Laporan Praktikum Hidrolika [PDF]

Zitiervorschau

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas berkat dan rahmatnyalah sehingga penyusunan laporan kegiatan praktikum Hidrolika

ini dapat diselesaikan tepat pada

waktunya.

Laporan praktikum ini disusun untuk memenuhi salah satu

tugas praktikum

Hidrolika, dan untuk memberikan informasi dan pengetahuan kepada para pembaca.

Laporan ini berisi tentang praktek-praktek yang telah penulis lakukan, yang disusun berdasarkan job-job yang diberikan oleh dosen bersangkutan . Saya menyadari dalam upaya penyelesaian laporan ini terdapat beberapa kesulitan, sehingga banyak terdapat kesalahan dan kekurangan .

Namun berkat petunjuk dan bimbingan dari dosen pengajar sehingga tugas ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu saya sebagai penulis menyampaikan terimakasih kepada dosen pembimping dan saya juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada rekan-rekan kelompok atas kerja samanya dilapangan serta pihak-pihak yang lain yang membantu suksesnya pekerjaan kami dilapangan.

Saya menyadari laporan ini jauh dari kesempurnaan oleh sebab itu sumbangan saran dan kritik dari berbagai pihak yang sifatnya membangun sangat kami harapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis pada umumnya.

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Pontianak, 10 April 2015

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................... i DAFTAR ISI.............................................................................................................. ii BAB 1..................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN....................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang................................................................................................... 1 1.2 Tujuan Praktikum................................................................................................ 1 1.3 Waktu dan Tenpat Praktikum..................................................................................2 1.4 Materi Praktikum................................................................................................ 2 BAB 2 DASAR TEORI UMUM..................................................................................... 3 2.1 Pengertian Hidrolika............................................................................................ 3 2.2 Jenis-jenis Saluran dalam Hidrolika.........................................................................3 2.3 Peran Ilmu Hidrolika............................................................................................ 3 BAB 3 PEMBAHASAN............................................................................................... 4 3.1

KEHILANGAN TEKANAN DALAM PIPA ( LOOS IN BAND )..................................4

3.1.1 Dasar Teori..................................................................................................... 4 3.1.2 Tujuan Percobaan............................................................................................. 6 3.1.3 Alat yang digunakan.......................................................................................... 6 3.1.4 Langkah Kerja................................................................................................. 7 3.1.5 Perhitungan..................................................................................................... 8 3.1.6 Lampiran...................................................................................................... 10 3.1.7 Kesimpulan................................................................................................... 11

2

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.1.8 Keselamatan kerja........................................................................................... 11 3.1.9 Dokumentasi................................................................................................. 12 3.2 Menghitung Debit Aliran dengan Ambang Persegi dan Segitiga......................................13 3.2.1 Dasar Teori................................................................................................... 13 3.2.2Tujuan Percobaan............................................................................................ 13 3.2.3 Alat dan bahan yang digunakan..........................................................................13 3.2.4 Langkah kerja................................................................................................ 14 3.2.5 Perhitungan................................................................................................. 14 3.2.6 Lampiran.................................................................................................... 16 3.2.7 Kesimpulan................................................................................................. 17 3.2.8 Keselamatan Kerja......................................................................................... 17 3.2.9 Dokumentasi................................................................................................ 18 3.3 Bangunan Kontrol (Ogee Weir)................................................................................19 3.3.2 Dasar Teori.................................................................................................. 19 3.3.2 Maksud dan Tujuan........................................................................................ 20 3.3.3 Alat dan Bahan............................................................................................. 20 3.3.4 Langkah Kerja.............................................................................................. 20 3.3.5 Perhitungan...................................................................................................... 22 3.3.6 Lampiran.................................................................................................... 23 3.3.7

Kesimpulan............................................................................................... 24

3.3.8

Keselamatan kerja....................................................................................... 24

3.3.9 Dokumentasi............................................................................................... 25 3.4

Bangunan control (Crump weir ).........................................................................26

3.4.1 Dasar teori :................................................................................................ 26 3.4.2 Maksud dan tujuan........................................................................................ 27 3.4.3 Alat dan Bahan............................................................................................ 27 3.4.4 Langkah kerja.............................................................................................. 27 3.4.5

Perhitungan............................................................................................... 28

3.4.6

Lampiran................................................................................................... 29

3.4.7

Kesimpulan............................................................................................... 30

3.4.8 Keselamatan kerja........................................................................................ 30 3.4.9 Dokumentasi............................................................................................... 31 BAB 4

PENUTUP............................................................................................... 32 3

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

4.1

Kesimpulan................................................................................................. 32

4.2

Saran......................................................................................................... 32

