LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIKA PINTU AIR BAB 1-4

LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIKA

PINTU AIR

OLEH:

MOSES HADUN ( 2015520042 )

ANTONIUS NAHAK ( 2015520079 )

PATRIANUS HARU ( 2015520047 )

MUCH. ADI PUTRA ( 2015520004 )

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI

MALANG

2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkaan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa, yang telah

memberikan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas

praktikum Hidrolika Saluran Terbuka.

Laporan Hidrolika untuk Saluran Terbuka ini dibuat sebagai syarat yang harus

ditempuh oleh mahasiswa jurusan Teknik Sipil untuk dapat mengikuti mata kuliah

Hidrolika, serta dapat lebih mengenal dan mengetahui karateristik saluran sesuai dengan

teori yang telah diberikan kepada mahasiswa.

Laporan ini telah dibuat secara cermat, namun demikian penyusun menyadari masih

banyak kekurangan dari laporan yang telah kami susun. Oleh karena itu kami

mengharapkan masukan untuk memperbaiki kekurangan laporan kami selanjutnya.

Akhirnya kami ucapkan terima kasih kepada:

1. Kepada Bapak Suhudi, ST., MT, selaku pembimbing selama praktikum,dan yang

telah memberikan pembekalan persiapaan sebelum praktikum,Serta semua pihak

yang telah membantu kami dalam proses penyusunan laporan ini.

2. Kami merasa senang sekali dengan adanya matakuliah ini, karena memberikan

pengetahuan kepada kami seluruh mahasiswa teknik sipil yang merupakan salah satu

ilmu pokok dalam dunia kerja teknik sipil.

Dan akhirnya semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penyusun dan para pembaca.

Malang, Juni 2017

Penyusun

i

DAFTAR ISI

Kata pengantar ………………………………………………………………………...i

Daftar isi............................................................................................................................ ii

Laporan Persetujuan ...................................................................................................... iii

Daftar Lampiran ............................................................................................................. iv

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1

1.1 Umum.......................................................................................................................... 1

1.2 Aliran saluran terbuka ................................................................................................. 2

1.3 Klasifikasi saluran....................................................................................................... 3

1.4 Tipe aliran ................................................................................................................... 3

1.5 Kedalaman aliran ........................................................................................................ 4

1.6 Aliran laminer turbulen ............................................................................................... 5

1.7 Aliran subkritis,kritis dan subkritis ............................................................................. 5

1.8 Manfaat dan tujuan...................................................................................................... 6

BAB II PERCOBAAN PINTU AIR ...............................................................................7

2.1 Ringkasan teori ..........................................................................................................7

2.2 Peralatan yang dipakai...............................................................................................12

2.3 Cara kerja....................................................................................................................13

2.4 Tugas .........................................................................................................................13

BAB III PEMBAHASAN DAN ANALISA DATA......................................................14

3.1 Analisa pengaliran melalaui pintu air debit I.............................................................14

3.2 Analisa pengaliran melalaui pintu air debit II............................................................16

3.3 Analisa pengaliran melalaui pintu air debit III...........................................................18

BAB IV PENUTUP..........................................................................................................21

4.1 Kesimpulan ................................................................................................................21

4.2 Saran ..........................................................................................................................21

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMABR

DUMENTASI

ii

LEMBAR PERSETUJUAN LAPORAN

PRAKTIKUM HIDROLIKA

Diajukan sebagai salah satu persyaratan kelulusan matakuliah Praktikum Hidrolika pada

program studi Teknik Sipil.

Yang bertanda tangan dibawah ini:

NAMA NIM

MOSES HADUN 2015520042

ANTONIUS NAHAK 2015520079

PATRIANUS HARU 2015520047

MOCH. ADI PUTRA 2015520004

Program studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, menyatakan bahwa telah menyelesa ikan

laporan Praktikum Hidrolika pada waktu yang telah ditentukan.

Kepala Lab. Teknik Sipil

PAMELA DINAR RAHMA, ST.,MT.

Malang, Juni 2017 Dosen Pembimbing

SUHUDI, ST.,MT.

iii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Grafik hubungan C0 dengan p/y1

Lampiran 2. Profil muka air debit I

Lampiran 3. Profil muka air debit II

Lampiran 4. Profil muka air debit III

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Hasil Perhitungan Analisa Pengaliran Melalui Pintu Air Debit I

Tabel 3.2. Hasil Perhitungan Analisa Pengaliran Melalui Pintu Air Debit II

Tabel 3.3. Hasil Perhitungan Analisa Pengaliran Melalui Pintu Air Debit III

iv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Umum

Praktikum hidrolika merupakan penerapan mengenai aliran pada saluran baik itu

saluran berbuka maupun saluran tertutup, tetapi dalam praktikum hidrolika kali ini

dilakukan pada saluran terbuka. Pelaksanaan praktikum hidrolika ini bertujuan untuk

memberikan keterampilan praktis kepada mahasiswa dalam mempelajari ilmu hidrolik a

saluran terbuka dan ilmu-ilmu air yang lain. Keterampilan praktis yang dimaksud yaitu

penerapan ilmu pada kenyataan rekayasa meliputi: bagaimana cara pengambilan data,

bagaimana cara pengoprasian alat, dan bagaimana cara kita mengolah data menjadi sebuah

informasi yang bisa dipahami dengan jelas serta bisa dipakai sebagai data dalam

perencanaan saluran dan sebagainya.

