cover laporan hidrolika saluran terbuka* · mata kuliah hidrolika saluran terbuka, serta dapat...

i

COVER LAPORAN HIDROLIKA SALURAN TERBUKA*

*) Cover Diprint Terpisah dari File Ini

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat,

taufik, serta hidayah-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 Pengairan Fakultas Teknik untuk dapat mengikuti ujian

mata kuliah Hidrolika Saluran Terbuka, serta dapat lebih mengenal dan mengetahui

karateristik saluran sesuai dengan teori yang telah diberikan kepada Mahasiswa.

Dalam penyusunan Laporan Praktikum Hidrolika Saluran Terbuka ini penyusun

ingin berterima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Heri Suprijanto, MS., selaku dosen pembimbing dalama penyelesaian

laporan praktikum.

2. Bapak Dr. Very Darmawan, S.T., M.T., Bapak Ir. Dwi Priantoro M.S., Bapak Ir. M.

Janu Ismoyo, MT., Dr. Sumiadi, S.T., M.T selaku dosen mata kuliah Hidrolika Saluran

Terbuka.

3.

Bapak Usman Hadi W. selaku pembimbing selama pratikum.

5. Serta semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan ini.

Penyusun menyadari masih banyak kekurangan dari laporan yang telah kami susun.

Oleh karena itu kami mengharap masukan untuk memperbaiki kekurangan laporan kami

selanjutnya. Akhir kata semoga laporan ini dapat memberikan informasi bagi kita semua

sehingga bermanfaat bagi penyusun dan para pembaca.

Malang, April 2018

Penyusun

4.

Bapak Ir. M. Janu Ismoyo, MT. selaku kepala Laboratorium Hidrolika Dasar.

iii

LEMBAR ASISTENSI

Kelompok : III (TIGA)

Mata Kuliah : Hidrolika Saluran Terbuka

Fakultas/Jurusan : Teknik/Pengairan

Dosen Pembimbing : Ir. Heri Suprijanto, MS

NIP : 19590625 198503 1 003

No Tanggal Revisi Paraf

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM

iv

No Tanggal Revisi Paraf

vi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

LEMBAR ASISTENSI

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

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

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

1.2. Latar Belakang Masalah ...................................................................................................... 2

1.3. Rumusan Masalah ............................................................................................................... 2

1.4. Batasan Masalah .................................................................................................................. 2

1.5. Maksud dan Tujuan ............................................................................................................. 3

1.6. Aturan yang Digunakan ........................................................................................................... 3

1.7. Sistematika Penulisan .......................................................................................................... 4

BAB II TEORI DASAR .................................................................................................................... 5

2.1. Sluice Gate .......................................................................................................................... 5

2.1.1. Penurunan Energi Spesifik Dan Kedalaman Kritis ..................................................... 5

2.1.2. Debit Aliran Yang Melalui Sluice Gate ...................................................................... 6

2.1.3. Loncatan Hidraulik .................................................................................................... 8

2.2. Broad - Crested Weir .......................................................................................................... 9

BAB III METODOLOGI ................................................................................................................ 10

3.1. Waktu dan Tempat Praktikum ............................................................................................... 10

3.2. Alat dan Bahan Praktikum ..................................................................................................... 10

3.3. Cara Kerja .............................................................................................................................. 15

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................................... 17

4.1. Percobaan I: Sluice Gate ................................................................................................... 17

4.1.1. Percobaan A: Penurunan Energi Spesifik dan Kedalaman Kritis ............................. 17

4.1.2. Percobaan B: Debit Aliran yang Melalui Sluice Gate .............................................. 38

4.1.3. Percobaan C: Loncatan Hidraulik ................................................................................... 43

.................................................................................................................................................. 43

4.2. Percobaan II: Broad - Crested Weir .................................................................................. 57

BAB V PENUTUP ........................................................................................................................... 68

6.1. Kesimpulan ....................................................................................................................... 68

6.2. Saran .................................................................................................................................. 69

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................... 71

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Percobaan A ................................................................................................ 13

Tabel 4.2 Perhitungan Debit Percobaan A .......................................................................... 14

Tabel 4.3 Perhitungan Kecepatan Percobaan A .................................................................. 15

Tabel 4.4 Perhitungan Energi Spesifik Percobaan A .......................................................... 16

Tabel 4.5 Kondisi Aliran Y 0 .............................................................................................. 17

Tabel 4.6 Tabel 4.6. Kondisi Aliran Y1

............................................................................. 18

Tabel 4.7 Hubungan Antara Q dan E min ........................................................................... 19

Tabel 4.8 Data Energi Spesifik (Q1 = 0,00073 m3/dt) ......................................................... 20

Tabel 4.9 Data Percobaan B ................................................................................................ 22

Tabel 4.10 Perhitungan Debit ............................................................................................. 23

Tabel 4.11 Tinggi Air Pada Tabung Pitot .......................................................................... 23

Tabel 4.12 Perhitungan Kecepatan .................................................................................... 24

Tabel 4.13 Perhitungan nilai Cd dengan Yo berubah dan Q tetap ....................................... 25

Tabel 4.14 Grafik Antara Cd Dengan Yg/YoUntuk Setiap Q Tetap .................................... 25

Tabel 4.15 Perhitungan Nilai Cd dengan Yo tetap dan Q berubah ...................................... 26

Tabel 4.16 Grafik Antara Cd Dengan Yg/YoUntuk Setiap Yo Tetap .................................. 26

Tabel 4.17 Data Percobaan C .............................................................................................. 28

Tabel 4.18 Data Tinggi air pada Loncatan Hidrolis ............................................................ 28

Tabel 4.19 Tabel Perhitungan Debit ................................................................................... 29

Tabel 4.20 Tabel Tinggi Air Pada Tabung Pitot ................................................................. 30

Tabel 4.21 Kecepatan Pada Tabung Pito ............................................................................ 30

Tabel 4.22 Tabel Perhitungan Loncatan Hidrolik ............................................................... 31

Tabel 4.23 Perhitungan Gaya Aliran ................................................................................... 32

Tabel 4.24 Perhitungan Hubungan Antara V12/g.Y1 dan Y3/Y1 .......................................... 33

Tabel 4.25 Perhitungan hubungan antara H/Y1 dan Y3/Y1 ............................................... 34

Tabel 4.26 Perbandingan Harga Y1<Yc<Y3 ........................................................................ 35

Tabel 4.27 Perhitungan nilai Esubkritis dan Esuperkritis ............................................................. 35

Tabel 4.28 Perhitungan Nilai ∆H/Yc .................................................................................. 35

viii

Tabel 4.29 Data Percobaan II .............................................................................................. 37

Tabel 4.30 Perhitungan Debit ............................................................................................. 38

Tabel 4.31 Perhitungan Cd .................................................................................................. 39

Tabel 4.32 Kondisi Aliran di Atas Weir ............................................................................. 40

Tabel 4.33 Nilai Yc pada kondisi aliran kritis .................................................................... 40

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Energi Spesifik Sluice Gate ............................................................................. 6

Gambar 2.2 Debit Dan Kecepatan Aliran Pada Sluice Gate ............................................... 7

Gambar 2.3 Loncatan Hidraulik Pada Sluice Gate ............................................................. 8

Gambar 2.4 Broad Crested Weir ......................................................................................... 9

Gambar 3.1 Bendung Ambang Lebar ................................................................................ 10

Gambar 3.2 Saluran Terbuka .............................................................................................. 10

Gambar 3.3 Meteran Taraf ................................................................................................. 11

Gambar 3.4 Tabung Pitot .................................................................................................... 11

Gambar 3.5 Pintu Tegak .................................................................................................... 12

Gambar 4.1 Alat Ukur Thompson ....................................................................................... 13

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Umum

Aliran melalui saluran terbuka adalah model aliran yang melalui saluran dengan

kondisi air mengalir dengan muka air bebas. Maksudnya adalah pada semua titik di

sepanjang saluran memiliki tekanan yang sama pada permukaan, yaitu tekanan atmosfir. Jika

dibandingkan dengan aliran pada saluran tertutup, maka aliran pada saluran terbuka lebih

sulit dianalisis karena alirannya memiliki variabel yang terikat fungsi ruang dan waktu

sehingga metode terbaik yang digunakan hingga saat ini untuk analisis adalah metode

empiris.

Aliran terbuka memiliki beberapa klasifikasi. Dilihat dari kerseragaman variabel

kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit pada beberapa kondisi atau titik pada aliran,

aliran dibedakan menjadi aliran seragam (uniform flow) dan tidak seragam (non uniform

flow). Aliran dikatakan mantap (steady flow) jika variabel kecepatan dan kedalaman tidak

berubah terhadap waktu, begiu juga sebaliknya disebut aliran tidak mantap (unsteady flow).

Tipe aliran juga dapa dibedakan menjadi aliran subkritis (mengalir), superkritis (meluncur)

dan kritis. Penggolongannya dapat diketahui dengan angka Froude (Fr) dan mengenai

pembahasannya akan dibahas dalam laporan ini.

Pada aliran saluran terbuka, juga berlaku prinsip kekekalan energ dari suatu materi

yang bergerak. Energi yang tekandung pada aliran terbuka terdiri dari energi kinetik, energi

tekanan dan energi elevasi diatas garis referensi. Energi pada suatu tampang di saluran

terbuka ditentukan oleh kecepatan rerata aliran pada tampang tersebut. Konsep energi pada

saluran terbuka juga ada yang disebut energi spesifik. Secara teoritik definisi dari energi

spesifik adalah energi yang terkandung didalam satu satuan berat air yang mengalir dalam

suatu penampang terbuka. Perbedaan perhitungan dengan energi pada persamaan Bernoulli

adalah konsep menghitungnya yang beracuan dari dasar saluran bukan dari garis eferensi

(datum line).

Analisis dalam aliran pada saluran terbuka sangat banyak penerapannya dalam sarana

dan prasarana penunjang aktivitas manusia. Perencanaan dan perbaikan sungai atau tanggul

yang terkena dampak banjir, penentuan elevasi puncak tanggul dan pembuatan saluran

ekonomis adalah beberapa bentuk penerapan konsep hidrolika saluran terbuka. Penampang

ekonomis sendiri adalah penampang dengan desain paling minimalis dari segi pemuatan

yang mampu mengalirkan debit maksimum.

2

1.2. Latar Belakang Masalah

Fenomena hidraulika aliran terbuka tidak hanya dapat dipahami dari pemberian materi

kuliah tatap muka saja. Seringkali dalam penyajian secara teoritis sulit dimengerti oleh para

mahasiswa. Hal ini wajar sekali mengingat sifat-sifat hidraulik pada masalah tertentu

terutama aliran pada suatu bangunan sulit digambarkan secara jelas.

Oleh sebab itu, untuk membantu para mahasiswa memahami sebagian dari masalah

tersebut diatas perlu diadakan kegiatan yang berupa: “Praktikum Hidraulika Saluran

Terbuka“.

1.3. Rumusan Masalah

1. Bagaiamana konsep dan perhitungan energy spesifik dan kedalaman kritis pada

percobaan pintu geser (sluice gate)?

2. Bagaiamana konsep dan perhitungan debit yang mengalir melalui percobaan pintu

geser (sluice gate)?

3. Bagaimana konsep dan perhitungan loncatan hidraulik pada percobaan pintu geser

(sluice gate)?

4. Bagaimana konsep dan perhitungan bendung ambang lebar (broad-crested weir)?

1.4. Batasan Masalah

Agar dapat lebih fokus, penulisan laporan praktikum hidrolika saluran terbuka ini

mengambil batasan masalah. Batasan masalah yang disusun adalah pengujian yang

dilakukan hanya pada dua jenis bangunan air didalam saluran terbuka, yaitu:

a. Pintu tegak (Sluice Gate)

b. Bendung ambang lebar (Broad Crested Weir)

Pemilihan kedua jenis bangunan tersebut didasarkan pada terapan dilapangan yang

sering kita jumpai, khususnya digunakan sebagai bangunan pengontrol aliran disaluran

terbuka. Materi yang diperagakan didalam percobaan untuk “Sluice Gate” meliputi 3 jenis

pengukuran pada praktikum yang dilakukan, yaitu:

a. Penurunan energi spesifik dan kedalam kritis

b. Debit aliran yang melalui Sluice Gate

c. Loncatan hidraulik

Sedangkan untuk Broad Crested Weir adalah untuk mempelajari sifat-sifat aliran yang

melaluinya.

3

1.5. Maksud dan Tujuan

Tujuan diadakannya diadakan kegiatan pratikum dengan materi tersebut diatas adalah

untuk mengenalkan dan menambah wawasan para mahasiswa dalam kaitannya dengan

materi kuliah yang diberikan.

