modul 4_davin kurniawan_2012041014.pdf
Post on 07-Jul-2018
232 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
1/18
MS-4
PERCOBAAN ALIRAN SALURAN TERBUKA
DENGAN WEIR
LAPORAN PRAKTIKUM TME 344 – PRAKTIKUM KONVERSI ENERGI
Nama : Davin Kurniawan
NIM : 2012-041-014 Kelompok : C-1
Tanggal Praktikum : 15 April 2015
Asisten : Andrean Saputra
LABORATORIUM KONVERSI ENERGI dan ENERGI TERBARUKAN
PRODI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK INDONESIA ATMA JAYA
JAKARTA
2015
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
2/18
I. TUJUAN
Mempelajari karakteristik dan prestasi saluran terbuka dengan weir
pada aliran yang lewat
Memperoleh hubungan head dan debit aliran pada weir segitiga, weir
segiempat, dan weir trapesium.
Menentukan debit teoritis dan debit aktual.
II. TEORI DASAR
Weir adalah bangunan atau bidang yang bertujuan untuk menaikkan
level muka air tanpa mengumpulkan volume air. Perbedaan antara
bendung dan bendungan hanya terletak pada adanya kemampuan untuk
menampung air pada bendungan, sementara pada bendung tidak ada.
Seiring pertumbuhan industri, usaha pemenuhan kebutuhan energi
meningkat sangat pesat. Di samping peningkatan kebutuhan air di bidang
pertanian dan air bersih. Kebutuhan air mendorong usaha pemanfaatan
sungai dengan membangun bendungan dan bendung melintang sungai
secara besar-besaran. Pembangunan bendungan pada dekade river
development sampai sekarang ini telah dilakukan secara besar-besaran
diseluruh dunia.
Pembangunan bendungan di berbagai tempat tersebut masih
dilaksanakan dengan pendekatan sektoral hidraulik murni, dimana masalah
ekosistem sungai belum merupakan faktor yang dipandang penting.
Indikasi dampak yang akan diungkap dalam analisis dampak bendungan
ini adalah interupsi aliran sungai, interupsi ekologi sungai, interupsi
sedimen, efek gangguan, dan lain-lain, di samping indikasi dampak positif berupa konservasi air, irigasi, pembangkit listrik, dan lain-lain.
Demikian juga pembangunan bendung pada dekade river development
masih didasarkan kepada nilai manfaat sektoral saja, yaitu memanfaatkan
air sungai untuk berbagai keperluan manusia, misalnya untuk pembangkit
energi, irigasi, air minum, dan lain-lain. Pada dekade ini belum dipikirkan
dampak ekologi yang akan muncul dari pembangunan bendung tersebut.
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
3/18
Indikasi dampak negatif dari pembangunan bendung adalah interupsi
ekologi sungai dan interupsi transport sedimen sungai.
Dalam pembangunan bendung, baik untuk pembangkit listrik maupun
pengairan, sering dibuat percabangan sungai. Percabangan sungai
didefinisikan sebagai usaha pembuatan alur sungai baru atau kanal baru
yang mengubah atau membagi alur sungai dari alur semula ke alur baru.
Percabangan sungai sering juga dibangun untuk pembangkit listrik.
Indikasi dampak yang diakibatkan dari rekayasa percabangan ini
adalah permasalahan minimum flow pada sungai aslinya. Dalam kaitannya
dengan ekologi sungai, pengambilan air 100% akan menyebabkan
terjadinya gangguan serius terhadap ekologi sungai utama.
Akibat lain dari pembuatan bendung atau bendungan melintang sungai
adalah terjadinya penggenangan di bagian hulu bangunan. Dengan adanya
bendung / bendungan, maka muka air akan naik dan areal genangan akan
melebar selebar tinggi horizontal muka air yang direncanakan.
III. PERALATAN PERCOBAAN
Alat uji aliran slauran terbuka.
Weir segitiga, weir segiempat, dan weir trapesium.
Pompa air.
Stopwatch.
Tabung ukur.
Penyumbat.
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN
1. Pasang salah satu dari 12 weir pada tempat yang telah disediakan
kemudian kunci weir tersebut dengan empat buah baut sampai tidak
memiliki celah antara weir dengan karet sehingga tidak terjadi
kebocoran.
