percobaan saluran tertutup

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan

Percobaan saluran tertutup ini mempunyai maksud agar para mahasiswa dapat

mengetahui secara praktis di lapangan tentang saluran tertutup, seperti teori yang

diperoleh di mata kuliah Hidrolika.

Adapun beberapa tujuan dari pratikum ini adalah :

1. Untuk mengukur dan mengetahui cara mengukur debit air yang melewati pintu ukur

Thomson.

2. Dapat menghitung kecepatan air dalam pipa serta kehilangan tinggi tekan sehingga

dapat menggambarkan kemiringan garis energi (energy gradient) dan kemiringan

garis hidrolik (hidraulic gradient) baik pada pipa datar atau pada pipa miring.

3. Dapat menentukan jenis aliran dengan melihat bilangan Reynold ( Re )

4. Menghitung besarnya faktor gesekan f dengan memakai rumus Darcy – Weisbach

serta koefisien Cheezy (C). Sehingga dapat diketahui besarnya penyimpangan debit

aliran antara alat ukur Thomson dengan perhitungan malalui rumus Cheezy.

5. Dapat menentukan tebal lapisan air sehingga kita dapat mengetahui juga jenis

saluran.

6. Dapat membandingkan sifat hidrolik berdasarkan hasil percobaan pada butir 1

sampai dengan butir 5 antara saluran tertutup datar dan miring pada keadaan

keluaran (Outlet) bebas, tidak bebas, dan tenggelam (submerged).

1.2 Landasan Teori

1.2.1 Aliran Dalam Pipa

Gerakan air didalam pipa sering sekali terjadi aliran tunak (steady flow),

yaitu suatu aliran dimana suatu titik tertentu besarnya tekanan dan kecepatan

tidak berubah dengan waktu.

Berdasarkan cara bergeraknya, aliran lunak dibedakan menjadi :

1. Aliran Laminer.

Aliran laminer adalah aliran fluida yang bergerak dengan kondisi

lapisan-lapisan yang membentuk garis-garis alir dan tidak berpotongan satu

sama lain. Alirannya relatief mempunyai kecepatan rendah dan fluidanya

bergerak sejajar (laminae) & mempunyai batasan-batasan yang berisi aliran

fluida.

1 |

2. Aliran Turbulen.

Aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak

secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling

interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling

berpotongan.

Gambar 1.2.1

Penentuan jenis aliran, pada saluran tertutup dapat menggunakan bilangan

Reynold ( Re ), dimana :

a. Bila Re < 2000 , maka alirannya disebut laminer.

b. Bila Re > 4000 , maka alirannya disebut turbulen.

Jika Re antara 2000 dan 4000, aliran sukar diketahui atau dipastikan

karena dalam keadaan tersebut merupakan fase peralihan atau transisi. Jadi

kemungkinan adalah laminar atau turbulen, tetapi pada batas ini dapat dianggap

turbulen untuk maksud perhitungan.

Angka Reynold ( Re ) dapat dicari dengan rumus :

Dengan : Re = Bilangan Reynold

V = Q /A = Kecepatan rata-rata ( m/dt )

D = Diameter pipa ( m )

F = Rapat massa fluida (kg/m3)

μ = Kekentalan (Viskositas) dinamik (kg/m/dt)

υ = f ( T ) = Kekentalan kinematis ( m2 / dt )

Untuk air perubahan kekentalan kinematik terhadap temperature dapat

diperkirakan dengan persamaan berikut ini :

υ = [ 1,14 – 0,031 ( T° - 15 ) + 0,00068 ( T° - 15 )2 ] 10-6

2 |

Re = V D / = ( V . D ) / υ

Variasi kecepatan aliran dalam pipa pada bagian inlet dan pada bagian

sepanjang pipa dapat dijelaskan dengan gambar berikut :

Gambar 1.2.2

Pola aliran (flow pattern) pada bagian inlet

Gambar 1.2.3

Konsep aliran tekan dalam pipa

1.2.2 Kehilangan Tinggi Tekanan (loss of head)

Pada zat cair biasa (yang mempunyai kekentalan), sewaktu mengalir

dalam pipa terjadi gesekan antara zat cair itu sendiri dengan dinding pipa.

Sehingga terjadi kehilangan tinggi energi (loss of energy). Kehilangan ini, tidak

hanya disebabkan oleh keadaan diatas, tetapi juga oleh perlengkapan pipa seperti

lengkung, katup dan sebagainya.

Kehilangan tinggi tekan diklasifikasikan menjadi :

1. Kehilangan tinggi tekan besar ( Major Losses )

Kehilangan ini terutama disebabkan gesekan dan turbulensi cairan.

Besarnya kehilangan tinggi tekan ini dapat dihitung dengan menggunakan

rumus :

a. Hagen Poisuile

Khusus dipakai untuk menghitung jenis aliran laminar :

3 |

hf = ( 32 . υ . L . V ) / ( g . D2 )

Dengan :

hf = Kehilangan tinggi tekan ( m )

L = Panjang pipa ( m )

V = Kecepatan aliran ( m/dt )

υ = Kekentalan kinematis ( m2/dt )

g = Percepatan gravitasi ( m/dt2 )

D = Diameter ( m )

b. Darcy – Weisbach

Rumus ini dapat dipakai untuk semua jenis aliran.

Dengan :

hL = Kehilangan tinggi tekan ( m )


V = Kecepatan aliran ( m/dt )

f = Koefisien gesekan Darcy


D = Diameter ( m )

2. Kehilangan Tinggi Tekan Kecil (minor losses)

Kehilangan ini disebabkan oleh penambahan penampang antara lain

oleh lubang masuk, penyempitan tiba-tiba, pembelokan, lubang keluar, dan

sebagainya. Dalam pipa panjang (mempunyai panjang 1000 kali

diameternya), kehilangan tinggi tekan karena gesekan adalah hal yang paling

berpengaruh sehingga kehilangan tinggi tekan kecil dapat diabaikan karena

kecil sekali. Akan tetapi dalam pipa pendek (mempunyai panjang kurang dari

1000 kali diameternya), kehilangan tinggi tekan kecil harus ikut

diperhatikan.

Persamaan dasar untuk menghitung kehilangan tinggi tekan kecil adalah :

Dengan :

hL = Kehilangan tinggi tekan kecil ( m )

K = Koefisien

v = Kecepatan aliran (m/dt)

g = Percepatan gravitasi ( m/dt2

4 |

hL = f ( L . V2 ) / ( D . 2g )

hL = K ( v2 / 2g )

Dengan persamaan di atas, maka kehilangan tinggi tekan untuk

berbagai keadaan dapat diketahui dengan menentukan nilai K :

Tabel 1.2.4

Gambar 1.2.5

Koefisien kehilangan tinggi tekan K pipa tertentu.

5 |

Gambar 1.2.6

Koefisien kehilangan tinggi tekan K untuk pipa belokan halus.

Gambar 1.2.7

Koefisien kehilangan tinggi tekan K

untuk pipa dengan pembesaran bentuk kerucut

1.2.3 Kemiringan Garis Hidrolik (Hydraulic Gradient) dan Kemiringan Garis

Energi (Energy Gradient)

Kemiringan garis energi adalah garis yang menghubungkan berbagai

titik yang ordinat vertikalnya menyatakan jumlah energi potensial dan energi

kinetik dan diukur dari pusat pipa.

6 |

Rumus :

Dengan :

E = Energi total (m)

Z = Energi potensial dengan datum (m)

V2/2g = Energi kinetik persatuan berat (energi kecepatan) (m)

P/ γ = Tinggi tekan pisometris (energi tekanan) (m)

γ = ρg (N/m3)

ρ = Rapat massa fluida (kg/m3)

g = Percepatan gravitasi bumi (m/dt2)

Kemiringan garis hidrolik adalah garis yang menghubungkan berbagai

titik yang ordinat vertikalnya menyatakan tekanan tinggi air, diukur dari garis

pusat pipa energi potensial (P/γ). Sedangkan kemiringan garis enersi adalah garis

yang menghubungkan berbagai titik yang ordinat vertikalnya menyatakan

jumlah tinggi tekanan dan tinggi kecepatan air, diukur dari garis pusat

pipa.

(P/γ +V2/2g)

Gambar 1.2.8

Tabel kemiringan garis energi

1.3 Batasan Masalah

Pada pratikum ini hanya dibatasi pada Hidrolika Saluran Tertutup, maksudnya

pengaliran air melalui pipa yang terdiri atas dua macam pipa, yaitu pipa miring dan pipa

datar. Dari dua percobaan tersebut kita akan menentukan garis tinggi Hidrolik, garis

energi, kemiringan tinggi tekan, kemiringan hidrolik, koefisien Cheezy dan Darcy,

kecepatan, debit aliran, jenis saluran, dan jenis aliran yang terdapat dalam pipa tersebut.

7 |

E = Z + ( P / γ ) + ( V2 / 2g )

datum

1.4 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dapat kami sampaikan dalam laporan ini, antara lain

sebagai berikut :

1. Bagaimana cara menghitung tinggi garis energi (energi gradient line, EGL) dan

tinggi garis Hidrolik (hydraulic gradient line, HGL) ?

2. Bagaiamana cara menghitung tinggi tekan, kemiringan hidrolik, koefisien Cheezy

dan Darcy, kecepatan dan debit aliran, jenis saluran serta jenis aliran yang terdapat

dalam pipa tersebut ?

3. Bagaimana cara mengukur debit aliran yang lewat melalui alat ukur Thomson ?

8 |

BAB II

PELAKSANAAN PERCOBAAN

2.1 Macam Percobaan

1.Pipa Datar

2.Pipa Miring

2.2 Peralatan

1.Pipa saluran

2.Mistar dan roll meter

3.Pengukur debit Thomson

4.Jangka sorong dan thermometer

5.Manometer

6.Meteran taraf ( point gauge )

7.Penyipat datar ( water pass ) atau theodolit

Gambar 2.2.1

9 |

Tandon

Manometer Inlet

Outlet

Gambar 2.2.2

Gambar 2.2.3

Gambar 2.2.4

10 |

Gambar 2.2.5

Gambar 2.2.6

11 |

Gambar 2.2.7

2.3 Pelaksanaan Percobaan

Cara pelaksanaan untuk percobaan pipa datar maupun miring adalah sama.

Gambar 2.3.1

Penentuan indeks meteran

12 |

2.3.1 Menentukan Indeks Meteran Taraf Terhadap Mercu Thomson

a. Penyipat datar (waterpass) atau theodolit dipasang kira-kira berjarak 5 meter

dari mercu Thomson lalu diarahkan pada meteran taraf sehingga terbaca b,

sedangkan pada keadaan ini nonius meteran taraf terbaca c. Pekerjaan ini

dilakukan tiga kali dengan kedudukan meteran taraf diturunkan dinaikkan

supaya terdapat harga indeks meteran taraf yang teliti.

b. Tabung meteran taraf dikeluarkan dari cincin, kemudian ujungnya diletakkan

pada ujung segitiga dari alat pengukur Thomson dan dilakukan pembacaan

lagi dengan alat waterpass. Dalam keadaan ini pada tabung meteran taraf

terbaca.

Pembacaan ini dilakukan tiga kali

2.3.2 Mengukur Diameter Pipa

Diamater pipa diukur dengan jangka sorong, baik diameter luar maupun

diameter dalam dari pipa guna mengetahui tebal pipa, sedangkan jarak antara

masing-masing tabung pipa diukur dengan roll meter.

2.3.3 Cara Mengalirkan Air

Percobaan ini dilakukan dengan suatu sistem pipa dari suatu resevoir

satu ke resevoir yang lain. Air dialirkan ke dalam bak tampungan bagian hulu

(resevoir satu) dengan pompa listrik sampai muka air di resevoir satu berada

pada kedudukan yang tepat diatas jarum meteran taraf. Dalam keadaan ini dapat

diukur tinggi muka air dari dasar kolam ( D ). Dari pengukuran D ini akan dapat

dihitung nilai h (tinggi muka air pada alat ukur Thomson).