Kegunaanya adalah untuk lebih mempertajam pengetahuan para mahasiswa dalam

mempelajari masalah hidraulik.

1.6. Aturan yang Digunakan

a. Pratikum ini dikerjakan oleh mahasiswa secara kelompok dibawah bimbingan atau

pengarahan dari seorang asisten yang diambil dari anggota Kelompok Dosen

Keahlian Hidroteknik di Jurusan Pengairan dan Kelompok dosen Keahlian Keairan

di Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.

b. Laporan dibuat dalam kertas ukuran A4, diketik dengan jarak 1.5 spasi dan dijilid

dengan sampul yang dapat diperoleh di Laboratorium Hidrolika Dasar.

c. Laporan asli dikumpulkan di Laboratorium Hidraulika Dasar, sedangkan sebagai

arsip setiap anggota kelompok berupa foto copynya.

d. Pada saat berlangsungnya pratikum, setiap kelompok akan didampingi oleh

operator laboran dan asisten. Biala asisten tidak hadir, maka pelaksanaan pratikum

ditunda.

e. Setiap anggota kelompok harus hadir dan mengikuti pratikum sampai selesai.

Apabila diketahui melanggar hal tersebut, maka anggota kelompok yang

bersangkutan dinyatakan gugur.

4

1.7. Sistematika Penulisan

Dalam laporan, isi yang disajikan meliputi bagian-bagian seperti berikut:

I. Pendahuluan

Bagian pendahuluan terdiri atas latar belakang, rumusan masalah, batasan, maksud dan

tujuam, aturan yang digunakan dalam praktikum dan sistematika penulisan laporan.

II. Teori Dasar

Bagian ini berisi teori dasar dari tiap tiap percobaan yaitu: penurunan energi spesfik

dan kedalaman kritis pada pintu geser, debit aliran, locatan hidraulik pada pintu geser

dan bendung ambang lebar.

III. Metodologi

Bagian ini berisi detail mengenai aktu dan tempat praktikum, alat dan bahan yang

digunakan dalam praktikum, serta cara kerja dalam tiap jenis praktikum.

IV. Hasil dan Pembahasan

Bagian ini melampirkan data-data hasil pengukuran praktikum dan perhitungan

menggunakan data tersebut.

V. Penutup

Bagian ini berisi kesimpulan dan saran.

5

BAB II

TEORI DASAR

2.1. Sluice Gate

Sluice gate atau pintu geser pada kegunaannya dilapangan adalah bangunan air yang

dipakai sebagai pengatur masuknya air untuk dibagi atau mengatur debit keluaran di hilir.

Pada percobaan ini, pintu geser tegak (sluice gate) adalah untuk mengetahui karakteristik

aliran yang berbeda diantara hulu dan hilir. Hal seperti ini adalah akibat pebedaan ketinggian

muka air dan kecepatan aliran sebelum dan sesudah melalui pintu geser tegak.

2.1.1. Penurunan Energi Spesifik Dan Kedalaman Kritis

Secara umum, persamaan yang menyatakan energi spesifik dalam suatu aliran terbuka

adalah :

E = g

uy

2

2

(2-1)

Dengan: E = energi spesifik (m)

y = kedalaman air (m)

u = kecepatan aliran (m/dt)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

Pada kondisi aliran tidak seragam (non uniform flow) nilai E dapat bertambah atau

berkurang. Dalam hal ini kecepatan rerata u = Q/A, dimana Q = debit aliran (m3/dt) dan A =

luas penampang basah (m2). Sehingga untuk nilai E pada setiap penampang dapat dinyatakan

dengan :

E = 2

2

2 gA

Qy (2-2)

Untuk saluran dengan penampang segi empat dengan lebar dasar b, maka A = b.y dan

debit parsatuan lebar q = Q/b, sehingga persamaan (2-2) menjadi :

E = 2

2

22

2

22 gy

qy

ygb

Qy (2-3)

Pada kondisi kedalaman kritis yc (critical depth) nilai E adalah minimum (dE/dY = 0),

sehingga persamaan (2-3) menjadi :

,0qy

g10

dY

dE3

2

6

atau dapat dinyatakan

g2 = q.y3 (2-4)

Dari persamaan (2-3) dan (2-4), diperoleh :

E min = c

c

c ygy

gyyc

2

3

)2(

)(2

3

(2-5)

Pada kondisi kedalaman kritis (yc) dan kecepatan kritis (uc), maka :

q = uc . yc . 1 = uc . yc (2.6)

Dari persamaan (2-4) dan (2-6), diperoleh :

y3 = g

yU

g

q cc

22

(2-7)

Atau dapat dinyatakan dengan :

1).( 2

1

ycg

U c (2-8)

Persamaan (2.8) merupakan pernyataan dari bilangan Froude (F), yang mana nilai F=1

merupakan kondisi E min atau kedalaman aliran adalah ”kritis”.

Kriteria untuk menentukan kondisi aliran adalah sebagai berikut :

F = 1 aliran kritis

F > 1 aliran super kritis

F < 1 aliran sub kritis

Gambar 2.1 Energi Spesifik Sluice Gate

Sumber: Priyantoro (2012:5)

2.1.2. Debit Aliran Yang Melalui Sluice Gate

Pengaliran air dibawah sluice gate mempunyai dua kondisi, yaitu pengaliran bebas

(free flow) dan pengaliran tenggelam (submerged flow). Kondisi pengaliran bebas dicapai

bila aliran didepan pintu adalah subkritis dan dibelakang pintu adalah super kritis. Untuk

Y0

V0

H0 atau

E0

Yg

Garis Head Total

H1 atau E1

Y1

g2

v0

Q g2

V2

1

Permukaan air

7

kondisi pengaliran tenggelam akan dicapai apabila kedalam air dibelakang pintu Y1 > Cc. Yg,

dalam hal ini Cc = koefisien kontraksi dan Yg = tinggi bukaan pintu.

a. Pengaliran bebas :

Q = Cd . b . Yg )Y.Cy(g2 gc0 (2-9)

dengan :

Q = debit yang melalui pintu (m3/dt)

Cd = koefisien debit

b = percepatan gravitasi (m/dt)

Yg = tinggi bukaan pintu (m)

Y0 = tinggi muka air dihulu (m)

Cc = koefisien kontraksi = 0,61

b. Pengaliran Tenggelam :

Q = Cd . b . Yg )(2 10 Yyg (2-10)

Dalam hal ini Y1 adalah kedalam air di hilir pintu.

Menurut Henry H.R, keragaman nilai Cd dengan Yg/Y0 adalah sebagai berikut :

Yg/Yo 0,000 0,105 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

Cd 0,610 0,600 0,600 0,605 0,605 0,607 0,620 0,640 0,660

Keragaman nilai Cc dengan Yg/Yo menurut T.Brooke Benjamin adalah sebagai

berikut :

Yg/Yo 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500

Cc 0,611 0,606 0,602 0,600 0,598 0,598

Gambar 2.2 Debit dan Kecepatan Aliran pada Sluice Gate


Y0

V0

H0 atau

E0

Yg

Garis Head Total

H1 atau E1

Y1

g2

v0

Q g2

V2

1

8

2.1.3. Loncatan Hidraulik

Dalam percobaan “Sluice Gate” ini pengaliran diatur sampai dihasilkan kondisi aliran

berubah secara cepat (rapid flow). Dengan demikian, pada bagian hilir pintu terbentuk

loncatan air.

Perbandingan kehilangan tinggi (∆H) dengan kedalaman sebelum loncatan (Yg)

drumuskan seperti berikut :

gY

H =

g

b

g

b

Y

Y

Y

Y

4

1

(2-11)

Dalam hal ini Yb adalah kedalaman air setelah loncatan hidrolik. Gaya aliran pada

suatu penampang dalam saluran terbuka dirumuskan seperti berikut :

F = by

Qgby 22

2

(2.12)

Dengan :

F : gaya aliran (N)

ρ : rapat massa ar (kg/m3)

b : lebar saluran (m)

y : kedalaman aliran (m)

Q : debit aliran (m3/dt)

g : percepatan gravitasi (m/dt2)

Gambar 2.3 Loncatan Hidraulik pada Sluice Gate


9

Yu

2.2. Broad - Crested Weir

Broad-crested weir atau bendung ambang lebar adalah bangunan aliran atas (over

flow), untuk ini tinggi energi hulu lebih kecil dari panjang mercu. Walaupun bangunan ini

bisa mempunyai bentuk yang berbeda-beda, tapi pada praktikum hidrolika saluran terbuka

ini merupakan model tiruan ambang lebar di saluran irigasi yang terbuat dari kayu berbentuk

prisma segi empat dengan punggung dibuat streamline. Kegunaan di lapangan untuk

mengukur debit di saluran terbuka, karena akan memberikan akurasi dan keandalan

pengukuran, disamping juga kemudahan dalam pembuatan konstruksi dan perawatannya.

Pada kondisi aliran di hilir “broad – crested weir” tidak mengalami obstruction, hal

ini menunjukkan bahwa kondisi aliran di atas weir adalah maksimum. Dalam kondisi

demikian aliran kritis terjadi di atas weir,sehingga dapat di pakai sebagai dasar mengukur

energi spesifik. Bila kecepatan di hulu weir kecil , maka nilai tinggi kecepatan (U2/2g) dapat

di abaikan dan energi spesifik di atas weir adalah E H.

Untuk “broad – crested weir” pada saluran dengan penampang segi empat, berlaku:

q = 2

3

212

3

21

23

21

3

2

3

2.

Hg

Egyg c (2.13)

Atau

Q = 232

3

21

..705,13

2Hb

Hbg

(2-14)

Dengan :

Q = debit yang melalui weir (m3/dt)

B = lebar weir (m)

H = tinggi air di atas weir (m)

Cd = koefisien debit

Gambar 2.4 Broad-Crested Weir


Y0

g2

v2

0

H

Yc

g2

Vc 2

L

10

BAB III

METODOLOGI

Dalam bab ini akan dilampirkan mengenai alat dan bahan yang digunakan serta

tahapan atau langkah kerja dalam melakukan percobaan.

3.1. Waktu dan Tempat Praktikum

Waktu pelaksanaan praktikum yaitu pada hari Senin, 10 April 2017, dan bertempat di

Laboratorium Hidrolika Dasar Teknik Pengairan.

3.2. Alat dan Bahan Praktikum

a. Bendung ambang lebar (broad –crested weir)

Identitas Alat

Fungsi : Konstruksi pengukur debit

Merek : Armfield

Alat ukur ambang lebar yaitu bangunan aliran atas (over flow). Karena pola aliran di

atas alat ukur ambang lebar dapat ditangani dengan teori hidrolika yang sudah ada

sekarang, maka bangunan ini bisa mempunyai bentuk yang berbeda-beda, sementara

debitnya tetap serupa. Model ini merupakan tiruan ambang lebar di saluran irigasi.

Model ini yang berbentuk prisma segi empat dengan punggung dibuat streamline.

Gambar 3.1 Bendung Ambang Lebar

Sumber: Dokumentasi Praktikum

11

b. Saluran terbuka (flume)

Identitas Alat

Fungsi : Sebagai tiruan saluran terbuka

Merek : Armfield

Dimensi : Panjang : 9 m

Lebar : Dalam : 8 cm, Luar : 10 cm

Tinggi : 25 cm

Saluran terbuka merupakan alat dengan penampang terbuka untuk menampung dan

mengalirkan air dari alat ukur Thompson.

Gambar 3.2 Saluran Terbuka


c. Meteran taraf

Identitas Alat

Fungsi : Mengukur Ketinggian Air

Merek : Armfield

Instruksi Kerja Penggunaan Alat Point Gauge :

1. Ujung jarum ditempatkan pada dasar saluran atau B.M. lalu nonius dibaca.

2. Ujung jarum ditempatkan pada permukaan air, bila ada aliran, kemudian nonius

dibaca.

3. Tinggi/kedalaman air dapat diketahui dari selisih bacaan butir (1) dan (2).

Instruksi Pemeliharaan :

1. Periksa kondisi alat sebelum dan sesudah penggunaan alat.

2. Setelah selesai digunakan lepaskan dan simpan jarum point gauge.

12

Gambar 3.3 Meteran Taraf


d. Tabung pitot

Identitas Alat

Fungsi : Mengukur tekanan pada aliran fluida

Merek : Armfield

Tabung pitot yaitu instrumen untuk melakukan pengukuran tekanan pada aliran

fluida. Tabung pitot sederhana terdiri dari tabung yang mengarah secara langsung ke

aliran fluida. Tabung ini berisi fluida, sehingga tekanan bisa diukur dengan

perubahan tinggi dari fluida tersebut. Tekanan stagnasi dari fluida, juga disebut

dengan tekanan total atau tekanan pitot.

