MF Buku Panduan Praktikum Itm OK Lembar

PENGUMUMAN
BAGI MAHASISWA YANG TERCANTUM NAMANYA DI
PRAKTIKUM HIDROLIKA UNTUK TAHUN AJARAN 2016/2017
AGAR SEGERA MENDAFTARKAN KELOMPOKNYA (MAX 5
ORANG ) MELALUI ALAMAT E-MAIL tugassipil.88@gmail.com
DALAM BENTUK LAMPIRAN FILE XLS. BATAS AKHIR
PENERIMAAN NAMA KELOMPOK PALING LAMBAT TANGGAL
7 NOVEMBER 2017. BAGI YANG TERLAMBAT MENGIRIMKAN
KELOMPOKNYA AKAN DIBUAT OLEH JURUSAN.

CATATAN PENTING :
1. LAPORAN SELURUHNYA DI TULIS TANGAN.
2. PESERTA PRAKTIKUM WAJIB MEMBUAT LAPORAN AWAL
SEBELUM

PRAKTIKUM

PENULISAN

DISESUAIKAN


DILAKSANAKAN.
DENGAN

BUKU

(FORMAT
PANDUAN.

LAPORAN TERDIRI DARI PENDAHULUAN, PERALATAN DAN
BAHAN, DASAR TEORI, PROSEDUR PERCOBAAN.)
3. DAFTAR

HADIR DAN

PEMINJAMAN ALAT DIBUAT DI

RUMAH BUKAN DI LABORATORIUM AGAR WAKTU DAPAT
TERJADWAL DENGAN BAIK.
4. LAPORAN DIBUAT SETIAP PERCOBAAN LAB (MODUL).
5. LAPORAN AWAL AKAN DIPERIKSA OLEH ASISTEN LAB

SEBELUM PELAKSANAAN PRAKTIKUM, BAGI KELOMPOK
YANG

TIDAK MEMBUAT LAPORAN

TIDAK DIIZINKAN

MELAKSANAKAN PRAKTIKUM.
6. MENYISIP

HANYA

DIIZINKAN

1

KALI

SELAMA


PELAKSANAAN PRAKTIKUM.
7. TIDAK ADA JADWAL PENGGANTI PRAKTIKUM.

KEPALA LABORATORIUM HIDROLIKA

YUDHA HANOVA, ST, M.Eng

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL

Barang yang dipinjamkan
merupakan tanggung jawab grup

DAFTAR PINJAMAN
ALAT-ALAT LABORATORIUM HIDROLIKA

NAMA
NIM
JURUSAN

GRUP/PERCOBAAN

No.

Nama Barang

Jumlah

Kondisi waktu
dipinjam

Diisi rangkap 2 (dua)
1 untuk mahasiswa dan 1 pertinggal
Yang memberikan (Asisten),

Kondisi waktu
pengembalian

Jumlah


Medan,......................................
Yang menerima (Ketua Grup),
Pada saat dipinjam

(____________________________) (______________________________________________________)
Yang menerima (Asisten),

Yang memberikan (Ketua Grup),
Pada saat dikembalikan

DAFTAR HADIR
PRAKTIKUM HIDROLIKA

JURUSAN
GRUP
KETUA GRUP
No.

NAMA


Medan,.................................
Dosen Pembimbing/Asisten

NIM

TANDA
TANGAN

LABORATOR1UM HIDROLIKA

JURUSAN TEKN1K S1P1L

1NST1TUT TEKNOLOG1 MEDAN
JL. GEDUNG ARCA NO. 52 MEDAN - 20217, TELP : (061) 7363771; FAX : (061) 7367954)

MEDAN,……..……………..2017
DIPERIKSA
ASISTEN LAB / ASISTEN DOSEN

MEDAN,……..……………..2017

MENGETAHUI
DOSEN PEMBIMBING

( FERIAL WISHAL )

( YUDHA HANOVA, ST., M. Eng )

LABORATORIUM HIDROLIKA

JURUSAN TEKNIK SIPIL

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN
JL. GEDUNG ARCA No. 52 MEDAN - 20217, TELP : (061) 7363771; FAX : (061) 7367954)

SURAT IZIN ASISTENSI LAPORAN

No. :.......//SIA/L-HID/TS/..........
Diberikan kepada__________ Grup :
No.


Nama

NIM

I

II

Nilai Percobaan
III
IV
V

VI

VII

1
2
3

4
5
Medan, 21 Oktober 2016
Pembimbing : _______________________ KEPALA LAB. HIDROLIKA
Percobaan : 1._______________________
2.___________________
_____________________
3
4

5.
6.

( Yudha Hanova, ST, M.Eng)
NIDN : 0104118801

No.

