meflu h 06 asis 1

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDAMODUL H.06ALIRAN MELALUI LUBANG

KELOMPOK 71Adnan Kusuma Putra1306369415

2Andhika Rizki Yuandry1306369402

3Andrean Wardani1306369453

4Humayri Sidqi1306369440

5Shodikin Martanto1306369434

6Yoel Priatama1306369421

Tanggal Praktikum:4 Oktober 2014

Nama Asisten Praktikum:Gilang Panatama Aziz

Tanggal Disetujui:

Nilai:

Paraf:

LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI, DAN SUNGAIDEPARTEMEN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA2014H.06 ALIRAN MELALUI LUBANG

PERCOBAAN A6A.1 TujuanMendapatkan besaran koefisien kecepatan aliran melalui lubang kecil.

6A.2 Teori DasarComment by Mitria Widianingtias: Tambahin mengenai vena contracta, Cv dan maksud dari nilai Cv.Orifice adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran volume atau debit fluida di dalam saluran yang tertutup (pipa) dengan menggunakan prinsip beda tekanan. Selain orifice, venturimeter dan pipa pitot juga bisa digunakan untuk mengukur laju aliran volum atau debit fluida. Kelebihan orifice dibanding alat ukur debit lain adalah mudah pemasangan dan biayanya rendah. Sedangkan kekurangan orifice dibanding alat ukur lain adalah headloss tinggi dan tingkat akurasi bergantung pada kondisi instalasi atau pemasangan alat ukur tersebut.Kecepatan aliran melalui lubang (orifice) dapat dinyatakan sebagai berikut :

Sedangkan dari percobaan ini harga Cv diperoleh dari hubungan :

Dimana :V = kecepatan aliran yang melewati lubangCv = koefisien kecepatang = gravitasih = tinggi air terhadap lubangX = jarak horizontal pancaran air dari bidang vena contractaY = jarak vertikal pancaran airTitik nol (0) 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 :

Dimana Cc adalah nilai koefisien kontraksi.

6A.3 Alat dan Bahan1. Meja Hidrolika2. Kertas Grafik3. Perangkat alat percobaan aliran melalui lubang4. Stopwatch5. Gelas Ukur

Keterangan gambar :1. Pipa aliran masuk2. Pipa lentur dari pipa pelimpah untuk mengatur tinggi head3. Pipa pelimpah4. Skala penunjuk muka air5. Tangki utama6. Penjepit kertas7. Papan8. Jarum vertikal9. Sekrup pengatur jarum10. Kaki penyangga11. Sekrup lubang aliran12. Lempeng lubang aliran13. Peredam

6A.4 Cara Kerja1. Menempatkan alat pada saluran tepi meja Hidrolika. Menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai meja Hidrolika dan mengarahkan 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 grafik pada papan dibelakang jajaran jarum dan menaikkan dulu semua jarum untuk membebaskan lintasan air yang menyembur.4. Menaikkan pipa pelimpah, membuka katup pengatur aliran dan alirkan air masuk kedalaman tangki utama.5. Mengatur katup pengatur aliran sedemikian rupa, sehingga air persis melimpah lewat pipa pelimpah dan tidak ada gelombang pada permukaan 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. Mengatur posisi jarum tegak secara berurutan untuk mendapatkan bentuk lintasan aliran yang menyembur. Memberi 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 mengulangi langkah 1-9

6A.5 Pengolahan DataTabel H06.1(tambahin nama tabel)Diameter tangki utama = 138 mmDiameter(mm)Head(mm)Koordinat12345678

