HIDROLIKA KEL 1

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM HIDROLIKA
Dosen Pengampu : Hj. Eva Riyanti ST., MT.
Disusun Oleh :
KELOMPOK 1
Ketua
: Annisha Syalwalia Farhanika
Anggota : 1. Ijlal Djamirul Akmal
(4201812030)
(4201812033)
2. Reza Riansyah
(4201812039)
3. Wiranto
(4201812036)
4. Zanu Bahrudi
(4201812032)
POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
PROGRAM STUDI PERENCANAAN PERUMAHAN DAN PEMUKIMAN
PRAKATA
Assalamu’alaikum Warohmatullah Wabarokatuh
Alhamdulillahirabbil’alamin. Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah
SWT. Karena atas berkat rahmat, hidayah dan karunianya kepada kita semua, yaitu
kami
dapat
menyelsaikan
“LAPORAN
PRAKTIKUM
LABORATORIUM
HIDROLIKA” ini dengan baik dan lancar, serta tepat pada waktunya. Shalawat serta
salam semoga tercurahakan kepada Nabi Muhammad Shalallau ‘Alaihi Wasallam
yang telah membawa kita dari zaman jahiliah ke dalam alam yang terang benderang
seperti pada saat ini. Laporan ini dibuat dengan tujuan memperoleh ilmu mengenai
Hidrolika dalam Teknik Sipil, yang mana pekerjaan ini dipakai dalam suatu pengujian,
sehingga dapat mengetahui kondisi atau keadaan tekanan air tersebut. Dalam
kesempatan kali ini, kami menyadari bahwa pekerjaan ini tidak lepas dari bimbingan
dan dorongan dari beberapa pihak, oleh karena itu kami banyak mengucapkan banyak
terima kasih kepada :
1. Ibu Hj. Eva Riyanti .ST., MT. selaku dosen pengampu serta instruktur.
2. Bapak Harun Rasidi, MT selaku teknisi Laboratorium Hidrolika, dan
3. Teman-teman kelas DIV/5C, yang sangat berperan dalam terlaksananya
“Praktikum Laboratorium Hidrolika”.
Demikianlah yang saya buat, penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari
kata Kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik serta saran dari Bapak /Ibu serta temanteman sangat dibutuhkan agar dikemudian hari saat akan menyusun laporan, penulis
dapat memperbaikinya. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Wassalamu’alaikum Warohmatullah Wabarokatuh
Pontianak, 31 Januari 2021
Penulis
2
DAFTAR ISI
PRAKATA ............................................................................................................................... 2
DAFTAR ISI ............................................................................................................................ 3
PENDAHULUAN ................................................................................................................... 9
1.1
Latar Belakang ................................................................................................................ 9
1.2
Tujuan ........................................................................................................................... 12
1.3
Waktu dan tempat pelaksanaan praktikum ................................................................... 14
1.4
Materi Praktikum .......................................................................................................... 14
BAB II .................................................................................................................................... 15
DASAR TEORI ..................................................................................................................... 15
2.1
Sejarah Hidrolika .......................................................................................................... 15
2.2
Pengertian Hidrolika Menurut Beberapa Ahli .............................................................. 18
BAB III .................................................................................................................................. 19
PEMBAHASAN .................................................................................................................... 19
3.1
Aliran Permanen Seragam Pada Saluran Licin dan Kasar ............................................ 19
3.1.1 Dasar Teori ....................................................................................................... 19
3.1.2 Maksud dan tujuan ............................................................................................ 20
3.1.3 Peralatan dan Bahan.......................................................................................... 20
3.1.4 Langkah Percobaan ........................................................................................... 22
3.1.5 Keselamatan Kerja ............................................................................................ 23
3.1.6 Hasil Pengamatan ............................................................................................. 23
3.1.7 Perhitungan Hasil Data ..................................................................................... 25
3.1.8 Kesimpulan ....................................................................................................... 27
3.1.9 Dokumentasi Praktikum ................................................................................... 28
3.2 Aliran Permanen Tidak Beraturan Akibat Pembendungan .............................................. 29
3.2.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 29
3.2.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................................. 30
3.2.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan .................................................................. 30
3
3.2.4 Langkah Kerja ..................................................................................................... 31
3.2.5 Keselamatan kerja ................................................................................................ 32
3.2.6 Hasil Data ............................................................................................................ 32
3.2.7 Kesimpulan .......................................................................................................... 37
3.2.8 Dokumentasi Praktikum ...................................................................................... 37
3.3 Bangunan Kontrol Ambang Tajam .................................................................................. 38
3.3.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 38
3.3.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................................. 39
3.3.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan .................................................................. 39
3.3.4 Langkah Kerja ..................................................................................................... 41
3.3.5 Keselamatan kerja ............................................................................................. 42
3.3.6 Hasil Data ............................................................................................................ 42
3.3.7 Kesimpulan .......................................................................................................... 43
3.3.8 Dokumentasi Praktikum ...................................................................................... 43
3.4 Bangunan Kontrol Ambang Lebar ................................................................................... 44
3.4.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 44
3.4.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................................. 44
3.4.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan .................................................................. 45
3.4.6 Hasil Data ............................................................................................................ 48
3.5 Bangunan Kontrol Crum Weir ......................................................................................... 49
3.5.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 49
3.5.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................................. 50
3.5.4 Langkah Kerja ..................................................................................................... 51
3.5.5 Keselamatan kerja ................................................................................................ 52
3.6 Pintu Sorong / Sluice Gate ............................................................................................... 53
3.6.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 53
3.6.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................................. 53
3.6.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan .................................................................. 53
3.6.4 Langkah Kerja ..................................................................................................... 55
3.6.5 Keselamatan kerja ................................................................................................ 55
3.6.6 Hasil Data ............................................................................................................ 55
3.6.7 Perhitungan Hasil Data ........................................................................................ 56
4
3.6.8 Kesimpulan .......................................................................................................... 57
3.7 Bangunan Kontrol ............................................................................................................ 58
3.7.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 58
3.7.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................................. 59
3.7.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan .................................................................. 59
3.7.4 Langkah Kerja ..................................................................................................... 61
3.7.5 Keselamatan kerja ................................................................................................ 61
3.7.6 Hasil Data ............................................................................................................ 62
3.7.7 Perhitungan Hasil Data ........................................................................................ 62
3.7.8 Kesimpulan .......................................................................................................... 64
3.7.9 Dokumentasi Praktikum ................................................................................... 64
3.8 Koefisien Kecepatan dan debit......................................................................................... 65
3.8.1 Dasar Teori .......................................................................................................... 65
3.8.2 Peralatan dan Bahan yang digunakan ............................................................... 66
3.8.3 Langkah Kerja................................................................................................... 67
3.8.4 Keselamatan kerja ............................................................................................. 68
3.8.5 Perhitungan ....................................................................................................... 68
3.8.6 Hasil Pengamatan ............................................................................................. 70
3.8.7 Kesimpulan .......................................................................................................... 73
3.8.8 Dokumentasi ..................................................................................................... 73
3.9
Menghitung Debit Aliran dengan Ambang Persegi dan Segitiga ................................. 74
3.9.1 Tujuan Praktikum ................................................................................................ 74
3.9.2 Dasar Teori .......................................................................................................... 74
3.9.3 Peralatan dan Bahan ............................................................................................ 75
3.9.4 Langkah Kerja................................................................................................... 76
3.9.5 Keselamatan Kerja ............................................................................................ 77
3.9.6 Perhitungan Hasil Data ..................................................................................... 77
3.9.7 Hasil Data ............................................................................................................ 78
3.9.8 Kesimpulan .......................................................................................................... 79
3.10 Gaya Seepage Dibawah Dinding Penyekat .................................................................. 80
3.10.1 Tujuan Praktikum ............................................................................................. 80
3.10.2 Dasar Teori ....................................................................................................... 80
5
3.10.3 Peralatan dan Bahan.......................................................................................... 81
3.10.4 Langkah Kerja................................................................................................... 83
3.10.5 Perhitungan ....................................................................................................... 83
3.10.6 Hasil Pengamatan ............................................................................................. 83
3.10.7 Keselamatan Keja ............................................................................................. 83
3.10.7 Dokumentasi ..................................................................................................... 84
3.11 Tumbukan Pancaran Fluida .......................................................................................... 85
3.11.1 Tujuan Praktikum ............................................................................................. 85
3.11.2 Dasar Teori ....................................................................................................... 85
3.11.3 Alat dan Bahan.................................................................................................. 87
3.11.4 Langkah Kerja................................................................................................... 88
3.11.5 Keselamatan Kerja ............................................................................................ 89
3.11.6 Perhitungan ....................................................................................................... 89
3.11.7 Kesimpulan ....................................................................................................... 92
3.11.8 Dokumentasi ..................................................................................................... 92
3.12 Persamaan Energi Bernoulli ......................................................................................... 93
3.12.2 Dasar Teori ....................................................................................................... 93
3.12.3 Alat dan Bahan.................................................................................................. 95
3.12.4 Langkah Kerja................................................................................................... 96
3.12.5 Keselamatan Kerja ............................................................................................ 97
3.12.6 Perhitungan ....................................................................................................... 98
3.12.7 Kesimpulan ....................................................................................................... 99
3.12.8 Dokumentasi ..................................................................................................... 99
3.13 Pengukuran Tekanan Fluida ....................................................................................... 100
3.13.1 Tujuan Praktikum ........................................................................................... 100
3.13.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 100
3.13.3 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 101
3.13.4 Langkah Kerja................................................................................................. 102
3.13.5 Keselamatan Kerja .......................................................................................... 103
3.13.6 Perhitungan ..................................................................................................... 103
3.13.7 Kesimpulan ..................................................................................................... 104
3.13.8 Dokumentasi ................................................................................................... 105
6
3.14 Kehilangan Tekanan Dalam Jaringan Pipa ................................................................. 106
3.14.1 Tujuan Praktikum ........................................................................................... 106
3.14.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 106
3.14.3 Alat dan Bahan................................................................................................ 107
3.14.4 Langkah Kerja................................................................................................. 108
3.14.5 Keselamatan Kerja .......................................................................................... 110
3.14.6 Perhitungan ..................................................................................................... 111
3.14.7 Hasil Data ....................................................................................................... 113
3.14.8 Kesimpulan ..................................................................................................... 117
3.14.9 Dokumentasi ................................................................................................... 117
3.15 Tinggi Metasentrik Sebuah Ponton ............................................................................ 118
3.15.1 Tujuan Praktikum ........................................................................................... 118
3.15.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 118
3.15.3 Alat dan Bahan................................................................................................ 119
3.15.4 Langkah Kerja................................................................................................. 121
3.15.5 Keselamatan Kerja .......................................................................................... 121
3.15.6 Perhitungan ..................................................................................................... 122
3.15.7 Hasil Data ....................................................................................................... 123
3.15.8 Kesimpulan ..................................................................................................... 124
3.15.9 Dokumentasi ................................................................................................... 124
3.16 Gaya Hidrostatis Pada Bidang Datar .......................................................................... 125
3.17.1 Tujuan Praktikum ........................................................................................... 125
3.17.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 125
3.17.3 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 129
3.17.4 Langkah Kerja................................................................................................. 131
3.17.5 Keselamatan Kerja .......................................................................................... 131
3.17.6 Perhitungan ..................................................................................................... 132
3.17.7 Kesimpulan ..................................................................................................... 133
3.17.8 Dokumentasi ................................................................................................... 134
3.17 Percobaan Permeability .............................................................................................. 135
3.17.1 Tujuan Praktikum ........................................................................................... 135
3.17.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 135
7
3.17.3 Alat dan Bahan................................................................................................ 138
3.17.4 Langkah Kerja................................................................................................. 140
3.17.5 Keselamatan Kerja .......................................................................................... 141
3.17.9 Perhitungan ..................................................................................................... 141
3.17.10 ............................................................................................................. Hasil Data 142
3.17.11 ........................................................................................................... Kesimpulan 143
3.17.12 ......................................................................................................... Dokumentasi 143
BAB IV ................................................................................................................................ 144
4.1 Kesimpulan .................................................................................................................... 144
4.2 Saran ............................................................................................................................... 144
8
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Hidrolika merupakan salah satu bagian dari cabang ilmu mekanika
fluida. Hidrolika dipakai untuk studi, penelitian dan aplikasi dari hampir
semua aspek dari sifat-sifat dan tingkah laku fluida yang
berhubungan
dengan para ahli rekayasa/engineers (Chadwick & Morfett, 1993). Secara
lebih khusus bagi para ahli dan praktisi yang lebih berkecimpung dalam satu
jenis fluida saja yaitu air.
Hidrolika merupakan bagian ilmu praktis yang digunakan untuk
menyelesaikan permasalahan yang berhubungan dengan aliran zat cair. Maka,
ilmu ini harus dipahami dengan baik, bukan hanya melalui perkuliahan saja
(teori), tetapi juga melalui percobaan di lapangan. Praktikum adalah cara
tersendiri untuk memahami bagaimana teori tersebut dapat diterapkan,
sehingga kita akan melihat perbandingan teori dan kondisi sesungguhnya.
Pada zaman Mesir Kuno dan Babilonia, teknik hidrolika telah dipraktekkan
dalam kehidupan sehari-hari. Bangunan Irigasi dan Drainase seperti
bendungan, saluran dan aquaduck telah dibangun pada tahun 2500 SM.
Sejarah ilmu hidrolika dimulai oleh Archimides (287 – 212 SM) dan
selanjutnya mengalami perkembangan ditandai dengan munculnya berbagai
teori dari para ilmuwan. Pada abad ke-18 ilmu hidrolika mengalami
perubahan, dimana hidrolika teoritis terpisah dari hidrolika praktis. Hidrolika
teoritis berkembang menjadi ilmu hidrodinamika, dan hidrolika praktis
sebagai ilmu hidrolika eksperimen. Sekitar akhir abad ke-19, Ludwig Prandh
(1875-1953) menggabungkan teori hidrodinamika dan hidrolika eksperimen
menjadi Ilmu Mekanika Fluida.
Ilmu Hidrolika oleh para ahli dan praktisi dipakai sebagai alat untuk
pemahaman, pengembangan dan eksploitasi bidang sumber daya air
khususnya dalam rekayasa. Pengembangan sistem sosial dan sistem ekonomi
9
mempunyai ketergantungan yang besar terhadap pengembangan infrastruktur
fisik (Grigg,1988) dalam kaitanya dengan lingkungan alam seperti
ditunjukkan dalam diagram berikut ini.
10
Sistem sosial
Sistem ekonomi
Infrastruktur phisik (physical infrastructure)
-
Sistem penyediaan air
Sungai
Waduk
Drainase
Pengendalian banjir
Transportasi
Gedung-gedung
Dll.
beberapa infrastruktur keairan
Lingkungan alam (natural environment)
Gambar 1.1. Hubungan antara sistem sosial, ekonomi, infrastruktur dan
Lingkungan alam (Grigg,1988)
Dari Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa peranan infrastruktur keairan
(penyediaan air bersih, drainase, sungai dll.) adalah sangat penting karena
merupakan bagian dari sistem infrastruktur yang mendukung sistem ekonomi
dan sistem sosial sekaligus sebagai kerangka landasan kedua sistem itu dalam
keseimbangan yang harmoni dengan alam lingkungan. Sistem penyediaan air
memakai dasar-dasar aliran pada saluran terbuka dan aliran pada pipa
tergantung dari bentuk penampangnya, sedangkan sungai dan drainase
umumnya berdasarkan konsep aliran dalam pipa. Oleh karena itu untuk
memahami infrastruktur keairan pengetahuan tentang hidrolika mutlak
diperlukan.
Daerah pengaliran sungai diseluruh indonesia berjumlah hampir 6000
(Le Groupe,1994). Problem klasik banjir di musim penghujan dan kekeringan
di musim kemarau setiap tahun untuk beberapa daerah, merupakan masalah
yang harus diatasi dengan solusi yang tepat. Sistem drainase kota sebagaai
sarana untuk menyalurkan kelebihan air (teutama air hujan) di kota masih
belum dapat mengatasi persoalan banjir yang terjadi di beberapa kota besar.
Penyediaan air bersih dengan sistem jaringan pipa masih juga belum mampu
11
mengatasi kebutuhan air bersih terutama di kota-kota besar. Saluran irigasi
mulai dari bendung (saluran primer) sampai saluran kuarter kemudian saluran
pembungan perlu direncanakan dengan analisis yang matang, sehingga fungsi
dari masing-masing saluran dapat bekerja dengan baik. Hal-hal di atas
merupakan beberapa contoh aplikasi hidrolika.
Jenis-jenis aliran Pada umumnya, zat cair dibedakan menjadi dua
macam, yaitu zat cair ideal yang tidak memiliki kekentalan, dan zat cair riil
yang memiliki kekentalan. Kekentalan (viskositas) tersebut disebabkan
karena adanya kohesi antara partikel zat cair yang menyebabkan perbedaan
kecepatan partikel pada mesin aliran. Aliran zat cair riil disebut juga aliran
viskos, yang dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
1.
Aliran Laminer
Aliran Laminer adalah zat cair dimana partikel-partikelnya
bergerak secara teratur mengikuti lintasan saling sejajar. Aliran ini
terjadi apabila saluran kecil, kecepatan kecil dan kekentalan aliran
besar.
2.
Aliran Turbulen
Aliran Turbulen adalah aliran zat cair dimana partikel-partikelnya
bergerak tidak teratur dan garis lintasan saling berpotongan. Dengan
berkurangnya pengaruh kekentalan atau bertambahnya kecepatan, aliran
akan berubah dari aliran laminer menjadi turbulen. Contoh Aliran
Turbulen, misalnya : aliran di sungai, aliran di saluran irigasi atau
drainase, aliran di laut.
1.2
Tujuan
Tujuan Umum
Adapun tujuan umum dari praktikum Hidrolika ini adalah :
1. Membantu para mahasiswa mengerti tentang pekerjaan yang biasa
dilakukan di lapangan sebelum terjun ke masyarakat.
2. Sebagai ilmu terapan yang didapat mehasiswa sebagai bekal dalam praktik
dilapangan
Tujuan Khusus
12
Tujuan khusus dari praktikum Hidrolika ini adalah diharapkan mahasiswa
dapat :
1.
Mengetahui prinsip hidrostatis dan pengamatan lembar format yang ada.
2.
Mengetahui langkah kerja serta pengujian persamaan energi pengaliran
fluida dengan baik dan benar.
3.
Mengetahui cara menghitung tekanan terhadap beban,serta dgn
menggunakan alat bourder,mengukur tekanan menggunakakn air raksa.
4.
Mengetahui cara pengujian stabillitas benda apung dan menghitung beda
tingginya.
5.
Mengetahui cara pengujian,serta menghitung debit aliran dengan
ambang.
6.
Mengetahui teknis pada percobaan tumbukan pancaran fluida,serta
pengaplikasi di lapangan.
7.
Mengetahui cara pengujian Koefisien kecepatan dan debit serta
hitungannya dengan baik dan benar.
8.
Mengetahui cara pengujian dan mengisi form kehilangan tekanan dalam
pipa dengan baik dan benar.
9.
Mengetahui cara pengjian rembesan air pada pasir dengan baik dan benar
serta mengisi form dan perhitungannya.
10. Mengetahui cara pengujian aliran dibawah dinding penyekat dengan baik
benar,serta perhitungannya.
11. Mengetahui
cara
pengujian,serta
perhitungan
saluran
terbuka
dengan,berbagai metode,seperti :