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Aliran_fluida&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Aliran_fluida&action=edit&redlink=1

13

Gambar 3.4 Tabung Pitot


e. Pintu tegak (Sluice Gate)

Identitas Alat

Fungsi : Sebagai tiruan sluice gate yang mengatur aliran air

Merek : Armfield

Gambar 3.5 Pintu Tegak


14

f. Alat ukur Thompson

Identitas Alat

Fungsi : Untuk mengukur debit-debit kecil

Merek : Buatan sendiri

Instruksi Kerja Alat Ukur Debit Thompson :

1. Membaca tinggi air (h air) yang melimpah di Thomson dimana titik awal

pengukuran atau mulai mengukur air (h air) mengacu pada bagian ujung segitiga

thomson

2. Selalu periksa kondisi bangunan ukur sebelum dan sesudah penggunaan

3. Bersihkan waled/lumpur/kotoran secara berkala, agar bangunan ukur berfungsi

dengan baik

4. Bila dijumpai kebocoran pada bangunan ukur, agar secepatnya diperbaiki

Gambar 3.6 Alat Ukur Debit Thomson


15

3.3. Cara Kerja

1) Percobaan I A: Penurunan Energi Spesifik dan Kedalaman Kritis

a) Menyiapkan peralatan dan pastikan posisi saluran terbuka horizontal dan posisi

pintu tegak lurus dasar saluran.

b) Mengatur tinggi bukaan pintu (Yg) = 9 mm dari dasar saluran sebagai tinggi

bukaan awal percobaan.

c) Menyalakan motor listrik dan kemudian membuka katub pemasukan agar air

mengalir dalam saluran.

d) Mengatur tinggi muka air dihulu pintu (Y0) = 133 mm, dan pastikan dalam

keadaan konstan.

e) Pada ketinggian Y0 dalam butir (d), ukur dan catat Q, Y1, dan E1.

f) Menaikan tinggi bukaan pintu (Yg) sampai mencapai ketinggian maksimum =

15 mm dengan setiap interval kenaikan = 3 mm. Dalam hal ini ketinggian Y

nilainya dipertahankan seperti dalam butir (d)

g) Setiap kali mengadakan perubahan tinggi bukaan pintu (Yg), ukur dan catat

Q,Y1, dan E1.

2) Percobaan I B: Debit Aliran Yang Melalui Sluice Gate

a) Siapkan peralatan dan pastikan posisi saluran terbuka horizontal dan posisi pintu

tegak lurus dasar saluran.

b) Aturlah tinggi bukaan pitu (Yg)=9 mm dari dasar saluran sebagai tinggi bukaan

awal percobaan.

c) Nyalakan motor listrik dan kemudian buka katub pemasukan agar air mengalir

dalam saluran.

d) Catat tinggi muka air di hulu pintu (Yo)= 9 mm, dan pastikan dalam keadaan

konstan.

e) Pada ketinggian Yo dalam butir (d), ukur dan catat Q,Y1 dan Ho.

f) Naikkan tinggi bukaan pintu (Yg) sampai mencapai ketinggian maksimum = 15

mm dengan setiap interval kenaikan = 3 mm. Dalam hal ini ketinggian Y0

nilainya dipertahankan seperti dalam butir (d).

g) Setiap kali menngadakan perubahan tinggi bukaan pintu (Yg), ukur dan catat Q,

Y1, dan Ho.

h) Ulangi prosedur diatas dengan aliran yang konstan, tetapi dengan Yo tetap tapi

ketinggian muka air pada alat ukur thomposn bervariasi.

16

3) Percobaan I C: Loncatan Hidraulik

a) Siapkan peralatan dan pastikan posisi saluran terbuka horisontal dan posisi pintu

tegak lurus dasar saluran.

b) Nyalakan motor listrik dan kemudian buka katub pemasukan agar air mengalir

dalam saluran.

c) Aturlah tinggi tinggi bukaan pintu dengan (Yg) = 9 mm, dan pastikan dalam

kondisi konstan.

d) Aturlah tinggi bukaan pintu (Yg) sampai membentuk loncatan hidroulik di

tengah-tengah antara pintu dan tail gate.

e) Ukur dan catat nilai Y1,Y2, H1, H2, dan Q

f) Ulangi prosedur di atas dengan Yo dan Yg bervariasi ( minimum 3 variasi ).

Perhatikan pada loncatan kecil, air tidak bergolak tetapi membentuk gelombang

tegak yang mulus (loncatan tidak bergelombang).

4) Percobaan II: Broad - Crested Weir

a) Siapkan peralatan dan pastikan posisi saluran terbuka dan bendung ambang lebar

horizontal.

b) Alirkan air secara perlahan-lahan sampai melimpah sedikit di atas weir dan

kemudian hentikan aliran air.

c) Ukur dan catat ketinggian air dihulu weir sebagai data batas permukaannya .

d) Alirkan air kembali untuk mendapatkan ketinggian H tertentu diatas weir, dan

kemudian naikkan aliran air untuk mendapatkan data H yang lain sebanyak 4

kali dengan interval kenaikan (H) = 5 mm.

e) Pada setiap langkah percobaan ukur dan catat nilai H, Q, Yu, Yc, dan L (panjang

pengempangan, lihat gambar).

f) Pada setiap pengaliran amati secara cermat profil aliran diatas weir

17

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Percobaan I: Sluice Gate

Pada percobaan pintu geser (sluice gate) ini, akan dilakukan perhitungan penurunan

energi spesifik dan kedalaman kritis, debit yang mengalir melalui pintu geser dan locatan

hidraulik.

4.1.1. Percobaan A: Penurunan Energi Spesifik dan Kedalaman Kritis

Atur & alirkan air dari alat ukur

Thompson

Hitung Q dengan h (Rumus Thompson)

Ukur hpitot, h, Y0 & Y1

Hitung Vo & V1 dengan h Pitot

Hitung E0 & E1 dengan Yo, Y1 dan V0, V1

Tentukan Kondisi Aliran Hulu & Hilir (Rumus Bil. Froude)

Hitung Emin dan Yc

Gambar Kurva Energi Spesifik berdasarkan debit Q

Mulai

Selesai

Aliran tenang

Atur tinggi bukaan pintu (Yg)

Tunggu aliran tenang

3 kali pengukuran

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Gambar 4.1 Diagram Alir Percobaan A

18

Tabel 4.1. Data Percobaan A

No Yg Yo Y1 h

(m) (m) (m) (m)

1 0,009 0,133 0,005 0,044

2 0,012 0,075 0,010 0,044

3 0,015 0,059 0,014 0,044

Sumber: Data Percobaan

Keterangan : Yg = Tinggi bukaan pintu (m)

Y0 = Tinggi muka air di hulu pintu (m)

Y1 = Tinggi muka air di hilir pintu (m)

h = tinggi air pada alat ukur Thompson (m)

a. Perhitungan Q pada Thompson

Dasar yang digunakan dalam penentuan debit yang mengalir pada alat ukur

Thompson adalah kemiripan dengan bendung segitiga. Debit yang mengalir pada

percobaan cukup kecil, untuk suatu bendung segitiga (bertakik V) maka digunakan

persamaan:

𝑄 =8

15𝐶𝑑√2𝑔ℎ5/2 tan

𝜃

2

Gambar 4.2 Alat Ukur Thompson

(Linsley & Franzini, 1985; 289)

Dengan : Q = debit pada alat ukur (l/dt)

h = tinggi air (m)

D = tinggi dari dasar saluran ke titik terendah dari mercu (m)

B = lebar alat ukut Thompson (m)

Cd = koefisen debit

= 0,6035 + 0,0813 h/D

𝜃 = sudut antara dua sisi

19

Untuk dengan bentuk segitiga siku – siku (𝜃 = 900) didapat rumus (Suyono,tt):

Q = K. h5/2

𝐾 = 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

Dengan:

Q : Debit (m3/menit)

h : tinggi air (m)

K : koefisien debit

B : lebar saluran (m)

D : tinggi dan dasar saluran ke titik terendah dari bendung (m)

Contoh Perhitungan Debit (Q):

Diketahui :

D = 0,19 m

B = 0,50 m

h = 0,048 m

Ditanya: Q = .....?

Jawab:

K= 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

= 81,2+ 0,24

0,048+ (84+

12

√0,19) (

0,048

0,50- 0,09)

2

= 1,4442

Q = k.h5/2

= 1,4442 x (0,044) 5/2

= 0,0354 m3/menit

= 0,00059 m3/dt

20

Berikut data hasil perhitungan

Tabel 4.2. Perhitungan Debit Percobaan A

H K Q

(m)

(m3/dt)

0,044 1,444 0,00059

0,044 1,444 0,00059

0,044 1,444 0,00059

Sumber: Pengolahan Data

Berdasarkan rumus kontinuitas dapat diperoleh persamaan 𝑄 = 𝐴𝑉 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 atau dapat

dituliskan 𝑉 =𝑄

𝐴. Dengan ketentuan bahwa debit yang mengalir pada flume (saluran

terbuka) dan lebar flume adalah sama pada tiap titik. Sehingga dapat diperoleh kecepatan

berdasarkan debit yang mengalir dari alat ukur thompson dan perubahan kedalaman aliran.

Contoh perhitungan:

Kondisi bukaan pintu (Yg) = 9 mm→ kedalaman ruas hulu (Y0) = 133 mm dan kedalaman

ruas hilir (Y1) = 5 mm. Lebar flume, b = 7,6 cm.

V0 = Q

A0=

Q

bY0=

0,00059

0,076×0,133=0,058 m/dt V1 =

Q

A1=

Q

bY1=

0,00059

0,076×0,005=1,5434 m/dt

Tabel 4.3 Tabel Perhitungan Kecepatan Aliran

No Q

(m3/dt)

Yo

(m)

V0

(m/dt)

Y1

(m)

V1

(m/dt)

1 0,00059 0,133 0,058023 0,005 1,543424

2 0,00059 0,075 0,102895 0,010 0,771712

3 0,00059 0,059 0,130799 0,014 0,551223


b. Perhitungan Kecepatan

Diketahui : g = 9,81 m/s2

h 0 = beda tinggi pada pembacaan tabung pitot sebelum pintu

h0= 0,025 m

Ditanya : V 0 : .....?

Jawab : V0 = 𝐶𝑝√2𝑔ℎ0 = 1√2.9,81.0,025 = 0,221472346 m/dt

21

Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Pitot dan Perhitungan Kecepatan Percobaan A

ℎ0 Vo ℎ1 (m) ℎ1 𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎 V1

(m) (m/dt) kanan tengah kiri (m) (m/dt)

0,0025 0,063482 0,168 0,210 0,149 0,1756 1,678946

0,0027 0,111957 0,044 0,105 0,080 0,0763 0,841586

0,0030 0,143187 0,040 0,075 0,064 0,0596 0,613472


Dari kedua jenis perhitungan kecepatan, kecepatan pitot dan kecepatan hitung

terdapat perbedaan. Dengan menggunakan perhitungan kesalahan relatif,

|Vpitot-Vhitung

Vhitung | ×100% Berikut perbandingan dan kesalahan relatif kedua jenis

perhitungan kecepatan tersebut:

Tabel 4.5. Perbedaan Perhitungan Kecepatan Aliran

Percobaan

V pitot

(m/dt)

V hitung

(m/dt) Kesalahan Relatif (%)

V0 V1 V0 V1 V0 V1

1 0,063482 1,678946 0,059065 1,571141 7,477366 6,861558

2 0,111957 0,841586 0,104743 0,785571 6,88759 7,130535

3 0,143187 0,613472 0,133148 0,561122 7,540084 9,329548


Dari tabel perhitungan diperoleh kesalahan yang cukup besar. Acuan kesalahan yang

dapat ditoleransi adalah ±5%, sedangkan perhitungan menunjukkan angka yang

melebihi dan yang terbesar adalah 9,329548 %. Hal ini menunjukkan bahwa dalam

praktikum terdapat kesalahan dalam pengukuran menggunakan pitot tidak akurat akibat

fungsi alat yang tidak optimal ditambah lagi minimnya waktu yang tersedia untuk

menunggu aliran air tenang pada flume.

22

c. Perhitungan Energi Spesifik ( Eo dan E1 )

Rumus yang di gunakan :

V = V tabung pitot

Eo = Yo +

g2

Vo 2

E1 = Y1 +

g2

V2

1

Dengan :

E = Energi spesifik (m)

V = Kecepatan aliran (m/dt)

Y0 = Kedalaman air sebelum pintu air (m)

Y1 = Kedalaman air sesudah pintu air (m)

g = Percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

Q = Debit (m3/dt)

Contoh perhitungan :

Diketahui : Y0 = 0,100 m

V0 = 0,11605 m/dt

g = 9,81 m/dt 2

Ditanya : E0 : ...?

