KARAKTERISTIK LAJU ALIR MELALUI WEIR SEGITIGA(FLOW 2)

1. Tujuan PercobaanMendemonstrasikan karakteristik laju alir yang melaluiweirberbentuk segitiga

2. Alat dan Bahan yang digunakan

Alat : Flowmeter Orifice meter Venturimeer Weirsegitiga Vernier heigh gauge Stopwatch

Bahan : Air

3. Dasar TeoriPengukuran aliran pada saluran terbuka dilakukan dengan menggunakanweir.Weir adalah sebuah obstruksi yang dilalui cairan di dalam sebuah aliran terbuka. Weir merupakan dam penahan dimana cairan ditampung ke dalamnya dan cairan dalam weir merupakan laju aliran. Istilah beda permukaan bending biasanya diartikan tinggi cairan diatas ambang bendungan tepat di hulu dimana pengisian bending diberi tanda H yang dinyatakan dalam meter.Weir mempunyai bentuk bermacam-macam yaitu segiempat (rectangular), segitiga (V-notch) dan trapesium (cipoletti). Weir segiempat merupakan salah satu bentuk weir yang sudah lama digunakan karena bentuknya sederhana, konstruksinya mudah dan akurat. Weir trapesium merupakan benutuk weir yang cukup banyak digunakan. Aliran fluida proposional dengan lebar dibawah cekungan weir trapesium. Weir segitiga mempunyai jangkauan kapasitas yang lebih besar dan praktis dibandingkan dengan bentuk weir lainnya.Kalau sudut dariweirsegitiga sama dengan,sepertiditunjukan pada gambar dibawah ini.Prinsip kerjanya adalahpengukuran aliran pada saluran terbuka menggunakan weir (bendungan) dilengakpi dengan Vernier Height Gauge (pengukur perubahan ketinggian ) yang mempunyai suatu scale line (garis pembacaan). Mula mula posisi ujung Vernier Height Gauge tepat diatas permukaan aliran fluida dan scale line nya menunjukkan angka nol. Ketika aliran suatu fluida melalui weir mengalami peningkatan laju, maka ketinggian dari fluida tersebut meningkat. Ketinggian dari fluida akan terbaca pada Vernier Height Gauge sehingga laju alir dari suatu fluida sebanding dengan ketinggian dari Vernier Height Gauge dengan beberapa faktor pembanding seperti kemiringan bukaan weir dan panjang puncak weir.Weir hanya dapat digunakan apabila liquida mengalir dalam channel terbuka, tidak dapat digunakan untuk liquida dalam pipa. Perhitungan pada aliran terbuka lebih rumit dari pada aliran dalam pipa dikarenakan: Bentuk penampang yang tidak teratur (terutama sungai) Sulit menentukan kekasaran (sungai berbatu sedangkan pipa tembaga licin) Kesulitan pengumpulan data di lapangan.Mengukuran debit dengan perbedaan ketinggian

Q = Laju alirC = koefisien discharge = Besarnya sudut vee notchH = tinggi head diatas cekung vee notch

4. Teori TambahanPengukuran aliran pada saluran terbuka dilakukan dengan melakukan weir.Weir adalah sebuah bendungan atau obstruksi yang dilalui cairan didalam sebuah aliran terbuka.weir merupakan dam penahan dimana cairan ditampung kedalamnya dan cairan dalam weir merupakan ukuran laju aliran.Istilah beda permukaan bending biasanya diartikan tinggi cairan diatas ambang bending tepat dihulu dimana pengisian bendungdiberi tandaH yang dinyatakan dalam weir.Weir mempunyai bentuk bermacam-macam diantaranya segitiga(V-notch),segiempat(rectangular),Trapesium(Cipoleti).Weir yang paling banyak digunakan adalah weir segitiga dan segiempat.

Weir Persegi Panjang Persegi panjang weirsadalah pelat tipis di mana piring sedang dipotong sedemikian rupa sehingga pembukaan persegi panjang terbentuk di mana aliran dalam saluran yang sedang diukur melewati.Pembukaan persegi panjang terdiri dari dua sisi vertikal, satu bawah disebutpuncak,dan tidak ada sisi atas.Dari mekanika fluida, setiap nilai memiliki aliran saluran terbuka satu dan hanya satu kedalaman kritis.Karena ada korespondensi satu-ke-satu antara kedalaman dan arus, setiap struktur yang dapat menghasilkan kondisi aliran kritis dapat digunakan untuk mengukur laju aliran melewati struktur.Ini adalah prinsip dalam menggunakan bendung persegi panjang sebagai alat pengukur aliran.

