Bab 3 Pintu Radial

Pintu Radial BAB III PINTU RADIAL 3.1

Tujuan Percobaan

1. Menyatakan hubungan antara tinggi muka air dengan debit aliran melalui pintu radial. 2. Menghitung koefisisen debit ( Cd ). 3. Mengamati pola aliran yang terjadi. 3.2

Alat  –  Alat  Alat Percobaan dan Gambar Alat Percobaan 3.2.1

Alat  –  Alat  Alat Percobaan

1.  Flume 2. Pintu Radial 3. 2 Buah Point Buah Point Gauge 4. Flowmeter  Flowmeter  5. Bangku Kerja Hidrolik 6. Penggaris 7. Plastisin 3.2.2

Gambar Alat Percobaan

Gambar 3.1. Flume

(Sumber: Lab. Hidrolika UNTAD, 2017)

 Kelompok V

Pintu Radial

Gambar 3.2. Flume

(Sumber: Lab. Hidrolika UNTAD, 2017)

Gambar 3.3 Dua buah point gauge

(Sumber: Lab. Hidrolika UNTAD, 2017)

 Kelompok V

Gambar 3.4 flowmeter

(Sumber: Lab. Hidrolika UNTAD, 2017)

Pintu Radial

Gambar 3.5. Bangku Kerja Hidrolik

(Sumber: Lab. Hidrolika UNTAD, 2017)

Gambar 3.6. Mistar

(Sumber: anonim)

Gambar 3.7. Plastisin

(Sumber: anonim)

 Kelompok V

Pintu Radial 3.3

Teori Dasar

Pada aliran melalui pintu radial berlaku persamaan :

Q



Cd  b  y g  



2



Q

 g  y0 sehingga Cd  



b  y g  

2



 g  y 0 

0 Garis Energi Total

2∙ 1 Ho

2∙

yo

Q

H1

yg

y1

Gambar 3.2Aliran melalui pintu radial

Dimana : Q

= Debit aliran

( m3/ det )

Cd

= Koefisien debit

( tanpa dimensi )

 b

= Lebar pintu

(m)

yg

= Tinggi bukaan pintu

(m)

y0

= Tinggi muka air didepan pintu

(m)

y1

= Tinggi muka air dibelakang pintu

(m)

H0

= Tinggi energi didepan pintu

(m)

 H 0 H1



 y1 

v0

2

2  g 



 y0

2  g  ( y0  b)

= Tinggi energi dibelakang pintu  H 1 = y1 +

 Kelompok V



Q2



 = y1 +

∙

(m)

  ∙ ( ∙ )

g

= Konstanta gravitasi

(9.81 m/det2)

v0

= Kecepatan rata-rata didepan pintu

( m/det )

v1

= Kecepatan rata-rata dibelakang pintu ( m/det

Pintu Radial 3.4

Prosedur Percobaan dan Prosedur Perhitungan 3.4.1 Prosedur Percobaan

1. Untuk y0 konstan 1) Mengukur lebar Pintu Radial ( b ) 2) Memasang Pintu Radial dan point gauge dimuka dan dibelakang pintu. 3) Mengukur bukaan Pintu Radial yg = 0,020 m 4) Mengalirkan air sehingga y0  = 0,070 m dan ukur debit dengan membaca pengukuran debit serta tinggi y1. 5) Mengulangi lima kali dengan menaikkan bukaan pintu yg  = 0,005 m dengan tetap mempertahankan y0  = 0,070 m.Catat Q dan y1  setiap  pengulangan. 6) Melakukan lagi prosedur 3 - 5 di atas tetapi mempertahankan y0. Catat Q dan y1 setiap pengulangan. 2. Untuk Q konstan 1) Mengukur lebar Pintu radial ( b ) 2) Memasang Pintu Radial dan point gauge dimuka dan dibelakang pintu. 3) Mengukur bukaan Pintu Radial yg = 0,020 m 4) Mengalirkan air sehingga Q = 2 Liter/detik dan ukur debit dengan membaca pengukuran debit serta tinggi y1. 5) Mengulangi lima kali dengan menaikkan bukaan pintu yg  = 0,005 m dengan tetap mempertahankan Q = 2 Liter/detik. Catat y0 dan y1 setiap  pengulangan. 6) Melakukan lagi prosedur 3  –  5 di atas tetapi mempertahankan Q. Catat y0 dan y1 setiap pengulangan.