Jawab : E0 = Y0 +

81,92

11605,0100,0

2

22

0

xg

V = 0,1007 m

Tabel 4.6. Perhitungan Energi Spesifik Percobaan A

No Yg Yo Y1 B Q Vo V1 Vo2/2g V12/2g Eo E1

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

1 0,009 0,133 0,005 0,076 0,00059 0,063482 1,678946 0,00250 0,176 0,1355 0,1808

2 0,012 0,075 0,010 0,076 0,00059 0,111957 0,841586 0,00270 0,076 0,0772 0,0863

3 0,015 0,059 0,014 0,076 0,00059 0,143187 0,613472 0,00300 0,060 0,0620 0,0737


Keterangan :

1. Yo : Tinggi muka air di hulu pintu (m)

2. Y1 : Tinggi muka air di hilir pintu (m)

3. G : Percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

4. Vo : 𝐶𝑝√2𝑔ℎ0

5. V1 : 𝐶𝑝√2𝑔ℎ0

8. Eo : Yo + Vo2/2g

9. E1 : Y1 + V12/2g

23

Gambar 4.3 Grafik Hubungan E0 dan Y0


Dari grafik tersebut dapat dinyatakan jika terdapat hubungan linear antara energi spesifik

dan kedalaman aliran pada hulu pintu. Semakin besar nilai kedalaman, semakin besar nilai

energi spesifik atau kedalaman berbanding lurus dengan energi spesifik. Dapat disimpulkan

pula jika energi spesifik pada hulu pintu sangat dipengaruhi oleh variabel kedalaman

daripada kecepatan aliran, sebab aliran pada hulu pintu cenderung memiliki kecepatan yang

kecil.

Gambar 4.4 Grafik Hubungan E1 dan Y1

Sumber; Pengolahan Data

Dari grafik tersebut dapat dinyatakan jika terdapat hubungan linear antara energi spesifik

dan kedalaman aliran pada hulu pintu. Semakin besar nilai kedalaman, semakin kecil nilai

energi spesifik. Dapat disimpulkan pula jika energi spesifik pada hilir pintu sangat

dipengaruhi oleh variabel kecepatan aliran daripada kedalaman aliran, sebab aliran pada hulu

pintu cenderung memiliki kecepatan yang besar dibandingkan kedalaman yang kecil.

y = 0,9817x - 0,0008R² = 0,9997

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

0,0000 0,0500 0,1000 0,1500

Yo

Eo

Grafik Hubungan antara Yo dan Eo

y = 0,0014x-0,919

R² = 0,9724

0,00000,02000,04000,06000,08000,10000,12000,14000,16000,18000,2000

0,0000 0,0050 0,0100 0,0150

Y1 (m

)

E1 (m)

Hubungan Antara Y1 dan E1

24

d. Perhitungan Kondisi Aliran Hulu (Y0)

Secara umum, persamaan untuk mengetahui kondisi aliran adalah rumus Froude, yaitu:

𝐹𝑟 =𝑉

√𝑔𝐷, dengan V = kecepatan aliran dan D = Jejari hidraulis =

𝐴

𝑇

Pada saluran simetris, daam percobaan ini menggunakan saluran persegi maka A = Bh dan

T=B maka:

𝐹𝑟 =𝑉

√𝑔𝐷=

𝑉

√𝑔𝐴𝑇

=𝑉

√𝑔𝐵ℎ𝐵

=𝑉

√𝑔ℎ

Dengan: V = kecepatan aliran pada suatu titik di saluran persegi (m/dt)

Dengan: h = kedalaman aliran pada suatu titik di saluran persegi (m)

Contoh Perhitungan :

Diketahui : Y0 = 0,201m

V0 = 0,04747 m/dt

g = 9,81 m/dt 2

Ditanya : Fr : ...?

Jawab : Fr = 81,9201,0

04747,0

0

0

gY

V = 0,0338

Tabel 4.7. Kondisi Aliran Y0

No Q B q Yc Yo Vo Fr Kondisi (m3/dt) (m) (m2/dt) (m) (m) (m/dt) Aliran

1 0,00059 0,075 0,0078 0,00365 0,1330 0,2215 0,1939 Sub kritis

2 0,00059 0,075 0,0078 0,00365 0,0745 0,2302 0,2692 Sub kritis

3 0,00059 0,075 0,0078 0,00365 0,0590 0,2426 0,3189 Sub kritis

Sumber : Pengolahan Data

Keterangan :

Vo : Kecepatan aliran di hulu pintu (m/dt)

Yo : Tinggi muka air di hulu pintu (m)

g : Percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

q : Debit per satuan lebar (m2/dt)

e. Perhitungan Kondisi Aliran Y1

Rumus : V

√gY1


Diketahui : Y1 = 0,007 m

V1 = 1,6578 m/dt

25

g = 9,81 m/dt 2

Ditanya : F : ...?

Jawab : F = 81,9007,0

1,6578

1

1

xxgY

V = 6,3262

Tabel 4.8. Kondisi Aliran Hilir (Y1)

No Q b q Yc Y1 V1 Fr Kondisi

(m3/dt) (m) (m2/dt/m’) (m) (m) (m/dt) Aliran

1 0,00059 0,076 0,0078 0,01840 0,0051 1,8565 8,2999 Super kritis

2 0,00059 0,076 0,0078 0,01840 0,0100 1,2238 3,9073 Super kritis

3 0,00059 0,076 0,0078 0,01840 0,0140 1,0820 2,9196 Super kritis


1. Keterangan:

2. V1 : Kecepatan aliran di hilir pintu (m/dt)

3. Y1 : Tinggi muka air di hilir pintu (m)

4. g : Percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

5. q : Debit per satuan lebar (m2/dt)

f. Perhitungan Energi Spesifik Minimum (Emin)

Rumus yang digunakan :

Yc = 3

12

g

q

→ berlaku hanya pada saluran persegi

Dengan: q = b

Q

Yc2

3

Yc.g2

Yc.qYcE

2

min

Keterangan :

Yc = Kedalaman kritis (m)

Emin = Energi spesifik minimum (m)

q = Debit persatuan lebar (m2/dt/m’)

Q = Debit (m3/dt)

Contoh perhitungan :

Diketahui : Q : 0,00073 m 3 /dt

b : 0,076 m

g : 9,81 m/dt 2

26

Ditanya : Emin

: ...?

1. q = b

Q =

076,0

00059,0 = 0,0078 m2/dt

2. Yc = 3

12

g

q

=

3

12

81,9

0,0078

= 0,0184 m

3. Emin

= cY2

3 ,02110

2

3x 0,0276 m

Tabel 4.9. Hubungan Antara Q dan Emin

Q b g q Yc Emin

No (m3/dt) (m) (m/dt2) (m2/dt) (m) (m)

1 0,00059 0,076 9,81 0,0078 0,0184 0,0276


Keterangan :

1. Q : Debit yang melalui saluran (m3/dt)

2. B : Lebar saluran (m)

3. q : Debit per satuan lebar (m2/dt)

4. g : Percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

5. Yc : kedalaman kritis (m)

6.

Emin : energi spesifik minimum aliran(m)

Perhitungan Energi Spesifik

Tabel 4.10 Tabel Data Energi Spesifik (Q = 0,00059 m3/dt)

No Y (cm) A

(cm2) q2 (cm2/dt) V (cm/dt) E (cm) Fr

1 0,45 3,42 5955,22 171,489035 15,44 8,161981

2 0,57 4,33 5955,22 135,386080 9,91 5,725351

3 0,69 5,24 5955,22 111,840675 7,07 4,298736

4 0,81 6,16 5955,22 95,271686 5,44 3,379768

5 0,93 7,07 5955,22 82,978565 4,44 2,747198

6 1,05 7,98 5955,22 73,495301 3,80 2,289973

7 1,17 8,89 5955,22 65,957321 3,39 1,946864

8 1,29 9,80 5955,22 59,821756 3,11 1,681628

9 1,41 10,72 5955,22 54,730543 2,94 1,471586

10 1,53 11,63 5955,22 50,437951 2,83 1,301899

27

11 1,65 12,54 5955,22 46,769737 2,76 1,162488

12 1,84 13,98 5955,22 41,940253 2,74 0,987160

13 1,82421603 13,86 5955,22 42,30 2,736324044 1,00

14 3,04 23,10 5955,22 25,384890 3,37 0,464841

15 4,24 32,22 5955,22 18,200487 4,41 0,282206

16 5,44 41,34 5955,22 14,185674 5,54 0,194185

17 6,64 50,46 5955,22 11,621998 6,71 0,144000

18 7,84 59,58 5955,22 9,843121 7,89 0,112238

19 9,04 68,70 5955,22 8,536512 9,08 0,090649

20 10,24 77,82 5955,22 7,536139 10,27 0,075191

21 11,44 86,94 5955,22 6,745635 11,46 0,063676

22 12,64 96,06 5955,22 6,105227 12,66 0,054827

23 13,84 105,18 5955,22 5,575872 13,86 0,047853

24 15,04 114,30 5955,22 5,130988 15,05 0,042242

25 16,24 123,4 5955,22 4,751851 16,25 0,03765


Keterangan :

1 y : tinggi muka air di hulu (cm)

2 A : Luas penampang basah = y x b (cm 2 )

3 Q : Debit air yang mengalir (cm3/dt)

4 v : Kecepatan = Q / A (cm/dt)

5 E : Energi spesifik (cm) = y + (v2/2g)

36

Gambar 4.5 Grafik Energi Spesifik


Dari Tabel 4.8 dan Grafik 4.3 diperoleh nilai energi minimum yaitu Emin = 2,736324044

cm dan kedalaman kritis yaitu Yc = 1,82421603 cm

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00

Kurva Energi Spesfik

Emin = 2,736324044 cm

Yc = 1,82421603 cm

Energi Spesifik (cm)

Ked

ala

ma

n (cm

) Kritis

Super Kritis

Sub Kritis

Q = 0,00059 m3/dt

Y = h

37

Kesimpulan

1. Pada hasil percobaan terlihat jika hasil pengukuran kecepatan menggunakan tabung

pitot (Vpitot) berbeda dengan hasil kecepatan hitung/teoritis dari alat ukur thompson

(Vhitung) dengan tingkat kesalahan relatif paling besar 9,329548 %. Sedangkan nilai

maksimum yang dapat ditoleransi ±5%, akibat kesalahan dalam pengukuran

menggunakan pitot tidak akurat karena fungsi alat yang tidak optimal ditambah lagi

minimnya waktu yang tersedia untuk menunggu aliran air tenang pada flume.

2. Dengan debit yang mengalir sama Q = 0,000059 m3/dt, namun tinggi bukaan pintu

geser yang berbeda (interval kenaikan 3mm) mengakibatkan terjadinya penurunan

energi spesfik di hulu dan hilir pintu. Penurunan maksimum di hulu sekitar 0,0583m

dan penurunan maksimum di hilir sebesar 0,0945m.

3. Kondisi aliran di hulu tebukti subkritis dengan bilangan Froude berkisar 0,1939 -

0,3189 (Fr < 1) dan terjadi akibat kedalaman yang besar diikuti kecepatan aliran yang

kecil. Aliran di hilir terbukti superkritis dengan bilangan Froude berkisar 2,9196-

8,2999 (Fr > 1) dan terjadi akibat kedalaman yang kecil diikuti kecepatan aliran yang

besar. Dengan kata lain faktor yang paling mempengaruhi bertambahnya ketinggian

aliran pada energi spesifik adalah tinggi muka air dan kecepatan aliran.

4. Hasil perhitungan menunjukkan jika energi minimum debit Q = 0,000059 m3/dt

terpenuhi saat E = 0,0276m dan diperoleh kedalaman kritis Yc = 0,0184 m. Terbukti

dengan penggambaran kurva energi spesifik bahwa Emin 2,736324044 cm dan

kedalaman kritis yaitu Yc = 1,82421603 cm, serta terbukti bahwa Yc = 2

3Emin.