Mahasiswa akan melakukan pengAamatan terhadap aliran yang terjadi dengan

berbagai lokasi dan variasi muka air.

Bangunan ukur yang digunakan dalam praktikum hidrolika untuk kelompok kami

yaitu pintu air.

Tujuan akhir dari praktikum hidrolika ini yaitu:

a. Mampu menganalisa besarnya koefisien pengaliran, loncatan air, kecepatan aliran,

tekanan air serta debit yang melalui bangunan ukur tersebut.

b. Mampu menggambarkan profil muka air, grafik hubungan sifat-sifat aliran.

c. Mampu menganalisa sifat aliran pada saluran tersebut, baik secara perhitungan

maupun secara visual.

d. Mengerti dengan materi yang didapatkan secara teori didalam perkuliahan dengan

cara mengaplikasikan langsung didunia nyata.

1

1.2. Aliran Saluran Terbuka

Saluran terbuka merupakan saluran yang mengalirkan air dengan permukaan bebas.

Aliran saluran terbuka merupakan aliran saluran yang memiliki ruang bebas walaupun

berada pada saluran tertutup. Sedangkan aliran saluran tertutup merupakan aliran saluran

yang tidak memiliki ruang bebas kecuali oleh tekanan hydrolic(y). Kedua jenis aliran

tersebut dalam beberapa hal memiliki kesamaan.

Penyelesaian masalah pada aliran saluran terbuka jauh lebih sulit dibandingkan

dengan aliran saluran tertutup. Dikarenakan bentuk penampang yang tidak teratur

(terutama sungai), kesulitan menentukan kekasaran seperti sungai berbatu sedangkan pipa

tidak), serta kesulitan pengumpulan data lapangan.

Pada umumnya penyelasaian untuk aliran saluran terbuka lebih berdasarkan pada

hasil pengamatan dibandingkan dengan aliran saluran tertutup.

Debit pada penampang saluran untuk sembarang aliran dinyatakan dengan rumus:

Q = V . A ....................................................... (1-1)

Dimana:

Q = debit (m3/detik)

V = kecepatan (m/detik)

A = luas penampang melintang tegak lurus arah aliran (m2)

Adapun perbandingan rumus energy untuk kedua type aliran tersebut adalah:

Aliran saluran tertutup:

ℎ1 + 𝑃1

𝜌𝑔+

𝑉12

2𝑔= ℎ2

𝑃2

𝜌𝑔+

𝑉22

2𝑔+ ℎ𝑓 .......................................... (1-2)

Aliran saluran terbuka:

ℎ1 + 𝑉1

2

2𝑔= ℎ2

𝑉22

2𝑔+ ℎ𝑓 ................................................................(1-3)

2

1.3. Klasifikasi Saluran

Saluran dapat berbentuk alami (sungai, paluh dan muara) dengan penampang

melintang atau kemiringan memanjang berubah-ubah (varriying cross section) disebut

“Non Prismatic Channel”.

Saluran buatan jika penampang dan kemiringannya konstan (constant cross section)

disebtu “Prismatic Channel”. Contohnya saluran irigasi dan gorong-gorong yang mengalir

sebagian. Penampanag saluran buatan biasanya direncanakan berdasarkan bentuk

geometri yang umum, seperti bentuk persegi panjang sering dipakai untuk saluran yang

dibangun dengan bahan yang stabil seperti kayu, logam atau kaca.

Model saluran yang dibuat dilaboratorium untuk kebutuhan penelitian termasuk

saluran buatan yang dibentuk oleh mahasiswa. Sifat-sifat hidrolik saluran semacam ini

dapat diatur menurut keinginan atau direncanakan untuk memenuhi persyaratan

tertentu.Oleh karena itu, penerapan teori hidrolika untuk saluran buatan dapat

membuahkan hasil yang cukup sesuai dengan kondisi sesungguhnya jika dilakukan dengan

teliti.

1.4. Tipe Aliran

Terdapat beberapa tipe aliran dalam aliran saluran terbuka. Penggolongan tipe aliran

berdasarkan perubahan kedalaman aliran sesuai dengan waktu dan ruang.

Secara garis besarnya penggolongan aliran saluran terbuka yaitu aliran tetap (steady

flow) dan aliran tidak tetap (unsteady Flow). Aliran dalam saluran terbuka dikatakan teap

jika kedalaman aliran tidak berubah selama jangka waktu tertentu. Aliran dikatakan tidak

tetap jika kedalamannya berubah tidak sesuai dengan waktu.

Aliran tetap dibagi menjadi aliran seragam dan aliran berubah. Aliran saluran

terbuka dikatakan seragam apabila kedalam air sama pada setiap penampang saluran,

sedangkan aliran berubah jika kedalaman aliran berubah sepanjang saluran. Aliran berubah

3

tersebut dibagi menjadi dua yaitu aliran berubah tiba-tiba dan aliran berubah lambat laun.

Dikatakan aliran berubah tiba-tiba apabila kedalamannya mendadak berubah pada jarak

yang cukup pendek contohnya pada terjunan air. Sedangkan dikatakan aliran berubah

lambat laun apabila kedalamannya berubah dalam jangka waktu yang lama, misalnya

akibat penampang salurannya.