2. Karena alat uji dapat digunakan untuk percobaan aliran 3isband, maka
atur valve yang ada hingga air mengalir ke penampang saluran terbuka
dan tidak melalui aliran 3isband.
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
4/18
3. Hidupkan pompa dan biarkan air mengalir melewati weir hingga aliran
menjadi stabil.
4.
Setelah aliran telah stabil, maka ukur dan catat ketinggian aliran dari
dasar penampang ke permukaan aliran menggunakan ukuran
4isbanding blok pada alat uji.
5. Matikan pompa dan biarkan sisa air yang ada di penampang hingga
tidak mengalir lagi melewati weir . Hal ini berarti bahwa tinggi aliran
air telah sama dengan tinggi weir (y). Dengan demikian, ukur dan catat
kembali tinggi aliran tersebut menggunakan ukuran milimeter blok
pada alat uji.
6.
Hidupkan pompa dan biarkan aliran air stabil kembali.
7. Setelah aliran stabil kemudian tutup lubang penampang dengan
penyumbat karet yang ada hingga air tidak mengalir kembali ke bak
penampung.
8. Catat waktu yang dibutuhkan air sebanyak 5 liter untuk dapat mengalir
melewati weir menggunakan stopwatch. Untuk mengetahui berapa
banyak air yang telah mengalir dapat dilihat pada tabung ukur yang
telah terpasang pada alat uji.
9.
Setelah waktu telah dicatat, maka matikan pompa dan keluarkan karet
penyumbat agar air yang terdapat di penampang mengalir kembali ke
bak penampung.
10. Setelah air di penampang telah kosong kemudian hidupkan pompa dan
ulangi tahapan 6 hingga 9 untuk volume air 10 liter dan 15 liter.
11. Pada masing – masing volume air dilakukan percobaan sebanyak 3 kali
untuk menghindari terjadi kesalahan dalam percobaan.12. Setelah salah satu weir telah selesai dilakukan pengujian, maka
keluarkan weir dengan melepas kembali 4 buah baut yang ada dan
kemudian ganti dengan weir yang lainnya.
13.
Ulangi langkah 1 hingga 12 untuk ke sebelas weir yang lainnya.
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
5/18
V. TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Apa fungsi takik pada percobaan weir ?
Fungsi takik pada percobaan ini adalah sebagai celah bagi air untuk
mengalir dan takik juga bisa berfungsi sebagai pengatur debit air yang
mengalir melalui weir .
2. Jelaskan aplikasi sistem weir !
Aplikasi dari sistem weir yang paling umum adalah pada bendungan.
Pada bendungan weir digunakan untuk membendung dan menahan
aliran dan weir juga bisa digunakan untuk mengatur debit dan juga
head aliran sehingga aliran tersebut bisa dimanfaatkan untuk berbagai
hal lainnya misalnya dimanfaatkan untuk memutar turbin pembangkit
listrik tenaga air.
3.
Mengapa pada percobaan ini digunakan bentuk takik yang berbeda-
beda?
Pada percobaan ini digunakan bentuk takik yang berbeda-beda karena
setiap takik memiliki karakteristik yang berbeda-beda, misalnya debitdan juga head yang dihasilkan oleh setiap bentuk takik juga berbeda-
beda antara yang satu dengan yang lainnya, maka dengan adanya
perbedaan-perbedaan itu praktikan bisa membandingkan dan
menganalisis dampak dari perbedaan-perbedaan tersebut.
VI. LEMBAR DATA, PERHITUNGAN DAN ANALISIS
VI.1 LEMBAR DATA(terlampir)
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
6/18
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
7/18
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
8/18
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
9/18
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
10/18
VI.2 PERHITUNGAN
VI.2.1 RUMUS-RUMUS
1.
Head (H)
H = tinggi aliran –
y [m]
2. Koefisien Discharge (Cd)
Cd = 0.61 + 0.08
3.
Debit Teoritis (Qt)
Weir segitiga : [m3/s]
Weir segiempat : [m3/s]
Weir trapesium :
[m3/s]
4. Debit Aktual (Qa)
[m3/s]
VI.2.2 CONTOH PERHITUNGAN
Pengujian Weir Segitiga (θ = 30˚, data ke-1)
1. Head (H)
H = 0.122 m – 0.077 m = 0.045 m
2. Koefisien Discharge (Cd)
Cd = 0.61 + 0.08
3.
