mekflu A511
-
Upload
hendrythomson1 -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
description
Transcript of mekflu A511
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Tujan YME yang telah menciptakan alam dan seisinya sebagai suatu karunia yang besar dan tidak ternilainya indah-Nya. Maka Dia pulalah yang memberikan ketentuan sehingga “ Buku Panduan Pratikum Mekanika Fluida “ dapat diselesaikan oleh TIM Penyusun, dengan demikian dapat mendukung kegiatan Tri Dharma Perguruan Tinggi di Universitas Tanjungpura Pontianak.
Buku panduan pratikum ini diperuntukan bagi mahasiswa yang mengambil mata kuliah Laboratorium Lingkungan II/TKL-321 Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak.
Terima kasih disampaikan kepada Tim Penyusun dan semua pihak yang telah membantu terwujudnya Buku Panduan Pratikum ini mendapat balasan yang berlipat ganda dari Tuhan Yang Maha Esa, dan dapat memberikan manfaat bagi perkembangan Ilmu Teknik Lingkungan, khususnya Ilmu Mekanika Fluida.
Pontianak, Juli 2014Ketua Program StudiTeknik Lingkungan
Rizki Purnaini, ST, MTNip. 197207231998022001
1
PRAKTIKUM
ALIRAN FLUIDA PADA SALURAN TERTUTUP
A. Tujuan Pratikum
- Mempelajari aliran fluida di dalam saluran tertutup
B. Kegiatan yang dilakukan
- Mengamati pembagian tekanan sepanjang pipa.
- Mengukur besarnya debit yang mengalir di dalam pipa
- Mengukur kehilangan head minor karena katup, belokan
pipa, dan perubahan diameter pipa
- Menentukan koefisien kehilangan head pada katup,
belokan, dan perubahan diameter.
C. Landasan Teori
Aliran fluida di dalam pipa dijelaskan dengan persamaan
bernoulli. Persamaan Bernoulli adalah persamaan yang
menjelaskan gerakan fluida melalui suatu penampang. Secara
lebih rinci penjelasan persamaan bernoulli dapat dirujuk pada
buku teks (lampiran) .
Aliran fluida nyata akan mengalami kehilangan energi
(head losses, hL), yang terdiri dari kehilangan head karena
gesekan fluida dengan dinding pipa (hf) dan karena bentuk
2
geometri pipa (hl). Besarnya kehilangan head karena gesekan
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Darcy-
Weisbach.
Minor losses (hl) adalah kehilangan energi akibat adanya
katup (gate) , belokan (elbow), sambungan pipa (fitting) serta
percabangan pipa (T joint; V joint) dan perubahan diameter
pipa. Besarnya kehilangan minor losses dapat dihitung
menggunakan persamaan bernoulli. Secara lebih rinci
penjelasan tentang minor losses dapat dirujuk pada buku
(lampiran) .
C. Prosedur Praktikum
1. Hidupkan pompa yang telah tersedia.
2. Buka tiga katup yang telah tersedia pada pipa secara full.
3. Selanjutnya baca tekanan pipa yang terdapat pada alat
pressure switch atau baca tinggi muka air pada selang
yang tersedia.
4. Ukur debit aliran yang keluar keran. Pengukuran debit
dilakukan dengan cara menanmpung aliran air
menggunakan gelas ukur dengan interval waktu yang
ditentukan.
5. Kurangi bukaan katup perlahan-lahan dan ulangi prosedur
pengukuran. Lakukan perbuhan katup minimal sebanyak
3 kali.
3
6. Ukur suhu air untuk mendapatkan viskositas air dari tabel
viskositas terlampir
7. Catat panjang pipa dan diameter pipa
C. Data Hasil Pratikum
Percobaan
ke
Tekanan Di
TitikV
(L)
T
(dtk)1 2 3
1
2
3
4
5
...........
4
ALIRAN FLUIDA PADA SALURAN TERBUKA
1. Aliran Fluida Pada Saluran Terbuka (Skala Lab)
A. Tujuan Pratikum
- Mempelajari sifat aliran pada saluran terbuka
B. Kegiatan yang dilakukan
- Mengukur kecepatan dan debit aliran dalam saluran
terbuka
- Mengukur kemiringan muka air, radius hidraulik, dan
luas penampang aliran
- Menganalisis hubungan antara koefesien manning
terhadap kemiringan muka air, radius hidrolik, kecepatan,
dan debit
- Menentukan sifat-sifat aliran yang terjadi pada saluran
terbuka
C. Landasan Teori
Aliran fluida jika ditinjau dari mekanika aliran dibagi
menjadi dua yaitu: aliran pada saluran tertutup dan aliran pada
saluran terbuka. Pada praktikum kali in hanya akan dibahas
mengenai aliran pada saluran terbuka. Aliran pada saluran terbuka
yang licin sebenarnya bebentuk seragam (permanen) di sepanjang
5
saluran. Aliran seragam (uniform flow) menunjukkan bahwa
kecepatan aliran disepanjang saluran adalah tetap.