Aliran tidak tetap dibagi menjadi aliran seragam tak tetap dan aliran berubah tak

tetap. Aliran seragam tak tetap praktis tidak mungkin terjadi karena permukaan air

berfluktuasi sepanjang waktu dan tetap sejajar dengan dasar saluran. Aliran berubah tak

tetap terdiri dari aliran tak tetap lambat laun dan aliran tak tetap berubah tiba-tiba. Untuk

aliran berubah tak tetap, kedalaman alirannya berubah sepanjang waktu dan ruang. Aliran

tak tetap berubah lambat laun dimana kedalaman aliran berubah sepanjang waktu dan

ruang dengan perubahan kedalaman aliran secara lambat laun. Dan dikatakan aliran tak

tetap berubah tiba-tiba dimana aliran berubah sepanjang waktu dan ruang dengan

perubahan aliran secara tiba-tiba.

Ditinjau dari kecepatan aliran maka aliran saluran terbuka dapat digolongkan

menjadi dua yaitu Aliran seragam dan Berubah. Yang mana dikatakan aliran seragam

(uniform flow) apabila kecepatan aliran pada waktu tertentu tidak berubah sepanjang

saluran yang ditinjau, sedangakan jika kecepatan aliran pada saat tertentu berubah terhadap

jarak, maka aliran tersebut dikatakan aliran tidak seragam atau aliran berubah (nonuniform

flow or varied flow).

1.5 Kedalaman aliran

Aliran pada saluran terbuka dapat diklasifikasikan berdasarkan pengaruh kekentalan

fluida (v =viskositas) dan gaya grafitasi (g)

4

1.6 Aliran laminer dan turbulen

Perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh Inersia, gravitasi dan kekentalan

dikenal sebgai bilangan Reynolds (Re) ditulis sebagai berikut:

𝑅𝑒 = 𝑉.𝑙

𝑣 .............................................. (1-4)

Dimana : V = kecepatan rata-rata aliran

l = panjang karakteristik (m)

h untuk aliran terbuka

D untuk alliran tertutup

v = viskositas kinematik (m2/dt)

Dalam aliran ini, jika nilai Re kecil aliran akan meluncuk lapisan diatas lapisan lain

yang dikenal sebagai Aliran Laminar. Sedangkan jika aliran-aliran tadi tidak terdapat garis

edar tertentu yang dapat dilihat maka aliran tersebut dikatakan Aliran Turbulen. (Aliran

Laminer terjadi jika Re < 500, dan Aliran Turbulen terjadi jika Re > 1000, serta untuk

kondisi 500 < Re < 1000 aliran ini klasifikasikan sebagai Aliran Transisi.)

1.7 Aliran sub-kritis, krits dan super-kritis

Aliran dikatakan kritis apabila kecepatan aliran sama dengan kecepatan gelombang

gravitasi dengan amplitudo kecil. Gelombang gravitasi dapat dibangkitkan dengan merubah

kedalaman. Jika kecepatan aliran lebih kecil daripada kecepatan kritis maka aliran disebut

sub-kritis, sedangkan jika kecepatan alirannya lebih besar daripada kecepatan kritis maka

aliran tersebut disebut super-kritis.

Parameter yang menentukan ketiga jenis aliran tersebut adalah nisbah antara gaya

gravitasi dan gaya Inersia, yang dinyatakan dengan bilangan Froude (Fr), yaitu:

𝐹𝑟 = 𝑉

√𝑔.ℎ ............................................................ (1-6)

Dimana : V = kecepatan aliran (m/det)

h = kedalaman aliran (m) g = percepatan gravitasi (m/det2)

5

1.8 Manfaat dan Tujuan

Manfaat dari praktikum pengukuran hidrolika ini adalah :

a. Agar mahasiswa mengerti dalam penggunaan alat ukur current meter

b. Agar mahasiswa mengerti tentang pengukuran debit dengan pelampung

c. Agar mahasiswa dapat menentukan hubungan head dengan debit pada bangunan

ukur cippoleti

Tujuan

Tujuan dari pengukuran hidrolika ini adalah :

a. Menentukan hubungan head dengan debit pada bangunan ukur cipoletti

b. Mengukur elevasi muka air dengan taraf meter

c. Mengukur debit dengan current meter

d .Menganalisa debit aliran melalui pintu air

6

BAB II

PERCOBAAN PINTU AIR

2.1 Ringkasan Teori

Pintu air yang airnya mengalir melalui bagian bawah struktur dinamakan pintu air aliran

bawah,contonhnya pintu air gesek tegak.Sebaliknya jika air mengalir di atas struktur

dinamakan pintu air aliran atas .Secara hidrolis contoh pintu air aliran atas adalah sekat dan

sejenisnya.

Dengan menggunakan persamaan energi dapat ditunjukan bahwa besarnya debit pelepasan

yang melalui pintu air aliran bawah adalah:

Q = Cd.b.a.g

VIyg

.21(.2

2

...........................................................................(2-1)

Dimana :

Cd = koefisien debit

b = panjang pintu air (m)

a =Tinggi bukaan pintu air (m)

g =gavitasi (9,81 m/det2)

y1= kedalaman hulu aliran

α =T inggi energi kecepatan aliran (m)

g

VI

.2

2

= Tinggi energi kecepatan aliran

V12/2G

V22/2G

V32/2G

E

Y1

y2

y3

H

Gambar 2-1 pintu air bawah .

