modul 2 b.10

7/23/2019 MODUL 2 B.10

http://slidepdf.com/reader/full/modul-2-b10 1/17

PENGALIRAN DIATAS VEE NOTCH KELOMPOK X GROUP B

YUSTINA SARJANI S. MUHAM TRISNA HADI

110424006 110424020

EKSPERIMEN 2

KARAKTERISTIK PENGALIRAN

DI ATAS “VEE NOTCH”

1. TUJUAN PERCOBAAN

Menyelidiki hubungan antara ketinggian muka air di atas tepi ambang dan

debit pengaliran yang melalui vee notch.

Menentukan koefisien debit pengaliran yang melalui vee notch.

2. PERALATAN

Hydraulic Bench

Hook and Point Gauge

Vee Notch

Stopwatch

3. DASAR TEORI

Gambar 2.1 Alat Hydrauli c Bench

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

Peluap dapat dibagi dalam beberapa kategori yaitu :

1. Berdasarkan tebal ambang peluap di bagi menjadi :

a. Peluap ambang lebar, apabila t > 0.66 H

Gambar 2.2 Peluap Ambang Lebar

b. Peluap ambang tipis, apabila t < 0.5 H

Gambar 2.3 Peluap Ambang Tipis

2. Berdasarkan bidang tekan peluap di bagi menjadi :

a. Peluap tertekan penuh, apabila lebar peluap sama dengan lebar kolam atau saluran.

Gambar 2.4 Peluap Tertekan Penuh

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

b. Peluap konstraksi samping, apabila panjang peluap tidak sama dengan lebar kolam.

Gambar 2.5 Peluap Kontraksi Samping

3. Berdasarkan elevasi muka air di hilir peluap di bagi menjadi :

a. Peluap terjunan, apabila muka air hilir dibawah puncak peluap.

Gambar 2.6 Peluap Terjunan

b. Peluap terendam, apabila muka air hilir diatas puncak peluap.

Gambar 2.7 Peluap Terendam

4. Berdasarkan bentuk, peluap di bagi menjadi :

a. Segi empat

Gambar 2.8 Peluap Segi Empat

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

b. Segitiga

Gambar 2.9 Peluap Segi Tiga

c. Trapesium

Gambar 2.10 Peluap Tr apesium

Vee Notch

“Vee Notch” biasanya digunakan untuk mengamati suatu perubahan pada suatu saluran

yang kecil. Bila debit aliran pada saluran relatif kecil, penyelidikan dengan menggunakan

bendung segitiga, atau yang bertakik V adalah sangat efisien, sebab hasil yang diberikan akan

lebih teliti dari pada memakai bendung berpenampang segi empat.

Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di laboratorium, yang

hasil pengukuran tersebut menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan debit.

Gambar 2.11 Potongan Memanjang & Melintang

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

a. Denah aliran

Gambar (2-12) Denah Ali ran

b. Tampang melintang

Gambar (2-13) Tampang Meli ntang

c. Tampang memanjang

Gambar (2-14) Tampang Memanjang

Dikarenakan adanya tekanan pada permukaan air akibat adanya perbedaan pada

kerapatan udara dan air, dan juga akibat gaya gesekan pada dinding saluran (dasar maupun

tebing saluran) maka kecepatan aliran pada suatu potongan melintang saluran tidak seragam.

Ketidakseragaman ini juga dipengaruhi oleh bentuk tampang melintang saluran, kekasaran

saluran, dan lokasi saluran (saluran lurus, dan pada belokan).

Kecepatan maksimum umumnya terjadi pada jarak 0.05 – 0.25 dikalikan kedalaman air

yang di hitung dari permukaan.namun pada aliran yang sangat lebar dengan kedalaman

dangkal ( shallow), kecepatan maksimum terjadi pada permukaan air. Makin sempit saluran

maka kecepatan maksimumnya semakin dalam. Berikut beberapa kontur kecepatan air untuk

beberapa macam potongan melintang.

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

a. Rectangular Notch


b. Vee Notch


c. Saluran Tipe Trapesium


Besarnya aliran air dapat di hitung dengan berbagai cara. Untuk sungai-sungai kecil dan

alur-alur buatan dapat dengan mudah di ukur dengan penggunaan bendung atau tabung jenis

venture. Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di laboratorium, yang

menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan debit.

Untuk mendapatkan hasil yang teliti perlu diperhatikan hal-hal seperti permukaan

bending bagian hulu yang harus vertikal dan tegak lurus terhadap alurnya. Ketinggian H yang

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

harus di ukur cukup jauh dari hulu bending. Ini di maksud untuk menghindari pengaruh

kalengkungan permukaan air di dekat bendung tersebut.