TANGGAL


CATATAN ASISTENSI

PARAF

PANDUAN PRAKTIKUM

MEKANIKA FLUIDA

DISUSUN OLEH

Yudha Hanova ST, M.Eng Kuswandi, ST,
MT

JURUSAN TEKNIK SIPIL INSTITUT
TEKNOLOGI MEDAN MEDAN 2015

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmatNya buku
panduan praktikum hidrolika ini dapat disusun dengan sebaik-baiknya.

Buku panduan ini disusun mengingat bahwa laboratorium hidrolika telah
dibangun di lingkungan Institut Teknologi Medan. Untuk menuntun
mahasiswa dalam melaksanakan kegiatan praktikum, kami merasa perlu untuk
membuat dan mencetak sebuah buku panduan sementara. Dalam buku panduan
ini akan diberikan penjelasan mengenai materi praktikum hidrolika serta
prosedur pelaksanaannya.
Semoga buku panduan yang kami susun ini bisa bermanfaat bagi
mahasiswa yang melaksanakan kegiatan praktikum.

Medan, 2015
Tim Penulis

P
R
A
K
T
I
K
U
M

H
I
D
R
O
L
I
K
A

J
U
R
U
S
A
N

T
E
K
N
I
K

S
l
P
I
L

1

DAFTAR ISI

PRAKATA........................................................................................................1
DAFTAR ISI.....................................................................................................2
PERCOBAAN I. ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR (BROAD
CRESTER WEIR).............................................................................................4
1.
Pendahuluan..........................................................................................4
2.
Peralatan dan Bahan ............................................................................ 4
3.
Dasar Teori............................................................................................4
4.
Prosedur Percobaan...............................................................................5
PERCOBAAN II ALIRAN MELALUI AMBANG SEGITIGA.......................6
1.
Pendahuluan..........................................................................................6
2.
Peralatan dan Bahan ............................................................................ 6
3.
Dasar Teori............................................................................................6
4.
Prosedur Percobaan...............................................................................7
PERCOBAAN III. ALIRAN MELALUI PINTU ALIRAN BAWAH
(.UNDERSHOT................................................................................................8
1.
Pendahuluan..........................................................................................8
2.
Peralatan dan Bahan..............................................................................8
3.
Dasar Teori............................................................................................8
4.
Prosedur Percobaan...............................................................................9
PERCOBAAN IV. TEOREMA BERNOULLI (BERNOULLI’S THEOREM
DEMONSTRATION).....................................................................................10
1.
Pendahuluan........................................................................................10
2.
Peralatan dan Bahan............................................................................10
3.
Data Teknis.........................................................................................10
4.
Prosedur Percobaan.............................................................................10
5.
Nomenklatur........................................................................................11
6.
Dasar Teori..........................................................................................13
7.
Pembahasan........................................................................................ 14
PERCOBAAN V. KEHILANGAN ENERGI PADA PIPA MELENGKUNG
(ENERGYLOSSES IN BENDS......................................................................15
1.
Pendahuluan........................................................................................15
2.
Peralatan dan Bahan............................................................................15
3.
Prosedur Percobaan.............................................................................15
5.
Nomenklatur....................................................................................... 16
6.
Dasar Teori..........................................................................................17
7.
Hasil Percobaan...................................................................................18
8.
Aplikasi Teori......................................................................................18
PERCOBAAN VI. KARAKTERISTIK ALIRAN DIATAS “FALL VELOCITY”
......................................................................................................................... 19
1.
Pendahuluan........................................................................................19

2.
3.
4.

Peralatan dan Bahan............................................................................19
Dasar Teori..........................................................................................19
Prosedur Percobaan.............................................................................20

PERCOBAAN VII. DRAINAGE AND SEEPAGE TANK...........................21
1.
Pendahuluan........................................................................................21
2.
Peralatan dan Bahan............................................................................21
3.
Dasar Teori..........................................................................................21
4.
Prosedur Percobaan.............................................................................22
DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................23

PERCOBAAN I
ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR
(BROAD CRESTER WEIR)
1. Pendahuluan
a. Latar Belakang
Debit saluran air dapat dihitung menggunakan metode ambang lebar.
b. Maksud dan Tujuan
- Menghitung debit, kecepatan, koefisien debit, dan koefisien kecepatan.
- Menentukan jenis aliran dari perhitungan angka froude.
2.
-

Peralatan dan Bahan
Multi purpose teaching flume
Model ambang lebar/ broad crester weir.
Point gauge
Mistar/ pita ukur
Ember plastik
Stop wacth
Gelas ukur

3. Dasar Teori
Peluap disebut ambang lebar apabila B>0.4 hu, dengan B adalah lebar peluap,
dan hu adalah tinggi peluap.

Q = debit aliran (m3/dt)
H = tinggi tekanan total hulu ambang = Yo+—

v

2

P
= tinggi ambang (m)
Yo = kedalaman hulu ambang (m)
Yc = tinggi
muka air di atas ambang (m)
Yt
= tinggi
muka air setelah ambang (m)
hu
= tinggi muka air di atas hilir ambang = Yo - P (m)
Debit aliran yang terjadi pada ambang lebar dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
Q = Cd *b* h3/2
Keterangan :
Q
= debit aliran (m3/dt)
h = Tinggi total hulu ambang (m)