38

4.1.2. Percobaan B: Debit Aliran yang Melalui Sluice Gate

Mulai


Thompson


Ukur hpitot, h, Y0 & Y1

Hitung V0 & V1 dengan hpitot

Hitung Cd

Gambar Kurva Cd dengan Yg/Y0 (Yg berubah & Q tetap)

Selesai

Aliran tenang



3 kali

pengukuran

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Atur tinggi bukaan pintu (Yg) dan h thompson

Ukur Y0

Y0 sama

Ya

Tidak

Ukur h

Gambar Kurva Cd dengan Yg/Y0 (Y0 tetap & Q berubah)

Tentukan Jenis aliran

Gambar 4.6 Diagram Alir Percobaan B

39

Tabel 4.11. Data Percobaan B


Dengan:

a. Perhitungan debit (Q) pada Thompson




persamaan:

𝑄 =8


𝜃

2




h = tinggi air (m)



Cd = koefisen debit

= 0,6035 + 0,0813 h/D


No Yg Yo Y1 h

(m) (m) (m) (m)

1 0.009 0.061 0.0075 0,044

2 0.012 0.061 0.0105 0,045

3 0.015 0.061 0.0140 0,046

Yg : Tinggi bukaan pintu (m)

Yo : tinggi muka air di hulu pintu (m)

Y1 : tinggi muka air di hilir pintu (m)

h : tinggi air pada alat ukur Thompson (m)

40


Q = K. h5/2

𝐾 = 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

Dengan:


h : tinggi air (m)

K : koefisien debit




Diketahui :

D = 0,19 m

B = 0,50 m

h = 0,048 m

Ditanya: Q = .....?

Jawab:

K= 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

= 81,2+ 0,24

0,048+ (84+

12

√0,19) (

0,048

0,50- 0,09)

2

= 1,4442

Q = k.h5/2

= 1,4442 x (0,044) 5/2

= 0,0354 m3/menit

= 0,00059 m3/dt

Tabel 4.12. Perhitungan Debit

h k Q

(m) (m3/dt)

0,044 1,444 0,000586

0,045 1,442 0,000620

0,046 1,440 0,000654


41






Contoh perhitungan:

Kondisi bukaan pintu (Yg) = 9 mm→ kedalaman ruas hulu (Y0) = 61 mm dan kedalaman

ruas hilir (Y1) = 7,5 mm. Lebar flume, b = 7,6 cm

V0 = Q

A0=

Q

bY0=

0,00059

0,076×0,061=0,12651 m/dt

V1 = Q

A1=

Q

bY1=

0,00059

0,076×0,075=1,02895 m/dt


No Q

(m3/dt)

Yo

(m)

V0

(m/dt)

Y1

(m)

V1

(m/dt)

1 0,000586 0.061 0,126510 0.0075 1,028950

2 0,000620 0.061 0,133632 0.0105 0,776337

3 0,000654 0.061 0,140993 0.0140 0,614328



Tabel 4.14. Tinggi Air Pada Tabung Pitot

No

ho h1 Rerata ho

(m)

Rerata h1

(m) (m) (m)

Bawah Atas Kanan Tengah Kiri

1 0,084 0,082 0,070 0,086 0,075 0,083 0,077

2 0,155 0,151 0,130 0,139 0,119 0,153 0,129

3 0,166 0,162 0,147 0,152 0,157 0,164 0,152


Keterangan:

ho : tinggi air pada tabung pitot di hulu pintu (m)

h1 : tinggi air pada tabung pitot di hilir pintu (m)

Diketahui : h 0 = 0,0830 m

37

Ditanya : V 0 pitot: .....?

Jawab : V0 pitot = 𝐶𝑝√2𝑔ℎ0= 0,98√2 × 9,81 × 0,083 =1,251m/dt

Tabel 4.15. Perhitungan Kecepatan

No Vo V1

(m/dt) (m/dt)

1 0,14137 1,09456

2 0,15213 0,82685

3 0,16152 0,70829


Keterangan:

1. Cp : 0,98

2. g : percepatan gravitasi

3. Vo : Cp √2𝑔ho rerata

4. V1 : Cp √2𝑔h1 rerata


terdapat perbedaan.Dengan menggunakan perhitungan kesalahan relatif,

|Vpitot-Vhitung




Percobaan

V pitot

(m/dt)

V hitung


V0 V1 V0 V1 V0 V1

1 0,14137 1,0945600 0,12651 1,02895 11,74751 6,37644

2 0,15213 0,8268460 0,133632 0,776337 13,84411 6,50600

3 0,16152 0,7082890 0,140993 0,614328 14,55870 15,2950


Dari tabel perhitungan diperoleh kesalahan yang sangat besar. Acuan kesalahan yang

dapat ditoleransi adalah ±5%, sedangkan perhitungan menunjukkan angka yang

38

melebihi dan yang terbesar adalah 15,2950 %. Hal ini menunjukkan bahwa dalam

praktikum terdapat kesalahan dalam pengukuran menggunakan pitot tidak akurat akibat

fungsi alat yang tidak optimal ditambah lagi minimnya waktu yang tersedia untuk

menunggu aliran air tenang pada flume.

c. Perhitungan Koefisien Debit

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

menurut T. Brooke Benjamin yaitu :

Yg/Yo 0,1071 0,1667 0.2500 0,3750 0,5833

Cc 0,6060 0,6033 0,5995 0,5939 0,5845

Jika nilai Yg/Yo telah didapatkan maka nilai Cc dapat diketahui dengan cara interpolasi

Contoh perhitungan:

Diketahui:

Yg/Yo = 0,148 →

Interpolasi

x = Cc = 0,0606 + 0,148-0,1071

0,1667-0,1071×(0,6033-0,6060) = 0,6040

Cd = 5,0))(81,92(( CcxYgYoxxbxYgx

Q

=5,0))0.013604,0100,0(81,92(0.013076,0(

0.00088

xxxxx

= 0,645

Tabel 4.17. Perhitungan nilai Cd dengan Yg berubah dan Q tetap

No Q Yg Yo Y1

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

1 0,00059 0,009 0,061 0,0075 0,148 0,604 0,00544 Tenggelam 0,821

2 0,00059 0,012 0,057 0,0105 0,197 0,602 0,00722 Tenggelam 0,651

3 0,00059 0,015 0,055 0,0140 0,246 0,600 0,00900 Tenggelam 0,547


Yg = Tinggi Bukaan Pintu Sluice Gate (m)

Yo = Tinggi Muka Air Hulu (m)

Y1 = Tinggi Muka Air Hilir (m)

Yg/Yo 0,1071 0,148 0,1667

Cc 0,6060 x 0,6033

39

Cd = Koefisien debit

Cc = Koefisien kontraksi

Cc = Interpolasi Dari Tabel Brooke Benjamin

Q = Debit Rata – Rata (m3/dt)

b = Lebar Saluran (m)

Tabel 4.18 . Grafik Antara Cd Dengan Yg/Yo untuk Setiap Q Tetap

No Yg/Yo Cd

1 0,148 0,821

2 0,211 0,651

3 0,278 0,547


Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Cd Dengan Yg/Yo ( Untuk Q Tetap)


Sesuai dengan teori dasar pada bab 2, bahwa pengaliran dikatakan tenggelam jika Y1

> Cc.Yg, maka dapat dilihat di tabel bahwa untuk semua nilai Y1 adalah lebih besar dari

Cc.Yg artinya semua aliran adalah tenggelam.

Percobaan B ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh besarnya bukaan pintu dan

kedalaman aliran di hulu yang berubah terhadap perubahan nilai koefisien debit (Cd).

Sehingga percobaan dirancang dengan debit yang tetap atau konstan.

Pada tabel hasil perhitungan, percobaan dilakukan degan mempertahankan nilai debit

yaitu sebesar 0,00059 m3/dt artinya nilai kedalaman hulu (Y0) selalu berubah-ubah

tergantung besarnya bukaan pintu (Yg) yang berubah-ubah. Untuk setiap kenaikan Yg

y = 21,641x2 - 11,417x + 2,0346R² = 1

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Cd

Yg/Yo

Grafik Hubungan antara Yg/Yo dengan Cd (Yo

berubah dan Q tetap)

40

sebesar 3 mm maka penurunan muka air di hulu (Y0) sekitar 3 mm dan penurunan koefisien

debit berkisar antara 0,104 hingga 0,170.

Tabel 4.19. Perhitungan Nilai Cd dengan Yo tetap dan Q berubah

No Q Yg Yo Y1 Yg/Yo Cc Cc*Yg Pengaliran Cd

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

1 0,00059 0,009 0,061 0,0075 0,148 0,604 0,00544 Tenggelam 0,821

2 0,00062 0,012 0,061 0,0105 0,197 0,602 0,00722 Tenggelam 0,661

3 0,00065 0,015 0,061 0,0140 0,246 0,600 0,00900 Tenggelam 0,568


Yg = Tinggi Bukaan Pintu Sluice Gate (m)

Yo = Tinggi Muka Air Hulu (m)

Y1 = Tinggi Muka Air Hilir (m)

Cd = Koefisien debit

Cc = Koefisien kontraksi

Cc = Interpolasi Dari Tabel Brooke Benjamin

Q = Debit Rata – Rata (m3/dt)


Tabel 4.20. Grafik Antara Cd Dengan Yg/Yo Untuk Setiap Yo Tetap

No Yg/Yo Cd

1 0,148 0,821

2 0,197 0,661

3 0,246 0,568


41

Gambar 4.9 Grafik Hubungan antara Cd dengan Yg/YoUntuk Setiap Yo Tetap


Sesuai degan teori dasar pada bab 2, bahwa pengaliran dikatakan tenggelam jika Y1

> Cc.Yg, maka dapat dilihat di tabel bahwa untuk semua nilai Y1 adalah lebih besar dari

Cc.Yg artinya semua aliran adalah tenggelam.

Percobaan B ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh besarnya bukaan pintu dan

terhadap perubahan nilai koefisien debit (Cd). Sehingga percobaan dirancang dengan

kedalaman hulu (Y0) yang tetap dan debit (Q) yang menyesuaikan kedalaman hulu yang

direncanakan tetap.

Pada tabel hasil perhitungan, percobaan dilakukan degan mempertahankan nilai

kedalaman hulu yaitu sebesar 61 mm artinya bukaan pintu (Y0) selalu berubah-ubah

tergantung besarnya bukaan pintu (Yg) yang berubah-ubah. Untuk setiap kenaikan Yg

sebesar 3 mm dan kedalaman hulu (Y1) tetap maka penurunan koefisien debit berkisar antara

0,100 hingga 0,103.

y = 19,743x2 - 10,046x + 1,8737R² = 1

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Cd

Yg/Yo

Grafik Hubungan antara Yg/Yo dan Cd dengan Yo

tetap dan Q berubah

42

Kesimpulan

1. Pada hasil percobaan terlihat jika hasil pengukuran kecepatan menggunakan tabung

pitot (Vpitot) berbeda dengan hasil kecepatan hitung/teoritis dari alat ukur thompson

(Vhitung) dengan tingkat kesalahan relatif paling besar 15,295%. Sedangkan nilai

maksimum yang dapat ditoleransi ±5%, akibat kesalahan dalam pengukuran

menggunakan pitot tidak akurat akibat fungsi alat yang tidak optimal ditambah lagi

minimnya waktu yang tersedia untuk menunggu aliran air tenang pada flume.

2. Nilai koefisien debit (Cd) memiliki variasi tertentu.

a. Dengan pengaturan agar debit konstan (Q = 0,0005 m3/dt) dan bukaan pintu

bertambah 3mm tiap percobaan. Mengakibatkan penurunan kedalaman hulu

(Y0) berkisar 3 mm dan penurunan koefisien debit berkisar antara 0,104 hingga

0,170.

b. Dengan pengaturan kedalaman hulu (Y0) yang tetap sebesar 61mm dan bukaan

pintu bertambah 3mm tiap percobaan. Mengakibatkan kenaikan debit berkisar

0,03 cm3/dt dan penurunan koefisien debit berkisar antara 0,100 hingga 0,103.

c. Sesuai hasil percobaan, maka yang paling memberi pengaruh pada koefisien

debit adalah tinggi bukaan pintu (Yg) dan kedalaman hulu (Y0). Walaupun secara

teoritis Koefisien debit (Cd) bebrbanding lurus dengan debit yang mengalir (Q).