Aliran permanen seragam pada saluran licin

Aliran permanen seragam pada saluran kasar

Aliran permanen tidak beraturan akibat pembendungan

Bangunan kontrol ambang tajam

Bangunan kontrol amang lebar

Crum Weir

Pintu sorong/sluice gate

Bangunan kontrol
 Blended reverse curvature
13
 Ski jump
 Sloping apron
1.3
1.4
Waktu dan tempat pelaksanaan praktikum
Hari/Tanggal
: Senin, 11 Januari 2021 – 22 Januari 2021
Jam
: 08.00 – 12.00 WIB
Tempat
: Laboratorium Hidrolika Jurusan Teknik Sipil
Materi Praktikum
1.
Aliran pada saluran terbuka
a.
Aliran permanen seragam pada saluran licin
b.
Aliran permanen pada saluran kasar
c.
Aliran permanen tidak beraturan akibat pembendungan
d.
Bangunan kontrol ambang tajam
e.
Bangunan kontrol ambang lebar
f.
Crump Weir
g.
Pintu sorong / sluice gate
h.
Bangunan kontrol
 Blended reverse curvature
 Ski Jump
 Slooping apron
2.
Tumbukan pancaran fluida
3.
Persamaan energi aliran fluida
4.
Koefisien kecepatan dan debit
5.
Pengukkuran tekanan fluida
6.
Kehilangan tekanan dalam pipa
7.
Stabilitas benda apung
8.
Menghitung debit aliran dengan ambang
9.
Gaya hidrostatis pada bidang datar
10.
Rembesan air pada pasir
11.
Aliran di bawah dinding penyekat
14
BAB II
DASAR TEORI
2.1
Sejarah Hidrolika
Sejarah ilmu hidrolika dimulai oleh Archimedes (287-212 SM) yang
mengemukakan hukum benda terapung dan teori yang mendukungnya. Pada
masa kekaisaran Romawi, beberapa saluran/terowongan air dibangun setelah
diketahuinya hukum – hukum aliran air. Sesudah kemunduran kekaisaran
Romawi (476 SM), perkembangan ilmu hidrolika terhenti selama hampir
1000 tahun.
Ilmu hidrolika mulai berkembang lagi, ketika Leonardo da Vinci
(1452–1519 ) melakukan penelitian mengenai aliran melalui saluran terbuka,
gerak relative fluida dan benda yang terendam dalam air, gelombang, pompa
hidraulis, dan sebagainya. Pada masatersebut muncul juga seorang ahli
matematika Belanda yaitu Simon Stevin (1548-1620) yang menyumbang
perkembangan ilmu hidrostatika. Hasil karyanya yang dipublikasi pada tahun
1586 memberikan analisis gaya yang dilakukan oleh zat cair pada bidang
terendam. Prinsip hidrostatika yang dikemukakan yaitu : pada bidang
horizontal yang terendam di dalam zat cair bekerjagayayang besarnya sama
dengan berat kolom zat cair di atas bidang tersebut. Selain itu juga perlu
diingat karya dari Galileo (1564-1642) yang menemukan hukum benda jatuh
dalam zat cair. Masa antara Leonardo da Vinci sampai dengan Galileo disebut
dengan zaman Renaisance.
Pada zaman setelah renaisance dapat dicatat Evangelista Torricelli
(1608-1647), murid Galileo, yang menemukan kecepatan aliran melalui
lobang. Selanjutnya Edme Mariote (1620-1684) menentukan secara
eksperimental nilai koefisien debit pada lobang. Pada masa yang sama,
Robert Hooke (1635-1703), yang terkenal dengan teori elastisitas, meneliti
tentang anemometer dan baling – baling yang akhirnya menjadi dasar dalam
15
perkembangan baling – baling kapal. Antoin Parent (1666-1716) mempelajari
kincir air dan mencari hubungan antara kecepatan roda dan kecepatan air
untuk mendapatkan rendemen maksimal. Pada tahun 1692, Varigon
menemukan pembuktian secara teoritis theorema Torricelli untuk aliran
melalui lubang.
Pada abad ke-17, ilmu matematika dan mekanika mulai dikembangkan
dalam ilmu hidraulika. Blaise Pascal (1623-1662), seorang ahli matematika
terkenal, memberi sumbungan yang sangat penting pada bidang hidraulika
dengan teori hidrostatika. Hokum Pscal tersebut menyatakan bahwa pada zat
cair diam, tekanan hidrostatis pada suatu titik adalah sama dalam segala arah.
Sir Isac Newton (1624-17280, ahli fisika terkenal juga memberikan
sumbangan pada ilmu hidraulika dengan merumuskan hukun aliran fluida
viskos (kental), yaitu bentuk hubungan antara tegangan geser yang terjadi dan
gradien kecepatan.
Pada dekade kedua dari abad ke-18, karena pengaruh matematika
terapan ke teknik praktis, perkembangan ilmu hidrolika mengalami
perubahan. Hidrolika teoritis terpisah dari hidrolika praktis. Hidrolika teoritis
dikembangkan menjadi ilmu hidrodinamika. Kelahiran ilmu hidrodinamika
tidak lepas dari sumbangan dari empat ahli mate-matika pada abad ke-18
yaitu Daniell Bernoulli, Leonard Euler, Clairault dan Jean d’Alembert.
Hidrodinamika merupakan aplikasi ilmu matematika untuk analisis aliran
fluida. Ilmu ini mempelajari gerak zat cair ideal. Bernoulli (1700-1782)
mengemukakan hukum kekekalan energi dan kehilangan energi selama
pengairan. Studi mate-matika yang dilakukan oleh d’Alembert (1717-1783)
dan Clairault (1713-1765) yang kemudian di sempurnakan oleh Leonard
Euler (1767-1783) merupakan dasar dari ilmu hidrodinamika. Persamaan
yang menggambarkan aliran fluida ideal dikenal dengan persamaan Euler.
Rintisan keempat ahli tersebut kemudian dilanjutkan oleh banyak ahli. Dapat
disebutkan disini, Louis Nafier (1785-1836) dan Sir Geoege Stokes (18191903) yang menyempurnakan persamaan Euler menjadi persamaan gerak
fluida viskos, yag dikenal dengan persamaan Nafier-Stokes. Sir George Airy
(1801-1892) menemukan persamaan gelombang amplitude kecil; Hermann
16
von Helmholtz (1821-1894) mempelajari aliran vortex, garis arus, analisis
dimensi, dan sebagainya. Lord Kelvin (1824-1907) mengembangkan teori
dinamika untuk berbagai bidang dan penemuannya yang terpenting adalah
hokum pertama dan kedua thermodinamika. Lord Rayleigh (1842-1919)
orang pertama yang mempopulerkan prinsip-prinsip kesebangunan dan
analisis dimensi.
Perkembangan
hidrodinamika
terpisah
dengan
studi
hidraulika
eksperimen, yang juga berkembang sangat pesat pada abad ke 18 dan 19.
Hendri Pitot (1695-1771) menemukan alat untuk mengukur kecepatan aliran
zat cair, dan alat tersebut kemudian dikenal dengan tabung Pitot. Antoine
Chezi (1718-1798) mempelari tahanan hidraulis yang kemudian dikenal
dengan rumus Chezy untuk aliran melalui saluran terbuka. Jean Borda (17331799) mempelajari aliran melalui lobang dan orang pertama yang
menggunakan faktor 2g secara eksplisit dalam rumus-rumus hidraulika.
Dapat disebut disini beberapa ahli lainnya seperti jean Babtise Belanger
(1789-1874) yang mempelajari garis pembendungan (backwater); Benoit
Fourneyron (1802-1867) mengembangkan turbin hidraulis; Gasper de
Coriolis (1792-1843) mempelajari distribusi kecepatan aliran dan pengaruh
perputaran bumi terhadap aliran.
Jean Louis Poiseuille (1799-1869) mengembangkan persamaan aliran
laminer, Barre de Saint Venan (1797-1886) mempelajari gerak gelombang
disaluran terbuka: Arsene Dupuit (1804-1866) mengembangkan hidraulika air
tanah; Antoine Charles Bresse (1822-1883) melakukan studi hitungan profil
muka air. Henri Darcy (1803-1858) mengemukakan hukun tahaan aliran
melalui aliran pipa yang diturunkan berdasarkan percobaan pipa, dan aliran
melalui media berpori. Paul du Boys (1847-1924) melakukan penelitian gerak
sedimen dasar di saluran dan sungai.
Henri-Emile Bazin (1829-1917) melakukan studi ditribusi kecepatan
pada arah transversal saluran dan mengusulkan rumus kekasaran dinding
saluran dalam bentuk koefisien Chezy. Pada saat yang hampir bersamaan
dengan Darcy dan Bazin. Emile Oscar Ganguiller (1818-1894) dan WilhelmRudolph Kutter (1818-1888) juga mengusulkan rumus tahanan aliran. Rumus
17
serupa juga diusulkan Philippe-Gaspard Gauckler (1826-1905) dan Robert
Manning (1816-1897). Giovanni Venturi (1746-1822) mempelajari pengaruh
perubahan penampang pipa dan saluran terhadap tekanan dan profil aliran.
Osborn Reynolds (1842-1912) mengembangkan teknik model fisik gerak
sedimen dasar dan meneliti masalah kavitasi. Selain itu dia juga mengusulkan
bilangan tak berdimensi yang dikenal dengan angka Reynolds, dan meneliti
kondisi aliran Laminer, Turbulen dan kritis.
Pada sekitar akhir abad ke 19 dan awal abad ke 20 terjadi
perkembangan yang sangat penting dalam sejarah ilmu hidraulika Ludwig
Frandtl (1875-1953) menggabungkan teori hidrodinamika dan hidraulika
eksperimen menjadi ilmu mekanika fluida. Sampai saat ini Frandtl dianggap
sebagai pencetus lahirnya ilmu mekanika fluida. Karyanya yang terpenting
adalah konsep lapis batas (1901). Murid beliau yaitu Paul Heinrich Blasius
meneliti aliran melalui pipa halus dan mengusulkan hubungan antara
koefisien gesekan dan angka Reynolds; dan Johann Nikuradse meneliti aliran
melalui pipa kasar.
2.2
Pengertian Hidrolika Menurut Beberapa Ahli
Singh (1992), mengatakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang
membahas karakteristik kuantitas dan kualitas air di bumi menurut ruang
serta waktu, termasuk proses hidrologi, pergerakan, penyebaran, sirkulasi
tampungan, eksplorasi, pengembangan maupun manajemen.
Marta dan Adidarma (1983) menyebutkan tentang definisi atau
pengertian hidrologi, ia mengatakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang
mempelajari tentang terjadinya distribusi juga pergerakan air, baik itu diatas
maupun di bawah permukaan bumi, menyangkut reaksi sifat fisika maupun
kimia air terhadap kehidupan serta lingkungan.
Ray K. Linsley, Yandi Hermawan (1986) menjelaskan tentang
pengertian hidrologi, yaitu bahwa hidrologi adalah ilmu yang membicarakan
tentang air di bumi baik itu mengenai kejadiannya, jenis-jenis, sirkulasi, sifat
kimia dan fisika serta reaksinya terhadap lingkungan maupun kehidupan.
18
BAB III
PEMBAHASAN
3.1
Aliran Permanen Seragam Pada Saluran Licin dan Kasar
3.1.1 Dasar Teori
Pada umumnya tipe aliran melalui saluran terbuka adalah turbulen
karena kecepatan aliran dan kekerasan dinding relatif besar. Aliran melalui
saluran terbuka disebut seragam (uniform) apabila berbagai variable aliran
seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit pada setiap
penampang di sepanjang aliran adalah konstan.
Pada aliran seragam, garis energi, garis muka air dan dasar saluran
adalah sejajar sehingga kemiringan ketiga garis tersebut adalah sama.
Kedalaman air pada aliran seragam disebut dengan kedalaman normal.
Aliran disebut tidak seragam atau berubah apabila variable aliran
seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan disepanjang aliran tidak
konstan. Apabila perubahan aliran terjadi pada jarak yang panjang, maka
disebut aliran berubah beraturan. Sebaliknya apabila terjadi pada jarak yang
pendek maka disebut aliran berubah cepat.
Aliran disebut permanen apabila variable aliran disuatu titik seperti
kedalaman dan kecepatan tidak berubah terhadap waktu. Apabila berubah
terhadap waktu maka disebut aliran tidak permanen.
Zat cair yang mengalir melalui saluran terbuka akan menimbulkan
tegangan geser pada dinding saluran. Tahanan ini akan diimbangi oleh
komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Didalam
aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang
dengan tahanan geser. Tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran.
Berdasarkan keseimbangan gaya-gaya yang terjadi tersebut diturunkan
dengan rumus Manning sebagai berikut:
1
2⁄
3
V=n×R
×I
1⁄
2
. . . . . . . . . . . . . . . (1.1)
19
Dimana:
V
= Kecepatan aliran
n
= Koefisien kekasaran Manning
R
= Jari-jari (radius) hidraulik
I
= kemiringan muka air
Apabila kecepatan diketahui maka akan mudah bagi kita untuk
menentukan harga koefisien Manning tersebut.
3.1.2 Maksud dan tujuan
1.
Mendemonstrasikan aliran permanen seragam pada saluran licin dan
kasar
2.
Menentukan koefisien kekasaran Chezy untuk masing-masing saluran
tersebut.
3.
Mendemonstrasikan aliran permanen seragam pada saluran licin dan
kasar.
4.
Menentukan koefisien kekasaran Manning untuk masing-masing
saluran tersebut.
3.1.3 Peralatan dan Bahan
1.
Multi purpose teaching flume
Merupakan satu set model saluran terbuka dengan dinding tembus
pandang yang diletakkan pada struktur rangka kaku dasar saluran ini
dapat diubah kemiringannya dengan menggunakan jack hidraulik yang
dapat mengatur kemiringan dasar saluran tersebut secara akurat sesuai
yang kita kehendaki. Terpasangnya rel pada bagian atas tersebut
20
memungkinkan alat ukur kedalaman (point gauge) dan tabung pitot
dapat digeser-geser sesuai sepanjang saluran.
Saluran ini dilengkapi dengan keran tekanan udara dan pada titiktitik tertentu terdapat lubang untuk pemasangan model bangunan air.
Saluran ini dilengkapi pula dengan tangka pelayanan berikut pompa
sirkulasi aiar, dan alat pengukur debit.
Gambar 3.1 Multi purpose teaching flume
2.
Point gauge (alat ukur tinggi muka air)
Gambar 3.2 Point Gauge
21
3.
Mistar/pita ukur/meteran
Gambar 3.3 Meteran
4.
Current meter
5.
Stopwatch
Gambar 3.5 Stopwatch
3.1.4 Langkah Percobaan
1.
Pertama-tama, megatur kemiringan saluran sesuai dengan yang
diperlukan dan catat kemiringan (S) sebagai Is.
2.
Lalu, mengalirkan air kedalam saluran dengan menghidupkan pompa.
3.
Mengukur kedalaman dua titik yang telah ditentukan jaraknya (L) dari
hulu sebagai h1 dan hilir sebagai h2.
4.
Mengukur debit aliran, kemudian mengukur kecepatan dengan
menggunakan current meter yang telah ditentukan pada masing-masing
titik h1 yaitu V1 dan h2 yaitu V2 pada kondisi 0,6 kali kedalaman.
5.
Mengukur kemiringan muka air yang terjadi yaitu : Iw = Is + (h1-h2) / L
22
6.
Mengamati keadaan aliran yang terjadi.
7.
Mengulangi prosedur diatas dengan berbagai kemiringan dengan
langkah-langkah sesuai dengan point 1 s/d 6
8.
Mengulangi prosedur diatas untuk saluran kasar yang telah disediakan
dengan langkah-langkah seperti pada saluran licin.
9.
Menghitung besarnya angka kekasaran dengan menggunakan rumus
Manning.
3.1.5 Keselamatan Kerja
1.
Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku.
2.
Menggunakan Masker dan Sarung tangan .
3.
Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang.
4.
Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi.
5.
Lakukan pengujian dengan baik dan benar.
6.
Gunakan alat sesuai dengan fungsinya.
7.
Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum.
3.1.6 Hasil Pengamatan
1.
Saluran Licin :
a. Lebar saluran
= 7,7 cm
b. Panjang saluran
= 485 cm
c. Jarak titik 1  2
= 388 cm
23
Uraian
Satuan
Titik 1
Titik 2
Titik 1
Titik 2
Titik 1
Titik 2
Kemiringan saluran (Is)
%
1%
1%
1,50%
1,50%
2%
2%
kedalaman aliran (h)
m
0,041
0,031
0,032
0,027
0,030
0,024
Luas penampangan (A)
m2
0,003
0,002
0,002
0,002
0,002
0,002
Keliling Penampang (P)
m
0,159
0,139
0,141
0,131
0,137
0,125
Radius hidrolik (R)
m
0,020
0,017
0,017
0,016
0,017
0,015
Radius hidrolik rata-rata (R)
m
Kecepatan (V)
Hz
84
131
107
146
121
163
Kecepatan (V)
m/det
0,584
0,898
0,738
0,999
0,831
1,112
Kecepatan rata (V)
m/det
Volume Air (Vol)
m3
0,010
0,010
0,010
0,010
0,010
0,010
Waktu (t)
Detik
9
9
5
5
5
5
Debit Air (Q)
m3/det
0,001
0,001
0,002
0,002
0,002
0,002
Kecepatan Teoritis (V)
m/det
0,352
0,465
0,812
0,962
0,866
1,082
Angka kekerasan (n)
-
2.
0,019
0,017
0,741
0,016
0,868
0,0199
0,972
0,0098
0,0103
Saluran Kasar :
a. Lebar saluran
= 7,7 cm
b. Panjang saluran
= 488 cm
c. Jarak titik 1  2
= 293 cm
Uraian
Satuan
Titik 1
Titik 2
Titik 1
Titik 2
Titik 1
Titik 2
Kemiringan saluran (Is)
%
1%
1%
1,50%
1,50%
2%
2%
kedalaman aliran (h)
m
0,044
0,036
0,048
0,038
0,047
0,036
Luas penampangan (A)
m2
0,003
0,003
0,004
0,003
0,004
0,003
Keliling Penampang (P)
m
0,165
0,149
0,173
0,153
0,171
0,149
Radius hidrolik (R)
m
0,021
0,019
0,021
0,019
0,021
0,019
Radius hidrolik rata-rata (R)
m
Kecepatan (V)
Hz
98
81
69
88
36
95
Kecepatan (V)
m/det
0,678
0,564
0,484
0,611
0,263
0,658
Kecepatan rata (V)
m/det
Volume Air (Vol)
m3
0,010
0,010
0,010
0,010
0,010
0,010
Waktu (t)
Detik
6
6
7
7
5
5
Debit Air (Q)
m3/det
0,002
0,002
0,001
0,001
0,002
0,002
Kecepatan Teoritis (V)
m/det
0,492
0,601
0,387
0,488
0,553
0,722
Angka kekerasan (n)
-
0,020
0,020
0,621
0,020
0,547
0,0148
0,460
0,0235
0,0188
24
3.1.7 Perhitungan Hasil Data
Contoh Perhitungan saluran licin dan kasar dengan kemiringan 1 %
Diketahui :
Lebar saluran (B) = 7,7 cm
Volume = 10 liter
Waktu (t) saluran licin = 9 detik
Waktu (t) saluran kasar = 6 detik
Kedalaman Air (h1) saluran licin = 41 mm = 4,1 cm
Kedalaman Air (h1) saluran kasar = 44 mm = 4,4cm
Jarak titik 1 – 2 (saluran kasar) = 293 cm
Jarak titik 1 – 2 (saluran licin) = 388 cm
Jawab :

Menghitung luas penampang (A)
A1 licin = B × h = 7,7 cm × 4,1 cm = 31,57 cm2
A1 kasar = B × h = 7,7 cm × 4,4 cm = 33,88 cm2

Menghitung keliling basah (P)



P1 licin = B + (2 x h) = 7,7 + (2 x 4,1) = 15,9 cm
P kasar = (B + 2h) = 7,7 cm + (2 x 4,4 cm) = 16,5 cm
Menghitung Radius Hidrolik
𝐴
𝑅𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 = 𝑃 =
𝐴
31,57 𝑐𝑚2
𝑅𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 𝑃 =

15,9 𝑐𝑚
33,88 𝑐𝑚2
16,5 𝑐𝑚
= 1,985 𝑐𝑚
= 2,053 𝑐𝑚
Menghitung Kecepatan Aliran (V)
𝑉𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 = (0,6685 × 𝐻𝑧) + 2,25
= (0,6685 × 84) + 2,25
= 58,404 𝑐𝑚/𝑑𝑒𝑡 = 0,584 𝑚/𝑑𝑒𝑡
𝑉𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = (0,6685 × 𝐻𝑧) + 2,25
= (0,6685 × 98) + 2,25
25
= 67,763 𝑐𝑚/𝑑𝑒𝑡 = 0677 𝑚/𝑑𝑒𝑡

Menghitung Debit Air (Q)
𝑄 𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 =
𝑄 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 =

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 10 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
=
= 1,111 𝑙⁄𝑑𝑒𝑡 = 0,0011 𝒎𝟑 ⁄𝒅𝒆𝒕
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢
9 𝑑𝑒𝑡
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 10 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
=
= 1,667 𝑙⁄𝑑𝑒𝑡 = 0,0016 𝒎𝟑 ⁄𝒅𝒆𝒕
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢
6 𝑑𝑒𝑡
Menghitung Kecepatan Rata - Rata
𝑉1 + 𝑉2 0,674 + 0,564
𝑉𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 =
=
= 0,621 𝑚⁄𝑑𝑒𝑡
2
2
𝑉𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 =

