Modul Praktikum Hidrolika I

MODUL PRAKTIKUM

HIDROLIKA I Dipergunakan untuk praktikum mahasiswa Rekayasa Infrastruktur Lingkungan ITB

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2016

PENJELASAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA I RESPONSI

1. Peserta wajib mengikuti responsi praktikum pada tanggal yang sudah ditentukan 2. Responsi terdiri dari penjelasan praktikum dan tes responsi, tidak mengikuti responsi otomatis nilai tes responsi nol. 3.  Nilai tes responsi akan dimasukan ke dalam nilai akhir praktikum. PRAKTIKUM

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM 1. Praktikum dilaksanakan di Laboratorium Hidrolika, Labtek I B lantai 2. 2. Praktikum dilaksanakan selama 60 menit.. 3. Jika nilai tes responsi peserta dibawah 40, maka peserta tersebut dilarang mengikuti  praktikum pada hari itu dan akan mengikuti praktikum susulan. 4. Setelah praktikum akan dilaksanakan asistensi bersama asisten selama 30 menit. 5. Mahasiswa yang tidak mengikuti praktikum berarti tidak lulus praktikum dan otomatis tidak lulus Mata Kuliah Hidrolika I. 6. Mahasiswa diharapkan hadir tepat waktu dengan toleransi keterlambatan 10 menit. Mahasiswa yang terlambat 5-10 menit dikenakan sanksi perorangan (-10 nilai tes responsi) dan sanksi kelompok (-2 nilai laporan praktikum modul tersebut). Sedangkan untuk mahasiswa terlambat lebih dari 10 menit dianggap tidak hadir praktikum dan mendapat saksi perorangan (-20 nilai laporan praktikum modul tersebut) dan sanksi kelompok (-5 nilai laporan praktikum modul tersebut) tetapi masih berhak mengikuti dan mengerjakan laporan praktikum. 7. Mahasiswa tidak diperkenankan bercanda ketika sedang melaksanakan praktikum. 8. Bagi mahasiswa yang memecahkan dan/atau merusak properti laboratorium, segera lapor ke koordinator asisten dan mengganti item tersebut setelah kejadian tersebut. 9. Mahasiswa tidak boleh menggunakan fasilitas apapun di laboratorium tanpa izin dari asisten yang bertugas.

B. KELENGKAPAN PRAKTIKUM

1. Jurnal wajib dibawa dan diisi setiap pratikum, Mahasiswa yang tidak membawa dan tidak mengisi jurnal maka akan mendapat sanksi individu (-10 nilai laporan praktikum modul tersebut) 2. Mahasiswa wajib mengisi daftar hadir praktikum yang telah disiapkan oleh asisten 3. Selama praktikum, Mahasiswa diwajibkan memakai jas laboratorium lengan panjang, name tag, sepatu tertutup, pakaian rapi dan sopan, bagi yang berponi/berambut panjang harap diikat/dijepit agar tidak mengganggu aktivitas selama praktikum. Jika kelengkapan tidak terpenuhi, praktikan tidak diizinkan mengikuti praktikum = nilai praktikum 0 4. Mahasiswa harus sudah memakai jas lab dan nametag ketika memasuki ruangan laboratorium dan dibuka setelah praktikum selesai (diluar lab/ruang asisten) 5.  Nametag praktikum mengikuti format yang telah ditentukan oleh tim asisten 6. Tas mahasiswa disusun rapih diruang Teknisi/Ruang Asisten dan disarankan tidak membawa barang berharga 7. Praktikan tidak diperbolehkan menggunakan aksesoris di tangan (termasuk jam tangan) selama praktikum 8. Peralatan pribadi yang diperlukan untuk praktikum, meliputi stopwatch/HP/ berstopwatch (1 per kelompok), penggaris 30 cm (2 per kelompok), kalkulator (1 per kelompok), alat tulis (perorangan), kertas reuse ½ halaman A4 kalkulator (1 per kelompok). Peralatan tersebut harap disiapkan sebelum memasuki laboratorium.