43

4.1.3. Percobaan C: Loncatan Hidraulik


Thompson


Ukur Yg, Y1, Y0, Y3, h, jarak loncatan, Ya, dan Yb

Hitung V1 & V3 dengan h Pitot

Hitung H1 & H3

Hitung gaya aliran (Fa)

Hitung beda tinggi energi (Δ𝐻)

Gambar grafik hubungan Antara ΔH/Y1 dan Y3/Y1

Mulai

Selesai

Aliran tenang



3 kali pengukuran

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Bandingkan nilai Y1, Y2 & Y3

Tentukan loncatan hidrauilik

Gambar 4.10 Diagram Alir Percobaan C

44

Tabel 4.21 Data Percobaan C

No Yg Yo Y1 Y3

(m) (m) (m) (m)

1 0,009 0,133 0,0051 0,0450

2 0,012 0,075 0,0100 0,0435

3 0,015 0,059 0,0140 0,0430


Dengan :

Yg = Tinggi bukaan pintu (m)

Yo = Tinggi muka air di hulu (m)


Y3 = Tinggi air setelah loncatan hidrolis (m)

Tabel 4.22. Data Tinggi air pada Loncatan Hidrolik

No Jarak loncatan Ya Yb

(cm) (m) (m)

1 439,0 – 464,0 25,0 0,0091 0,0449

2 407,9 - 426,2 18,3 0,024 0,044

3 402,8 - 419,8 17,0 0,0295 0,0435


Dengan :

Ya = Tinggi di titik a (m)

Yb = Tinggi di titik b (m)





persamaan:

𝑄 =8


𝜃

2

45




h = tinggi air (m)



Cd = koefisen debit

= 0,6035 + 0,0813 h/D



Q = K. h5/2

𝐾 = 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

Dengan:


h : tinggi air (m)

K : koefisien debit




Diketahui :

D = 0,19 m

B = 0,50 m

h = 0,048 m

Ditanya: Q = .....?

46

Jawab:

K = 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

= 81,2+ 0,24

0,048+ (84+

12

√0,19) (

0,048

0,50- 0,09)

2

= 1,4442

Q = k.h5/2

= 1,4442 x (0,044) 5/2

= 0,0354 m3/menit

= 0,00059 m3/dt

Tabel 4.23 Tabel Perhitungan Debit

H k Q

(m) (m3/dt)

0,044 1,444 0,00059

0,044 1,444 0,00059

0,044 1,444 0,00059


Dengan :h = Tinggi air diatas thompson

k = Koefisien Debit (cm1/2/dt)

Q = Debit air pada alat ukur Thomson (m3/dt)






Contoh perhitungan:

Kondisi bukaan pintu (Yg) = 9 mm→ kedalaman ruas sebelum loncatan (Y1) = 5,1 mm dan

kedalaman ruas setelah loncatan (Y3) = 45 mm. Lebar flume, b = 7,6 cm

V1 = Q

A1=

Q

bY1=

0,00059

0,076×0,0051=2,583 m/dt V3 =

Q

A3=

Q

bY3=

0,00059

0,076×0,045=0,232 m/dt

47


No Q

(m3/dt)

Y1

(m)

V1

(m/dt)

Y3

(m)

V3

(m/dt)

1 0,00059 0,0051 2,385837 0,0450 0,20612

2 0,00059 0,0100 1,363335 0,0435 0,19924

3 0,00059 0,0140 0,681668 0,0430 0,19759



Kecepatan dihitung dari alat ukur kecepatan, yaitu tabung pitot.

Tabel 4.25. Tabel Tinggi Air Pada Tabung Pitot

No h1 (m) h3 (m)

h1 rerata h3 rerata Kanan Tengah Kiri Atas Bawah

1 0,168 0,210 0,149 0,004 0,004 0,1756 0,0040

2 0,044 0,105 0,080 0,005 0,004 0,0763 0,0045

3 0,040 0,075 0,064 0,005 0,005 0,0596 0,0050


Dengan:

h1 = Tinggi bacaan muka air hilir pada tabung pitot (m)

h3 = Tinggi bacaan muka air setelah locatan hidraulis pada tabung pitot (m)

Contoh Perhitungan Kecepatan pada Tabung Pitot :

Diketahui :

h1 kanan = 0,055

tengah = 0,08

kiri = 0.05

h3 kanan = 0,04

Tengah = 0,035

Kiri = 0,04

Ditanya : V1 dan V3..........?

Jawab :

V1 = Cp(2*9.81*(h1+h2+h3)/3)^0,5

= 1,078 m/dt

V3 = Cp . (2*981*(h1+h2)/3)^0,5

= 0,270 m

48

Tabel 4.26. Tabel Kecepatan Pada Tabung Pitot

No V1 V3

(m/dt) (m/dt)

1 2,583 0,232

2 1,210 0,211

3 0,748 0,210


Dengan :

V1=Kecepatan setelah melalui pintu (m/dt)

V3 =Kecepatan setelah loncatan hidrolis

(m/dt)


terdapat perbedaan.Dengan menggunakan perhitungan kesalahan relatif,

|Vpitot-Vhitung




Percobaan

V pitot

(m/dt)

V hitung


V1 V3 V1 V3 V1 V3

1 2,583 0,232 2,3858 0,2061 8,25510 12,42490

2 1,210 0,211 1,3633 0,1992 11,23134 6,13105

3 0,748 0,210 0,6817 0,1976 9,76023 6,03547


Dari tabel perhitungan diperoleh kesalahan yang sangat besar. Acuan kesalahan yang dapat

ditoleransi adalah ±5%, sedangkan perhitungan menunjukkan angka yang melebihi dan

yang terbesar adalah 12,4249 %. Hal ini menunjukkan bahwa dalam praktikum terdapat

kesalahan dalam pengukuran menggunakan pitot tidak akurat akibat fungsi alat yang tidak

optimal ditambah lagi minimnya waktu yang tersedia untuk menunggu aliran air tenang pada

flume.

49

c. Perhitungan Loncatan Hidraulik

Contoh perhitungan loncatan hidraulik:

Diketahui :

Vp1 = kecepatan pitot aliran ruas 1 = 1,078 m/dt

Y1 = kedalaman aliran ruas 1 = 0,007 m

Vp3 = kecepatan pitot aliran ruas 3 = 0,850 m/dt

Y3 = kedalaman aliran ruas 3 = 0,047 m

Ditanya = H1 dan H3 ..........?

Jawab :

H1 = 1

2

1

2Y

g

V

H1 = 007,081,92

078,1 2

x

= 0,0108 m

H3 = 3

2

3

2Y

g

V

H3 = 047,081,92

0,8502

x

= 0,0085 m

Tabel 4.28. Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidraulik

No Yg Yo Y1 Y3 Q V1 V3 V12/2g V3

2/2g H1 H3

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

1 0,009 0,133 0,0051 0,0450 0,00059 2,583 0,232 0,10395 0,00189 0,1008 0,0466

2 0,012 0,075 0,0100 0,0435 0,00059 1,210 0,211 0,09281 0,00326 0,0863 0,0452

3 0,015 0,059 0,0140 0,0430 0,00059 0,748 0,205 0,08863 0,00461 0,0737 0,0447


Dengan :

Yg = Tinggi bukaan pintu

Yo = Tinggi muka air di hulu pintu

Y1 = Tinggi muka air di hilir pintu

Y3 = Tinggi muka air pada ruas 3

V1 = Kecepatan pitot di hilir pintu

V3 = Kecepatan pitpt di ruas 3

H1 = Tinggi energi di hilir pintu

H3 = Tinggi energi di ruas 3

50

Gambar 1 Percobaan Loncatan Hidraulik dengan Bukaan Pintu, Yg= 9mm



51

Dari tabel hasil perhitungan loncatan hidraulik, dapat terlihat bahwa untuk setiap

kenaikan pintu geser (sluice gate) diikuti penurunan muka air hulu (ruas 0) dan kenaikan

ruas hilir (ruas 1). Dengan pola kenaikan sebesar 3mm tiap percobaan, diikuti penurunan

hulu (Y0) sekitar 21-54 mm dan kenaikan hilir (Y1) sekitar 40-49 mm.

Pengaruh bukaan pintu (Yg) terlihat juga pada penurunan kecepatan aliran pada ruas

hilir (V1) sekitar 0,462-1,373 m/dt. Perubahan pola kecepatan juga terlihat di ruas 3 (setelah

loncatan hidraulik) yang semakin menurun dengan interval yang lebih kecil yaitu 0,06- 0,021

m/dt.

Bertambah besarnya bukaan pintu (Yg) berdampak pada menurunnya selisih beda tinggi

aliran sebelum dan sesudah meloncat (y3-y1). Semakin besar bukaan pintu, maka selisih

beda tinggi semakin kecil. Hal tersebut diikuti dengan menurunnya panjang loncatan.

Artinya terdapat hubungan antara variabel panjang loncatan (L) dengan selisih kedalaman

aliran sebelum dan sesudah lencatan air (y3-y1).

Dari praktikum yang telah dilakukan, untuk membuktikan terjadinya locatan hidraulik

adalah dengan mengetahui perubahan tipe aliran dilihat berupa perubahan yang besar dari

nilai kecepatan. Untuk mempermudah perhitungan maka digunakan perhitungan bilangan

froude untuk kedua ruas.

Tabel 4.29. Tabel Hasil Perhitungan Perubahan yang Cepat pada Tipe Aliran

No V1 V3 Fr1 Fr3

L

(cm)

H1 H3 ΔH

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

1 2,583 0,232 7,63 0,31 25,0 0,1008 0,0466 0,2950

2 1,210 0,211 4,09 0,29 18,3 0,0863 0,0452 0,0315

3 0,748 0,205 2,96 0,29 17,0 0,0737 0,0447 0,0080


Dapat terlihat bahwa dalam jarak (L) yang cukup kecil terjadi transisi yang cukup cepat

pada tipe aliran dari kondisi subkritis (Fr>1) pada ruas hilir (ruas 1) menjadi aliran subkritis

(Fr<1) pada ruas setelah terjadi loncatan hidraulik (ruas 3). Sebagai contoh pada percobaan

1 yang menunjukkan perubahan bilangan froude dari 7,63 menjadi 0,31 hanya dalam 25 cm.

Perhitungan seperti ini sesuai dengan pengukuran tabung pitot dengan hasil kecepatan

hilir (V1) lebih besar daripada kecepatan setelah terjadi loncatan (V3). Sebagai contoh pada

percobaan 1 yang menunjukkan perubahan kecepatan dari 2,583 m/dt menjadi 0,232 m/dt.

52

Dalam mempelajari loncat air, parameter penting yang menjadi perhitungan adalah

kedalaman awal sebelum meloncat (y1), kedalaman akhir setelah meloncat (y3) dan panjang

loncatan (L). Untuk kedalaman akhir setelah meloncat (y3), diberikan oleh persamaan

y3

y1

=1

2(√1 + 8𝐹𝑟1

2-1), sedangkan untuk mendapatkan panjang loncatan air (L), tidak ada

rumus teoritik yang dapat menghitungnya. Tetapi dari percobaan di laboratorium untuk

saluran segiempat berisar 5 hingga 7 kali tinggi loncatan air atau L = 5(y3-y1) sampai L=

7(y3-y1). (Triatmodjo,2014)

Tabel 4.30 Perbandingan Hasil Pengukuran dan Perhitungan Teoritis y3 dan L

No y1 (m) Fr1

y3 (m) L (m)

Pengukuran Teoritis

KR

% Pengu

kuran

L

y3-y1

Teoritis

5(y3-y1) 7(y3-

y1)

1 0,0051 7,63 0,0450 0,0471 4,86 0,25 6,265 0,1995 ~ 0,2793

2 0,0100 4,09 0,0435 0,0458 4,52 0,18 5,373 0,1675 ~ 0,2345

3 0,0140 2,96 0,0430 0,0452 4,65 0,17 5,861 0,1450 ~ 0,2030

Rerata 5,833


Tabel 4.30 menunjukkan perbandingan hasil pengukuran saat percobaan dengan perhitungan

secara teoritis. Pada perhitungan kedalaman aliran setelah terjadi loncatan (y3), terdapat

pebedaan yang tidak terlalu besar dengan selisih terbesar 0,0021 m pada percobaan 1 dengan

kesalahan relatif 4,86%. Hal ini dapat menjelaskan bahwa hasil praktikum dapat

merepresentasikan teori yang berlaku. Sedangkan pada pengukuran jarak loncatan (L), nilai

hasil pengukuran berada di interval perhitungan secara teoritis. Dapat terlihat pula bahwa

nilai jarak loncatan (L) hasil percobaan memiliki perbandingan rerata dengan selisih

kedalaman loncatan sebesar L = 5,833 (y3-y1).

d. Perhitungan Gaya Aliran

Contoh Perhitungan Gaya Aliran :

Diketahui :

bsaluran = 0,078 m

Ya = 0,015 m

Yb = 0,049 m

Q = 0,00088 m

53

Ditanya : Fa dan Fb.............?

