Pinsor Print

32
Gambar 6.1 Profil Aliran pada Pintu Sorong dan Air Loncat Air Loncat Pintu Sorong Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump) Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate and Hydraulic Jump) 6.1 PENDAHULUAN Pintu Sorong adalah sekat yang dapat diatur bukaannya. Setelah aliran melewati pintu sorong, maka akan mengalami perubahan kondisi dari subkritis ke superkritis. Di tempat lebih hilir lagi terjadi peristiwa yang dinamakan hydraulic jump (lompatan hidrolis). Secara fisik pintu sorong dapat digambarkan sebagai berikut : 6.2 TUJUAN PERCOBAAN Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 125

Transcript of Pinsor Print

Page 1: Pinsor Print

Gambar 6.1 Profil Aliran pada Pintu Sorong dan Air Loncat

Air Loncat

Pintu Sorong

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Modul VI

Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate and Hydraulic Jump)

6.1 PENDAHULUAN

Pintu Sorong adalah sekat yang dapat diatur bukaannya.

Setelah aliran melewati pintu sorong, maka akan mengalami

perubahan kondisi dari subkritis ke superkritis. Di tempat lebih

hilir lagi terjadi peristiwa yang dinamakan hydraulic jump

(lompatan hidrolis). Secara fisik pintu sorong dapat digambarkan

sebagai berikut :

6.2 TUJUAN PERCOBAAN

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah :

1. Mempelajari sifat aliran yang melalui pintu sorong.

2. Menentukan koefisien kecepatan dan koefisien kontraksi.

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 125

Page 2: Pinsor Print

Gambar 6.2 Model Saluran Terbuka untuk Percobaan Pintu Sorong

a

fg

d

e

b c

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

3. Menentukan gaya-gaya yang bekerja pada pintu sorong Fg

dan Fb

4. Menghitung besarnya kehilangan energi akibat air loncat.

5. Menghitung kedalaman kritis dan energi minimum.

6.3 ALAT PERCOBAAN

Adapun alat-alat yang digunakan dalam percobaan adalah

sebagai berikut:

Keterangan Gambar :

a. Pintu sorong

b. Alat pengukur kedalaman

c. Meteran

d. Manometer

e. Sekat pengatur hilir

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 126

Page 3: Pinsor Print

d 11 2 d 2

Z1 Z2

Gambar 6.3Venturimeter

datum

Q

hg

h

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

f. Penampuang air

g. Pompa

6.4 TEORI DASAR DAN PENURUNAN RUMUS

6.4.1 Debit Aliran (Q)

Dengan menerapkan prinsip kekekalan energi, impuls -

momentum, dan kontinuitas (kekekalan massa), serta dengan

asumsi terjadi kehilangan energi, dapat diterapkan persamaan

Bernoulli untuk menghitung besar debit berdasarkan tinggi

muka air sebelum dan pada kontraksi.

Besarnya debit aliran (Q) dapat diperoleh dari penurunan

rumus sebagai berikut:

Persamaan Bernoulli (untuk z1 = z2):

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 127

Page 4: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

V12

2g+P1

ρa g+Z1=

V22

2g+P2

ρag+Z2→Z1=Z2

V12

2g+P1

ρa g=V

22

2 g+P2

ρa g

½V12 + P1 = ½V2

2 + P2

air air

P1 - P2 = ½ (V22 – V1

2)...................................(1)

air

Persamaan Kontinuitas : Q1 = Q2

V1 A1 = V2 A2

V1.¼ d12 = V2. ¼ d2

2 ............ V2 = V1 (d12 / d2

2)...........(2)

Dari persamaan (1) dan (2) didapat:

P1 - P2 = ½ V12(d1

4 /d24 –1)............................(3)

air

Pada pipa venturi

Prinsip pembacaan Manometer :

P1 + airg (H + H) = P2 + airgH + Hgg H

P1 - P2 = airgH + Hgg H - airg(H + H)