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................. 33

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ilmu hidrolika sudah menjadi sebuah ilmu yang berperan penting dalam kehidupan manusia, bagai mana tidak, karena sebagaina besar atau sekitar 7,3 % dari belahan bumi terdiri dari air. Mekanika fluida telah berkembang sebagai salah satu cabang ilmu yang merupakan aplikasi dari hukum klasik statistika, dinamika dan termodinamika, untuk situasi dimana cairan ( zat cair ) dapat dianggap sebagai satu media yang selalu berkesinambungan. Memahami ilmu hidrolika dengan baik bagi mahasiswa teknik sipil sudah merupakan suatu kewajiban, dimana untuk merencanakan suatu konstruksi pasti kita memerlukan data tentang hidro suatu daerah, demi mencapai angka keamanan yang telah disyaratkan. Melalui praktimum ini mahasiswa diajarkan lebih mendalam tentang hidrolika itu sendiri, dan praktikum ini adalah suatu bentuk pemahaman yang lebih dari teori yang telah disampaikan oleh para dosen pengajar sebelumya.

1.2 Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari Praktikum Hidrolika yang utama adalah agar mahasiswa mempunyai kompetensi dasar dalam hal pengujian hidro yang akan berguna didunia kerja nantinya. 1. Tujuan umum.  Melakukan pengujian untuk memperoleh nilai debit atau koefisien debit suatu aliran.  Mempunyai kompetensi dasar dalam hal pengujian yang berkaitan dengan ilmu hidrolika. 2. Tujuan Khusus 4

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

 Terampil dalam menggunakan peralatan yang akan digunakan.  Dapat melakukan praktikum pengujian hidrolika dengan prosedur yang baik dan benar.  Dapat mengetahui langkah-langkah kerja dalam sutu praktikum yang dilakukan.

1.3 Waktu dan Tenpat Praktikum Praktikum Hidrolika ini dilaksanakan pada tanggal 23 Maret 2015 – 2 April 2015, pada pukul 07.00 – 14.00 WIB di areal Laboratorium Politeknik Negeri Pontianak.

1.4 Materi Praktikum. Adapun materi yang saya bahas yaitu:

1) 2) 3) 4)

Percobaan bangunan kontrol ogee weir Percobaan menghitung debit aliran dengan ambang persegi dan segitiga. Percobaan menghitung debit aliran dengan bangunan kontrol Crump weir Menghitung kehilangan energi dalam pipa.

2

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

BAB 2 DASAR TEORI UMUM 2.1 Pengertian Hidrolika Hidrolika adalah cabang ilmu teknik sipil yang mempelajari tentang perilaku zat cair. terdapat cabang ilmu yang hampir sama namun berbeda yaitu ilmu hidrologi yang mempelajari tentang air hujan debit sungai, banjir dan sejenisnya. pemanfaatan ilmu hidolika ini antara lain untuk pembuatan bangunan sebagai fasilitas hidup. Pada umumnya hidrolika diterapkan untuk karakteristik saluran buatan, namun konsep hidraulikanya dapat juga diterapkan sama baiknya pada saluran alam.

2.2 Jenis-jenis Saluran dalam Hidrolika Berdasarkan waktu pemantauan adalah : 

Aliran Tunak (Steady Flow)



Aliran Taktunak (unsteady Flow)

Berdasarkan ruang pemantauan adalah : 

Aliran Seragam (Uniform flow)



Aliran Berubah (Varied flow)

2.3 Peran Ilmu Hidrolika. Dalam hidrolika kita akan mempelajari perilaku zat cair baik penerapannya untuk diri kita pribadi maupun untuk masyarakat sekitar. Ilmu hidrolika digunakan untuk pembuatan bangunan sebagai fasilitas hidup misalnya : untuk pembuatan pipa saluran air, bangunan penutup air pada bangunan, pipa tambang minyak, pelabuhan, pengendalian banjir, irigasi pertanian dan lain sebagainya. Semua itu membutuhkan perencanaan yang matang dan ilmu hidrolika akan melatar belakangi perencanaan tersebut .

3

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

BAB 3 PEMBAHASAN

3.1

KEHILANGAN TEKANAN DALAM PIPA ( LOOS IN BAND )

3.1.1 Dasar Teori Hilangnya energi yang terjadi pada bagian-bagian pipa, biasanya juga disebut dengan head loss atau hilang tekanan dalam meter yang dihitung dengan rumus : Ah 

Dimana :

Kv 2 2g

K = Koefesien kehilangan tekanan V = Kecepatan aliran dalam pipa

Karena kompleksnya aliran dalam jumlah ( banyak ) bagian – bagian pipa ( fitting ), maka K biasanya ditentukan dengan percobaan ( eksperimen ). Untuk eksperimen bagian-bagian pipa ( pipe fitting ) banyanya kehilangan dihitung dengan dua pembacaan manometer, yang didapatkan sebelum dan sesudah tiap-tiap bagianbagian pipa ( fitting ), dan kemudian K ditentukan dengan rumus sebagai berikut : K

h V2

2g

Dikarenakan perubahan pada daerah persimpangan ( cross-sectional ) pipa yang melalui pembesaran dan pembengkokan, maka sistem mengalami perubahan penambahan pada statistika tekana. Perhitungan ini adalah sebagai berikut : 2