3400x04898148198248298348

y071627406081105

380x04898148198248298348

y17,51729426182,5109,5

360x04898148198248298348

y281830,544,56488116

340x04898148198248298348

y282032,547,56893,5122

320x04898148198248298348

y3102034527399127

6400x04898148198248298348

y061525355578102

380x04898148198248298348

y271627416182107

360x04898148198248298348

y271728446485,5110

340x04898148198248298348

y281730466890117

320x04898148198248298348

y281932497096123

Tabel H06.2D = 3 mm, H = 400 mmxH (mm)X = x2/HYX2XY

04000000

484005.76733.177640.32

9840024.0116576.48384.16

14840054.76272998.661478.52

19840098.01409605.963920.4

248400153.766023642.19225.6

298400222.018149288.417982.8

348400302.7610591663.631789.8

17780864821.6

0,3645586

0.8281067Gambar H06.2


03800100

483806.0631587.536.761945.4736842

9838025.2736817638.759429.652632

14838057.64211293322.611671.62105

198380103.16844210643.74333.07368

248380161.85266126196.39873.01053

298380233.694782.554613.219279.8158

348380318.6947109.510156634897.0737

19701870529.7211

0.3579867

0.8281067Gambar H06.3


03600200

483606.4840.9651.2

9836026.6777818711.704480.2

14836060.8444430.53702.051855.75556

198360108.944.511859.24846.05

248360170.84446429187.810934.0444

298360246.67788860849.921707.6444

348360336.411611316539022.4

21951778897.2944

0.3594137

0.8340127Gambar H06.4


03400200

483406.776471845.920654.2117647

9834028.2470620797.896564.941176

14834064.42353334150.392093.76471

198340115.30594813295.45477.02941

248340180.89416832722.712300.8

298340261.18829468219.324421.1

348340356.188212212687043454.9647

24610288366.8118

0.3590663

0.8344162

Gambar H06.5


03200300

483207.21051.8472

9832030.012520900.75600.25

14832068.45344685.42327.3

198320122.51255215009.36370.65

248320192.27336940.814030.6

298320277.51259977013.227473.7375

348320378.4512714322448063.15

27782698937.6875

0.3561142

0.8378675Gambar H06.6


04000000

484005.76633.177634.56

9840024.0115576.48360.15

14840054.76252998.661369

19840098.01359605.963430.35

248400153.765523642.18456.8

298400222.017849288.417316.78

348400302.7610291663.630881.52

17780861849.16

0.3478415

0.8477725

Gambar H06.7


03800200

483806.063158736.761942.4421053

9838025.2736816638.759404.378947

14838057.64211273322.611556.33684

198380103.16844110643.74229.90526

248380161.85266126196.39873.01053

298380233.69478254613.219162.9684

348380318.694710710156634100.3368

19701869369.3789

0.3520972

0.8426335

Gambar H06.8


03600200

483606.4740.9644.8

9836026.6777817711.704453.522222

14836060.84444283702.051703.64444

198360108.94411859.24791.6

248360170.84446429187.810934.0444

298360246.67788660849.921090.95

348360336.411011316537004

21951776022.5611

0.346318

0.8496351

Gambar H06.9


03400200

483406.776471845.920654.2117647

9834028.2470617797.896480.2

14834064.42353304150.391932.70588

198340115.30594613295.45304.07059

248340180.89416832722.712300.8

298340261.18829068219.323506.9412

348340356.188211712687041674.0235

24610285252.9529

0.3464135

0.849518

Gambar H06.10


03200200

483207.2851.8457.6

9832030.012519900.75570.2375

14832068.45324685.42190.4

198320122.51254915009.36003.1125

248320192.27036940.813454

298320277.51259677013.226641.2

348320378.4512314322446549.35

27782695465.9

0.3436179

0.8529668

Gambar H06.11

Catatan : tabel dan grafik diberi nama dan sumber.Cv rata-rata dari diameter 3 mm dan 6 mm

0.84126

Kesalahan relatif = Kesalahan relatif = Kesalahan relatif = 14.157%

6A.6 Analisa1. Analisa PercobaanComment by Mitria Widianingtias: Tambahin tujuan praktikum di awal analisa. Praktikum aliran melalui lubang memakai meja hidrolika, kertas grafik (millimeter blok), dan seperangkat alat percobaan aliran melalui lubang. Meja hidrolika berfungsi sebagai penyuplai air untuk alat percobaan aliran melalui batang. Kertas grafik berfungsi sebagai kertas penanda pancuran air dari tangki utama alat percobaan aliran melalui lubang untuk mendapatkan koordinat bentuk pancuran air. Praktikan menempatkan alat percobaan aliran melalui lubang pada saluran tepi meja hidrolika agar aliran air dapat disuplai terus menerus sehingga tidak boros air. Praktikan mengkalibrasi alat percobaan aliran melalui lubang dengan cara menempatkan kaki penyangga alat supaya horizontal dan mengatur pancuran dari lubang bukaan agar sebidang dengan jarum vertikal Hal ini dimaksudkan agar pengukuran menjadi akurat. Kertas grafik yang telah tersedia kemudian diselipkan kebelakang jarum vertikal. Praktikan mengisi air pada tangki utama sekaligus mengukur head awal dengan cara membuka katup pengatur aliran, menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai air meja hidrolika dan mengatur pipa lentur pada tangki pelimpah. Usahakan agar air persis melimpah lewat pipa pelimpah dan permukaan air pada tangki utama tidak bergelombang. Permukaan air yang datar akan memudahkan praktikan untuk membaca head awal. Jarum vertikal dinaikkan terlebih dahulu agar tidak mengganggu pancuran air. Praktikan menentukan letak terjadinya vena contracta diukur dari lubang bukaan sebesar setengah dari diameter lubang bukaan. Kemudian, jarum vertikal diatur sedemikian rupa sehingga membentuk pancuran air dan menandai ujung atas jarum vertikal pada kertas grafik.Comment by Mitria Widianingtias: Emangnya dilakuin?Dengan selisih head 20 mm menurun, praktikan mengulangi penandaan jarum vertikal pada kertas grafik sebanyak lima kali agar didapatkan nilai koefisien kecepatan (Cv) yang beragam. Demikian pula dilakukan dengan diameter lubang bukaan yang berbeda yaitu 3 mm dan 6 mm.