Dengan : h = D – Indeks Point Gauge

Jika h terhitung, maka debit Thomson dapat dicari dengan rumus :

13 |

Indeks = a + ( c – b )

Q = k . h5/2

Dengan :

Q = Debit pada alat ukur ( m3/dt )

h = Tinggi air ( m )

k = Koefisien debit ( m0,5/dt )

= 1,3533 + ( 0,004/h ) + 0,167 ( 8,4 + 12/√D ) x ( h/B – 0,09)2

D = Tinggi dari dasar saluran ke titik terendah dari mercu ( m )

B = Lebar saluran bagian hulu ( m )

Air disalurkan dari resevoir 1 (hulu pemasukan) ke resevoir 2 (hulu

pengeluaran) melalui pipa datar maupun pipa miring, dimana dalam proses ini

akan terdapat aliran bebas, tidak bebas, dan tenggelam.

a. Aliran bebas dapat terjadi apabila muka air yang melalui pipa keluaran itu

dapat mengalir ke pipa resevoir 2 dengan bebas tanpa adanya halangan dari

muka air.

b. Aliran tidak bebas terjadi apabila muka air pada resevoir 2 berada pada

kedudukan tepat diatas diameter pipa keluaran, sehingga air yang mengalir

diatas pipa keluaran itu tidak bebas mengalir karena adanya halangan dari

muka air di resevoir 2. Akibatnya air didalam pipa akan terdesak menuju

resevoir 1, hal ini akan menyebabkan tinggi air pada resevoir 1 naik.

c. Aliran tenggelam terjadi apabila muka air pada resevoir 2 berada kedudukan

jauh diatas pipa keluaran, sehingga air yang mengalir pada pipa keluaran itu

terhalang oleh muka air pada resevoir 2. Akibatnya aliran air dalam pipa

akan terdesak menuju resevoir 1. Hal ini akan menyebabkan tinggi air pada

resevoir 1 naik lebih tinggi

2.3.4 Pembacaan Muka Air Manometer

Pembacaan dilakukan pada saat air tidak mengalir. Pada saat air

mengalir, pembacaan dilakukan pada saat keadaan debit sudah mencapai pada

kondisi konstan (tetap), juga dibaca meteran taraf pada alat ukur Thomson serta

suhu air.

2.3.5 Pembacaan Tinggi Muka Air Hulu (pemasukan) dan Hilir (pengeluaran)

Pembacaan dilakukan setelah keadaan air stabil. Pembacaan ini

dimaksudkan untuk menentukan pambacaan aliran, apakah bebas (free flow),

tidak bebas, atau tenggelam (submerged) dibagian hilir.

14 |

Percobaan diatas bertujuan untuk mengukur nilai D (tinggi muka air

didasar saluran ke titik terendah mercu), B (lebar resevoir hulu), jarak antar pipa

manometer, tinggi muka air hulu pemasukan dan hilir keluaran, tinggi air di pipa

manometer. Dari data terukur ini dapat dihitung :

h (tinggi air pada alat ukur Thomson)

k (koefisien debit)

Kemiringan garis hidrolik (Hydraulik Gradient)

Kemiringan garis energi (Energy Gradient)

Kehilangan tinggi tekan (head loss)

Jenis Aliran

Kontrol debit

Jenis saluran

Q (debit pada alat ukur Thomson)

15 |

BAB III

DATA HASIL PERCOBAAN

3.1 PIPA DATAR

3.1.1 Percobaan I : Keadaan Keluaran (outlet) adalah Bebas (free flow).

1. Tinggi muka air

Dihulu pemasukan h1 = 29,4 cm

h2 = 37,3 cm

Dihulu keluaran h1 = -11 cm

h2 = -11 cm

2. Suhu = 25 oC

3. Menentukan tinggi muka air Thomson :

Indeks Point

GaugePembacaan Muka Air Keterangan

A = 10 cm

1. 1,8 cm

2. 1,4 cm

rata-rata

B = 80 cm

D = 92 cm

Tinggi Muka Air a-b = c

4. Diameter Pipa

ManometerDiameter luar

(cm )

Diameter dalam

(cm)

Jarak

( cm )

1 – 2

2 - 3

3 - 4

4 – 5

5 – 6

6 – 7

7,52

7,52

7,52

5,86

5,86

5,86

7,24

7,24

7,24

5,56

5,56

5,56

63,2

99

99

46,1

89

89

16 |

5. Pembacaan muka air pada manometer

Keadaan

Air

Debi

t

Nomor Tabung

1 2 3 4 5 6 7

MengalirI 27,3 27 25,5 24,8 15,2 10,7 6,2

II 34,8 34 32,1 30,9 18,5 12,7 6,6

Tidak

mengalir

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

3.1.2 Percobaan II : Keadaan Keluaran (outlet) adalah Tidak Bebas.

1. Tinggi muka air


h2 = 38,1 cm

Dihulu keluaran h1 = 6,5 cm

h2 = 6,2 cm

2. Suhu = 25ºC


Keadaan

Air

Debi

t

Nomor Tabung

1 2 3 4 5 6 7

MengalirI 32,7 32 30,3 29,2 18,7 13,7 8,8

II 35,9 35,5 33,7 32,4 20,6 15 9,5

Tidak

mengalir

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

3.1.3 Percobaan III : Keadaan Keluaran(outlet) adalah Tenggelam (submerged).

1. Tinggi muka air


h2 = 49,7 cm

Dihulu keluaran h1 = 19 cm

h2 = 19,7 cm

2. Suhu = 25 oC

17 |


Keadaan Air DebitNomor Tabung

1 2 3 4 5 6 7

Mengalir

I 43,9 43,5 41,5 40,8 30,8 26,3 21,6

II 47 46,5 45,

844,9 33,3 28,2 22,9

Tidak

mengalir

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

3.2 PIPA MIRING

3.2.1 Percobaan I : Keadaan Keluaran (outlet) adalah Bebas (free flow).

1. Tinggi muka air


h2 = 23,7 cm

Dihulu keluaran h1 = -9,5 cm

h2 = -8 cm

2. Suhu = 25 oC

3. Menentukan tinggi muka air Thomson

Indeks Point Gauge Pembacaan Muka Air Keterangan

a = 10 cm

1. 1,4 cm

2. 1 cm

rata-rata : B = 80 cm

D = 92 cm

Tinggi Muka Air a – b = c

18 |

4. Diameter Pipa

ManometerDiameter Luar

(cm )

Diameter Dalam

(cm)

Jarak

( cm )

1 – 2

2 - 3

3 - 4

4 – 5

5 – 6

6 – 7

7,54

7,54

7,54

5,86

5,86

5,86

7,24

7,24

7,24

-

5,56

5,56

60

99

99

48,9

88,5

88,5


Keadaan AirNomor Tabung

1 2 3 4 5 6 7

Mengalir11,3 13 14,2 11,6 7 4 3

17,6 19,4 20,3 17,3 10,4 6 3,5

Tidak mengalir0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

3.2.2 Percobaan II : Keadaan Keluaran (outlet) adalah Tidak Bebas.

1. Tinggi muka air


h2 = 27,4 cm

Dihulu keluaran h1 = 8,2 cm

h2 = 7,7 cm

2. Suhu = 25 oC



1 2 3 4 5 6 7

Mengalir14,5 16 17 14,5 10,7 6,7 5,6

21,3 23,2 23,8 20,5 13,2 8,6 5,8


0 0 0 0 0 0 0

19 |

3.2.3 Percobaan III : Keadaan Keluaran (outlet) adalah Tenggelam (submerged).

1. Tinggi muka air


h2 = 38,1 cm

Dihulu keluaran h1 = 22 cm

h2 = 21,7 cm

2. Suhu = 25 oC



1 2 3 4 5 6 7

Mengalir29 29,9 31,3 28,2 24,1 21,3 19,4

33,5 35 35,5 32,5 26,5 22,6 20,3


0 0 0 0 0 0 0

20 |

BAB IV

PROSEDUR PENGOLAHAN DATA

4.1 Menghitung Debit Pada Alat Ukur Thomson

Gambar 4.1.1 alat ukur Thomson

Rumus yang digunakan :

Dengan :

Q = Debit air pada alat ukur Thomson ( m3/dt )



= 1,3533 + ( 0,004/h ) + 0,167 ( 8,4 + 12/√D ) x ( h/B – 0,09 )2


B = Lebar alat ukur Thomson bagian hulu (m)

4.2 Menentukan Kemiringan Garis Hidrolik (Hydraulic Gradient) dan

Kemiringan Garis Energi (Energy Gradient)

Elevasi garis hidrolik ditentukan dengan mengurangi tinggi air pada tabung

saat air mengalir dengan pada saat air tidak mengalir. Sedangkan elevasi garis energi

ditentukan dengan menambah elevasi garis hidrolik dengan V2 / 2g, dimana V = Q / A,

Q debit air pada Thomson dan A adalah luas penampang dari pipa (A = ¼ .π .d2)

4.3 Menghitung Kehilangan Tinggi Tekan ( Head Loss )

Kehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan setiap tabung

manometer dengan cara mengurangi elevasi garis tabung 1 dengan tabung 2 diperoleh

Hf1. Elevasi garis energi tabung 2 dikurangi dengan tabung 3 diperoleh Hf2. Demikian

seterusnya, sehingga diperoleh Hf total didapat dengan jalan menjumlahkan Hf1, Hf2,

Hf3, Hf4, Hf5, Hf6.

21 |

Q = k . h5/2

4.4 Menentukan Jenis Aliran

Didasarkan atas bilangan Reynold ( Re ) :

Dengan :

Re = Bilangan Reynold

Re < 2000, Jenis aliran laminer.

Re > 4000, Jenis aliran turbulen

V = Kecepatan rata-rata ( m/dt )


υ = Kekentalan kinematis (m2/dt)

Tabel 4.4.1

Tabel Hubungan Kekentalan Kinematis dan Temperatur

Temperatur t ( oC ) 0 5 10 20 25 30 35 100

υ = ……x 10-6 m2/dt 1,794 1,519 1,310 1,010 0,897 0,657 0,657 0,00

4.5 Kontrol Debit

Dihitung besarnya debit berdasarkan rumus Cheezy, dengan jalan menghitung

besar faktor gesekan berdasarkan rumus Darcy – Weisbach :

Dengan :

f = Faktor gesekan



D = Diameter dalam pipa ( m )



Kemudian harga koefisien Cheezy :

22 |

Re = ( V . D ) / υ

f = hf . D / L . 2g / V2

C = { (8 . g ) / f }0,5

Dengan :

C = Koefisien Cheezy (m1/2/dt)

f = Faktor gesekan


Dari perhitungan debit air dengan menggunakan rumus Cheezy, kemudian

dihitung kesalahan relatifnya terhadap pengukuran debit menggunakan alat ukur

Thomson.

4.6 Menentukan Jenis Saluran

Berdasarkan kriteria :

δ/K < 1/6 = Saluran hidrolik kasar

1/6 < δ/K < 4 = Saluran hidrolik transisi

δ/K > 4 = Saluran hidrolik halus

Rumus :

Dengan :

δ = Tebal lapisan air Prandtl ( m )

υ = Kekentalan kinematis ( m2/dt )

g = Percepatan gravitasi bumi ( m/dt2 )

S = Kemiringan garis energi

R = Jari-jari hidrolik ( m )

Harga K ditentukan berdasarkan rumus Calebrok :

Dengan :

K = Koefisien Calebrok




23 |

δ = 12υ / ( g . S . R )0,5

K = R x ( 12 / 10c/18 – C / Re )

BAB V

PENGOLAHAN DATA

5.1 PIPA DATAR

5.1.1 DEBIT I

a. Menghitung debit air pada alat ukur Thomson

Rumus :

Dengan :




= 1,3533 + ( 0,004/h ) + 0,167 ( 8,4 + 12/√D ) x ( h/B – 0,09 )2



Diketahui :

B = 80 cm = 0,8 m

D = 92 cm = 0,92 m

a = 10 cm = 0,10 m

b = 1,8 cm = 0,018 m

h = a – b = 0,082 m

Maka :

k = 1,3533 + + 0,0167 x

= 1,3533 + + 0,0167 x

= 1,40262613 m0,5/dt

24 |

Q= k . h5/2

Sehingga di dapat :

Q = k . h5/2

= 1,40262613 . ( 0,082 )5/2

= 0,002701 m3/dt

b. Menentukan Kemiringan Garis Hidrolik (Hydraulic Gradient) dan


Elevasi garis hidrolik ditentukan dengan mengurangi tinggi air

pada tabung saat air mengalir dengan pada saat air tidak mengalir.