C. IZIN PRAKTIKUM 1. Mahasiswa yang tidak dapat mengikuti praktikum hanya diperbolehkan oleh 2 alasan: a. Sakit, dengan melampirkan surat sakit (surat sakit dari dokter) paling lambat 1 minggu setelah praktikum, diberikan pada asisten yang bertugas saat praktikum. pemberitahuan  bahwa mahasiswa sakit harus disampaikan oleh teman satu kelompok ke asisten yang  bertugas pada saat praktikum dilaksanakan  b. Izin, dengan melampirkan surat izin (yang dibuat oleh wali/orangtua/Instansi) pada hari praktikum dilaksanakan, diberikan pada asisten praktikum. Pemberitahuan bahwa  praktikan izin harus disampaikan oleh teman satu kelompok ke asisten yang bertugas  pada saat praktikum dilaksanakan.

2. Praktikum susulan akan dilaksanakan pada jadwal yang akan ditentukan selanjutnya. Mahasiswa tetap diharuskan mengumpulkan laporan sesuai data yang didapat dari  praktikum susulan berhak mendapat nilai penuh laporan. 3. Bagi mahasiswa yang tidak mengikuti praktikum tanpa keterangan yang jelas maka tidak  berhak mendapatkan nilai laporan praktikum modul yang dipraktikumkan .

D. KETENTUAN JURNAL PRAKTIKUM 1. Jurnal praktikum menggunakan buku campus dan ditulis tangan. Jurnal diberi label nama sesuai dengan format yang telah ditentukan oleh tim asisten 2. Jurnal dibuat sebelum praktikum dimulai dan digunakan untuk menulis data selama  praktikum berlangsung 3. Jurnal praktikum berisi : a. Judul praktikum  b. Tujuan praktikum c. Prinsip d. Cara kerja e. Tabel data f. Rumus g. Daftar grafik

E. LAPORAN PRAKTIKUM 1. Laporan praktikum merupakan laporan perorangan diketik dan diprint pada kertas A4 reuse. 2. Pengumpulan laporan dilakukan satu minggu setelah praktikum. 3. Laporan diserahkan kepada asisten yang bertugas sesuai dengan jam praktikum secara  berkelompok . 4. Bila pengumpulan terlambat dikumpulkan, maka nilai laporan tersebut akan dikenakan sanksi perorangan (-5 tiap harinya) 5. Susunan dan penilaian laporan praktikum adalah sebagai berikut : a. Cover laporan (Wajib ada apabila tidak ada mendapat sanksi individu (-1 per kesalahan)

 b. Tujuan praktikum (5) c. Prinsip percobaan (10) d. Teori dasar (15) e. Data awal (4) f. Pengolahan data (10) g. Data Akhir (4) h. Analisa A (30) i. Analisa B (10)  j. Kesimpulan (10) k. Daftar pustaka (2) 6. Ketentuan isi laporan adalah sebagai berikut : a. Cover laporan : mengikuti format yang telah diberikan  b. Teori dasar : dikerjakan secara perorangan (satu kelompok boleh sama) 2-4 halaman c. Tujuan praktikum : berisi tujuan praktikum bukan sasaran praktikum d. Prinsip Praktikum : dijelaskan dalam bentuk paragraf, merupakan prinsip praktikum (metoda yang dilakukan saat praktikum hingga tercapai tujuan praktikum) e. Data Awal : berupa data hasil pengamatan di laboratorium (boleh berupa tabel) f. Pengolahan data : berupa tahapan-tahapan perhitungan lengkap untuk 1 jenis variasi debit g. Data Akhir : merupakan data hasil pengolahan dari data awal (boleh berupa tabel) h. Analisa A : meliputi analisa data dan grafik, analisa komponen rumus-rumus yang digunakan, dan faktor-faktor kesalahan yang mungkin terjadi selama praktikum i. Analisa B : meliputi contoh aplikasi dalam bidang rekayasa infrastruktur lingkungan disertai penjelasannya. Minimal dicantumkan 2 contoh aplikasi  j. Kesimpulan : diharapkan menjawab seluruh poin yang dituliskan di bagian Tujuan k. Daftar pustaka minimal mencantumkan dua sumber textbook, dan satu jurnal (nasional atau internasional) l. Jika mengutip kalimat yang merupakan hasil pemikiran orang lain dari buku, jurnal, internet, pada semua bagian laporan, maka harus mencantumkan sumber-sumber tersebut pada kalimat (Contoh : Ekaputri, 2011) dan sumber tersebut dicantumkan pada daftar pustaka

m. Apabila diketahui adanya penjiplakan laporan praktikum sesama mahasiswa maka nilai laporan sumber dan pihak yang menjiplak akan disamakan dan dibagi 2 n. Apabila diketahui menggunakan data yang tidak sesuai dengan yang didapat saat  praktikum maka diberi sanksi individu (-50 nilai laporan praktikum modul tersebut).