Aliran pelepasan dari pintu,munking (teredam) atau bebas ,tergantung pada kedalaman air

bawah.Untuk keperluan studi exprimen,pemakaian istilah titik energi kecepatan aliran pada

persamaan (2-1) dapat dihilangkan dan pengaruh tinggi energi kecepatan tersebut

dimasukkan dalam koefisien debit (Cd) jadi:

7

Q= Cd.b.a 1..2 yg .......................................................................................(2-2)

Dimana

Cd =koefisien debit yang tergantung pada geometri struktur ,kedalaman aliran huru dan

kedalaman aliran hilir.

Perbandigan antara y2 dengan a merupakan fungsi dari besaran koefisien kontraksi (Cc) :

Cc = a

y2 .......................................................................................................(2-3)

Dimana

Y2 =Kedalaman hilir aliran (m)

a = Tinggi bukaan pintu (m)

perbandingan antara a dengan y1 merupakan fungsi dari besaran koefisien kecepatan

(Cv);

Cv =1y

a...................................................................................................(2-4)

Dimana :


Y1 = Kedalaman hulu aliran (m)

Koefisien debit (Cd) untuk saluran terbuak dapat dinyatakan sebagai berikut

Cd =

))1

.(1(

.

2

y

Cca

CcCv

Dimana :

Cv = koefisien kecepatan

Cc = koefisien kontraksi


y1 = kedalaman hulu aliran (m)

Untuk aliran tenggelam yang melalui pintu air dimana kedalaman hilir aliran lebih

besar dari pada tinggi bukaan pintu, persamaan debit pada aliran tenggelam tersebut dapat

dinyatakan dengan rumusan:

Q =Csf.b.a. 1..2 yg ............................................................................(2-6)

Dimana :

8

Csf = koefisien debit untuk tenggelam (diperoleh dari gambar 2-2)

b = Panjang pintu air (m)

g = gravitasi (9,81 m/det2)

y1 =kedalaman hulu alairan (m)

Gaya-gaya yang bekerja pada pintu air dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

F1

F3 F31

21

2 1

1

Y1

Y2

3

31

Gambar 2.3 gaya –gaya bekerja pada pintu air.

Pada aliran tetap suatu saluran terbuka berlaku persamaan momentum linear yaitu

penjumlahan aljabar dari semua resultan gaya harizontal yang terjadi pada suatu massa zat

cair.Untuk sebuah aliran ,persamaan momentum linear dengan arah harizontal dapat

dinyatakan dengan rumusan :

FX =F1-F2-F3........................................................................................(2-7)

Dimana :

F1 = Gaya harizontal aliran sebelum pintu air.

9

= 2..2

1yIgp

F2 = Gaya harizontal aliran setelah pintu air

= 22..2

1ygp

FX = p.g(V2-V1)

F3 =Gaya reaksi dari pintu terhadap aliran.

=)21(

)12(..

2

12

yy

yygp

Dengan adanya gaya reaksi dari pintu terhadap aliran maka akan terjadi gaya tolak dari pintu

aliran ( 31F )yang merupakan distribusi tekanan non hidrostatis :

( 31F ) = )21.(.2

1 22 yygp .........................................................(2-8)

Dimana :

Ρ =berat satuan air (kg/m3)


y1 =kedalaman hulu aliran (m)

y2=kedalaman hilir aliran (m)

Untuk harga debit yang konstan,persamaan energi spesifik dapat dinyatakan sebagai berikut :

E = Y+( ).2 2

2

ag

Q atau E =y+( )

2

2

g

V..........................................(2-9)


persamaan energi spesefik tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk kurva para bola sebagai

berikut :

10

Harga energi espesefik (E) akan minimum pada kedalaman aliran kritis (Yc) untuk harga E

minimum dan Q konstan maka persamaan :

g

VcYcE

.2min

2

..............................................................................................(2-10)

Dimana :

Ycg

Vc.

21

.2

2

YcE .2

3min ....................................................................................................(2-11)

Dimana

Yc = kedalaman aliran kritis (m)

Vc = kecepatan aliran kritis (m/dt)

Dimana :

V2 = kedalaman aliran kritis (m)

VC = kecepatan aliran kritis (m/dt)

g = gravitasi (9,81 m/dt2)

sedankang kedalaman aliran kritis (Yc) dapat dinyatakan sebagai berikut:

32

2

.bg

QYc .......................................................................................(2-12)

Dimana :

Q = debit aliran (m3/dt)


b = lebar dasar saluran (m)

loncatan hidrolis merupakan jenis aliran tidak beraturan yang kedalaman airnya berupa secara

cepat,terjadi apabilah aliran superkritis berubah menjadi sub kritis melalui kedalaman air kritis

pada jarak harizontal yang relatif pendaek. loncatan hidrlis yang terjadi pada dasar harizonta l

,terdiri dari beberapa tipe yang berbeda.berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Biro

Reklamasi Amerika serikat ,tipe-tipe tersebut dapat dibedakan berdasarkan bilangan froude

aliran yang terlihat pada gambar 2-5

Bilangan Floude :

).( 2

2

yg

VF .....................................................................................(2-13)

Dimana :

V2 = kecepatan aliran setelah pintu (m/dt)

11


y2 = kedalaman hilir aliran (m)

Panjang loncatan dapat didefinisikan sebagai antara permukaan depan loncatan hidrolis

sampai suatu titik pada permukaan gulungan ombak yang seragam menuju ke hilir.parameter

panjang loncatan sangat penting di dalam perencanaan untuk menentukan ukuran peredam

energi yang diakibatkan adanya loncatan hidrolis.Suatu loncatan hidrlis akan terbentuk pada

saluran ,jika memenuhi persamaan:

)81(2

1

2

3 2Fy

y ...............................................(2-14)

Dimana :

F =bilangan Froude

Y2 =kedalaman hilir aliran (m)

Y3 =kedalaman aliran yang segera menuju keadaan konstan (m)

2.2 Peralatan Yang Dipakai

1) Pintu air.