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 128

Page 5: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

P1 - P2 = g H ( Hg- air)......................................(4)

Diketahui:

d1 = 3,15 cm hg = 13,6 gram/cm3

d2 = 2,00 cm a = 1,00 gram/cm3

g = 981 cm/detik2 ρair = 0.997 (pada 25oC)

Dari persamaan (3) dan (4)

( Hg- air) g H = ½ air V12 (d1

4 /d24 –1)

(12.6) x 981 x H = ½ x 0.997 x V12 [(3.15)4/(2.00)4 – 1]

V1 = 69.36

√ΔH

Q = A1V1 = V1. ¼πd12

= 69.36√ΔH .¼ (3.15)2

Q = 172.066 * * (ΔH)1/2 (6.1)

d1 = 3.15 cm ρair = 1.00 gr/cm3

cm]

d2 = 2.00 cm ρHg = 13.60 gr/cm3 g = 9.81

m/s2

cab

6.4.2 Debit Aktual Pada Pintu Sorong

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 129

Page 6: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Gambar 6.4 Profil Aliran pada Pintu Sorong

Dengan menggunakan persamaan Bernoulli dapat diturunkan

debit

teoritis (QT):

yo+V 0

2

2g= y1+

V 12

2g⇔ y0− y1=

V 12−V 0

2

2 g

y0(1− y1

y0)=V 1

2−V 02

2 g⇔ yo . 2g=

V 12−V 0

2

(1−y1

y0), karenaV 0

2=V 12( y1

y0)2

,maka

yo . 2 g=

V 12 [1−( y1

y0)2]

(1− y1

y0)

⇔ yo . 2g=

Q2(1−y1

y0)(1+

y1

y0)

b2 . y12(1−

y1

y0)

Q2=b2 . y1

2 . yo . 2g

(1+y1

y0)

⇔maka :QT=b . y1√2 g . y0

(1+y1

y0)

. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .(6 .2)

Penurunan Rumus Debit Aliran :

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 130

Page 7: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Dengan memasukkan harga koefisien kecepatan (Cv) dan

koefisien kontraksi (Cc) ke dalam persamaan (2.2) maka dapt

diperoleh Debit Aktual (Qa).

C c=y1

ygdanC v=

Qa

QT

Qa=b .C c.C v √2.q . y o

√(C c . ygyo )+1

(6.3)

dimana : g = percepatan gravitasi = 9.81 m/detik2

b = lebar saluran = 8 cm

yo, y1, yg (lihat Gambar 6.4)

6.4.3 Gaya yang Bekerja pada Pintu Sorong

Gaya dorong yang bekerja pada pintu sorong akibat tekanan

hidrostatis dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Fh = 0.5 * ρ * g (yo – yg)2

(6.4)

h = yo - yg

Sedangkan gaya dorong lainnya yang bekerja pada pintu sorong

dapat dihitung dengan rumus yang didapat dari penurunan sebagai

berikut :

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 131

Page 8: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

F=∫out

V d .Q−∫int

V d .Q

12

. γ .Y12−

12

. γ .Y02+F g=ρ .q .V 0−ρ .q .V 1

Di mana

q=Qb

(debit per satuan luas)

Fg=ρ .q .V

0−ρ .q .V

1−1

2. γ .Y

12+1

2. γ .Y

02

Fg=12

. γ .(Y02−.Y

12 )−ρ .q .(V 1−V 0)

Fg=1

2. γ .Y

12.[(Y 0

Y 1)2

−1]−ρ .Qb

. (V1−V

0)

Menurut persamaan kontinuitas

Q=v1. A1=v0 . A0

V1=QA

1=Q

Y1

.b,V 0=

QA

0=Q

Y0.b

Jadi

Fg=1

2. . γY

12.[(Y 0

Y 1)2

−1]−ρ .Qb

.(QY1 .b

−QY

0.b

)

Fg=12

. γ .Y1

2 .[(Y 0

Y 1)2

−1]−ρ .(Qb )2

.(1Y

1.−1Y

0.)