𝑉1 + 𝑉2 0,584 + 0,898
=
= 0,0,741 𝑚⁄𝑑𝑒𝑡
2
2
Menghitung Kemiringan Muka Air (Iw)
(ℎ1 − ℎ2 )
𝐼𝑤 𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 = 𝐼𝑠 +
𝐿
𝐼𝑤 𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 = 1% +
(4,1 − 3,1)
388
= 0,0115
𝐼𝑤 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 𝐼𝑠 +
(ℎ1 − ℎ2 )
𝐿
𝐼𝑤 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 1% +
(4,4 − 3,6)
293
= 0,012

Menghitung Koefisien Manning
(𝑅 2⁄3 ) × 𝐼𝑤 1⁄2
𝑛𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛 =
𝑉
𝑛𝑙𝑖𝑐𝑖𝑛
(0,0192⁄3 ) × 0,01151⁄2
=
0,741
= 0,019
𝑛𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 =
(𝑅 2⁄3 ) × 𝐼𝑤 1⁄2
𝑉
𝑛𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 =
(0,0202⁄3 ) × 0,0121⁄2
0,621
= 0,0148
26
3.1.8 Kesimpulan
Nilai angka kekasaran (n) pada:
Saluran Licin :
Kemiringan 1%
: 0,0199
Kemiringan 1,5% : 0,0098
Kemiringan 2 %
: 0,013
Saluran Kasar :
Kemiringan 1%
: 0,0148
Kemiringan 1,5% : 0,0235
Kemiringan 2 %
: 0,0188
27
3.1.9 Dokumentasi Praktikum
28
3.2 Aliran Permanen Tidak Beraturan Akibat Pembendungan
3.2.1 Dasar Teori
Pada umumnya tipe aliran melalui saluran terbuka adalah turbulen
karena kecepatan aliran dan kekerasan dinding relatif besar. Aliran melalui
saluran terbuka disebut seragam (uniform) apabila berbagai variable aliran
seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit pada setiap
penampang di sepanjang aliran adalah konstan. Pada aliran seragam, garis
energi, garis muka air dan dasar saluran adalah sejajar sehingga kemiringan
ketiga garis tersebut adalah sama. Kedalaman air pada aliran seragam disebut
dengan kedalaman normal.
Aliran disebut tidak seragam atau berubah apabila variable aliran
seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan disepanjang aliran tidak
konstan. Apabila perubahan aliran terjadi pada jarak yang panjang, maka
disebut aliran berubah beraturan. Sebaliknya apabila terjadi pada jarak yang
pendek maka disebut aliran berubah cepat.
Aliran disebut permanen apabila variable aliran disuatu titik seperti
kedalaman dan kecepatan tidak berubah terhadap waktu. Apabila berubah
terhadap waktu maka disebut aliran tidak permanen.
Zat cair yang mengalir melalui saluran terbuka akan menimbulkan
tegangan geser pada dinding saluran. Tahanan ini akan diimbangi oleh
komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Didalam
aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang
dengan tahanan geser. Tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran.
Berdasarkan keseimbangan gaya-gaya yang terjadi tersebut diturunkan
dengan rumus Manning sebagai berikut:
V=
1
2
1
× R ⁄3 × I ⁄2
n
29
Dimana:
V
= Kecepatan aliran
n
= Koefisien kekasaran Manning
R
= Jari-jari (radius) hidraulik
I
= kemiringan muka air
Apabila kecepatan diketahui maka akan mudah bagi kita untuk
menentukan harga koefisien Manning tersebut.
3.2.2 Maksud dan Tujuan
a.
Mendemonstrasikan
aliran
permanen
tidak
beraturan
akibat
pembendungan
b.
Menunjukan perbedaan koefisien kekasaran Chezy pada kedalaman
normal dan pada aliran terbendung.
3.2.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan
a.
Multi purpose teaching flume
Gambar 3.1 Multi purpose teaching flume
30
b. Point gauge
c. Current meter
d. Mistar
e. Bendung/Penghalang ukuran 1cm,2.5cm,dan 5cm
3.2.4 Langkah Kerja
a.
Pertama Alirkan air kedalam saluran dengan menjalankan pompa
b.
Apabila dasar saluran dimiringkan, jangan lupa untuk mencatat
kemiringannya sebagai Is
c.
Bendunglah pada ujung hilir saluran
31
d.
Tidak lupa untuk mengukur kedalaman di beberapa titik yang telah
ditentukan jaraknya, disekitar daerah pembendungan
e.
Ukur debit aliran dan ukur pula kecepatan aliran di titik tersebut
f.
Ukurlah kemiringan muka air yang terjadi yaitu: iw=is+(hn-1/2hn+1/2)/L dengan hn adalah kedalaman pada titik ke n
g.
Amati keadaan aliran yang terjadi
h.
Dari
hasil
pengukuran
tersebut
tentukan
besarnya
koefisien
kekasaran.Chezy pada titik baik pada aliran dengan pembendungan,
amati apakah hasilnya konstan atau berubah
i.
Gambarkan sketsa saluran dan letak titik-titik pengukuran
3.2.5 Keselamatan kerja
a.
Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b.
Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c.
Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d.
Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e.
Lakukan pengujian dengan baik dan benar
f.
Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
g.
Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
3.2.6 Hasil Data
Lebar Saluran, B
: 0,134 m
Kemiringan saluran
: 0.034 m
Debit aliran
: m
Ukuran sekat yang digunakan
: 1 cm; 2,5 cm; 5cm
32
Saluran 1%, sekat 1 cm
Uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
4,20
3,65
3,3
2,1
3,0
Luas tampang basah (a) {cm2}
32,34
28,105
25,41
16,17
23,1
Keliling basah (P) {cm}
16,1
15
14,3
11,9
13,7
Jari jari hidrolik® {cm}
2,009
1,874
1,777
1,359
1,686
Kecepatan aliran (hz)
50
40
28
24
54
Kecepatan V (cm/det)
35,675
28,99
20,968
18,294
38,349
N
0,00446
0,00524
0,00699
0,00671
0,00369
debit
Saluran 1%, sekat 2,5 cm
Uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
3,9
3,7
3,3
4,0
5,9
Luas tampang basah (a) {cm2}
30,03
28,49
25,41
30,8
45,43
Keliling basah (P) {cm}
15,5
15,1
14,3
15,7
19,5
Jari jari hidrolik® {cm}
1,937
1,887
1,777
1,962
2,3297
Kecepatan aliran (hz)
18
18
26
29
28
Kecepatan V (cm/det)
14,283
14,283
19,631
21,637
20,968
N
0,0109
0,0107
0,00747
0,00724
0,00838
debit
Saluran 1%, sekat 5 cm
Uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
5,5
6,1
6,8
6,25
8,6
Luas tampang basah (a) {cm2}
42,35
46,97
52,36
48,125
66,22
Keliling basah (P) {cm}
18,7
19,9
21,3
20,2
24,9
Jari jari hidrolik® {cm}
2,265
2,360
2,458
2,382
2,659
Debit
33
Kecepatan aliran (hz)
35
30
37
31
20
Kecepatan V (cm/det)
25,648
22,305
26,985
22,974
15,62
N
0,00673
0,00794
0,00675
0,00776
0,01229
34
Saluran 1,5%, sekat 1 cm
uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
3,1
3,0
2,9
1,55
2,7
Luas tampang basah (a) {cm2}
23,87
23,1
22,33
11,93
20,79
Keliling basah (P) {cm}
13,9
13,7
13,5
10,8
13,1
Jari jari hidrolik® {cm}
1,717
1,686
1,654
1,105
1,587
Kecepatan aliran (hz)
92
117
128
141
151
Kecepatan V (cm/det)
63,752
80,465
87,818
96,509
103,194
N
0,00275
0,00216
0,00195
0,00136
0,00162
debit
Saluran 1,5%, sekat 2,5 cm
uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
3,2
2,95
3,0
1,65
5,6
Luas tampang basah (a) {cm2}
24,64
22,72
23,1
12,71
43,12
Keliling basah (P) {cm}
14,1
13,6
13,7
11
18,9
Jari jari hidrolik® {cm}
1,748
1,671
1,686
1,155
2,281
Kecepatan aliran (hz)
93
110
122
130
69
Kecepatan V (cm/det)
64,421
75,785
83,807
89,155
48,377
N
0,00276
0,00228
0,00207
0,00151
0,00439
debit
Saluran 1,5%, sekat 5 cm
uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
3,2
3,95
5,0
5,7
8,4
Luas tampang basah (a) {cm2}
24,64
30,415
38,5
43,89
64,68
Keliling basah (P) {cm}
14,1
15,6
17,7
19,1
24,5
Jari jari hidrolik® {cm}
1,748
1,9498
2,175
2,298
2,64
Debit
35
Kecepatan aliran (hz)
33
26
37
30
52
Kecepatan V (cm/det)
24,311
19,631
26,985
22,305
37,012
N
0,00731
0,00974
0,00762
0,00956
0,00632
Saluran 2%, sekat 1 cm
uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
4,1
3,6
3,4
3,6
3,1
Luas tampang basah (a) {cm2}
31,57
27,72
26,18
27,72
23,87
Keliling basah (P) {cm}
15,9
14,9
14,5
14,9
13,9
Jari jari hidrolik® {cm}
1,981
1,860
1,806
1,860
1,717
Kecepatan aliran (hz)
86
98
111
124
131
Kecepatan V (cm/det)
59,741
67,763
76,454
85,144
89,824
N
0,00373
0,00316
0,00274
0,00251
0,00226
debit
Saluran 2%, sekat 2,5 cm
uraian
Titik pengukuran
1
2
3
4
5
Kedalaman aliran (h) {cm}
4,2
3,75
3,4
3,9
6,1
Luas tampang basah (a) {cm2}
32,3
28,88
26,18
30,03
46,97
Keliling basah (P) {cm}
16,1
15,2
14,5
15,5
19,9
Jari jari hidrolik® {cm}
2,,009
1,9
1,806
1,937
2,360
Kecepatan aliran (hz)
90
96
78
73
46
Kecepatan V (cm/det)
62,415
66,426
54,393
51,051
33,001
N
0,00360
0,00327
0,00386
0,00430
0,00759
4
5
debit
Saluran 2%, sekat 5 cm
uraian
Titik pengukuran
1
2
3
36
Kedalaman aliran (h) {cm}
5,5
6,0
6,8
6,6
8,7
Luas tampang basah (a) {cm2}
42,35
46,2
52,36
50,82
66,99
Keliling basah (P) {cm}
18,7
19,7
21,3
20,9
25,1
Jari jari hidrolik® {cm}
2,265
2,345
2,458
2,432
2,669
Kecepatan aliran (hz)
64
60
59
51
45
Kecepatan V (cm/det)
45,034
42,36
41,692
36,344
32,333
N
0,00554
0,00589
0,00618
0,00704
0,00841
Debit
3.2.7 Kesimpulan
Dalam peristiwa pembendungan menunjukan perbedaan koefisien
kekasaran chezy pada kedalaman normal dan pada aliran terbendung
3.2.8 Dokumentasi Praktikum
37
3.3 Bangunan Kontrol Ambang Tajam
3.3.1 Dasar Teori
Jenis ini peluap ambang tajam merupakan salah satu konstruksi
pengukur debit yang banyak dijumpai disaluran-saluran irigasi maupun
laboratorium. Debit aliran yang terjadi pada ambang tajam dihitung dengan
menggunakan formula sebagai berikut :
2
Q = 3 x Cd x B x √𝑔 x h2/3
Dengan
h = tinggi muka air diatas ambang.
Q = debit aliran
B = lebar ambang
g = tinggi gravitasi 9.81 m/det2
Cd = koefisien debit
𝐶𝑑 = 2
3
𝑄
3
𝐵 √2𝑔ℎ2
dengan h adalah tinggi muka air di atas ambang.
Gambar 5 Pola aliran melalui ambang tajam
38
Keterangan :
Q
= Debit aliran
H
= Tinggi air di atas ambang
P
= Tinggi ambang
Model ambang tajam ini terbuat dari baja tahan karat (stainless steel).
Debit yang lewat di atas ambang tajam ini merupakan fungsi dari tinggi aliran
diatas ambang.
3.3.2 Maksud dan Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini, kami diharapkan dapat :
a. Menunjukan bahwa ambang tajam dapat digunakan sebagai alat ukur debit.
b. Mendemonstrasikan aliran melalui ambang tajam.
3.3.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan
Alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut :
a.
Multi purpose teaching flume
39
b. Ambang tajam
c.
Point gauge (alat ukur tinggi muka air)
d.
Mistar / Pita ukur
40
e.
Stop watch
g. Alat tulis dan form percobaan
h. Air
3.3.4 Langkah Kerja
1.
Menyiapkan dan menyetel peralatan sebelum memulai percobaan.
2.
Mentukan kemiringan saluran yang telah ditentukan yaitu 0%
3.
Memasang ambang tajam pada model saluran terbuka, sebelum dipasang
pada saluran sebaiknya ambang tersebut dibasahkan terlebih dahulu.
4.
Alirkan air kedalam saluran dengan cara membuka kran terlebih dahulu
lalu hidupkan pompa.
5.
Mengukur debit yang terjadi.
6.
Mengukur kembali tinggi muka air diatas ambang tajam (h).
7.
Mengamati keadaan aliran yang terjadi pada saat terjadi aliran dengan
punggung aliran berhimpit dengan badan bendung.
8.
Dengan menggunakan rumus yang ada, kita menghitung koefisien debit
pada ambang tajam.
9.
megulangi prosedur diatas dengan nilai debit yang lain.
41
3.3.5 Keselamatan kerja
a.
Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b.
Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c.
Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d.
Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e.
Lakukan pengujian dengan baik dan benar
f.
Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
g.
Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
3.3.6 Hasil Data
Diketahui :
Volume air
Lebar ambang
(B) = 7,7 cm = 0,077 m
Tinggi ambang
(P) = 12,05 cm = 0,1205 m
Waktu
Debit aliran
h
No
Koefisien
h3/2
Debit
(m³)
(s)
(m³/s)
(m)
1
0,01
5,67
0,00176
0,049
0,01085
0,028
2
0,01
6,11
0,00163
0,0415
0,00845
0,271
3
0,01
10,27
0,00097
0,0325
0,00586
0,233
(Cd)
42
3.3.7 Kesimpulan
Hubungan antara ketinggian muka air diatas tepi ambang tajam yaitu
aliran akan melalui ambang tersebut dengan ketinggian muka air tertentu
yang akan memmperngaruhi volume aliran yang akan terjadi diatas ambang
tersebut. Dengan kata lain semakin tinggi muka air yang terjadi diatas
ambang maka semakin kecil volume aliran yang diperoleh. Perbedaan aliran
yang terletak pada aliran antara bentuk segitiga yaitu volume aliranya. Ini
dapat dilihat dari hasil praktikum yaitu, pada ambang persegi panjang volume
aliran lebih besar pada ketinggian muka air maksimum. Sedangkan untuk
segitiga volume aliran cenderung kecil.
3.3.8 Dokumentasi Praktikum
43
3.4 Bangunan Kontrol Ambang Lebar
3.4.1 Dasar Teori
Kajian ini dilakukan di laboratorium hidrolika dengan menggunakan
skala model alat ukur debit ambang lebar yaitu dengan mengasumsikan
bahwa bilangan Froude yang terjadi pada model sama dengan bilangan
Froude yang terjadi pada kondisi di lapangan. Sehingga dengan demikian
skala debit, waktu, kecepatan dan volume akan dapat mewakili kondisi
sesungguhnya di lapangan. Metodologi yang digunakan adalah melakukan
pengujian di laboratorium hidrolika dengan memvariasikan debit mulai dari
Q1, Q2, Q3, Q4, …. Qn, untuk mendapatkan variasi tinggi muka air di atas
mercu, di hulu dan di hilir mercu pelimpah ambang lebar, sehingga akan
didapatkan hubungan antara debit aliran dengan tinggi muka air di atas
mercu, di hulu dan di hilir mercu pelimpah ambang lebar. Dari hasil
penelitian ini didapatkan hubungan debit dengan tinggi muka air di hulu
dengan persamaan Y=0,88X 0,359, hubungan debit dengan tinggi muka air di
hilir dengan persamaan Y=0,266X 0,236, hubungan debit dengan muka air di
atas ambang lebar dengan persamaan Y=3,863X 0,666, dengan Y adalah
debit aliran pelimpah ambang lebar dalam m3/detik dan X adalah tinggi muka
air dalam m
3.4.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dan Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Mendapatkan kurva lengkung debit yang merupakan hubungan antara
tinggi muka air di hulu dengan besarnya debit dari model alat ukur debit
ambang lebar.
b) Mendapatkan kurva hubungan antara Debit dengan tinggi muka air di atas
ambang.
c) Membuktikan ketelitian pengukuran dari alat ukur debit ambang lebar
dengan menggunakan pemodelan.
d) Membuktikan kepekaan pengukuran debit dari alat ukur debit ambang
lebar dengan menggunakan pemodelan.
44
e) Mendapatkan Bangun Rekaprima Vol.03/2/Oktober/2017 18 hubungan
debit terhadap profil muka air aliran alat ukur debit pelimpah ambang
lebar.
3.4.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan
Alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut :
a. Multi purpose teaching flume
b. Ambang Lebar
c. Point gauge (alat ukur tinggi muka air)
45
d. Mistar / Pita ukur
e. Stop watch
f. Plastisin
46
3.4.4 Langkah Kerja
1. Menyiapkan dan menyetel peralatan sebelum memulai percobaan.
2. Mentukan kemiringan saluran yang telah ditentukan yaitu 0%
3. Memasang ambang Lebar pada model saluran terbuka, sebelum dipasang pada
saluran sebaiknya ambang tersebut dibasahkan terlebih dahulu.
4. Alirkan air kedalam saluran dengan cara membuka kran terlebih dahulu lalu
hidupkan pompa.
5. Mengukur debit yang terjadi.
6. Mengukur kembali tinggi muka air diatas ambang tajam (h).
7. Mengamati keadaan aliran yang terjadi pada saat terjadi aliran dengan
punggung aliran berhimpit dengan badan bendung.
8. Dengan menggunakan rumus yang ada, kita menghitung koefisien debit pada
ambang tajam.
9. megulangi prosedur diatas dengan nilai debit yang lain.
3.4.5 Keselamatan kerja
a.
Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b.
Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c.
Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d.
Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e.
Lakukan pengujian dengan baik dan benar
f.
Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
g.
Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
47
3.4.6 Hasil Data
diketahui :
Lebar ambang
(B) = 7,7 cm = m
Tinggi ambang
(P) = 12,05 cm = m
No
Yo
Yc
Q
H
H3/2
Cd
hu
1
0,16
0,04
0,001795
0,177
0,0745
0,313
0,016
2
0,156
0,039
0,001456
0,172
0,0713
0,265
0,056
3
0,149
0,035
0,001264
0,171
0,0707
0,232
0,0495
hu3/2
CV
0,0151
4,392
0,0133
5,365
0,011
6,432
48
3.5 Bangunan Kontrol Crum Weir
3.5.1 Dasar Teori
Aliran melalui crump weir dapat dibedakan pada kondisi aliran
modular dan non modular. Debit aliran yang terjadipada crump weir untuk
kondisi aliran modular dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut:
Qm = Cd.B.Ho.√𝑔. 𝐻𝑜
Cd =
𝑄𝑚
1
2
𝐵.𝑔 𝐻𝑂 3/2
Dengan:
Qm = debit aliran modular
Ho = tinggi tekanan total dihulu ambang
Cd = koefisien debit
B = lebar crump weir
Pada kondisi aliran non modular, aliran dihulu sudah dipengaruhi oleh
perubahan tinggi tekanan dihilir. Oleh karena itu debit yang dihasilkan pada
kondisi aliran non modular perlu dikoreksi :
Q = f.Qm
Dengan:
F = factor koreksi
Q = debit non modular
Pola aliran diatas ambang crump dalam kondisi Modular
49
Pola aliran diatas ambang crump dalam kondisi Non Modular
3.5.2 Maksud dan Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat :
 Mendemonstrasikan aliran melalui crump weir
 Menunjukan bahwa crump weir dapat digunakan sebagai alat ukur debit
3.5.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan
 Multi purpose teaching flume
 Model crump weir
50
Model ini merupakan tiruan crump weir disaluran irigasi. Model ini
terbuat dari glass reinforced plastic yang berbentuk prisma segitiga.
Konstruksi ini digunakan untuk mengukur debit disaluran terbuka.
 Point gauge
 Mistar/pita ukur
3.5.4 Langkah Kerja
1) Memasang crump weir pada saluran terbuka
2) Mengalirkan air kedalam saluran
51
3) Mengukur debit aliran
4) Mencatat harga Ho, Yo, H1, dan Y1
5) Mengamati aliran yang terjadi
6) Berdasarkan rumus diatas menentukan besarnya harga Cd crump weir
3.5.5 Keselamatan kerja
a. Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b. Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c. Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e. Lakukan pengujian dengan baik dan benar
f. Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
g. Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
3.5.6 Hasil Data
No.
Yo
Y1
Qm
H0
H1
Cd
1
0,102
0,046
0,00169
0,1044
0,0576
0,2076
2
0,091
0,033
0,001209
0,093
0,0389
0,1767
0,1566
3
0,0845
0,0295
0,000946
0,0856
0,0383
Kondisi Modular
No.
Yo
Y1
Q
Qm
H0
H1
1
0,1035
0,0925
0,001592
0,00169
0,106
0,0946
0,1913
2
0,0965
0,087
0,001227 0,001209
0,0979
0,0887
0,1661
0,0826
0,1643
3
0,09
0,081
0,001093 0,000946
Cd
0,0913
Kondisi non-Modular
52
3.6 Pintu Sorong / Sluice Gate
3.6.1 Dasar Teori
Pintu sorong ini merupakan salah satu konstruksi pengukur dan pengukur
debit. Pada pintu sorong ini prinsip konseversi energi dan momentum dapat
diterapkan. Persamaan Bernouli hanya dapat diterapkan apabila kehilangan
energi dapat diabaikan atau sudah diketahui.
Debit aliran yang terjadi pada pintu sorong pada kondisi aliran air bebas
dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut :
Q = Cd.B.Yg.√2.g.y0
Dengan :
Q
= Debit aliran
g
= Percepatan gravitasi
Cd
= Koefisien debit
Yg
= Tinggi bukaan pintu
Yo
= Tinggi air dihulu pintu sorong
B= Lebar pintu
3.6.2 Maksud dan Tujuan
A. Mendemonstrasikan aliran melalui pintu sorong
B. Menunjukan bahwa pintu sorong dapat digunakan sebagai alat ukur debit
3.6.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan
a. Multi purpose teaching flume
53
b. Pintu sorong
c. Point gauge
d. Mistar
54
e. Stop watch
3.6.4 Langkah Kerja
1. Mengatur kedudukan saluran hingga dasar saluran menjadi datar/horizontal
2. Memasang pintu sorong pada saluran, jaga agar kondisi tetap vertikal
3. Menglirkan air kemudian mengukur debitnya
4. Mengatur harga Yg antara 20 mm, 30mm dan 40mm, kemudian diukur Y1
dan Y0 dan ukur debit yang terjadi
5. Mengamati aliran yang terjadi
3.6.5 Keselamatan kerja
a. Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b.
Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c.
mengikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d.
Menjaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e.
Melakukan pengujian dengan baik dan benar
f.
Mengunakan alat sesuai dengan fungsinya
g.
Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
3.6.6 Hasil Data
No. Yg (cm) Y0 (cm) Y1 (cm)
1
2
15,8
5,5
v (L)
10
t (det)
6,7
Q (L/det)
1,72
Cd
0,64
H0 (cm)
15,35
H1 (cm)
5,35
55
3.6.7 Perhitungan Hasil Data
Lebar Pintu(B) = 7,7 cm
Panjang Saluran = 500 cm
56
3.6.8 Kesimpulan
Dari hasil pengujian pintu sorong didapatkan data Cd yaitu 0,54. Data
H0 15,8 cm. Data H1 5,5 cm.
3.6.9 Dokumentasi Praktikum
57
3.7 Bangunan Kontrol
3.7.1 Dasar Teori
Debit melalui bendung. Bendung merupakan konstruksi untuk
menaikkan elevasi muka air sungai dengai dan berfungsi pula sebagai sarana
pengukur debit aliran.Disamping itu,bendung juga merupakan bentuk
bangunan pelimpah yang paling sederhana.Sifat sifat aliran melalui bendung
pada awalnya dkenal sebagai dasar perencanaan pelimpah dengan mercu
bulat,yakni profil pelimpah yang di tentukan sesuai dengan bentuk
permukaan tirai luapan bawah di atas bendung mercu tajam.
Debit yang mengalir di atas bendung dapat di hitung dengan formula sebagai
berikut :
𝑸 = ⅔𝒄𝟒 . 𝑩√𝟐𝒈(𝒚𝒐 − 𝑷)³
Dengan (Yo-P) adalah jarak vertikal antara muka air di hulu bendung
dengan puncuk bendung dan B adalah lebar bendung.
Loncatan hidraulik pada bendungg
Aliran
air
yang
melewati
bendung
akan
mengalami
loncatan
hidraulikakibat terjadinya pelepasan energi karena berubahnya kondisi aliran
dari suoer kritis menjadi aliran sub kritis.Pada umumnya loncantan hidraulik
di pakai sebagai perbedaan energi pada hilir bendung,saluran irigasi atau
struktur hidraulik yang lain serta untuk mencegah pengikkirsan struktur
dibagian hilir.
Suatu loncatan hidraulik dapat terbentuk pada saluran apabila memenuhi
persamaan sebagai berikut :
Y2
1
( -1 + √1 + 8. Fr12)
=
Y1
2
58
Dengan:
Y2 = Tinggi muka air di hilir loncatan hidraulik
Y1 = Tinggi muka air dihilir loncatan hidraulik
Fr1 = Bilangan froude = V1 / ( g . Y1 )
Adapun panjang loncatan air dapat dihitung dengan rumus empiris
sebagai berikut:
L = 5 s.d . 7 ( Y2 – Y1 )
Dengan:
L = Panjang loncatan hidraulik.
3.7.2 Maksud dan Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini,mahasiswa diharapkan dapat :
a. Mendemontrasikan aliran melalui bendung
b. menunjukkan bahwa bendung dapat digunakan sebagai alat ukut debit.
3.7.3 Peralatan dan Bahan yang digunakan
a. multi porpose teaching flume
59
b. model bendung / Ogge Weir dengan tiga lantai belakang
a) Blended reverse curvature
b) Ski Jump
c) Sloopng apron
c. Mistar / pita ukur
d. Point gauge (alat ukur tinggi muka air)
60
e. stop watch
f. Alat ukur kecepatan
3.7.4 Langkah Kerja
a) Memasang model bendung pada saluran terbuka
b) Mengalirkan air kedalam saluran terbuka.
c) Mengukur debit yang terjadi
d) Mencatat harga Yo.
e) Mengukur nilai Y1 dan Y2
f) Mengganti kaki bendung dengan yang sudah disiapkan (Blended reverse
curvature, Ski Jump, Sloopng apron)
g) Melakukan 3 kali penggantian kaki bendung dengan langkah kerja di
atas,dimana setiap kaki bendung memiliki 3 titik dengan ketinggian muka
air yang berbeda.
3.7.5 Keselamatan kerja
a.
Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b.
Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c.
Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d.
Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e.
Lakukan pengujian dengan baik dan benar
f.
Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
g.
Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
61
3.7.6 Hasil Data
Volume
Air
Waktu
(m3)
(s)
1
0,01
5,7
Waktu
No.
Volume
Air
(m3)
(s)
1
0,01
5,7
Waktu
No.
Volume
Air
(m3)
(s)
0,01
5,7
No.
1
Debit
Aliran
(m3/s)
y1
y2
y0
L
Koefisien
Debit
Fr
Keterangan
(m)
(m)
(m)
(m)
Cd
0,0018
0,0175
0,0215
0,226
0,024
0,7337
0,3089
Sub Kritis
Debit
Aliran
(m3/s)
y1
y2
y0
L
Koefisien
Debit
Fr
Keterangan
(m)
(m)
(m)
(m)
Cd
0,0018
0,0175
0,0215
0,226
0,024
0,7337
0,3089
Sub Kritis
Debit
Aliran
(m3/s)
y1
y2
y0
L
Koefisien
Debit
Fr
Keterangan
0,3089
Sub Kritis
0,0018
(m)
(m)
(m)
(m)
Cd
0,0175
0,0215
0,226
0,024
0,7337
3.7.7 Perhitungan Hasil Data

