Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui Bendung Kelompok XVI BAB 6 ALIRAN MELALUI BENDUNG 6.1 Maksud dan Tujuan 6.1.1 Maksud Maksud dari praktikum Bendung adalah 1. Mencari waktu berdasarkan volume yang ditentukan 2. Menentukan besarnya nilai h 1 , h 2 , h 3 , h 4 , h 5 , y 0 , y 1 , dan y 2 6.1.2 Tujuan Tujuan dari praktikum Bendung adalah 1. Mendemonstrasikan aliran melalui bendung. 2. Menunjukkan bahwa bendung dapat digunakan sebagai alat ukur debit. 3. Menghitung koefisien pelimpah yang terjadi. 4. Menggambarkan garis muka air dan garis energi. 5. Menggambarkan grafik hubungan antara H-Q, Q- Cd, dan H-Cd.
35
Embed
BAB 6 BENDUNGAN & CURRENT METER · Web viewMenggambarkan garis muka air dan garis energi. Menggambarkan grafik hubungan antara H-Q, Q-Cd, dan H-Cd. Dasar Teori Debit Melalui Bendung
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan HidrolikaBab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
BAB 6
ALIRAN MELALUI BENDUNG
6.1 Maksud dan Tujuan
6.1.1 Maksud
Maksud dari praktikum Bendung adalah
1. Mencari waktu berdasarkan volume yang ditentukan
2. Menentukan besarnya nilai h1, h2, h3, h4, h5, y0, y1, dan y2
6.1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum Bendung adalah
1. Mendemonstrasikan aliran melalui bendung.
2. Menunjukkan bahwa bendung dapat digunakan sebagai alat ukur debit.
3. Menghitung koefisien pelimpah yang terjadi.
4. Menggambarkan garis muka air dan garis energi.
5. Menggambarkan grafik hubungan antara H-Q, Q-Cd, dan H-Cd.
6.2 Dasar Teori
6.2.1 Debit Melalui Bendung
Bendung merupakan konstruksi untuk meninggikan elevasi muka air di sungai
dan berfungsi pula sebagai sarana pengukur debit aliran. Di samping itu bendung
juga merupakan bentuk bangunan pelimpah yang paling sederhana. Sifat-sifat
aliran melalui bendung pada awalnya dikenal sebagai dasar perencanaan pelimpah
dengan mercu bulat, yakni profil pelimpah yang ditentukan sesuai dengan bentuk
permukaan tirai luapan bawah di atas bendung mercu tajam.
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
Gambar 6.1 Sketsa Aliran Melalui Bendung
Debit yang mengalir di atas bendung dapat dihitung dengan formula sebagai
berikut:
……. ……………………………... (6.1)
Sumber : (Bambang Triatmojo, Hidraulika I, 1993, hal.213)
dimana :
(Yo-P) = jarak vertikal antara muka air di hulu bendung dengan puncak
bendung
B = lebar bendung
Cd = koefisien debit
6.2.2 Loncatan Hidraulik Pada Bendung
Aliran air yang melewati bendung akan mengalami loncatan hidraulik akibat
terjadinya pelepasan energi karena berubahnya kondisi aliran dari aliran
superkritik menjadi aliran subkritik. Pada umumnya loncatan hidraulik dipakai
sebagai peredam energi pada hilir bendung, saluran irigasi atau struktur hidraulik
yang lain untuk mencegah pengikisan struktur di bagian hilir.
Y1Y2
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
Suatu loncatan hidraulik dapat terbentuk pada saluran apabila memenuhi
persamaan sebagai berikut :
……………………………………... (6.2)
……………………………………....................... (6.3)
Sumber : (Bambang Triatmojo, Hidraulika II, 1993, hal.137)
Adapun panjang loncatan air (L) dapat dihitung dengan rumus empiris sebagai
berikut:
…………………………………...................(6.4)
(Sumber : Bambang Triatmojo, Hidraulika I, 1993, hal.138)
dengan:
= tinggi muka air di hilir loncatan hidraulik
= tinggi muka air di hulu loncatan hidraulik
v1 = kecepatan aliran di hulu
= bilangan froude
g = percepatan gravitasi
6.3 Alat dan Bahan
6.3.1 Alat
Peralatan yang digunakan dalam praktikum bendung adalah sebagai berikut :
1. Multi purpose teaching flume
2. Model bendung(Ogee weir) dengan lantai belakang ski jump
3. Blended reverse curvature
4. Ski jump
5. Sloping appron
6. Point gauge
7. Mistar / pita ukur
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
6.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum bendung adalah sebagai berikut :
1. Air
6.4 Cara Kerja
Gambar 6.2 Aliran Melalui Bendung
1. Memasang model bendung pada saluran terbuka.
2. Mengalirkan air pada saluran terbuka.
3. Mengukur debit yang terjadi.
4. Mencatat harga y0 dengan menggunakan point gauge.
5. Menentukan besarnya koefisien debit Cd melalui bendung dengan
menggunakan persamaan (6.1).
6. Menggambarkan profil aliran yang terjadi.
7. Mengamati loncatan hidraulik yang terjadi di hilir bendung, mengukur ,
, dan L serta menentukan kecepatan yang terjadi pada aliran di hulu
loncatan hidraulik. Membandingkan panjang loncatan hidraulik tersebut
dengan persamaan (6.3).
8. Mengamati bagian mana yang akan mengalami gerusan yang
membahayakan.