(1.1)

Cd
= koefisien debit
b
= lebar ambang (m)
Debit aliran juga dapat dihitung dengan :
Q = Cd * Cv * b *
.......................(l.2)
KeterangarP
Q
= debit aliran (m3/dt)
= tinggi muka air hulu ambang (m)
Cd
= koefisien debit
Cv
= koefisien kecepatan
b
= lebar ambang (m)
Aliran kritik dapat ditentukan dengan .(1.3)
angka Froude menggunakan persamaan :
fg-D

........

Keterangan:
F
= angka Froud (froude number)
D = kedalaman aliran (m)
Dimana jika :
F1 disebut aliran super kritik.
4.

Prosedur Percobaan

1.
Pasanglah ambang lebar pada model saluran terbuka.
2.
Alirkan air kedalam model saluran terbuka.
3.
Ukurlah debit aliran sampai 3 kali untuk 1 bukaan.
4.
Catat harga h, Yo, Yc, Q, Yt.
5.
Amati aliran yang terjadi.
6.
Gambar profil aliran yang terjadi.
7.
Ulangi percobaan untuk debit yang lain.
8.
Hitung harga Cd & Cv
9.
Buat grafik : Cd dan Q, Cv dan Q, v dan Q.
10. Titik-titik pada grafik tersebut dihubungkan dengan garis yang dibuat dari suatu persamaan
regresi.
11. Menentukan tingkat kekritikan aliran dengan menghitung angka froude untuk setiap percobaan
(sebelum, di atas & sesudah ambang).
12.
Persamaan tambahan yang bisa dipakai :
Menghitung kecepatan aliran (v) :
V=—

Q

A

Dengan:
A = luas tampang basah (m2)
Q = debit (m3/dt)

PERCOBAAN II
ALIRAN MELALUI AMBANG SEGITIGA

1.

Pendahuluan

a.
Latar Belakang
Segitiga Thompson juga dapat berfungsi sebagai alat ukur debit di saluran terbuka.
b.
Maksud dan Tujuan
Menghitung debit dan koefisien debit.
Mengetahui bentuk puncak peluap segitiga dari hasil perhitungan.
2.

Peralatan dan Bahan

1.
2.
3.
4.
5.

Multi purpose teaching flume.
Point Gauge
Model alat ukur segitiga
Mistar ukur
Alat ukur debit (ember, stop watch, gelas ukur)

3.

Dasar Teori

Peluap biasa disebut ambang tipis bila tebal peluap t < 0,5 H dan disebut ambang lebar jika
0,5 H < t < 0,66 H.
Gambar dibawah ini menunjukkan peluap segitiga, dimana air mengalir di atas peluap
tersebut, tinggi peluapan adalah H dan sudut peluap segitiga adalah a.
---------------------B---------------------

Gambar 2. Aliran di atas Peluap Segitiga
Dari gambar tersebut lebar muka air adalah : B = 2H Tg a/2, Persamaan untuk mencari nilai debit
pada alat ukur peluap segitiga adalah :
Q = 8/15 Cd Tg a H

5 /

2

Jika sudut a = 90°, Cd = 0,6 dan percepatan gravitasi = 9,81 m 2/d maka debitnya : Q = 1,417 H5/2.
4.
Prosedur Percobaan
1.
2.
3.
4.

Pasang alat ukur debit model segitiga pada model saluran terbuka.
Alirkan air pada mode saluran terbuka.
Hitung volume dan waktu .
Amati pengaliran yang terjadi.

5.
6.
7.

Catat harga H yang terjadi.
Hitung debit.
Ulangi percobaan diatas dengan debit yang lain.

PERCOBAAN III
ALIRAN MELALUI PINTU ALIRAN BAWAH (UNDERSHOT)
1.

-

Pendahuluan

a.
Latar Belakang
Debit saluran air dapat dihitung menggunakan model undershot.
b.
Maksud dan Tujuan
Menghitung debit, kecepatan, koefisien debit, dan koefisien kecepatan.
Menentukan jenis aliran dari perhitungan angka froude.
2.

Peralatan dan Bahan

-

Multi purpose teaching flume
Model pintu aliran bawah (Undershot
Point gauge
Mistar/ pita ukur
Ember plastik
Stop wacth
Gelas ukur

3.