Sedangkan elevasi garis energi ditentukan dengan menambah elevasi garis

hidrolik dengan V2 / 2g, Dimana :

Q = Debit air pada Thomson

A = Luas penampang dari pipa ( A = ¼ . π . D2 )

D = Diameter pipa dalam

Rumus elevasi garis hidrolik : Hg = H1 – H0

Contoh : Hg=H1 – H0

=0,273-0

=0,273 m

Rumus elevasi garis energi : Eg = Hg + ( V2 / 2g )

Contoh : Eg=Hg + ( V2 / 2g )

=0,273 + (0,6555152 / 2. 9,81) =0,295 m

Dengan :

Hg = Hydrolics Heads / Tinggi Tekanan Hidrolik ( m )

H1 = Tinggi air pada manometer pada saat air mengalir ( m )

H0 = Tinggi air pada manometer saat tidak mengalir ( m )

Eg = Energi Heads / Tinggi Tekanan Energi ( m )

V = Kecepatan aliran ( m/det )

g = Percepatan gravitasi ( m / det2 )

Diketahui :

Diameter dalam pipa I = 7,52 – ( 2 . 0,15 ) = 7,22 cm = 0,0722 m

Diameter dalam pipa II = 5,86 – ( 2 . 0,15 ) = 5,56 cm = 0,0556 m

25 |

V = Q / A

Menentukan kecepatan aliran :

Pipa I = Untuk manometer 1 – 4

V1 = 0,002701 /{ 1/4 . 3,14 . ( 0,0722 )2 }

= 0,002701 /0,0041

= 0,659152 m/dt

Pipa II = Untuk manometer 5 – 7

V2 = 0,002701 / { 1/4 . 3,14 . ( 0,0556 )2 }

= 0,002701 / 0,00243

= 1,1115 m/dt

Contoh Perhitungan :

H1 = 0,273 m (berdasarkan data)

H0 = 0 m

Hg = 0,273 - 0 = 0,273 m

V2/2g = 0,6555152 / 2. 9,81= 0,022 m Eg = 0,273 + 0,022 = 0,295 m

Tabel 5.1.1

Kemiringan Garis Hidrolik Dan Kemiringan Garis Energi Debit I

Percobaan (m) 1 2 3 4 5 6 7 H1 0,273 0,270 0,255 0,248 0,152 0,107 0,062I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,273 0,270 0,255 0,248 0,152 0,107 0,062

Bebas V2/2g 0,022 0,022 0,022 0,022 0,057 0,057 0,057

Eg 0,295 0,292 0,277 0,270 0,209 0,164 0,119

H1 0,327 0,320 0,303 0,292 0,187 0,137 0,088I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,327 0,320 0,303 0,292 0,187 0,137 0,088

Tak Bebas V2/2g 0,022 0,022 0,022 0,022 0,057 0,057 0,057

Eg 0,349 0,342 0,325 0,314 0,244 0,194 0,145

H1 0,439 0,435 0,415 0,408 0,308 0,263 0,216I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,439 0,435 0,415 0,408 0,308 0,263 0,216

Tenggelam V2/2g 0,022 0,022 0,022 0,022 0,057 0,057 0,057

Eg 0,461 0,457 0,437 0,430 0,365 0,320 0,273

(Sumber : Hasil Perhitungan)

C. Menghitung Kehilangan Tinggi Tekan ( Head Loss )26 |

Kehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan

setiap tabung manometer, dengan cara mengurangi elevasi garis energi

tabung sebelumnya dengan tabung sesudahnya. Rumus :

Dengan :

En = Tinggi garis energi tabung ke n ( m )

En+1 = Tinggi garis energi tabung ke n + 1 ( m )

Keterangan :

Percobaan I : Outlet bebas

Percobaan II : Outlet tidak bebas

Percobaan III : Outlet tenggelam


Eg1 = 0,295 m

Eg2 = 0,292 m

Hf = 0,295 – 0,292 = 0,003 m

Tabel 5.1.3

Kehilangan Tinggi Tekan. Debit I

NO. PERCOBAAN IPERCOBAAN

IIPERCOBAAN

IIITABUNG Eg hf Eg hf Eg hf

1 0,295 0,349 0,461 2 0,292 0,003 0,342 0,007 0,457 0,0043 0,277 0,015 0,325 0,017 0,437 0,0204 0,270 0,007 0,314 0,011 0,430 0,0075 0,209 0,061 0,244 0,070 0,365 0,0656 0,164 0,045 0,194 0,050 0,320 0,0457 0,119 0,045 0,145 0,049 0,273 0,047 JUMLAH 0,176 JUMLAH 0,204 JUMLAH 0,188

(Sumber : Hasil Perhitungan)

D. Menentukan Jenis Aliran

27 |

hfn = En – En+1

Didasarkan atas bilangan Reynold ( Re )

Dimana :





Tabel 5.1.4

Hubungan Kekentalan Kinematis dan Temperatur

Temperatur t (oC ) 0 5 10 20 25 30 35 100

υ = ……x 10-6 m2/dt 1,794 1,519 1,310 1,010 0,897 0,657 0,657 0,00

Karena temperatur telah didapatkan dari data, maka kita tidak

menghitung kekentalan kinematis dengan cara interpolasi. Suhu yang

didapatkan sebesar 25oC dengan kekentalan kinematis sebesar 0,897 mm2/dt

Kriteria :

1.Re < 2320 = Aliran Laminer

2.2320 < Re < 4000 = Aliran Transisi

3.Re > 4000 = Aliran Turbulen

Tabel 5.1.5

28 |

Re = ( V . D ) / υ

Perhitungan Jenis Aliran Debit I

Percobaan PipaT ˚C

υ (m2/dt)) V(m/dt) D(m) ReJenis aliran

I

(1-2) 25 0,000000897 0,659151785 0,0722 53055,47 Turbulen(2-3) 25 0,000000897 0,659151785 0,0722 53055,47 Turbulen(3-4) 25 0,000000897 0,659151785 0,0722 53055,47 Turbulen(4-5) 25 0,000000897 1,11150199 0,0556 68895,78 Turbulen(5-6) 25 0,000000897 1,11150199 0,0556 68895,78 Turbulen(6-7) 25 0,000000897 1,11150199 0,0556 68895,78 Turbulen

II


III


E. Kontrol Debit

Dihitung besarnya debit berdasarkan rumus Cheezy, dengan jalan

menghitung besar faktor gesekan berdasarkan rumus Darcy – Weisbach :

Dengan :

hf = Kehilangan tinggi tekan akibat gesekan ( m )


V = Kecepatan rata – rata ( m/dt )

g = Percepatan grafitasi ( m/dt2 )

L = Panjang pipa (m)


29 |

f = hf . (D/L) . (2g/V2)

C = { (8 . g ) /f }0,5

Dengan :

f = Faktor gesekan


Sehingga besarnya debit :

Dengan :

A = Luas penampang pipa ( m2 )

R = jari-jari hidrolik ( m )

= A / P


= ∑ hf / L



V = Kecepatan rata – rata (m/dt)


Hf = 0,003 m

D = 0,0722 m

L = 0,63 m

V = 0,6592 m/dt

f = 0,003. (0,0722/0,63). (2.9,81/0,65922)

= 0,0155

Tabel 5.1.6

Penentuan Koefisien Gesek Debit I

30 |

Q = A V = A C ( R S )0,5

Percobaan PipaHf(m

)D(m) L(m) V(m/dt) 2g V2 2g/V2 D/L f

I

(1-2) 0,003 0,0722 0,63 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,1142 0,0155

(2-3) 0,015 0,0722 0,99 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,0729 0,0494

(3-4) 0,007 0,0722 0,99 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,0729 0,0231

(4-5) 0,061 0,0556 0,46 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,1206 0,1178

(5-6) 0,045 0,0556 0,89 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,0625 0,0446

(6-7) 0,045 0,0556 0,89 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,0625 0,0446

II

(1-2) 0,007 0,0722 0,63 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,1146 0,0362

(2-3) 0,017 0,0722 0,99 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,0729 0,0560

(3-4) 0,011 0,0722 0,99 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,0729 0,0362

(4-5) 0,070 0,0556 0,46 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,1209 0,1353

(5-6) 0,050 0,0556 0,89 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,0625 0,0496

(6-7) 0,049 0,0556 0,89 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,0625 0,0486

III

(1-2) 0,004 0,0722 0,63 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,1146 0,0207

(2-3) 0,020 0,0722 0,99 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,0729 0,0659

(3-4) 0,007 0,0722 0,99 0,6592 19,620 0,434 45,157 0,0729 0,0231

(4-5) 0,065 0,0556 0,46 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,1209 0,1257

(5-6) 0,045 0,0556 0,89 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,0625 0,0446

(6-7) 0,047 0,0556 0,89 1,1115 19,620 1,235 15,881 0,0625 0,0466


8g = 8. 9,81 = 78,48 m/dt2

f = 0,0155

C = (78,48/0,0155)0,5

= 71,2106 (m1/2/dt)

Tabel 5.1.7

Penentuan Koefisien Cheezy Debit I

Aliran bebas

Pipa 8g f C

I

(1-2) 78,48 0,0155 71,2106

(2-3) 78,48 0,0494 39,8583

(3-4) 78,48 0,0231 58,3466

(4-5) 78,48 0,1178 25,8130

(5-6) 78,48 0,0446 41,9268

(6-7) 78,48 0,0446 41,9268

IIAliran tak bebas

Pipa 8g f C

31 |

(1-2) 78,48 0,0362 46,5445

(2-3) 78,48 0,0560 37,4404

(3-4) 78,48 0,0362 46,5445

(4-5) 78,48 0,1353 24,0828

(5-6) 78,48 0,0496 39,7752

(6-7) 78,48 0,0486 40,1791

III

Aliran tenggelam

Pipa 8g f C

(1-2) 78,48 0,0207 61,5725

(2-3) 78,48 0,0659 34,5183

(3-4) 78,48 0,0231 58,3466

(4-5) 78,48 0,1257 24,9852

(5-6) 78,48 0,0446 41,9268

(6-7) 78,48 0,0466 41,0250

Tabel 5.1.8

Penentuan Debit Rumus Cheezy Debit I (0.002701 m3/dt)

Percobaan PipaA P R

CHf L

S=hf/L V Chezy Q Chezy(m2) (m) (A/P) (m) (m)

I

(1-2) 0,004 0,226708 0,018066 71,211 0,003 0,632 0,00475 0,659452 0,002701

(2-3) 0,004 0,226708 0,018066 39,858 0,015 0,990 0,01515 0,659452 0,002701

(3-4) 0,004 0,226708 0,018066 58,347 0,007 0,990 0,00707 0,659452 0,002701

(4-5) 0,002 0,174584 0,013913 25,813 0,061 0,461 0,13339 1,112008 0,002701

(5-6) 0,002 0,174584 0,013913 41,927 0,045 0,890 0,05056 1,112008 0,002701

(6-7) 0,002 0,174584 0,013913 41,927 0,045 0,890 0,05056 1,112008 0,002701

II

(1-2) 0,004 0,226708 0,018066 46,544 0,007 0,630 0,01111 0,659452 0,002701

(2-3) 0,004 0,226708 0,018066 37,440 0,017 0,990 0,01717 0,659452 0,002701

(3-4) 0,004 0,226708 0,018066 46,544 0,011 0,990 0,01111 0,659452 0,002701

(4-5) 0,002 0,174584 0,013913 24,083 0,070 0,460 0,15325 1,112008 0,002701

(5-6) 0,002 0,174584 0,013913 39,775 0,050 0,890 0,05618 1,112008 0,002701

(6-7) 0,002 0,174584 0,013913 40,179 0,049 0,890 0,05506 1,112008 0,002701

III

(1-2) 0,004 0,226708 0,018066 61,573 0,004 0,630 0,00635 0,659452 0,002701

(2-3) 0,004 0,226708 0,018066 34,518 0,020 0,990 0,02020 0,659452 0,002701

(3-4) 0,004 0,226708 0,018066 58,347 0,007 0,990 0,00707 0,659452 0,002701

(4-5) 0,002 0,174584 0,013913 24,985 0,065 0,460 0,14238 1,112008 0,002701

(5-6) 0,002 0,174584 0,013913 41,927 0,045 0,890 0,05056 1,112008 0,002701

(6-7) 0,002 0,174584 0,013913 41,025 0,047 0,890 0,05281 1,112008 0,002701

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan

2. A = Luas penampang pipa (m2)

32 |

3. P = Keliling pipa dalam (m)

4. R = Jari-jari Hidrolik (m) = A / P

5. C = Koefisien Cheezy (m1/2/dt)

6. hf = Kehilangan tinggi tekan akibat gesekan (m)