With Blended Reverse Curvature
Lebar Ambang (B)
= 7,7 cm
Tinggi Ambang (P)
= 17,8 cm
Percepatan Gravitasi = 9,81 m.s
Volume
= 0,01 m3
Waktu
= 6,5 detik
Y2
= 0,017 m
Y1
= 0,023 m
Y0
= 0,226 m
Penyelesaian :
L
= 6 ∙ ( Y2 – Y1 ) = 6 ∙ ( 0,023 – 0,017 ) = 0,036 m
Q
=
Cd
=2
𝑣
𝑡
=
0,01
6,5
= 0,0015 m3/s
𝑄
∙𝐵∙√2𝑔(𝑦𝑜−𝑃)3
⁄3
=2
0,0015
⁄3∙0,077∙√2∙9,81(0,226−0,178)3
= 0,137
62

V
=
Fr
=
𝑄
𝐴
=
0,0015
(0,077∙0,0178)
𝑉
√𝑔∙𝑌1
=
= 0,11 m/det
1,094
√9,81∙0,023
= 0,231
With Ski Jump
Lebar Ambang (B)
= 7,7 cm
Tinggi Ambang (P)
= 17,8 cm
Percepatan Gravitasi = 9,81 m/s
Volume
= 0,01 m3
Waktu
= 5,9 detik
Y2
= 0,0305 m
Y1
= 0,020 m
Y0
= 0,226 m
Penyelesaian :

L
= 6 ∙ ( Y2 – Y1 ) = 6 ∙ ( 0,0305 – 0,020 ) = 0,036 m
Q
=
Cd
=2
V
= 𝐴 = (0,077∙0,0178) = 0,11 m/det
Fr
=
𝑣
𝑡
=
0,01
6,5
= 0,0015 m3/s
𝑄
∙𝐵∙√2𝑔(𝑦𝑜−𝑃)3
⁄3
𝑄
=2
0,0015
⁄3∙0,077∙√2∙9,81(0,226−0,178)3
= 0,137
0,0015
𝑉
√𝑔∙𝑌1
=
1,094
√9,81∙0,023
= 0,231
With Sloping Apron
Lebar Ambang (B)
= 7,7 cm
Tinggi Ambang (P)
= 17,8 cm
Percepatan Gravitasi = 9,81 m/s
Volume
= 0,01 m3
Waktu
= 6,5 detik
Y2
= 0,017 m
Y1
= 0,023 m
Y0
= 0,226 m
Penyelesaian :
L
= 6 ∙ ( Y2 – Y1 ) = 6 ∙ ( 0,023 – 0,017 ) = 0,036 m
63
𝑣
=
0,01
= 0,0015 m3/s
Q
=
Cd
=2
V
= 𝐴 = (0,077∙0,0178) = 0,11 m/det
Fr
=
𝑡
6,5
𝑄
∙𝐵∙√2𝑔(𝑦𝑜−𝑃)3
⁄3
𝑄
=2
0,0015
⁄3∙0,077∙√2∙9,81(0,226−0,178)3
= 0,137
0,0015
𝑉
√𝑔∙𝑌1
=
1,094
√9,81∙0,023
= 0,231
3.7.8 Kesimpulan
Dari hasil pengujian dengan metode over flow were dapat di ketahui
bahwa :
a) Blended reverse curvature di dapat debit 0,0015 (m³/s )dengan angka
koefisien debit (cd) sebesar 0,137.
b) Ski Jump di ketahui debit
0,0015 (m³/s ) engan nilai koefisien debit
0,137.
c) Sloopng apron di ketahui debit pada titik1 sebesar 0,0015 (m³/s ) dengan
angka koefisien debit 0,137. Dan nilai Fr 0,231.
3.7.9 Dokumentasi Praktikum
64
3.8 Koefisien Kecepatan dan debit
3.8.1 Dasar Teori
Setelah melaksanakan percobaan ini, diharapkan dapat :
a. Mengamati
parameter-parameter
dan
variabel-variabel
yang
mempengaruhi besarnya nilai koefisien kacepatan pada Plat Orifice.
b. Menghitung besarnya koefisien kecepatan aliran yang melewati
orifice berdiameter 3mm dan 6mm.
c. Membuat grafik hubungan antara 2√(ℎ. 𝑦) versus x dan
menentukan nilai Cv pada kemiringan grafik tersebut.
d. Mengaplikasikannya pada perencanaan jaringan pipa misalnya, waterturn,
perlengkapan pengolahan air bersih, perlengkapan pengolahan air limbah
dll.
Pada tahun 1644, Torricelli memperkenalkan rumus kecepatan pancaran
air yang melalui plat orifice. Kecepatan teoritis (Vteo) hasil percobaannya
dapat dijelaskan dengan menggunakan persamaan energi Bernoulli sbb:
Tinjauan lintasan aliran 1 dan 2
𝑧1 +
𝑝1
𝑣1 2
𝑝2
𝑣2 2
+
= 𝑧2 +
+
𝜌. 𝑔 2𝑔
𝜌. 𝑔 2𝑔
ℎ+0+0 = 0+0+
𝑣2 2
2𝑔
e. 𝑣2 = √2𝑔. ℎ (teoritis)
Tinjauan lintasan pancaran 2 dan 3
f. 𝑦 = 1⁄2 . 𝑔. 𝑡 2 → 𝑡 = √(2𝑦)/𝑔
g. 𝑥 = 𝑣. 𝑡 → 𝑣 = 𝑥⁄𝑡 = 𝑥 ⁄√(2𝑦)/𝑔
h. 𝑣𝑎𝑐𝑡 = 𝑥√𝑔⁄(2𝑦)
𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙
i. 𝐶𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠
j. 𝐶𝑣 =
𝑥√𝑔⁄(2𝑦)
√2𝑔.ℎ
=
𝑥
2√ℎ.𝑦
65
3.8.2 Peralatan dan Bahan yang digunakan
a.
Jet impact apparatus
b.
Hidrauliks bench
66
c. Stop watch
3.8.3
Langkah Kerja
1.
Persiapan percobaan
a. Menghubungkan orifice and jet apparatus dengan hydraulies bench.
b. Memeriksa kehorizontalan orifice and jet apparatus dengan mengatur
gelembung nivo berada di tengah.
2.
Prosedur percobaan
a. Menyelipkan selembar kertas millimeter ukuran A3 pada jepitan
(8G) yang ada dipapan (8H) dan gerakkan jarum (8I) hingga ujung
jarum tepat sejajar sisi atas dari lubang Orifice dan beri posisi pangkal
pada lembaran kertas grafik, posisi tersebut dinyatakan sebagai
sumbu y = 0.
b. Menaikan pipa overflow (8D), menghidupkan pompa, buka kran
pengontrol dan mengalirkan air kedalam tangki. Mengatur bukaan
kran pengontrol sehingga air tepat melimpah kedalam over flow
pipe. Mencatat tinggi h perkirakan posisi vena contrakta dan catat
jaraknya dari plat orifice. Mengukur jarak setiap jarum terhadap
posisi pena kontrakta.
c. Mengatur tiap jarum (8I) untuk menentukan lintasan pancaran. Beri
tanda posisi ujung jarum pada lembaran kertas, mengukur
penurunannya terhadap sumbu.
d. Mengulangi langkah kerja (a) sampai dengan (c) untuk beberapa
macam harga dengan mengatur ketinggian over flow pipe (8D).
67
e. Mengulangi langkah kerja (a) sampai dengan (d) dengan
menggunakan plat orifice yang berdiameter lain.
f. Menghitung dan tabelkan 2√(ℎ. 𝑦)
g. Menghitung besarnya Cv dengan menggunakan rumus.
h. Menglot grafik hubungan 2√(ℎ. 𝑦) versus x dan dapatkan harga Cv
dari kemiringan grafik.
3.8.4 Keselamatan kerja
a. Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
b. Menggunakan Masker dan Sarung tangan
c. Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
d. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
e. Lakukan pengujian dengan baik dan benar
f. Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
g. Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
3.8.5 Perhitungan

Unsteady Flow :
Diketahui :
h1 = 40 cm
t = 20 detik
h2 = 38,5
d = 0,3 cm
At = 164 cm2
g = 981 cm/det2
A = ¼ x π x d2 = ¼ x 22/7 x 0,3 cm2 =0,0707 cm2
Jawab :
√ℎ1 = √40 = 6,325
√ℎ2 = √38,5 = 6,205
√ℎ1 − √ℎ2 = 0,120
2 𝑥 𝐴𝑡
𝐶𝑑 = 𝑡 (𝐴 𝑥
√2𝑔)
2 𝑥 164
√ℎ1 − √ℎ2 = 20(0,0707 𝑥 √2(981)) 0,120 = 0,6269
68

Steady Flow :
Diketahui :
h = 40 cm
t = 30 detik
V = 460 ml
d = 0,3 cm
g = 981 cm/det2
A = ¼ x π x d2 = ¼ x 22/7 x 0,3 cm2 =0,0707 cm2
Jawab ;
Qteoritis = A x [(2gh)0,5] = 0,0707 x [(2x 981 x 40)0,5] = 19,81 cm3/det
Qaktual = V/t = 460 ml/30 det = 15,33 ml/det = 15,33 cm3/det
Koefisien Debit = Qa/Qt = (15,33 cm3/det) / 19,81 cm3/det = 0,77