Sifat aliran fluida pada saluran terbuka mungkin
merupakan aliran laminer, transisi, atau turbulen. Penentuan sifat
aliran dalam saluran terbuka dapat diketahui dari besarnya nilai
bilangan reynold. Penjelasan lebih rinci tentang bilangan reynold
dapat dilihat pada buku teks (lampiran) .
Besarnya debit aliran pada suatu saluran terbuka dapat
dihitung dan ditentukan dengan berbagai cara. Pada praktikum ini
besarnya debit aliran akan dihitung dengan menggunakan sekat
uku (weir) dan dengan menggunakan Velocity-Area Method.
Sekat ukur yang digunakan adalah sekat-ukur segi empat.
Penentuan besarnya debit aliran melalui ambang dapat dipelajari
lebih jauh pada buku teks (lampiran).
Kecepatan aliran pada saluran terbuka maksimal sebesar 3
m3/det agar tetap terjadi self cleansing. Kecepatan fluida pada
saluran terbuka dipengaruhi oleh nilai kekasaran saluran.
Besarnya nilai/koefisien kekasaran setiap dinding saluran
berbeda-beda. Rumus kecepatan rata-rata (V) aliran seragam
yang banyak dipergunakan adalah rumus Emperik (didapatkan
hasil dari percobaan dilapangan) yang disebut persamaan
Manning. Secara rinci nilai koefesien manning dapat dilihat pada
buku teks (lampiran).
6
Kecepatan aliran fluida yang tinggi apabila masuk dalam
kondisi dengan kecepatan rendah, maka akan terjadi suatu
perubahan kedalaman aliran secara tiba-tiba yang disertai
terjadinya golakan atau gelombang air yang sangat jelas yang
disebut loncatan hidraulik atau hydraulic jump. Penjelasan lebih
lanjut loncatan hidraulik dapat dilihat pada buku teks (lampiran).
D. Prosedur Praktikum
1. Nyalakan multi purpose teaching flume.
2. Putar keran untuk mengatur debit air, tunggu hingga aliran
tampak tenang.
3. Tentukan dua titik pengukuran yang memiliki perbedaan
kecepatan aliran.
4. Ukur kemringan saluran dengan cara mengukur tinggi posisi
dasar saluran didua titik pengukuran terhadap lantai.
5. Ukur panjang saluran (L)
6. Ukur lebar saluran (b)
7. Ukur ketinggian aliran (h) air yang mengalir pada masing-
masing titik saluran
8. Letakkan current meter berlawanan dengan arah aliran. Ukur
banyaknya putaran dalam waktu 10 detik. Setelah itu, nilai
(n) didapatkan dengan cara menghitung banyaknya putaran
dibagi waktu. (n= banyaknya putaran/waktu)
Lakukan pada masing-masing titik
7
9. Pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali dengan debit yang
berbeda-beda.
10. Dengan rumus konversi kecepatan, hitung kecepatan linier
aliran (V).
11. Sebaiknya dilakukan pengambilan gambar aliran pada
saluran terbuka untuk membantu ilustrasi.
12. Matikan multi purpose teaching flume.
13. Pasang sekat ukur pada saluran
14. Nyalakan multi purpose teaching flume.
15. Lakukan prosedur 2 sampai 6
16. Ukur ketinggian aliran (h) air diatas ambang sekat ukur H
(cm), dengan menggunakan penggaris kemudian hitung debit
, Q (l/dt)
17. Lakukan prosedur 8 dan 9
18. Gambarkan pola aliran, perbedaan debit dan perbedaan
ketinggian loncatan hidraulik yang terjadi pada flexy glass.
19. Buat grafik hubungan antara debit dengan ketinggian
loncatan hidraulik.
20. Lengkapi dengan foto agar dapat mengilustrasikan
perbedaan yang terjadi.
8
E. Data Hasil Perhitungan
Lebar saluran (b) =....... m
Waktu (t) =....... detik
Viskositas kinematis (v) =........ m2/s
Lebar saluran (b) =..........m
Ketinggian Datum 2 (Z2) =..........m
Ketinggian Datum 1 (Z1) =..........m
Panjang saluran (L) =..........m
Noh1
(m)
h2
(m)
Jumlah
putaran
n
(putaran/dt)
1
2
.....
.....
.....