7. L = Panjang pipa (m)

8. S = Kemiringan garis energi

9. V cheezy = C . ( R . S )0,5

10. Q cheezy = V cheezy . A

Jari-jari hidrolik :

Rumus :

R = (0,25 π d2) / (π d)

= 0,25 d

Tabel 5.1.9

Jari-jari Hidrolik Debit I (0.002701 m3/dt)

No Pipa

d (m)A = 0.25 πd2 (m)2

P = π d (m)

R = A/P

(1-2) 0,0722 0,0040958 0,22691 0,01805(2-3) 0,0722 0,0040958 0,22691 0,01805(3-4) 0,0722 0,0040958 0,22691 0,01805(4-5) 0,0556 0,0024289 0,17474 0,01390(5-6) 0,0556 0,0024289 0,17474 0,01390(6-7) 0,0556 0,0024289 0,17474 0,01390

Perhitungan Kesalahan Relatif

Debit dan kecepatan dari perhitungan dengan perhitungan rumus

Cheezy kemudian dibandingkan dengan debit dan kecepatan yang didapat

dari pengukuran tingkat muka air pada alat ukur Thompson.

Rumus :

Dengan : X untuk Q ataupun V

Tabel 5.1.10

Perhitungan Kesalahan Relatif Debit I (0.002701 m3/dt)

33 |

KR(%) = XCheezy – XPipa

X 100%XCheezy

R = A / P

Percobaan PipaQ pipa

Q chezzy

KR V pipaV

ChezzyKR

(m3/dt) (m3/dt) (%) (m/dt) (m/dt) (%)

I

(1-2) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(2-3) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(3-4) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(4-5) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

(5-6) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

(6-7) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

II

(1-2) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(2-3) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(3-4) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(4-5) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

(5-6) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

(6-7) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

III

(1-2) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(2-3) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(3-4) 0,002700 0,002701 0,0004546 0,659152 0,659452 0,0454649

(4-5) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

(5-6) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

(6-7) 0,002700 0,002701 0,0004546 1,111502 1,112008 0,0454649

Menentukan Jenis Saluran :


δ/K <1/6 = Saluran Hidrolik Kasar

1/6 < δ/K < 4 = Saluran Hidrolik Transisi

δ/K >4 = Saluran Hidrolik Halus

Rumus Prandtl von Karman :

Dengan :

δ = Tebal lapisan Prandtl (m)


S = Kemiringan garis energi34 |

δ =12υ

( g. S . R )0,5

R = Jari-jari hidrolik (m)

g = Percepatan gravitasi (m2/dt)

Harga k ditentukan berdasarkan rumus Calebrock :

Dengan :

K = Koefisien Calebrock


Re = Bilangan Reynold (tak berdimensi)


Tabel 5.1.11

Perhitungan Kriteria Saluran. Debit I (0.00271 m3/dt)

PercobaanS R Υ Δ

Re C K δ /K(Hf/L) (A/P) (m2/dt) (m)

I

(1-2) 0,004747 0,018050 0,000000897 0,000371 53055,473 71,2106 0,000000-

1400,472924

(2-3) 0,015152 0,018050 0,000000897 0,000208 53055,473 39,8583 0,001309 0,158797

(3-4) 0,007071 0,018050 0,000000897 0,000304 53055,473 58,3466 0,000104 2,914778

(4-5) 0,133391 0,013900 0,000000897 0,000080 68895,776 25,8130 0,006134 0,013011

(5-6) 0,050562 0,013900 0,000000897 0,000130 68895,776 41,9268 0,000773 0,167694

(6-7) 0,050562 0,013900 0,000000897 0,000130 68895,776 41,9268 0,000773 0,167694

II

(1-2) 0,011111 0,018050 0,000000897 0,000243 53055,473 46,5445 0,000546 0,4442

(2-3) 0,017172 0,018050 0,000000897 0,000195 53055,473 37,4404 0,001789 0,109128

(3-4) 0,011111 0,018050 0,000000897 0,000243 53055,473 46,5445 0,000546 0,444198

(4-5) 0,153246 0,013900 0,000000897 0,000074 68895,776 24,0828 0,007656 0,009726

(5-6) 0,056180 0,013900 0,000000897 0,000123 68895,776 39,7752 0,001021 0,120443

(6-7) 0,055056 0,013900 0,000000897 0,000124 68895,776 40,1791 0,000969 0,128180

III

(1-2) 0,006349 0,018050 0,000000897 0,000321 53055,473 61,5725 0,000061 5,2396

(2-3) 0,020202 0,018050 0,000000897 0,000180 53055,473 34,5183 0,002606 0,0691

(3-4) 0,007071 0,018050 0,000000897 0,000304 53055,473 58,3466 0,000104 2,914778

(4-5) 0,142377 0,013900 0,000000897 0,000077 68895,776 24,9852 0,006820 0,011327

(5-6) 0,050562 0,013900 0,000000897 0,000130 68895,776 41,9268 0,000773 0,167694

(6-7) 0,052809 0,013900 0,000000897 0,000127 68895,776 41,0250 0,000869 0,146005

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan 5. δ = Tebal lapisan Prandtl (m)

2. S = Kemiringan garis energi 6. C = Koefisien Cheezy (m1/2/dt)

3. R = Jari-jari Hidrolik = A / P 7. K = Koefisien Calebrock

35 |

K = R [( 12 / 10c/18 ) – ( C / Re )]

4. υ = Kekentalan kinematis (m2/dt) 8. Re = Bilangan Reynold

Tabel 5.1.12

Jenis Saluran Debit I (0.002701 m3/dt)

Pipa I II III(1-2) kasar transisi Halus(2-3) transisi transisi Kasar(3-4) halus transisi Halus(4-5) kasar kasar Kasar(5-6) transisi transisi Transisi(6-7) transisi transisi Transisi

5.1.2 DEBIT II

A. Menghitung debit air pada alat ukur Thomson

Rumus :

Dengan :




= 1,3533 + ( 0,004/h ) + 0,167 ( 8,4 + 12/√D ) x ( h/B – 0,09 )2



Diketahui :

B = 80 cm = 0,8 m

D = 92 cm = 0,92 m

a = 10 cm = 0,10 m

b = 1,4 cm = 0,014 m

36 |

Q = k . h5/2

h = a – b = 0,086 m

Maka :

k = 1,3533 + + 0,0167 x

= 1,3533 + + 0,0167 x (0,086 / 0,8 – 0,09)2

= 1,39992 m0,5/dt

Sehingga di dapat :

Q = k . h5/2

= 1,39992 . ( 0,086 )5/2

= 0,00304 m3/dt

B. Menentukan Kemiringan Garis Hidrolik (Hydraulic Gradient) dan


Elevasi garis hidrolik ditentukan dengan mengurangi tinggi air pada

tabung saat air mengalir dengan pada saat air tidak mengalir. Sedangkan

elevasi garis energi ditentukan dengan menambah elevasi garis hidrolik

dengan V2 / 2g,

Dimana :

Q = Debit air pada Thomson (m3/dt)

A = Luas penampang dari pipa ( A = ¼ . π . D2 )

D = Dimeter pipa dalam (m)

Rumus elevasi garis hidrolik : Hd = H1 – H0

Rumus elevasi garis energi : Eg = Hd + ( V2 / 2g )

Dengan :

Hg = Hydrolics Heads / Tekanan Hidrolik ( m )



Eg = Energi Heads / Tekanan Energi ( m )


37 |

V = Q / A

g = Percepatan gravitasi ( m / det2 )

Diketahui :

Diameter dalam pipa I = 7,52 – ( 2 . 0,15 ) = 7,22 cm

Diameter dalam pipa II = 5,86 – ( 2 . 0,15 ) = 5,56 cm

Menentukan kecepatan aliran :


V1 = 0,00304 /{ 1 / 4 . 3,14 . ( 0,0722 )2 }

= 0,00304 / 0,0041

= 0,7413 m/dt


V2 = 0,00304 / { 1 / 4 . 3,14 . ( 0,0556 )2 }

= 0,00304 / 0,00243

= 1,2501 m/dt


H1 = 0,348 m

H0 = 0

Hg = 0,348 - 0 = 0,348 m

V2/2g = 0,74132 / (2 x 9,81) = 0,028 m

Eg = 0,348 + 0,028 = 0,376 m

Tabel 5.1.13

Kemiringan Garis Hidrolik Dan Kemiringan Garis Energi Debit II

Percobaan (m) 1 2 3 4 5 6 7 H1 0,348 0,340 0,321 0,309 0,185 0,127 0,066I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,348 0,340 0,321 0,309 0,185 0,127 0,066Bebas V2/2g 0,028 0,028 0,028 0,028 0,064 0,064 0,064

38 |

Eg 0,376 0,368 0,349 0,337 0,249 0,191 0,130

H1 0,359 0,355 0,337 0,324 0,206 0,150 0,095I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,359 0,355 0,337 0,324 0,206 0,150 0,095Tak Bebas V2/2g 0,028 0,028 0,028 0,028 0,064 0,064 0,064

Eg 0,387 0,383 0,365 0,352 0,270 0,214 0,159

H1 0,470 0,465 0,458 0,449 0,333 0,282 0,229I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,470 0,465 0,458 0,449 0,333 0,282 0,229Tenggelam V2/2g 0,028 0,028 0,028 0,028 0,064 0,064 0,064

Eg 0,498 0,493 0,486 0,477 0,397 0,346 0,293

C. Menghitung Kehilangan Tinggi Tekan (Head loss)

Kehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan

setiap tabung manometer, dengan cara mengurangi elevasi garis energi

tabung sebelumnya dengan tabung sesudahnya. Rumus :

Dengan :



Keterangan :





Eg1 = 0,376 m

Eg2 =0,368 m

Hf = 0,376 – 0,368 = 0,008 m

39 |

hfn = En – En+1

Tabel 5.1.15

Kehilangan Tinggi Tekan Debit II

NO. PERCOBAAN I PERCOBAAN II PERCOBAAN IIITABUNG Eg hf Eg Hf Eg hf




Dimana :





Tabel 5.1.16


Temperatur t ( oC

)

0 5 10 20 25 30 35 100

υ = ……x 10-6

m2/dt

1,794 1,519 1,310 1,010 0,897 0,657 0,657 0,00



didapatkan sebesar 25oC dengan kekentalan kinematis sebesar 0,897 mm2/dt

Kriteria :

1. Re < 2320 = Aliran Laminer

2. 2320 < Re < 4000 = Aliran Transisi

3. Re > 4000 = Aliran Turbulen

40 |

Re = ( V . D ) / υ


v = 0,000000897 m2/dt

V = 0,74133 m/dt

D = 0,0722 m

Re = (0,74133*0,0722)/0,000000897 = 59669,8

Tabel 5.1.17

Perhitungan Jenis Aliran Debit II

Percobaan Pipa T ˚C υ (m2/dt)) V(m/dt) D(m) ReJenis aliran

I


II


III


(sumber : hasil perhitungan)

E. Kontrol Debit



Dengan :


41 |

f = hf . (D / L) . (2g/V2 )






Dengan :

f = Faktor gesekan



Dengan :



= A / P


= ∑ hf / L




Contoh perhitungan :