Fg=1

2. γ .Y

12.[(Y 0

Y 1)2

−1]−ρ .Q2

b2 .Y 1

.(1−Y1

Y0. )

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 132

Page 9: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Dimana : g = percepatan gravitasi = 9.81 m/detik2

b = lebar saluran = 8 cm

a. Bilangan Froude

F r=v

√g∗y (6.6)

dimana : v = kecepatan aliran

y = tinggi aliran

b. Kedalaman di hulu (Ya) dan hilir (Yb) air loncat memiliki

hubungan sebagai berikut : (untuk lebih jelas lihat Gambar 6.4)

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 133

(6.5)

0

1

12

2

21

202

1 1*

*1****5.0

y

y

yb

Q

y

yygFg

Gambar 6.5 Distribusi Gaya yang Bekerja pada Pintu

Page 10: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Y b

Y a

=12∗¿ (6.7)

dimana : Fra = Bilangan Froude di hulu air loncat (titik a)

c. Energi yang hilang akibat adanya air loncat :

Δh=( yb− ya)4∗y a∗yb

3

(6.8)

d. Kedalaman kritis (Yc) dan energi minimum (Eminimum) :

Yc = (Q2 / 2.g.b2)1/3

(6.9)

Eminimum=32∗ yc (6.10)

6.5 Prosedur Percobaan

6.5.1 Percobaan dengan Debit Berubah

a. Tentukan kedudukan pintu sorong terhadap dasar saluran (Yg

tetap)

b. Alirkan air dengan debit minimum yang memungkinkan

terjadinya aliran yang diinginkan

c. Setelah aliran stabil, ukur dan catat Yo, Yg, Y1 , Ya, Xa, Yb dan

Xb, di mana:

Yo = tinggi muka air di hulu pintu sorong

Yg = tinggi bukaan pintu sorong terhadap dasar saluran

Y1 = tinggi muka air terendah di hilir pintu sorong

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 134

Page 11: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Ya = tinggi muka air tepat sebelum air loncat

Yb = tinggi muka air tepat setelah air loncat

Xa = kedudukan horizontal titik Ya dari titik nol saluran

Xb = kedudukan horizontal titik Yb dari titik nol saluran

d. Percobaan dilakukan 5 kali dengan mengubah debit aliran

6.5.2 Percobaan dengan Debit Tetap

a. Alat dikalibrasikan dahulu pada titik nol terhadap dasar

saluran.

b. Alirkan air dengan tertentu yang memungkinkan terjadinya

jenis aliran yang diinginkan

c. Atur kedudukan pintu sorong. Tentukan kira-kira pada interval

berapa

profil air loncat masih cukup baik.

d. Setelah aliran stabil, ukur dan catat Yo, Yg, Y1 , Ya, Xa, Yb dan

Xb

e. Percobaan dilakukan 5 kali dengan mengubah kedudukan

pintu sorong.

6.6 CONTOH PERHITUNGAN

6.6.1 Gaya yang bekerja pada pintu sorong

1. Perhitungan Debit

Q = 171.81 * π * (ΔH)1/2

= 171.81 * π * (26,5)1/2

= 2778.57 cm3/s

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 135

Page 12: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

2. Perhitungan QT

QT=b . y1 √ 2 g . y0

(1+y1

y0)

=8∗3 . 5√ 2∗1000∗14 . 5

(1+ 3 . 514 .5 )

=4279 .62

3. Perhitungan Cc

Cc = y1

yg

= 3.54 = 0.875

4. Perhitungan Cv

Cv = Q a

QT

= 2778.574279.62

= 0.649

5. Perhitungan Fg dan Fh

Fg=[0.5∗ρ∗g∗y12∗( y0

2

y12−1)]−[ ρ∗Q2

b2∗ y1(1− y1

y0)]