Dasar Teori

Prinsip kerja bangunan ukur di saluran terbuka adalah menciptakan aliran
kritis. Pada aliran kritis, energi spesifik pada nilai minimum sehingga ada
hubungan tunggal antara head dengan debit. Dengan kata lain Q hanya
merupakan fungsi H saja.
Pada umumnya hubungan H dengan Q dapat dinyatakan dengan:
Q = k Hn......................................................(3.1)
Dengan : Q = debit; H = head; k dan n = konstanta
Besarnya konstanta k dan n ditentukan dari turunan pertama persamaan
energi pada penampang saluran yang bersangkutan. Pada praktikum ini
besarnya konstanta k dan n ditentukan dengan membuat serangkaian hubungan
H dengan Q yang apabila diplotkan pada grafik akan diperoleh garis hubungan
H-Q yang paling sesuai untuk masing- masing jenis bangunan ukur.

Gambar 3. Model Pintu Aliran Bawah

4.

Prosedur Percobaan

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Ukur lebar flume (b) dan tinggi ambang (P)
Pasanglah pintu dan kedua kait pengukur seperti gambar berikut. Bagian
tajam pintu menghadap hulu. Baca posisi dasar flume.
Atur bukaan pintu (yg) sampai jarak tertentu dari dasar flume.
Atur slope flume pada posisi 0,5%.
Buka pengatur debit perlahan dan alirkan air dengan ketinggian hulu yo =
0,2 m. Atur ujung kait pengukur yo dan yc.
Pada posisi ini baca debit Q dan tinggi muka air hilir y1
Naikkan pintu tiap 0,01 m. Atur debit sedemikian sehingga yo
konstan. tiap kenaikan pintu baca debit Q dan tinggi muka air hilir

7.
8.

9. y1.
10. Ulangi percobaan untuk penurunan pintu.
Ulangi percoban dengan debit Q konstan. Catat perubahan tinggi muka air
11. yo dan y1.
Hitung Cd untuk setiap bacaan yo.
(3.2)
yo

12.
13.
14.
15.
Q

Buatlah grafik hubungan Q dengan yg untuk yo konstan.
Buatlah grafik hubungan yo dengan yg untuk Q konstan.
Carilah hubungan Q dengan yo dan yg grafik.
Bandingkan dengan hubungan Q dengan yo dan yg dari perhitungan.
C b

= d

y^!2sy'o

PERCOBAAN IV
TEOREMA BERNOULLI (BERNOULLI’S THEOREM
DEMONSTRATION)
1.
Pendahuluan
a. Latar Belakang
Hukum Bernoulli merupakan persamaan pokok hidrodinamika untuk
fluida yang mengalir dengan arus streamline. Di sini berlaku hubungan
antara tekanan, kecepatan alir dan tinggi tempat dalam satu garis lurus.
b. Maksud dan tujuan
• Untuk menyelidiki validitas Persamaan Bernoulli ketika diaplikasikan
ke aliran air yang steady pada pipa yang bergradasi dimensinya.
• Menentukan besarnya koefisien debit (Cd)
• Mengamati pembagian tekanan sepanjang pipa konvergen - divergen.
2.
Peralatan dan Bahan
a. Hydraulic Bench
b. Stopwatch
c. Peralatan Bernoulli
3.
Data Teknis
Dimensi dari tabung dijelaskan berikut ini_______________________________
Posisi tabung
Lambang
Diameter (mm) Jarak dari A (m)
manometer
A
B
C
D
E
F

A

h1
h2
ha
h4
h5
he

BCDE

25.0
13.9
11.8
10.7
10.0
25.0

0.0000
0.0603
0.0687
0.0732
0.0811
0.1415

F

4.
Prosedur Percobaan
a. Letakkan peralatan persamaan Bernoulli pada hydraulic bench
kemudian atur nivo agar dasarnya horizontal, hal ini penting untuk
pengukuran tinggi yang akurat pada manometer.

b. Hubungkan inlet ke suplai aliran bench, tutup katup bench dan katup
kontrol aliran dan nyalakan pompa. Perlahan-lahan buka katup bench
untuk mengisi alat percobaan (test rig) dengan air.
c. Untuk mengisi air dari keran tekanan dan manometer, tutup kedua katup
bench dan katup kontrol aliran, dan buka sekrup pengisi udara dan
pindahkan tutupnya dari katup pengatur udara. Buka katup bench dan
biarkan aliran mengalir melalui manometer untuk menghilangkan seluruh
udara yang ada, kencangkan sekrup pengisi udara dan buka katup bench
dan katup kontrol aliran. Kemudian, buka sedikit katup pengisi udara
untuk membiarkan udara memasuki bagian atas manometer. Kencangkan
kembali sekrup ketika tinggi manometer mencapai tinggi yang dinginkan.
Jika dibutuhkan, tinggi manometer bisa disesuaikan menggunakan sekrup
pengisi udara dan pompa tangan yang disediakan. Ketika menggunakan
pompa tangan, sekrup pengisi harus terbuka. Untuk menahan tekanan
pompa tangan dalam sistem, sekrup harus ditutup setelah pemompaan.
d. Pembacaan harus dilakukan pada tiga macam debit. Ambil set pertama
pembacaan pada debit maksimum (hi-h5 besar), kemudian kurangi debit
volume untuk memberikan perbedaan tinggi hi-h5 sekitar 50 mm. Lalu
ulangi percobaan untuk menghasilkan perbedaan tinggi yang berada
diantara kedua test di atas. Catat semua datanya.
e. Ukur volume dengan waktu yang telah ditentukan dengan menggunakan
tangki volumetrik, untuk menentukan besarnya debit. Lamanya
pengumpulan air sekurang-kurangannya satu menit untuk mengurangi
kesalahan pengukuran waktu.
5.
Nomenklatur
Judul kolom
Satuan Lambang
Tipe
3
Volume
M
V
Diukur
terkumpul