Weir SegitigaWeirs segitiga di manapenampangarea,dimana aliran melewati ini dalam bentuk segitiga.Verteks segitiga ini ditunjuk sebagai sudut.Ketika debit aliran lebih kecil,Hdidaftarkan oleh weirs persegi panjang lebih pendek, maka, membaca tidak akurat.Dalam kasus weirs segitiga, karena bentukan itu, membacaHadalah lebih lama dan karenanya lebih akurat untuk arus rendah dibandingkan.Weirs segitiga juga disebutV-notch weirs.Seperti dalam kasus weirs persegi panjang, segitiga weirs mengukur tingkat aliran sebanding dengan luascrosssectionalaliran.Jadi, mereka juga meter daerah.Selain itu, mereka menghalangi arus, sehingga weirs segitiga juga meter aliran mengganggu.

Weir TrapesiumPada weirs trapesium yang di mana luas penampang,dimana aliran melewati ini dalam bentuk sebuah trapesium.Sebagai aliran melewati trapesium, itu sedang dikontrak, maka, rumus yang akan digunakan harus menjadi rumus bendung dikontrak, namun, kompensasi untuk kontraksi dapat dibuat oleh kecenderungan yang tepat dari sudut?.Jika hal ini dilakukan, maka rumus untuk weirs persegi panjang ditekan, Persamaan (3.8), berlaku untuk weirs trapesium, dengan menggunakan panjang bawah sebagaiLpanjang.Nilai sudut?kesetaraan ini menjadi begitu adalah 28 .Jenis bendung yang sekarang disebutbendung Cipolleti(Roberson et al, 1988.).Seperti dalam kasus persegi panjang dan segitiga weirs, weirs trapesium yang luas dan mengganggu flow meter.

5. Prosedur Kerja Memasang piringanweirpada tempatnya dibagian ujung saluran air, kemudian aliran air hingga air melaluichanneldan keluar melalui bagian atasweir. Memperkecil laju aliran air hingga air mengalir tepat diatas permukaan cekungan segitigaweir.MeletakkanVERNIER HEIGHT GAUGEdi tengah tengah antara pipadischargedan piringanweir. Untuk ketinggian air pada saat itu denganVERNIER HEIGHT GAUGE, titik ini adalah titik nol. Mencatat laju alirannya. Menaikkanverneirsetinggi 10 mm, kemudian atur katup control sehingga aliran air tepat berada 10 mm dari datum semula. Mencatat laju aliran yang terjadi menggunakan tanki volumetric. Mengulangi percobaan untuk tiap kenaikkan 5 mm hingga kenaikkan maksimum, catat laju alir pada tiap ketinggian. Menganalisis data hasil percobaan.

6. Data Pengamatan

h (mm)Volume tabung venturipiringan orifice

waktu (s)Q(dm3/s)waktu (s)Q(dm3/s)

1051090,0458721250,04

102290,0436682210,045249

153560,0421353410,043988

204730,0422834490,044543

256080,0411185860,042662

307020,0427357410,040486

155660,075758610,081967

101290,0775191230,081301

152430,0617281860,080645

202770,0722022530,079051

253500,0714293260,076687

304590,0653594060,073892

205370,135135340,147059

10750,133333720,138889

151120,1339291080,138889

201520,1315791460,136986

251970,1269041910,13089

302430,1234572400,125

255240,208333230,217391

10480,208333450,222222

15730,205479660,227273

20930,215054890,224719

251250,21150,217391

301540,1948051580,189873

305140,357143150,333333

10290,344828310,322581

15450,333333400,375

20610,327869640,3125

25760,328947880,284091

30990,303031010,29703

7. Perhitungan Mencari Q tabung venturi dan orifice secara teori pada data pengamatan.

Contoh pada h=10mm

Q= v/t = 5/125 = 0,04 l/s

Sehingga dapat di cari Q pada tabung venturi dan orifice .