2

V1 V2  2g 2g

4

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Untuk menghilangkan efek dari perubahan daerah pada head ukur yang diukur, nilai ini harus ditambah pada pembacaan head loss kalau terjadi pembesaran, dan kemungkinan jika terjadi pengecilan

Terutama untuk eksperimen gate-valve ( katup gerbang ), perbedaan tekanan sebelum dan sesudah pintu gerbang diukur secara langsung dengan menggunakan ukuran tekanan differensial. Ini dapat dikonfirmasikan kedalam sebuah ekivalen dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : 1 bar = 10,3 m air = 147 pon per inchi persegi ( psi ) Koefesien selisih dihitung dengan seperti hitungan untuk gate-valve diatas. Bilangan Reynold adalah bilangan yang tidak berdimensi yang biasanya digunakan dalam membandingkan karekteristik aliran. Jenis- jenis fitting diantaranya : a. Contraction yaitu pipa yang mengalami pengurangan cross sectional area secara mendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang tajam. Tekanan yang melewatinya akan bertambah besar.

b. Enlargement, pipa yang mengalami penambahan cross sectional area secara Gambar 1 : Fitting Contraction

mendadak dari saluran. Tekanan yang melewatinya akan semakin kecil.

c. Long bend, belokan panjang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan cross sectional area yang besar sehingga tekanannya kecil. Gambar 2 Fitting Enlargement

Gambar 3 : Fitting Long bend

5

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

d. Short bend, belokan pipa seperti long bend tetapi lebih pendek dan cross sectional area yang lebih kecil sehingga tekanannya lebih besar.

Gambar 4 : Fitting Short Bend

e. Elbow bend, merupakan belokan pada pipa yang membentuk sudut siku-siku (90o) dengan cross sectional area yang sangat kecil sehingga akan menimbulkan tekanan yang sangat besar.

Gambar 5 : Fitting Elbow Bend

3.1.2 Tujuan Percobaan a. Tujuan Umum. Setelah Melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat melakukan percobaan kehilangan tekanan dalam pipa ( loos in bend ) dengan benar. b. Tujuan Khusus. 1) Menentukan Koefisien Kehilangan Energi dari lengkungan, perubahan penampang dan katup pada pipa. 2) Menunjukan hubungan antara kehilangan energi akibat gesekan dengan kecepatan aliran melalui pipa berdinding halus

3.1.3 Alat yang digunakan 1. Hidrauliks Bench 2. Energi Losse in Bends Fitting Apparatus 3. Stopwatch 4. Clamps 5. Termometer

6

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.1.4 Langkah Kerja 1. Mengatur peralatan yang kendor pada bangku kerja hidrolika, jadi bagian dasrnya datar ( hal ini diperlukan untuk ketepatan pengukuran ketinggian dari manometer ). 2. Menyambungkan penguji lubang masuk bor, pada penyedian aliran bangku kerja dan jalankan pertambahan karet lubang buang pada tangki volume metrik dan jagalah pada tempatnya 3. Membuka katup meja, katup gerbang ( gate-valve ), dan katup kontrol aliran, kemudian menghidupkan pompa untuk mengisi test rig ( perlengkapan uji ) dengan air. Agar udara dapat dibuang dari daerah tekanan keran dan manometer, maka menutup katup bench dan katup kontrol aliran pada test rig, setelah itu membuka baut penglepasan udara dan memindahkan tutupnya dari katup udara. 4. Berikutnya menghubungkan turbin bor kecil dari katup udara ketangki volume matrik. Dan sekarang membuka katub bench dan biarkan aliran melalui manometer untuk membersihkan semua udara dari daerah tekanan keran dan manometer tersebut 5. Mengencangkan baut katup udara dan membuka setengah katup bench dan katup kontrol tes rig 6. Berikutnya membuka katup penglepasan udara perlahan-lahan untuk agar udara dapat masuk kebagian atas manometer. Mengencangkan kembali baut tersebut apabila level manometer mencapai ketinggian yang pas. 7. Memeriksa semua level manometer pada skala rata-rata maksimum volume aliran ( sekitar 17 liter/menit ). Level ini dapat diukur lebih banyak lagi dengan cara menggunakan baut kontrol pelepasan udara dengan pompa tangan yang sudah tersedia. Baut penglepasan udara mengontrol udara yang mengalir melalui katup udara, jadi apabila menggunakan pompa tangan maka baut penglepasan udara tersebut harus dibuka. Untuk menahan tekanan pompa tangan pada sistem tersebut, bautnya harus ditutup setelah pemompaan 8. Mengukur selisih luas bagian-bagian pipa, kecuali katup gerbang yang harus dijaga untuk selalu terbuka penuh. Atur aliran dari tombol katup kontrol dan dalam 7

