Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

1

A. Maksud dan Tujuan

1. Mendemonstrasikan aliran permanen seragam pada saluran licin dan kasar

2. Menentukan koefisien kekasaran Chezy untuk masing-masing saluran

(saluran dengan dasar licin dan kasar).

B. Alat dan Bahan

1. Multi-purpose teaching flume

2. Point gauge (alat ukur tinggi muka air).

3. Mistar / pipa ukur

C. Prosedur Percobaan

1. Alirkan air kedalam saluran (flume) tanpa kekasaran dengan menjalankan

pompa.

2. Aturlah kemiringan dasar saluran dengan alat pengatur kemiringan, catatlah

kemiringannya sebagai Is.

3. Ukurlah kedalaman di dua titik pada saluran dengan jarak yang telah

ditentukan (L), satu bagian di hulu dan bagian yang lain di hilir (usahakan

pengukuran tidak terganggu oscilasi aliran). Catat pengukuran sebagai h1

dan h2.

4. Ukur dan catat debit aliran, kemudian ukur pula kecepatan aliran di kedua

titik tersebut sebagai v1 dan v2.

5. Hitunglah kemiringan muka air yang terjadi yaitu : Iw = Is + (h1 – h2)/L.

6. Amati keadaan aliran yang terjadi.

7. Ulangi prosedur di atas untuk 2 debit yang lain, bandingkan hasilnya.

8. Ulangi prosedur 1 – 7 untuk dasar saluran dengan kekasaran.

9. Dari hasil pengukuran tersebut tentukan besarnya koefisien kekasaran Chezy

untuk dasar saluran licin maupun kasar, lalu bandingkan.

10. Gambarlah sketsa saluran dan letak-letak titik pengukuran

D. Tabel Hasil Pengamatan

Kemiringan saluran (Is) = ………..

PERCOBAAN III

ALIRAN PERMANEN SERAGAM

PADA SALURAN LICIN DAN KASAR

Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

2

Panjang 2 titik pengamatan (L) = ………..

Lebar Flume (B) = 76 mm

Tabel 3.1. Hasil pengamatan pada saluran licin

Saluran No Uji Volume (V)

(ml)

Waktu (t)

(s)

h1

(mm)

h2

(mm)

LI-1

LI-2

LI-3

L2-1

L2-2

L2-3

L3-1

L3-2

Licin

L3-3

KI-1

KI-2

KI-3

K2-1

K2-2

K2-3

K3-1

K3-2

Kasar

K3-3

E. Hitungan

1. Dasar Teori

Pada umumnya type aliran melalui saluran terbuka adalah turbulen, karena

kecepatan aliran dan kekasaran dinding relatif besar. Aliran melalui saluran

terbuka disebut seragam (uniform) apabila berbagai variabel aliran seperti

kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit aliran pada setiap tampang di

sepanjang saluran adalah konstan. Pada aliran seragam, garis energi, garis muka

air dan dasar saluran adalah sejajar, sehingga kemiringan ketiga garis tersebut

adalah sama. Kedalaman air pada aliran seragam disebut dengan kedalaman air

normal.

Aliran disebut tidak seragam atau berubah apabila variabel aliran seperti

kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit di sepanjang saluran tidak

konstan. Apabila perubahan aliran terjadi pada jarak yang panjang, maka disebut

aliran berubah (gradually varied flow) beraturan. Sebaliknya apabila terjadi pada

jarak yang pendek maka disebut berubah cepat (rapidly varied flow).

Aliran disebut permanen (steady flow) apabila variabel aliran di suatu titik

seperti kedalaman dan kecepatan tideak berubah terhadap waktu. Dan apabila

berubah terhadap waktu maka disebut aliran tidak permanen (unsteady flow).

Zat cair yang mengalir melalui saluran terbuka akan menimbulkan tegangan

geser pada dinding dan dasar saluran. Tahanan ini akan diimbangi oleh

komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Di dalam

Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

3

aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang dengan

tahanan geser. Tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran.

Berdasarkan kesetimbangan gaya-gaya yang terjadi tersebut, dapat

diturunkan rumus Chezy sebagai berikut :

RICV = (3.1)

dengan : V = kecepatan aliran

C = koefisien kekasaran dasar Chezy

R = jari-jari hidraulik = A/P

A = tampang basah dan P = keliling basah

I = kemiringan muka air

Apabila kecepatan aliran dapat diketahui, maka akan mudah bagi kita untuk

menentukan harga koefisien kekasaran Chezy tersebut.