Koefisien Kecepatan Orifice
Diketahui :
h = 40 cm
x = 5 cm
y = 0,4 cm
d = 0,3 cm
Jawab :
2 x [(h x y)0,5] = 2 x [(40 x 0,4)0,5] = 8 cm
𝑥
5
CV = 2 𝑥 [(ℎ 𝑥 𝑦)0,5] = 2 𝑥 8 = 0,63
69
3.8.6 Hasil Pengamatan
ORIFICE (UNSTEADY FLOW)
h1 (cm) t (detik)
40,00
40,00
40,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
Cd=
h2 (cm)
x
-
D3
D6
D3
D6
D3
D6
D3
D6
D3
D6
38,50
36,90
35,50
34,00
32,50
31,00
29,80
28,30
38,50
37,00
35,40
34,90
32,40
31,30
29,90
28,40
38,30
36,90
35,50
34,10
32,40
31,00
29,80
28,50
34,3
29,1
24,3
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,205
6,075
5,958
5,831
5,701
5,568
5,459
5,320
6,205
6,083
5,950
5,908
5,692
5,595
5,468
5,329
6,189
6,075
5,958
5,840
5,692
5,568
5,459
5,339
5,857
5,394
4,930
0,120
0,250
0,366
0,494
0,624
0,757
0,866
1,005
0,120
0,242
0,375
0,417
0,632
0,730
0,856
0,995
0,136
0,250
0,366
0,485
0,632
0,757
0,866
0,986
0,468
0,930
1,395
0,62695
0,65466
0,63954
0,64624
0,65323
0,66054
0,64759
0,65774
0,62695
0,63312
0,65420
0,54586
0,66242
0,63708
0,64075
0,65160
0,71147
0,65466
0,63954
0,63502
0,66242
0,66054
0,64759
0,64546
0,61437
0,61059
0,61054
34,4
29,2
24,4
33,7
28,8
24
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
6,325
5,865
5,404
4,940
5,805
5,367
4,899
0,459
0,921
1,385
0,519
0,958
1,426
0,60317
0,60451
0,60611
0,68192
0,62889
0,62390
70
h (cm)
40,00
38,00
36,00
34,00
32,00
30,00
28,00
26,00
t (detik)
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
V (ml)
D3
460
450
450
440
440
420
430
420
430
420
420
420
400
400
400
380
380
380
380
370
380
370
380
380
D6
1580
1640
1500
1540
1540
1560
1480
1520
1500
1520
1480
1480
1440
1460
1460
1400
1380
1380
1360
1340
1360
1300
1280
1300
ORIFICE (STEADY FLOW)
Qteoritis
D3
19,81
19,81
19,81
19,30
19,30
19,30
18,79
18,79
18,79
18,26
18,26
18,26
17,72
17,72
17,72
17,15
17,15
17,15
16,57
16,57
16,57
15,97
15,97
15,97
D6
79,22
79,22
79,22
77,22
77,22
77,22
75,16
75,16
75,16
73,04
73,04
73,04
70,86
70,86
70,86
68,61
68,61
68,61
66,28
66,28
66,28
63,87
63,87
63,87
Qaktual
D3
15,33
15,00
15,00
14,67
14,67
14,00
14,33
14,00
14,33
14,00
14,00
14,00
13,33
13,33
13,33
12,67
12,67
12,67
12,67
12,33
12,67
12,33
12,67
12,67
D6
52,67
54,67
50,00
51,33
51,33
52,00
49,33
50,67
50,00
50,67
49,33
49,33
48,00
48,67
48,67
46,67
46,00
46,00
45,33
44,67
45,33
43,33
42,67
43,33
Koe. Debit
D3
0,77
0,76
0,76
0,76
0,76
0,73
0,76
0,75
0,76
0,77
0,77
0,77
0,75
0,75
0,75
0,74
0,74
0,74
0,76
0,74
0,76
0,77
0,79
0,79
D6
0,66
0,69
0,63
0,66
0,66
0,67
0,66
0,67
0,67
0,69
0,68
0,68
0,68
0,69
0,69
0,68
0,67
0,67
0,68
0,67
0,68
0,68
0,67
0,68
71
KOEFISIEN KECEPATAN PADA ORIFICE
h (cm)
40,00
40,00
40,00
40,00
40,00
40,00
40,00
40,00
37,50
37,50
37,50
37,50
37,50
37,50
37,50
37,50
35,00
35,00
35,00
35,00
35,00
35,00
35,00
35,00
32,50
32,50
32,50
32,50
32,50
32,50
32,50
32,50
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
27,50
27,50
27,50
27,50
27,50
27,50
27,50
27,50
x (cm)
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
y (cm)
D3
0,40
1,00
1,90
3,10
4,60
6,50
8,50
11,10
0,50
1,00
2,10
3,20
4,80
6,70
9,20
12,10
0,50
1,20
2,10
3,30
5,00
7,10
9,70
12,70
0,60
1,20
2,40
3,70
5,60
8,10
10,70
14,10
0,60
1,30
2,50
3,90
6,10
8,50
11,50
15,00
0,60
1,30
2,60
4,20
6,70
9,30
12,50
15,80
D6
0,20
0,80
1,60
2,80
4,30
6,20
8,40
11,20
0,30
0,90
1,80
3,20
4,60
6,60
8,70
11,30
0,30
0,90
2,00
3,30
4,90
7,10
0,38
12,10
0,40
1,00
2,10
3,60
5,40
8,60
10,00
13,00
0,40
1,00
2,20
3,70
5,70
8,00
10,60
13,70
0,40
1,20
2,50
4,00
6,20
8,70
11,40
15,20
2x[(hxy)^0,5]
D3
8,00
12,65
17,44
22,27
27,13
32,25
36,88
42,14
8,66
12,25
17,75
21,91
26,83
31,70
37,15
42,60
8,37
12,96
17,15
21,49
26,46
31,53
36,85
42,17
8,83
12,49
17,66
21,93
26,98
32,45
37,30
42,81
8,49
12,49
17,32
21,63
27,06
31,94
37,15
42,43
8,12
11,96
16,91
21,49
27,15
31,98
37,08
41,69
D6
5,66
11,31
16,00
21,17
26,23
31,50
36,66
42,33
6,71
11,62
16,43
21,91
26,27
31,46
36,12
41,17
6,48
11,22
16,73
21,49
26,19
31,53
7,27
41,16
7,21
11,40
16,52
21,63
26,50
33,44
36,06
41,11
6,93
10,95
16,25
21,07
26,15
30,98
35,67
40,55
6,63
11,49
16,58
20,98
26,12
30,94
35,41
40,89
CV=
D3
0,63
0,79
0,86
0,90
0,92
0,93
0,95
0,95
0,58
0,82
0,85
0,91
0,93
0,95
0,94
0,94
0,60
0,77
0,87
0,93
0,94
0,95
0,95
0,95
0,57
0,80
0,85
0,91
0,93
0,92
0,94
0,93
0,59
0,80
0,87
0,92
0,92
0,94
0,94
0,94
0,62
0,84
0,89
0,93
0,92
0,94
0,94
0,96
D6
0,88
0,88
0,94
0,94
0,95
0,95
0,95
0,94
0,75
0,86
0,91
0,91
0,95
0,95
0,97
0,97
0,77
0,89
0,90
0,93
0,95
0,95
4,82
0,97
0,69
0,88
0,91
0,92
0,94
0,90
0,97
0,97
0,72
0,91
0,92
0,95
0,96
0,97
0,98
0,99
0,75
0,87
0,90
0,95
0,96
0,97
0,99
72
0,98
3.8.7 Kesimpulan
Adapun yang dapat penulis simpulkan dari percobaan tumbukan pancaran
fluida (jet impact):

Jet impact merupakan suatu percobaan yang berfungsi mengukur besar gaya
pancaran yang timbul akibat adanya tekanan air, sehingga mampu mengangkat
beban yang bekerja diatasnya.

Percobaan ini sangat memerlukan ketelitian yang akurat, missal untuk pembacaan
dan perhitungan waktu, debit air yang diperlukan serta kedudukan jet impact harus
betul-betul datar.
3.8.8
Dokumentasi
73
3.9
Menghitung Debit Aliran dengan Ambang Persegi dan Segitiga
3.9.1 Tujuan Praktikum
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :
1. Menyelidiki hubungan antara ketinggian muka air diatas amabang
persegi dan segitiga.
2. Mengetahui perbedaan koefisien debit aliran antara bentuk peresegi dan
segitiga.
3.9.2 Dasar Teori
Pada percobaan kali ini terdapat 2 bentuk aliran yaitu yang terjadi dari
bentuk ambang persegi dan ambang segitiga. Adapun rumus yang digunakan
untuk mengetahui debit yang mengalir sbb ;
Untuk ambang persegi :
Q = cd× 2/3 × 𝐵 × √2𝑔𝐻 3/2
Dimana : cd = Koefisien debit untuk ambang persegi
Sehingg cd = 2
3
𝑄
×𝐵√2𝑔𝐻 3/2
Untuk ambang segitiga
Qt = cd × 8⁄15 × √2gH 5/2 tg 1⁄2 θ
Dimana :
cd
= Koefisien debit untuk ambang segitiga

= Sudut pada ambang segitiga
H
= Tinggi air diatas ambang
Sehingga cd =
15𝑄𝑡
8𝑡𝑔(𝜃⁄2)√2𝑔𝐻 5/2
74
3.9.3 Peralatan dan Bahan
1. Plat ambang segitiga dan persegi
2. Hidraulik Bench
3. Point gauge
4. Stopwatch
75
5. Lilin (Plastisin)
6. Gelas ukur
3.9.4 Langkah Kerja
1. Menyiapkan terlebih dahulu peralatan dan bahan yang akan
dipergunakan.
2. Kemudian melepaskan pangkal penghubung dari dasar open channel
dan ganti dengan lubang pengantar.
3. Memletakkan sekat penenang kedalam alur di sisi-sisi open channel.
4. Plat ambang sebagai alat pengukur dapat dipasang dipenyanggah
ambang dengan mengeraskan mur kupu-kupu.
5. Meletakkan jarum pengukur muka air (point gauge) pada dasar plat
ambang sebagai titik datum pengukur ketinggian muka air untuk
ambang persegi maupun segitiga.
6. Mengalirkan air ke saluran dengan membuka katup pengontrol,
jalankan pompa dengan menjalankan starter dan membuka kran.
76
7. membiarkan sebentar tinggi muka air naik hingga tinggi aliran
melewati diatas plat ambang.
8. Menutup katup pengontrol dan biarkan air sampai stabil.
9. Mengarahkan 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.
11. Mengalirkan air ke channel dan atur katup pengontrol untuk
mendapatkan ketinggian h yang dikehendaki, dengan pertambahan ± 1
cm setiap percobaan.
12. Mengukur debit, amati aliran yang terjadi, dan ulangi percobaan untuk
debit, dan ambang yang lain.
3.9.5 Keselamatan Kerja
 Patuhilah tata-tertib laboratorium yang berlaku
 Menggunakan Masker dan Sarung tangan
 Ikuti petunjuk instruktur yang berwenang
 Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi
 Lakukan pengujian dengan baik dan benar
 Gunakan alat sesuai dengan fungsinya
 Mencuci tangan / Menggunakan Handsanitizer sebelum dan sesudah
Praktikum
3.9.6 Perhitungan Hasil Data
1. Ambang persegi dengan lebar B = 5 cm
Diketahui : V = 3 liter = 3000 cm3
Tinggi muka air (h) = 50 mm = 5 cm
t = 2,90 detik
g = 9,81 m/det2
Jawab :
𝑄=
𝑙
3000
3
=
= 1,034483 𝑙⁄𝑑𝑒𝑡 = 1034,483 𝑐𝑚 ⁄𝑑𝑒𝑡
𝑑𝑒𝑡 2,90
𝐶𝑑 =
𝑄
3⁄
2
2
×
𝐵
×
2
×
𝑔
×
𝐻
√
3
77
=
1034,484
3⁄
2
2
3 × 5 × √2 × 981 × 5
= 0,6267
2. Ambang Segitiga
Diketahui : V = 3 liter = 3000 cm3
Tinggi muka air (h) = 41 mm = 4,1 cm
t = 6,92 detik
g = 9,81 m/det2
Sudut ambang (θ) = 90°
Jawab :
𝑄=
𝑉 3000
3
=
= 0,4870 𝑙⁄𝑑𝑒𝑡 = 433,526 𝑐𝑚 ⁄𝑑𝑒𝑡
𝑡
6,92
𝑄𝑡 = 𝐶𝑑 × 8⁄15 × √2 × 𝑔 × 𝐻
𝐶𝑑 =
5⁄
2
× 𝑡𝑔
𝜃
2
15 × 𝑄
8 × √2 × 𝑔 × 𝐻
=
5⁄
2
× 𝑡𝑔 90⁄2
15 × 433,526
8 × √2 × 981 × 4,1
5⁄
2
× 𝑡𝑔(90/2)
= 0,5391
3.9.7 Hasil Data
a. Ambang empat persegi dengan lebar = 5 cm
No
1
2
3
4
5
No
Tinggi Muka Air
(H)
mm
cm
50
5
42,5
4,25
35
3,5
27,5
2,75
20
2
Volume (liter)
Liter
3
3
3
3
cm3
3000
3000
3000
3000
3
3000
2,90
4,47
7,43
8,93
Debit
(Q)
cm3/det
1034,483
671,141
403,768
335,946
(cm)
11,18
8,76
6,55
4,56
0,6267
0,5188
0,4176
0,4989
19,49
153,925
2,83
0,3686
Waktu
(det)
b. Ambang persegi empat dengan lebar = 3 cm
Tinggi Muka Air
Volume (liter)
Waktu
(H)
(det)
mm
cm
Liter
cm3
H3/2
Debit
(Q)
cm3/det
(cm)
H3/2
Cd
Cd
1
2
3
4
67
54,5
37,5
22,75
6,7
5,45
3,75
2,275
3
3
3
3
3000
3000
3000
3000
4,13
5,60
7,47
14,94
726,398
535,714
482,606
200,803
17,3425
11,94
7,261
3,431
0,4729
0,5063
0,6293
0,6606
5
8
0,8
3
3000
15,14
198,150
0,715
3,1259
78
c. Ambang segitiga sudut θ = 90°
1
Tinggi Muka Air
(H)
mm
cm
41
4,1
2
27,25
2,725
3
3000
29,34
3
13,5
1,35
3
3000
67
No
Volume (liter)
Liter
3
cm3
3000
Waktu
(det)
6,92
Debit
H5/2
(Q)
cm3/det
(cm)
433,526 32,038
102,249
5
44,776
Cd
0,539
12,258
0,535
2,118
0,8951
3.9.8 Kesimpulan
Dari hasil praktikum didapatkan nilai Cd pada Ambang empat persegi
dengan lebar 5 cm adalah Cd maksimum 0,4480 dan Cd minimum 0,4290. Nilai
Cd pada ambang empat persegi dengan lebar 3 cm adalah Cd maksimum 0,5578
dan Cd minimum 0,6080. Nilai Cd pada ambang segitiga sudut 90° adalah Cd
maksimum 0,4304 dan Cd minimum 0,0077.
79
3.10 Gaya Seepage Dibawah Dinding Penyekat
3.10.1 Tujuan Praktikum
1. Mahasiswa dapat menentukan pola aliran yang terjadi dibawah dinding
pilar penyekat, dibawah dinding bangunan air, misalnya: tembok
penahan tanah, dinding turap, bendung, dll.
2. Mahasiswa dapat mengetahui alat-alat untuk menyelidiki gaya seepage
pada bangunan air dan dapat menghitung gaya seepage secara teoritis.
3. Mahasiswa dapat mengerti dan dapat mengatasi kesulitan-kesulitan
dalam menyelidiki gaya seepage dan mengetahui gradien hidrolik pada
saat timbulnya gejala piping hingga keruntuhan katas trophik.
3.10.2 Dasar Teori
Aliran dibawah suatu pilar penyekat
Air menembus pasir, maka akan timbul gaya pada partikel pasir ini
yang disebut gaya seepage atau laju aliran.
Besarnya gaya seepage ini dapat di hitung dengan persamaan:
R = i × γw
Keterangan :
R
= Gaya seepage
I
= Gradien hidrolik
w
= Berat jenis air
Sedangkan gradien hidrolik berbanding lurus dari harga tekanan muka
air disebelah hulu dan hilir dinding pilar penyekat, juga berbanding terbalik
80
dengan panjang jalan alirannya. Secara matematis dapat dituliskan sebagai
berikut :
i=
h
l
Dalam praktikum, pilar penyekat kemudian secara perlahan ditarik
sehingga kedalaman penetrasinya pada pasir berkurang sehingga pada
gilirannya akan menaikkan gradien hidrolik dan gaya seepage kearah atas.
Bila gaya seepage pada pasir melebihi gaya ke bawah dari berat bagian
yang tenggelam, pada kondisi ini pasir mulai bergerak ke bawah atau membuih
dan gejala ini disebut piping.
Jika pilar penyekat dinaikkan lebih jauh lagi, agaknya keruntuhan
keatas trophik akan terjadi, pasir pada bagian hulu akan hanyut menerobos
lewat bawah menuju kearah hilir dan muka air dikedua sisi atau hulu dan hilir
akan sama tingginya.
3.10.3 Peralatan dan Bahan
1. Tangki transparan
Gambar 16.1 Tangki transparan
81
2. Pilar penyekat
3. System injector zat pewarna
4. Mistar/pita ukur/meteran
5. Spidol
6. Pasir kasar
7. Air
82
3.10.4 Langkah Kerja
a. Menyusun alat seperti di atas, dengan satu panel dipasang sebagai
dinding pilar penyekat
b. Mengatur perbedaan tinggi air pada bagian hilir dan bagian hulu pilar
agar tetap konstan, setelah itu injeksikan zat pewarna
c. Memplot garis-garis aliran mengikuti jejak-jejak yang dibuat oleh zat
pewarna
d. Mengukur haga h, l, dan hitunglah harga I, R dengan persamaan diatas
3.10.5 Perhitungan
Diketahui :
H1 : 49 cm = 0,49 m
H2 : 36,5 cm = 0,365 m
L
: 74 cm = 0,74 m
γw : 10 kN / m3
Contoh Perhitungan :
h
= H1 – H2
= 0,49 m – 0,365 m = 0,125 m
𝐻
i
=
=
𝐿
R
= i x γw
0,125
0,74
= 0,169 m
= 0,169 x 10 = 1,69 kN / m3
3.10.6 Hasil Pengamatan
Parameter
Fungsi
Satuan
Penampang
H1 (m)
0,49
0,49
0,49
H2 (m)
0,365
0,365
0,365
L (m)
0,74
0,58
0,40
h (m)
0,125
0,125
0,125
i (m)
0,169
0,216
0,313
R(Kn/m3)
1,689
2,155
3,125
3.10.7 Keselamatan Keja
a. Patuhi tata tertib laboratorium yang berlaku
b. Ikuti petunjuk yang berwenang
c. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadi kerusakan
83
3.10.7 Dokumentasi
84
3.11
Tumbukan Pancaran Fluida
3.11.1 Tujuan Praktikum
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat:
1.
Menjelaskan prinsip dari pancaran fluida dengan mencatat data
pengamatan pada lembar format yang telah disediakan.
2.
Menghitung hasil percobaantersebut dengan teliti dan benar.
3.
Mengaplikasikan prinsip-prinsip tumbukan pancaran fluida pada
bangunan-bangunan air seperti bendungan dinding dll.
3.11.2 Dasar Teori
Penerapan hukum Newton II
Fy = Qm x V x (cos θ + 1)
Dimana :
Fy = gaya akibat p-ancaran
fluida (Newton) Qm = debit
mengalir ( m3/detik )
θ = sudut balik (º )
Sedangkan debit yang mengalir :
Qm = ρ x Qt
Dimana :
Ρ = kerapatan massa air ( kg/m3)
Qt = debit terukur ( m3/detik )
Kecepatan adalah debit persatuan luas dapat diuraikan sebagai berikut:
𝑉=
𝑄𝑡
𝐴
, maka Qt = A x V
Dimana :
A = Luas Nozzle (m2 )
V = Kecepatan aliran ( m/detik )
Dengan demikian persamaan diatas dapat diuraikan sebagai berikut :
Fy = ρ x A x V x V x (cos Ө + 1)
Sudut diperoleh dari pengukuran terhadap 180º :
85
Ɵ = 180º-α
Dimana :
α = sudut pancaran terhadap sudut utama
Besarnya sudut α tergantung dari type piringan :
a. Tipe piringan datar
b. Tipe piringan cekung
c. Tipe Piringan ½
d. Tipe Piringan Tajam
cekung
86
3.11.3 Alat dan Bahan
1. Hidraulik bench
2. Jet Impact Apparatus
3. Termometer
87
4. Stopwatch
5. Massa pemberat
6. Target plate
3.11.4 Langkah Kerja
1. menyiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan dan memastikan
peralatan dalam keadaan baik sebelum digunakan.
2. Meletakan jet impact didalam hidrolisks bench kemudian levelkan nivo
tepat ditengah dan penahan harus setara dengan taraf keseimbangan.
3. Memasang beban maksimal diatas jet impact tersebut.
4. Memulai menghidupkan mesin dimana keran terlebih dahulu ditutup rapat
dan buka secara perlahan.
88
5. Apabila mencapai maksimal dan pancaran yang dihasilkan air serta
penahan beban sejajar dengan taraf keseimbangan, maka perubahan sudah
bisa dilakukan.
6. Melanjutkan dengan perhitungan dengan menutup lubang penyumbat dan
tentukan kapasitas volume yang akan diukur selanjutnya waktu yang
diperlikan dengan stop watch.
7. Melakukan pengukuran secara terus menerus dengan jumlah volume dan
massa beban yang berbeda sebanyak lima kali pengukuran.
8. Pada piringan yang berbeda, melakukan pengukuran sesuai dengan
langkah yang diatas.
3.11.5 Keselamatan Kerja
1. Patuhi tata tertib laboratorium yang berlaku
2. Ikuti petunjuk serta arahan yang diberikan oleh teknisi
3. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan
4. Jaga kebersihan pada saat praktikum
5. Dilarang minum dan makan di dalam ruangan pada saat praktikum
6. Menggunakan alat sesuai fungsinya
3.11.6 Perhitungan
Diameter Nozzle (d)
= 0,008 m
Temperatur Air
= 28°C
(T)
Percepatan Gravitasi (g)
= 2,81 m/detik
A
= ¼ x π x d² = ¼ x 3,14 x (0,008)² = 0,00005 m²
28−25
 = 997,1 + 30−25 x (995,7-997,1) = 996,26 Kg/m3
s

= ∙ A ∙ (cos ∙ 0,00005 ∙ (cos(90o)
= 1800 - 1800 - 
 = 90o
Penyelesaian :
1. Tipe Piringan Datar
s
= ∙ A ∙ (cos ∙ 0,00005 ∙ (cos(90o)
89
 = 1800 - 1800 - 
 = 90o
Q
=
V
=
𝑉
=
𝑡
𝑄
𝐴
0,003
7,10
= 0,000422 m3/det
0,000422
=
0,00005
= 8,44 m/det
Fy = v² x s = (8,44)2 x 0,0498 = 3,547 N
W = m x g = 0,52 x 9,81 = 5,1012 N
𝑊
5,1012
 𝐹𝑦∙ 3,547 ∙
No
m
V
t
Q
v
Fy
W

