Upload
zaid-al-rasyid
View
211
Download
14
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
1
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
BAB IV PENGUKURAN DEBIT DENGAN CURRENT METER1.1 Tujuan Percobaan 1.Mendapatkan data besarnya debit aliran dengan cara perhitungan analitis. 4.2 Alat alat yang digunakan 1.Stop watch untuk menghitung waktu per 15 detik 2.Alat pengukur kecepatan arus Current meter yang terdiri dari :
Penghitung (counter) putaran propeler selama waktu yang telah kita tentukan. Stick (tongkat besi untuk membantu memegang current meter) Saluran terbuka berbentuk (penampang) trapesium. Mistar (100 cm) untuk mengukur ketinggian propeler dan kedalaman air. Meteran untuk mengukur kedalaman air dalam saluran. Kapur untuk menandai titik pengukuran.
3.4. 5.
6. 4.3 Teori
Sket Penampang saluran :
L = 163 cm Td H = 40 cm I h2 II III h1 = h3
B = 43 cm
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
25
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
Koefisien: L=lebar bentang saluran atas B=lebar bentang saluran dasar T=lebar bentang permukaan air H=ketinggian saluran diukur dari dasar
dd=jarak antara permukaan air dengan permukaan saluran h1=h3=ketinggian air pada bagian sayap saluran diambil yang tengah untuk rata2 h2=ketinggian air pada bagian tengah saluran contoh alat propeller yang digunakan :
Diameter Baling-baling = 9 mm 4.3 Teori Debit pada suatu pias penampang aliran saluran terbuka : q = Ai x viMEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333] 26
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
Debit pada suatu penampang aliran saluran terbuka : Q = q = ( Ai x vi ) = A x v dimana : Ai = luas penampang basah pias vi = kecepatan rata-rata aliran pada penampang pias A = luas penampang basah saluran V = kecepatan aliran rata-rata pada penampang saluran
vi (m/dt) dapat dicari dengan menghitung harga rata-rata kecepatan arus u (m/dt) pada tiap kedalaman air yang diukur dengan current meter pada tiap pias penampang aliran. Besarnya kecepatan arus bila diukur dengan current meter dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: u = a x N + b m/det dimana: a , b = konstanta current meter N n t = jumlah putaran per detik = n/t (putaran/detik) = jumlah putaran propeler selama t detik = lama pengukuran (detik)
Konstanta current meter tergantung dari macam alat, jenis propeler yang digunakan dan harga N hasil pengukuran. Kecepatan rata-rata aliran pada setiap penampang pias vi berdasarkan atas jumlah titik pengukuran adalah sebagai berikut:
1 titik pengukuran 2 titik pengukuran 3 titik pengukuran
: vi = u0,6 : vi = : vi =
dimana: u0,2 u0,6 u0,8 = u pada kedalaman 0,2 dari permukaan air (m/det) = u pada kedalaman 0,6 dari permukaan air (m/det) = u pada kedalaman 0,8 dari permukaan air (m/det)
4.4 Prosedur PercobaanMEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333] 27
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
1. Ukur penampang melintang saluran yang akan digunakan sebagai saluran percobaan. Kemudian alirkan air pada saluran tersebut. Pengukuran debit pada percobaan ini dilakukan bersamaan dengan aliran air untuk percobaan pengukuran debit dengan tipe alat lainnya (ambang lebar , ambang tipis , dan parshall).2. Penampang basah saluran yang akan diukur debitnya dibagi menjadi 3 pias. Pembagian
pias ini jumlahnya dibuat ganjil sehingga pada pias yang di tengah posisi tepat pada tengahtengah saluran. 3. Ukur tinggi air pada masing-masing pias (h1 , h2 , dan h3) dan lebar permukaan basah T. Gunakan besarnya unting-unting untuk menetukan besarnya T. 4. Ukur kecepatan aliran tiap-tiap pias pada kedalaman yang ditentukan. Saat pengukuran kecepatan, propeler menghadap kearah aliran 5. Pada setiap pengukuran kecepatan aliran, catat kedalaman propeler, jumlah putaran propeler dengan menggunakan counter dan lama pengukuran menggunakan stop watch. Penghitungan jumlah putaran propeler dimulai saat stop watch dinyalakan, dan penghitungan dihentikan bersamaan dengan mematikan stop watch. Lakukan penghitungan ini sebanyak 3 kali pada setiap pengukuran kecepatan aliran.6. Lakukan prosedur pengukuran ini untuk setiap perubahan debit percobaan (minimum 5