Fg=[0.5∗1∗1000∗3.52∗(14.52

3.52 −1)]−[ 1∗27782

82∗3.5 (1− 3.514.5 )]

Fg=72853.16

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 136

Page 13: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Fh = 0.5 * ρ * g (yo – yg)2

= 0.5 * 1 * 1000 (14.5-3.5)2

= 55125

6.6.2 Air Loncat

1. Perhitungan Debit

Q = 171,81 x π x (ΔH)1/2

= 171,81 x π x (26.5)1/2

= 2778.57 cm3/s

2. Perhitungan Bilangan Fraude

F r=v

√g∗y

V = Q/A

= 2778.57 / (7.6*5)

= 73.12 cm/s

Fr = 73.12 / (1000*5) ^ 0,5

= 1.034

3. Perhitungan Yb/Ya Teoritis

Y b

Y a

=12∗¿

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 137

Page 14: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

¿0.5∗[√ (1+8∗1.0342 )−1]

¿1.05

4. Perhitungan kehilangan energi

Δh=(6 . 5−5 )3

4∗5∗6 .5

Δh=0.026

5. Perhitungan kedalaman kritis dan energi minimum

Yc = [Q2 / (2.g.b2)]1/3

Yc = [(2778.57)2 / (2*1000*7.62)]1/3

= 4.06

Eminimum=32∗ yc

Eminimum=32∗4.06

Eminimum=6.09

6.7 TABEL PERCOBAAN

Lebar Saluran = ( 7.6 cm )

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 138

ba

ab

yy

yyh

**4

)( 3

Page 15: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Data Pengamatan

Percobaan A: Debit Tetap, yg Berubah

Bacaan Manometer H1 = ( 8 cm ), H2 = ( 34.5 cm )

Percobaan B: Debit Berubah, yg Tetap

yg = ( 4 cm ), xg = (155 cm )

Percobaan A : Debit Tetap, yg Berubah

No.

Praktikum Pintu Sorong ( cm ) QA

(cm3/detik)

QT

(cm3/detik)

Cc Cv Fh Fg

H1 H2 Δh yg y0 y1

1 834.5 26.5 4 14.5 2.5 2778.57 2988.22

0.625

0.93

55125

62066.65

2 834.5 26.5 4.25 13.5 2.7 2778.57 3078.00

0.635

0.90

42781

51737.19

3 834.5 26.5 4.5 11 3 2778.57 2997.63

0.667

0.93

21125

26755.88

4 834.5 26.5 4.75 10.5 3.1 2778.57 2999.92

0.653

0.93

16531

22895.21

5 834.5 26.5 5 9.5 3.2 2778.57 2899.35

0.640

0.96

10125

15005.61

No

Praktikum Air Loncat ( cm ) QA

(cm3/detik)

V (cm/s

) Fra

yb/ya yb/

ya ukur ΔH Yc

Emin

H1 H2 Δh xa ya xb yb teori

1 834.5

26.5 325 5 333 6.5 2778.57 73.12

1.034 1.05 1.30

0.03

4.06

6.09

2 834.5

26.5

297.5 4.5

305.5 7.5 2778.57 81.24

1.211 1.28 1.67

0.20

4.06

6.09

3 834.5

26.5

271.5 4.5

281.5 7.5 2778.57 81.24

1.211 1.28 1.67

0.20

4.06

6.09

4 834.5

26.5

224.7 4

235.5 7 2778.57 91.40

1.445 1.60 1.75

0.24

4.06

6.09

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 139

Page 16: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

5 834.5

26.5 182 4.5

193.5 7.5 2778.57 81.24

1.211 1.28 1.67

0.20

4.06

6.09

Percobaan B : Debit Berubah, yg Tetap

No.

