PERCOBAAN B : DEBIT ALIRAN YANG MELALUI “ SLUICE GATE “

Gambar 5. Penampang Aliran

Vo = Vo rerata pada tabung pitot

V1 = V1 rerata pada tabung pitot

Tabel 22. Data Hasil Percobaan

No Yg Yo Y1

(m) (m) (m)1 0,014 0,082 0,011502 0,012 0,082 0,010103 0,010 0,082 0,008804 0,008 0,082 0,00730

3.2.1 Pengolahan Data

Untuk Y0 tetap

Tabel 23. Perhitungan Aliran Kecepatan

No ho

(m)

h1

(m)

Kanan Tengah Kiri Kanan Tengah Kiri

1 0,012 0,015 0,018 0,049 0,055 0,053

2 0,015 0,011 0,017 0,060 0,060 0,065

3 0,008 0,013 0,012 0,066 0,060 0,065

4 0,009 0,010 0,009 0,071 0,069 0,067

- Perhitungan kecepatan

Y0

V0

H0atau E0

Yg

Garis Head Total

H1 atau E1

Y1

v 0

2g

Q

V12

2g

Kecepatan aliran dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

V = Cp √2g . hDengan : V = Kecepatan aliran (cm/dt)

Cp = Koefisien pitot = 0,98 s/d 1,00

g = Percepatan gravitasi (981 cm/dt2)

h = Ketinggian rerata

Contoh perhitungan adalah sebagai berikut :

V = Cp √2g . h

= 0,98 √2 . 9,81. 0,002

= 0 ,98 √0 ,0392

= 0 ,98 . 0 ,1981

= 0 ,1941

Tabel 24. Kecepatan Aliran pada Tabung pitot

No Vo V1

  (m/dt) (m/dt)1 0,1941 1,32382 0,2745 1,2693

3 0,2912 0,95104 0,3219 0,6654

- Perhitungan energi spesifik dan kedalaman kritis

Rumus yang digunakan adalah :

Keterangan :

g

VYE

2

20

00

g

VYE

2

21

11

E = Energi Spesifik

V = Kecepatan Aliran (cm/dt)

Yo = Kedalaman Air sebelum Pintu Air ( cm)

Y1 = Kedalaman Air sesudah Pintu Air (cm)

Vo = Kecepatan Aliran sebelum melalui Sluice Gate

V1 = Kecepatan Aliran setelah melalui Sluice Gate

Q = Debit

Contoh perhitungan :

V0 = 0,2879 m/dt

V1 = 0,4264 m/dt

E0 = Y0 +

( V 02

2 g ) = 0 ,082 + (0,51422

2 x 9 ,81 ) = 0,0955 m

E1 = Y1 +

( V 12

2 g ) = 0 ,0115 + (0,94612

2 x 9 ,81 ) = 0,0571m

Tabel 25. Perhitungan Energi Spesifik Dan Kedalaman Kritis dengan Yo Tetap

`

No

Yg

(m)

[1]

Yo

(m)

[2]

Y1

(m)

[3]

Q

(m3/dt)

[4]

Vo

(m/dt)

[5]

V1

(m/dt)

[6]

Vo2/2g

(m)

[7]

V12/2g

(m)

[8]

Eo

(m)

[9]

E1

(m)

[10]

1 0,01

4

0,082 0,0115 0,00080 0,5142 0,9461 0,01348 0,046 0,0955 0,0571

2 0,01

2

0,082 0,0101 0,00076 0,5029 1,0250 0,01289 0,054 0,0949 0,0637

3 0,01

0

0,082 0,0088 0,00073 0,4420 1,0411 0,00996 0,055 0,0920 0,0640

4 0,00

8

0,082 0,0073 0,00065 0,4079 1,0828 0,00848 0,060 0,0905 0,0671

Keterangan :

[1] Data [3] Data [5] Data [7] ( [5]2/2*9.81) [9] ( [2]+[7] )