1 2
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
9. Memasang lantai bendung yang lain pada bagian hilir di belakang model
bendung tersebut. Mengamati loncatan hidraulik yang terjadi,
membandingkan dengan kondisi sebelumnya.
6.5 Data Hasil Percobaan
Gambar 6.3 Aliran Melalui Bendung
P (Tinggi bendung) = 18 cm
B (lebar bendung) = 8 cm
Tabel 6.1 Tabel Hasil Pengamatan Aliran Melalui Bendung
Percobaan Yo (cm) Y1(cm) Y2 (cm) L1 (cm) L2(cm) Cd
1 21,5 4,97 6,58 30 305 0,6139
2 21,3 5 6,06 29,5 200 0,6957
3 21,049 3,49 5,49 29 237 0,7551
4 21,25 4,98 6,17 40,45 285,5 0,6382
5 21,5 4,6 6,1 27 238 0,6157
P
Y1 Y2Yo
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
Tabel 6.2 Tabel Hasil Percobaan I
Volume =
Waktu = 10,53 dt
Debit =
Tabel 6.3 Tabel Hasil Percobaan II
Volume =
Waktu = 10,15 dt
Debit =
No
titik
Pembacaan point
gauge (mm)
Dasar Muka air
Yo 0 21,5
Y1 0 4,97
Y2 0 6,58
1 0 23,3
2 0 7,8
3 0 10,9
4 0 63,8
5 0 48
No
titik
Pembacaan point
gauge (mm)
Dasar Muka air
Yo 0 21,3
Y1 0 5
Y2 0 6,06
1 0 23,2
2 0 77
3 0 13,7
4 0 60,5
5 0 30,6
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
Tabel 6.4 Tabel Hasil Percobaan III
Volume =
Waktu = 10,53 dt
Debit =
Tabel 6.5 Tabel Hasil Percobaan IV
Volume =
Waktu = 11,32 dt
Debit =
No
titik
Pembacaan point
gauge (mm)
Dasar Muka air
Yo 0 21,049
Y1 0 3,49
Y2 0 5,49
1 0 28,4
2 0 6,9
3 0 12,9
4 0 59,2
5 0 26,1
No
titik
Pembacaan point
gauge (mm)
Dasar Muka air
Yo 0 21,25
Y1 0 4,98
Y2 0 6,17
1 0 22,8
2 0 7,4
3 0 10,69
4 0 61,7
5 0 59
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
Tabel 6.6 Tabel Hasil Percobaan V
Volume =
Waktu = 10,5 dt
Debit =
6.6 Analisis Data
1. Menghitung nilai koefisien Cd dengan persamaan (6.1)
Percobaan I
Yo = 0,215 m
Q = 9,4967
Cd =
= 0,6139
Percobaan II
No
titik
Pembacaan point
gauge (mm)
Dasar Muka air
Yo 0 21,5
Y1 0 4,6
Y2 0 6,1
1 0 22,5
2 0 6,5
3 0 16,5
4 0 64,5
5 0 30,2
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
Yo = 0,213 m
Q = 9,8522
Cd =
= 0,6957
Percobaan III
Yo = 0,21049m
Q = 9,4967
Cd =
= 0,7551
Percobaan IV
Yo = 0,2125 m
Q = 8,8339
Cd =
= 0,6382
Percobaan V
Yo = 0,215 m
Q =
Cd =
= 0,6157
Tabel 6.7 Tabel Hasil Perhitungan Koefisien Debit
Percobaan Volume Yo (Yo-P)=x Q Cd
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
(m3) (m) (m) (m3/dt) 10-4
I 0,01 0,215 0,035 9,4967 0,6139
II 0,01 0,213 0,033 9,8522 0,6957
III 0,01 0,21049 0,03049 9,4967 0,7551
IV 0,01 0,2125 0,0325 8,8339 0,6382
V 0,01 0,215 0,035 9,5238 0,6157
Hubungan antara tinggi muka air dihitung dari bendung (Yo-P) dan debit air (Q)
ditentukan oleh rumus:
H = Yo-P ………………………………………………………...(6.5)
………………………………………………………...(6.6)
Persamaan (6.4) disubstitusikan ke (6.5)
………………………………………………………...(6.7)
Dari persamaan (6.6) antara H dan Q, yaitu H berbanding lurus dengan pangkat
dari Q, karena non-linier, maka digunakan kurva regresi non linier dengan
persamaan untuk mendapatkan grafik hubungan H dan Q, persamaan
dijadikan fungsi log, maka :
log Y = log a + b log x
dimana:
X = (Yo-P) atau x = H log Y = P
Y = Q log X = q
B = b log a = A
Tabel 6.8 Perhitungan Kurva Regresi H-Q
Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika Bab 6 Aliran Melalui BendungKelompok XVI
(Yo -
P)=x
Q =y
(10-4 )q=logx p=logQ qp q2 p2
I 0,035 9,4967 -1,4559 -3,0224 4,4005 2,1197 9,1351
II 0,033 9,8522 -1,4815 -3,0065 4,4540 2,1948 9,0388
III 0,03049 9,4967 -1,5158 -3,0224 4,5815 2,2978 9,1351
IV 0,0325 8,8339 -1,4881 -3,0538 4,5445 2,2145 9,3260
V 0,035 9,5238 -1,4559 -3,0212 4,3986 2,1197 9,1276