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

pemberian laju aliran, lihat selisih akhir dari manometer yang mengukur setelah derajat udaranya tetap. 9. Dalam menentukan laju volume tangki air. Untuk mencapai hal tersebut harus dengan menutup bola katup dan mengukur dengan stopwatch waktu yang diperlukan untuk mencampurkan volume fluida yang ada ditangki yang berasal dari gelas ukur, kamu harus mencampurkan cairan fluida itu kurang lebih 1 menit untuk memperkecil kemungkinan terjadi kesalahan. 10. Ulangi langkah diatas untuk mendapatkan nilai totalnya sebanyak 3 kali pengukuran laju aliran kira0kira 8-17 liter permenitnya. Ukur suhu aliran luar pada laju aliran terendah, bersamaan dengan tabel viskositas kinematika air ditekanan atmosfir secara detail yang digunakan untuk menentukan bilangan Reynold.

3.1.5 Perhitungan Contoh Perhitungan Percobaan 1 ( Debit Kecil Mitre ) Diketahui :

Volume (V)

= 0,0009 m³ (900 ml )

Time (t)

= 10 detik

h1

= 0,205 m

h2

= 0,194 m

Diameter tabung = 0,0196 m Penyelesaian : Luas Penampang (A)

Head Loss (Δh)

Flow Rate (Qt)

=

¼ . ∏.d²

=

¼ . ∏.0,0196 m²

=

0,00030184 m²

=

h1-h2

=

0,205 m – 0,194 m

=

0,011 m

=

V/t

=

0,0009 m³/ 10 detik

=

0,00009 m³/detik

8

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Velocity (v)

Kecepatan ( v )

=

=

0,000000769 ( Tebel Kinematik Karena Suhu 32⁰ ) Qt A (0,00009 m³/detik) 0,00030184 m²

=

=

0,29817122 m²/detik (0,29817122 m/detik)² 2 x 9,81

v²/2g

= =

0,0045314 m/detik hl v²/2g

K

=

(0,011) 0,0045314 = =

Re

=

2,427506 m²/detik v.d V

(0,29817122 . 0,0196 ) 0,000000769 = =

7599,682502 ˃ 2000 ( Turbulen )

9

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.1.6 Lampiran

10

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.1.7 Kesimpulan Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan,dapat disimpulan bahwa : 1) Nilai koefisien kehilangan energi (k) memiliki nilai yang tergantung pada jenis penampang dan lengkungannya. 2) Ketelitian dalam membaca alat harus sangat diperhatikan, karena kurang telitinya membaca angka pada alat dapat menimbulkan kesalahan pada saat perhitungan. 3) Dari semua hasil perhitungan, semua aliran bersifat Turbulen.

3.1.8 Keselamatan kerja 1. mematuhi tata tertib laboratorium yang berlaku. 2. mengikuti petunjuk instruktur laboratorium yang berwenang. 3. menjaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan.

11

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.1.9 Dokumentasi

Gambar 6 : Stop Watch Gambar 7 : Apparatus dan Hidrauliks Bench

Gambar 8: Pengukuran volume

Gambar 9 : Proses pembacaan data

12

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.2 Menghitung Debit Aliran dengan Ambang Persegi dan Segitiga 3.2.1 Dasar Teori Untuk menghitung debit saluran air dapat digunakan ambang yang memiliki beberapa bentuk, sedangkan aplikasinya dilapangan metode ambang banyak digunakan pada saluran irigasi yang fungsinya menentukan debit dari air yang mengalir pada saluran tersebut. Pada percobaan kali ini terdapat dua bentuk aliran yaitu bentuk ambang persegi dan segitiga. Adapun rumus yang digunakan untuk mengetahui debit yang mengalir adalah :

1)

Untuk ambang persegi 3

2 Q=Cd . . B . √ 2 g H 2 3

H

Dimana : Cd = Koefisien debit untuk ambang segi empat. Q 3 2 Sehingga cd = . B . √2 g H 2 3

2)

B

Untuk ambang segitiga Q=Cd .

8 θ . √ 2 g Tg . H 15 2

5 2

Dimana : Cd = Koefisien debit untuk ambang segi tiga.

13

H

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

θ

= Sudut pada ambang segitiga.

H = Tinggi air diatas ambang. Q 5 8 θ 2 Sehingga cd = . √ 2 g Tg . H 15 2

3.2.2 Tujuan Percobaan Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat ; 1) Menyelidiki hubungan antara ketinggian muka air diatas tepi ambang tajam dan volume pengaliran yang melalui ambang tersebut, 2) Mengetahui perbedaan percepatan aliran antara bentuk persegi dan segitiga.