Waktu
pengumpulan

S

T

Diukur

Deskripsi
Diambil
dari
skala
pembacaan
pada
hydraulic
bench.
Volume
yang
terkumpul
diukur
dalam
liter. Konversikan
ke
m3
untuk
perhitungan (dibagi
dengan
1000)
Waktu
untuk
mengumpulkan
volume air pada
hydraulic bench

Debit

m3/s

Qv

Dihitung

1
Volume
v
Qv= - =--------------T
Waktu

Lambang
manometer
Jarak ke pipa

hx
m

Luasan pipa

m2

A

Diberikan

Tinggi statis

m

H

Diukur

Kecepatan

m2/s

V

Dihitung

Tinggi
dinamis
Tinggi total

m

Jarak ke pipa

m

m

Diberikan

Label identifikasi
label

Diberikan

Letak
keran
manometer yang
diberikan sebagai
jarak dari data
pada keran hi.
Lihat di bagian
dimensi
Luasan pipa pada
setiap
keran.
Lihat di bagian
dimensi.
Nilai terukur dari
manometer.
Pembacaan
manometer
diambil
dalam
mm
air.
Konversikan ke m
air
untuk
perhitungan
Kecepatan aliran
dalam pipa = Qv/A
^2
— lihat teori
2g
^2
h + — lihat teori
2g
Posisi
alat
pengukur
tinggi
tekanan total dari
data pada keran hi

Dihitung
H0

Dihitung
Diukur

Pembacaan
alat hs

m

Diukur

Nilai
terukur
diambil dari hs.
Adalah
tinggi
yang tercatat dari
alat
pengukur
tinggi
tekanan
total.

6.
Dasar Teori
Teori - Persamaan Bernoulli
Pi
Pg

P2 , V2

Pg

2

g

2g

Dengan :
p = tekanan statis yang terdeteksi pada lubang di samping v = kecepatan
fluida z = elevasi vertikal fluida
Jika tabung horizontal, perbedaan tinggi bisa diabaikan. Z1 = Z2
sehingga,
2

Pi , Vi _ P2 , V2

2

Pg 2g
Pg 2g
Dengan peralatan Bernoulli ini, tinggi tekanan statis p, diukur dengan
menggunakan manometer secara langsung dari keran tekanan berlubang.
P
Pg
dengan demikian Persamaan Bernoulli dapat ditulis menjadi :
h - i — h +2 2
2g
2 g .......................
+
Tinggi tekanan total , h0, bisa dihitung.
V

V

.(2.1)

^2

h0 = h + — (meter)
2g
dari Persamaan Bernoulli, didapat bahwa h10 = h20.
Kecepatan aliran diukur dengan mengukur volume aliran, V, selama
V
periode waktu tertentu, t. Ini menghasilkan debit volume ; Qv = — , yang
t
sebaliknya memberikan kecepatan aliran melalui luasan yang didefinisikan
sebagai A,
V= —
A
Untuk aliran fluida yang inkompressibel, konservasi massa menyebutkan bahwa
volume juga terkonservasi.
A1V1 = A2V2=An Vn = Q (m3/d).................................................(2.2)

Dengan mensubstitusikan persaman (2.2) ke persamaan (2.1), maka:
---------h + hi =----------------------h h2
2 ■ g _ ai _
2•g

(2.3)

dari persamaan (2.3) besarnya U2 bisa didapat :
2 ■ g(hi - hi)
\ 1 - (a.2/ai)2
sehingga Qth didapat :

besarnya koefisien debit : Cd = Qnyata
Qth
7.
Pembahasan
Berikan komentar terhadap validitas Persamaan Bernoulli untuk
• Aliran konvergen
• Aliran divergen
Berikan asumsi yang jelas pada penurunan persamaan Bernoulli dan berikan
penjelasan untuk komentar anda tersebut.
Berikan komentar pada perbandingan tinggi total yang didapat. Gambarkan
Grafik hubungan antara Qnyata dengan Qth.

PERCOBAAN V
KEHILANGAN ENERGI PADA PIPA MELENGKUNG
(ENERGY LOSSES IN BENDS)
1.
Pendahuluan
1. Maksud dan Tujuan
Untuk menentukan faktor kehilangan pada aliran yang melalui sebuah
susunan pipa yang terdiri dari lengkungan, sebuah kontraksi, sebuah
pelebaran, dan sebuah pintu dengan klep (katup).
2.