 Kelompok V

Pintu Radial 3.4.2

Prosedur Perhitungan

1.

Menentukan tinggi muka air didepan pintu ( y0 )

2.

Menentukan tinggi muka air dibelakang pintu ( y1 )

3.

Menetukan tinggi bukaan pintu ( yg )

4.

Menentukan debit aliran ( Q )

5. Menghitung tinggi energi didepan pintu ( H0)  H 0



 y1 

2

v0

2  g 



 y0



Q2 2  g  ( y0  b)

6. Menghitung tinggi energi dibelakang pintu ( H1 )  H 1 = y1 +



 = y1 +

∙

  ∙  ∙ ( ∙ )

7. Menghitung Nilai yg/y0.  

8. Menghitung koefisien debit ( Cd) Cd 

Q 

b  y g  

 Kelompok V

2



 g  y 0 

Pintu Radial 3.5. Contoh Perhitungan

 Kelompok V

Pintu Radial 3.6.2

Grafik

 Kelompok V

Pintu Radial 3.7

Analisis Grafik a.

Kondisi Y0 Konstan

1. Grafik hubungan antara Q dengan Yg : a.

Grafik

hubungan

antara

Q

dengan

Yg

diperoleh

dengan

cara

menghubungkan titik 1, 2, 3, 4 dan 5.  b.

Grafik hubungan antara Q dengan Yg membentuk kurva linier.

c.

Grafik hubungan antara Q dengan Yg adalah berbanding lurus, artinya semakin besar nilai Q maka semakin besar pula yg.

2. Grafik hubungan antara Q dengan Cd : a.

Grafik

hubungan

antara

Q

dengan

Cd

diperoleh

dengan

cara

menghubungkan titik 1, 2, 3, 4 dan 5  b.

Grafik hubungan antara Q dengan Cd membentuk kurva terbuka ke atas.

c.

Grafik hubungan antara Q dengan Cd adalah berbanding terbalik, artinya semakin besar nilai Q maka semakin kecil pula Cd.

3. Grafik hubungan antara a.

 0

dengan Cd :

Grafik hubungan antara

 0

dengan Cd diperoleh dengan cara

menghubungkan titik 2, 3, 4 dan 5 serta meregresi titik 1  b.

Grafik hubungan antara

c.

Grafik hubungan antara semakin besar nilai

b.

 0  0

dengan Cd membentuk kurva terbuka ke atas. dengan Cd adalah berbanding lurus, artinya

 0

 maka semakin besar pula Cd.

Kondisi Q Konstan

1. Grafik hubungan antara Yg dengan Y0 : a.

Grafik hubungan antara

Yg  dengan Y0  diperoleh dengan cara

menghubungkan titik 1, 4 dan 5 serta meregresi titik 2 dan 3.  b.

 Kelompok V

Grafik hubungan antara Yg dengan Y0 membentuk kurva terbuka ke atas.

Pintu Radial c.

Grafik hubungan antara Yg dengan Y0 adalah berbanding terbalik, artinya semakin besar nilai Yg maka semakin kecil nilai Y0.

2. Grafik hubungan antara Cd dengan Yg : a.

Grafik hubungan antara Yg  dengan

Cd

diperoleh

dengan

cara

menghubungkan titik 1, 3, 4, dan 5 serta meregresi titik 2.  b.

Grafik hubungan antara Yg dengan Cd membentuk kurva terbuka ke atas.

c.

Grafik hubungan antara Yg dengan Cd adalah berbanding terbalik, artinya semakin besar nilai Yg maka semakin kecil nilai Cd.

