di atas dasar lubangG = 10 m/det2

2. Lubang segitiga

Q=Cd . 815.√2.g . tan

∅2.√H 5

Dimana : Q = debit aliran yang melimpas di atas dasar lubangCd = koefisien kontraksiØ = sudut bukaan segitigaH = head di atas dasar lubang

10.3 Alat-alat

1. Meja Hidrolika2. Dinding peredam3. Alat duga dengan perlengkapan yang berbentuk jarum atau pancing4. Bendung dasar5. Stopwatch

10.4. Cara Kerja

1. Siapkan meja Hidrolika, siapkan alat-alat bendung dasar, gunakan lubang

segiempat terlebih dahulu.

2. Atur alat-alat peraga. Sebaiknya alat duga ditempatkan di tengah antara

bendung dasar dan dinding peredam.

3. Alirkan air ke dalam saluran hingga melimpas melalui bendung dasar.

4. Tutup katup pengatur aliran dan diamkan air air di atas lubang bukaan tepat

berhenti melimpas.

5. Buka sekrup halus A lalu set 0 jarum atau pancing pada alat duga dengan

kondisi langkah 4 di atas.

6. Buka sekrup halus C untuk menaikkan jarum atau pancing setinggi 5 mm

(Head = 5mm).

7. Alirkan kembali aliran, atau besar kecilnya debit aliran untuk mendapatkan

harga Head (H).

8. Catat pula volume yang melimpah dalam waktu tertentu untuk mendapatkan

debit alirannya.

9. Ulangi langkah (6-8) untuk setiap kenaikan Head kira-kira 5 mm. Hal ini

dilakukan sampai Head-nya tidak memungkinkan untuk dinaikkan lagi.

10. Ulangi langkah (1-9) untuk lubang segitiga.

Spesifikasi alat :

a. Lebar lubang segiempat (B) = 3 cm

b. Sudut bukaan segitiga (ø) = 90o

10.5 Pengolahan Data

Bukaan Segiempat

Tabel 10.1 Hasil Data Laboratorium

H (mm) Volume (L) Duration (s) Discharge (L/s)10 1 10.58 0.094515 1 7.15 0.139920 1 6.85 0.146025 1 8.08 0.123830 1 8.46 0.1182

Tabel 10.2 Pengolahan Data Cd Praktikum

H dalam m (x) Q (m³/s) Q²/³ (y) x² xy0.01 9.4518E-05 0.002074959 0.0001 2.07496E-05

0.015 0.00013986 0.002694404 0.000225 4.04161E-050.02 0.000145985 0.002772509 0.0004 5.54502E-05

0.025 0.000123762 0.002483471 0.000625 6.20868E-050.03 0.000118203 0.002408536 0.0009 7.22561E-05

∑ 0.00225 0.000250959

b=∑xy∑ x2

=0.111537186

Cd praktikum=3b

32

2B√2g=0.004164708

Tabel 10.3 Pengolahan Data Cd Teori


0.015 0.00013986 0.002694404 0.000225 4.04161E-050.02 0.000145985 0.002772509 0.0004 5.54502E-05

0.025 0.000123762 0.002483471 0.000625 6.20868E-050.03 0.000118203 0.002408536 0.0009 7.22561E-05

rata-rata 0.02 0.000124466 0.002486776 0.00045 5.01917E-05

Cd teori=3Qrata−rata

2B√2g√H 3=0.004919944

Kesalahan Relatif=|Cdteori−CdpraktikumCdteori |×100 %=15.35 %

0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.0350

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003y = 0.1115x

Q^2

/3

H

R^2 = 0.9465

Gambar 10.1 Grafik Q^2/3 terhadap H

Bukaan Segitiga

Tabel 10. 4 Hasil Data Laboratorium

H (mm) Volume (L) Duration (s) Discharge (L/s)10 1 33.48 0.029915 1 17.4 0.057520 1 6.93 0.144325 1 4.72 0.211930 1 3.82 0.2618

Tabel 10.5 Pengolahan Data Cd Praktikum


0.015 5.74713E-05 0.001489248 0.000225 2.23E-050.02 0.0001443 0.00275113 0.0004 5.5E-05

0.025 0.000211864 0.003553901 0.000625 8.88E-05

0.03 0.00026178 0.004092209 0.00090.00012

3

∑ 0.002250.00029

9

b=∑xy∑ x2

=0.132711909

Cd praktikum=15b

52

8√2g . tan 45=0.002690054

Tabel 10.6 Pengolahan Data Cd Teori

H dalam m (x) Q (m³/s) Q²/³ (y) x² xy0.01 0.0000945 0.002074696 0.0001 2.0747E-05

0.015 5.74713E-05 0.001489248 0.000225 2.23387E-050.02 0.0001443 0.00275113 0.0004 5.50226E-05

0.025 0.000211864 0.003553901 0.000625 8.88475E-050.03 0.00026178 0.004092209 0.0009 0.000122766

rata-rata 0.02 0.000153983 0.002792237 0.00045 6.19444E-05

Cd teori= 15Q

8√2g . tan 45 √H 5=1.14125996

Kesalahan Relatif=|Cdteori−CdpraktikumCdteori |×100 %=99.7 %

0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.0350

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

0.004

0.0045y = 0.1327x

H

Q^2

/3

R^2 = 0.92134

Gambar 10.2 Grafik Q2/3 terhadap H

10.6 Analisa Analisa Percobaan

Praktikum bendung dasar ini dilakukan di Laboratorium Hidrolika,

Hidrologi, Sungai Universitas Indonesia. Pertama-tama praktikum ini

memerlukan peralatan meja hidrolika dan seperangkat alat-alat bendung dasar.