3.2.3 Alat dan bahan yang digunakan 1) 2) 3) 4) 5) 6)

Plat ambang segitiga dan segiempat Hidraulik Bench Poin Gouge Stop watch Air Plastisin

3.2.4 Langkah kerja 1. Mempersiapkan terlebih dahulu peralatan dan bahan yang akan dipergunakan. 2. Kemudian melepas kan pangkal penghubung dari dasar open channel danganti dengan lubang pengantar. 3. Selip kan sekat penenang kedalam alur di sisi-sisi open channel. 4. Plat ambang sebagai pengukur dapat dipasang dipenyanggah ambang dengan mengeraskan mur kupu-kupu. 5. Kait pengukur muka air dipasang pada alat pembawa yang terletak diatas sisi channel danpasanglah jarum pada bagian bawah tiang geser. 6. Alirkan air ke channel dengan membuka katup pengontrol,jalan kan pompa dengan menjalankan starter dan membukakran. 7. Biarkan sebentar tinggi muka air naik hingga tinggi pengalir melebihi diatas plat ambang. 8. Tutup katup pengontrol dan biarkan air sampai stabil. 9. Arah kan nonius pengukur ketinggian tepat pada nol saat jarum mencapai muka air yang dianggap sebagai datum. 10. Penyetelan yang halus dapat dipergunakan skrup, untuk ini posisi alat ukur diperkirakan di tengah-tengah antara plat ambang dan sekat penenang.

14

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

11. Alirkan air ke channel dan atur katup pengontrol untuk mendapatkan ketinggian yang dikehendaki.. 12. Ukur debit, amati aliran yang terjadi, dan ulangi percobaan untuk debit, dan ambang yang lain.

3.2.5 Perhitungan Contoh Perhitungan Percobaan 1 1) Ambang Persegi Contoh ini diabil dari percobaan pertama dengan ambang persegi dengan lebar “B” 3 cm. Diketahui :

Volume (V)

= 10 liter

Tinggi Muka Air (h)

= 60 mm

Waktu ( t)

= 11,9 detik

Lebar ambang ( B )

= 3 cm

Gravitasi ( g )

=

9,81 m/det²

Penyelesaian : Konversi : mm --> cm = 60 mm = 6 cm Liter -->cm³ = 10Liter = 1000 cm³ m/detik² --> cm/detik² = 9,81m/detik² = 981 cm/detik² Perhitungan : H 3/ 2=¿ Q= 3 Cd 2/3 B

√2g

2

6V =14,6969 3/ 2 1000 H Q= = =840,3361cm ³ /detik JaditKoefisien 11,9 Debitnya :

¿

Q

2 B √ 2 g H 3 /2 3 840,3361 Cd= 2 3 √ 2.98114,6969 = 0,642280039 3 2) Ambang Segitiga Diketahui : Volume (V) = 3 liter Tinggi Muka Air (h) = 38,5 mm Cd

15

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Waktu ( t) Sudut ambang Gravitasi ( g )

= 7,4 detik (Ө ) = 90° = 9,81 m/det²

Penyelesaian : Konversi : mm --> cm = 38,5 mm = 3,85 cm Liter -->cm³ = 3Liter = 3000 cm³ m/detik² --> cm/detik² = 9,81m/detik² = 981 cm/detik² Perhitungan : H 5/ 2=¿ JadiV Koefisien 1000 debitnya : Q= =52 =840,3361cm ³ /detik 38,5 t =29,084 11,9 H 5/ 2 tg Qt = Cd 8/15 √ 2 g

Cd

¿

3.2.6 Lampiran Cd=

θ/ 2

15 Q 8 √ 2 g H 5 /2 tgθ /2 15 x 1351,35 8 √2.981 29,084.tg 90/2

=1,967034822300

16

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.2.7 Kesimpulan 1) Hubungan antara ketinggian muka air diatas tepi ambang tajam yaitu aliran akan melalui ambang tersebut dengan ketinggian muka air tertentu yang akan mempengaruhi volume pengaliran yang akan terjadi diatas ambang tersebut. Dengan kata lain semakin tinggi muka air yang terjadi diatas ambang maka semakin kecil volume aliran yang diperoleh. 2) Perbedaan aliran yang terletak pada aliran antara bentuk persegi panjang dengan bentuk segitiga yaitu volume alirannya. Ini dapat dilihat dari hasil praktikum yaitu, pada ambang persegi panjang volume aliran lebih besar pada ketinggian muka air maksimum.Sedang kan untuksegitiga volume aliran cenderung kecil.

3.2.8 Keselamatan Kerja 1.

Mematuhi tatatertib laboratorium yang berlaku.

2.

Mengikuti petunjuk instruktur laboratorium.

3.

Menjaga peralatan dan bahan dari kemungkin anter jadi kerusakan.

4.

Sebelum memulai praktek, diharapkan kepada mahasiswa agar mempelajari terlebih dahulu petunjuk kerja secara berurutan mulai dari tujuan praktikum sampai dengan cara pelaksanaannya.

17

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.2.9 Dokumentasi.

