BAB 5 Hitungan

7/21/2019 BAB 5 Hitungan

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BAB V

PENGOLAHAN DATA

5.1 PIPA DATAR

5.1.1 PIPA DATAR DEBIT I

A. Menghitung debit air pada aat u!ur Th"#$"n

Rumus : % & ! . h5'(

Dimana : Q = Debit air pada alat ukur Thomson

h = tinggi air

k = koefisien debit ( m1/2/dt)

= 1,! " #,##$/h " %#,1&' (,$"12/(D

1/2

)) (h/* + #,#)

2

- D = tinggi dari dasar saluran ketitik terendah dari mer.u ( m)

*= lebar saluran bagian hulu ( m)

Diketahui : * = # .m = #, m

D = 2 .m = #,2 m

a = 1# .m = #,1 m

b = 2,1& .m = #,#21& m

h = a b

= #,1 #,#21& = #,#'$ m

0aka :

k = 1,! " #,##$ / h " %#,1&' (,$"12/(D1/2)) (h/* + #,#)2-

= 1,! " #,##$ / #,#'$ " %#,1&' (,$"12/(#,21/2)) (#,#/#, + #,#)2-

= 1,'!$ m1/2/dt

ehingga didapat : Q = k h!/2

= 1,'!$ (#,#'$)!/2

= #,## m/dt



B. Menentu!an )e#iringan Gari$ Hidr"i! * Hydraulic Gradient + dan )e#iringan Gari$

Energi * Energy Gradient +

3le4asi garis hidrolik ditentukan dengan mengurangi tinggi air pada tabung saat air

mengalir dengan pada saat air tidak mengalir edangkan ele4asi garis energ5 ditentukan

dengan menambah ele4asi garis hidrolik dengan 62

/2g dimana:

6= Q / 7

Q adalah debit air pada Thomson

7 adalah luas penampang dari pipa ( 7 = 8 9 d2 )

Rumus ele4asi garis hidrolik : d = 1 #

Rumus ele4asi garis energi : 3g = g " (62/2g)

Dengan :

= 5drauli. eads / Tekanan idrolik (m)

1= Tinggi air pada manometer pada saat air mengalir (m)

# = Tinggi air pada manometer pada saat air tidak mengalir (m)

3g = 3nerg5 eads / Tekanan 3nergi

6 = ;e.epatan aliran (m/dt)

g = <er.epatan gra4itasi (m/dt2)

Diketahui :

Diameter dalam pipa = ',2 .m= #,#'2 m

Diameter dalam pipa = !,& .m = # ,#!& m

0enentukan ke.epatan aliran

<ipa : untuk manometer 1 $

61 = Q / 7

= #,## / >1/$ ,1$ (#,#'2)2?

= #,'' m/dt

<ipa : untuk manometer ! '

62 = Q / 7

= #,## / >1/$ ,1$ (#,#!&)2?

= 1,21 m/dt



@ontoh <engerAaan :

Diketahui :

1 = #,2 m 6 = Q/7

=#,'1' m/dt

# = # m g = ,1 m/ dt

d = 1 # = #,2 # = #,2 m

3g = g " (62/2g) = #,2 " (#,'1'2/2,1) = #,2&! m

asil perhitungan untuk data 5ang lainn5a :

PIPA DATAR DEBIT I

Per,"baan *#+Man"#eter

1 ( - 5 / 0

Outet

Beba$

1#,2 #,22! #,21' #,2# #,1' #,1# #,#&

# # # # # # # #

d #,2 #,22! #,21' #,2# #,1' #,1# #,#&

Q #,## #,## #,## #,## #,## #,## #,##

D #,#'2 #,#'2 #,#'2 #,#'2 #,#!& #,#!& #,#!&

7 #,##$1 #,##$1 #,##$1 #,##$1 #,##2$ #,##2$ #,##2$

6 #,'1' #,'1' #,'1' #,'1' 1,21!# 1,21!# 1,21!#

3g #,2&! #,2!2 #,2$$ #,2& #,212 #,1' #,1$

Outet

Tida!