2) Saluran terbuka.

3) Tandon air sebagai bak tampungan air sementara.

4) Pompa air untuk memompa air dari tandon air

5) Motor listrik menjalankan sirkulasi air (pompa air)

6) Meteran taraf untuk menggukur tinggi muka air.

7) Seperangkat alat current metre untuk mengetahui jumlah putaran baling-baling.

8) Kabel untuk menghubungkan alat current metre dengan aliran listrik.

9) Penggaris untuk mengukur dimensi pintu air dan tinggi mbukaan pintu.

12

2.3 Cara Kerja.

1) Ukur tebal pintu air (t) dan panjang pintu air (b) dengan menggunakan

penggaris kemudian pasang pintu air dengan kuat di saluran pada posisi alat

yang ditentukan.

2) Ukur tinggi bukaan pintu air (a) dengan menggunakan penggaris .

3) Tentukan posisi pengamatan yang dilakukan pada bagian hulu dan bagian hilir

alat ukur.

4) Alirkan sebuah harga debit dengan menekan tombol on pada motor listrik dan

atur katup pengaru aliran,kemudian tunggu sebentar sampai aliran dalam

keadaan konstan.

5) Ukur kedalaman aliran pada posisi pengamatan yang telah ditentukan dengan

menggunakan meter taraf ,di mana dasar saluran untuk setiap posisi pengamatan

sama dengan nol.

6) Tentukan jumlah putaran baling-baling per satuan waktu dengan menggunakan

current metre untuk setaiap posisi pengamatan yang ditentukan .pengukuran

dilakukan pada bagian tengah,artinya letak baling-baling current metre tepat

pada 1/6 kedalaman aliran dari muka air.

7) Ulangi langkah 5 dan 6 kondisi debit yang berlainan dengan memutar katup

pengatur aliran ,lalu menunggu hingga kondisi aliran dalam keadaan konstan.

2.4 Tugas

Hitung besar aliran yang melalui pintu air mengenai koefisien kontraksi

(Cc).koefisien kecepatan (Cv) dan kemudian koefisien debit (Cd)

Tentukan jenis aliran bebas atau aliran tenggelam .

Hitung gaya-gaya yang bekrja pada pintu air .

Hitung energi spesifik yang terjadi dan energi spesifik minimum.

Tentukan tipe loncatan hidrlis dan hitung panjang panjang lonjatannya.

Gambar kurva energi spesifik ,yaitu hubungan antara tinggi muka air dengan

energi spesifik.

Gambar profil memanjamg aliran dengan memasukkan harga kedalaman air

,tinggi energi dan posisi pengamatan.

Gambar hubungan antara Cv,Cc dengan a/y1.

Gambar hubungan antara F1 3/F3 dengan a/y1

Selesaikan tugas no 1-9 untuk setiap kondisi debit yang lain.

13

BAB III

PEMBAHSAN DAN ANALISA DATA

3.1 Analisa Pengaliran Melalui Pintu Air Debit I

Berdasarkan percobaan yang dilakukan telah diketahui dan ditetapkan:

Tebal pintu air =1.7 cm

Waktu perhitungan curret meter (t) = 10 detik

Gravitasi (g) =9,81 m/det2=981 cm/det2

Tinggi bukaan pintu air (a) = 4.5 cm

Lebar pintu air (b) = 15 cm

Hasil perhitungan

Debit I (Tinggi muka air di hulu pintu air =12 cm)

Qrerata =20

823.887= 41.194 cm3/det

NO

Posisi (cm)

tinggi Muka Air

(Cm)

Pembacaan Current Meter (cm/dt)

Vrata-rata

(cm/dt) A (cm²) Q(cm3/dt) hf (cm) H

(Cm) V1 V2 V3

1 170 8.6 0.307 0.29 0.299 0.299 129.000 38.528 0.00005 8.60005

2 180 8.6 0.315 0.299 0.307 0.307 129.000 39.603 0.00005 8.60005 3 190 8.7 0.315 0.307 0.315 0.312 130.500 40.760 0.00005 8.70005

4 200 8.7 0.315 0.307 0.299 0.307 130.500 40.064 0.00005 8.70005 5 210 8.9 0.315 0.315 0.299 0.310 133.500 41.341 0.00005 8.90005

6 220 8.8 0.324 0.307 0.315 0.315 132.000 41.624 0.00005 8.80005 7 230 9 0.319 0.307 0.299 0.308 135.000 41.625 0.00005 9.00005