macam debit). 4.5 Tugas 1. Hitung debit dan kecepatan rata-rata pada setiap percobaan. 2. Beri komentar mengenai pengukuran debit dengan current meter ini bila dibandingkan dengan alat tipe lain. 3. Buat diagram kecepatan aliran pada setiap pias dan isovel pada penampang aliran untuk setiap percobaan. 4. Buat rating curve pada penampang aliran percobaan tersebut. 4.6 Hasil Pecobaan dan Perhitungan Data Current meter Data propeler : A.OTF Kempten type-4 No alat : 1-64874 : Jenis/no. propeler : A.OTF Kempten C2-79006 Koefisien :a = 0.054 b = 0.042MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333] 28
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
N < 2,73
V = 0,0626 N + 0,015 m/dt
2,73 < N < 6,88 V = 0,0559 N + 0,034 m/dt N > 6,88 V = 0,054 N + 0,042 m/dt
Lama putaran propeler (t) = 15 dt
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
29
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011Percobaan III h1 = 11 h2 = 27.4 h3 = 10 Lama Putaran Propeler, t = 15 dt Jumlah putaran propeler I 20 20 23 26 26 27 23 22 21 II 14 15 14 13 14 14 12 13 12 III 27 29 27 24 26 27 22 24 22 T = 114 d = 14 h1 = 10 h2 = 19 h3 = 10 Lama Putaran Propeler, t = 15 dt Jumlah putaran propeler I 0 0 0 10 8 8 0 0 0 II 16 17 18 18 18 17 18 16 17 III 0 0 0 35 32 34 0 0 0 Percobaan IV T = 99 d = 27 h1 = 7 h2 = 17 h3 = 7 Lama Putaran Propeler, t = 15 dt Jumlah putaran propeler I 9 8 9 0 0 0 0 0 0 II 16 17 17 14 14 14 12 13 15 III 28 26 25 0 0 0 0 0 0 Percobaan V T = 95 d = 23
Percobaan I h1 = 18 h2 = 33.2 h3 = 18 Lama Putaran Propeler, t = 15 dt PIAS Jumlah putaran propeler I 20 U0.2 18 17 16 U0.6 14 18 18 U0.8 18 16 II 19 18 17 21 23 21 16 16 18 III 23 23 25 28 27 28 27 26 25 T = 138 d=6 h1 = 14.2 h2 = 29.5 h3 = 14.5
Percobaan II T = 132 d = 10
Lama Putaran Propeler, t = 15 dt Jumlah putaran propeler I 26 23 23 20 10 21 18 18 19 II 17 19 20 19 19 18 16 17 17 III 18 20 20 21 21 22 17 17 15
PIAS
Jumlah putaran propeler
Jumlah putaran propeler
Jumlah putaran propeler
Jumlah putaran propeler
Jumlah putaran propeler
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
30
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011I II III I II III I II III
I
II
III
I
II
III
u / rata-rata kecepatan arus U0.2 18,333 18,000 23,667 24,000 18,667 19,333 21,000 14,333 27,667 0,000 17,000 0,000 8,667 16,667 26,333
U0.6
16,000
21,667
27,667
17,000
18,667
21,333
26,333
13,667
25,667
8,667
17,667
33,667
0,000
14,000
0,000
U0.8
17,333
16,667
26,000
18,333
16,667
16,333
22,000
12,333
22,667
0,000
17,000
0,000
0,000
13,333
0,000
N/t (0.2) N/t (0.6) N/t (0.8) V(0.2) m/s V(0.6) m/s V(0.8) m/s Vpias m/s A m Qpias m/s Qtotal m/s
1,222 1,067 1,156 0,091 0,081 0,087 0,085 0,079 0,007
1,200 1,444 1,111 0,090 0,105 0,084 0,096 0,143 0,014 0,03016
1,578 1,844 1,733 0,113 0,130 0,123 0,124 0,079 0,010
1,600 1,133 1,222 0,115 0,085 0,091 0,094 0,066 0,006
1,244 1,244 1,111 0,092 0,092 0,084 0,090 0,127 0,011 0,02395
1,289 1,422 1,089 0,095 0,103 0,083 0,096 0,066 0,006
1,400 1,756 1,467 0,102 0,124 0,106 0,114 0,049 0,006
0,956 0,911 0,822 0,074 0,072 0,066 0,071 0,118 0,008 0,01977
1,844 1,711 1,511 0,130 0,121 0,109 0,120 0,049 0,006
0,000 0,578 0,000 0,015 0,051 0,015 0,051 0,027 0,001
1,133 1,178 1,133 0,085 0,088 0,085 0,087 0,082 0,007 0,01257
0,000 2,244 0,000 0,015 0,155 0,015 0,155 0,027 0,004
0,578 0,000 0,000 0,051 0,015 0,015 0,051 0,022 0,001
1,111 0,933 0,889 0,084 0,073 0,070 0,075 0,073 0,005 0,00936
1,756 0,000 0,000 0,124 0,015 0,015 0,124 0,022 0,003
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
31
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
32
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
Contoh Perhitungan : Percobaan I ( Pias I )
Pada pengukuran 0,2h, diperoleh n rata-rata = Pada pengukuran 0,6h, diperoleh n rata-rata = Pada pengukuran 0,8h, diperoleh n rata-rata =
20 + 18 + 17 = 18,33 putaran 3 16 + 14 + 18 = 16 putaran 3 18 + 18 + 16 = 17,33 putaran 3