Beba$

1#,2!2 #,2$& #,2& #,22 #,1! #,22 #,#2

# # # # # # # #

d #,2!2 #,2$& #,2& #,22 #,1! #,22 #,#2

Q #,## #,## #,## #,## #,## #,## #,##

D #,#'2 #,#'2 #,#'2 #,#'2 #,#!& #,#!& #,#!&

7 #,##$1 #,##$1 #,##$1 #,##$1 #,##2$ #,##2$ #,##2$

6 #,'1' #,'1' #,'1' #,'1' 1,21!# 1,21!# 1,21!#

3g #,2' #,2' #,2& #,2!! #,2 #,2 #,1&'

Outet

Tenggea#

1#,#! #,# #,#1 #,2& #,2!! #,2' #,2#$

# # # # # # # #d #,#! #,# #,#1 #,2& #,2!! #,2' #,2#$



Q #,## #,## #,## #,## #,## #,## #,##

D #,#'2 #,#'2 #,#'2 #,#'2 #,#!& #,#!& #,#!&

7 #,##$1 #,##$1 #,##$1 #,##$1 #,##2$ #,##2$ #,##2$

6 #,'1' #,'1' #,'1' #,'1' 1,21!# 1,21!# 1,21!#

3g

#,2 #,# #,2 #,2 #,# #,12 #,2'

*erdasarkan tabel diatas dapat disimpulkan bahBa adan5a beda tinggi tekan antara

manometer 1 dengan manometer lainn5a

. Menghitung )ehiangan Tinggi Te!an * Loss of Head +

;ehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan setiap tabung manometer,

dengan .ara mengurangi ele4asi garis energio tabung sebelumn5a dengan tabung sesudahn5aRumus :

hfn = 3n+ 3n+1

Dengan :

3n = Tinggi garis energi tabung ke n ( m )

3n+1 = Tinggi garis energi tabung ke n"1 ( m )

;eterangan :

<er.obaan : outlet bebas

<er.obaan : outlet tidak bebas

<er.obaan : outlet tenggelam

;ehilangan tinggi tekan akibat masukn5a air dari tendon kedalam pipa (entran.e)

he = ; e > 612 / 2g?

= = #,! >(1,21)2 / (2 ,1)?

= #,#'

;. didapatkan dari gambar 12&, koefisien kehilangan tinggi tekan ; pipa tertentu

;ehilangan tinggi tekan akibat masukn5a air kedalam pipa :

. = k >612/ 2g?

= #,&! >(#,'')2 / (2 ,1)?



= #,#1#1

;ehilangan tingggi tekan akibat keluarn5a air dari pipa :

d = ;d (422 / 2g)

= 1>(1,$&)2 / (2 ,1)?

= #,#'!'

@ontoh perhitungan :

3g1 = #,2&!

3g2 = #,2!2

f = 3g1 3g2

= #,2&! #,2!2

= #,#1

)ehiangan Tinggi Te!an

Pipa Datar Debit I

Co Tabung<er.obaan <er.obaan <er.obaan

3g (m) f (m) 3g (m) f (m) 3g (m) f (m)

1 #,2&! #,#1 #,2' #,##& #,2 #,##2

2 #,2!2 #,## #,2' #,#1 #,# #,##2 #,2$$ #,## #,2& #,## #,2 #,##!

$ #,2& #,#2! #,2!! #,#21! #,2 +#,##'!

! #,212 #,#$ #,2 +#,#&! #,# #,#1

& #,1' #,#! #,2 #,11 #,12 #,#

' #,1$ #,1&' #,2'

umlah #,121! #,111! #,#!2!



Sumber : Hasil Perhitungan

)ehiangan Tinggi Te!an

Debit 1

Dar,2 3ei$ba,h

Penentuan Debit Ru#u$ he42

Per,"baan H D L V V('(g (g'V(

I (1+2) #,#1 #,#'2 #,!! #,'1' #,#2' &,&$&! #,#&2'

(2+) #,## #,#'2 #, #,'1' #,#2' &,&$&! #,#2$!

(+$) #,## #,#'2 #, #,'1' #,#2' &,&$&! #,#2$!

($+!) #,#2! #,#!& #,$! 1,21!# #,#'! 1,12 #,#!