Hf = 0,008 m

D = 0,0722 m

L = 0,63 m

v = 0,7413 m/dt

2g/v2 = (2 x 9,81) / 0,74132 = 35,701 m

f = 0,008 x 35,701 x (0,0722/0,63) = 0,0326

42 |

C = { (8 . g ) /f }0,5

Q = A V = A C ( R S )0,5

Tabel 5.1.18

Penentuan Koefisien Gesek Debit II

Percobaan Hf(m) D(m) L(m) V(m/dt) 2g V2 2g/V2 D/L f

I

(1-2) 0,008 0,0722 0,63 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,1142 0,0326(2-3) 0,019 0,0722 0,99 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,0729 0,0495(3-4) 0,012 0,0722 0,99 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,0729 0,0312(4-5) 0,088 0,0556 0,46 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,1206 0,1337(5-6) 0,058 0,0556 0,89 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,0625 0,0455(6-7) 0,061 0,0556 0,89 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,0625 0,0478

II

(1-2) 0,004 0,0722 0,65 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,1111 0,0159(2-3) 0,018 0,0722 0,99 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,0729 0,0469(3-4) 0,013 0,0722 0,99 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,0729 0,0338(4-5) 0,082 0,0556 0,36 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,1544 0,1596(5-6) 0,056 0,0556 0,90 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,0621 0,0437(6-7) 0,055 0,0556 0,89 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,0625 0,0431III

(1-2) 0,005 0,0722 0,65 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,1111 0,0198(2-3) 0,007 0,0722 0,99 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,0729 0,0182(3-4) 0,009 0,0722 0,99 0,7413 19,620 0,550 35,701 0,0729 0,0234(4-5) 0,080 0,0556 0,36 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,1544 0,1557(5-6) 0,051 0,0556 0,90 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,0621 0,0398(6-7) 0,053 0,0556 0,89 1,2501 19,620 1,563 12,555 0,0625 0,0416


8g = 8. 9,81 = 78,48

f = 0,0326

C = (78,48/0,0326)^0,5 = 49,0439 (m1/2/dt)

43 |

Tabel 5.1.19

Penentuan Koefisien Cheezy Debit II

PercobaanAliran bebas

Pipa 8g F C

I

(1-2) 78,48 0,0326 49,0439(2-3) 78,48 0,0495 39,8302(3-4) 78,48 0,0312 50,1185(4-5) 78,48 0,1337 24,2274(5-6) 78,48 0,0455 41,5344(6-7) 78,48 0,0478 40,5002

Tabel 1.5.20

Penentuan Debit Rumus Cheezy Debit II (0.00304 m3/dt)

PercobaanA P R

Chf L S

V Chezy Q Chezy(m2) (m) (A/P) (m) (m) (hf/L)

I

(1-2) 0,0040958 0,226708 0,018066 49,044 0,008 0,632 0,01266 0,741664 0,003038

(2-3) 0,0040958 0,226708 0,018066 39,830 0,019 0,990 0,01919 0,741664 0,003038

(3-4) 0,0040958 0,226708 0,018066 50,119 0,012 0,990 0,01212 0,741664 0,003038

(4-5) 0,0024289 0,174584 0,013913 24,227 0,088 0,461 0,19153 1,250640 0,003038

44 |

II

Aliran tak bebasPipa 8g f C(1-2) 78,48 0,0159 70,3393(2-3) 78,48 0,0469 40,9216(3-4) 78,48 0,0338 48,1523(4-5) 78,48 0,1596 22,1763(5-6) 78,48 0,0437 42,3882(6-7) 78,48 0,0431 42,6522

III

Aliran tenggelamPipa 8g f C(1-2) 78,48 0,0198 62,9134(2-3) 78,48 0,0182 65,6205(3-4) 78,48 0,0234 57,8719(4-5) 78,48 0,1557 22,4507(5-6) 78,48 0,0398 44,4175(6-7) 78,48 0,0416 43,4495

(5-6) 0,0024289 0,174584 0,013913 41,534 0,058 0,890 0,06517 1,250640 0,003038

(6-7) 0,0024289 0,174584 0,013913 40,500 0,061 0,890 0,06854 1,250640 0,003038

II

(1-2) 0,0040958 0,226708 0,018066 70,339 0,004 0,650 0,00615 0,741664 0,003038

(2-3) 0,0040958 0,226708 0,018066 40,922 0,018 0,990 0,01818 0,741664 0,003038

(3-4) 0,0040958 0,226708 0,018066 48,152 0,013 0,990 0,01313 0,741664 0,003038

(4-5) 0,0024289 0,174584 0,013913 22,176 0,082 0,360 0,22860 1,250640 0,003038

(5-6) 0,0024289 0,174584 0,013913 42,388 0,056 0,895 0,06257 1,250640 0,003038

(6-7) 0,0024289 0,174584 0,013913 42,652 0,055 0,890 0,06180 1,250640 0,003038

III

(1-2) 0,0040958 0,226708 0,018066 62,913 0,005 0,650 0,00769 0,741664 0,003038

(2-3) 0,0040958 0,226708 0,018066 65,621 0,007 0,990 0,00707 0,741664 0,003038

(3-4) 0,0040958 0,226708 0,018066 57,872 0,009 0,990 0,00909 0,741664 0,003038

(4-5) 0,0024289 0,174584 0,013913 22,451 0,080 0,360 0,22305 1,250640 0,003038

(5-6) 0,0024289 0,174584 0,013913 44,417 0,051 0,895 0,05698 1,250640 0,003038

(6-7) 0,0024289 0,174584 0,013913 43,449 0,053 0,890 0,05955 1,250640 0,003038

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan



4. R = Jari-jari Hidrolik (m) = A / P



7. L = Panjang pipa(m)


9. V cheezy = C . ( R . S )0,5


Jari-jari hidrolik

R = A / P

= (0,25 π d2) / (π d)

= 0,25 d

Tabel 5.1.21

45 |

R = A / P

Jari-jari Hidrolik Debit II (0.00304 m3/dt)

No Pipa

d (m)

A = 0.25 πd2 (m)2

P = π d (m)

R = A/P

(1-2) 0,072 0,0040958 0,2269143 0,01805(2-3) 0,072 0,0040958 0,2269143 0,01805(3-4) 0,072 0,0040958 0,2269143 0,01805(4-5) 0,056 0,0024289 0,1747429 0,0139(5-6) 0,056 0,0024289 0,1747429 0,0139(6-7) 0,056 0,0024289 0,1747429 0,0139


Debit dan kecepatan dari perhitungan dengan perhitungan rumus Cheezy kemudian

dibandingkan dengan debit dan kecepatan yang didapat dari pengukuran tingkat muka air

pada alat ukur Thompson.

Rumus :

Di mana : X untuk Q ataupun V

Tabel 5.1.22

Perhitungan Kesalahan Relatif Debit II (0.003127 m3/dt)

Percobaan PipaQ pipa

Q chezzy

KR V pipaV

ChezzyKR

(m3/dt) (m3/dt) (%) (m/dt) (m/dt) (%)

I

(1-2) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(2-3) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(3-4) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(4-5) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

(5-6) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

46 |


X 100%XCheezy

(6-7) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

II

(1-2) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(2-3) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(3-4) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(4-5) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

(5-6) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

(6-7) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

III

(1-2) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(2-3) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(3-4) 0,002700 0,003038 0,1112531 0,659152 0,741664 0,1112531

(4-5) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

(5-6) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

(6-7) 0,002700 0,003038 0,1112531 1,111502 1,250640 0,1112531

Menentukan Jenis Saluran


δ/K < 1/6 = Saluran Hidrolik Kasar


δ/K > 4 = Saluran Hidrolik Halus


Dengan :





g = Percepatan gravitasi (m/dt2)

Harga k ditentukan berdasarkan rumus Calebrock

Dengan :



Re = Bilangan Reynold (tidak berdimensi)

47 |

δ =12υ

( g. S . R )0,5

K = R [( 12 / 10c/18 ) – ( C / Re )]


Tabel 5.1.23

Perhitungan Kriteria Saluran Debit II

PercobaanS R Υ Δ


I

(1-2) 0,012658 0,018050 0,000000897 0,000227 59669,804 49,0439 0,000393 0,577815

(2-3) 0,019192 0,018050 0,000000897 0,000185 59669,804 39,8302 0,001315 0,140421

(3-4) 0,012121 0,018050 0,000000897 0,000232 59669,804 50,1185 0,000341 0,681928

(4-5) 0,191532 0,013900 0,000000897 0,000067 77484,890 24,2274 0,007516 0,008862

(5-6) 0,065169 0,013900 0,000000897 0,000114 77484,890 41,5344 0,000814 0,140230

(6-7) 0,068539 0,013900 0,000000897 0,000111 77484,890 40,5002 0,000931 0,119634

II

(1-2) 0,006154 0,018050 0,000000897 0,000326 59669,804 70,3393 0,000006 59,1878

(2-3) 0,018182 0,018050 0,000000897 0,000190 59669,804 40,9216 0,001142 0,166161

(3-4) 0,013131 0,018050 0,000000897 0,000223 59669,804 48,1523 0,000443 0,503807

(4-5) 0,228601 0,013900 0,000000897 0,000061 77484,890 22,1763 0,009772 0,006239

(5-6) 0,062570 0,013900 0,000000897 0,000117 77484,890 42,3882 0,000729 0,159830

(6-7) 0,061798 0,013900 0,000000897 0,000117 77484,890 42,6522 0,000705 0,166419

III

(1-2) 0,007692 0,018050 0,000000897 0,000292 59669,804 62,9134 0,000050 5,8068

(2-3) 0,007071 0,018050 0,000000897 0,000304 59669,804 65,6205 0,000029 10,4409

(3-4) 0,009091 0,018050 0,000000897 0,000268 59669,804 57,8719 0,000114 2,343353

(4-5) 0,223045 0,013900 0,000000897 0,000062 77484,890 22,4507 0,009435 0,006542

(5-6) 0,056983 0,013900 0,000000897 0,000122 77484,890 44,4175 0,000560 0,217937

(6-7) 0,059551 0,013900 0,000000897 0,000119 77484,890 43,4495 0,000635 0,187995

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan


3. R = Jari-jari Hidrolik (m) =A / P

4. υ = Kekentalan kinematis (m2/dt)

5. δ = Tebal lapisan Prandtl (m)


7. K = Koefisien Calebrock

8. Re = Bilangan Reynold

48 |

Tabel 5.1.24

Jenis Saluran Debit II

Pipa I II III(1-2) transisi halus Halus(2-3) kasar kasar Halus(3-4) transisi transisi Transisi(4-5) kasar kasar Kasar(5-6) kasar kasar Transisi(6-7) kasar kasar Transisi

5.2 PIPA MIRING

5.2.1 DEBIT I

A. Menghitung debit air pada alat ukur Thompson

Rumus :

Dimana :




= 1,3533 + ( 0,004/h ) + 0,167 ( 8,4 + 12/√D ) x ( h/B – 0,09 )2



Diketahui :

B = 80 cm = 0,8 m

D = 92 cm = 0,92 m

49 |

Q = k . h5/2

a = 10cm = 0,10 m

b = 1,4cm = 0,014 m

h = a – b = 0,086 m

Maka :

k = 1,3533 + + 0,0167 x

= 1,3533 + + 0,0167 x

= 1,399918574 m0,5/dt

Sehingga di dapat :

Q = k . h5/2

= 1,399918574 ( 0,086)5/2

= 0,00303633 m3/dt

B. Menentukan Kemiringan Garis Hidrolik (Hydraulic Gradient) dan

Kemiringan Garis Energi (Energy Gradient )




dengan V2 / 2g, Dengan :


A = Luas penampang dari pipa (m2) ( A = ¼ . π . D2 )


Rumus elevasi garis hidrolik : Hg = H1 – H0

Rumus elevasi garis energi : Eg = Hg + ( V2 / 2g )

Dengan :

Hg = Hydrolics Heads / Tekanan Hidrolik ( m )





50 |

V = Q / A

g = Percepatan gravitasi ( m/det2 )

Diketahui :