2. Contoh Hitungan

a. Menghitung debit aliran (Q)

� tVQ =

b. Menghitung debit aliran rata-rata (Q)

� t

QQQQr

321 ++=

c. Menghitung luas tampang basah (A)

� HBA ×=

d. Menghitung keliling tampang basah (P)

� HBP 2+=

e. Menghitung radius hidraulik (R)

� PAR =

f. Menghitung kecepatan aliran (V)

� AQV =

g. Menghitung kecepatan aliran rata-rata (Vr)

� 2

21 titiktitik

r

VVV

+

=

h. Menghitung kemiringan muka air (Iw)

� L

hhI

titiktitik

w

12 −

=

i. Menghitung Koefisien Chezy (C)

� wIR

VC

×

=

Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

4

Tabel 3.1. Hasil perhitungan Debit Rata-Rata

Saluran No Uji Volume (V)

(ml)

Waktu (t)

(s)

Debit

ml/t

Debit rerata

ml/t

Debit rerata

m3/t

LI-1

LI-2

LI-3

Q1= Q1=

L2-1

L2-2

L2-3

Q2= Q2=

L3-1

L3-2

Licin

L3-3

Q3= Q3=

KI-1

KI-2

KI-3

Q1= Q1=

K2-1

K2-2

K2-3

Q2= Q2=

K3-1

K3-2

Kasar

K3-3

Q3= Q3=

Tabel 3.2. Hasil perhitungan pada saluran licin

Q1 = …m3/det Q2 = … m

3/det Q3 = … m

3/det

Uraian

Titik 1 Titik 2 Titik 1 Titik 2 Titik 1 Titik 2

Kedalaman, h (mm)

Kedalaman, h (m)

Luas tamp basah, A (m2)

Kel. Tamp. Basah, P (m)

Radius hidarulik, R (m)

Kecepatan aliran, V (m/s)

Kec. rerata aliran Vr (m/s)

Kemiringan muka air, (Iw)

Koefisien Chezy

Koef. Chezy rerata

Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

5

Tabel 3.3. Hasil perhitungan pada saluran kasar

Q1 = …m3/det Q2 = … m

3/det Q3 = … m

3/det

Uraian

Titik 1 Titik 2 Titik 1 Titik 2 Titik 1 Titik 2

Kedalaman, h (mm)

Kedalaman, h (m)

Luas tamp basah, A (m2)

Kel. Tamp. Basah, P (m)

Radius hidarulik, R (m)

Kecepatan aliran, V (m/s)

Kec. rerata aliran Vr (m/s)

Kemiringan muka air, (Iw)

Koefisien Chezy

Koef. Chezy rerata

F. Pembahasan

G. Kesimpulan

H. Lampiran

1. Sketsa Alat

2. Grafik

3. Laporan sementara

Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

6

PENJELASAN TENTANG ALAT

Multi-purpose teaching flume

Merupakan satu set model saluran terbuka dengan dinding tembus

pandang (fiber glass) yang diletakkan pada struktur rangka baja kaku. Dasar

saluran ini dapat diubah-ubah kemiringannya dengan menggunakan jack

hydraulic yang dapat mengatur kemiringan dasar saluran tersebut secara akurat

sesuai dengan yang kita kehendaki. Terpasangnya rel pada bagian atas saluran

tersebut memungkinkan alat ukur kedalaman (point gauge) dan tabung pitot

dapat digeser-geser sepanjang saluran.

Saluran ini dilengkapi dengan keran tekanan udara dan pada titik-titik

tertentu terdapat lubang untuk pemasangan model bangunan air. Saluran ini

dilengkapi pula dengan tangki pelayanan berikut pompa sirkulasi air

(hydraulics bend) dan alat ukur debit.

Petunjuk Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika

Laboratorium Hidroteknik Fakultas Teknik III-

Universitas Riau

7

LAPORAN SEMENTARA

PRAKT IKUM HIDRAULIKA

PERCOBAAT III ALIRAN PERMANEN SERAGAM

PADA SALURAN LICIN DAN KASAR

Alat yang digunakan :

1.

2.

3.

4.

5.

Hasil Percobaan

Kemiringan saluran (Is) = ………..

Panjang 2 titik pengamatan (L) = ………..

Lebar Flume (B) = 76 mm

Saluran No Uji Volume (ml) Waktu (s) h1 (mm) h2 (mm)

LI-1

LI-2

LI-3

L2-1

L2-2

L2-3

L3-1

L3-2

Licin

L3-3

KI-1

KI-2

KI-3

K2-1

K2-2

K2-3

K3-1

K3-2

Kasar

K3-3

Tanggal Praktikum :

Kelompok :

No Nama NIM ttd Dosen pengasuh

1

2

3

4

5

6

7