8 240 9.3 0.349 0.332 0.334 0.338 139.500 47.198 0.00006 9.30006

9 250 5.5 0.249 0.232 0.257 0.246 82.500 20.295 0.00003 5.50003 10 255 6 0.49 0.465 0.473 0.476 90.000 42.840 0.00012 6.00012

11 260 6.7 0.43 0.407 0.398 0.412 100.500 41.440 0.00009 6.70009 12 265 7 0.43 0.382 0.398 0.404 105.000 42.420 0.00008 7.00008

13 270 7.5 0.43 0.398 0.407 0.412 112.500 46.388 0.00009 7.50009 14 280 7.5 0.40 0.398 0.407 0.401 112.500 45.113 0.00008 7.50008

15 290 7.6 0.37 0.365 0.365 0.368 114.000 41.914 0.00007 7.60007

16 300 7.6 0.37 0.365 0.365 0.368 114.000 41.914 0.00007 7.60007 17 310 7.6 0.37 0.365 0.365 0.368 114.000 41.914 0.00007 7.60007

18 320 7.8 0.37 0.365 0.365 0.368 117.000 43.017 0.00007 7.80007 19 330 7.7 0.37 0.349 0.349 0.354 115.500 40.926 0.00006 7.70006

20 340 7.8 0.40 0.373 0.382 0.384 117.000 44.967 0.00008 7.80008 jumlah Q 823.887

Q RATA-RATA 41.194

14

Cc =a

y2

=4.5

5,5= 1,222

Cv = 1y

a

=3,9

4.5= 0,484

Cd =

))1

..(1(

.

2

y

Cca

CvCC

=

))3,9

)222,1).(5,4((1(

)484,0).(222,1(

2

= 0,73

Csf =1..2. ygab

Qr

=3,9.981.2)5,4)(15(

41.194

= 0.0045

a

y1 =

5,4

3,9= 2.067

Gaya-gaya yang bekerja pada pintu air :

F1 =0,5. .g.y12

= 0,5 . 1 . 981 . (9,3)2

= 42423.35 gr/det2

F2 = 0,5. .g.y22

= 0,5 . 1 . 981 . (5,5)2

= 14837.63 gr/det2

F3 = 0,5. .g.)21(

)21( 3

yy

yy

= 0,5.1.981.)5,53,9(

)5,53,9( 3

= 1818.562 gr/det2

F31 = F1-F2

= 42423.35 - 14837.63

= 27585.72 gr/det2

3

31

F

F=

563.1818

27585.72= 15.169

= 15.169 > 1.Dengan demikian maka pintu akan mampu menahan gaya tekanan aliran air

terhadap pintu.

Perhitungan Kedalaman

E1 = )2

(12

g

VIy

= 9.3 +(981.2

(0.476)^2)

= 9.30 cm

E2 = y2 + ( )2

2 2

g

V

= 5,5 +(981.2

246.0 2

)

= 5.50 cm

Yc = 32

2

.gb

Qr

= 32

2

)981()15(

(41.194)

= 0.039 cm2

Y2<Yc,maka jenis aliran yang ada adalah aliran super kritis.

15

Emin = Yc.2

3 = ) 0.039(

2

3 = 0.059 cm

Perhitungan Loncat Air

∆E =2.1.4

)21( 3

YY

YY

= )5,5).(3,9).(4(

)5,53,9( 3

= 0.27

Perhitungan Angka Froude

Fr =yg

V

.

= 5,5.981

476,0 = 0.0065

= 0.0065< 1 maka tipe loncat air yang terjadi adalah tipe

loncat.

3.2 Analisa Pengaliran Melalui Pintu Air Debit II



Waktu perhitungan curret meter (t) =

10 detik

Gravitasi (g) =9,81 m/det2 = 981

cm/det2



Debit II (Tinggi muka air di hulu pintu air =11,5 cm)

No Posisi (cm)

tinggi Muka Air

(cm)


Vrata-rata

(cm/dt)

A (cm²) Q(cm²/dt) hf (cm) H (cm)

1 2 3

1 170 9.2 0.307 0.299 0.307 0.304 138.000 41.998 0.00005 9.20005 2 180 9.3 0.299 0.29 0.29 0.293 139.500 40.874 0.00004 9.30004

3 190 9.2 0.299 0.299 0.299 0.299 138.000 41.262 0.00005 9.20005 4 200 9 0.307 0.307 0.299 0.304 135.000 41.085 0.00005 9.00005

5 210 9.1 0.315 0.299 0.299 0.304 136.500 41.542 0.00005 9.10005

6 220 9 0.315 0.299 0.299 0.304 135.000 41.085 0.00005 9.00005 7 230 9.1 0.315 0.315 0.307 0.312 136.500 42.634 0.00005 9.10005

8 240 9.5 0.315 0.315 0.307 0.312 142.500 44.508 0.00005 9.50005 9 250 6.5 0.407 0.407 0.398 0.404 97.500 39.390 0.00008 6.50008

10 255 6.5 0.448 0.448 0.44 0.445 97.500 43.420 0.00010 6.50010 11 260 7 0.44 0.44 0.423 0.434 105.000 45.605 0.00010 7.00010

12 265 7.3 0.44 0.398 0.398 0.412 109.500 45.114 0.00009 7.30009

13 270 7.5 0.423 0.415 0.407 0.415 112.500 46.688 0.00009 7.50009 14 280 7.7 0.392 0.415 0.407 0.405 115.500 46.739 0.00008 7.70008