(m3/detik)
(m/detik)
(Newton)
(Newton)
(%)
(Kg)
(m3)
(detik)
{1}
{2}
{3}
{4}
1
0,52
0,003
7,10
0,000422
8,44
3,547
5,1012
143,817
2
0,37
0,003
8,02
0,000374
7,48
2,786
3,6297
130,283
3
0,17
0,003
12,17
0,000246
4,92
1,205
1,667
217,738
{5}={3}/{4} {6}={5}/{A}*1000 {7}={6}²*{s} {8}={2}*{g} {9}={8}/{7}*100%
2. Tipe Piringan Cekung
s
= ∙ A ∙ (cos ∙ 0,00005 ∙ (cos(0o)
 = 1800 - 1800 - 
 = 180o
Q
=
V
=
𝑉
𝑡
=
𝑄
𝐴
0,003
=
7,70
= 0,000389 m3/det
0,000389
0,00005
= 7,78 m/det
Fy = v² x s = (7,78)2 x 0,00996 = 0,602 N
W = m x g = 0,95x 9,81 = 9,319 N
𝑊
9,319
 𝐹𝑦∙0,602∙
No
m
V
t
Q
v
Fy
W

(m3/detik)
(m/detik)
(Newton)
(Newton)
(%)
(Kg)
(m3)
(detik)
{1}
{2}
{3}
{4}
1
0,95
0,003
7,70
0,000389
7,78
0,602
9,319
1548,006
2
0,6
0,003
9,12
0,000328
6,56
0,428
5,886
1375,2334
3
0,3
0,003
13,47
0,0002227
4,454
0,197
2,943
1493,908
{5}={3}/{4} {6}={5}/{A}*1000 {7}={6}²*{s} {8}={2}*{g} {9}={8}/{7}*100%

 Tipe Piringan ½ Cekung
90
s
= ∙ A ∙ (cos ∙ 0,00005 ∙ (cos(60o)
 = 1800 - 1800 - 
 = 120o
Q
=
V
=
𝑉
𝑡
=
𝑄
𝐴
0,003
5,79
=
= 0,000518 m3/det
0,000518
0,00005
= 10,36 m/det
Fy = v² x s = (10,36)2 x 0,0747 = 8,017 N
W = m x g = 0,8 x 9,81 = 7,848 N
𝑊
7,848
 𝐹𝑦∙8,017∙
No
Q
v
Fy
W

(m3/detik)
(m/detik)
(Newton)
(Newton)
(%)
m
V
t
(Kg)
(m3)
(detik)
{2}
{3}
{4}
1
0,8
0,003
5,79
0,000518
10,36
8,017
7,848
97,892
2
0,55
0,003
8,80
0,000341
6,82
3,474
5,395
155,296
3
0,3
0,003
11,14
0,000269
5,38
2,162
2,943
136,124
{1}
{5}={3}/{4} {6}={5}/{A}*1000 {7}={6}²*{s} {8}={2}*{g} {9}={8}/{7}*100%
 Tipe Piringan Tajam
s
= ∙ A ∙ (cos ∙ 0,00005 ∙ (cos(150o)
 = 1800 - 1800 - 
 = 30o
Q
=
V
=
𝑉
𝑡
=
𝑄
𝐴
0,003
=
7,12
= 0,000421 m3/det
0,000421
0,00005
= 8,42 m/det
Fy = v² x s = (8,42)2 x 0,00673 = 0,477 N
W = m x g = 0,07 x 9,81 = 0,6867 N
No
m
V
t
Q
v
Fy
W

(m3/detik)
(m/detik)
(Newton)
(Newton)
(%)
(Kg)
(m3)
(detik)
{1}
{2}
{3}
{4}
1
0,07
0,003
7,12
0,000421
8,42
0,477
0,6867
143,692
2
0,035
0,003
10,80
0,00027
5,4
0,196
0,3433
175,153

{5}={3}/{4} {6}={5}/{A}*1000 {7}={6}²*{s} {8}={2}*{g} {9}={8}/{7}*100%
𝑊
0,6867
𝐹𝑦∙ 0,477 ∙

91
3.11.7 Kesimpulan
 Jet impact merupakan suatu percobaan yang berfungsi mengukur besar
gaya pancaran yang timbul akibat adanya tekanan air, sehingga mampu
mengangkat beban yang bekerja diatasnya.
 Percobaan ini sangat memerlukan ketelitian yang akurat, missal untuk
pembacaan dan perhitungan waktu, debit air yang diperlukan serta
kedudukan jet impact harus betul-betul datar.
3.11.8 Dokumentasi
92
3.12
Persamaan Energi Bernoulli
3.12.1 Tujuan Praktikum
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa dapat :
1. Mengamati besarnya tinggi energi total potensial, energi tekanan, energi
kecepatan, dan sekaligus total energi pada setiap penampang pipa.
2. Mengitung besarnya tinggi energi total potensial, energi tekanan, energi
kecepatan, dan sekaligus total energi pada setiap penampang pipa.
3. Membandingkan hasil pengamatan dengan hasil perhitungan tinggi total
energi pada setiap penampang pipa.
4. Membandingkan hasil kedua cara percobaan, yaitu kondisi aliran
menyebar dan aliran mengumpul.
5. Mengaplikasikan pada perencanaan jaringan tata pipa misalnya,
waterturn, jaringan pipa PDAM dll.
3.12.2 Dasar Teori
Pada tahun 1738, Daniel Bernoulli seorang ahli matematik dan filsof
memperkenalkan teori persamaan energi aliran dan akhirnya dikenal sebagai
Theorema Bernouli, yang merupakan prinsip dasar untuk memecahkan
persoalan - persoalan aliran fluida.
Persamaan energi ini, dihasilkan dari penerapan teori kekekalan energi
dalam fisika klasik yang diorientasikan pada obyek aliran fluida. Energi yang
dimiliki oleh suatu fluida yang mengalir terdiri atas:
1. energi tekanan = m.g.p/(ρ/g)
2. energi potensial = m.g.z
3. energi kinetik = ½.m.v2
Total energi = m.g.p/(ρ/g) + m.g.z + ½.m.v2 konstan.
Bila persamaan tersebut disederhanakan, maka dapat dituliskan sebagai
berikut :
𝑝
𝑉2
+ 𝑧 + 2𝑔 = konstan
𝜌𝑔
93
Persamaan energi untuk dua penampang yang ditinjau, berlaku:
𝑧1 +
𝑝1 𝑣1 2
𝑝2 𝑣2 2
+
= 𝑧2 +
+
𝜌𝑔 2𝑔
𝜌𝑔 2𝑔
Apabila kedua penampang tersebut berada dalam satu bidang datar,
maka z1 = z2 saling menghilangkan, sehingga persamaan energinya sebagai
berikut:
𝑝1 𝑣1 2 𝑝2 𝑣2 2
+
=
+
𝜌𝑔 2𝑔 𝜌𝑔 2𝑔
Persamaan tersebut diperoleh dengan asumsi, bahwa :
1.
Aliran tidak terjadi gesekan
2.
Aliran langgeng
3.
Aliran stremline
4.
Fluida tak termampatkan
Dan bila mana fluida yang mengalir terjasdi gesekan dengan media
pembawanya, maka persamaan energi Bernoulli menjadi :
𝑝1 𝑣1 2
𝑝2 𝑣2 2
𝑧1 +
+
= 𝑧2 +
+
+ ℎ𝐿
𝜌𝑔 2𝑔
𝜌𝑔 2𝑔
Dengan : hL = hilang tinggi energi akibat gesekan
94
3.12.3 Alat dan Bahan
1.
Pesawat Theorema Bernoulli
2.
Stopwatch
3.
Gelas ukur
95
4.
Termometer
5.
Hidraulik bench
3.12.4 Langkah Kerja
1. Meletakkan alat Theorema Bernoulli di atas bangku kerja hidrolis dan
mengatur kedudukanya agar betul-betul horizontal dengan menyetel
sekrup tiga kaki dan alat waterpass.
2. Menutup kran pengaliran (1C) dan menjalankan pompa dengan memutar
stater (1D). Membuka sedikit kran (6K) dan kemudian dengan hati-hati
membuka kran (1C) hingga tabung manometer terisi dengan air.
3. Dengan hati-hati membuka dua kran (1C,6K) dan stel keduanya sampai
96
memberikan kombinasi aliran dan sistem tekanan yang berada pada
tinggi kolom air manometer. Mengukur dan mencatat tinggi energi tekanan
yang berbeda pada tinggi kolom air manometer. Mengukur dan mencatat
tinggi energi tekanan (ha, hb, hc, hd, hf) pada kolom air manometer.
Mengukur dan mencatat volume air pada tangki pengukur volume ( V )
dan waktu pengukuran ( T ) sampai 3 kali, mengambil harga debit ratarata ( Q ) pada setiap pengukuran.
4. Memasukkan probe/pitot total energi ke ujung pipa penyadap ( a ),
mengukur dan mencatat tinggi total energi ( Ha ), kemudian, memajukan
untuk mendekati posisi ujung pipa-pipa penyadap yang lain sehingga
diperoleh tinggi total energi (Ha, Hb, Hc, Hd, He, Hf).
5. Mengulangi langkah 3 dan 4 untuk h yang berada dengan membuka kran
(6k). Mencatat jarak dan diameter penampang pipa uji (Aa, Ab, Ac, Ad,
Ae, Af).
6. Mengitung dan memasukkan ke dalam tabel V2/2g, H, untuk
penampang a, b, c, d, e, f, serta presentase penyimpangan H
(pengamatan), H(perhitungan)
7. Memplot grafik hubungan antara h, H (pengamatan), H (perhitungan),
dan persentase penyimpangan H pada setiap penampang a, b, c, d, e, dan
f.
3.12.5 Keselamatan Kerja
1. Patuhi tata tertib laboratorium yang berlaku
2. Ikuti petunjuk serta arahan yang diberikan oleh teknisi
3. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan
4. Jaga kebersihan pada saat praktikum
5. Dilarang minum dan makan di dalam ruangan pada saat praktikum
6. Menggunakan alat sesuai fungsinya
97
3.12.6 Perhitungan
Jarak satu penampang
Diameter penampang
Luas penampang
a-b
a
Aa
=
=
=
60,28 mm
25,0 mm
409,9 x 10^-6 m²
a-c
b
Ab
=
=
=
68,68 mm
13,9 mm
151,9 x 10^-6 m²
a-d
c
Ac
=
=
=
DATA
PERCOBAAN
No.
1
1
2
3
t
waktu
V
Volume
Q
Debit
det
ml
L/det
2
10,00
10,00
10,00
3
1200,00
1420,00
1810,00
4
0,12
0,14
0,18
h
Tinggi Energi Tekanan
(cm)
72,58 mm
11,8 mm
109,4 x 10^-6 m²
a-e
d
Ad
=
=
=
68,68 mm
10,7 mm
89,9 x 10^-6 m²
a-f
e
Ae
=
=
=
141,54 mm
10,0 mm
78,5 x 10^-6 m²
Af
PERHITUNG
AN
H (actual)
Tinggi Total Energi
(cm)
409,9 x 10^-6 m²
HASI
L
V²/2g
Tinggi Energi Kinetis
(cm)
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
30,00 16,50 15,00 12,50 9,00 12,50 20,00 19,80 19,80 19,80 19,70 16,00 0,42 3,06 5,90 8,94 11,46 0,29
22,70 12,40 13,90 10,90 5,90 11,20 23,10 23,00 23,00 23,00 22,90 16,20 0,59 4,29 8,26 12,51 16,05 0,41
27,50 23,20 14,90 8,30 0,00 10,50 27,90 27,80 27,50 27,50 27,80 16,90 0,96 6,96 13,43 20,33 26,08 0,67
=
H (Teoritis) h+V²/2g
Tinggi Total Energi
(cm)
a
23
30,42
23,29
28,46
b
24
19,56
16,69
30,16
(Hteo-Hact)/Hteo X 100%
Penyimpangan Tinggi Total Energi
(%)
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
20,90 21,44 20,46 12,79 0,34 0,01 0,05 0,08 0,04 0,25
22,16 23,41 21,95 11,61 0,01 0,38 0,04 0,02 0,04 0,40
28,33 28,63 26,08 11,17 0,02 0,08 0,03 0,04 0,07 0,51
Contoh Hitungan :
1. Debit
Q = V/t = 1200 / 10 = 120 ml/det /1000 = 0,12 L/det
2. Tinggi Energi kinetis
V = Q/A = (0,12 L/det) / (4,099 cm²) = 0,029 cm/det V²/2g = 0,029² / 2. 981 = 0,42 cm
3. Tinggi Total Energi
H = h + (V²/2g) = 30 + 0,42 = 30,42 cm
4. Penyimpangan Tinggi Total Energi
(Hteo-Hact)/Hteo X 100% = (30,42 - 20)/30,42 x 100% = 0,34%
98
3.12.7 Kesimpulan
Untuk penyimpangan tinggi total energi tidak boleh melebihi 5%
namun dalam percobaan besarnya penyimpangan energi total yang di
hitung menggunakan rumus
𝐻 (𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙)−𝐻 (𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠)
𝐻 (𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠)
× 100%
Di dapatkan hasil penyimpangan tinggi total energi adalah 0,34%
3.12.8 Dokumentasi
99
3.13
Pengukuran Tekanan Fluida
3.13.1 Tujuan Praktikum
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :
1.
Menghitung tekanan relatif secara teoritis terhadap masa beban.
2.
Mengukur tekanan realtif dengan alat ukur bourdon.
3.
Mengukur tinggi tekanan dengan Manometer Air Raksa.
4.
Membandingkan ke 3 cara tersebut
3.13.2 Dasar Teori
Tekanan fluida adalah gaya tekan persatuan luas
𝑃=
𝐹
(𝑘𝑁⁄𝑚2 )
𝐴
Tekanan relatif menurut alat ukur merupakan tekanan lebih hidrostatik
tanpa memperhitungkan tekanan atmosfir. Tekanan dapat didefinisikan
sebagai berat kolom air yang didesak persatuan luas :
𝑃=
𝑤
𝐴
(𝑘𝑁⁄𝑚2 ) atau sudah lazim disederhanakan 𝑃 = 𝛾 . ℎ
Karena terbukti :
w = m.g
m = p.V
V = A.h
𝑃=
𝛾
𝑔
Disederhanakan :
𝑃=
𝑊
𝐴
=
𝑚. 𝑔
𝐴
=
𝜌. 𝑣. 𝑔
𝐴
w = Berat (N)
m = Massa (Kg)
g = Percepatan
Grafitasi
(m/det2)
𝜌 = Kerapatan
Massa Air (kg/m3)
V = Volume (m3)
A = Luas (m2)
h = Tinggi (m)
𝛾 = Berat Jenis (N/m2)
𝛾
𝑔 . 𝐴. ℎ. 𝑔
=
𝐴
Maka terbukti :
P = γ.
ℎ
100
3.13.3 Alat Dan Bahan
1. Manometer Hg
2. Bourdon
3. Piston
101
4. Beban
4. Ember
6. Air Bersih
3.13.4 Langkah Kerja
a.
Tekanan relatif secara teoritis terhadap massa beban
 Diketahui diameter piston adalah 17,76 mm.
 Luas permukaan piston
 Jika massa beban m = ….kg dan percepatan gravitasi g = 9,81
m/det2
maka tekanan dapat dihitung dengan persamaan :
𝑃=
b.
𝑚. 𝑔 … . 𝑘𝑔. 9,81 𝑚⁄𝑑𝑒𝑡 2 106 𝑚𝑚2
=
.[
] = ⋯ 𝑘𝑁⁄𝑚2
𝐴
245𝑚𝑚2
1𝑚𝑚2
Menggunakan alat ukur bourdon
1. Mengisi silinder dengan air dan masukkan pistonnya.
2. Mengeluarkan sisa udara, tidak ada gelembung udara dalam pipa
3. Membaca skala pengukur pada bourdon, P0 = … kN/m2
102
4. Memberi bebaan pada piston mi = 0,5 Kg, baca skala Px = …
kN/m2
5. Menambah beban sebesar 1kg, 2kg, 2,5 kg, 3 kg, 3,5 kg, dst.
6. Memutar piston agar tidak macet, baca skala pada alat ukur.
7. Mengulangi pembacaan dengan mengurangi beban hingga nol.
8. Tekanan dapat dihitung sebagai : PB = Px – P0
c.
Mengukur tinngi tekanan pada manometer
 Membaca sekali tinggi pada manometer Hg saat piston
dimasukkan.
 Tinggi tekan saat belum dibebani adalah h0 = ha – hb.
 Setelah dibebani dengan m1: ...... Kg, baca ha dan hb
 Beda tinggi tekan hx = ha – hb. Tinggi tekan → hx – h0
 Tekanan menurut manometer dapat dihitung sebagai :
𝑃𝑀 = 𝛾𝐻𝑔 . ℎ dimana 𝛾𝐻𝑔 = 133,4 𝑘𝑁⁄𝑚2
3.13.5 Keselamatan Kerja
1. Patuhi tata tertib laboratorium yang berlaku
2. Ikuti petunjuk serta arahan yang diberikan oleh teknisi
3. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan
4. Jaga kebersihan pada saat praktikum
5. Dilarang minum dan makan di dalam ruangan pada saat praktikum
6. Menggunakan alat sesuai fungsinya
3.13.6 Perhitungan
Diketahui :
Diameter Piston (d)
: 17,67 mm
Berat Piston (m)
: 0,5 kg
Percepatan Gravitasi (g)
: 9,81 m/det
Luas Piston (A)
: ¼ x π x d²
: ¼ x 3,14 x (17,67)²
= 245 mm2 / 1.000.000 = 0,000245 m²
γ Hg
:s∙ρ∙g
103
= 13,6 ∙ 9,81 ∙10000 = 133,4 kN / m3
Contoh perhitungan :

Mencari PT
PT =
𝑚.𝑔
𝐴
0,5 x 9,81m/det²
=
0,000245
= 20020,40816 N/m2 = 20,020 kN/m2

Manometer Hg
Diketahui :
h0 : ha = 577 mm, hb
= 421 mm
Ditanya :
 ho = ha – hb
577 mm – 421 mm
156 mm = 0,156 m
 h = hx – ho
156 mm = 0,156 m
 Pm = ɣ.Hg.h
133.4 KN/m3 x 0.156 m
20,81 KN/m2
Teoritis
Bourdon
NO
m
Pr = m*g/A
0
1
2
3
(Kg)
0
0,5
1
1,5
(KN/m2)
20
40
60
80
Po
Px
(KN/m2) (KN/m2)
22
42
49
81
Manometer Hg
P B=PX- PO
ha
hb
(KN/m2)
-22
20
27
59
(mm)
577
654
671
810
(mm)
421
346
331
194
ho=ha-hb hx=ha-hb
(mm)
148
(mm)
308
340
616
h=hx-ho
PM = λ Hg *h
(mm)
148
308
340
616
(KN/m2)
20,81
41,09
45,36
82,18
3.13.7 Kesimpulan
1. Dibutuhkan ketelitian dalam menghitung data sesuai rumus yang
telah ditentukan, melihat hasil bacaan pada manometer Hg saat
piston dimasukkan, dan lainnya.
2. Dibutuhkan pembagian tugas dalam praktek agar terasa lebih ringan,
efektif, dan lainnya.
104
3. Dalam praktek ini harus sesuai prosedur, misalnya salah satunya
mengeluarkan sisa udara, sampai gelembung udaranya tidak ada
didalam pipa, dan mungkin diperlukan ketelitian juga untuk
melihat apakah ada gelembung udaranya atau tidak.
3.13.8 Dokumentasi
105
3.14
Kehilangan Tekanan Dalam Jaringan Pipa
3.14.1 Tujuan Praktikum
Menunjukan hubungan antara kehilangan energi akibat gesekan
dengan kecepatan aliran melalui pipa berdinding halus.
3.14.2 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 :
∆ℎ =
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 bagian- bagian 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 :
𝑉1 2 𝑉2 2
−
2𝑔 2𝑔
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.
106
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 inci 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.
3.14.3 Alat dan Bahan
1. Hidraulik bench
2. Stopwatch
107
3. Energi Losse in Bends Fitting Apparatus
4. Gelas ukur
5. Termometer
3.14.4 Langkah Kerja
1.
Mengatur peralatan yang kendor pada bangku kerja hidrolika, jadi
bagian dasarnya datar (hal ini diperlukan untuk ketepatan
108
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.