Peralatan dan Bahan
a. Hydraulics Bench, digunakan untuk mengukur debit sesuai waktu
dan volume terkumpul.
b. Peralatan untuk menentukan kehilangan energi pada pipa yang
melengkung dan peralatan pemasangannya.
c. Stopwatch, digunakan untuk menentukan debit rata-rata

air.
d.
e.

a.
b.

c.
d.

Peningkat tinggi.
Thermometer.

3.
Prosedur Percobaan
Aturlah perangkat Hydraulic Bench sehingga dasarnya horisontal.
Hubungkan inlet perlengkapan pengujian ke bench penyuplai aliran dan
jalankan pipa outlet sehingga tangki volumetrik dan penguncinya berada
pada tempatnya.
Bukalah katup bench, katup pintu, dan katup pengontrol aliran dan
jalankan pompa untuk mengisi air ke perlengkapan pengujian.
Bebaskan udara dari ujung keran bertekanan, tutup katup bench dan
katup pengontrol aliran pada manometer, buka sekrup pembebas udara,
dan pindahkan penyumbat dari dekat katup udara.

e. Hubungkan pipa kecil panjang pada katup udara ke tangki volumetrik.
f. Bukalah katup bench dan alirkan air melalui manometer untuk
membersihkan semua udara yang ada, kemudian kencangkan sekrup
pembebas udara dan buka sebagian katup bench dan katup pengontrol
aliran.
g. Bukalah sedikit sekrup pembebas udara untuk mengalirkan udara keluar
dari ujung manometer, kencangkan sekrup ketika manometer
menunjukkan level puncak.
h. Pastikan semua level manometer menunjukkan skala volume aliran
maksimum yang diperlukan (kira-kira 17 liter/menit). Level tersebut
dapat disetel dengan menggunakan sekrup pembebas udara dan pompa
tangan yang tersedia. Sekrup pembebas udara mengontrol aliran udara
yang melalui katup udara, sehingga ketika menggunakan pompa tangan,
sekrup pengambil udara harus terbuka, untuk menahan tekanan pompa
tangan pada sistem, sekrup harus ditutup setelah pemompaan.
5. Nomenklatur
Judul kolom Satuan Lambang
m
d
Diameter
pipa
percobaan
m3
V
Volume
terkumpul
Waktu
s
t
pengumpulan

Tipe
Diberikan

Deskripsi
Diameter pada pipa
percobaan

Diukur

Diambil dari skala
Hydraulic Bench
Waktu yang diambil
untuk mengumpulkan
volume air pada
Hydraulic Bench
Temperatur air yang
meninggalkan session
percobaan
Lihat tabel viskositas
kinematik air pada
tekanan atmosfer
Nilai diukur dari
manometer
Nilai diukur dari
manometer

Diukur

Temperatur
air

°C

Viskositas
kinematik

m2/s

V

Diukur

Manometer

m

h1

Diukur

Manometer

m

h2

Diukur

Debit laju
aliran

m3/s

Qt

Dihitung

Kecepatan

m/s

v

Dihitung

Dynamic
head

m

Angka
Reynolds
Kehilangan
energi

m

Diukur

Dihitung

Qt = V/t = Volume
terkumpul / waktu
pengumpulan
v = Qt / A = Debit laju
aliran / Luasan pipa
v2 / 2g

Re

Dihitung

Re = u d / v

Ah

Dihitung

Ah = h2"h1

m
K
Dihitungv
Koefisien
kehilangan
Data teknis : Diameter pipa, d = 0.0196 m

K = Ah 2g / v2

Diameter pipa pada outlet perlebaran inlet kontraksi, d =
1.
0260 m.
6. Dasar Teori
Kehilangan energ yang terjadi pada pipa umumnya dinyatakan
dengan head loss (h, meter), dengan rumus :
Ah = Kv2 / 2g
dimana, K = koefisien kehilangan v = kecepatan aliran
Karena alirannya komplek dalam berbagai pemasangan, K biasanya
ditentukan dengan percobaan. Untuk percobaan pemasangan pipa,
kehilangan energi dihitung dari dua pembacaan manometer, sebelum dan
sesudah pemasangan, K ditentukan dengan rumus :
K = Ah / (v2/2g)
Untuk mengubah luas bagian pipa yang melintang melalui pelebaran dan
kontraksi, sistem diubah dalam tekanan statis. Perubahan ini dapat dihitung
dengan :
(v12 / 2g) - (v22 / 2g)
Untuk menghilangkan efek dari perubahan luas tersebut pada pengukuran
kehilangan energi, nilai tersebut seharusnya ditambah ke pembacaan
kehilangan energi untuk pelebaran dan dikurangkan ke pembacaan
kehilangan energi untuk kontraksi.
Untuk percobaan katup pintu, perbedaan tekanan sesudah dan sebelum pintu
diukur langsung menggunakan sebuah tekanan gauge. Hal tersebut dapat
dikonversikan untuk persamaan kehilangan energi menggunakan
persamaan :
1 bar = 10.2 m air
Koefisien kehilangan boleh dihitung menggunakan persamaan di atas
untuk katup pintu.
Angka Reynolds adalah sebuah angka yang mengurangi dimensi yang
digunakan untuk membandingkan karakteristik aliran.
7. Hasil Percobaan