9
Sekat ukur segi empat
Noh1
(m)
h2
(m)
hambang
(m)
Jumlah
putaran
n
(putaran/dt)
1
2
3
4
5
10
ALIRAN FLUIDA PADA SALURAN DRAINASE
A. Tujuan Pratikum
- Mempelajari sifat aliran pada saluran terbuka
B. Kegiatan yang dilakukan
- Mengukur kecepatan dan debit aliran dalam saluran
drainase
- Mengukur kemiringan muka air, radius hidraulik, dan
luas penampang aliran
- Menganalisis hubungan antara koefesien manning
terhadap kemiringan muka air, radius hidrolik, kecepatan,
dan debit
- Menentukan sifat-sifat aliran yang terjadi pada saluran
drainase
- Menentukan nilai koefesien manning di saluran drainase
C. Landasan Teori
Aliran pada saluran terbuka yang tidak licin sebenarnya
bebentuk tidak seragam (tidak permanen) di sepanjang saluran.
Aliran tidak seragam (nonuniform flow) menunjukkan bahwa
kecepatan aliran disepanjang saluran adalah tidak tetap, dalam hal
kecepatan aliran tidak tergantung pada tempat atau tidak berubah
11
menurut tempatnya dan kedalaman aliran yang bervariasi
sepanjang aliran.
Sifat aliran fluida pada saluran terbuka mungkin
merupakan aliran laminer, transisi, atau turbulen. Untuk
mengetahui sifat aliran, terlebih dahulu perlu dilakukan
perhitungan untuk mengetahui nilai bilangan Reynold (Re).
Bilangan Reynold (Re) adalah perbandingan antara efek inersia
dan viskos dalam aliran. Secara detai penjelasan tentang sifat
aliran menurut bilangan reynold dapat dibaca pada buku teks
(lampiran).
Kecepatan aliran yang terjadi pada saluran terbuka
idealnya memiliki kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar
tetap self cleansing.Kecepatan maksimum yang diperbolehkan
adalah 3,0 m3/detik merupakan kecepatan aliran terbesar yang
tidak mengakibatkan penggerusan pada lahan saluran. Kecepatan
minimum yang diperbolehkan 0,6 m3/detik, yaitu kecepatan aliran
terendah di mana tidak terjadi pengendapan pada saluran
(tercapainya self cleansing) dan tidak mendorong pertumbuhan
tanaman air dan gang-gang. Besarnya nilai kecepatan aliran untuk
setiap bentuk dan besarnya nilai koefesien manning dapat
dipelajari lebih lanjut pada buku teks (lampiran).
D. Prosedur Praktikum
12
1. Pilih lokasi yang baik pada badan air dengan lebar,
kedalaman, kemiringan dan kecepatan yang dianggap tetap,
sepanjang 2 meter. Harus diperhatikan agar tidak ada
rintangan, halangan atau gangguan lainnya sampai tempat
pengamatan hilir
2. Ukur lebar saluran (b) .
3. Ukur ketinggian aliran (h) air disepanjang lebar saluran
dengan jarak tertentu
4. Gambar penampang aliran sungai yang didapat
5. Ukur kecepatan aliran dengan cara melepaskan alat
pelampung ditengah saluran drainase pada jarak tertentu,
catat waktu yang dibutuhkan dari titik awal pelepasan
pelampung sampai titik akhir.
6. Lakukan pengukuran kecepatan minimal sebanyak 5 kali
pengulangan
E. Data Hasil Pengukuran
Lebar Saluran :Panjang Sal :Rh :
NOts
Vm/s
h(m)
1234
13
567KEBOCORAN AIR PADA PIPA
A. Tujuan Pratikum
- Mendemostrasikan Kebocoran air pada saluran pipa
B. Landasan Teori
Kebocoran air merupakan salah satu permasalahan yang
sering timbul bagi konsumen PDAM. Salah satu akibat yang
dirasakan oleh pelanggan yakni tidak sampainya distribusi air.
Selain itu juga kualitas air yang didistribusikan akan menurun.
Akibat kebocoran tekanan aliran juga akan mengalami
penurunan. Penjelasan lebih lanjut tentang jenis-jenis
kebocaran, cara proteksi kebocoran dapat di baca pada
buku .....
14
LAMPIRAN
Munson, R.B, Young, F.D, dan Okiishi, H.T. (......), “ Mekanika
Fluida Edisi Keempat Jilid1 dan 2”. Penerbit: Erlangga,
Jakarta
Streeter, L.V, dan Wylie, B. (......).” Mekanika Fluida Edisi
Delapan Jilid 1 dan 2”. Penerbit: Erlangga, Jakarta
White, M.F. (.....).” Mekanika Fluida Edisi Kedua Jilid 1 dan 2.”
Penerbit: Erlangga, Jakarta
15