F. NILAI TOTAL PRAKTIKUM 1.  Nilai total praktikum merupakan penggabungan dari nilai kehadiran dan keaktifan mahasiswa pada saat responsi dan praktikum (10%), nilai tes responsi (20%), nilai jurnal (5%), dan nilai laporan (65%) 2.  Nilai total praktikum harus terkumpul maksimal 2 minggu setelah praktikum kepada Koordinator Praktikum. Jika nilai total tidak terkumpul sampai saat yang dituju, maka nilai total praktikum secara otomatis akan menjadi 30. Tim Asisten berharap para praktikan dapat memahami dan menjalankan peraturan ini dengan sebaik-baiknya. Aturan-aturan ini diberlakukan dengan maksud agar praktikum dapat berjalan dengan baik sehingga tujuan awal dari praktikum Mekanika Fluida I dapat tercapai. Akhir kata Tim Asisten mengucapkan terima kasih atas kerjasamanya dan selamat  praktikum.

MODUL 01 HYDRAULIC BENCH

 Nida Ulhusna

A. SASARAN

Menentukan debit aktual (Qaktual)

B. TEORI

Massa air

= ρ air x volume air

(1.1)

Volume air

= Qaktual x trata-rata

(1.2)

C. CARA KERJA

1. Hubungkan bench ke sumber listrik. 2. Ukur suhu fluida sebelum percobaan. 3. Tutup valve bench, lalu nyalakan pompa. 4. Periksa apakan terjadi kebocoran di perpompaan, perpipaan, atau bagian lain. 5. Tutup drain di bak dalam weight tank  dengan memutar cam lever . 6. Buka valve di bench (air akan mengalir ke alat percobaan dan kembali ke bench). 7. Jalankan  stopwatch tepat saat lengan (yang menghubungkan bak dan tempat beban)  bergerak ke atas. 8. Pasang beban segera, maka lengan akan turun ke bawah. Setelah beberapa saat lengan akan naik kembali ke atas. 9. Matikan  stopwatch tepat saat lengan bergerak ke atas. Catat berat beban yang digunakan (berat air adalah 3 kali  berat beban yang digunakan). Catat waktu yang tertera pada stopwatch. 10. Ulangi percobaan sesuai kebutuhan, dengan membuang air dalam bak melalui  pengaturan cam lever . Catatan : untuk Standar Praktikum, percobaan dengan beban yang sama diulang sebanyak 3 kali (3 kali pencatatan waktu tiap satu jenis beban). Beban yang sama dapat digunakan, asalkan besar pembukaan valve bervariasi (variasi debit).

11. Khusus untuk 3 variasi debit terakhir, lakukan pengukuran volume air disetiap variasinya dengan mengalirkan air (selama waktu rerata yang diperoleh dari  pengukuran sebelumnya) melalui selang pada alat kemudian air ditampung pada ember, lalu ukur volume air menggunakan gelas ukur. 12. Tutup valve di bench. Matikan pompa. Cabut fitting stop kontak sumber listrik. 13. Ukur suhu fluida sesudah percobaan. D. TABEL DATA

Massa beban

=

kg

Suhu awal

=

o

Suhu akhir

=

o

C C

Tabel 1.1 Data Awal Pengukuran Waktu dengan Hydraulic Bench Variasi

t (s) t1

t2

t3

1 2 3 4 5

Tabel 1.2 Data Awal Pengukuran Waktu dengan Ember Variasi

3 4 5

t rata-rata (s)

Volume Air (l)

E. TABEL HASIL Tabel 1.3 Hasil Perhitungan Debit Aktual dengan Hydraulic Bench Variasi

Massa Air (kg)

t

rata-rata

(s)

Q aktual hydraulic bench (m3/s)

1 2 3 4 5

Tabel 1.4 Hasil Perhitungan Debit Aktual dengan Ember Variasi

Volume Air (l)

t

rata-rata

(s)

Q aktual ember (m3/s)