[2] Data [4] Data [6] Data [8] ( [6]2/2*9.81) [10] ( [3]+[8] )

Tabel 26. Perhitungan Nilai Cd Dengan YoTetap Dan Q Berubah

No  

Q Yg Yo Y1 Yg/Yo 

Cc 

Cc*Yg 

Pengaliran 

Cd (m3/dt) (m) (m) (m)

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

1 0,00080 0,014 0,082 0,0115 0,171 0,6030,0084

4 Tenggelam 0,611

2 0,00076 0,012 0,082 0,0101 0,146 0,6040,0072

5 Tenggelam 0,673

3 0,00073 0,010 0,082 0,0088 0,122 0,6050,0060

5 Tenggelam 0,776

4 0,00065 0,008 0,082 0,0073 0,098 0,6060,0048

5 Tenggelam 0,865

Keterangan :

Bila Y1> Cc.Yg maka pada kondisi aliran Bebas

Bila Y1< Cc.Yg maka pada kondisi aliran Tenggelam

Dimana :

Jika kondisi Aliran Tenggelam maka :

Dan Jika kondisi Aliran Bebas maka :

Tabel 27. Hubungan Antara Yg/Yo dengan Cd

No Yg/Yo Cd1 0,171 0,611

2 0,146 0,673

3 0,122 0,776

4 0,098 0,865

5,0

102 YYgYgb

QCd

5,002 YgCcYgYgb

QCd

0.090 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

Yg/Yo

Cd

Grafik 8. Hubungan Antara Yg/Yo dengan Cd dengan Yo Tetap dan Q Berubah

Tabel 28. PerhitunganNilai Cd DenganYo Tetap Dan Q Tetap

No

Q Yg Yo Y1 Yg/Yo

Cc Cc*Yg Pengaliran Cd(m3/dt) (m) (m) (m)

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

1 0,000800,01

40,08

20,0115 0,171 0,60317

10,0084

4Tenggelam 0,624

2 0,000800,01

20,08

20,0101 0,146 0,60414

60,0072

5Tenggelam 0,721

3 0,000800,01

00,08

20,0088 0,122 0,60512

20,0060

5Tenggelam 0,857

4 0,000800,00

80,08

20,0073 0,098 0,60612

20,0048

5Tenggelam 1,061

Keterangan :

Bila Y1> Cc.Yg maka pada kondisi aliran Bebas

Bila Y1< Cc.Yg maka pada kondisi aliran Tenggelam

Dimana :

Jika kondisi Aliran Tenggelam maka :

Dan Jika kondisi Aliran Bebas maka :

5,0

102 YYgYgb

QCd

Grafik belum diperbaiki

Tabel 29. Hubungan Antara Yg/Yo dengan Cd

No Yg/Yo Cd1 0,171 0,624

2 0,146 0,721

3 0,122 0,857

4 0,098 1,061

0.090 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

Yg/Yo

Cd

Grafik 9. Hubungan Antara Yg/Yo dengan Cd dengan Yo Tetap dan Q Tetap

Tabel 30. Perhitungan Nilai Cd Dengan Yo Berubah Dan Q Tetap

No Q Yg Yo Y1 Yg/Yo

Cc Cc*Yg Pengaliran Cd

(m3/dt) (m) (m) (m)

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]1 0,00080 0,01

40,082 0,0115 0,171 0,603170732 0,00844439 Tenggelam 0,624

2 0,00080 0,012

0,077 0,0101 0,156 0,603766234 0,007245195

Tenggelam 0,747

3 0,00080 0,010

0,072 0,0088 0,139 0,604444444 0,006044444

Tenggelam 0,923

4 0,00080 0,008

0,067 0,0073 0,119 0,605029851 0,004840239

Tenggelam 1,186

5,002 YgCcYgYgb

QCd

Grafik belum diperbaiki

Tabel 31. Hubungan Antara Yg/Yo dengan Cd

No Yg/Yo Cd1 0,171 0,6242 0,156 0,7473 0,139 0,9234 0,119 1,186

0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

Yg/Yo

Cd

Grafik 10. Hubungan Antara Yg/Yo dengan Cd dengan Yo Tetap dan Q Tetap

3.2.2 Pembahasan dan Kesimpulan

3.2.2.1 Pembahasan

1.Penjelasan dari grafik hubungan antara Yg/Yo terhadap nilai Cd.

