32Kelompok 13Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010BAB IPERCOBAAN PENDAHULUAN

1. PENDAHULUANa. Latar BelakangPemahaman tentang konsep dasar aliran sangat diperlukan untuk mendapatkan informasi yang benar tentang aliran itu sendiri. Oleh karena itu diperlukan visualisasi yang dapat memperjelaskan pemahaman tentang konsep dasar aliran dalam kesehariannya.Perilaku aliran bermacam-macam. Aliran dapat dibagi berdasarkan tinjauan jarak ataupun waktu. Untuk lebih memahami tipe-tipe aliran, perlu dilakukan percobaan aliran.

b. Maksud dan TujuanMenghitung debit aliran dari volume dan kecepatan.

2. ALAT YANG DIGUNAKANa. Multi purpose teaching flumeb. Point gaugec. Mistar ukurd. Ember plastice. Stop watchf. Gelas ukurg. Pelampung

3. DASAR TEORIKecepatan aliran adalah jarak yang mampu ditempuh oleh partikel zat cair dalam satuan waktu tertentu. Debit aliran adalah jumlah air yang mampu dilewatkan oleh penampung saluran tiap satuan waktu. Hubungan antar debit dan kecepatan aliran:

Keterangan:Q = Debit Aliran (m3/s)V = Kecepetan Aliran (m/s)A = Luas penampang basah saluran (m2)

a. JarakDilihat dari tinjauan ini, aliran dibagi menjadi aliran seragam dan non seragam. Aliran seragam adalah aliran dengan parameter aliran (debit, kedalaman, dan kecepatan) sama dari satu lokasi ke lokasi yang lain. Kondisi ini bisa digambarkan dalam persamaan metematika berikut ini:

Keterangan:Q = Debit aliran (m3/dtk)h = Kedalaman aliran (m)v = Kecepatan aliran (m/dtk)x = Jarak (m)Aliaran non seragam adalah aliran dengan parameter aliran (debit, kedalaman, kecepatan) berebeda dari satu lokasi ke lokasi yang lain. Kondisi ini bisa digambarkan dalam persamaan matematika berikut ini:

Ketererangan:Q = Debit aliran (m3/dtk)h = Kedalaman aliran (m)v = Kecepatan aliran (m/dtk)x = Jarak (m)b. WaktuDitinjau dari waktu, aliran dibagi menjadi aliran steady dan unsteady. Aliran steady adalah aliran dengan parameter alirannya tidak berubah dari waktu ke waktu. Kondisi ini bisa digambarkan dengan persamaan matematika:

Keterangan:Q = Debit aliran (m3/dtk)h = Kedalaman aliran (m)v = Kecepatan aliran (m/dtk)t = waktu (dtk)Aliran unstedy adalah aliran dengan parameter alirannya berubah dari waktu ke waktu. Kondisi ini bisa digambarkan dengan persamaan matematika:

Keterangan:Q = Debit aliran (m3/dtk)h = Kedalaman aliran (m)v = Kecepatan aliran (m/dtk)t = waktu (dtk)c. Lain-lainSelain tipe-tipe di atas, aliran bisa juga dikategorikan menjadi:1) Aliran laminar, turbulen, dan transisi2) Aliran sub kritik, kritik, dan super kritik3) Aliran satu dimensi, dua dimensi, dan tiga dimensi

4. PROSEDUR PERCOBAANa. Alirkan air ke dalam model saluran terbukab. Ukurlah debit saluran dengan menggunakan gelas ukur dan stop watchc. Ukurlah kecepatan aliran dengan menggunakan pelampung dan stop watchd. Catat harga h (kedalaman aliran)e. Amati aliran yang terjadif. Ulangi percobaan diatas dengan debit yang lain5. ANALISA PERHITUNGANa. Hasil Percobaan Konsep Aliran1. Debit Menggunakan Volumea) Pada kondisi bukaan ITable I.1 Hasil Pada Bukaan I menggunakan volumeV (m3)t (dtk)Q (m3/dtk)h (m)

0.000610.750.0008130.035

0.000780.940.0008300.035

0.000720.690.0010430.035

=0.002687

Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan 2009

-Menghitung Debit(Q):Rumus: Q= Q1= = 0.000813 m3/dtQ2= = 0.000830 m3/dt Q3= = 0.0014043 m3/dt -Menghitung Debit Rata-rata (Qrata-rata)Rumus : = = = 0.00089553 m3/dt

b) Pada kondisi bukaan IITable 1.2 Hasil Pada Bukaan II menggunakan VolumeV (m3)t (dtk)Q (m3/dtk)h (m)

0.001531.10.0013910.043

0.001250.910.0013740.043

0.001451.120.0012950.043

=0.004059

Sumber: hasil pengujian dan perhitungan 2009

-Menghitung Debit (Q):Rumus: = = 0.001391 m3/dt = = 0.001374 m3/dt = = 0.001295 m3/dt-Menghitung Debit rata-rata():Rumus: = = = 0.001353 m3/dtk

c) Pada kondisi bukaan IIITable 1.3 hasil pada bukaan III menggunakan volumeV (m3)t (dtk)Q (m3/dtk)h (m)