Waktu putar ( t ) = 15 dt Pada pengukuran 0,2h, diperoleh n =
Nrata rata 18,33 = = 1,222 t 15
Karena n < 2,73 => V = ( 0,0626N + 0,015 ) x 100 cm/dt = ( 0,0626*1,222) + 0,015 ) x 100 = 9,149m/dt Pada pengukuran 0,6h, diperoleh n =
Nrata rata 16 = = 1,067 t 15
Karena n < 2,73 => U = (0,0626N + 0,015) x 100 cm/dt =( 0,0626*1,067) + 0,015 ) x 100 = 8,18m/dt Pada pengukuran 0,8h, diperoleh n =
Nrata rata 17,33 = = 1,155 t 15
Karena N < 2,73 => U = ( 0,0626N + 0,015 ) x 100 cm/dt = ( 0,0626 (1,155) + 0,015 ) x 100 = 8,73 m/dt Sehingga diperoleh : Vpias I =V0, 2 h + 2V0, 6 h + V0,8 h 4
= LuaspiasI =
9,149 + ( 2 8,18) + 8,73 = 8,559 m/dt 4
1,38 0,43 * 0.5 * 0.332 = 0,079 cm2 2
Qpias I = AI x Vpias I = 0,079 x 8,559 = 0,676 m3/dt Perhitungan untuk pias II dan pias III dapat dilakukan dengan cara yang sama, sehingga diperoleh Qpias II dan Qpias III . Dan untuk menghitung Qtotal untuk debit I dilakukan dengan cara Q total = Qpias I + Qpias II + Qpias IIIMEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333] 33
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
Hubungan v dan h dalam setiap p percobaan :Percobaan I 18.00 h1 = 33.20 h2 = 18.00 h3 = 138.00 T= 6.00 d= Pias I nh 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80
cm cm cm cm cm
II
III
h2-h 29.60 22.40 18.80 26.56 13.28 6.64 29.60 22.40 18.80
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
34
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
Percobaan II 14.20 h1 = 29.50 h2 = 14.50 h3 = 132.00 T= 10.00 d= Pias I nh 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80
cm cm cm cm cm
II
III
h2-h 26.66 20.98 18.14 23.60 11.80 5.90 26.60 20.80 17.90
Percobaan III MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333] 35
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
h1 = h2 = h3 = T= d= Pias I
11.00 27.40 10.00 114.00 14.00
cm cm cm cm cm
II
III
nh 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80
h2-h 25.20 20.80 18.60 21.92 10.96 5.48 25.40 21.40 19.40
hubungan v dengan h percobaan 330.00 25.00 20.00 15.00
) m c ( h10.00 5.00 0.00 0.00
0.02
0.04
0.06pias1
v (m/dt)
0.08pias2
0.10pias3
0.12
0.14
Percobaan IV 10.00 h1 =
cm 36
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
h2 = h3 = T= d= Pias I
19.00 10.00 99.00 22.00
cm cm cm cm
II
III
nh 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80
h2-h 17.00 13.00 11.00 15.20 7.60 3.80 17.00 13.00 11.00
hubungan v dengan h percobaan 418.00 16.00 14.00 12.00 10.00 0.8 h 0.8 h 0.6 h 0.8 h
0.2 h 0.2 h 0.6 h 0.6 h
) m c ( h
8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0.00 0.05
v ( m/dt)pias1 pias2
0.10
0.15pias3
0.20
Percobaan V MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333] 37
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
h1 = h2 = h3 = T= d= Pias I
7.00 17.00 7.00 95.00 23.00
cm cm cm cm cm
II
III
nh 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80 0.20 0.60 0.80
h2-h 15.60 12.80 11.40 13.60 6.80 3.40 15.60 12.80 11.40
hubungan v dengan h percobaan 520.00 16.00 12.00 8.00 0.6 h 4.00 0.00 0.00 0.8 h 0.6 h 0.6 h 0.8 h 0.8 h
0.2 h 0.2 h
0.2 h
) m c ( h
0.02
0.04
0.06pias1
v (m/dt)pias2
0.08
0.10pias3
0.12
0.14
4.7 Kesimpulan
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
38
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
2011 2011
1. Setelah menganalisa perhitungan yang diperoleh dari percobaan aliran current meter diperoleh hasil penghitungan Q sebagai berikut : 1.Q total pada percobaan 1 =0.03 m/det 2. Q total pada percobaan 2=0.0239m/det 3. Q total pada percobaan 3=0.0197m/det 4. Q total pada percobaan 4=0,0125m/det 5. Q total pada percobaan 5=0.00936m/det 2. Dari hasil perhitungan profil kecepatan pada pias 3 mempunyai nilai rata-rata paling besar dibandingkan pias1 dan pias 2 hal ini dikarenakan aliran lebih cenderung mengalir deras pada pias 3. 3. Terdapat kecepatan aliran yang kecepatannya 0 dikarenakan pada pias tsb airnya terlalu dangkal sehingga baling-baling Current Meter tidak dapat berputar.
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA [RC09-1333]
39