Percobaan A
Mengukur selisih luas bagian-bagian pipa, kecuali katup gerbang
yang harus dijaga untuk selalu terbuka penuh. Atur aliran dari
tombol katup kontrol dan dalam pemberian laju aliran, lihat selisih
109
akhir dari manometer yang mengukur setelah derajat udaranya
tetap.
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.
Ulangi langkah diatas untuk mendapatkan nilai totalnya sebanyak 3
kali pengukuran laju aliran kira-kira 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.

Percobaan B
Percobaan B hanya untuk menghitung kehilangan pada katup
gerbang.
Tutup (clam) hubungan manometer pada system, sehingga tekanan
tidak melewati manometer air.
Hidupkan pompa dan alirkan air, serta buka katup gerbang dan
aliran pengeluaran dibuka keseluruhan.
Tutup katup gerbang sesuai dengan prosentase pengeluaran dan
baca manometer differensial. Ulangi penutupan sampai mencapai
70%. Catat debit dan ukur suhu.
3.14.5 Keselamatan Kerja
1. Patuhi tata tertib laboratorium yang berlaku
2. Ikuti petunjuk serta arahan yang diberikan oleh teknisi
3. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan
4. Jaga kebersihan pada saat praktikum
5. Dilarang minum dan makan di dalam ruangan pada saat praktikum
6. Menggunakan alat sesuai fungsinya.
110
3.14.6 Perhitungan
Contoh Perhitungan Percobaan 1 Mitre :
Diketahui :
Volume (V)
= 1680 mL = 1,680 L = 0,00168 m3
Time (t) = 10 detik
h1
= 0,185 m
h2
= 0,163 m
111
Diameter tabung = 19,6 mm = 0,0196 m
Penyelesaian :

Luas penampang (A) = 1⁄4 × 𝜋 × 𝑑2
= 1⁄4 × 𝜋 × 0,01962 = 0,000302 𝑚2

Head Loss = ℎ1 − ℎ2
= 0,185 𝑚 − 0,163 𝑚
= 0,022 𝑚

Flow Rate (Qt) =
0,00168 𝑚3
10 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
=

𝑉
𝑡
= 0,000168 𝑚3 ⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Viscocity suhu 0,000000818 m2/s (Tabel Kinematic Viscosity , suhu 29°
C)

Velocity (v) =
=

𝑣2
2𝑔
𝑄𝑡
𝐴
0,000168 𝑚3 ⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
0,00030172 𝑚2
=
= 0,540 𝑚⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
(0,540 𝑚⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘)2
2×9,81
= 0,0148 𝑚⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

∆ℎ
K = 𝑣 2 ⁄2𝑔
=

0,022 𝑚
= 1,486 𝑚2 ⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
0,0148 𝑚
Re =
=
𝑣.𝑑
𝑉
(0,540×0,0196)
0,000000818
= 12938,875 > 2000
(turbulan)
112
3.14.7 Hasil Data
Percobaan 1
Suhu = 29°C
D = 0,0196 m
1
Luas Penampang (A) = 4 . 𝜋. 𝑑 2 = 0,00030172 m2
Volume (V) = 1680 mL = 1,680 L = 0,00168 m3
Viscositas = 0,818 x 10-6 x m2/s
Percepatan Gravitasi = 9,81 m/s2
Percobaan Pertama
Manometer
Manometer
Head
Loss
Vol
Time
FITTING
h1
h2
h1 - h2
(m)
(m)
(m)
MITRE
0,185
0,163
ELBOW
0,216
SHORT BEND
Flow
Rate
Velocity
B. Reynold
v2/2g
K
Ket
V
t
Qt = V/t
V
Re
(m3)
s
m3/s
m/s
v.d/ V
0,022
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
1,486
12938,875
Turbulan
0,202
0,014
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
0,888
12938,875
Turbulan
0,232
0,222
0,001
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
0,634
12938,875
Turbulan
LONG BEND
0,243
0,239
0,004
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
0,253
12938,875
Turbulan
ENLARGEMENT
0,240
0,245
-0,005
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
-0,317
12938,875
Turbulan
113
CONTRACTION
Gate valve
0,244
0,232
Gauge reading=0,0162
0,012
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
0,761
12938,875
Turbulan
0,0162
0,00168
10
0,00168
0,540
0,0148
1,094
12938,875
Turbulan
Percobaan 2
Suhu = 29°C
D = 0,0196 m
1
Luas Penampang (A) = 4 . 𝜋. 𝑑 2 = 0,00030172 m2
Volume (V) = 2420 mL = 2,240 L = 0,002420 m3
Viscositas = 0,818 x 10-6 x m2/s
Percepatan Gravitasi = 9,81 m/s2
Percobaan Kedua
Manometer
Manometer
Head
Loss
Vol
FITTING
Ti
me
Flow
Rate
Velocity
B. Reynold
v2/2g
K
Ket
h1
h2
h1 - h2
V
t
Qt = V/t
V
Re
(m)
(m)
(m)
(m3)
s
M3/s
m/s
v.d/ V
MITRE
0,145
0,093
0,052
0,002420
10
0,000242
0,802
0,0328
ELBOW
0,215
0,181
0,034
0,002420
10
0,000242
0,802
0,0328
1,585
1,036
1298,875
Turbulan
1298,875
Turbulan
114
SHORT BEND
0,250
0,227
0,023
0,002420
10
0,000242
0,802
0,0328
0,701
1298,875
Turbulan
LONG BEND
0,272
0,268
0,009
0,002420
10
0,000242
0,802
0,0328
0,274
1298,875
Turbulan
ENLARGEMENT
0,267
0,280
-0,013
0,002420
10
0,000242
0,802
0,0328
-0,396
1298,875
Turbulan
CONTRACTION
0,280
0,250
0,03
0,002420
10
0,000242
0,802
0,0328
0,914
1298,875
Turbulan
Percobaan 3
Suhu = 29°C
D = 0,0196 m
1
Luas Penampang (A) = 4 . 𝜋. 𝑑2 = 0,00030172 m2
Volume (V) = 2640 mL = 2,640 L = 0,00264 m3
Viscositas = 0,818 x 10-6 x m2/s
Percepatan Gravitasi = 9,81 m/s2
Percobaan Ketiga
Manometer
Manometer
Head
Loss
Vol
Time
h1
h2
h1 - h2
V
t
Qt = V/t
V
Re
(m)
(m)
(m)
(m3)
s
M3/s
m/s
v.d/ V
FITTING
Flow Rate
Velocity
v2/2g
K
B.
Reynold
Ket
115
MITRE
0,098
0,010
0,088
0,00264
10
0,000264
0,874
0,0389
2,106053
20941,809
Turbulan
ELBOW
0,208
0,158
0,05
0,00264
10
0,000264
0,874
0,0389
1,170029
20941,809
Turbulan
SHORT BEND
0,262
0,226
0,036
0,00264
10
0,000264
0,874
0,0389
0,78002
20941,809
Turbulan
LONG BEND
0,305
0,290
0,015
0,00264
10
0,000264
0,874
0,0389
0,39001
20941,809
Turbulan
ENLARGEMENT
0,290
0,314
-0,024
0,00264
10
0,000264
0,874
0,0389
-0,50701
20941,809
Turbulan
CONTRACTION
0,312
0,263
0,049
0,00264
10
0,000264
0,874
0,0389
1,092027
20941,809
Turbulan
116
3.14.8 Kesimpulan
Dari hasil pratikum lab LOSS IN BEND ini kita bisa tau kehilangan tekanan
pada aliran pipa tersebut dengan nilai koefisien kehilangan energy (K) memiliki
nilai yang tergantung pada jenis penampang dan lengkungannya. Untuk percobaan
pertama, nilai koefisien kehilangan yang didapatkan dari percobaan dan nilai
kesalahan relatifnya.
3.14.9 Dokumentasi
117
3.15
Tinggi Metasentrik Sebuah Ponton
3.15.1 Tujuan Praktikum
Menentukan tinggi metasentrum dari suatu model ponton.
3.15.2 Dasar Teori
Ponton diperlukan untuk berbagai keperluan dalam bidang angkutan air maupun
pengangkutan. Tingkat stabilitas ponton perlu ditinjau dengan menghitung tingkat
metasentriknya.
1. Untuk kondisi massa pemberat bergerak di geser
𝐺𝑀 =
𝑃𝑥
𝑊
×
𝑐𝑜𝑡𝜃
a
t
a
u
𝑃
𝑥
𝐺𝑀 = 𝑊 × 𝑡𝑔 𝜃
Dimana :
P = massa pemberat bergerak
x = jarak pemberat digeser dari kekiri kekanan
θ = sudut pembacaan
2. Untuk kondisi massa pemberat tidak di geser.
GM = BM – BG
𝑙
𝐵𝑀 = 𝑉
𝑙=
𝐿𝑏 3
12
Dimana : L = Panjang ponton
118
b = lebar ponton
V = volume aair yang dipindahkan ponton
Volume air yang dipindahkan = berat total ponton
𝑉 𝜌𝑔 = (𝑊 + 𝑃)𝑔
𝑔(𝐿. 𝑏. 𝑑1 )𝜌 = (𝑊 + 𝑃). 𝑔
𝑑𝑖 =
Titik B berada pada :
𝑊+𝑃
𝐿𝑏. 𝜌
𝑑𝑖
2
𝐺𝑀 = 𝐵𝑀 − 𝐵𝐺
=
=
𝑙
𝑑𝑖
− [𝑦 − ]
𝑉
2
𝐿𝑏 3 /12
𝑑𝑖
− [𝑦 − ]
𝐿𝑏𝑑𝑖
2
Jika : GM > 0 → benda stabil
GM = 0 → benda dalam stabilitas netral
GM < 0 → benda tidak stabil
3.15.3 Alat dan Bahan
1. Metacentric height apparatus
119
1. Timbangan
2. Benang
4. Termometer
120
5. Baskom berisi air
3.15.4 Langkah Kerja
1) Mengukur massa pemberat yang bergerak
2) Mengukur massa ponton
3) Mengukur r dimensi ponton (Panjang, lebar dan tinggi)
4) Mengukur titik tangkap gaya posisi vertical
5) Mengisi baskom dengan air
6) memposisikan beban di tengah dan apungkan ponton
7) Mengeser beban kekanan secara bertahap, tiap tahap sebesar 1 cm atau 10 mm
8) Mencatat kemiringan ponton tiap posisi beban
9) Menganti posisi beban pada tiang pada posisi lain
Mengukur titik tangkap gaya gravitasi dan mengulangi percobaan pergeseran
beban ke arah horizontal. Mencatat setiap tahap kemiringan ponton
3.15.5 Keselamatan Kerja
1. Patuhi tata tertib laboratorium
2. Ikuti petunjuk instruktur
3. Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan.
121
3.15.6 Perhitungan
 Untuk Kondisi massa pemberat tidak digeser (posisi massa berada diatas)
Diketahui :
P = 305,1 gr = 0,3051 kg
W = 1110,3 gr = 1,1103 kg
di = 0,03 m
y = 0,115 m
Jawab :
𝑉𝑜𝑙 = 𝐿 × 𝑏 × 𝑑𝑖
= 0,35 𝑚 × 0,20 𝑚 × 0,030 𝑚 = 0,0021 𝑚3
𝐵𝐺 = 𝑦 −
𝑑𝑖
2
= 0,115 −
𝐵𝑀 =
=
0,03
= 0,1
2
1
𝑉
1
= 476,1904 = 4,7619
0,0021
𝐺𝑀 = 𝐵𝑀 − 𝐵𝐺
= 4,7619 − 0,1 = 4,6619

Untuk kondisi massa pemberat bergerak digeser (posisi massa berada
diatas)
Diketahui : x = 1 cm
θ 0 cm = 0,9°
θ 1 cm = 2,3° + 0,9° = 1,4°
Jawab :
𝐺𝑀 =
𝑃
𝑥
×
𝑊 𝑡𝑔𝜃
122
=
0,305
1
×
= 11,243
1,110 𝑡𝑔 − 1,4
3.15.7 Hasil Data
a. Untuk kondisi massa pemberat bergerak tidak digeser.
P
W
di
y
Vol
BG
BM
GM
(kg)
(kg)
(m)
(m)
Lxbxdi
y–½
di
1/V
BM-BG
Posisi
massa
berada
di atas
0,305
1,110
0,03
0,115
0,0021
0,1
4,761
4,661
Stabil
Posisi
massa
berada
di
tengah
0,305
1,110
0,03
0,09
0,0021
0,075
4,761
4,686
Stabil
Kondisi
KET.
Keterangan :
-
Panjang Ponton (L = 0,35m)
Lebar Ponton (b = 0,20m)
b. Untuk kondisi massa pemberat bergerak digeser
Kondisi
Posisi massa
berada di atas
Posisi massa
berada ditengah
𝐺𝑀 =
𝑃
𝑥
×
𝑊 𝑡𝑔𝜃
Jarak (x) cm
Sudut (θ)
1 cm
1,4°
11,243
2 cm
2,7°
11,653
3 cm
4,1°
11,499
4 cm
5,5°
11,414
5 cm
6,8°
11,521
1 cm
2,2°
7,152
2 cm
4,1°
7,666
3 cm
6°
7,842
123
4 cm
8°
7,820
5 cm
9,6°
7,122
3.15.8 Kesimpulan
Untuk percobaan tinggi metasentrik sebuah ponton baik dalam kondisi massa
pemberat tidak digeser maupun digeser, baik posisi massa berada di atas maupun
ditengah didapatkan hasil GM > 0, yang berarti benda dalam keadaan stabil.
3.15.9 Dokumentasi
124
3.16
Gaya Hidrostatis Pada Bidang Datar
3.17.1 Tujuan Praktikum
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa dapat:
1. Menjelaskan prinsip Hidrostatika dengan mencatat data pengamatan pada
lembar format yang telah terscdia.
2. Menghitung besar dan keduduhan titik pusat kerja gaya hidrostatis pada bidang
datar yang crcelup scbagian dan ercelup penuh di dalam air.
3. Mcngaplikasikan prinsip hidrosatika pada banguman-banguman air. Misalnya
pintu sorong. dinding saluran, tubuh bendung, dinding reservoir dan lain-lain.
3.17.2 Dasar Teori
Perpotongan antara garis kerja gaya hidrostatis dan bidang vertikal yang
tercelup seluas A di titik C. discbut titik pusat keja gaya.
Kedalamannya terhadap muka air sama dengan h'.
ℎ=
𝐼𝑥
𝐴ℎ
Dimana :
I = Momen inersia terhadap sumbu x yang melalui ttik C dan
sejajar dengan permukaan air.
h = Kedalaman titik berat (c) terhadap penukaan air.
C = Titik berat dari luasan bidang yang tercelup.
Dengan menggunakan teori momen inersia sumbu sejajar maka didapat kan :
𝐼𝑥 = 𝐼𝑐 + 𝐴ℎ2
Dengan Ic = momen inersia dan bidang verikal yang tcrcelup dan sejajar
dengan sumbu x
Sehingga pada bidang vertical tersebut berlaku rumus umum :
𝐹 = 𝜌 .𝜗 .ℎ .𝐴
ℎ′ =
𝐼𝑐 + 𝐴ℎ2
𝐴ℎ
125
Dengan :
h' = Jarak titik tangkap gaya hidrostatis (jarak pusat tekanan) terhadap
permukaan air.
h = Jarak titik berat luasan bidang yang tercelup terhadap permukaan air.
Dalam praktek akan terjadi keseimbangan antara momen hidrostatis, dan
momen massa pemberat terhadap as tajam, dengan kondisi sebagai
berikut.
1.
Tercelup Sebagian
Dimana:
d = Tinggi permukaan air saat pengukuran F = Gaya hidrostatis pada bidang
vertikal
h = Jarak titik berat kuasan bidang yang tercelup sebagian sampai permukaan
air
h’ = Jarak pusat tekanan terhadap permukaan air
h” = Jarak gaya hidrostatis sampai pada As tajam (tumpuan)
𝐹 = 𝜌. 𝜗. 𝐴. ℎ (Newton)
𝐴 = 𝐵. 𝑑
Dan ℎ = 𝐶 =
𝑑
2
Jadi, 𝐹 = 𝜌. 𝜗.
𝐵.𝑑2
2
………………..(1)
Momen yang terjadi terhadap as tajam (tumpuan) :

Actual (percobaan)
𝑀 = 𝐹. ℎ" (Nm)
126
Momen keseimbangan akibat pemberat (W) dengan lengan keseimbangan (L)
𝐹. ℎ" = 𝑊. 𝐿 = 𝑚. 𝑔. 𝐿
Substitusikan pada persamaan 1 menjadi :
ℎ" =

𝑚.𝑔.𝐿
𝐹
=
𝑚.𝑔.𝐿
𝐵𝑑2
𝜌.𝜗
2
2𝑚.𝐿
= 𝜌𝐵𝑑2 (meter)
Teoritis
𝐼
𝑥
ℎ′ = 𝐴ℎ
……………………………(2)
Dimana :
Ix = Momen inersia terhadap sumbu x yang melalui titk C dan sejajar dengan
permukaan air.
Dengan menggunakan teori momen inersia sumbu sejajar maka didapatkan :
𝐼𝑥 = 𝐼𝑐 + 𝐴ℎ2
𝑑 2
2
=
1
𝐵𝑑3
12
+ 𝐵. 𝑑 ( )
=
1
𝐵𝑑3
12
+ 1⁄4 𝐵𝑑3
4
= 12 𝐵𝑑 3 =
𝐵𝑑 3
3
(m4) …………………..(3)
Jarak pusat tekanan sampai as tajam (tumpuan)
ℎ" = ℎ′ + 𝐻 − 𝑑 (m) …………………….(4)
Masukkan persamaan (3) ke (2) dan persamaan (4) menjadi :
ℎ" =
𝐵𝑑 3⁄
3
𝑑
𝐵𝑑
+𝐻−𝑑
2
𝐵𝑑 3
2
𝑥 𝐵𝑑2 )
3
=(
+𝐻−𝑑
2
3
= 𝑑+𝐻−𝑑
=𝐻−
𝑑
3
(meter)
2. Tercelup Penuh
127
Dimana :
d = Tinggi permukaan air saat pengukuran F = Gaya hidrostatis pada bidang
vertikal
h = Jarak titik berat kuasan bidang yang tercelup sebagian sampai permukaan air
h’ = Jarak pusat tekanan terhadap permukaan air
h” = Jarak gaya hidrostatis sampai pada As tajam (tumpuan)
𝐹 = 𝜌 . 𝜗 . ℎ . 𝐴 (𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛)
Dimana : 𝐴 = 𝐵. 𝐷
𝐷
Dan ℎ = 𝑑 − 2
𝐷
Jadi : 𝐹 = 𝜌. 𝜗. 𝐵. 𝐷 [𝑑 − 2 ] (N) ……………………….(5)
Momen yang terjadi terhadap as tajam (tumpuan)

Actual (percobaan)
𝑀 = 𝐹. ℎ" (Nm)
Momen keseimbangan akibat pemberat (W) dengan lengan keseimbangan (L)
𝐹ℎ" = 𝑊. 𝐿 = 𝑚. 𝑔. 𝐿
Substitusikan pada persamaan (5) menjadi :
ℎ" =