Gambar 10 : Ambang Segitiga

Gambar 11 : Ambang Persegi

Gambar 13 : Stop Watch

Gambar 14 : Aliran pada ambang segitiga

Gambar 12 : Hidraulik Bench

18

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Gambar 15 : Aliran pada ambang persegi

3.3 Bangunan Kontrol (Ogee Weir) 3.3.2 Dasar Teori

Ogee weir merupakan salah satu konstruksi bendung. Bendung merupakan konstruksi untuk meninggikan elevasi muka air di sungai dan berfungsi pula sebagai sarana pengukur debit aliran. Di samping itu bendung juga merupakan bentuk bangunan pelimpah yang paling sederhana. Sifat-sifat aliran melalui bendung pada awalnya dikenal sebagai dasar perencanaan pelimpah dengan mercu bulat, yakni profil pelimpah yang ditentukan sesuai dengan bentuk permukaan tirai luapan bawah di atas bendung mercu tajam.

h

Q

Y P

19

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Y1

Y

Gambar 16 : Percobaan Ogee Weir

Keterangan : Q = Debit aliran P = Tinggi bending hu = Tinggi muka air hulu diatas bending Yo = Kedalaman air di hulu Y1 = Kedalaman air dihulu loncatan Y2 = Kedalaman air dihilir loncatan L = Panjang loncatan hidraulik Debit aliran yang terjadi pada ogee weir dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : Q = 2/3.Cd.B. Dimana

√ 2. g . hu ⅔

Q = Debit aliran Cd = Koefisien debit B = Lebar pintu g = Percepatan gravitasi hu = Tinggi muka air hulu diatas ambang

3.3.2 Maksud dan Tujuan Setelah melalkukan percobaan ini, kami diharapkan dapat : 1) Mendemonstrasikan aliran melalui ogee weir. 2) Menunjukan ogee weir dapat digunakan untuk mengukur debit dan loncatan hidrolik.

3.3.3 Alat dan Bahan 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Multi purpose teaching flume Hidraulik bench Ogee weir dan model lantai belakang Poin gauge (alat ukur tinggi muka air) Mistar / Pita ukur Stop watch Alat tulis dan format percobaan

20

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

8) Air

3.3.4 Langkah Kerja 1. Siapkan dan setel peralatan sebelum memulai percobaan. 2. Tentukan kemiringan saluran yang telah ditentukan, yaitu 0%. 3. Pasang ambang ogee weir dengan lantai belakang model miring pendek pada saluran terbuka, sebelum dipasang pada saluran sebaiknya ambang tersebut dibasahkan terlebih dahulu, dibagian pinggir ambang diberi malam / plasticine agar air tidak merembes ke tepi ambang. 4. Alirkan air ke dalam saluran dengan cara membuka kran terlebih dahulu lalu hidupkan pompa. 5. Ukur debit aliran yang terjadi. 6. Ukur dan catat hatga Y1, Y2 dan hu. 7. Amati keadaan aliran yang terjadi pada saat terjadi aliran dengan punggung aliranberimpit dengan badan bending dan mengamati loncatan hidraulik dan mengukur panjang loncatan yang terjadi pada lantai belakang ogee weir.

21

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

8. Dengan menggunakan rumus yang ada hitung koefisien debit. 9. Ulangi prosedur diatas dengan nilai debit yang lain. 10. Ulangi prosedur diatas dengan model lantai belakang ogee weir yang lain. 11. Gambarkan profil aliran yang terjadi.

3.3.5 Perhitungan Contoh Perhitungan Kaki Pendek

Yo

P

Y1

Gambar 17 : Pengukuran tinggi muka air

Mencari Q : = = Mencari hu : = =

Volume / waktu 0.01 / 7.1 0.00140845 Yo - Tinggi bendung(P) 0.223 - 0.0174 0.049

3.3.6 Lampiran Perhitungan Bendung 22

Y2

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Diketahui :