0.001780.880.0020230.043

0.00190.810.0023460.043

0.001730.870.0019890.043

=0.006357

Sumber: hasil pengujian dan perhitungan 2009Menghitung Debit (Q):Rumus:

= = 0.002023 m3/dt = = 0.002346 m3/dt = = 0.001989 m3/dtMenghitung Debit rata-rata():Rumus: = = = 0.00211897 m3/dtk

2. Debit Menggunakan Kecepatana) Pada kondisi bukaan IS ( m)t (dtk)v (m/dtk)b (m)h (m)A (m2)Q (m3/dtk)

0.10.380.2631580.10150.0350.00355250.000935

0.20.840.2380950.10150.0350.00355250.000846

0.31.250.2400000.10150.0350.00355250.000853

0.741253=0.002633

Sumber: Hasil pengujian dan perhitungan 2009-Menghitung Kecepatan (v):Rumus: v = = = 0.263158 m/dt = = 0.238095 m/dt = = 0.240000 m/dt-Menghitung Kecepatan Rata-rata():Rumus: = = = 0.247084378 m/dt

-Menghitung Luas (A):Rumus: = = = m2-Menghitung Debit (Q):Rumus: Q = Q1== 0.000935 m3/dt Q2== 0.000846 m3/dt Q3 = = 0.000853 m3/dtMenghitung Debit rata-rata ()Rumus := = =0.000878 m3/dt

b) Pada kondisi bukaan IITable 1.5 hasil pada bukaan II menggunakan kecepatanS ( m)t (dtk)v (m/dtk)b (m)h (m)A (m2)Q (m3/dtk)

0.10.370.2702700.10150.0430.00436450.001180

0.20.620.3225810.10150.0430.00436450.001408

0.30.820.3658540.10150.0430.00436450.001597

0.958705=0.004184

Sumber: Hasil pengujian dan perhitungan-Menghitung Kecepatan (v):Rumus : v = = = 0.270270 m/dt= = 0.322581 m/dt= = 0.365854 m/dt-Menghitung Kecepatan Rata-rata():Rumus: = = = 0.319568 m/dt-Menghitung Luas (A):Rumus : A = b*hA = 0.1015 * 0.043 = 0.0043645 m2\

-Menghitung Debit (Q):Rumus: Q = 0.270270 *0.0043645 = 0.001180 m3/dt0.322581 * 0.0043645 =0.001408 m3/dt0.365854*0.0043645 =0.001597 m3/dt-Menghitung Debit rata-rata ():Rumus: = = =0.001395 m3/dtc) Pada kondisi bukaan IIITable 1.6 Hasil Pada Bukaan III menggunakan KecepatanS ( m)t (dtk)v (m/dtk)b (m)h (m)A (m2)Q (m3/dtk)

0.10.250.4000000.10150.0540.0054810.002192

0.20.620.3225810.10150.0540.0054810.001768

0.30.810.3703700.10150.0540.0054810.002030

1.092951=0.005990

Sumber : Hasil Pengujian dan Perhitungan 2009Menghitung Kecepatan():Rumus: m/dt = 0.322581m/dt = = 0.370370m/dt-Menghitung kecepatan rata-rata():Rumus: = = = -Menghitung luas (A)Rumus: A = 0.1015 * 0.054 = 0.005481m2-Menghitung Debit (Q):Rumus: 0.400000*0.005481 = 0.002192m3/dt 0.002192*0.005481 = 0.001768 m3/dt Q3 = 0.370370*0.005481 = 0.002030 m3/dt-Menghitung Debit rata-rata():Rumus: = = = 0.001997 m3/dta) b) 6. GRAFIKTabel 3.1 Jumlah bukaan rata-rata pada tiap kondisiBukaan Q ( m3/dt)v(m/dt)V (m3)

I0.000895530.2470840.000703333

II0.001353060.3195680.00141

III0.002118970.3643170.001803333

7. PEMBAHASANDari hasil grafik dapat disimpulkan:a. Hubungan antara v dan Q adalah berbanding lurus karena semakin besar nilai v maka nilai Q juga semakin besar.b. Hubungan antara V dan Q adalah berbanding lurus kerana semakin besar nilai V maka nilai Q juga semakin besar.

8. KESIMPULANDari percobaan di atas dapat kita pahami konsep aliran dan hubungan antara debit, kecepatan, dan penampang basah aliran.Dari data perhitungan didapat nilai-nilai:Volume rata-rata(Vr): 0.310323 m3Debit rata-rata (Qr): 0.001456 m3/dtKecepatan rata-rata (vr) : 0.310323 m/dt

1