Q pada orifice Q10 = (0.04 + 0,045 + 0.043 + 0,044 + 0,042 + 0,040) / 6 Q10 = 0,0423 l/s Q15 = 0,078 l/s Q20 = 0,135 l/s Q25 = 0,215 l/s Q30 = 0,319 l/s

Q pada venturi Q10 = (0.045 + 0,043 + 0.042 + 0,042 + 0,042 + 0,041) / 6 Q10 = 0,0423 l/s Q15 = 0,078 l/s Q20 = 0,130 l/s Q25 = 0,205 l/s Q30 = 0,332 l/s

Perhitungan orifice secara praktik

Dik : C = 0,6 Q= 4/15 . C . H . tan(/2) . = 4/15 . 0,6 . 0,1 . tan(45) . = 4/15 . 0,06 . 1 . 0,44/s= 0,0070/s

Dari rumus di atas dengan cara yang sama di dapat nilai Q yang lain:

CH (dm)Q (dm3/s)

0,60,1900,007

0,60,15900,0194

0,60,2900,04

0,60,25900,068

0,60,3900,1087

Perhitungan venturi secara praktik

Q= 4/15 . C . H . tan(/2) . = 4/15 . 0,98 . 0,1 . tan(45) . = 4/15 . 0,098 . 1 . 0,44/s= 0,0114 /s

Dari rumus di atas dengan cara yang sama di dapat nilai Q yang lain:

CH (dm)Q (dm3/s)

0,980,1900,0114

0,980,15900,0317

0,980,2900,0651

0,980,25900,1126

0,980,3900,1776

% kesalahan

Di dapat dari rumus Qteori Qpraktek x 100% / Qteori

Orifice H (dm)QteoriQ praktek%kesalahan

0,10,04230,00783,45%

0,150,0780,019475,12%

0,20,1350,0470,37%

0,250,2150,06868,37%

0,30,3190,108765,92%

Venturi H (dm)QteoriQ praktek%kesalahan

0,10,04230,011473,04%

0,150,0780,031759,35%

0,20,130,065149,92%

0,250,2050,112645,07%

0,30,3320,177646,50%

8. Grafik

(0,2-0,0656)(0,25-0,1126)(0,3-0,1776)(0,15-0,0317)(0,1-0,0114)

(0,2-0,004)(0,15-0,0194)(0,1-0,007)(0,3-0,108)(0,25-0,068)

9. Analisa percobaan

Berdasarkan percobaan yang telah diamati dapat dianalisa bahwa percobaan mengenai Flowmeter , untuk mengukur laju alir dapat digunakan dua tabung yaitu tabung orifice dan venturiBerdasarkan pengamatan yang digunakan pada perhitungan untuk menggunakan weir segitiga ialah menggunakan ketinggian bukan berdasarkan tekanannya sehingga ketinggiannya berpengaruh pada laju alir dalam suatu fluida.Laju alir pada percobaan flowmeter menggunakan weir segitiga ialah menggunakan perbedaan permukaan dan tanpa perbedaan permukaan. Pada saat menggunakan piringan orifice digunakan ketinggian 10, 15, 20, 25 , 30 dengan volume masing masing 5, 10 , 15 , 20 , 25 dan 30 liter. Pada percobaan ini mahasiswa hanya mencari waktu yang diperlukan untuk mengukur debit air secara teori dan secara praktik. Pada percobaan menggunakan tabung venturi . prosesnya sama seperti piringan orifice. Rumus yang digunakan juga sama . mencari waktu yang diperlukan untuk mengukur debit air secara teori dan praktik. Ketidak akuratan pengukuran terjadi karena beberapa faktor seperti terdapat kotoran-kotoran dan gelembung udara di dalam tabung venturi dan piringan orifice.

10. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah diamati dapat disimpulkan bahwa : Flowmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur debit suatu fluida yang menggunakan dua tabung yaitu tabung orifice dan tabung venturi yang menggunakan weir segitiga melalui perbedaan permukaan Berdasarkan hasil pengamatan semakin besar ketinggiannya akan semakin berkurang waktunya dengan volume yang tetap Semakin rendah ketinggian maka semakin banyakpula waktu yang dibutuhkan untuk mencapai volume yang dibutuhkan, begitu pula sebaliknya. Weir segitiga mempunyai jangkauan kapasitas yang lebih beesar dan praktis dibandingkan weir bentuk-bentuk lain.

11. Daftar Pustaka

Jobsheet.2013.Penuntun Praktikum Instrumen dan Teknik Pengukuran.Politeknik Negeri Sriwijaya.Palembang

GAMBAR ALAT

1 set flowmeter

tabung venturi dan piringan orifice

Vernier heigh gaugeweir segitigaLAPORAN PRAKTIKKUM INSTRUMENT DAN PENGUKURANKARAKTERISTIK LAJU ALIR MELALUIWEIR SEGITIGA(FLOW1)

OLEH :KELOMPOK IIIHafifa Marza (