Diameter dalam pipa I = 7,54 - (2 x 0,15 ) = 7,24 cm

Diameter dalam pipa II = 5,86 – (2 x 0,15 ) = 5,56 cm

Menentukan kecepatan aliran


V1 = 0,00303633/{ 1 / 4 . 3,14 . ( 0,0724 )2 }

= 0,00303633 / 0,004118526

= 0,737236998 m/dt


V2 = 0,00303633 / { 1 / 4 . 3,14 . ( 0,0556 )2 }

= 0,00303633 / 0,002428926

= 1,2501 m/dt


H1 = 0,113 m

H0 = 0

Hg = 0,113 - 0 = 0,113 m

V2/2g = 0,737269982 / (2 x 9,81) = 0,038 m

Eg = Hg+ V2/2g + z

=0,113 + 0,038 + 0,15= 0,333 m

Nilai Z untuk tiap manometer

Tabel 5.2.1

51 |

Manometer Z

1 0.15

2 0.13

3 0.0994 0.0695 0.0556 0.0287 0

Kemiringan Garis Hidrolik Dan Kemiringan Garis Energi Debit I

Percobaan Manometer 1 2 3 4 5 6 7

H1 0,113 0,130 0,142 0,116 0,070 0,040 0,030

I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,263 0,260 0,241 0,185 0,125 0,068 0,030

Bebas V2/2g 0,038 0,038 0,038 0,038 0,064 0,064 0,064

Eg 0,301 0,298 0,279 0,223 0,189 0,132 0,094

H1 0,145 0,160 0,170 0,145 0,107 0,067 0,056

I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,295 0,290 0,269 0,214 0,162 0,095 0,056

Tak Bebas V2/2g 0,038 0,038 0,038 0,038 0,064 0,064 0,064

Eg 0,333 0,328 0,307 0,252 0,226 0,159 0,120

H1 0,290 0,299 0,313 0,282 0,241 0,213 0,194

I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,440 0,429 0,412 0,351 0,296 0,241 0,194

Tenggelam V2/2g 0,038 0,038 0,038 0,038 0,064 0,064 0,064

Eg 0,478 0,467 0,450 0,389 0,360 0,305 0,258

C. Menghitung Kehilangan Tinggi Tekan ( Head Loss )

Kehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan setiap

tabung manometer, dengan cara mengurangi elevasi garis energi tabung

sebelumnya dengan tabung sesudahnya.

Rumus :

Dengan :



Keterangan :




Tabel 5.2.3

Kehilangan Tinggi Tekan Debit I

52 |

hfn = En – En+1

NO. Percobaan I Percobaan II Percobaan IIITABUNG Eg hf Eg hf Eg hf




Dimana :


v = Kecepatan rata-rata ( m/dt )



Tabel 5.2.4


Temperatur t ( oC

)0 5 10 20 25 30 35 100

υ = ……x 10-6

m2/dt1,794 1,519 1,310 1,010 0,897 0,657 0,657 0,00



didapatkan sebesar 25oC dengan kekentalan kinematis sebesar 0,897 m2/dt

Kriteria :




Tabel 5.2.5

Perhitungan Jenis Aliran Debit I

Percobaan Pipa T υ (m2/dt)) V(m/dt) D(m) Re Jenis

53 |

Re = ( v . D ) / υ

˚C aliran

I


II


III


E. Kontrol Debit



Dengan :







54 |

f = hf . D / L . 2g / V2

C = { (8 . g ) /f }0,5

Dengan :

f = Faktor gesekan



Dengan :



= A / P


= ∑ hf / L




Contoh perhitungan :

Hf = 0,003 m

D = 0,0724 m

L = 0,60 m

v = 0,7372 m/dt

v2/2g = 0,73722 / (2 x 9,81) = 0,028 m

2g/v2 = (2 x 9,81) / 0,73722 = 36,098 m

f = 0,003 x 36.098x (0,0724/0,60) = 0,013

Tabel 5.2.6

Penentuan Koefisien Gesek Debit I

Percobaan Pipa Hf(m) D(m) L(m) V(m/dt)V2/2g (m)

2g/V2 D/L f

I

(1-2) 0,003 0,0724 0,60 0,7372 0,028 36,098 0,121 0,013(2-3) 0,019 0,0724 0,99 0,7372 0,028 36,098 0,073 0,050(3-4) 0,056 0,0724 0,99 0,7372 0,028 36,098 0,073 0,148(4-5) 0,034 0,0556 0,49 1,2501 0,080 12,555 0,114 0,048(5-6) 0,057 0,0556 0,89 1,2501 0,080 12,555 0,063 0,045(6-7) 0,038 0,0556 0,89 1,2501 0,080 12,555 0,063 0,030

II(1-2) 0,005 0,0724 0,600 0,7372 0,028 36,098 0,121 0,022(2-3) 0,021 0,0724 0,990 0,7372 0,028 36,098 0,073 0,055(3-4) 0,055 0,0724 0,990 0,7372 0,028 36,098 0,073 0,145

55 |

Q = A V = A C ( R S )0,5

(4-5) 0,026 0,0556 0,489 1,2501 0,080 12,555 0,114 0,037(5-6) 0,067 0,0556 0,885 1,2501 0,080 12,555 0,063 0,053(6-7) 0,039 0,0556 0,885 1,2501 0,080 12,555 0,063 0,031

III

(1-2) 0,011 0,0724 0,600 0,7372 0,028 36,098 0,121 0,048(2-3) 0,017 0,0724 0,990 0,7372 0,028 36,098 0,073 0,045(3-4) 0,061 0,0724 0,990 0,7372 0,028 36,098 0,073 0,161(4-5) 0,029 0,0556 0,489 1,2501 0,080 12,555 0,114 0,041(5-6) 0,055 0,0556 0,885 1,2501 0,080 12,555 0,063 0,043(6-7) 0,047 0,0556 0,885 1,2501 0,080 12,555 0,063 0,037


8g = 8. 9,81 = 78,48(m/dt2)

f = 0,013

C = (78,48/0,013)^0,5 = 77,497 (m1/2/dt)

Tabel 5.2.7

Penentuan Koefisien Cheezy Debit I

Percobaan Aliran bebas

Pipa 8g f C

I

(1-2) 78,48 0,013 77,497

(2-3) 78,48 0,050 39,556

(3-4) 78,48 0,148 23,040

(4-5) 78,48 0,048 40,293

(5-6) 78,48 0,045 41,779

(6-7) 78,48 0,030 51,169

II

Aliran tak bebasPipa 8g f C(1-2) 78,48 0,022 60,029

(2-3) 78,48 0,055 37,625

(3-4) 78,48 0,145 23,249

(4-5) 78,48 0,037 46,106

(5-6) 78,48 0,053 38,536

(6-7) 78,48 0,031 50,509

III

Aliran tenggelamPipa 8g f C(1-2) 78,48 0,048 40,471

(2-3) 78,48 0,045 41,818

(3-4) 78,48 0,161 22,076

(4-5) 78,48 0,041 43,644

(5-6) 78,48 0,043 42,532

(6-7) 78,48 0,037 46,010

56 |

Tabel 5.2.8

Penentuan Debit Rumus Cheezy Debit I (0.002701 m3/dt)

Percobaan

A P RC

hf LS = hf/L V Chezy Q Chezy

(m2) (m) (A/P) (m) (m)

I

(1-2) 0,0041 0,227336 0,018116 77,497 0,003 0,600 0,005000 0,737572 0,003038

(2-3) 0,0041 0,227336 0,018116 39,556 0,019 0,990 0,019192 0,737572 0,003038

(3-4) 0,0041 0,227336 0,018116 23,040 0,056 0,990 0,056566 0,737572 0,003038

(4-5) 0,0024 0,174584 0,013913 40,293 0,034 0,489 0,069247 1,250640 0,003038

(5-6) 0,0024 0,174584 0,013913 41,779 0,057 0,885 0,064407 1,250640 0,003038

(6-7) 0,0024 0,174584 0,013913 51,169 0,038 0,885 0,042938 1,250640 0,003038

II

(1-2) 0,0041 0,227336 0,018116 60,029 0,005 0,600 0,008333 0,737572 0,003038

(2-3) 0,0041 0,227336 0,018116 37,625 0,021 0,990 0,021212 0,737572 0,003038

(3-4) 0,0041 0,227336 0,018116 23,249 0,055 0,990 0,055556 0,737572 0,003038

(4-5) 0,0024 0,174584 0,013913 46,106 0,026 0,489 0,052887 1,250640 0,003038

(5-6) 0,0024 0,174584 0,013913 38,536 0,067 0,885 0,075706 1,250640 0,003038

(6-7) 0,0024 0,174584 0,013913 50,509 0,039 0,885 0,044068 1,250640 0,003038

III

(1-2) 0,0041 0,227336 0,018116 40,471 0,011 0,600 0,018333 0,737572 0,003038

(2-3) 0,0041 0,227336 0,018116 41,818 0,017 0,990 0,017172 0,737572 0,003038

(3-4) 0,0041 0,227336 0,018116 22,076 0,061 0,990 0,061616 0,737572 0,003038

(4-5) 0,0024 0,174584 0,013913 43,644 0,029 0,489 0,059022 1,250640 0,003038

(5-6) 0,0024 0,174584 0,013913 42,532 0,055 0,885 0,062147 1,250640 0,003038

(6-7) 0,0024 0,174584 0,013913 46,010 0,047 0,885 0,053107 1,250640 0,003038

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan



4. R = Jari-jari Hidrolik (m) =A / P



7. L = Panjang pipa (m)


9. V cheezy = C . ( R . S )0,5


Jari-jari hidrolik

57 |

Rumus :

R = A / P

= (0,25 π d2) / (π d)

= 0,25 d

Tabel 5.2.9

Jari-jari Hidrolik Debit I (0.002701 m3/dt)

No Pipa d (m)A = 0.25 πd2 (m)2

P = π d (m)

R = A/P

(1-2) 0,0724 0,0041185 0,227543 0,0181(2-3) 0,0724 0,0041185 0,227543 0,0181(3-4) 0,0724 0,0041185 0,227543 0,0181(4-5) 0,0556 0,0024289 0,174743 0,0139(5-6) 0,0556 0,0024289 0,174743 0,0139(6-7) 0,0556 0,0024289 0,174743 0,0139


Debit dan kecepatan dari perhitungan dengan perhitungan rumus Chezy

kemudian dibandingkan dengan debit dan kecepatan yang didapat dari

pengukuran tingkat muka air pada alat ukur Thompson.

Rumus :


Tabel 5.2.10

Perhitungan Kesalahan Relatif Debit I (0.002701 m3/dt)

Percobaan PipaQ pipa Q chezzy KR V pipa V

ChezzyKR

(m3/dt) (m3/dt) (%) (m/dt) (m/dt) (%)

I

(1-2) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(2-3) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(3-4) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(4-5) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881(5-6) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881

58 |


X 100%XCheezy

R = A / P

(6-7) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881

II

(1-2) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(2-3) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(3-4) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(4-5) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881(5-6) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881(6-7) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881

III

(1-2) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(2-3) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(3-4) 0,003 0,003038 0,045465 0,737237 0,737572 0,045464881(4-5) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881(5-6) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881(6-7) 0,003 0,003038 0,045465 1,250071 1,250640 0,045464881







Dengan :







Dengan :




59 |

δ =12υ

( g. S . R )0,5

K = R [( 12 / 10c/18 ) – ( C / Re )]


Tabel 5.1.11

Perhitungan Kriteria Saluran Debit I (0.002701 m3/dt)

Percobaan

S R Υ ΔRe C K δ /K

(Hf/L) (A/P) (m2/dt) (m)

I

(1-2) 0,005000 0,0181165 0,000000897 0,000361 59504,97062 77,497-

0,000013-

28,1394(2-3) 0,019192 0,0181165 0,000000897 0,000184 59504,97062 39,556 0,001367 0,1348