Jawab :

yb

QybF

ax

axx

saluran

saluran

a 2

22

2

81,9

0444,0

015,0078,0

00088,0

2

2^015,0078,081,92

2

F

F

a

ax

xx

yb

QybF

bx

bxx

saluran

saluran

b 2

22

2

81,9

0051,0

078,02

049,0078,081,9

049,0

00088,02

22

F

F

b

b

x

xx

Tabel 4.31 Perhitungan Gaya Aliran

No Q Ya Fa Yb Fb Yb/Ya

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

1 0,00059 0,0091 0,00053 0,0449 0,00084 4,934

2 0,00059 0,024 0,00040 0,044 0,00082 1,833

3 0,00059 0,0295 0,00048 0,0435 0,00080 1,475


Dengan :

Q = Debit aliran (m3/dt)


= Masa jenis air (kg/m3)

g = Percepatan gravitasi (m/dt2)

Ya = Kedalaman air sebelum loncatan (m)

Yb = Kedalaman air setelah loncatan (m)

Fa = Gaya aliran sebelum loncatan (N)

Fb = Gaya aliran air setelah loncatan (N)

54

e. Perhitungan Hubungan Antara 𝚫H/Y1 dan Y3/Y1

Tabel 4.32 Perhitungan Hubungan Antara 𝚫H/Y1 dan Y3/Y1

No Yg Yb Y1 Y3 ΔH/Y1 Y3/Y1

(m) (m) (m) (m)

1 0,009 0,0449 0,0051 0,0450 8,8235 0,1051

2 0,012 0,044 0,0100 0,0435 4,3500 0,0282

3 0,015 0,0435 0,0140 0,0430 3,0714 0,0182


Dengan :

Yg = Tinggi bukaan pintu

Yo = Tinggi muka air di hulu pintu

g = Percepatan gravitasi ( data )

Y1 = Tinggi muka air di hilir pintu

Y3 = Tinggi muka air pada section 3

V1 = Kecepatan di hilir pintu

ΔH = Selisih tinggi energi antara hilir dan ruas 3 (setelah loncatan hidraulis)

Gambar 4.12 Grafik Hubungan antara 𝚫H/Y1 dan Y3/Y1


Dari grafik menunjukan korelasi postif antara ΔH dan Y3. ΔH adalah selisih tinggi energi

antara hilir dan ruas 3 (setelah loncatan hidraulis), sedangkan Y3 adalah kealaman aliran di

ruas 3. Hal ini memberikan gambaran bahwa semakin besar tinggi energi yang dihasilkan,

maka kedalaman aliran pada ruas 3 akan semakin besar.

y = 3,5176x - 10,807R² = 0,9799

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

AH

/Y1

Y3/Y1

Hubungan antara ΔH/Y1 dan Y3/Y1

55

f. Perhitungan Perbandingan Harga Y1<Yc<Y3

Tabel 4.33 Perbandingan Harga Y1<Yc<Y3

No Q

(m3/dt)

B

(m)

Y1

(m)

Yc

(m)

Y3

(m)

Hidrolic

Jump

1 0,00059 0,076 0,0051 0,0182 0,0450 Benar

2 0,00059 0,076 0,0100 0,0182 0,0435 Benar

3 0,00059 0,076 0,0140 0,0182 0,0430 Benar


Benar artinya terjadi loncatan hidrauik pada perobaan karena telah memenuhi syarat

Y1<Yc<Y3. Pada percobaan tersebut dengan debit dan kedalaman kritis yang sama, namun

besar bukaan pintu yang berbeda maka menghasilkan tinggi aliran yang berbeda pada ruas

3, yaitu setelah loncatan hidraulik.

Dengan :

Q = Debit aliran ( m3/dt)


q = Debit persauan lebar (m2/dt)


Y3 = Tinggi muka air pada section 3 (m)

Yc = Kedalaman kritis (m)

56

Kesimpulan

1. Loncatan air (loncatan hidraulis) terjadi jika terjadi perubahan yang cepat pada tipe

aliran dari aliran superkritis (aliran pada ruas 1) menjadi aliran subkritis (aliran pada

ruas 3). Terbukti dari perubahan nilai kecepatan aliran yang terjadi sehingga

berakibat perubahan nilai Froude yang sangat cepat dalam jarak yang cukup pendek.

Artinya perubahan kecepatan antar ruas aliran sebanding dengan besarnya loncatan

hidraulik.

2. Bertambah besarnya bukaan pintu (Yg) berdampak pada menurunnya selisih beda

tinggi aliran sebelum dan sesudah meloncat (y3-y1). Semakin besar bukaan pintu,

maka selisih beda tinggi semakin kecil. Hal tersebut diikuti dengan menurunnya

panjang loncatan. Artinya terdapat hubungan antara variabel panjang loncatan (L)

dengan selisih kedalaman aliran sebelum dan sesudah lencatan air (y3-y1).

3. Perhitungan gaya aliran (gaya tekan hidrostatis) memberikan gambaran mengenai

perubahan energi yang terjadi. Perubahan terjadi akibat perbedaan tinggi dan

kecepatan dua ruas aliran. Semakin besar bukaan pintu akan berakibat semakin kecil

kecepatan dan kedalaman aliran pada ruas hilir bertambah. Namun berdampak pada

perbedaan gaya tekan hidrostatis aliran pada ruas 1 dan ruas 3. Akibatnya perbedaan

tingi tekan juga semakin kecil. Artinya perubahan gaya tekan hidrostatis (ΔF)

sebanding dengan perubahan (kehilangan) tinggi tekan (ΔH).

4. Loncatan hidraulik juga dapat teridentifikasi dari pebedaan nilai kedalaman kritis,

kedalaman hilir dan kedalaman setelah loncatan terjadi. Pada percobaan telah

terbukti dengan jenis debit yang sama yaitu 0,00059m3/dt namun besar bukaan pintu

yang berbeda maka menghasilkan tinggi aliran yang berbeda pada ruas 3, yaitu

setelah loncatan hidraulik. Artinya syarat loncatan hidraulik untuk Y1<Yc<Y3

terpenuhi.

5. Percobaan pengukuran kedalaman aliran setelah loncatan (Y3) dapat

merepresentasikan teori dasar perhitungan yaitu1

3

Y

Y = 1Fr81

2

1 2 dengan

tigkat kesalahan relatif terbesar yaitu 4,86 %. Pengukuran jarak loncatan (L) secara

teoritis terpenuhi karena sesuai dengan interval hasil perhitungan. Jarak loncatan (L)

pada pengukuran berkisar pada nilai 5,833 (y3-y1).

57

4.2. Percobaan II: Broad - Crested Weir

Tentukan jenis aliran dengan bilangan Froude

Hitung Cd dengan Q dan H

Gambar grafik hubungan Q dan H

Gambar grafik hubungan Cd dan Q

Atur tinggi air diatas weir

rencana (H)


Dengan H rencana, ukur hpitot, Yu, Yc, L, H & h

Hitung Vo & V1 dengan h Pitot

Selesai

Aliran tenang


4 Jenis H

rencana

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Mulai


Thompson hingga memenuhi H

Gambar 4.13 Diagram Alir Percobaan II

58

Yu

Pada pengukuran percobaan II, panjang bendung, L = 35 cm, lebar bendung, B =

7,6 cm dan tinggi bendung, P = 10 cm. Diperoleh data berikut

Tabel 4.34 Data Percobaan II

No. Yu Yc L H

(m) (m) (m) (m)

1 0,170 0,0090 0,275 0,015

2 0,230 0,0110 0,263 0,020

3 0,240 0,0150 0,228 0,025

4 0,320 0,0180 0,170 0,030


Gambar 4.14 Skema Percobaan II

Keterangan:

1. H : Tinggi air di atas weir (m)

2. Yu : Kdalaman air sebelum weir (m)

3. Yc : Tinggi kritis (m)

4. L : Panjang pengempangan (m)





persamaan:

𝑄 =8


𝜃

2

Y0

g2

v2

0

H

Yc

g2

Vc 2

L

59




h = tinggi air (m)



Cd = koefisen debit

= 0,6035 + 0,0813 h/D



Q = K. h5/2

𝐾 = 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

Dengan:


h : tinggi air (m)

K : koefisien debit




Diketahui :

D = 0,19 m

B = 0,50 m

h = 0,048 m

Ditanya: Q = .....?

60

Jawab:

K= 81,2 + 0,24

ℎ+ (84 +

12

√𝐷) (

ℎ

𝐵− 0,09)

2

= 81,2+ 0,24

0,048+ (84+

12

√0,19) (

0,048

0,50- 0,09)

2

= 1,4442

Q = k.h5/2

= 1,4442 x (0,044) 5/2

= 0,0354 m3/menit

= 0,00059 m3/dt

Tabel 4.35 Perhitungan Debit

No. h

(m) K

Q

(m3/dt)

1 0,032 1,482 0,000236

2 0,037 1,463 0,000368

3 0,043 1,446 0,000526

4 0,050 1,434 0,000703


b. Perhitungan Cd

Broad-crested weir (bendung ambang lebar) adalah bangunan untuk

meninggikan muka air di wilayah hulu dengan tujuan pegaliran aliran pada saluran

irigasi pada wilayah persawahan. Dengan adanya bangunan ini dapat mempermudah

penyedaiaan air bagi lahan persawahan, sebab dalam pengaliran debit yang

dibutuhkan hanya dengan melihat besar kedalaman air tepat sebelum melewati

bendung (H). Kedalaman ini diukur dari garis referensi puncak bendung. Akibat

pembendungan, aliran pada ruas hulu (sebelum bendung) adalah subkritis sehingga

kecepatanny sangat kecil, sehingga diasumsikan E≈H.

Aliran diatas puncak bendung memiliki tipe kritis dan dapat diperoleh penurunan

persamaan koefisien debit, Cd.

𝐸 = 𝐻 =3

2𝑦𝑐atau 𝑦𝑐 =

2

3𝐻

61

Karena aliran kritis, maka diperoleh 𝑉𝑐 = √𝑔𝑦𝑐. Sehingga, debit ideal yang

mengalir pada bagian atas bendung adalah:

𝑄 = 𝑞𝑐𝐵 = 𝑉𝑐𝑦𝑐 = √𝑔𝑦𝑐

2

3𝐻 =

2

3𝐻√

2

3𝑔𝐻 ≃ 1,705𝐻3/2

(Flow in Open Channels-Subramanya, 236)

Contoh Perhitungan Cd:

Diketahui : Q = 0,000272 m3/dt

b = 0,076 m

H = 0,032 m

Ditanya: Cd = .....?

Jawab :

Rumus : Cd = Q

bH32

= 23015,0076,0

000236,0

x = 1,692

Tabel 4.36 Perhitungan Cd

No Q Yu L H H3/2 b

Cd

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

1 0,000236 0,170 0,024 0,015 0,00184 0,076 1,692

2 0,000368 0,230 0,023 0,020 0,00283 0,076 1,713

3 0,000526 0,240 0,022 0,025 0,00395 0,076 1,751

4 0,000703 0,320 0,014 0,030 0,00520 0,076 1,784


Keterangan :

1. Q : Debit yag melalui saluran (m3/dt)


3. H : Tinggi saluran di atas weir (m)

4. Cd : Koefisien debit

Dari tabel perhitungan diperoleh bahwa nilai koefisien debit berkisar antara 1,692-1,784,

dengan nilai rerata sebesar 1,733. Nilai ini ridak jauh berbeda dari perhitungan secara teori

berdasarkan persamaan deit ideal yang melewati bendung ambang lebar dengan Cd 1,705.

62

Gambar 4.16 Grafik Hubungan antara Q dan H


Tabel dan grafik menunjukkan keterkaitan 2 variabel yaitu debit yag mengalir (Q) dengan

tinggi muka air diatas weir (H). Semakin besar debit yang mengalir maka semakin besar

tinggi muka air diatas bendung ambang lebar. Artinya, antar kedua variabel saling

berbanding lurus.

Gambar 4.17 Grafik Hubungan antara Q dan Cd


y = 1,3643ln(x) - 6,0008R² = 0,9912

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

200 300 400 500 600 700 800

H (

cm)

Q (cm3/dt)

Grafik Hubungan Q dan H

y = 1,2922x0,0485

R² = 0,9647

1,66

1,68

1,7

1,72

1,74

1,76

1,78

1,8

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Ko

efis

ien

Deb

it (

Cd

)

Debit Aliran (cm3/dt)

Grafik Hubungan Q dan Cd

63

Tabel dan grafik menunjukkan keterkaitan 2 variabel yaitu debit yang mengalir (Q) dengan

koefisien debit (Cd). Semakin besar debit yang mengalir maka semakin besar nilai koefisien

debit. Artinya, antar kedua variabel saling berbanding lurus. Dapat dijelaskan pula bahwa

nilai koefisien debit pada hasil percobaan berkisar antara 1,692-1,784 dan nilai yang

mempengaruhi adalah debit dan tinggi air diatas bendung.

c. Perhitungan Kondisi Aliran

1. Aliran sebelum melewati bendung

Kondisi aliran dapat ditentukan dengan menghitung bilangan Froude. Untuk

penampang persegi, maka persamaan menjadi:

𝐹 =𝑉

√𝑔𝑌


Diketahui : Yu = 0,170 m

V = 0,0210 m/dt

g = 9,81 m/dt 2

Ditanya : F : ...?

