View
388
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
BAB III ALIRAN MELALUI AMBANG TAJAM (SHARP CRESTED WEIR)A. PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Peluap didefinisikan sebagai bukaan pada salah satu sisi kolam atau tangki sehingga zat cair ( biasanya air ) didalam kolam tersebut melimpas di atas peluap. Peluap ini serupa dengan lubang besar dimana elevasi permukaan zat cair sebelah hulu lebih rendah dari sisi atas lubang.
2. Maksud dan Tujuan Menghitung debit dan koefisien debit
B.
ALAT YANG DIGUNAKAN 1. Multi purpose teaching flume 2. Ambang tajam Model ambang tajam dibuat dari bahan baja tahan karat (stainless stell). Debit yang lewat di atas ambang tajam ini merupakan fungsi dari tinggi aliran di atas ambang. 3. Point Gauge 4. Stop Watch 5. Mistar ukur 6. Alat ukur debit (ember plastik, stop watch, gelas ukur)
C.
DASAR TEORI Jenis peluap ambang tajam ini merupakan salah satu konstruksi pengukur debit yang banyak dijumpai di saluran - saluran irigasi maupun laboratorium.
32
33Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
Debit aliran yang terjadi pada ambang tajam dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut : Q= (3.1)
Dengan (h) adalah tinggi muka air di atas ambang. Keterangan : Q h P = debit aliran ( m 3 /dtk ) = tinggi air di atas ambang = tinggi ambang (m) (m)
Gambar aliran di atas ambang tajam.
h H Q P
Total head line
Gambar 4.1 Aliran pada Ambang Tajam
D.
PROSEDUR PELAKSANAAN
1. Memasang ambang tajam pada model saluran terbuka 2. Mengalirkan air ke dalam model saluran terbuka 3. Menghitung volume 4. Mencatat harga h 5. Mengamati pengaliran yang terjadi 6. Mengulang percobaan untuk debit yang lain 7. Menggunakan rumus di atas untuk menentukan besarnya nilai koefisien debit pada ambang tajam.
34Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
E.
ANALISIS PERHITUNGAN
1. Pada kondisi bukaan I P= 0,15 m B= 0,0984 m Tabel 1.1 Kondisi Bukaan I Menggunakan Ambang TajamV (m3) 0.00035 0.00050 0.00060 t (dtk) 1.15 1.0 1.16 = Q (m3/dtk) 0.000304 0.0005 0.000517 0.002338 Yo (m) 0.317 0.317 0.317 h (m) 0.167 0.167 0.167 h 3/2 0.0682 0.0682 0.0682 Cd 7.216x10-3 0.0103 0.0105
Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan h =HP = 0.317 0.15 = 0.167 m
Dengan :
H = Yo
-Menghitung Debit ( Q ) Rumus : Q Q1 = = = 3,04x10-3 m 3 /dtk Q2 = = 5x10-4 m 3 /dtk Q3 = = 5,17x10-4 m 3 /dtkV t
35Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
-Menghitung Debit Rata-rata ( Q ) Rumus :Q
= =
Q1 Q2 Q3 3
= 4.40x10-3 m 3 /dtk
-Menghitung volume rata-rata
Rumus
Vrata
V1 V2 V3 3 == = 4.833x10-4 m3
3
-Menghitung h 2 h h3 2
= 0.167 = 0,0682 m3 2
-Menghitung Cd Rumus : Cd 1 =
= 7.216x10-3 = 0.0103 = 0.0105
Cd1 Cd 2 Cd 3
-Menghitung Cd rata-rata Rumus:
Cd
= =
Cd1 Cd 2 Cd 3 3
36Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
= = 9.338x 2. Pada kondisi bukaan II P= 0,15 m B= 0,0983 m Tabel 1.2 Kondisi Bukaan II Menggunakan Ambang TajamV (m3) 0.00102 0.00124 0.00060 t (dtk) 1.0 1.03 1.09 = Q (m3/dtk) 0.001396 0.001464 0.001588 0.004448 Y0 (m) 0.328 0.328 0.328 h (m) 0.178 0.178 0.178 h 3/2 0.0750 0.0750 0.0750 Cd 0.013 0.015 0.014
Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan =HP = 0,328 0,15 = 0.178
h
Dengan :
H = Yo