Debit Teoritis (Qt)
= 0.00018 m3/s
4. Debit Aktual (Qa)
= 0.00026 m3/s
Pengujian Weir Segiempat (b = 4 cm, data ke-1)
1. Head (H)
H = 0.101 m –
0.078 m = 0.023 m
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
11/18
2. Koefisien Discharge (Cd)
Cd = 0.61 + 0.08
3.
Debit Teoritis (Qt)
0.00026 m3/s
4. Debit Aktual (Qa)
= 0.00035 m3/s
Pengujian Weir Trapesium (b = 6 cm, θ = 10˚, data ke-1)
1.
Head (H)
H = 0.105 m – 0.088 m = 0.017 m
2. Koefisien Discharge (Cd)
Cd = 0.61 + 0.08
3. Debit Teoritis (Qt)
0.00025 m3/s
4. Debit Aktual (Qa)
= 0.00034 m3/s
Pengujian Weir Trapesium (θ = 25˚, b = 4 cm, data ke-1)
1. Head (H)
H = 0.108 m – 0.092 m = 0.016 m
2. Koefisien Discharge (Cd)
Cd = 0.61 + 0.08
3. Debit Teoritis (Qt)
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
12/18
0.00016 m3/s
4. Debit Aktual (Qa)
= 0.00033 m3/s
VI.2.3 TABEL PERHITUNGAN
o Weir Segitiga
= 30°
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
18.92 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00026
16.38 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00031
17.52 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00029
0.01
39.19 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00026
37.67 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00027
38.23 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00026
0.015
67.57 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00022
64.17 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00023
64.74 0.122 0.077 0.045 0.65675 0.00018 0.00023
= 60°
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
16.02 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00031
16.61 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.0003
16.48 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.0003
0.01
35.19 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00028
37.88 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00026
37.73 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00027
0.015
61.53 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00024
63.7 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00024
62.74 0.114 0.077 0.037 0.64844 0.00023 0.00024
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
13/18
o Weir Segiempat
b = 0.04 m
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
14.43 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00035
14.46 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00035
14.98 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00033
0.01
33.71 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.0003
33.72 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.0003
34.53 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00029
0.015
58.01 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00026
58.33 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00026
58.78 0.101 0.078 0.023 0.63359 0.00026 0.00026
b = 0.06 m
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
15.68 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00032
15.31 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00033
15.16 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00033
0.01
36.95 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00027
34.91 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00029
34.41 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00029
0.015
59.05 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00025
59.12 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00025
58.38 0.096 0.08 0.016 0.626 0.00022 0.00026
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
14/18
o Weir Trapesium
b = 0.06 m = 10°
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
14.61 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00034
16.36 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00031
15.35 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00033
0.01
34.24 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00029
36.09 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00028
35.62 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00028
0.015
59.92 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00025
60.98 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00025
60.67 0.105 0.088 0.017 0.62545 0.00025 0.00025
b = 0.06 m = 20°
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
16.81 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.0003
17.23 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00029
16.27 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00031
0.01
36.8 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00027
36.55 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.0002736.41 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00027
0.015
61.45 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00024
62.2 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00024
61.91 0.105 0.09 0.015 0.62333 0.00021 0.00024
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
15/18
o Weir Trapesium
= 25° b = 0.04 m
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
15.03 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00033
16.84 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.0003
16.13 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00031
0.01
34.38 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00029
36.09 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00028
36.44 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00027
0.015
59.72 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00025
62.23 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00024
61.45 0.108 0.092 0.016 0.62391 0.00016 0.00024
= 25° b = 0.06 m
V t Tinggi aliran y H Cd Qteoritis Qaktual
[m3] [s] [m] [m] [m] [m3/s] [m3/s]
0.005
15.83 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00032
14.77 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00034
15.78 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00032
0.01
36.9 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00027
35.59 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.0002835.58 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00028
0.015
61.63 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00024
60.27 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00025
60.97 0.106 0.089 0.017 0.62528 0.00026 0.00025
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
16/18
VI.3 ANALISIS
Pada percobaan weir ini digunakan delapan buah weir dengan
bentuk yang berbeda-beda, penggunaan weir yang berbeda-beda ini
dilakukan agar praktikan dapat membandingkan dan menganalisis
perbedaan karakteristik dari setiap bentuk weir karena setiap bentuk weir
akan menghasilkan debit dan juga head aliran yang berbeda-beda antara
bentuk weir yang satu dengan yang lainnya.