Tinggi bendung = 17.4 cm = 0.174 m Lebar bendung = 7.8 cm = 0.078 m

Bendung Kaki Pendek (Sky jump) Yo

Y1

(m) 0,225 0,219 0,2176

(m) 0,012 0,0123 0,0118

Y2

Volume

(m) 0,0185 0,0164 0,0145

(m³) 0,01 0,01 0,01

(s) 7,3 7,7 8,2

Q

L

Hu

(m³/s) 0,00137 0,001299 0,00122

(m ) 0 0 0

0,051 0,045 0,0436

Gambar 17 : Sky Jump

hu

Q

Waktu

p y1 y2

Bendung Kaki Loncat (Blende reverse) Yo (m) 0,22

Y1 (m) 0,0115

Y2 (m) 0,0179

Volume (m³) 0,01

Waktu (s) 8

Q (m³/s) 0,00125

L (m) 0

Hu 0,046 hu

Q P

y1 y2

23 0,216 0,208

0,009 0,0057

0,012 0,0091

0,01 0,01

9,4 16,2

0,001064 0,000617

0 0

0,042 0,034

Gambar 18 : Blende reverse

Yo

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

L Bendung Kaki Panjang (Sloping Apron) Yo (m) 0,22 0,211 0,206

Y1 (m) 0,0123 0,0073 0,0065

Y2 (m) 0,021 0,0119 0,0097

Volume (m³) 0,01 0,01 0,01

Waktu (s) 7,2 12,8 15,3

Q (m³/s) 0,001389 0,000781 0,000654

L (m) 0,23 0,22 0,2

Hu 0,046 0,037 0,032

hu Q

Y0

P Gambar 19 : Sloping Apron

y1

3.3.7

y2

Kesimpulan Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan,dapat disimpulan bahwa :

24

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

4) Panjangnya loncatan air yang terjadi tergantung dari jenis penggunaan kaki yang kita pakai. 5) Ogee weir merupakan salah satu konstruksi bendung untuk meninggikan elevasi muka air di sungai dan berfungsi pula sebagai sarana pengukur debit aliran 6) Ketelitian dalam membaca alat harus sangat diperhatikan, karena kurang telitinya membaca angka pada alat dapat menimbulkan kesalahan pada saat perhitungan. 7) Percobaan ini dapat dilanjutkan sampai menghitung jenis aliran dengan F=

menggunakan koefisien Froude

dan D adalah kedalaman hidrolik :

V √g.D

D=

A T

, dengan “V” adalah kecepatan

, dengan “ A “ adalah luas dan “ T ”

adalah lebar. Apabila F = 1 maka termasuk aliran Kritis, bila F > 1 super kritis, dan F< 1 maka aliran Sub Kritis.

3.3.8 Keselamatan kerja 1) mematuhi tata tertib laboratorium yang berlaku. 2) mengikuti petunjuk instruktur laboratorium yang berwenang. 3) menjaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan.

3.3.9 Dokumentasi

d

c

a b 25 Gambar 20 : Alat yang digunakan

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Keterangan : a b c d

Bak air Pengatur kemiringan flume Bendung Point gauge

Gambar 21 : pemasangan kaki ogee weir dengan plstisin

26

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.4 Bangunan control (Crump weir )

3.4.1 Dasar teori : Aliran melalui crump weir dapat dibedakan pada kondisi aliran modular dan non modular seperti pada gambar berikut . Vo²/ 2g Qm

V1²/ 2g

Yo

H1

Ho

y1

27

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Gambar 22 :Modular Flow

Vo²/ 2g

Qm

Ho

V1²/ 2g

Yo

H1 Y1

Gambar 23 : Non Modular Flow

Keterangan : Qm = Debit aliran modular Q = Debit aliran non modular H0 = Debit tekanan total di hulu = yo + Vo /2g H1 = Tinggi tekanan total di hilir = y1 + v12/2g Y1 = Kedalaman air di hilir . Debit aliran yang terjadi pada crump weir untuk kondisi aliran modular hitung dengan menggunakan formula sebagai berikut : Qm = Cd x B x H0 x Dimana :

√g . H 0

Qm = Debit aliran modular 28

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

H0 = Tinggi tekanan total di hulu ambang. Cd = Koefisien debit . B

= Lebar crump weir

Pada kondisi aliran non modular aliran dihulu sudah dipengaruhi oleh perubahan tinggi tekanan di hilir. Oleh karena itu debit yang dihasilkan pada kondisi aliran non modular perlu di koreksi. Q = f X Qm Dimana :

f = Faktor koreksi Q = debit aliran non modular.

3.4.2 Maksud dan tujuan 1. Mendemonstrasikan aliran melalui crump weir 2. Menunjukkan bahwa crump weir dapat digunakan untuk mengukur debit .

3.4.3 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut : a. b. c. d. e. f. g. h. i.

Multi purpose teaching flume Hydraulic bench Crump weir Log (untuk kondisi non modular) Poin gauge (alat ukur tinggi muka air ) Mistar Stopwatch Alat tulis dan format percobaan Air

3.4.4 Langkah kerja 1. Siapkan dan setel peralatan sebelum memulai percobaan. 2. Tentukan kemiringan saluran yang telah ditentukan ,yaitu 0 %. 3. Pasang crump weir pada model saluran terbuka,sebelum dipasang pada saluran sebaiknya ambang tersebut dibasahkan dahulu ,bagian pinggir ambang diberi malam / plasticine agar air tidak rembes ke tepi ambang. 4. pasang crump weir pada model saluran terbuka,sebelum dipasang pada saluran sebaiknya ambang tersebut dibasahkan dahulu ,bagian pinggir ambang diberi malam / plasticine agar air tidak rembes ke tepi ambang.

29

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

5. Alirkan air kedalam saluran dengan cara membuka kran terlebih dahulu lalu hidupkan pompa. 6. Ukur debit aliran yang terjadi ,sebagai debit kondisi modular (Qm). 7. Ukur tinggi H0 ,y0,H1,y1 8. Amatilah keadaan aliran yang terjadi. 9.