Pemasang
an
alat

Manome
ter
h1
m

Mitre
Siku
lengkungan pendek
pelebaran
kontraksi
katup
pintu

h2
m

Kehilan
gan
energi
h1-h2
m

Volu Wak Deb Kecepa
me
tu
it
tan
V
m3/s

s

Qt
m3/
s

v2 / K
2g

v
m/s

Pembacaan gauge =

8. Aplikasi Teori
Latihan A, plotkan grafik head loss (Ah) versus dynamic head dan K versus
debit laju aliran Qt. Latihan B, plotkan grafik persamaan head loss (Ah) versus
dynamic head dan K versus debit laju aliran Qt. Bagaimana faktor kehilangan
untuk variasi katup pintu dengan tingkatan / perluasan dari bukaan katup?
• Berikan komentar tentang berbagai hubungan tersebut. Tergantung apakah
kehilangan energi melalui pemasangan pipa selama berlangsungnya
kecepatan?
• Periksa angka Reynolds yang telah didapatkan dan termasuk jenis aliran
laminer atau turbulenkah?
• Apakah benar koefisien kehilangan adalah konstan untuk sebuah rangkaian
peralatan?

PERCOBAAN VI
KARAKTERISTIK ALIRAN
DIATAS “FALL
VELOCITY”
2.

Pendahuluan

a.
Latar Belakang
Bentuk benda di alam bervariasi jenisnya, hal ini juga menyebabkan
adanya variasi pergerakan
b.
Maksud dan Tujuan
Menunjukkan efek bentuk partikel terhadap kecepatan jatuh dari benda
berbentuk streamline di dalam fluida.
3.
Peralatan dan Bahan
• Perangkatperalatan “Drag Coefficient” Partikel
• Stopwatch
• Benda uji berbentuk streamline, 0 = 6,35 mm dan 0 = 9,5 mm
--------G UI DE
-------- S TA RTI NG MA RK

O
SPHERES SHAPE

TUBE f ille d with G lyce ro l
STREAMLINED SHAPE
________E N D M A R K
r- • t*

M—’VALVE

Gambar. Perangkat Drag Coefficient Particle.
4.

Dasar Teori

Fluida yang mengalir melalui benda sebahagian atau seluruhnva terbenam di
dalamnya memberikan suatu gaya pada benda tersebut. Gaya yang ada pada arah
pengaliran dikenal sebagai "Drag” atau hela.
Total drag adalah jumlah gaya-gaya yang dikenal sebagai Surface Drag atau
Form Drag. Besar relatif dari dua komponen itu tergantung pada ukuran dan
bentuk dari benda yang terbenam.
Adapun yang mempengaruhi besar atau kecil gaya hela adalah bentuk dari
permukaan benda yang dilalui fluida tersebut. Benda dengan bentuk streamline
jika dijatuhkan kedalam fluida akan bergerak lebih lambat dari benda berbentuk
bundar karena gaya hela pada permukaan streamline lebih besar dari gaya hela
benda bundar.

Akan dilakukan pengamatan bahwa apabila benda dengan bentuk stream
line dijatuhkan di dalam fluida, jatuhnya akan lebih lambat daripada benda
berbentuk bundar (bola). Oleh karena semua gaya

helanya adalah surface drag (skin friction) yang lebih besar daripada yang
berbentuk bola.
Kecepatan terminal sebuah partikel sedimen dapat ditentukan secara teori
melalui kesempatan berat apung (bouyant weight dan gaya resistans (resisting
FD

force) FD sebagai berikut:
Keseimbangan gaya sebuah partikel bola Pada saat "terminal velocity”
FD = WS
W2 4 ,
Cd--pA — = ~ w { p s - p )g
Dimana

4.

FD = gaya tekan (drag force) ( kg )
Cd
=
koefisien debit
A = Luas partikel yang diproyeksikan dalam arah jatuh ( cm )
W
=
fall velocity
r = jari - jari partikel ( cm )
Ps
=
density sedimen ( cm3 )
p =
density air

Prosedur Percobaan

1. Isilah tabung dengan zat cair bersih yang berviskositas tinggi. Sebaiknya
dipakai Glycerol dan Oil.
2. Ukur suhu ruangan.
3. Jatuhkan benda uji dari atas tabung sampai mencapai dasar tabung.
4. Dengan stopwatch, hitung dan catatlah waktu yang ditempuh benda uji itu
mulai dari tanda start sampai ke tanda lintasan 1 meter.
5. Keluarkan benda uji yang telah sampai di dasar tabung dengan memutar
valve 1800. Tidak dibenarkan menjatuhkan benda uji berikutnya sebelum
benda uji pertama dikeluarkan duri dasar tabung.
6. Ulangi eksperimen masing-masing lima kali.