Gambar (2-18) Dimensi Potongan M elintang

Bila debit aliran pada saluran relatif kecil, penyelidikan dengan menggunakan

bendung segitiga, atau yang bertakik V adalah sangat efisien, sebab hasil yang diberikan akan

lebih teliti dari pada memakai bendung berpenarnpang segi empat.

Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di Iaboratorium, yang

hasil pengukuran tersebut menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan debit.

Dari gambar di atas, menurut persamaan Bernouli berlaku:

h g

V

g

V

g V h H

g V H

22

22

2

2

2

1

2

21

2

11

Maka :

g

V h g V

22

2

1

2

Dengan mengambil bagian dari segmen h , maka :

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

23

23

222

15

4

22

2

1

2

1

0

2

1

0

2

2

g

V

g

V h g q

g

V h g q

dhV q

dhV dq

h

h

Karena V1 sangat kecil, maka

dapat diabaikan, sehingga :

2

3

2

15

4h g q

Jika lebar saluran adalah2

tan2 h B , maka:

2

tan215

8

2tan22

15

4

.

2

5

2

3

h g Q

hh g Q

q BQ

Karena bentuk dari Notch dan hasil percobaan, maka hasil pengujian harus dikalikan

dengan suatu koefisien debit (Cd ). Sehingga Q aktual menjadi :

Q =15

8 g .2 H 5/2. Cd tan

2

Dari persamaan di atas nilai Cd ditentukan menjadi :

Cd =)2/tan(..28

.15

2/5 H g

Q

Dimana :

Cd = Koefisien Debit

Q = Debit Pengaliran

B = Lebar “Notch”

H = Tinggi air di atas bagian bawah “Notch”

θ = Sudut Vee

g = Percepatan Gravitasi

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

Peluap adalah bukaan yang biasanya berada pada sisi-sisi saluran atau kolam yang berfungsi

untuk mengukur debit pengaliran.

Gambar 2.19 Dimensi Potongan Meli ntang

Suatu pias setebal dh pada jarak h dari muka air, dan apabila lebar saluran tersebut adalah:

b = 2(H - h) tan (

)

Luas pias adalah :

dA = 2(H - h) tan (

) dh

Kecepatan air melalui pias

V = gh.2

Debit aliran melalui pias :

dQ = Cd. dA. gh.2

dQ = Cd 2(H - h) tan (

) dh gh.2

Integrasi persamaan tersebut untuk mendapatkan debit aliran melalui peluap,

Q = 2 Cd tan (

) g .2 (H-h) h1/2dh

Q = 2 Cd tan (

) g .2 H. h1/2- h3/2dh

Q = 2 Cd tan ( ) g .2 [

Hh3/2-

h5/2 ]0 H

Q = 2 Cd tan (

) g .2 [

H 5/2-

H 5/2 ]

Q =

Cd tan (

) g .2 H 5/2

Apabila sudut α = 90o , Cd = 0.6, g = 9.81 maka :

Q = 1.417. H 5/2

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

4. PROSEDUR

4. Siapkan peralatan seperti terlihat pada gambar di atas.

5. Alirkar air ke dalam saluran sampai air mengalir di atas pelat

peluap.

6. Tutup Control Valve dan biarkan air menjadi stabil.

7. Atur Vernier Height Gauge ke suatu batas bacaan dengan

menggunakan puncak Hook .

8. Alirkan air ke dalam saluran dan atur Flow Control Valve untuk

mendapatkan tinggi “H” yang diinginkan, diawali dengan 19

mm dan dinaikkan secara bertahap setiap 2 mm.

9. Setelah ujung Hook tepat berada pada permukaan air yang

diinginkan dan aliran telah stabil, ukur debit air yang mengalir

dengan membaca volume pada volumetric tank dan waktu

dengan menggunakan stopwatch.

10. Hasil pembacaan dan pengukuran tersebut diisikan pada lembar

data.

5. HASIL DAN PERHITUNGAN

PENGALIRAN DI ATAS “VEE NOTCH”

NoVolume

(Liter)

Waktu

(Detik)

H

(mm)