Dengan menggunakan rumus yang ada ,hitung koefisien debit pada ambang tajam

10. Bending bagian hilir sehingga diperoleh kondisi non modular 11. Ukur debit aliran yang terjadi ,sebagai debit kondisi non modular.

3.4.5 Perhitungan Contoh Perhtungan diambil dari data Pengujian Non Modular Dik : yo = 0,0971 m y1 = 0,0858 m Q = 10lt / 7,2 detik = 0,01/7,2 = 0,00138 m³/det |

Qm=10lt / 7,8 detik = 0,01/7,8 = 0,0128 m³/det B = 0,075 m Perhitungan : Mencari Ho = Yo +

Vo ² 2g

Vo = Q/Ao Ao = B x Yo => A1 = B x Y1

Ho = Yo +

(Q/ Ao)² 2g

0,00138/( 0,075 x 0,0971) ² ¿ = 0,0971 + ¿ ¿

= 0,09791 m (Q/ A 1) ² H1 = Y1 + 2g

= 0,0858 +

= 0,8651 m

30

0,00138/( 0,075 x 0,0858)² ¿ ¿ ¿

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Faktor Koreksi : F = Q / Qm F = 0,00138 / 0,0128 F = 1,083

3.4.6 Lampiran Pengujian Modular Flow Lebar crump weir ( B ) Tinggi Puncak crump weir ( P ) N O

0,075 M 0,048 M

y0

y1

Qm

Ao

A1

Vo

V1

(m)

(m)

(m3/s)

(m²)

(m²)

m/s

m/s

1

0,0971

0,016

0,001299

0,007283

0,0012

0,178332

1,082251

0,09872091

2

0,0935

0,0138

0,001282

0,007013

0,001035

0,182824

1,238697

0,09520359

3

0,0925

0,0132

0,001176

0,006938

0,00099

0,169581

1,188354

0,09396574

Pengujian Non Modular Flow Lebar crump weir ( B ) Tinggi Puncak crump weir ( P ) y0 y1 N O (m) (m)

0,075 m 0,048 m H0 H1

Q

Qm

3

(m3/s) 0,00128 2 0,00129 9 0,001176

(m)

(m)

(m /s)

1

0,0972

0,0858

0,097908

0,086508

0,001389

2 3

0,0939 0,0924

0,0816 0,0787

0,094507 0,093037

0,082207 0,079337

0,00119 0,00125

31

f 1,083333 0,916667 1,0625

H0

H1

Cd

(m)

(m) 0,07569 8 0,09200 4 0,08517 7

(-) 0,25769207 0,40768299 0,44349393

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.4

.7 Kesimpulan Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan,dapat disimpulan bahwa : 1) Pengujian ini dilakukan untuk mengukur debit dan mengetahuai koef debit dari suatu aliran. 2) Pada Kondisi aliran non modular debit yang diperoleh perlu dikoreksi karena aliran air didahului oleh perubahan tinggi tekanan air.

3.4.8 Keselamatan kerja 1) mematuhi tata tertib laboratorium yang berlaku. 2) mengikuti petunjuk instruktur laboratorium yang berwenang. 3) menjaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan.

32

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3.4.9 Dokumentasi

Gambar 26 : Pengujian Crump Weir

33

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

Gambar 25 : pengukuran tinggi muka air

BAB 4 PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Praktikum hidro ini merupakan sebuah praktikum yang menggunakan alat dilaboratorium sebagai media simulasi untuk memperoleh nilai yang kita butuhkan dilapangan. 2. Debit aliran yang diperoleh dalam praktikum dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada.

34

LAPORAN LABORATORIUM HIDROLIKA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

3. Pengujian terhadap keadaan air sekitar bertujuan untuk merencanakan sebuah konstruksi baik konstruksi bangunan,jalan maupun air,demi tercapainya angka keamanan yang telah ditentukan.

4.2 Saran Praktikum ini merupakan sebuah media untuk melatih para siswa melakukan pengamatan dan pengujian yang berhubungan dengan ilmu hidrolika, untuk merencanakan sebuah kostruksi, oleh sebab itu sebaiknya dalam praktikum mahasiswa dituntut untuk selalu serius dalam melakukan praktikum agar data yang diperoleh sesuai dengan yang diperlukan, dan semoga praktikum ini dapat bermanfaat bagi kita dilapangan.

DAFTAR PUSTAKA https://www.scribd.com/search? query=hubungan+tinggi+muka+air+degan+ambang+persegi+dan+segitiga https://www.scribd.com/doc/50707263/ALIRAN-FLUIDA-DALAM-PIPA http://www.slideshare.net/indarumeinikamasivers/hidrolika-dua https://www.scribd.com/doc/113354950/laporan-mekflu

35