15 290 7.8 0.39 0.382 0.382 0.385 117.000 45.006 0.00008 7.80008 16 300 7.5 0.39 0.39 0.39 0.390 112.500 43.875 0.00008 7.50008

17 310 7.5 0.398 0.382 0.382 0.387 112.500 43.575 0.00008 7.50008 18 320 7.6 0.382 0.357 0.365 0.368 114.000 41.952 0.00007 7.60007

19 330 7.9 0.398 0.39 0.39 0.393 118.500 46.531 0.00008 7.90008

20 340 7.9 0.39 0.39 0.375 0.385 118.500 45.623 0.00008 7.90008 jumlah Q 868.503

Q RATA-RATA 43.425

16

Qrerata =20

868.503= 43.425 cm3/det

Cc =a

y2

=5,4

5,6 = 1.444

Cv = 1y

a

=5,9

5,4 = 0.474

Cd =

))1

.(1(

.

2

y

Cca

CvCc

=

))5,9

1.444))(5,4((1(

74)1.444)(0.4(

2

= 1.29

Csf =1..2. ygab

Qr

=5,9.981.25,4.15

43.425

= 0.005

a

y1 =

5,4

5,9= 2.111


F1= 0,5. .g.y12

= 0,5.1.981.9,5 2

=44267.625 gr/det2

F2=0,5. .g.y22

= 0,5.1.981.6,52

= 20723.63 gr/det2

F3 = 0,5. .g.)21(

)21( 3

yy

yy

= 0,5.1.981. )5,65,9(

)5,65,9( 3

= 827.72 gr/det2

F31 = F1-F2

= 44267.625 - 20723.63

= 23543.995 gr/det2

3

31

F

F=

72,827

23543.995 = 28.44

= 28.44 > 1.Dengan demikian maka pintu akan mampu menahan gaya tekanan aliran air

terhadap pintu.


E1 = )2

(12

g

VIy

= 9,5 +(981.2

0.445 2

)

=9,50 cm

E2 = y2 + ( )2

2 2

g

V

= 6,5 +(981.2

0.293 2

)

= 6,50 cm

17

Yc= 32

2

.gb

Q

= 32

2

981.15

43.425

= 0.0085 cm2


Emin = Yc.2

3

= 0.0085.2

3

= 0.0057 cm


∆E =2.1.4

)21( 3

YY

YY

= 5,6.5,9.4

)5,65,9( 3

= 0.109


Fr =yg

V

.

= 5,6.981

0.445= 0.0056

= 0.0056< 1 maka tipe loncat air yang terjadi adalah tipe loncat.

3.3 Analisa Pengaliran Melalui Pintu Air Debit III



Waktu perhitungan curret meter (t) = 10 detik

Gravitasi (g) =9,81 m/det2=981 cm/det2



18

Debit III (Tinggi muka air di hulu pintu air =13)

No Posisi (cm)

tinggi Muka

Air (cm)


Vrata-rata

(cm/dt) A (cm²) Q(cm²/dt) hf (cm) H (cm)

1 2 3

1 170 12.1 0.307 0.299 0.299 0.302 181.500 54.753 0.00005 12.10005

2 180 11.9 0.15 0.307 0.299 0.252 178.500 44.982 0.00003 11.90003

3 190 11.9 0.29 0.282 0.299 0.290 178.500 51.825 0.00004 11.90004

4 200 12 0.307 0.299 0.299 0.302 180.000 54.300 0.00005 12.00005

5 210 12.1 0.315 0.299 0.299 0.304 181.500 55.237 0.00005 12.10005

6 220 12 0.307 0.307 0.307 0.307 180.000 55.260 0.00005 12.00005

7 230 11.9 0.315 0.307 0.307 0.310 178.500 55.276 0.00005 11.90005

8 240 12.2 0.398 0.39 0.373 0.387 183.000 70.821 0.00008 12.20008

9 250 6 0.416 0.639 0.581 0.545 90.000 49.080 0.00015 6.00015

10 255 7 0.531 0.531 0.315 0.459 105.000 48.195 0.00011 7.00011

11 260 7.5 0.456 0.465 0.432 0.451 112.500 50.738 0.00010 7.50010

12 265 8 0.448 0.423 0.44 0.437 120.000 52.440 0.00010 8.00010

13 270 8.5 0.473 0.432 0.448 0.451 127.500 57.503 0.00010 8.50010

14 280 8.7 0.448 0.432 0.415 0.432 130.500 56.333 0.00009 8.70009

15 290 8.8 0.415 0.415 0.415 0.415 132.000 54.780 0.00009 8.80009

16 300 8.9 0.423 0.415 0.398 0.412 133.500 55.002 0.00009 8.90009

17 310 8.3 0.448 0.448 0.423 0.440 124.500 54.739 0.00010 8.30010

18 320 8.3 0.465 0.44 0.465 0.457 124.500 56.855 0.00011 8.30011

19 330 8.5 0.465 0.448 0.448 0.454 127.500 57.843 0.00010 8.50010

20 340 8.5 0.48 0.44 0.448 0.456 127.500 58.140 0.00011 8.50011

jumlah Q 1094.098

Q RATA-RATA 54.705

Qrerata =20

1094.098= 54.705 cm3/det

Cc =a

y2

=5,4

6= 1.33

Cv = 1y

a

=2,12

5,4= 0.37

Cd =

))1

.(1(

.