(!+&) #,#$ #,#!& #, 1,21!# #,#'! 1,12 #,#1$#

(&+') #,#! #,#!& #, 1,21!# #,#'! 1,12 #,#22

II

(1+2) #,##& #,#'2 #,!! #,'1' #,#2' &,&$&! #,#2'

(2+) #,#1 #,#'2 #, #,'1' #,#2' &,&$&! #,#22

(+$) #,## #,#'2 #, #,'1' #,#2' &,&$&! #,#2$!

($+!) #,#21! #,#!& #,$! 1,21!# #,#'! 1,12 #,#!#

(!+&) #,#&! #,#!& #, 1,21!# #,#'! 1,12 #,#&##

(&+') #,11 #,#!& #, 1,21!# #,#'! 1,12 #,12#

III

(1+2) #,##2 #,#'2 #,!! #,'1' #,#2' &,&$&! #,##!

(2+) #,##2 #,#'2 #, #,'1' #,#2' &,&$&! #,##!&

(+$) #,##! #,#'2 #, #,'1' #,#2' &,&$&! #,#1$&&

($+!) #,##'! #,#!& #,$! 1,21!# #,#'! 1,12 #,#121

(!+&) #,#1 #,#!& #, 1,21!# #,#'! 1,12 #,#1&&2(&+') #,# #,#!& #, 1,21!# #,#'! 1,12 #,##$



<er.obaan7

(m2)

<

(m)

R = 7/<

(m)@

f

(m)

E

(m)

=

f/E

6 @heeF5

(m/dt)

Q

@heeF

(m/dt

I

(1+2)#,##$1 #,22&# #,#11$ !,$'' #,#1 #,!! #,#2&$ #,'$$$ #,###

(2+) #,##$1 #,22&# #,#11$ !',$!& #,## #, #,## #,'$$$ #,###

(+$)#,##$1 #,22&# #,#11$ !',$!& #,## #, #,## #,'$$$ #,###

($+!)#,##2$& #,1'!$ #,#1 $!,1#1$1 #,#2! #,$! #,#!222 1,21#& #,###

(!+&)#,##2$& #,1'!$ #,#1 $,$& #,#$ #, #,#$2!# 1,21#& #,###

(&+')#,##2$& #,1'!$ #,#1 $,2'!2$ #,#! #, #,#$'! 1,21#& #,###

II

(1+2) #,##$1 #,22&# #,#11$ !2,21!' #,##& #,!! #,#1#1 #,'$$$ #,###

(2+)#,##$1 #,22&# #,#11$ !1,' #,#1 #, #,#1111 #,'$$$ #,###

(+$)#,##$1 #,22&# #,#11$ !',$!& #,## #, #,## #,'$$$ #,###

($+!)#,##2$& #,1'!$ #,#1 $',1!2!1 #,#21! #,$! #,#$'' 1,21#& #,###

(!+&)#,##2$& #,1'!$ #,#1 &,1!1$ #,#&! #, #,#12! 1,21#& #,###

(&+')#,##2$& #,1'!$ #,#1 2!,$& #,11 #, #,1&'! 1,21#& #,###

III

(1+2)#,##$1 #,22&# #,#11$ #,$$#!$ #,##2 #,!! #,##&$ #,'$$$ #,###

(2+)#,##$1 #,22&# #,#11$ 11!,&1 #,##2 #, #,##222 #,'$$$ #,###

(+$)#,##$1 #,22&# #,#11$ ',1' #,##! #, #,##!!& #,'$$$ #,###

($+!)#,##2$& #,1'!$ #,#1 ',!#2 #,##'! #,$! #,#1&&' 1,21#& #,###

(!+&)#,##2$& #,1'!$ #,#1 &,'11#$ #,#1 #, #,#22!# 1,21#& #,###

(&+')

#,##2$& #,1'!$ #,#1 !#,'$&$' #,# #, #,#$12! 1,21#& #,###



D. Menentu!an 6eni$ Airan

Didasarkan atas bilangan Re5nold ( Re )

Re = (6D) / ʋ

Dimana :

Re = *ilangan Re5nold

Didasarkan atas bilangan Re5nold (Re)

D : diameter pipa (m)

6 : ke.epatan aliran (m/dt)