Praktikum Pintu Sorong ( cm ) QA

(cm3/detik)

QT

(cm3/detik)

Cc Cv Fh Fg

H1 H2 Δh yg y0 y1

1 34.5 8.5 26 4 13.1 2.5 2752.23 2818.240.62

50.98

41405

40233.94

2 33.5 9.5 24 4 12.3 2.5 2644.26 2716.710.62

50.97

34445

33940.05

3 32.5 10.5 22 4 11.3 2.7 2531.68 2771.450.67

50.91

26645

28921.32

4 31.5 11.5 20 4 10.5 2.7 2413.87 2652.130.67

50.91

21125

23725.02

5 30.5 12.5 18 4 9.7 2.8 2290.00 2610.980.70

00.88

16245

20059.59

No

Praktikum Air Loncat ( cm ) QA

(cm3/detik)

V (cm/s

) Fra

yb/ya yb/

ya ukur ΔH Yc

EminH1 H2 Δh xa ya xb yb teori

1 34.5 8.5 26 339 5345.

4 6.5 2752.23 73.431.02 1.03 1.30

0.03

4.03

6.05

2 33.5 9.5 24 316 5 324 6.5 2644.26 69.590.98 0.98 1.30

0.03

3.93

5.89

3 32.510.5 22 286 5

290.5 6 2531.68 66.62

0.92 0.92 1.20

0.01

3.81

5.72

4 31.511.5 20 224 5

232.5 6 2413.87 63.52

0.87 0.87 1.20

0.01

3.69

5.54

5 30.512.5 18 294 4.5

202.5 6 2290 66.96 1 1 1.33

0.03

3.57

5.35

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 140

Page 17: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Tabel Data

Cc Cv Yg Yo Yg/Yo

0.625 0.68 4 14.50.2758

62

0.635 0.9 4.25 13.50.3148

15

0.667 0.93 4.5 110.4090

91

0.653 0.93 4.75 10.50.4523

81

0.64 0.96 5 9.50.5263

16

0.625 0.72 4 13.10.3053

44

0.625 0.7 4 12.30.3252

03

0.675 0.69 4 11.30.3539

82

0.675 0.64 4 10.50.3809

52

0.7 0.59 4 9.70.4123

71

Yb/Ya Yb/Yateori Ukur

1.05 1.3

1.28 1.67

1.28 1.67

1.6 1.75

1.28 1.67

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 141

Yg/Yo Fg/Fh0.2758

6 1.32160.3148

11.2093

50.4090

91.2665

50.4523

81.3849

90.5263

21.4820

40.2758

61.3657

1

0.2963 1.44010.3636

4 1.63020.3809

5 1.780.4210

52.0523

2

Page 18: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

0.74 1.3

0.67 1.3

0.6 1.2

0.53 1.2

0.57 1.33

Untuk debit tetap, Yg berubah

L Yb L/Yb Fra

8 6.5 1.23 1.034

8 7.5 1.07 1.211

10 7.5 1.33 1.211

10.8 7 1.54 1.445

11.5 7.5 1.53 1.211Untuk debit berubah, Yg tetap

6.4 6.5 0.98 1.02

8.5 6.5 1.31 1

4.5 6 0.75 0.95

8.5 6 1.42 0.91

8.5 6 1.42 1.01

Untuk Debit berubah

YcEmin

4.03 6.05

3.9 5.89

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 142

Page 19: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

33.8

1 5.723.6

9 5.543.5

7 5.35

6.8 GRAFIK

6.8.1 Pintu Sorong

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.550

0.2

0.4

0.6

0.8

1

f(x) = − 5.91728742093 x³ + 4.00467010504 x² − 0.17584392297 x + 0.481992711901R² = 0.675581738756257

Yg/Yo vs Cc

Yg/Yo vs CcPolynomial (Yg/Yo vs Cc)

Yg/Yo

Cc

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 143

Page 20: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.550

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

f(x) = − 7.51555861498 x³ + 15.3009347737 x² − 7.5807038466 x + 1.82663217083R² = 0.329811539123616

