pintu sorong.doc

8/17/2019 Pintu Sorong.doc

1/16

Aliran Melalui Pintu Sorong

BAB IV

ALIRAN MELALUI PINTU SORONG

A. Pendahuluan

Dalam bangunan-bangunan sipil, terutama bangunan air dan bangunan

tenaga air atau pembangkit listrik, model pintu sorong banyak sekali

digunakan, misalnya untuk memperbesar kecepatan aliran agar dapat

mencapai tempat-tempat yang jauh, untuk menenggelamkan turbin

pembangkit listrik dan lain-lain.

Sebelum merencanakan bangunan-bangunan tersebut kita harus terlebih

dahulu mengetahui karasteristik dan kekuatan dari zat cair (air), sehinggadapat didesain dan dirancang bangunan air yang efektif dan efisien.

B. Tujuan Percobaan

1. enghitung debit air yang mengalir di ba!ah pintu sorong.

". enghitung koefisien kecepatan (#$), koefisien kontraksi (#c) dan

koefisien pengaliran (#d).

%. enghitung besarnya energi yang hilang (&').. enghitung gaya hidrostatis.

. enggambarkan grafik hubungan antara #$ dengan *g+*o dan grafik

hubungan antara #c dengan *g+*o.

C. Alatalat !an" d#"una$an

1. Satu set sistem saluran terbuka yang dilengkapi dengan

∃ enturi meter.∃ ipa air

∃ ompa air

∃ /ak penampung air

∃ 0lat pengukur kedalaman

". intu sorong

%. istar siku-siku

. 0lat-alat tulis

Laporan Praktikum Hidrolika

Kelompok XIV


2/16


%. %a&ar teor# Perh#tun"an

* 2 tinggi muka air di hulu

*1 2 tinggi muka air terendah antara pintu sorong sampai loncatan air

*g 2 tinggi air diba!ah pintu sorong

'u$u( )e$e$alan Ener"#

3 2 31

4 5 5 " 2 1 5 1" 5 41 γ air "g γ air "g

2 *

γ air

1 2 *1

γ air

6arena dasar saluran horizontal, maka ketinggian di hulu sama dengan di

hilirnya

4 2 41

* 5 "

2 *1 5 1"

7777777777777777(1)"g "g

'u$u( )ont#nu#ta&

8 2 81

0 . 2 01.1

2 8 + ( b.* ) 7777777777777777.(")

1 2 81 + ( b.*1 ) 7777777777777777.(%)

Substitusikan persamaan (1) dan (")

* 5 (8 + ( b. * )) " 2 *1 5 (81 + ( b . *1)) "

"g "g

(8 + ( b .* )) " 9 (81+ (b .*1))" 2 "g (*1-*)

8"( *1"-*" ) 2 "g ( *1-* )/".*" .*1"

8" 2 b" .*" .*1" . "g ( *1 - * ) ( *1 - * ) "


Kelompok XIV


3/16


8" 2 b" . *" . *1" . "g ( *1 - * ) ( *1 9 * ) ( *1 5 * )

8" 2 b" . *" . *1" . "g ( *1 5 * )

8 2 b" . *1" ("g .* ) 1+" ( ( *1 +* ) 5 1 )1+"

:eduksi kecil dalam debit akibat adanya tahanan kekentalan antara

penampang dan 1 dengan memasukkan suatu koefisien kecepatan (#$) ke

dalam persamaan

8 2 #$. b.*1 ("g .*) 1+"

( ; *1 + * < 51) 1+"

Dari persamaan () didapat #$ 2 8 . ( ; *1 + *< 51 ) 1+"

b. *1 . ( "g .* ) 1+"

&arga #$ air umumnya berkisar antara ,= 9 1.