-Menghitung Debit ( Q ) Rumus : Q Q1 = = = 1.02x10-3 m 3 /dtk Q2 = = 1.203x10-3 m 3 /dtk Q3 = = 1.137x10-3 m 3 /dtkV t
37Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
-Menghitung Debit Rata-rata ( Q ) Rumus :Q
= =
Q1 Q2 Q3 3
= 1.116x10-3 m 3 /dtk
-Menghitung volume rata-rata Rumus Vrata = = =
V1 V2 V3 3
= 1.166x10-3 m3-Menghitung h3 2
h h3 2
= 0.178 m = 0.0750 m3 2
-Menghitung Cd Rumus : Cd =
3Q 2b 2 g (Yo P)3 / 2
Cd 1 Cd 2 Cd 3
= 0.013 = 0.015 = 0.014
-Menghitung Cd rata-rata Rumus:
Cd
=
Cd1 Cd 2 Cd 3 3
38Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
= = 0.014 3. Pada kondisi bukaan III P= 0,15 m B= 0,0983 m Tabel 4.3 Kondisi Bukaan III Menggunakan Ambang TajamV (m3) 0.0025 0.0021 0.00275 t (dtk) 1.16 1.03 1.03 = Q (m3/dtk) 0.002155 0.002038 0.002669 0.005120 Y0 (m) 0.344 0.344 0.344 h (m) 0.194 0.194 0.194 h 3/2 0.0854 0.0854 0.0854 Cd 0.025 0.024 0.031
Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan h =HP = 0,344 0,15 = 0.194 m
Dengan :
H = Yo
-Menghitung Debit ( Q ) Rumus : Q Q1 = = = 2.155x10-3 m 3 /dtk Q2 = = 2.038x10-3 m 3 /dtkV t
Q3
= = 2.669x10-3 m 3 /dtk
39Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
-Menghitung Debit Rata-rata ( Q ) Rumus :Q
= = =
Q1 Q2 Q3 3
= 2.287x10-3 m 3 /dtk
-Menghitung volume rata-rata Rumus Vrata = = = 2.45x10-3 m33
V1 V2 V3 3
-Menghitung h 2 h3
= 0.194 m3
h2
= 0.0854 m 2
-Menghitung Cd Rumus : Cd Cd 1 Cd 2 Cd 3 =
3Q 2b 2 g (Yo P)3 / 2
= 0.025 = 0.024 = 0.031
40Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
-Menghitung Cd rata-rata Rumus: Cd = = = 0.026
Cd1 Cd 2 Cd 3 3
-Gambar Profil aliran ambang tajam
Q
Gambar tampak samping aliran
41Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
F.
GRAFIK h3/2 (m3/2) 0.0750
Bukaan I II
Q (m /detik)3
Cd
4.40x10-3 1.116x10-3
9.338x10-3 0,0682 0.014
III 2.287x10-3 0.026 0.0854 Sumber : hasil praktikum mekanika fluida dan hidraulika 2010
Hubungan antara Cd dan Q0.03 0.025 0.026
Q debit
0.02 0.015 0.01 0.005 0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 y = -2.1939x + 0.0222 R = 0.1804 0.014 0.009338 Q Linear (Q)
Cd
0.03 0.025 0.02
Hubungan antara h3/2 dan Q0.026
Cd
0.015 0.01 0.005 0 0 1 2 0.00933
0.014 Cd Linear (Cd)
3
h3/2
4 y = 0.0083x - 0.0002 R = 0.9395
42Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010
G.
PEMBAHASAN Dalam mencari koefisien debit (Cd) pada ambang tajam dibutuhkan hubungan data dari percobaan. Q= Dengan (h) adalah tinggi muka air di atas ambang. Keterangan : Q h P = debit aliran (m3/dtk) = tinggi air di atas ambang (m) = tinggi ambang (m)
Dari hasil grafik regresi dapat dilihat : a. Hubungan antara Cd dan Q adalah berbanding terbalik hasil-hasilnya, karena semakin besar nilai Cd semakin kecil debit. b. Hubungan antara h3/2 dan Cd adalah berbanding lurus hasil-hasilnya, karena semakin besar nilai h3/2 semakin besar nilai Cd.
H.
KESIMPULAN Peluap ambang tajam yang biasanya dijadikan bukaan pada salah satu sisi suatu kolam atau tangki, dapat juga digunakan untuk mencari debit aliran. Elevasi permukaan air di hulu lebih rendah dari sisi atas lubang. Dari perhitungan data di atas di dapat nilai nilai : Cd rata-rata : Bukaan I Bukaan II Bukaan III Q rata-rata : Bukaan I Bukaan II = 9.338x10-3 = 0.014 = 0.026 = 4.40x10-3 m 3 /dtk = 1.116x10-3 m 3 /dtk
Bukaan III = 2.287x10-3 m 3 /dtk
Recommended