Untuk Yo tetap

a) Nilai Cd akan semakin kecil jika nilai Q semakin besar

b) Dengan nilai Yo tetap, maka jika Yg besar, nilai Cd semakin kecil sebaliknya jika

nilai Yg kecil maka nilai Cd semakin besar.

Untuk Q tetap

a) Nilai Cd akan semakin besar jika nilai Yo semakin kecil.Pada kedua hubungan antara

Yg/Yo dengan Cd diatas didapatkan pola yang hampir sama, hal ini disebabkan

karena variasi Yg yang sama baik untuk Yo tetap dan Q tetap.

2. Parameter yang paling berpengaruh terhadap nilai Cd, antara lain :

Tinggi bukaan pintu (Yg)

Ketinggian muka air dihulu (Yo)

Debit aliran (Q)

Hal ini sesuai dengan rumus Cd, yaitu :

a. Untuk pengaliran bebas :

Cd =

Q

b×Yg √2×g (Y o−Cc .Yg )

b. Untuk pengaliran tenggelam :

Cd =

Q

b×Yg √2×g (Y o−.Y 1)

Keterangan :

Q = Debit yang melalui pintu ( cm³/dt )

Cd = Koefisien debit

b = Lebar saluran ( 7,8 cm )

g = Percepatan gravitasi ( 981 cm²/dt )

Yg = Tinggi bukaan pintu ( cm )

Grafik apa?

Yo = Tinggi muka air di hulu ( cm )

Cc = Koefisien kontraksi

Pembahasan dan kesimpulan untuk bulletnya

disesuaikan di buku panduan praktikum, pakai (a,b,c,d)

Dari rumus tersebut diatas dapat diketahui bahwa dengan berubahnya nilai Yo dan Yg

akan berpengaruh pada nilai Y1 dan secara langsung akan berpengaruh pada nilai Q yang

pada akhirnya mempengaruhi nilai Cd.

Jika nilai Q besar, maka nilai Cd akan besar dan sebaliknya jika nilai Q kecil, nilai Cd

pun akan kecil.

a. Perbandingan nilai Cd hasil perhitungan dengan penelitian Henry H.R

Nilai Cc dihitung berdasarkan pada tabel keseragaman nilai Cc dengan Yg/Yo menurut

T. Brooke Benjamin. Dari percobaan tersebut diatas ternyata nilai Cd hasil perhitungan

dengan nilai Cd Henry sedikit berbeda.

Hal ini kemungkinan disebabkan karena :

Faktor ketelitian.

Faktor kesabaran sewaktu melakukan percobaan.

Faktor keterbatasan waktu.

b. Penyebab nilai Cc tidak selalu konstan = 0,61 , yaitu :

Karena nilai Cc tidak tergantung pada nilai Yg (tinggi bukaan pintu) dan Yo (tinggi muka air

dihulu). Nilai Cc di hitung berdasarkan pada tabel keseragaman nilai Cc dengan Yg/Yo

menurut T. Brooke Benjamin .

3.2.2.2. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh adalah sebagai berikut :

1. Nilai Yo dan Q memberikan pengaruh terhadapa nilai Cd.

2. Parameter yang paling berpengaruh terhadap nilai Cd :

Tinggi bukaan pintu (Yg)

Ketinggian muka air dihulu (Yo)

Debit aliran (Q)

3. Nilai Cc tidak selalu konstan, melainkan bervariasi bergantung dari nilai Yg/Yo.