3 4 5

F. ILUSTRASI

Gambar 1.1 Ilustrasi hydraulic bench

MODUL 02 ALAT UKUR DEBIT SALURAN TERTUTUP

Gusmiati Venturimeter A. Sasaran 1. Menentukan debit teoritis (Qteoritis) dari venturimeter  2. Menentukan nilai koefisien discharge (Cd) dari venturimeter 

B. Teori 1. Qteoritis = AB x vB

(2.1)

(2.2)

a. Data-data yang tersedia yaitu dA = 26 mm dan dB =16mm  b. Data –  data yang dicari adalah :

(2.3)

Yang merupakan beda tinggi (Δh) muka air di tabung piezometrik A dan B

2. Perhitungan koefisien discharge (Cd)

  = 

(2.4)

Dari grafik Qaktual  (absis) terhadap Qteoritis  (ordinat) tentukan nilai gradien (m) dari  persamaan yang di dapat Qaktual = Cd x Qteoritis dan y = m x+c, maka Cd = 1/m

C. Cara Kerja

1. Ukur temperatur fluida di awal percobaan 2. Aktifkan hydraulic bench

(2.5)

3. Keluarkan udara yang terjebak di dalam piezometer dan posisi muka air di

piezometer

 berada pada ketinggian kira-kira 280 mm 4. Pengukuran debit dilakukan dalam 5 variasi dengan cara mengatur valve di hydraulic bench. Untuk satu variasi debit dilakukan dengan pengukuran waktu 3 kali 5. Catat pembacaan tinggi muka air di tabung piezometer A dan B 6. Ukur temperatur fluida di akhir percobaan

D. Tabel Awal

Tawal

=

o

Takhir 

=

o

Massa beban

=

kg

C C

Tabel 2.1 Data Pengukuran Ketinggian Muka Air dan Waktu pada Venturimeter Variasi

ha (cm)

hb (cm)

Δhab (cm)

t (detik)

1

2

3

4

E. Tabel Hasil Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Debit dan Kecepatan pada Venturimeter Variasi

1 2 3 4 5

Qaktual (m 3/s)

Δhab rata-rata

(mm)

Vb (m/s)

Qhitung (m3/s)

F. Grafik-grafik

1. Qaktual (absis) terhadap Δh (ordinat) 2. Qaktual (absis) terhadap Qteoritis (ordinat)

Keterangan : 

Untuk grafik linear digunakan regresi linear dengan set intercept = 0



Tampilkan nilai persamaan garisnya dan nilai koefisen korelasi (R 2)

Orificemeter A. Sasaran

1. Menentukan debit teoritis (Qteoritis) dari orificemeter  2. Menentukan nilai koefisien discharge (Cd) dari orificemeter 

B. Teori

Qteoritis = AF x VF

(2.6)

(2.7) 

Data-data yang tersedia yaitu dA = 51 mm dan dB = 20 mm



Data –  data yang dicari adalah :

(2.8) 

Yang merupakan beda tinggi (Δh) muka air di tabung piezometer E dan F

= 

 

(2.9)

Dari garik Qaktual  (absis) terhadap Qteoritis (ordinat) tentukan nilai gradien (m) dari  persamaan yang di dapat

Qaktual = Cd x Qteoritis dan y = m x +c, maka Cd = 1/m

(2.10)

C. Cara Kerja

1. Ukur temperatur fluida di awal percobaan 2. Aktifkan hydraulic bench 3. Keluarkan udara yang terjebak di dalam piezometer dan posisi muka air di piezometer  berada pada ketinggian kira-kira 280 mm 4. Pengukuran debit dilakukan dalam 5 variasi dengan cara mengatur valve di hydraulic bench . Untuk satu variasi debit dilakukan pengukuran waktu 3 kali. 5. Catat pembacaan tinggi muka air di tabung piezometer E dan F 6. Ukur temperatur fluida di akhir percobaan

D. Tabel Data Tabel 2.3 Data Pengukuran Ketinggian Muka Air dan Waktu pada Orificemeter Variasi

he (cm)

hf (cm)

Δhef (cm)

t (detik)

1

2

3

4

E. Tabel Hasil Tabel 2.4 Hasil Perhitungan Debit dan Kecepatan pada Orificemeter Variasi

1 2 3 4 5

Qaktual (m 3/s)

Δhef   rata-rata

(mm)

Vb (m/s)

Qhitung (m3/s)

F. Grafik-grafik 

1. Qaktual (absis) terhadap Δh (ordinat) Qaktual (absis) terhadap Qteoritis (ordinat)

MODUL 03 ALIRAN DALAM PIPA

Azzahra Safira S

A. SASARAN

1. Mengukur perbedaan tinggi tekan pada pipa Piezometer Water Manometer dan U-tube  Mercury Manometer. 2. Menghitung koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams (C), dan koefisien kekasaran Chezy (C) dalam perpipaan. 3. Mengetahui pengaruh perubahan debit terhadap koefisien friksi (f).

