7_ Ambang Lebar Fix.docx

PERCOBAAN VII AMBANG LEBAR 7.1 DASAR TEORI Peluap disebut ambang lebar apabila t > 0,66 H dengan t adalah tebal peluap dan H adalah tinggi peluap. Dipandang peluang ambang lebar seperti ditunjukan dalam gambar 7.1. Titik A dan Titik B adalah ujung hulu dan hilir dari peluap. Tinggi air yang meluap dititik A adalah H2 dan pada titik B adalah H3,

2.g

( H1  h3).h2 ²- h2³

Gambar 7.1. Peluap Ambang Lebar

Aplikasi pada persamaan bernoully pada titik A dan B

0  H 2  0  0  H3 

V2 2g

dengan V adalah kecepatan dengan aliran pada sisi hilir peluap. Dari persamaan tersebut dapat ditentukan kecepatan aliran V, V2/2.g = H2-H3 Atau V=

2g(H 2  H 3 )

Debit aliran :

Q  Cd .b.H 3 .V  Cd.b.H 3 . 2 g H 2  H 3 

Q  Cd  b 2  g  H 2  H 3  H 3 2

3

Sehingga rumus koefisien debit : Cd 

Q b 2 g 

H2  H3  H3 2

3

Dimana : Q= Debit (m3/dtk) H = Tinggi air yang meluap dititik H2 (m) h = Tinggi air yang meluap dititik H3 (m) Cd = Koefisien Debit b = Lebar pelimpah (m) g = percepatan gravitasi (9,81 m3/dtk)

7.2 ALAT DAN BAHAN 1. Satu set alat saluran terbuka 2. Ambang lebar 3. Stopwatch

7.3 LANGKAH KERJA 1. Memasang bendung pada saluran terbuka kemudian celah pintu peluap diberikan lem dengan terlebih dahulu lebar peluap ( B ) dan tinggi peluap (P) diukur dengan menggunakan mistar sorong. 2. Menjalankan mesin pompahingga terjadi peluapan diatas ambang 3. Mencatat volume air (V) dan waktu (t) yang dibutuhkan untuk mendapatkan nilai debit (Q). 4. Mengukur tinggi air (H) mulai dari H1, H2, H3, dan H4yang melalui ambang lebar tersebut.

H2

H3

H1 1

2 H4

Gambar 7.2. Percobaan Melalui Ambang Lebar 5. Mengulangi langkah no.1 hingga langkah no.3 sebanyak 5 kali percoban untuk mendapatkan ketinggian berikutnya. 6. Menghitung dan mentabelkan H, h, Q dan Cd. 7. Memplot grafik hubungan antara Cd dan H, Q dan Cd

7.4 DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 7.1.Data Percobaan Ambang Lebar untuk Kemiringan 0%

NO

VOLUME (V) (ltr)

1 2 3

17 19 22

WAKTU (t)(det) t1

t2

t3

15,49 15,25 14,58 15,77 15,14 15,34 17,52 18,15 17,96

Waktu Ratarata 15,11 15,42 17,88

Tinggi Air (H) H1 (mm) 114,0 103,0 94,0

Sumber : Hasil Percobaan di Laboratorium

7.5 ANALISA PERHITUNGAN  Untuk Percobaan 1  Perhitungan debit air ( Q ). Q =

𝑉 𝑇

Dimana :

Q = Debit (m3/dtk) V = Volume (m3) T = Waktu (dtk)

H2 (mm) 0,023 0,032 0,039

H3 (mm) 0,011 0,016 0,018

H4 (mm) 11,0 14,0 7,0

Penyelesaian : 𝑉₁

Q1 = =

𝑇1 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎

0,017

= 0,001125m³/dtk

15,11 𝑉₁

Q2 =

𝑇1 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎

𝟎,𝟎𝟏𝟗

=

𝟏𝟓,𝟒𝟐

= 0,001232m³/dtk

𝑉₁

Q3 =

𝑇1 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎

=

0,022

= 0,001231m³/dtk

17,88

Tabel 7.2 Analisa Perhitungan Debit (Q) VOLUME VOLUME Waktu (V) (V) NO Rata(ltr) (m³) rata 1 17 0,017 15,11 2 19 0,019 15,42 3 22 0,022 17,88

Debit (Q) (m³/dtk) 0,00113 0,00123 0,00123

Sumber : Hasil Perhitungan dan Percobaan di Laboratorium



Perhitungan Koef.Debit ( Cd ). Cd 

Q b 2.g H 2 .H 3  H 3

Cd1 

2

3

0,00113 0,15 x 2 x9,81x 0,039 x0,018 2  0,018 3

=0,474

Untuk nilai Koefisien Debit (Cd) selanjutnya dapat dilihat pada tabel di bawah : Tabel7.3 Analisa Perhitungan Nilai Koefisien Debit (Cd) NO 1 2 3