2

y

Cca

CvCc

=

))2,12

)33,1)(5,4((1(

)37,0)(33,1(

2

= 0.65

Csf =1..2. ygab

Qr

=2,12.981.25,4.15

54.705

=0.0052

19

a

y1 =

5,4

2,12= 2.71


F1 = 0,5. .g.y12

= 0,5.1.981.12,22

= 73006.020 gr/det2

F2 = 0,5. .g.y22

= 0,5.1.981.62

= 17658 gr/det2

F3 = 0,5. .g.)21(

)21( 3

yy

yy

= 0,5.1.981. )62,12(

)62,12( 3

= 6422,12 gr/det2

F31= F1-F2

=73006.020 - 17658

= 55348.02 gr/det2

3

31

F

F=

12,6422

55348.02= 8.62

= 8.62> 1.Dengan demikian maka pintu akan mampu menahan gaya tekanan aliran air

terhadap pintu.


E1 = )2

(12

g

VIy

= 12,2 +(981.2

0.545 2

)

= 12,20 cm

E2 = y2 + ( )2

2 2

g

V

= 6 +(981.2

0.252 2

)

=6,0 cm

Yc = 32

2

.gb

Q

= 32

2

981.15

54.705

= 0.24 cm2


Emin = Yc.2

3

= 24,0.2

3

= 0.16 cm


∆E =2.1.4

)21( 3

YY

YY

= 6.2,12.4

)62,12( 3

=0.814


Fr =yg

V

.

= 2,12.981

545,0= 0.005

= 0.005 < 1 maka tipe loncat air yang terjadi adalah tipe loncat.

20

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari Hasil percobaan pintu air dapat disimpulkan bahwa:

percobaan pintu air debit I

Pada percobaan pintu air debit I diperoleh besarnya aliran yang melalui pintu air

dengan: Cc = 1.222, Cv = 0.484, dan Cd = 0.7 . Dan gaya yang bekerja adalah: F1 = 42423.35

gr/det2 , F2 = 14837.63 gr/det2 dan F3 = 1818.562 gr/det2

F> 1,Berarti pintu air minum mampu menahan gaya yang ditimbulkan oleh tekanan air:

Fr > 1,berarti loncatan air yang terjadi adalah tipe undular jump.

Serta Energi spesefik yang didapat adalah: E1 = 9.30 cm, E2 = 5.50 cm, dan E min = 0.059 cm

Y2<Yc,maka tipe aliran pada percobaan pintu air debit I adalah aliran super kritis.

percobaan pintu air debit II

Pada percobaan pintu air debit II diperoleh besarnya aliran yang melalui pintu air debit

I dengan :Cc = 1.444, Cv =0.474, dan Cd = 1.29. Dan gaya yang bekerja adalah : F1 = 44267.625

gr/det2 , F2 = 20723.63 gr/det2, dan F3 = 827.72 gr/det2



Serta Energi spesefik yang didapat adalah: E1 = 9,50 cm, E2 = 6,50 cm,dan E min = 0.0057 cm

Y2<Yc,maka tipe aliran pada percobaan pintu air debit II adalah aliran super kritis.

percobaan pintu air debit III

Pada percobaan pintu air debit III diperoleh besarnya aliran yang melalui pintu air debit

I dengan : Cc = 1.33, Cv = 0.37, dan Cd = 0.65, dan Gaya yang bekerja adalah: F1=73006.020

gr/det2, F2 = 17658 gr/det2, dan F3 = 6422,12 gr/det2



Serta Energi spesefik yang didapat adalah: E1 = 12,20 cm, E2 = 6,0 cm, dan E min = 0.16 cm

Y2<Yc,maka tipe aliran pada percobaan pintu air debit III adalah aliran super kritis.b

Aliran yang terjadi dibelakang pintu adalah jenis aliran tenggelam.

4.2 Saran

Dalam Praktikun Hidrolika kami selaku mahasiswa yang ikut dalam praktikum ini kurang

begitu puas, karena peralatan yang digunakan cukup relatir terbatas. Tentu saja hal ini

menghambat mahasiswa yang melakukan praktikum dan tentunya menyita waktu.Oleh karena

itu, kami menghimbau dan menyarankan agar hendaknya pada praktikum selanjutnya alat yang

digunakan harus memadai, agar mahasiswa yang melakukan praktikum merasa puas.

21

DAFTAR PUSTAKA

Kornelius Foa dkk. 2015. Teknik Sipil. Lapran Praktikum Hidrolika.Bab 1. Universitas

Tribhuwana Tunggadewi Malang.

Bambang Triadmojo, Hidrolika I & II, beta Offset, yogyakarta

Myblogcii.2013:http://Myblogcii.blogspot.com/2013/06/contoh/laporan/praktikum/hidrolika.

html

Scribd.2013:http://www.scribd.com/doc/237023897//laporan-hidrolika#scribd

Lab Hidrolika.2016.Teknik Sipil.Praktikum Hidrolika.Universitas Tribhuwana Tunggadewi

malang

22

Pembacaan Current Meter di Hilir Pengukuran Tinggi Air di Hilir

Pembacaan Current Meter di Hulu Pengukuran Tinggi Air di Hulu

LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIKA PINTU AIR BAB 1-4

Internet