6edalaman hilir *1 dapat dinyatakan sebagai bagian dari ketinggian lubang

pintu sorong

*1 2 #c .*g

Dimana #c adalah koefisien kontraksi yang harganya sebesar ,>1. &arga ini

hampir tak tergantung pada perbandingan *g+* .

aka persamaan () menjadi

8 2 #$ . #c . b . *1 . ( "g .* ) 1+" ( ; #c .*g) + * < 5 1) 1+"

6adang-kadang persamaan ini ditulis sebagai berikut

8 2 #d . b .*g . ("g .* ) 1+"

Dimana

#d 2 6oefisien pengaliran yang merupakan fungsi dari #$, #c, *g, dan *.Ga!a %oron" Pada Se$at

6omponen gaya horizontal pada saluran

- ?aya distribusi hidrostatik di hulu sekat (@)

- ?aya distribusi hidrostatik di hilir sekat (@1)

- ?aya geser pada saluran

- ?aya yang bekerja pada sekat


Kelompok XIV


4/16


Antuk mencari gaya teoritis yang bekerja pada sekat, @g diabaikan karena

disini pengamatan hanya dilakukan pada jarak yang relatif pendek sehingga

dasar saluran dapat dianggap licin sempurna.

)e&e#(ban"an "a!a

@ 2 @ - @1 - @g

@ 2 , . p . g ( ;* + *1


5/16


E. Pro&edur *ercobaan

a. emasang pintu sorong pada saluran air dan mengaturnya agar tetap

$ertikal.

b. endapatkan harga F& 2 % mm&g pada manometer $enturimeter.

c. engatur tinggi bukaan pintu sorong sebesar ,C cm.

d. engalirkan air dengan debit yang tetap, kemudian mengukur tinggi air

sebelum mele!ati pintu sorong (*o), besar bukaan pintu (*g), tinggi kritis

+ tinggi air paling rendah setelah mele!ati bukaan pintu sorong (*1), tinggi

air sebelum meloncat (*'a), tinggi air pada akhir loncatan (*'b), tinggi

air sebelah hilir (setelah loncatan hidraulik berakhir) (*"), dan koordinat

pelengkap untuk mempermudah pada saat memplot ulang profil alirandengan program eGcel (*a, *b, *c). engukuran dilakukan pada masing-

masing tanpa sekat, sekat 1 cm, dan %, cm

e. Alangi percobaan di atas untuk tinggi bukaan pintu sorong sebesar 1," cm.

f. Alangi lagi untuk harga F& 2 H mm&g

+. Contoh Perh#tun"an

Dari percobaan no. 1 diperoleh data sebagai berikut b 2 H, cm

∆& 2 %, cm&g

* 2 =,% cm

*g 2 ,C cm

*1 2 ,H cm

g 2 =C1 cm+det"

1. erhitungan debit (8)

8 2 1H1,C . I . JF&

2 1H1,C1 . I . J%,

2 1=,H% cm%+det


Kelompok XIV


6/16


". erhitungan koefisien kecepatan (#$)

1

g

1

"g.*. b.*

1*

*8 +

=

V

C

".=C1.=,%H,).,H

C,

H,H%(,1=

=

1,=)=

%. erhitungan koefisien kontraksi (#c)

#c 2 *1+*

#c 2 ,H+=,%2 ,C

. erhitungan koefisien debit (#d)

.". Y g Y b

QCd

g

=

%,=.=C1."C,.),H

H%(,1==Cd

)(1,(=Cd

. erhitungan 'uas enampang 0liran 0ir.

0 2 * . b

2 =,%.H,

2 >=,H cm"

01 2 *1 . b

2 ,H.H,

2 ," cm"

>. erhitungan 6ecepatan 0liran 0ir.

2 8 + 0

2 1=,H% + >=,H

2 1,H> cm+det

1 2 8 +01


Kelompok XIV


7/16


2 1=,H% + ,"

2 1=",%% cm+det

H. erhitungan tekanan (&)

g

V Y H

"

"

+=

=C1."

(H>,1(%,=

"

+= H

cm H (H,= =

g

V Y H

"

"

1

11 +=

=C1."

%%,1="H,

"

1 += H

cm H 1=,))(1 =

C. erhitungan kehilangan energi (&')

&' 2 &1 9 &

2 1=, 9 =,H

2 1,1H

=. erhitungan ?aya &idrostatis (@h)

@h 2 ,.ρ.g.(*+*1)

2 ,.1.=C1.(=,% +,H)

2 >1>,>"CH K

'. Gra,#$


Kelompok XIV


8/16


F& 2 %, cm&g dan *g 2 ,C cm

#$ #c *g + *o

1,= ,C ,C>""1,H" ,C ,C1>,>H ,%1 ,>HH=H

F& 2 %, cm&g dan *g 2 1," cm


Kelompok XIV


9/16


#$ #c *g + *o1,H11 ,"" ,"1,H"C ,"" ,"C=C,C ,"> ,1%C>

F& 2 H cm&g dan *g 2 ,C cm

#$ #c *g + *o1,=" ,>= ,>1>=


Kelompok XIV


10/16


1,=HH ,> ,="=1, ,1%C ,">%"

F& 2 H cm&g dan *g 21," cm

#$ #c *g + *o1,CHC ,1%% ,1HC1,H=% ,1"1 ,1%1C>C

,H"" ,%"= ,1=C=


Kelompok XIV


11/16


GRA+I) 'UBUNGAN - dan

8 2 1=,H% cm%+det dan *g 2 ,C cm.