2. Analisa HasilComment by Mitria Widianingtias: Tambahin gimana cara mengolah datanya. Tambahin juga analisa mengenai grafiknya.Dalam percobaan yang dilakukan, didapatkan koordinat-koordinat bentuk pancuran air pada kertas grafik. Dapat dilihat bahwa semakin kecil head maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan sehingga jarak pancuran akan semakin pendek. Semakin besar head maka semakin besar tekanan yang dihasilkan sehingga jarak pancuran akan semakin panjang. Dapat dilihat juga bahwa dengan menggunakan lubang bukaan berdiameter besar maka jarak pancuran akan sedikit lebih panjang dibandingkan dengan menggunakan lubang bukaan berdiameter kecil dikarenakan lebih banyaknya volume air yang melimpah keluar pada lubang bukaan berdiameter besar dibandingkan dengan lubang bukaan berdiameter kecil. Besarnya koefisien kecepatan (Cv) dalam percobaan ini adalah 0.84126.Dari pengolahan data yang dilakukan, dapat dilihat bahwa besarnya koefisien kecepatan (Cv) semakin mendekati besarnya koefisien kecepatan teori jika pengukuran menggunakan lubang bukaan berdiameter besar. Jika diameter terus diperbesar maka akan didapatkan nilai koefisien kecepatan yang sesuai dengan koefisien kecepatan teori.3. Analisa KesalahanComment by Mitria Widianingtias: Dibikin per poin aja.Pada praktikum aliran melalui lubang ini, didapatkan beberapa kesalahan yang dilakukan oleh praktikan. Kesalahan-kesalahan tersebut seperti kesalahan dalam mengatur permukaan pada tangki utama sehingga masih bergelombang sehingga menyulitkan praktikan dalam membaca nilai head yang menyebabkan pengukuran menjadi kurang akurat. Peletakan ujung pancuran sedikit tidak sebidang dengan jarum vertikal sehingga praktikan sulit membentuk arah pancuran air. Selanjutnya, kesalahan dalam membaca bentuk pancuran air pada ujung atas jarum vertikal sehingga penandaan pada kertas grafik menjadi menumpuk yang menyebabkan praktikan bingung dalam membaca tanda. Pancuran air yang beriak juga menyulitkan praktikan membaca bentuka pancuran air. Kesalahan-kesalahan ini menyebabkan besar koefisien kecepatan (Cv) tidak sebesar koefisien kecepatan teori sehingga nilai kesalahan relatif menjadi besar. Nilai kesalahan relatif dalam praktikum kali ini sebesar 14.157% dibandingkan dengan besar Cv teori sebesar 0.98 yang didapat dari jurnal penelitian University of Houston, USA.