Q

(mm3/dtk)H5/2 Cd Q2/3

Log

Q

Log

H

1 0.5 9.32 19 53648.67 1573.56 0.46 1422.45 4,73 1.28

2 0.5 7.26 21 68870.52 2020.92 0.46 1680.18 4,84 1.32

3 0.5 5.36 23 93282.58 2536.99 0.49 2056.85 4,97 1.36

4 1 8.30 25 120481.93 3125 0.52 2439.39 5.08 1.40

5 1.5 9.15 27 163934.43 3787.99 0.58 2995.34 5.21 1.43

Lebar Weir : 30 mm

θ : 90 o

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

PERHITUNGAN

Data no.1

1. Q =waktu

Volume=

t

V =

32.9

5.0= 0.053648 Liter/detik = 53648.07 mm3 /detik

2. H 5/2 = 1573.56 mm

3. Cd =)2/tan(..28

.152/5

H g

Q=

45tan.56.1573).9810.2(8

)53648.07.(15= 0.46

4. Q2/3 = 1422.45 mm3 /detik

5. Log Q = 4,73 mm3 /detik

6. Log H = 1,28 mm

Data no.2

1. Q =waktu

Volume=

t

V =

26.7

5.0= 0.06887052 Liter/detik = 68870.52mm3 /detik

2. H 5/2 = 2020.92 mm

3. Cd =

)2/tan(..28

.15

2/5 H g

Q=

45tan92.2020).9810.2(8

)68870.52.(15= 0.46

4. Q2/3 = 1680.18 mm3 /detik


6. Log H = 1,32 mm

Data no.3

1. Q =

waktu

Volume=

t

V =

36.5

5.0= 0.09328358 Liter/detik = 93283.58 mm3 /detik

2. H 5/2 = 2536.99 mm

3. Cd =)2/tan(..28

.15

2/5 H g

Q=

45tan.56.1573).9810.2(8

)53648.07.(15= 0.49

4. Q2/3 = 2056.85 mm3 /detik


6. Log H = 1,36 mm

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

Data no.4

1. Q =waktu

Volume=

t

V =

30.8

1= 120481.93 mm3 /detik

2. H 5/2 = 3125 mm

3. Cd =)2/tan(..28

.152/5

H g

Q=

45tan.3125).9810.2(8

)120481.93.(15= 0.52

4. Q2/3 = 2439.39 mm3 /detik

5. Log Q = 5.08 mm3 /detik

6. Log H = 1,40 mm

Data no.5

1. Q =waktu

Volume=

t

V =

15.9

5.1= 163934.43 mm3 /detik

2. H 5/2 = 3787.99 mm

3. Cd =

)2/tan(..28

.15

2/5 H g

Q=

45tan.99.3787).9810.2(8

) 163934.43.(15= 0.58

4. Q2/3 = 2995.34 mm3 /detik

5. Log Q = 5.08 mm3 /detik

6. Log H = 1.43 mm

Maka Cd rata-rata :

Cd = ∑

=

= 0.504

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

6. GRAFIK

(19, 1422.45)

(21; 1680.18)

(23, 2056.85)

(25, 2439.39)

(27, 2995.34)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

19 21 23 25 27

Hubungan Antara H Dan Q2/3

(19; 53648.07)

(21; 68870.52)

(23; 93283.58)

(25; 120481.93)

(27; 163934.43)

0

20000

40000

60000

80000100000

120000

140000

160000

180000

19 21 23 25 27

Hubungan Antara Q Dan H

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

(19; 0.46) (21; 0.46)

(23; 0.49) (25; 0.52)

(27; 0.58)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

19 21 23 25 27

Hubungan Antara H Dan Cd

(1.28, 4.73)

(1.32, 4.84)

(1.36, 4.97)

(1.4, 5.08)

(1.43, 5.21)

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

4.9

5

5.1

5.2

5.3

1.28 1.32 1.36 1.4 1.43

Hubungan Antara Log Q Dan Log H

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

7. GAMBAR ALAT

Hydraulic Bench

Vee Notch Hook and Point Gauge

Stop Watch

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

8. APLIKASI

Aplikasi dilapangan untuk pengaliran jenis rectangular notch banyak dijumpai di

saluran drainase dan irigasi. “Vee Notch” dalam prakteknya digunakan untuk mengukur

besarnya debit suatu aliran, misalnya pada model pengolahan limbah. Besarnya debit yang

mengalir pada system pengolahan limbah di ukur untuk mengetahui besarnya konsentrasi

zat pencemar yang terkandung dalam keseluruhan limbah.

Gambar (2-20) Apli kasi Lapangan

9. KESIMPULAN

Harga koefisien debit (Cd ) tidak konstan untuk setiap pengaliran di atas Vee Notch,

dari hasil eksperimen terlihat hasil yang berbeda-beda dan tidak stabil.

Harga Cd rata-rata untuk percobaan Vee Notch ini adalah 0.504

Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara H dan Q2/3 adalah berbanding lurus,

semakin tinggi nilai H maka semakin tinggi pula nilai Q2/3.

7/23/2019 MODUL 2 B.10




110424006 110424020

Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara Q dan H adalah berbanding lurus,

semakin tinggi nilai H (tinggi muka air) maka semakin tinggi pula nilai Q (debit yang

dialirkan).

Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara H dan Cd adalah fluktuatif (tidak

konstan).

Dari grafik di dapat bahwa hubungan antara log Q dan log H adalah berbanding lurus,

semakin tinggi nilai log Q maka semakin tinggi pula nilai log H.

Ketidak akuratan data dipengaruhi oleh :

1. Kalibrasi alat

2. Kurang cermat dalam pembacaan alat saat praktikum (human error).

modul 2 b.10

Documents