(3-4) 0,056566 0,0181165 0,000000897 0,000107 59504,97062 23,040 0,011401 0,0094

(4-5) 0,069247 0,0139126 0,000000897 0,000111 77484,8898 40,293 0,000957 0,1157

(5-6) 0,064407 0,0139126 0,000000897 0,000115 77484,8898 41,779 0,000790 0,1454

(6-7) 0,042938 0,0139126 0,000000897 0,000141 77484,8898 51,169 0,000231 0,6097

II

(1-2) 0,008333 0,0181165 0,000000897 0,000280 59504,97062 60,029 0,000082 3,4001

(2-3) 0,021212 0,0181165 0,000000897 0,000175 59504,97062 37,625 0,001755 0,0999

(3-4) 0,055556 0,0181165 0,000000897 0,000108 59504,97062 23,249 0,011101 0,0098

(4-5) 0,052887 0,0139126 0,000000897 0,000127 77484,8898 46,106 0,000450 0,2815

(5-6) 0,075706 0,0139126 0,000000897 0,000106 77484,8898 38,536 0,001200 0,0882

(6-7) 0,044068 0,0139126 0,000000897 0,000139 77484,8898 50,509 0,000252 0,5510

III

(1-2) 0,018333 0,0181165 0,000000897 0,000189 59504,97062 40,471 0,001215 0,1552

(2-3) 0,017172 0,0181165 0,000000897 0,000195 59504,97062 41,818 0,001020 0,1910

(3-4) 0,061616 0,0181165 0,000000897 0,000103 59504,97062 22,076 0,012900 0,0080

(4-5) 0,059022 0,0139126 0,000000897 0,000120 77484,8898 43,644 0,000620 0,1934

(5-6) 0,062147 0,0139126 0,000000897 0,000117 77484,8898 42,532 0,000716 0,1632

(6-7) 0,053107 0,0139126 0,000000897 0,000126 77484,8898 46,010 0,000456 0,2774

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan 5. δ = tebal lapisan Prandtl (m)


3. R = Jari-jari Hidrolik (m) =A / P 7. K = Koefisien Calebrock


Tabel 5.1.12

Jenis Saluran Debit I (0.002580 m3/dt)

Pipa I II III(1-2) kasar transisi transisi(2-3) kasar kasar kasar(3-4) kasar kasar kasar(4-5) kasar kasar kasar(5-6) kasar kasar transisi

60 |

(6-7) transisi transisi transisi

5.2.2 DEBIT II

A. Menghitung debit air pada alat ukur Thompson

Rumus :

Dimana :




= 1,3533 + ( 0,004/h ) + 0,167 ( 8,4 + 12/√D ) x ( h/B – 0,09 )2



Diketahui :

B = 80 cm = 0,8 m

D = 92 cm = 0,92 m

a = 10 cm = 0,10 m

b = 1 cm = 0,01 cm

h = a – b = 0.09 m

Maka :

k = 1,3533 + + 0,0167 x

= 1,3533 + + 0,0167 x (0.09 / 0,8 – 0.09)2

= 1,397921 m0,5/dt

Sehingga di dapat :

Q = k . h5/2

61 |

Q = k . h5/2

= 1,397921 ( 0,09)5/2

= 0,003397 m3/dt

B. Menentukan Kemiringan Garis Hidrolik ( Hydraulic Gradient ) dan

Kemiringan Garis Energi ( Energy Gradient )




dengan V2 / 2g, Dimana :


A = Luas penampang dari pipa (m2) ( A = ¼ . π . D2 )


Rumus elevasi garis hidrolik : Hd = H1 – H0

Rumus elevasi garis energi : Eg = Hd + ( V2 / 2g )

Dengan :

Hd = Hydrolics Heads / Tekanan Hidrolik ( m )





g = Percepatan gravitasi ( m/det2 )

Diketahui :

Diameter dalam pipa I = 7,54 - (2 x 0,15 ) =7,24 cm

Diameter dalam pipa II = 5,86 – (2 x 0,15 ) = 5,56 cm

Menentukan kecepatan aliran


V1 = 0,003397 /{ 1 / 4 . 3,14 . ( 0,0724 )2 }

= 0,003397 / 0,004119

= 0,824797 m/dt


V2 = 0,003397 / { 1 / 4 . 3,14 . ( 0,0556 )2 }

= 0,003397 / 0,002429

= 1,3985 m/dt

62 |

V = Q / A


H1 = 0,176 m

H0 = 0

Hg = 0,176- 0 = 0,176 m

V2/2g = 0,8247972 / (2 x 9,81) = 0,035 m

Eg = Hg + V2/2g + z

=0,176 + 0,035 +0,15 = 0,361 m

Nilai Z untuk tiap manometer

Tabel 5.2.13

Kemiringan Garis Hidrolik Dan Kemiringan Garis Energi Debit II

Percobaan 1 2 3 4 5 6 7

H1 0,176 0,194 0,203 0,173 0,104 0,060 0,035

I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,326 0,324 0,302 0,242 0,159 0,088 0,035

Bebas V2/2g 0,035 0,035 0,035 0,035 0,100 0,100 0,100

Eg 0,361 0,359 0,337 0,277 0,259 0,188 0,135

H1 0,213 0,232 0,238 0,205 0,132 0,086 0,058

I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Outlet Hg 0,363 0,362 0,337 0,274 0,187 0,114 0,058

Tak Bebas V2/2g 0,035 0,035 0,035 0,035 0,100 0,100 0,100

Eg 0,398 0,397 0,372 0,309 0,287 0,214 0,158

H1 0,335 0,350 0,355 0,325 0,265 0,226 0,203

I H0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

63 |

Manometer Z

1 0.15

2 0.13

3 0.0994 0.0695 0.0556 0.0287 0

Outlet Hg 0,485 0,480 0,454 0,394 0,320 0,254 0,203

Tenggelam V2/2g 0,035 0,035 0,035 0,035 0,100 0,100 0,100

Eg 0,520 0,515 0,489 0,429 0,420 0,354 0,303

C. Menghitung Kehilangan Tinggi Tekan ( Head Loss )

Kehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan setiap

tabung manometer, dengan cara mengurangi elevasi garis energi tabung

sebelumnya dengan tabung sesudahnya.

Rumus :

Dengan :



Keterangan :




Tabel 5.2.15

Kehilangan Tinggi Tekan Debit II

NO. PERCOBAAN I PERCOBAAN II PERCOBAAN IIITABUNG Eg Hf Eg hf Eg hf




64 |

Re = ( v . D ) / υ

hfn = En – En+1


v = Kecepatan rata-rata ( m/dt )



Tabel 5.2.16


Temperatur t ( oC ) 0 5 10 20 25 30 35 100

υ = ……x 10-6

(m2/dt)

1,79

4

1,51

91,310 1,010

0,89

7

0,65

7

0,65

70,00



didapatkan sebesar 25oC dengan kekentalan kinematis sebesar 0,897

m2/dt

Kriteria :




Tabel 5.2.17

Perhitungan Jenis Aliran Debit II

Percobaan PipaT ˚C

υ (m2/dt)) V(m/dt) D(m) ReJenis aliran

I


II


III(1-2) 25 0,000000897 0,73724 0,0724 59504,9706 Turbulen(2-3) 25 0,000000897 0,73724 0,0724 59504,9706 Turbulen(3-4) 25 0,000000897 0,73724 0,0724 59504,9706 Turbulen

65 |

(4-5) 25 0,000000897 1,25007 0,0556 77484,8898 Turbulen(5-6) 25 0,000000897 1,25007 0,0556 77484,8898 Turbulen(6-7) 25 0,000000897 1,25007 0,0556 77484,8898 Turbulen

E. Kontrol Debit



hf = Kehilangan tinggi tekan akibat gesekan (m)

D = Diameter dalam pipa (m)


g = Percepatan grafitasi (m/dt2)



f = Faktor gesekan



A = Luas penampang pipa (m2)


= A / P


= ∑ hf / L


hf = Kehilangan tinggi tekan (m)


Tabel 5.2.18

66 |

f = hf . D/L . 2g/V2)

C = { (8 . g ) /f }0,5

Q = A V = A C ( R S )0,5

Penentuan koefisien Gesek Debit II

PercobaanHf (m)

D (m)L

(m)V

(m/dt)V2/2g (m)

2g/V2 D/L f

I (1-2) 0,002 0,0724 0,60 0,8248 0,035 28,841 0,121 0,007(2-3) 0,022 0,0724 0,99 0,8248 0,035 28,841 0,073 0,046(3-4) 0,060 0,0724 0,99 0,8248 0,035 28,841 0,073 0,127(4-5) 0,018 0,0556 0,49 1,3985 0,100 10,031 0,114 0,021(5-6) 0,071 0,0556 0,89 1,3985 0,100 10,031 0,063 0,045(6-7) 0,053 0,0556 0,89 1,3985 0,100 10,031 0,063 0,033

II (1-2) 0,001 0,0724 0,600 0,8248 0,035 28,841 0,121 0,003(2-3) 0,025 0,0724 0,990 0,8248 0,035 28,841 0,073 0,053(3-4) 0,063 0,0724 0,990 0,8248 0,035 28,841 0,073 0,133(4-5) 0,022 0,0556 0,489 1,3985 0,100 10,031 0,114 0,025(5-6) 0,073 0,0556 0,885 1,3985 0,100 10,031 0,063 0,046(6-7) 0,056 0,0556 0,885 1,3985 0,100 10,031 0,063 0,035III

(1-2) 0,005 0,0724 0,600 0,8248 0,035 28,841 0,121 0,017(2-3) 0,026 0,0724 0,990 0,8248 0,035 28,841 0,073 0,055(3-4) 0,060 0,0724 0,990 0,8248 0,035 28,841 0,073 0,127(4-5) 0,009 0,0556 0,489 1,3985 0,100 10,031 0,114 0,010(5-6) 0,066 0,0556 0,885 1,3985 0,100 10,031 0,063 0,042(6-7) 0,051 0,0556 0,885 1,3985 0,100 10,031 0,063 0,032

Tabel 5.2.19

Penentuan Koefisien Cheezy Debit II

Aliran bebasPercobaan 8g f C

I(1-2) 78,48 0,007 106,186(2-3) 78,48 0,046 41,126(3-4) 78,48 0,127 24,903(4-5) 78,48 0,021 61,856(5-6) 78,48 0,045 41,880(6-7) 78,48 0,033 48,473

Aliran tak bebasPercobaan 8g f C

II(1-2) 78,48 0,003 150,170(2-3) 78,48 0,053 38,579(3-4) 78,48 0,133 24,303(4-5) 78,48 0,025 55,946(5-6) 78,48 0,046 41,303

67 |

(6-7) 78,48 0,035 47,157Aliran tenggelam

Percobaan 8g f CIII

(1-2) 78,48 0,017 67,158(2-3) 78,48 0,055 37,830(3-4) 78,48 0,127 24,903(4-5) 78,48 0,010 87,518

(5-6) 78,48 0,042 43,438(6-7) 78,48 0,032 49,414

Tabel 5.2.20

Penentuan Debit Rumus Cheezy Debit II (0.003127 m3/dt)

PercobaanA P R

Chf L

S=hf/L V Chezy Q Chezy(m2) (m) (A/P) (m) (m)

I

(1-2) 0,0041 0,227336 0,018116 106,186 0,002 0,600 0,003333 0,825172 0,003398

(2-3) 0,0041 0,227336 0,018116 41,126 0,022 0,990 0,022222 0,825172 0,003398

(3-4) 0,0041 0,227336 0,018116 24,903 0,060 0,990 0,060606 0,825172 0,003398

(4-5) 0,0024 0,174584 0,013913 61,856 0,018 0,489 0,036776 1,399176 0,003398

(5-6) 0,0024 0,174584 0,013913 41,880 0,071 0,885 0,080226 1,399176 0,003398

(6-7) 0,0024 0,174584 0,013913 48,473 0,053 0,885 0,059887 1,399176 0,003398

II

(1-2) 0,0041 0,227336 0,018116 150,170 0,001 0,600 0,001667 0,825172 0,003398

(2-3) 0,0041 0,227336 0,018116 38,579 0,025 0,990 0,025253 0,825172 0,003398

(3-4) 0,0041 0,227336 0,018116 24,303 0,063 0,990 0,063636 0,825172 0,003398

(4-5) 0,0024 0,174584 0,013913 55,946 0,022 0,489 0,044956 1,399176 0,003398

(5-6) 0,0024 0,174584 0,013913 41,303 0,073 0,885 0,082486 1,399176 0,003398

(6-7) 0,0024 0,174584 0,013913 47,157 0,056 0,885 0,063277 1,399176 0,003398

III

(1-2) 0,0041 0,227336 0,018116 67,158 0,005 0,600 0,008333 0,825172 0,003398

68 |

(2-3) 0,0041 0,227336 0,018116 37,830 0,026 0,990 0,026263 0,825172 0,003398

(3-4) 0,0041 0,227336 0,018116 24,903 0,060 0,990 0,060606 0,825172 0,003398

(4-5) 0,0024 0,174584 0,013913 87,518 0,009 0,489 0,018371 1,399176 0,003398

(5-6) 0,0024 0,174584 0,013913 43,438 0,066 0,885 0,074576 1,399176 0,003398

(6-7) 0,0024 0,174584 0,013913 49,414 0,051 0,885 0,057627 1,399176 0,003398

Jari-jari hidrolik

Rumus :

R = A / P

= (0,25 π d2) / (π d)

= 0,25 d

Tabel 5.2.21

Jari-jari Hidrolik Debit II (0.003127 m3/dt)

No Pipa d (m)A = 0.25 πd2 (m)2

P = π d (m)

R = A/P

(1-2) 0,0724 0,0041185 0,227543 0,0181(2-3) 0,0724 0,0041185 0,227543 0,0181(3-4) 0,0724 0,0041185 0,227543 0,0181(4-5) 0,0556 0,0024289 0,174743 0,0139(5-6) 0,0556 0,0024289 0,174743 0,0139(6-7) 0,0556 0,0024289 0,174743 0,0139


Debit dan kecepatan dari perhitungan dengan perhitungan rumus Cheezy kemudian

dibandingkan dengan debit dan kecepatan yang didapat dari pengukuran tingkat muka

air pada alat ukur Thompson.