PERCOBAAN VII
DRAINAGE AND SEEPAGE TANK
1.

Pendahuluan

a.
Latar Belakang
Pembuatan tubuh bendungan tipe urugan dengan tanah homogen harus
memperhatikan permeable jenis tanah sehingga air tidak dapat mengalir melalui
pori-pori tanah. permeabilitas didefinisikan sebagai sifat bahan berpori yang
memungkinkan aliran rembesan dari cairan yang berupa air atau minyak
mengalir lewat rongga pori. Koefisien permeabilitas (coefficient of permeability,
k) tergantung dari beberapa faktor, yaitu: kekentalan cairan, distribusi ukuran
pori, distribusi ukuran butir, angka pori, kekasaran permukaan butiran tanah, dan
derajat kejenuhan tanah.
b.
Maksud dan Tujuan
Percobaan ini bertujuan untuk mengamati pola aliran garis freatis pada tubuh
bendungan dan menghitung debit rembesan yang terjadi.
2.
1.
2.
3.
4.
5.

Peralatan dan Bahan

Drainage and seepage tank.
Mesin pomp a
Bak penampung air
Tanah kohesif
Tanah granuler
3.

Dasar Teori

Metode penelurusan garis freatis dapat diamati dengan menggunakan model
fisik bendungan maupun dengan metode elemen hingga. Hasil yang diperoleh
yaitu jalur rembesan permukaan bebas, jumlah rembesan melalui bendungan,
distribusi tekanan air pori, head total pengukuran dan efek anisotropi bahan inti
bendungan urugan. A. Casagrande memberikan metode perhitungan rembesan
yang melewati tubuh bendungan yang didasarkan pada pengujian model
Parabola AB berawal dari titik A’ dengan A’A = 0,3 (AD) yang dapat dilihat
pada Gambar

Gambar perhitungan rembesan metode cassagrande.

Garis freatis atau garis depresi sebagai garis batas kejenuhan pada struktur
tubuh bendungan. Garis freatis akan memisahkan daerah yang mengalami
rembesan dengan daerah yang tidak mengalami rembesan. Garis ini
dihubungkan oleh dua titik kritis, titik yang pertama adalah titik pertemuan
antara muka air banjir (MAB) dengan sisi hulu bendungan, sedangkan titik yang
kedua adalah titik setinggi garis miring yang disebut titik a yang terletak di
bagian hilir bendungan. Cassa grande memberikan formula untuk mendapatkan
nilai a sebagai
berikuk
dengan :
a = Tinggi garis kemiringan bilir dari dasar bendungam (m)
d = Jarak lintasan rembesan di dasar bendungan, jarak E-C (m)
H = tinggi muka air banjir (m)
9 = sudut kemiringan lereng hilir bendungan (°).
4. Prosedur Percobaan
1. Letakkan tanah timbun dengan tinggi 20 cm dan ditumbuk dengan
menggunakan batang penumbuk sesuai dengan kepadatan yang diinginkan.
2. Atur besarnya pintu seepage yang akan digunakan, pastikan tidak ada
rembesan yang terjadi di sekitar pintu seepage.
3. Isi air pada bagian hulu seepage dengan tiga variasi ketinggian.
4. Amati garis aliran yang terjadi pada model bendung urugan yang dipadatkan
tersebut hingga aliran debit yang keluar konstan.
5. Ukur debit rembesan yang terjadi dari tubuh model bendungan tersebut.
6. Tabelkan debit rembesan dan ketinggian.
7. Lakukan pengujian dengan tingkat kepadatan urugan yang berbeda, minimal
3 variasi kepadatan.

DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1992, Petunjukpraktikum Mekanika Fluida, Laboratorium
Mekanika Fluida dan Hidrolika Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik UGM.
Teaching Manual, F1-11, Dead Weight Calibrator, Armfield., F1-12,
Hydrostatic Pressure Apparatus, Armfield.
_____________, F1-15, Bernoulli’s Theorem Demonstration, Armfield.
_____________, F1-16, Impact Of Jet, Armfield.
_____________, F1-20, Osborne Reynolds Apparatus, Armfield.
_____________, F1-22, Energy Losses in Bends, Armfield.
Triatmodjo, Bambang, 1996, Hidraulika I, Beta Offset, Yogyakarta.
,
1996, Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta.

PRAKTIKUM HIDROLIKA JURUSAN
TEKNIK SIPIL

2
4