Lanpa sekat Sekat 2 1 cm Sekat 2 %, cmM * M * M *

%% =,% %% =, %% 11,C% ,H %, ,C %=,% %,H

1 1, >H, 1," %"," %,>


Kelompok XIV


12/16


C ",C H,C ",H %HH ,H ",> H %,1 H ,"

8 2 1=,H% cm%+det dan *g 2 1," cm


%% %% ,= %% H,C%>H 1,1 %," 1,1 %=, ,1 1, %> 1," %",> ,"

,> ",H %H %," %C ,C ", C %,% ,


Kelompok XIV


13/16


8 2 1"H,=C cm%+det dan *g 2 ,C cm.


%% 1%,1 %% 1%, %% 1,"

%=% ,= %, ,C %,> ",1H%, " 1," 1,H %",> ",%C% %,1 =, %," %C >,1C ", C %,> C >,"


Kelompok XIV


14/16


8 2 1"H,=C cm%+det dan *g 2 1," cm.


%% C,% %% =,1 %% 1,=%H 1,1 %C 1,1 %= %,>=1 1,> > 1,> %",> %,C== ",C H% %, %C >,"

>= %," C %,H C >,


Kelompok XIV


15/16


I. Pe(baha&an

1. Dari grafik #$ $s *g+*o untuk F& berubah + 8 berubah, sedangkan *g

tetap terlihat semua titik membentuk garis lurus ke kanan atas, sehingga

dapat dikatakan semakin besar harga #$ maka harga *g+*o akan semakin

besar pula. Antuk F& tetap + 8 tetap, sedangkan *g berubah terlihat

semua titik membentuk garis lurus ke kanan ba!ah, sehingga dapat

dikatakan semakin besar harga #$ maka harga *g+*o akan semakin kecil.

". Dari grafik #c $s *g+*o untuk F& berubah + 8 berubah, sedangkan *gtetap terlihat semua titik membentuk garis lurus ke kanan atas, sehingga

dapat dikatakan semakin besar harga #c makan harga *g+*o akan

semakin besar pula. Antuk F& tetap + 8 tetap, sedangkan *g berubah

keadaannya sama saja hanya garis lurus yang terbentuk lebih landai,

sehingga perubahan harga *g+*o tidak terlalu besar.


Kelompok XIV


16/16


%. Dari grafik hubungan M dan * kita dapat melihat profil aliran secara

memanjang, dari dapat diketahui bah!a semakin tinggi sekat yang

dipasang maka tinggi muka aliran akan semakin tinggi pula.

/. )e(*ulan

1. /erdasarkan hasil perhitungan dapat diketahui bah!a F& yang tetap akan

menghasilkan debit (8) yang tetap pula. Semakin besar F& akan

menghasilkan debit aliran yang semakin besar pula.

". /esarnya nilai koefisien kecepatan (#$) dipengaruhi oleh debit aliran,

tinggi muka air sebelum pintu sorong, besar bukaan pintu serta tinggi

muka air terendah setelah melalui pintu sorong. 6oefisien kontraksi (#c)dipengaruhi oleh tinggi air sebelum mele!ati pintu sorong dan tinggi air

terendah setelah melalui pintu sorong. Kilai koefisien kecepatan (#$) dan

koefisien kontraksi (#c) akan mempengaruhi besarnya nilai koefisien

pengaliran (#d).

%. Dalam percobaan ini dapat diketahui bah!a semakin besar pintu sorong

(*g) yang dilakukan maka semakin kecil nilai koefisien kecepatan (#$)

dan sebaliknya nilai koefisien kontraksi (#c) yang terjadi semakin besar.

). La(*#ran


Kelompok XIV

pintu sorong.doc

Documents