Ʋ : kekentalan kinematis (m2/dt)

Tabe hubungan )e!entaan )ine#ati$ dan Te#peratur

Temperatur t (⁰@) # ! 1# 2# 2! # ! 1##

Ʋ = GGG 1#+& m2/dt 1,'$ 1,!1 1,1# 1,#1# #,' #,&!' #,&!' #,##

;arena temperature 5ang didapatkan tidak seperti 5ang diatas, maka kita dapat menghitung

kekentalan kinematis dengan .ara interpolasi dengan data 5ang telah diketahui t = 2! ⁰@

;riteria :

• Re H 2### = 7liran Eaminer

• 2### H Re H $### = 7liran Transisi

• Re I $### = aliran Turbulen

Tabe Perhitungan 6eni$ Airan pada Debit I pada Airan Pipa Datar

Per,"baan

T

*#Ʋ('dt+ V *#'dt+ D *#+ Re 6eni$ Airan*⁰

+

I

(1+2) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

(2+) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

(+$) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

($+!) 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen



(!+&) 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

(&+') 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

II

(1+2) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

(2+) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

(+$) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen($+!) 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

(!+&) 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

(&+') 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

III 2! #######'

(1+2) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

(2+) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

(+$) 2! #######' #,'1' #,#'2 !'1,''2! Turbulen

($+!) 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

(!+&) 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

(&+') 2! #######' 1,21!# #,#!& '&1,''2& Turbulen

E. )"ntr" Debit *pada pipa datar+

Dihitung besarn5a debit berdasarkan rumus @heF5, dengan Aalan menghitung besar fa.tor

gesekan berdasarkan rumus Darr.5 Jeisba.h :

Dengan : f : Kaktor gesekan

E : <anAang pipa (m)

hf : ;ehilangan tinggi tekan (m)

D: Diameter dalam pipa (m)

6: ;e.epatan rata+rata (m/dt)

g : ;emiringan garis 3nersi =

;emudian harga ;oefisien @heF5 :

Dengan : @ : ;oefisien @heF5



f : Kaktor Lesekan

g : <er.epatan Lra4itasi (m2/dt)

Penentuan )"ei$ien he42 Debit I

7liran *ebas

<er.obaan g f @

(1+2) '$0,06237 35,47370

(2+) '$0,02345 57,84596

(+$) '$0,02345 57,84596

($+!) '$0,03858 45,10141

(!+&) '$0,03140 49,99463

(&+') '$0,03232 49,27524

7liran Tak *ebas

<er.obaan g f @

(1+2) '$0,02878 52,21587

(2+) '$0,02932 51,73900

(+$) '$0,02345 57,84596

($+!) '$0,03530 47,15251

(!+&) '$0,06003 36,15814

(&+') '$0,12098 25,46989

7liran tenggelam

<er.obaan g f @

(1+2) '$0,00959 90,44054

(2+) '$0,00586 115,69193

(+$) '$0,01466 73,17000

($+!) '$ 0,01231 79,83502

(!+&) '$0,01662 68,71104



(&+') '$0,03048 50,74647

Penentuan Debit dengan Ru#u$ he42

;eterangan Tabel 7

1 Data <er.obaan2 7 : Euas penampang pipa

< : ;eliling pipa dalam

$ R : ari Aari hidrolik

! @ : ;oefisien @heeF5

& hf : ;ehilangan tinggi tekan akibat gesekan

' E : <anAang <ipa

: ;emiringan garis energ5

6 .hees5 = @(R)#!

1# Q .hees5 = 6 .hees5 7

8. 6ari 9 :ari Hidr"i!