Debit (Q) (m³/dtk) 0,00113 0,00123 0,00123

Lebar (b) (m) 0,15 0,15 0,15

Tinggi Air (H) (m) H2 H3 0,023 0,011 0,032 0,016 0,039 0,018

g

Koef.Debit (m³/dtk) (Cd) 9,81 0,474 9,81 0,645 9,81 1,104

Sumber : Hasil Perhitungan dan Percobaan di Laboratorium

Tabel7.4Perhitungan Hubungan Antara Debit (Q) Dan Koefisien Debit (Cd) Debit (Q) Koefisien Debit No Q x Cd Q2 (m3/dtk) (Cd) 1 0,00113 0,474 0,00053 0,0000012664 2 0,001232 0,645 0,00080 0,0000015189 3 0,001231 1,104 0,00136 0,000015145 ∑ 0,00358 2,224 0,00269 0,0000042998 Tabel7.5 Perhitungan Hubungan Antara Tinggi Muka Air (H) Dan Koefisien Debit (Cd) H Koefisien Debit No H x Cd H2 (m) (Cd) 1 0,023 0,474 0,019 0,00152 2 0,032 0,645 0,021 0,00102 3 0,039 1,104 0,025 0,00053 ∑ 0,094 5,263 0,163 0,00307 Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel7.6 Regresi Untuk Grafik Hubungan Antara Debit (Q) dengan Koefisien Debit (Cd) Debit Koef.Debit (Q) NO Q2 Cd2 Q x Cd (m³/dtk) (Cd) 1 2 3 Σ

0,00113 0,00123 0,00123 0,00359

0,474 0,645 1,104 5,263

Sumber : Hasil Perhitungan

0,00000127 0,00000152 0,0000151 0,00000430

0,225 0,416 1,219 1,861

0,000534 0,000795 0,001359 0,002688

Rumus Persamaan Garis : y = a.x + b

a

n. (Q.Cd )   Q.  Cd n.  Q 2  ( Q) 2

a

3x0,002688  0,00359 x 2,224 = 3713.2 3x0,00000430  0,00359 2

 Cd .  Q 2   Q. (Q.Cd ) b n.  Q 2  ( Q) 2

b

2,224 x0,00000430  0,00395 x0,002688 = -3,700 3x0,00000430  0,00359 2 Jadi persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Debit (Q)

dengan Koef. Debit (Cd) adalah :

y = a.x + b Cd = 3713.2Q +-3,700 Grafik Hubungan Antara Debit (Q) Dengan Koef .Debit (Cd) 1.200

Koef.Debit (Cd)

0.00123, 1.104

y = 3713.2x - 3.7002 R² = 0.4888

1.000 0.800

0.00123, 0.645

0.600 0.00113, 0.474

0.400 0.200 0.000 0.00110

0.00112

0.00114

0.00116

0.00118

0.00120

0.00122

Debit (Q) (m³/dtk)

Grafik .... Grafik Hubungan Antara Debit (Q) dan Koef. Debit (Cd)

0.00124

Persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Tinggi luapan air (H) dengan Koefisien debit (Cd) Tabel 7.7 Regresi Untuk Grafik Hubungan Antara Tinggi luapan air (H) dengan Koefisien Debit (Cd). Tinggi Air (H) Koef.Debit NO H2 Cd2 H x Cd (m) (Cd) 0,023 1 0,474 0,000529 0,225 0,0185 0,032 2 0,645 0,001024 0,416 0,0206 0,039 3 1,104 0,001521 1,219 0,0254 Σ 0,0940 2,224 0,003074 1,861 0,0645 Sumber : Hasil Perhitungan

Rumus Persamaan Garis : y = a.x + b

a

n.  H .Cd   H .  Cd n.  H 2  ( H ) 2

a

3x0,065  0,094 x 2,224 = -39,90 3x0,003074  0,0942

 Cd .  H 2   H . ( H .Cd ) b n.  H 2  ( H ) 2

b

2,224 x0,003974  0,094 x0,065 = 1,992 3x0,003074  0,0652

Jadi persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Tinggi Muka Air (H) dengan Koefisien Debit (Cd) adalah : y = a.x + b Cd = -39,90H +1,992

Grafik hubungan Tinggi Muka Air (H) dengan Koefisien Debit (Cd) 0.04

1, 0.039

Koefisien Debit (Cd)

0.035 0.645, 0.032

0.03 0.025

0.474, 0.023

y = -39,90H +1,992 R² = 0.894

0.02 0.015 0.01 0.005 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Tinggi Muka Air (H)

Grafik 7.2 Grafik hubungan Tinggi Muka Air (H) dengan Koefisien Debit (Cd)

Parepare, Februari 2019 Kepala Lab,

(HENDRO WIDARTO.S.T.,M.T)

7.6 KESIMPULAN Dari hasil percobaan, kami dapat menyimpulkan bahwa :  Jika semakin rendah luapan air maka waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan air akan semakin lama. Hal ini disebabkan karena antara tinggi luapan dengan waktu berbanding terbalik.  Persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Debit (Q) dengan Koefisien debit (Cd), yaitu Cd = 3713.2 Q +-3,700  Persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Tinggi Muka Air (H) dengan Koefisidebit (Cd), yaitu Cd = -39,90H + 1,992

7.7 GAMBAR ALAT

Gambar 7.3 Saluran Terbuka