Jawab : F = 81,9.0,170

0,0210

.

gYu

V = 0,016

( Fr<1 maka termasuk jenis aliran sub kritis)

Tabel 4.37 Kondisi Aliran Sebelum Weir

No Q b Yc A V g

Fr Jenis

aliran (m3/dt) (m) (m) (m2) (m/dt) (m/dt2)

1 0,000236 0,076 0,170 0,012920 0,0210 9,81 0,016 Sub Kritis

2 0,000368 0,076 0,230 0,017480 0,0220 9,81 0,015 Sub Kritis

3 0,000526 0,076 0,240 0,018240 0,0304 9,81 0,020 Sub Kritis

4 0,000703 0,076 0,320 0,024320 0,0330 9,81 0,019 Sub Kritis


64

gY

VF

.

Keterangan :



3. Yu : Kedalaman air sebelum melewati weir (m)

4. A : Yc x b

5. V : Q / A

6. G : Percepatan gravitasi (m/dt2)

7. F : V / (g . Y)0.5

Pada tabel tersebut terlihat bahwa pada tiap variasi debit yang mengalir, maka jenis

aliran air sebelum melewati bendung adalah sub kritis dengan bilangan froude berkisar

0,016 hingga 0,020. Hal ini merupakan dampak dari pembendungan yang

mengakibatkan kenaikan muka air di hulu. Akibatnya kecepatan di ruas hulu menjadi

berkurang atau rendah jika dibandingan aliran saat melewati ambang.

2. Aliran saat melewati (tepat diatas) bendung

Kondisi aliran dapat ditentukan dengan menghitung bilangan Froude. Untuk

penampang persegi, maka persamaan menjadi:


Diketahui : Yc = 0,006662 m

V = 0,2567 m 2 /dt

g = 9,81 m/dt 2

Ditanya : F : ...?

Jawab : F = 81,9.0,0110

0,3273

.

gYc

V = 1,000

( ≈1 maka termasuk jenis aliran super kritis)

Tabel 4.38 Kondisi Aliran di Atas Weir

No Q b Yc A V g

Fr Jenis

aliran (m3/dt) (m) (m) (m2) (m/dt) (m/dt2)

1 0,00027 0,076 0,011 0,000830 0,3273 9,81 1,000 Kritis

2 0,00039 0,076 0,014 0,001055 0,3653 9,81 0,990 Kritis

3 0,00055 0,076 0,018 0,001336 0,4152 9,81 1,000 Kritis

4 0,00080 0,076 0,022 0,001696 0,4725 9,81 1,010 Kritis


65

Yu

Keterangan :



3. Yc : Tinggi diatas weir (m)

4. A : Yc x b

5. V : Q / A

6. G : Percepatan gravitasi (m/dt2)

7. F : V / (g . Y)0.5

Dari kedua tabel dapat terlihat pebedaan jenis aliran air sebelum dan tepat saat melewati

bendung ambang lebar (broad-crested weir). Perhitungan jenis aliran pada saat melewati

bendung cenderung memperoleh angka froude sebesar 1, atau aliran memiliki tipe kritis.

Pada saat percobaan terlihat pula perbedaan tinggi aliran saat sebelum dan tepat melewati

bendung yang sangat tampak akibat transisi tipe aliran dalama jarak yang kecil, dari kondisi

subkritis menuju kritis. Bendung ambang lebar dapat sangat berguna untuk menentukan

debit aliran yang lewat diatasnya, sebab pada tiap variasi debit jenis aliran yang lewat

diatasnya adalah kritis.

d. Panjang Pengempangan

Tabel 4.39 Data Percobaan II

No. Q Yc L H

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

1 0,000236 0,0090 0,275 0,015

2 0,000368 0,0110 0,263 0,020

3 0,000526 0,0150 0,228 0,025

4 0,000703 0,0180 0,170 0,030


Y0

g2

v2

0

H

Yc

g2

Vc 2

L

66

Keterangan:

1. H : Tinggi air di atas weir (m)

2. Yu : Kedalaman air sebelum weir (m)

3. Yc : Tinggi kritis (m)

4. L : Panjang pengempangan (m)

Pada hasil pengukuran terlihat perubahan kenaikan tinggi air (H) akibat debit (Q) yang

semakin naik. Perubahan kenaikan tersebut berbanding terbalik dengan panjang

pengempangan (L) yang terjadi.

Gambar 4.18 Grafik Hubungan Tinggi Air Diatas Bendung Dan Panjang Pengempangan

Panjang pengempangan pada bendung dipengaruhi oleh tinggi muka air diatasnya dan

berlaku perbandingan terbalik. Karena tinggi muka air diatas bendung dipengaruhi debit

yang mengalir, maka panjang pengempangan dipengaruhi oleh debit.

y = -7x + 0,3912R² = 0,9237

0,150

0,170

0,190

0,210

0,230

0,250

0,270

0,290

0,310

0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035

Pan

jan

g P

enge

mp

anga

n (

L)

Tinggi Air diatas Weir (H)

Hubungan H dengan L

67

Kesimpulan

1) Pada percobaan broad – crested weir dapat diperoleh hubungan antara debit (Q), tinggi

muka air diatas weir (H) dan koefisien debit (Cd).

i. Dengan mengatur tinggi H dalam 4 variasi, diperoleh kenaikan debit yang

berbanding lurus (sebanding) dengan kenaikan tinggi H. Bahwa nilai debit yang

mengalir akan mempengaruhi besarnya nilai H.

ii. Semakin bertambahnya nilai H pada percobaan, maka hasil perhitungan

menampilkan nilai Cd yang ikut bertambah dengan interval antara 1,692-1,784.

Dengan nilai rerata sebesar 1,733, nilai ini ridak jauh berbeda dari perhitungan

secara teori berdasarkan persamaan debit ideal yang melewati bendung ambang

lebar dengan Cd 1,705. Artinya nilai koefisien debit (Cd) sangat dipengaruhi

oleh debit yang mengalir (Q) pada saluran.

iii. Panjang pengempangan pada bendung dipengaruhi oleh tinggi muka air

diatasnya dan berlaku perbandingan terbalik. Karena tinggi muka air diatas

bendung dipengaruhi debit yang mengalir, maka panjang pengempangan

dipengaruhi oleh debit.

2) Untuk semua varasi debit aliran, maka setiap aliran yang melewati bagian atas bendung

ambang lebar (broad – crested weir) memiliki jenis aliran kritis. Dibuktikan dengan

perhitungan bilangan Froude berkisar 0,999 sampai 1,01 yang cenderung mendekati

nilai 1 (Fr=1 adalah aliran kritis). Sedangkan, untuk aliran sebelum melewati bendung

memiliki tipe aliran subkritis, dibuktikan dengan perhitungan bilangan froude berkisar

0,016 hingga 0,020.

68

BAB V

PENUTUP

6.1. Kesimpulan

Dari hasil pengukuran pada praktikum dan perhitungan pada pembuatan laporan, dapat

diambil kesimpulan yang menyatakan keterkaitan beberapa variabel yang digunakan dalam

praktikum, yaitu:

a. Pada percobaan penurunan energi spesifik dan kedalaman kritis, dapat diperoleh

pola hubungan antar variabel yaitu:

i. Tinggi bukaan pintu berbanding terbalik dengan energy spesifik pada ruas

hulu dan ruas hilir

ii. Pada aliran hulu (sebelum melewati pintu) jenis aliran adalah subkritis. Besar

energy spesifik dominan dipengaruhi oleh kedalaman aliran daripada

kecepatan aliran.

iii. Pada aliran hilir (setelah melewati pintu) jenis aliran adalah superkritis. Besar

energy spesifik fominan dipengaruhi oleh kecepatan aliran daripada

kedalaman aliran.

iv. Energi minimum debit Q = 0,000059 m3/dt terpenuhi saat E = 0,0276m dan

diperoleh kedalaman kritis Yc = 0,0184 m. Terbukti dengan penggambaran

kurva energi spesifik bahwa Emin 2,736324044 cm dan kedalaman kritis yaitu

Yc = 1,82421603 cm, serta terbukti bahwa Yc = 2

3Emin.

b. Pada percobaan debit aliran yang melalui sluice gate, dapat diperoleh pola hubungan

antar variabel yaitu:

i. Besarnya bukaan pintu berbanding lurus dengan debit yang mengalir pada

saluran.

ii. Besarnya koefisien debit sangat dipengaruhi oleh besarnya bukaan pintu pada

sluice gate dan berlaku hubingan variabel yang berbanding terbalik.

c. Pada percobaan loncatan hidraulik, dapat diperoleh pola hubungan antar variabel

yaitu:

i. Besarnya bukaan pintu (Yg) berbanding terbalik dengan selisih tinggi energi

sebelum dan sesudah loncatan (ΔH).

ii. Besar panjang locatan (L) berbanding lurus dengan selisih tinggi energi

sebelum dan sesudah loncatan (ΔH)

69

iii. Perubahan gaya tekan hidrostatis (ΔF) sebanding dengan perubahan

(kehilangan) tinggi tekan (ΔH).

iv. Syarat teoritis loncatan hidraulik untuk Y1<Yc<Y3 terpenuhi dalam

praktikum yang dilakukan.

v. Percobaan pengukuran kedalaman aliran setelah loncatan (Y3) dapat

merepresentasikan teori dasar perhitungan yaitu1

3

Y

Y = 1Fr81

2

1 2

dengan tigkat kesalahan relatif terbesar yaitu 4,86 %. Pengukuran jarak

loncatan (L) secara teoritis terpenuhi karena sesuai dengan interval hasil

perhitungan

d. Pada percobaan nendung ambang lebar (broad-crested weir), dapat diperoleh pola

hubungan antar variabel yaitu:

i. Debit berbanding lurus (sebanding) dengan kenaikan tinggi air sebelum

melewati bendung (H).

ii. Nilai koefisien debit (Cd) sangat dipengaruhi oleh debit yang mengalir (Q)

pada saluran atau berbanding lurus. Pada percobaan diperoleh koefisien debit

pada bendung ambang lebar 1,733.

iii. Untuk semua varasi debit aliran, maka setiap aliran yang melewati bagian

atas bendung ambang lebar (broad – crested weir) memiliki jenis aliran kritis,

sedangkan untuk aliran sebelum melewati bendung memiliki tipe aliran

subkritis.

6.2. Saran

Berdasarkan percobaan dan perhitungan pada bab-bab sebelumnya, praktikum

hidrolika ini sangat bermanfaat bagi mahasiswa. Akan tetapi banyak sekali ditemukan

kesalahan kesalahan yang mengakibatkan berkurangnya ketepatan hasil yang diperoleh.

Untuk itu kami menyarankan agar:

1. Penyediaan waktu praktikum yang lebih banyak mengingat pengukuran debit dan

kecepatan aliran harus dilakukan dengan waktu yang lebih lama sebab harus menunggu

aliran tenang terlebih dahulu untuk menghindari resiko kesalahan pengukuran.

2. Kesiapan praktikan harus lebih matang dari segi fisik dan mental, mengingat praktikum

harus membutuhkan fokus yang terus menerus agar menghindari kesalahan dalam

pembacaan pengukuran.

70

3. Intensitas percobaan ditambah agar dapat meminimalisir minimnya ketersediaan data

dan mengurangi tingkat ketidakakuratan data. Secara garis besar percobaan dilakukan

hanya dengan 3 variasi bukaan pintu dan debit. Untuk itu disarankan agar lebih

intensitas dan interval yang lebih kecil agar mendapatkan data yang presisi.

4. Kalibrasi alat sangat diperlukan karena alat yang tersedia kualitasnya sudah menurun

seperti tabung pitot untuk mengukur kecepatan. Sehingga diharapkan dapat

meminimalisir kesalahan pada data yang diukur.

71

DAFTAR PUSTAKA

Priyantoro, Dwi. 2012. Buku Petunjuk Pelaksanaan Praktikum Hidrolika Saluran Terbuka.

Malang: Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.

Triatmojo, Bambang. 1995. Hidrolika II. Yogyakarta : Beta Offset.

Linsley, J.K. & Franzini, B. 1985. Teknik Sumber Daya Air. Jilid 1 Edisi 3. Terjemahan

Djoko Sasongko. 1991. Jakarta: Erlangga.

72

LAMPIRAN

cover laporan hidrolika saluran terbuka* · mata kuliah hidrolika saluran terbuka, serta dapat...

Documents