Rumus

Dimana : 7 : Euas penampang basah

< : ;eliling asah

R : ari+Aari hidrolik

Tabe .0 6ari;:ari hidr"i! debit I

Comor D 7 < R



<ipa

(1+2) ##'2 #,##$1 #,22&# #,#11$

(2+) ##'2 #,##$1 #,22&# #,#11$

(+$) ##'2 #,##$1 #,22&# #,#11$

($+!) #,#!& #,##2$& #,1'!$ #,#1

(!+&) ##!& #,##2$& #,1'!$ #,#1

(&+') ##!& #,##2$& #,1'!$ #,#1

G. Perhitungan )e$aahan Reati

Debit dan ke.epatan dari perhitungan dengan perhitungan rumus @heeF5, kemudian

dibandingkan dengan debit dan ke.epatan 5ang didapatb dari pengukuran tingkat muka air

pada alat ukur Thomson

Rumus :

Dengan : M untuk Q maupun 6

Tabe .< Perhitungan )e$aahan Reati

<er.obaan Q pipa Q @heeF5 ;R (N) 6 pipa 6 .heeF5 ;R (N)

I

(1+2)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$

###'

(2+)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$

###'

(+$)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'

($+!)#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

(!+&)#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

(&+')#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

II

(1+2)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'

(2+)

#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'

(+$)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'



($+!)#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

(!+&)#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

(&+')#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

III

(1+2)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'

(2+)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'

(+$)#,## #,###1 #,##222& #,'1' #,'$$$ ###'

($+!)#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

(!+&)#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1

(&+')

#,## #,## # 1,21!# 1,21#& ###&1



Menentu!an 6eni$ =auran

*erdasarkan ;riteria :

O /; H 1/& = aluran idrolik ;asar

1/& H O/; H$ = aluran idrolik Transisi

O /; I $ = aluran idrolik alus

Rumus <randtl 4on ;arman :

> &

Dengan

O = Tebal lapisan <randtl (m)

P = ;ekentalan ;inematis (m2/dt) = ;emiringan Laris 3nergi

R = ari+ari idrolik (m)

g = <er.epatan Lra4itasi (m/dt2)

arga k ditentukan berdasarkan rumus @alebro.k

; = R >( 12 / 1#@/1)+(@ / Re)?

Dengan :

; = ;oefisien @alebro.k

@ = ;oefisien @heF5

Re = *ilangan Re5nold

R = ari+ari hidrolik (m)



Perhitungan )riteria =auran

Per,"baan = R ʋ ? Re ) > ')

I(1+2) #,#2&$ #,#11$ #,######' #,###1&!& !'1, !,$'' #,##21' #,#'1&1

(2+) #,## #,#11$ #,######' #,###2'#& !'1, !',$& #,###11! 2,$&!

(+$) #,## #,#11$ #,######' #,###2'#& !'1, !',$& #,###11! 2,$&!

($+!) #,#!222 #,#1 #,######' #,###12'1! '&1, $!,1#1$ #,###!1& #,2$&!

(!+&) #,#$2! #,#1 #,######' #,###1$#$ '&1, $,$& #,###2'1 #,!1

(&+') #,#$'! #,#1 #,######' #,###11 '&1, $,2'!2 #,###2 #,$&!!

(1+2) #,#1#1 #,#11$ #,######' #,###2$$2 !'1, !2,21! #,###2!' #,$22

(2+) #,#1111 #,#11$ #,######' #,###2$2# !'1, !1,' #,###2'! #,12

(+$) #,## #,#11$ #,######' #,###2'#& !'1, !',$& #,###11! 2,$&!

($+!) #,#$'' #,#1 #,######' #,###12 '&1, $',1!2! #,###$ #,'

(!+&)

#,#12! #,#1 #,######'

#,##

#1#1 '&1, &,1!1 #,##1& #,#&221

(&+') #,1&'! #,#1 #,######' #,####'1# '&1, 2!,$& #,##&$!2 #,#111

(1+2) #,##&$ #,#11$ #,######' #,###$22 !'1, #,$$#! +#,####2& +1&,$$

(2+) #,##222 #,#11$ #,######' #,###!$1!& !'1, 11!,&2 +#,####& +1!,1

(+$) #,##!!& #,#11$ #,######' #,###$22# !'1, ',1' +#,#####$ +,'1!

($+!) #,#1&&' #,#1 #,######' #,###22!#$ '&1, ',! +#,##### +2&,$!

(!+&) #,#22! #,#1 #,######' #,###1'# '&1, &,'11 #,####1 1$,&!&

(&+') #,#$12! #,#1 #,######' #,###1$#& '&1, !#,'$&! #,###2$! #,!$1

BAB 5 Hitungan

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