6A.7 Kesimpulan dan Saran1. Besarnya koefisien kecepatan yang didapat dari percobaan ini sebesar : 0.84126.2. Besarnya kesalahan relatif koefisien kecepatan jika besar koefisien kecepatan teori sebesar 0.98 yaitu 14.157%.3. Semakin kecil head maka semakin kecil tekanan sehingga nilai koefisien kecepatan semakin kecil, demikian pula kebalikannya.4. Semakin kecil diameter lubang bukaan makan semakin kecil kecepatan pancuran yang dihasilkan sehingga nilai koefisien kecepatan semakin kecil, demikian pula sebaliknya

6A.8 ReferensiLaboratorium Hidrolika, Hidrologi, dan Sungai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Pedoman Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika. Depok: Hidrolika, Hidrologi, dan Sungai DTS FTUI.University of Houston. Velocity Coefficients For Free Jets From Sharp-Edged Orifices. http://uh.edu/engines/VelocityCoefficients.pdf (13 Oktober 2014)

PERCOBAAN B6B.1 TujuanMendapatkan besaran koefisien debit aliran melalui lubang kecil dalam keadaan1. Aliran dengan tekanan tetap2. Aliran dengan tekanan berubah

6B.2 Teori DasarSelain koefisien kecepatan (Cv) pada aliran melalui lubang dikenal juga dengan istilah koefisien Cd, yaitu perbandingan antara debit yang sebenarnya dengan debit teoritis atau rasio laju aliran massa air pada lubang pipa dengan lubang pipa ideal yang mengalirkan jenis fluida yang sama pada waktu dan tekanan yang sama pula. Koefisien ini berguna untuk menentukan pengurangan debit aliran yang disebabkan oleh bagian tertentu dari orifice yang menyempit, atau dapat disebut resistansi alat yang membebani aliran air. Koefisien Cd tidak berdimensi dan hampir selalu konstan untuk tiap diameter lubang bukaan pada orifice. Semakin besar nilai Cd makan semakin besar nilai laju air maksimal pada orifice tersebut. Besarnya Cd adalah 0.75-0.85. Persamaan untuk mencari koefisien Cd adalah :Untuk aliran dengan tekanan tetap berlaku : Untuk aliran dengan tekanan berubah berlaku : Dimana :Q = besarnya debit aliran yang melalui lubangCd = koefisien debitA = luas penampang lubangg = percepatan gravitash = tinggi air terhadap lubang = waktu pengosongan tabung / tangki ( = luas tangki utama = tinggi air pada waktu = tinggi air pada waktu

6B.3 Alat dan Bahan1. Meja Hidrolika2. Stopwatch3. Gelas ukur4. Perangkat Alat Percobaan / Peraga Aliran Melalui Lubang5. Jangka Sorong

6B.4 Cara KerjaPendahuluan1. Mengukur diameter tangki utama2. Menempatkan alat pada saluran tepi meja hidrolika. Menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai meja hidrolika dan mengarahkan pipa lentur dan pipa pelimpah ke tangki meja hidrolika.3. Mengatur kaki penyangga sehingga alat terletak horizontal.4. Menaikkan pipa pelimpah, membuka katup pengatur aliran pada meja hidrolika.Untuk keadaan Aliran Tetap :1. Mengatur katup pengatur aliran dan pipa pelimpah sedemikian, sehingga tinggi muka air pada tangki tetap pada ketinggian yang dikehendaki.2. Mencatat tinggi tekanan air h pada skala mistar ukur, menghitung debit aliran yang melewati lubang dengan menggunakan gelas ukur dan stopwatch.3. Mengulangi prosedur diatas untuk setiap perbedaan tinggi tekanan.4. Mengganti lempeng lubang bukaan dengan diameter yang lain dan mengulangi langkat 1 s/d 4.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 mengosongkan tangki utama dari ketinggian h1.5. Mengulangi percobaan untuk harga h1 dan h2 yang lain.6. Mengganti lempeng bukaan dan mengulangi lagi langkah 1 s/d 5.

6B.5 Pengolahan DataTabel H06.12Constant HeadDiameter D (mm)Head h (mm)Volume Water V (mm3)Time T (sec)Q(mm3/s)Q2

3400350002.2615486.7257239838671.8

380340002.0416666.6667277777777.8

360320002.2214414.4144207775342.9

34030000215000225000000

32028000214000196000000

64001200002.0359113.30053494382295

3801050002.2147511.31222257324789

3601040002.149523.80952452607710

3401020002.344347.82611966729679

3201000002.0449019.60782402921953

Tabel H06.13Variable HeadDiameter D (mm)Head 1 h1 (mm)Head 2 h2 (mm)Time T (sec)T(sec)

34003805.485.48

3803603428.52

36034062.6428.64

34032092.429.76

320300122.7530.35

640038055

38036012.877.87

36034020.247.37

34032025.214.97

32030026.661.45

Tabel H06.14D = 3 mm ; g = 9810 mm/s2

meflu h 06 asis 1

Documents

Transcript of meflu h 06 asis 1