B. TEORI



 ℎ=    = 0,2785  ,3  .4  = √ 

(3.1) (3.2) (3.3)

C. CARA KERJA

1. Ukur suhu fluida sebelum percobaan. 2. Hubungkan outlet hydraulic bench ke alat dan outlet alat ke gelas ukur. 3. Alirkan air ke alat dan atur debitnya dengan needle valve. 4. Catat tinggi piezometer  (titik A dan B) dan U-tube manometer  (titik X dan Y) 5. Ukur waktu dari air pertama kali masuk ke gelas ukur sampai volume yang ditentukan. 6. Langkah 1-5 dilakukan dengan 6 variasi debit dan tiap debit yang sama dilakukan 5 kali  pengukuran waktu. Volume pada gelas ukur harus selalu sama dan selama percobaan valve pada hydraulic bench jangan diubah-ubah. 7. Ukur suhu fluida sesudah percobaan. 8. Ukur diameter dan panjang pipa yang digunakan sebagai saluran air.

D. TABEL DATA

Suhu awal Suhu akhir Panjang pipa Diameter pipa

= = = =

Volume gelas ukur Massa jenis air Kekentalan kinematis air

= = =

Tabel 3.1 Data Pengukuran Ketinggian dan Waktu pada Peizometer dan Manometer h Piezometer (mm)

Variasi

A

h U-tube Manometer (mm)

B

X

Y

t (s) t1

t2

t3

t4

t5

1 2 3 4 5 6 E. TABEL HASIL Tabel 3.2 Hasil Perhitungan Debit Aktual dan Kecepatan h Piezometer (mm)

Variasi

h U-tube Manometer (mm)

t (s)

Q aktual (m3/s)

1 2 3 4 5 6 Tabel 3.2 Hasil Perhitungan Koefisien Friksi Variasi 1

2 3 4 5 6

Q aktual (m3/s)

Koefisien friksi (f)

Persentase (%)

v (m/s)

F. GRAFIK

1. Kecepatan (v2) – headloss (hL)

[untuk piezometer dan U-Tube]

2. Debit aktual (Qaktual) –  S0.54

[untuk piezometer dan U-Tube]

3. Kecepatan (v) –  akar gradient hidrolis (S0.5)

[untuk piezometer dan U-Tube]

Keterangan: 

Untuk semua grafik gunakan regresi linear dengan set intercept = 0.



Tampilkan nilai persamaan garisnya dan nilai koefisien korelasi (R 2)

G. ILUSTRASI

Gambar 2.1 Ilustrasi Piezometer Water Manometer

Gambar 2.2 Ilustrasi U-tube Mercury Manometer 

MODUL 04 KEHILANGAN ENERGI DALAM SISTEM PERPIPAAN

Athaya Dhiya Z

A. SASARAN

1. Menghitung headloss pada sistem perpipaan 2. Menghitung debit aktual yang melalui sistem perpipaan

B. TEORI

 Headloss pada aliran terutup dapat dibedakan menjadi headloss mayor   , headloss minor   , dan headloss total.  Headloss total merupakan gabungan headloss mayor dan headloss minor . Headloss mayor adalah kehilangan energi akibat gesekan fluida dengan dinding pipa.  Headloss  mayor biasa terjadi pada pipa lurus berdiameter konstan. Sedangkan headloss  minor adalah kehilangan energi yang disebabkan oleh aksesorisaksesoris pada sistem perpipaan seperti valve, belokan, penyempitan/ pelebaran pipa, dan lain-lain.



Persamaan Darcy-Weisbach

ℎ=

   

(4.1)

Dimana f = koefisien friksi f = 64/Re (untuk aliran laminar, Re