Yg/Yo vs Cv

Yg/Yo vs CvPolynomial (Yg/Yo vs Cv)

Yg/Yo

Cv

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.550

0.5

1

1.5

2

2.5

f(x) = 1.9411648132326 x + 1R² = 0.955066962400739f(x) = 0.839011285192232 x + 1R² = 0.96881875192082

Fg/Fh vs Yg/Yo

Debit TetapLinear (Debit Tetap)Debit BerubahLinear (Debit Berubah)

Yg/Yo

Fg/F

h

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 144

Page 21: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

6.8.2 Air Loncat

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20

1

2

3

4

5

f(x) = 1.37807400379507 xR² = 0.946486308355028

(Yb/Ya teori) vs (Yb/Ya ukur)

(Yb/Ya teori) vs (Yb/Ya ukur)

Linear ((Yb/Ya teori) vs (Yb/Ya ukur))

(Yb/Ya) Teori

(Yb/

Ya) U

kur

0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.51

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

Fra vs L/Yb

Debit Tetap

Fra

L/Yb

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 145

Page 22: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02 1.040.600.700.800.901.001.101.201.301.401.50

Fra vs L/Yb

Debit Berubah

Fra

L/Yb

Debit Tetap

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 146

Page 23: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

0 2 4 6 8 10 12 14 160

2

4

6

8

10

12

14

16

E vs y

(E vs y)1(E vs y)2(E vs y)3(E vs y)4(E vs y)5E = yCritical State

E

y

Debit Berubah

0 2 4 6 8 10 12 14 160

2

4

6

8

10

12

14

16

E vs y

(E vs y)1(E vs y)2(E vs y)3(E vs y)4(E vs y)5E = yCritical State

E

y

6.9 ANALISIS

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 147

Page 24: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

A. Pintu Sorong

i. Grafik Cc Vs Yg/Yo

Grafik Cc vs Yg/Yo didekati dengan menggunakan

trendline polynomial pangkat 3 dengan tujuan untuk

melihat nilai ekstrim (maksimum dan minimum) dari

koefisien kontraksi (Cc) pada setiap nilai Yg/Yo dari

hasil percobaan. Nilai Cc selalu lebih kecil dari 1

karena didapat dari Cc = Y1/Yg, dimana nilai Y1 < Yg.

Nilai perbandingan Yg/Yo juga lebih kecil dari 1 karena

nilai Yg < Yo. Dari hasil plot data juga dapat dilihat

dengan jelas bahwa nilai Cc dan perbandingan Yg/Yo

selalu lebih kecil dari 1.

ii. Grafik Cv Vs Yg/Yo

Grafik Cv vs Yg/Yo didekati dengan menggunakan

trendline polynomial pangkat 3 dengan tujuan untuk

melihat nilai ekstrim (maksimum dan minimum) dari

koefisien kecepatan (Cv). Nilai maksimum/minimum

didapatkan dengan cara menurunkan trendline

pangkat 3 terhadap x untuk mendapatkan nilai x. Nilai

Cv yang ideal seharusnya adalah 1 dimana nilai

perbandingan Q aktual dan Q teoritis adalah sama

besar. Tetapi pada kenyataanya nilai Q aktual lebih

kecil daripada Q teori karena pada Q teori dianggap

ideal dan tidak ada gesekan.

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 148

Page 25: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

iii. Grafik Fg/Fh Vs Yg/Yo

Fh adalah gaya hidrostatis yang bekerja pada bagian

pintu sorong yang terkena air, sedangkan Fg adalah

gaya dorong lain yang bekerja pada bagian pintu lain

yang tidak terkena air untuk mengimbangi gaya

hidrostatis tersebut. Nilai Fg yang baik adalah lebih

besar dari Fh supaya dapat menahan gaya hidrostatis

tersebut. Hal ini sesuai dengan grafik yang nilai

perbandingan Fg/Fh lebih besar dari 1. Dari grafik

dapat diamati juga bahwa nilai Yg selalu lebih kecil

dari Yo. Apabila Yo < Yg, maka pintu tidak akan

mengalami gaya hidrostatis yang artinya air akan

mengalir begitu saja.