Rumus :


Tabel 5.2.22

Perhitungan Kesalahan Relatif Debit II(0.003127 m3/dt)

Percobaan Q pipa Q chezy KR V pipa V Chezy KR

69 |


X 100%XCheezy

R = A / P

(m3/dt)

(m3/dt) (%) (m/dt) (m/dt) (%)

I (1-2) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(2-3) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(3-4) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(4-5) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881(5-6) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881(6-7) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881

II

(1-2) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(2-3) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(3-4) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(4-5) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881(5-6) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881(6-7) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881

III

(1-2) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(2-3) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(3-4) 0,003 0,003398 10,656609 0,824797 0,825172 0,045464881(4-5) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881(5-6) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881(6-7) 0,003 0,003398 10,656609 1,398540 1,399176 0,045464881












70 |

δ =12υ

( g. S . R )0,5


Dengan :





Tabel 5.2.23

Perhitungan Kriteria Saluran Debit II (0.003127 m3/dt)

PercobaanS R Υ δ


1 2 3 4 5 6 7 8 9

I

(1-2) 0,003333 0,0181165 0,000000897 0,000442 59504,9706 106,186 -0,000032 -13,7966

(2-3) 0,022222 0,0181165 0,000000897 0,000171 59504,9706 41,126 0,001116 0,1535

(3-4) 0,060606 0,0181165 0,000000897 0,000104 59504,9706 24,903 0,008982 0,0115

(4-5) 0,036776 0,0139126 0,000000897 0,000152 77484,8898 61,856 0,000050 3,0383

(5-6) 0,080226 0,0139126 0,000000897 0,000103 77484,8898 41,880 0,000779 0,1320

(6-7) 0,059887 0,0139126 0,000000897 0,000119 77484,8898 48,473 0,000330 0,3609

II

(1-2) 0,001667 0,0181165 0,000000897 0,000625 59504,9706 150,170 -0,000046 -13,6799

(2-3) 0,025253 0,0181165 0,000000897 0,000161 59504,9706 38,579 0,001551 0,1036

(3-4) 0,063636 0,0181165 0,000000897 0,000101 59504,9706 24,303 0,009700 0,0104

(4-5) 0,044956 0,0139126 0,000000897 0,000137 77484,8898 55,946 0,000120 1,1441

(5-6) 0,082486 0,0139126 0,000000897 0,000101 77484,8898 41,303 0,000840 0,1208

(6-7) 0,063277 0,0139126 0,000000897 0,000116 77484,8898 47,157 0,000392 0,2953

III

71 |

K = R [( 12 / 10c/18 ) – ( C / Re )]

(1-2) 0,008333 0,0181165 0,000000897 0,000280 59504,9706 67,158 0,000020 14,0263

(2-3) 0,026263 0,0181165 0,000000897 0,000158 59504,9706 37,830 0,001709 0,0922

(3-4) 0,060606 0,0181165 0,000000897 0,000104 59504,9706 24,903 0,008982 0,0115

(4-5) 0,018371 0,0139126 0,000000897 0,000215 77484,8898 87,518 -0,000013 -16,0173

(5-6) 0,074576 0,0139126 0,000000897 0,000107 77484,8898 43,438 0,000637 0,1675

(6-7) 0,057627 0,0139126 0,000000897 0,000121 77484,8898 49,414 0,000291 0,4167

Keterangan Tabel :

1. Data percobaan 5. δ = Tebal lapisan Prandtl (m)


3. R = Jari-jari Hidrolik (m) = A / P 7. K = Koefisien Calebrock


Tabel 5.2.24

Jenis Saluran Debit II (0.003127 m3/dt)

Pipa I II III(1-2) kasar kasar halus(2-3) kasar kasar kasar(3-4) kasar kasar kasar(4-5) transisi transisi kasar(5-6) kasar kasar transisi(6-7) transisi transisi Transisi

Pembahasan

Dari teori yang ada, nilai faktor gesekan (f) pada pipa tertutup dengan bahan/jenis sama

seharusnya diperoleh nilai yang sama pula. Namun dari hasil percobaan kami, didapat nilai

faktor gesekan (f) yang berbeda. Hal ini dikarenakan kesalahan dalam pembacaan manometer,

sehingga nilai hf tidak begitu tepat.

Nilai faktor gesekan (f) yang berbeda juga mempengaruhi nilai koefisien Cheezy (C)

karena Nilai koefisien Cheezy didapat dari rumus {(8xg)/f}0,5. Akibat nilai koefisien Cheezy

yang berbeda mengakibatkan pula nilai kekasaran pipa (K) yang berbeda. Selain faktor

kesalahan praktikum, perbedaan nilai kekasaran pipa bisa disebabkan oleh kondisi pipa yang

sudah berkarat atau berlumut.

Pada gambar garis energi, pada pipa yang sama seharusnya diperoleh gambar garis

energi dan garis hidrolis pada satu garis lurus. Tetapi dalam percobaan kami, pada pipa miring

didapat garis energi dan garis hidrolis tidak satu garis lurus. Hal ini dikarenakan kesalahan

dalam pembacaan manometer.

72 |

Perbandingan garis energi pipa datar pada debit sama dan kondisi hilir berbeda

Pada pipa datar dengan debit sama, nilai energi pada ketiga outlet didapat, Nilai energi

outlet bebas < nilai energi outlet tidak bebas < nilai energi outlet tenggelam. Hal ini

dikarenakan pada outlet tenggelam ketinggian garis hidrolis lebih besar dari outlet yang lain.

Semakin kecil diameter pipa mengakibatkan kecepatan aliran semakin besar sehingga

semakin tinggi pula kecepatan.

Perbandingan garis energi pipa datar pada hilir sama dan debit berbeda

Pada pipa datar dengan hilir sama tetapi debit berbeda didapat nilai garis energi

sebanding dengan nilai debit, semakin besar debit maka semakin tinggi pula nilai garis energi

dan garis hidrolisnya.

Perbandingan garis energi pipa miring pada debit sama dan kondisi hilir berbeda

Pada pipa miring dengan debit sama, nilai energi pada ketiga outlet didapat, Nilai energi

outlet bebas < nilai energi outlet tidak bebas < nilai energi outlet tenggelam. Hal ini

dikarenakan pada outlet tenggelam ketinggian garis hidrolis lebih besar dari outlet yang lain.

Semakin kecil diameter pipa mengakibatkan kecepatan aliran semakin besar sehingga

semakin tinggi pula kecepatan.

Perbandingan garis energi pipa miring pada hilir sama dan debit berbeda

Pada pipa miring dengan hilir sama tetapi debit berbeda didapat nilai garis energi

sebanding dengan nilai debit, semakin besar debit maka semakin tinggi pula nilai garis energi

dan garis hidrolisnya.

Perbandingan garis energi pada debit dan kondisi hilir sama tetapi kondisi pipa

berbeda ( datar dan miring)

73 |

Pada debit dan kondisi hilir yang sama, pada pipa miring diperoleh nilai garis energi

lebih rendah daripada pipa datar. Hal ini dikarenakan energi yang dibutuhkan air untuk

melalui pipa datar lebih tinggi darpada energi yang dibutuhkan untuk melalui pipa miring.

74 |

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

6.1.1 Umum

Dari praktikum hidrolika saluran tertutup ini dapat disimpulkan bahwa :

1. Pengaliran air dari satu reservoir ke reservoir yang lain untuk mengukur

debit air akan diproses melewati pipa miring dan datar dimana akan terdapat

aliran bebas, tidak bebas dan tenggelam.

2. Pada aliran bebas, garis energi dan garis hidrolik berimpit pada ujung pusat

pipa

3. Pada aliran tidak bebas, garis energi dan garis hidrolik berimpit pada ujung

atas pipa sehingga memberikan tekanan kepada reservoir 1

4. Pada aliran tenggelam, garis energi dan garis hidrolik berimpit pada batas

tenggelamnya air di hilir aliran sehingga memberikan tekanan lebih besar

lagi kepada reservoir 1 dimana tinggi muka airnya akan menaik.

5. Semakin besar diameter pipa maka semakin besar pula debit yang lewat dan

kecepatan aliran pada penampang tersebut akan semakin kecil.

6. Semakin besar elevasi hidrolik, semakin besar pula faktor gesekan yang

terjadi yang akan berpengaruh pada besarnya debit Cheezy.

7. Perhitungan debit aliran antara alat ukur Thomson dengan perhitungan

melalui rumus Cheezy memberikan hasil yang tidak jauh berbeda tetapi tetap

memperlihatkan adanya penyimpangan debit air.

8. Suhu berpengaruh terhadap kekentalan kinematis suatu zat cair.

9. Kekentalan kinematis, kecepatan dan diameter pipa akan berpengaruh pada

bilangan Reynold.

10. Bilangan Reynold ini akan menentukan jenis aliran, apakah laminer transisi

ataupun turbulen.

11. Tebal Prandtl dan Koefisien Calebrock akan mempengaruhi jenis saluran.

12. Semakin teliti pengukuran dan perhitungan maka semakin kecil kesalahan

yang terjadi.

6.1.2 Kesalahan Dalam Praktikum

Dalam hal ini ada beberapa hal yang menyebabkan terjadinya kesalahan,

sehingga hasil yang diperoleh kurang sesuai dengan teori hidrolika yang ada.

Kesalahan ini disebabakan oleh beberapa faktor :

1. Faktor alat.

75 |

2. Kesalahan kalibrasi alat, pembagian skala yang kurang tepat atau kesalhan

pada posisi manometer.

3. Faktor manusia : kesalahan disebabkan karena kesalahan pengamatan, misal

pembacaan skala yang kurang tepat.

4. Kondisi percobaan tidak sama dengan kondisi alat sewaktu dikalibrasi.

5. Teknik pengukuran yang kurang sempurna.

6. Faktor lain yang bersifat kebetulan misalnya : faktor penaksiran alat, kondisi

percobaan yang tidak stabil, pengaruh lingkungan yang mengganggu obyek.

6.2 Saran

Praktikum hidrolika ini sangat bermanfaat bagi mahasiswa. Akan tetapi adanya benturan

dengan jadwal kuliah menjadikan praktikum ini tidak efektif. Kami mengharapkan

untuk masa yang akan datang pelaksanaan praktikum hidrolika saluran tertutup ini

dilaksanakan lebih awal pada waktu perkuliahan mata kuliah tersebut dengan jadwal

yang lebih terprogram.

76 |

percobaan saluran tertutup

Documents

Transcript of percobaan saluran tertutup