3. Grafik hubungan antara a.



dengan Cd :

0

Grafik hubungan antara

 0

dengan Cd diperoleh dengan cara

menghubungkan titik 1, 2 dan 5 serta meregresi titik 3 dan 4. 

 b.

Grafik hubungan antara

c.

Grafik hubungan antara semakin besar nilai

 Kelompok V

 0

0  0

dengan Cd membentuk kurva terbuka ke atas. dengan Cd adalah berbanding lurus, artinya

maka, semakin besar pula nilai Cd.

Pintu Radial 3.8. Kesimpulan dan Saran 3.8.1. Kesimpulan

1.

Pada kondisi y0  konstan hubungan antara tinggi muka air dengan debit aliran adalah berbanding lurus, artinya semakin tinggi muka air di  belakang pintu (y1) maka akan semakin besar pula debit (Q) yang mengalir. Sedangkan pada kondisi Q konstan besarnya y0 dan y1 tidak mempengaruhi besarnya debit (Q) yang mengalir.

2.

Dari hasil perhitungan diperoleh nilai Cd untuk y0 konstan adalah 0,3451 - 0,4832 dan nilai Cd untuk Q konstan adalah 0,3451 – 0,5741.

3.8.2. Saran

1.

Dalam pengaturan debit praktikan harus cermat sehingga akan didapakan kenaikan debit yang berimbang.

2.

Pembacaan skala  point gauge  harus dalam posisi tegak lurus untuk menghindari terjadinya kesalahan pembaca.

3.

Jenis aliran yang diinginkan adalah aliran seragam, ini dapat terjadi apabila aliran dalam keadaan stabil.

4.

Sebaiknya dalam melakukan praktikum dilakukan dengan baik dan benar agar mendapat data yang akurat.

 Kelompok V

Pintu Radial  NO

SKETSA POLA ALIRAN Q KONSTAN

KETERANGAN Q

= 0,0013 m3/detik

Yg = 0,0100 m Y0 = 0,1236 m

1 Y1 = 0,0315 m H0 = 0,1246 m H1 = 0,0406 m Q

= 0,0013 m3/detik

Yg = 0,0150 m Y0 = 0,1184 m

2 Y1 = 0,0384 m H0 = 0,1195 m H1 = 0,0445 m Q

= 0,0013 m3/detik

Yg = 0,0200 m Y0 = 0,0757 m

3 Y1 = 0,0447 m H0 = 0,0784 m H1 = 0,0492 m Q

= 0,0013 m3/detik

Yg = 0,0250 m Y0 = 0,0677 m

4 Y1 = 0,0449 m H0 = 0,0710 m H1 = 0,0494 m

 Kelompok V

Pintu Radial Q

= 0,0013 m3/detik

Yg = 0,0300 m Y0 = 0,06464 m

5 Y1 = 0,0450 m H0 = 0,0683 m H1 = 0,0495 m

 Kelompok V

Pintu Radial  NO

SKETSA POLA ALIRAN Y0 KONSTAN

KETERANGAN Q

= 0,00070 m3/detik

Yg = 0,0100 m Y0 = 0,0600 m

1 Y1 = 0,0306 m H0 = 0,0612 m H1 = 0,0353 m Q

= 0,0008 m3/detik

Yg = 0,0150 m Y0 = 0,0600 m

2 Y1 = 0,0346 m H0 = 0,0616 m H1 = 0,0394 m Q

= 0,0009 m3/detik

Yg = 0,0200 m Y0 = 0,0600 m

3 Y1 = 0,0385 m H0 = 0,0620 m H1 = 0,0435 m Q

= 0,0010 m3/detik

Yg = 0,0250 m Y0 = 0,0600 m

4 Y1 = 0,0421 m H0 = 0,0625 m H1 = 0,0472 m

 Kelompok V

Pintu Radial Q

= 0,0011 m3/detik

Yg = 0,0300 m Y0 = 0,0600 m

5 Y1 = 0,0449 m H0 = 0,0630 m H1 = 0,0503 m

 Kelompok V