Setelah itu praktikan memasang lubang bukaan berbentuk segiempat. Lalu

alirkan air hingga air mengalir keluar dari lubang bukaan. Tutup katup dan

tenangkan air yang ketinggiannya tepat di bawah lubang bukaan tempat air

mengalir. Kemudian atur mata pancing di atas permukaan air yang tenang

sebagai titik nol dan naikkan mata pancing 5 mm di atas permukaan air yang

tenang, lalu alirkan kembali air sehingga air mengalir keluar dari lubang

bukaan dan atur sampai tinggi air mengalir sejajar di atas mata pancing dengan

konstan. Dalam kondisi itu dapat dicari debit dan kecepatan aliran dari air yang

mengalir keluar dari lubang bukaan tersebut.

Tinggi mata pancing yang ditentukan dari titik nol yaitu 10 mm, 15

mm, 20 mm, 25 mm, dan 30 mm. Pengukuran debit air dihitung dengan waktu

konstan selama 10 sekon. Dari praktikum ini didapat kecepatan air mengalir

serta debit air, data tersebut digunakan untuk mencari koefisien kontraksi air

pada lubang bukaan. Setelah percobaan pada lubang bukaan berbentuk

segiempat, praktikan mengganti lubang bukaan dengan yang berbentuk

segitiga lalu mengulangi percobaan yang sudah dilakukan terhadap lubang

bukaan segiempat.

Pada aplikasinya di lapangan praktikum ini diimplementasikan pada

pintu air yang terdapat di waduk atau sungai untuk mengendalikan air yang

mengalir sehingga volume air tidak berubah secara drastis terhadap surut atau

meluapnya air pada suatu wilayah.

Analisa Hasil

Dari hasil pengolahan data yang dilakukan pada lubang bukaan

segiempat dapat diketahui bahwa nilai dari debit aliran air rata-rata berkisar

0.000124466 m3/s. Nilai tersebut didapat dari jumlah volume air dibagi

dengan jumlah waktu yang diperlukan untuk mendapatkan volume air

tersebut. Nilai Cd praktikum sebesar 0.004164708 dan nilai Cd teorinya

sebesar 0.004919944. Kesalahan relatif nilai Cd ini adalah 15.35%.

Sementara itu pada lubang bukaan segitiga dengan ∅ = 90o nilai debit

aliran rata-ratanya adalah 0.000153983 m3/s. Nilai Cd praktikumnya

0.002690054 dan nilai Cd teori sebesar 1.14125996 dengan nilai kesalahan

relatif 99.7%. Tentu saja nilai kesalahan relatif ini sangat besar dikarenakan

kesalahan yang dilakukan praktikan. Seharusnya nilai debit dan nilai Cd pada

lubang bukaan segiempat lebih besar daripada lubang bukaan segitiga

dikarenakan aliran air yang melalui lubang bukaan segiempat dapat mengalir

lebih banyak.

Analisa Kesalahan

Pada praktikum kali ini terdapat beberapa kesalahan sehingga hasil

data yang di dapat menjadi tidak tepat, kesalahan-kesalahan tersebut di

antaranya :

Ketidaktepatan pembacaan stopwatch dengan volume air yang dibaca

pada manometer.

Ketinggian alat duga atau mata pancing tidak sesuai yang seharusnya.

Saat alat duga dinaikkan praktikan menaikkan titik nol, sehingga

ketinggian alat duga terhadap air tidak berubah, sehingga kesalahan

relative yang didapat sangat tinggi.

Kesalahan melakukan perhitungan data.

10.7 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

seharusnya debit aliran air yang mengalir melalui lubang bukaan segiempat

lebih besar daripada lubang bukaan segitiga, selain itu nilai Cd lubang bukaan

segiempat juga seharusnya lebih besar daripada lubang bukaan segitiga. Pada

laporan terdapat hasil-hasil data yang tidak tepat dikarenakan kesalahan-

kesalahan yang dilakukan selama praktikum.

10.8 Dokumentasi

Gambar 10.3 Lubang Bukaan Segitiga

Gambar 10.4 Alat Ukur Ketinggian Mata Duga

Gambar 10.5 Mata Duga

Gambar 10.6 Praktikan Mengatur Katup Aliran Air

modul h-10

Documents