B. Air Loncat

i. Grafik Yb/Ya (Ukur) Vs Yb/Ya (Teori)

Grafik Yb/Ya(Ukur) vs Yb/Ya(Teori) menggunakan

pendekatan trendline linear. Grafik ini bertujuan unutk

membandingkan hasil yang didapatkan dari percobaan

dan secara teoritis. Secara ideal, grafik ini seharusnya

membentuk sudut 45º atau gradien = 1 yang artinya

hasil pengukuran (percobaan) sama dengan hasil

teoritis. Tetapi, dari hasil yang didapatkan ternyata

grafik lebih cenderung ke kanan dan gradien < 1 yang

artinya hasil percobaan lebih kecil dari hasil teoritis.

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 149

Page 26: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

ii. Grafik L/Yb Vs Fr

Grafik ini menunjukan besarnya panjang loncatan

hidraulik, yaitu jarak antara permukaan depan

loncatan sampai suatu titik pada permukaan gulungan

ombak yang sedang menuju ke hilir. Semakin besar

nilai L/Yb, maka semakin besar pula Bilangan Fraude.

Hal ini sesuai karena semakin besar loncatan maka

aliran airnya semakin cepat pula. Air loncat

menyebabkan penggerusan pada dasar saluran dan

besarnya penggerusan tergantung pada kecepatan air.

Makin besar kecepatan air, makin besar pula

penggerusan yang terjadi. Jenis aliran yang dapat

menimbulkan penggerusan adalah aliran turbulen atau

aliran yang dalam keadaan superkritis. Dari grafik ini

bisa diketahui panjang loncatan air yang terjadi

sehingga dapat dibuat rancangan perkerasan pada

daerah air loncat tersebut.

iii. Grafik Y Vs E

Grafik di atas menunjukkan hubungan antara tingkat

energi dengan tinggi muka air. Grafik tersebut

menunjukkan bahwa untuk suatu energi spesifik

tertentu terdapat dua kemungkinan kedalaman, taraf

rendah dan taraf tinggi. Pada keadaan kritis kedua

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 150

Page 27: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

kedalaman seolah menyatu dan dikenal sebagai

kedalaman kritis (Yc). Keadaan kritis adalah keadaan

aliran dimana energi spesifiknya untuk suatu debit

tertentu adalah minimum. Daerah di bawah garis kritis

menunjukkan keadaan aliran superkritis dan daerah di

atas garis tersebut menunjukkan keadaan aliran

subkritis. Pada grafik juga dapat dilihat hubungan

antara debit dengan energi spesifiknya(tinggi tenaga

dihitung dari dasar saluran). Semakin besar debit

maka tingkat energinya juga akan semakin tinggi.

6.10 SIMPULAN DAN SARAN

6.10.1Simpulan

Pada percobaan pintu sorong ini, kita dapat mengamati

perubahan aliran dari kritis, subkritis dan superkritis yang

terjadi dari hulu saluran sampai ke hilir saluran. Percobaan ini

juga dapat digunakan untuk menghitung panjang perkerasan

yang akan digunakan pada daerah air loncat di dasar saluran

irigasi. Adanya loncatan hidrolik ini akan menimbulkan

kehilangan energi.

6.10.2Saran

Untuk mendapatkan pemahaman yang maksimal dari berbagai

modul, ada baiknya percobaan beberapa modul tidak dilakukan

dalam satu hari.

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 151

Page 28: Pinsor Print

Modul VI Pintu Sorong dan Air Loncat (Sluice Gate And Hydraulic Jump)

Laporan Praktikum Hidrolika Kelompok 33 152