Misalnya pada percobaan weir segitiga, pada saat weir yang
digunakan adalah weir dengan sudut 30° dihasilkan head aliran sebesar 45
mm dan debit aliran sebesar 0,00018 m3/s sedangkan pada saat weir yang
digunakan adalah weir dengan sudut 60° dihasilkan head aliran sebesar 37
mm dan debit aliran sebesar 0,00023 m3/s.
Pada percobaan weir segiempat, pada saat weir yang digunakan
adalah weir dengan lebar 4 cm dihasilkan head aliran sebesar 23 mm dan
debit aliran sebesar 0,00026 m3/s sedangkan pada saat weir yang
digunakan adalah weir dengan lebar 6 cm dihasilkan head aliran sebesar
16 mm dan debit aliran sebesar 0,00022 m3/s.
Pada percobaan weir trapesium dengan mengganti variable berupa
sudut, pada saat weir yang digunakan adalah weir dengan lebar 6 cm dan
sudut 10° dihasilkan head aliran sebesar 17 mm dan debit aliran sebesar
0,00025 m3/s sedangkan pada saat weir yang digunakan adalah weir
dengan lebar 6 cm dan sudut 20° dihasilkan head aliran sebesar 15 mm
dan debit aliran sebesar 0,00016 m3/s.
Pada percobaan weir trapesium dengan mengganti variable berupa
lebar, pada saat weir yang digunakan adalah weir dengan lebar 4 cm dan
sudut 25° dihasilkan head aliran sebesar 16 mm dan debit aliran sebesar
0,00025 m3/s sedangkan pada saat weir yang digunakan adalah weir
dengan lebar 6 cm dan sudut 25° dihasilkan head aliran sebesar 17 mm
dan debit aliran sebesar 0,00026 m3/s.
Dari data diatas dan dari teori yang telah dipelajari, dapat
disimpulkan bahwa semakin luas atau besar takik pada weir yang
digunakan maka debit aliran yang dihasilkan akan semakin besar dan head
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
17/18
yang dihasilkan akan semakin rendah sebagai akibat dari besarnya debit
aliran yang mengalir, sedangkan semakin sempit atau kecil takik pada weir
yang digunakan maka debit aliran yang dihasilkan akan semakin rendah
dan head yang dihasilkan akan semakin tinggi sebagai akibat dari
rendahnya debit aliran yang mengalir.
Tetapi data dari percobaan yang telah dilakukan tidak sepenuhnya
mendukung teori yang ada dan perhitungan secara teoritis memiliki sedikit
perbedaan dengan keadaan aktual, hal-hal ini disebabkan oleh berbagai
faktor kesalahan, misalnya kesalahan dalam melakukan perhitungan,
kesalahan dalam melakukan pembulatan angka, dan juga kesalahan dalam
melakukan percobaan seperti kesalahan dalam melihat skala untuk
menentukan head , kesalahan karena ketidaktepatan waktu dalam menekan
stopwatch, kesalahan karena adanya kemungkinan kebocoran pada weir
yang digunakan, kesalahan karena aliran yang belum stabil selama
percobaan berlangsung, dan masih banyak lagi faktor-faktor kesalahan
yang menyebabkan kesalahan-kesalahan ini.
VII.
SIMPULAN
Setiap bentuk weir memiliki karakteristik yang berbeda-beda, misalnya
dalam hal debit dan head aliran yang dihasilkan oleh weir tersebut.
Semakin luas atau besar takik pada weir yang digunakan maka debit
aliran yang dihasilkan akan semakin besar dan head yang dihasilkan akan
semakin rendah sebagai akibat dari besarnya debit aliran yang mengalir.
Semakin sempit atau kecil takik pada weir yang digunakan maka debit
aliran yang dihasilkan akan semakin rendah dan head yang dihasilkanakan semakin tinggi sebagai akibat dari rendahnya debit aliran yang
mengalir.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
[1] Munson, Bruce C. (2003). Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.
-
8/18/2019 Modul 4_Davin Kurniawan_2012041014.pdf
18/18
IX. LAMPIRAN
Gambar 9.1. Bendungan air sebagai aplikasi sistem weir
Gambar 9.2. Bentuk-bentuk umum weir
Gambar 9.3. Bentuk-bentuk weir pada percobaan
top related