𝑚𝑔𝐿
𝐹
=
𝑚𝑔𝐿
𝐷
2
𝜌𝜗𝐵𝐷(𝑑− )
(m)
Teoritis
𝐼
𝑥
ℎ" = 𝐴ℎ
………………….(6)
Dimana : Ix = momen inersia terhadap sumbu x yang melalui C dan sejajar dengan
permukaan air
Dengan menggunakan teori momen inersia sumbu sejajar maka didapatkan:
𝐼𝑥 = 𝐼𝑐 + 𝐴. ℎ2
128
𝐷 2
1
𝐼𝑥 = 12 𝐵. 𝐷3 + 𝐵. 𝐷. [𝑑 − 2 ]
𝐷 2
𝐷2
= 𝐵𝐷 [ 12 + (𝑑 − 2 ) ] (meter) …………………(7)
Jarak pusat tekanan sampai as tajam (tumpuan)
ℎ" = ℎ′ + 𝐻 − 𝑑 (meter) ……………………..(8)
Masukkan persamaan (7) ke (6) dan persamaan (8) menjadi :
ℎ" =
=
[
𝐷2
𝐷 2
+(𝑑− ) ]
12
2
𝐷
𝐵𝐷(𝑑− )
2
𝐵𝐷[
𝐷2
𝐷 2
+(𝑑− ) ]
12
2
𝐷
𝑑−
2
+𝐻−𝑑
+ 𝐻 − 𝑑 (meter)
3.17.3 Alat Dan Bahan
1. Bangku Kerja hidrolis
2.Alat tekanan hidrostatis
129
3.Massa pemberat
4.Pipet
5.Termometer
130
3.17.4 Langkah Kerja
1. Menempatkan toroidal quadran diatas dua perletakan dan ikatan pada lengan
neraca dengan sekrup penjepit.
2. Mengukur H,B,D dan jarak L dari as-tajam ke as-batang gantungan neraca.
3. Meletakkan prespex tank diatas bangku kerja hidrolis dan menempatkan lengan
neraca diatas ujung tumpuannya.
4. Memasang sebuah pipa air ke pipa pembuang dan langsung membebaskan
ujungnya ke saluran terbuka.
5. Menghubungkan slang penyalur kemulut penyalur luar yang ada di bangku
hidrolis dan menempatkan ujung slang kedalam lubang segitiga di atas puncak
prespex tank.
6. Mendatarkan tangki dengan memakai penyetel kaki bersamaan dengan kodak
sebagai indikatornya
7. Mempergunakan pembahasan permukaan air sebagai penunjuk skala dapat
menunjukan angka nol, tanpa memasang beban neraca dan mengatur sampai
lengan neraca tepat horizontal. Keadaan ini tercapai bila garis penunjuk sebidang
dengan lengan neraca.
8. Menggantungkan massa pemberat pada lengan neraca, mengoprasikan stater
pompa, membuka kran pengendalian aliran, air akan mengalir ke prespex-tank
sehingga lengan neraca jadi horizontal. menutup kran pengendali aliran tadi, dan
mencatat massa pemberat dan ketinggian air pada skala. Hal ini akan menunjukan
pada permukaan torroid. Untuk membetulkan penyetelan bila permukaan air
mencapai berlebihan, dapat dikurangi dengan mengalirkan melalui kran
pembuangan.
9. Mengurangi massa pemberat dan menurunkan permukaan air sampai keadaan
seimbang, dan mencatat nilainya. Demikian seterusnya pembacaan dilakukan
sampai permukaan air tidak terbaca lagi.
10. Menghitung dan mentabelkan D,B, L, M, d, F, h” (actual) dan h” (teoritis).
3.17.5 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
131
3.17.6 Perhitungan
Data yang di Diketahui
-
Suhu
= 260
-
Percepatan Gravitasi (g)
= 9,81 m/s2
-
Lebar Bidang Vertikal (B)
= 0,075 m
-
Tinggi Bidang Vertikal (D)
= 0,1 m
-
Berat Spesifik (
= 1000 kg/m3
-
Jarak Tumpuan Neraca Terhadap Titik Gantung Panci Massa (L)= 0,275 m
-
Tumpuan (H)
= 0,2 m
 Interpolasi
Data yang terdapat dari tabel sifat – sifat fisika fluida
Kerapatan (
Suhu




997,1 kg/m3
 995,7 kg/m3

Data yang di peroleh
Suhu

Kerapatan (
 -

Yang di cari nilai kerapatan (pada suhu 260
26−25
= 997,1 + 30−25 x (995,7 – 997,1) = 996,82 kg/m3
 Gaya Hidrostatis ( F )
- Tercelup Penuh
𝐷
F = ∙g ∙ B ∙ D ∙ [𝑑 − 2 ]
F = ∙9,81 ∙ 0,075 ∙ 0,1 ∙ [0,1565 −
-
0,1
2
] = 7,811 N
Tercelup Sebagian
𝑑2
F = ∙g ∙ B ∙ [ 2 ]
F = ∙9,81 ∙ 0,075 ∙ [
0,0982
2
] = 3,522 N
 Titik Pusat Gaya ( Percobaan )
- Tercelup Penuh
h” =
𝑚 ∙𝑔 ∙𝑙
𝐹
=
0,45 ∙9,81 ∙0,275
7,811
-
Tercelup Sebagian
-
h” =
𝑚 ∙𝑔 ∙𝑙
𝐹
=
0,21 ∙9,81 ∙0,275
3,522
= 0,1554 m
= 0,1608 m
 Titik Pusat Gaya ( Teoritis )
132
-
Tercelup Penuh
h” =
h” =
-
𝐷2
𝐷 2
+(𝑑 ∙ ) ]
12
2
𝐷
∙𝐷 ∙(𝑑 − )
2
0,12
𝐵 ∙𝐷 ∙ [
𝐵
+ (H – d ) = 0,1578 m
0,1 2
) ]
2
0,1
0,075 ∙0,1 ∙(0,1565 −
)
2
0,075 ∙0,1 ∙ [
12
+(0,1565 ∙
+ (0,2 – 0,1565) = 0,1578 m
Tercelup Sebagian
h” = H – (𝑑/2) = 0,2 – (0,098/2) = 0,1651 m
Tinggi
Bidang
Vertikal
D
Lebar
Bidang
Vertikal
B
( m)
( m)
( m)
( m)
( kg )
( m)
1
0,1
0,075
0,275
0,2
0,45
0,1565
7,8108199 0,15542383
0,1578
2
0,1
0,075
0,275
0,2
0,42
0,15
7,3341032 0,15449128
0,1583
3
0,1
0,075
0,275
0,2
0,39
0,1415
6,7107044 0,15678272
0,1591
4
0,1
0,075
0,275
0,2
0,36
0,135
6,2339877 0,15578953
0,1598
5
0,1
0,075
0,275
0,2
0,33
0,128
5,7206005 0,15562309
0,1606
6
0,1
0,075
0,275
0,2
0,3
0,12
5,1338722 0,15764417
0,1619
7
0,1
0,075
0,275
0,2
0,27
0,118
4,9871901 0,14605268
0,1622
8
0,1
0,075
0,275
0,2
0,24
0,105
4,0337567 0,16051042
0,1651
9
0,1
0,075
0,275
0,2
0,21
0,098
3,5218363 0,16086139
0,1673
10
0,1
0,075
0,275
0,2
0,18
0,091
3,0366854 0,15990955
0,1696
11
0,1
0,075
0,275
0,2
0,15
0,082
2,4657255 0,16411498
0,1726
12
0,1
0,075
0,275
0,2
0,12
0,072
1,9009995 0,17029462
0,176
13
0,1
0,075
0,275
0,2
0,09
0,0625
1,432442
0,16949901
0,17916
14
0,1
0,075
0,275
0,2
0,06
0,0515
0,9725938 0,16642612
0,1828
15
0,1
0,075
0,275
0,2
0,03
0,0452
0,7491933
No
Jarak Dasar
Jarak Titik
Quadran ke
tumpuan
Tumpuan
L
H
Berat
Massa
M
Gaya
Titik Pusat Titik Pusat
Tinggi Air
Hidrostatis
Gaya
Gaya
d
F
(percobaan) (teoritis)
(N)
( m)
( m)
3.17.7 Kesimpulan
Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan, dapat disimpulkan bahwa :
a. Dengan adanya alat ini kita dapat menghitung besar dan kedudukan titik pusat
kerja gaya hidrostatis pada bidang datar yang tercelup sebagian dan tercelup
penuh didalam air.
b. Kita dapat juga mengaplikasikan ilmu hidrostatis ini dalam pembuatan pintu
sorong, dinding saluran, tubuh bendung, dinding reservoir, dan lain-lain.
133
3.17.8 Dokumentasi
134
3.17
Percobaan Permeability
3.17.1 Tujuan Praktikum
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa dapat :
1. Mengerti karakteristik fisik butirantanah.
2. Mengamati rembesan air pori yang mengalir diantara butiran.
3. Mengukur kecepatan air pori yang merambat dalam butiran.
4. Menghitung diameter rata – rata butiran dengan rumus Kozeny – Carman.
5. Menentukan kerapatan massa butiran.
6. Membandingkan hasil pengukuran di laboratorium dengan hasil penelitian yang
dikeluarkan secara umum.
7. Mengaplikasikan pada jenis butiran sesungguhnya, misalkan media butiran
berupa pasir halus atau lumpur.
3.17.2 Dasar Teori
Tanah (soil) terdiri dari berbagai jenis ukuran butiran dari kasar hingga halus.
Kalua kita ambil suatu bagian kecil dari molekul tanah maka bisa diilustrasikan
sebagai butiran berbentuk bulat – bulat kecil yang tak terlihat kasat mata. (seperti
pada gambar di bawah).
Diantara butiran – butiran tersebut terdapat celah/rongga yang merupakan pori
dandapat dialiri caairan (fluida) secara gravitasi dan mempunyai kecepatan rembes
(permeabilitas). Melalui penelitian dan pendekatan teoritis terhadap kecepatan
rembes pada masing -masing jenis material, secara umum nilai rata – rata
permeabilitas ditunjukkan seperti pada tabel dibawah :
Kerikil
1
m/detik
Pasir Kasar
1*10-2
m/detik
Pasir Halus
1*10-5
m/detik
Lumpur/Lanau
1*10-9
m/detik
Lempung
1*10-11
m/detik
Dari tabel di atas terlihat bahwa semakin besar diameter jenis butiran maka
kecepatan rembes besar berkisar 1 m/detik, sebaliknya semakin halus/rapat jenis
tanah maka kecepatan rembes/permeabilitas sangat kecil berkisar 1*10-11 m/detik.
135
Air dalam pori akan mempunyai kecepatan rembes yang diukur berdasarkan
debit mengalir terhadap luasan pori yang dilaluinya. Rumus umum yang digunakan
adalah :
𝑉𝑎 =
𝑄
𝐴
𝐴 = 1⁄4 × 𝜋 × 𝑑2
Q = Debit pada alat ukur [m3/detik]
A = Luas tabung sampel [cm2]
d = Diameter tabung sampel [cm]
Rumus dasar diambil dari Hukum DARCY :
𝑣𝑎 = 𝑘 ×
𝑑ℎ 𝑚
[ ⁄𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 ]
𝑑𝑙
va = Kecepatan rata – rata [m/detik]
k = permeabilitas [m/detik]
dh = Tinggi tekanan manometer [cm]
dl = Tinggi butiran benda uji [cm]
Sehingga kecepatan rembes dapat diuraikan sebagai :
𝑘=
𝑣𝑎
𝑑ℎ⁄𝑑𝑙
Konsep dari Permeabilitas dikembangkan Kozeny dan dilanjutkan berikutnya
oleh Carman. Berdasarkan penelitian mereka dapat dianalogikan bahwa media butiran
memiliki pori yang menyerupai tabung kapiler dan garis radius hidraulik mendekati
media butiran kasar/kerikil sehingga secara Empirik dapat diterjemahkan menjadi
suatu bentuk persamaan :
𝑘=
𝑝. 𝑔
𝜀2
𝑑 2
×
×
(
)
5𝜇 (1 − 𝜀)2
6
Dari Hukum Darcy maka dapat dirangkai menjadi suatu persamaan yang
dikenal sebagai rumus Kozeny – Carman :
136
2
2
𝑑𝑙
5 × 𝜇 × 𝑣𝑎 (1 − 𝜀)
6
=[
×
×
]
𝑑ℎ
𝑝. 𝑔
𝜀3
𝑑𝑠
Sehingga dapat dihitung diameter rata – rata butiran :
2
1⁄2
𝜋 × 𝑣𝑎 (1 − 𝜀)
𝑑𝑙
𝑑𝑠 = [180 ×
×
× ]
3
𝑝. 𝑔
𝜀
𝑑ℎ
Dimana :
ds = Diameter rata – rata butiran
[mm]
μ = Kekentalan dinamis
[kg/m.detik]
ρ = Kerapatan massa air
[kg/m2]
g = Percepatan gravitasi
[m/detik2]
ε = Porositas
[non dimensi]
Porositas dapat dihitung sebagai ;
𝜀=
𝑉𝑡 =
𝑉𝑝
𝑉𝑝
=
𝑉𝑠 𝑉𝑡 − 𝑉𝑝
1
× 𝜋 × 𝑑2 × 𝑑𝑙
4
Vp = Volume air pori [cm3]
Vt = Volume tabung butiran [cm3]
Vs = Volume butiran [cm3]
Sehingga Kerapatan massa butiran menjadi :
𝜌𝑠 =
𝑚𝑠
𝑉𝑠
ρs = Kerapatan massa butiran [kg/m3]
ms = massa butiran ditimbang [kg]
137
3.17.3 Alat dan Bahan
1. Hidraulik bench
2. Permeability + tangki
3. Timbangan manual
138
4. Termometer air
5. Tabung sampel
7. Pasir kuarsa
139
8. Gelas ukur
3.17.4 Langkah Kerja
a. Menimbang media butiran yang sudah dikeringkan kira – kira 450 – 500 g (ms)
b. Memasukkan ke dalam tabung untuk menghitung volume tabung yang terisi butiran
dan pori (Vt).
c. Menyiapkan air bersih kira – kira 500 ml (Vawal), masukkan ke dalam tabung tadi
hingga rata permukaannya dengan butiran.
d. Mencatat sisa air yang ada ditabung (Vsisa) maka volume pori dapat dihitung
sebagai Vp = Vawal – Vsisa
e. Menyiapkan peralatan pengujian permeabilitas.
f. Memindahkan media butiran ke dalam tabung sampel.
g. Menutup kran masuk (7) dan kran keluar (8) untuk manometer Hg (F) (tekanan
tinggi)
h. Menggunakan kran masuk (5) dan keluar (6) untuk manometer air (D) (tekanan
rendah).
i.
Menghidupkan air pada mesin Hydraulic Bench.
j.
Menaikkan air ke tangki yang berada lebih dari 2m di atas peralatan, mengatur kran
masuk agar air tetap stabil (± 0,7 liter/menit).
k. Mengatur kran masuk (5) dan keluar (6) agar air mengalir melalui flow meter (B).
l.
Mengalirkan terus air dan jangan sampai ada udara dalam aliran.
m. Mengatur tiga variasi debit, kecil, sedang, dan besar.
n. Mencatat data pada variasi 1 debit pada flow meter (B), tinggi tekan (dh),
manometer air (D), tinggi butiran (dl) dalam (A).
140
o. Mencatat suhu air pada pengukuran thermometer air.
p. Melakukan pada variasi 2 debit sedang dengan membuka kran masuk (5) secara
perlahan.
q. Mencatat semua data yang diperlukan, begitu juga untuk variasi 3.
r. Pengujian selesai, mematikan mesin, mengeluarkan butiran dari tabung bersihkan
dan mengeringkan peralatan.
s. Membuat grafik Va versus dh dari 3 variasi tersebut.
3.17.5 Keselamatan Kerja
1.
Patuhi tata tertib laboratorium yang berlaku
2.
Ikuti petunjuk serta arahan yang diberikan oleh teknisi
3.
Jaga peralatan dan bahan dari kemungkinan terjadinya kerusakan
4.
Jaga kebersihan pada saat praktikum
5.
Dilarang minum dan makan di dalam ruangan pada saat praktikum
6.
Menggunakan alat sesuai fungsinya.
3.17.9 Perhitungan
Dik : permeabilitas
Q = 500 cm3/menit = 8,33 cm3/det
d = 3,80 cm2
A = 11,34 cm2
𝑄
𝐴
va = =
8,33
=
11,34
0,735 cm/det
dh = 25 cm
dl = 26,3 cm
𝑣𝑎
k = 𝑑ℎ
⁄𝑑𝑙
= 0,772 cm/det
Diameter rata-rata butiran
T = 26ᵒ
𝜇 = 1,003 × 10-3 +
(26−20)
×
(30−20)
(0,779×10-3 – 1,003 × 10-3) = 0,868 × 10-3 kg/m.det
(26−20)
P = 9987 + (30−20) × (996 – 998) = 996,8 kg/m3
g = 9,81 m/det2
va = 0,00734 m/det
vp = 92 cm3
vt = 1⁄4 × 𝜋 × d2 × dl = 1⁄4 × 𝜋 × 3,82 × 26,3 = 298,392 cm3
141
ds = |180 ×
𝜇.𝑣𝑎
𝑝.𝑔
×
(1−𝜀)2
𝜀2
×
𝑑𝑙 1/2
|
𝑑ℎ
= |180 ×
0,868 ×10^−3 .0,000734
996,8 × 9,81
×
(1−0,446)^2
0,0446^3
×
0,263 1/2
|
0,25
= 0,685 mm
Kerapatan massa butiran
ms = 450 gr
Vs = vt – vp = 298,392 – 92 = 206,392 cm3
𝜌𝑠 = ms/vs = 450/2681,838 = 167,8 kg/cm3
3.17.10
Hasil Data
Jenis butiran sampel
: Pasir
Berat sampel keadaan kering (ms)
: 450 gram
Debit air pada hidraulik bench
: ±0,75 liter/menit
PARAMETER
SIMBOL
A. PERMEABILITAS
Debit pada alat ukur
Q
Diameter tabung sampel
d
Luas tabung sampel
A
Kecepatan rata-rata
va
Tinggi tekan manometer
dh
Tinggi butiran benda uji
dl
Permeabilitas
k
B. DIAMETER RATA-RATA BUTIRAN
Temperatur air
T
Kekentalan dinamis
Kerapatan massa
Percepatan gravitasi
g
Kecepatan rata-rata
va
Volume Air Pori
Vp
Volume tabung butiran
Vt
Porositas
Diameter rata-rata butiran
ds
C. KERAPATAN MASSA BUTIR
Massa butiran sampel
ms
Volume butir
Vs
Kerapatan massa butiran
1
VARIASI DEBIT
2
3
SATUAN
8,333
3,80
11,346
0,734492
25,0
26,3
0,7726853
4,167
3,80
11,346
0,367246
11,7
26,3
0,8255185
1,667
3,80
11,346
0,146898
3,7
26,3
1,0441693
cm3/detik
cm
cm2
cm/detik
cm
cm/detik
cm/detik
26
0,000868
996,8
9,81
0,00734
92
298,392
0,446
0,654
26
0,000868
996,8
9,81
0,00367
92
298,392
0,446
0,676
26
0,000868
996,8
9,81
0,00147
92
298,392
0,446
0,761
◦c
kg/m.det
kg/m3
m/det2
m/det
cm3
cm3
450
206,392
2,180
450
206,392
2,180
450
206,392
2,180
gram
cm3
gr/cm3
mm
142
3.17.11
Kesimpulan
Setelah dilakukan percobaan dengan debit air yang berbeda, didapatkan hasil
permeabilitas yang berbeda pula. Hasil yang berbeda itu didapatkan karena beberapa
factor, misalnya debit, kecepatan rata – rata, tinggi tekan manometer, dan lain
sebagainya.
3.17.12
Dokumentasi
143
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dengan melakukan Praktikum Laboratorium Hidrolika ini, mahasiswa diharapkan
dapat melakukan pengujian dilapangan seperti apa yang telah dipelajari selama melakukan
praktikum di Laboratorium Hidrolika saat berada dilingkungan pekerjaan. Baik itu
pengujian untuk mengukur debit air maupun mengukur kecepatan air dengan
menggunakan beberapa pengujian air. Selain itu mahasiswa juga diharapkan nantinya
dapat merancang sendiri bangunan air yang pas dengan data-data yang diperoleh
dilapangan sebagai acuan bangunan ait tersebut. Serta mahasiswa juga diharapkan bisa
melakukan pengujian-pengujian ini jika nantinya diminta saat telah masuk kedunia
pekerjaan yang sebenarnya.
Hanya dengan mengetahui materi saja belumlah cukup dengan adanya praktikum
ini dapat membantu mahasisiwa untuk memahami pengaplikasianya pada perencanaan.
Dalam sebuah pembangunan haruslah ada perencanaan terlebih dahulu baik itu
dari segi teoritis maupun uji coba pada saat dilapangan. Praktikum ini mengajarkan
mahasiswa untuk mengaplikasikanya pada percobaan-percobaan yanag dikondisikan
seperti halnya pada praktek dilapangan.
4.2 Saran
Dari praktikum yang telah dilakukan, saran yang dapat kami berikan adalah
sebagai berikut :
1. Hendaknya untuk mahasiswa agar dapat menggunakan pakaian keselamatan,
demi keselamatan pribadi dan anggota yang lain.
2. Diharapkan agar mahasiswa bisa datang tepat waktu, agar praktikum dapat
berjalan sesuai dengan waktu dan tempat yang telah ditentukan.
3. Dapat mendengarkan selalu instruksi dosen maupun teknisi yang bertugas,
agar praktikum berjalan sesuai dengan tujuan yang diinginkan.
4. Sebelum melaksanakan prktikum sebaiknya memahami panduan pelaksanaan
praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat dan lancer dalam
melaksanakan praktikum.
5. Jika mengalami kesulitan hendaknya bertanya kepada pembimbing praktikum.
144