KARAKTERISTIK LAJU ALIR MELALUI
WEIR SEGITIGA
(FLOW 2)
(FLOW 2)
1. Tujuan Percobaan
Mendemonstrasikan
karakteristik laju alir yang melalui weir
berbentuk segitiga
2. Alat dan Bahan yang digunakan
Alat
:
·
Flowmeter
·
Orifice meter
·
Venturimeer
·
Weir
segitiga
·
Vernier
heigh gauge
·
Stopwatch
Bahan
:
·
Air
3. Dasar Teori
Pengukuran aliran pada saluran terbuka dilakukan
dengan menggunakan weir.Weir adalah
sebuah obstruksi yang dilalui cairan di dalam sebuah aliran terbuka. Weir
merupakan dam penahan dimana cairan ditampung ke dalamnya dan cairan dalam weir
merupakan laju aliran. Istilah beda permukaan bending biasanya diartikan tinggi
cairan diatas ambang bendungan tepat di hulu dimana pengisian bending diberi
tanda “H” yang dinyatakan dalam meter.
Weir mempunyai
bentuk bermacam-macam yaitu segiempat (rectangular),
segitiga ( V-notch) dan trapesium (cipoletti). Weir segiempat merupakan
salah satu bentuk weir yang sudah lama digunakan karena bentuknya sederhana,
konstruksinya mudah dan akurat. Weir trapesium merupakan benutuk weir yang
cukup banyak digunakan. Aliran fluida proposional dengan lebar dibawah cekungan
weir trapesium. Weir segitiga mempunyai jangkauan kapasitas yang lebih besar
dan praktis dibandingkan dengan bentuk weir lainnya.
Kalau sudut dari weir
segitiga sama dengan Ѳ,
seperti ditunjukan pada gambar dibawah
ini.
Prinsip kerjanya adalah pengukuran aliran pada saluran terbuka menggunakan weir
(bendungan) dilengakpi dengan Vernier Height Gauge (pengukur perubahan
ketinggian ) yang mempunyai suatu scale line (garis pembacaan). Mula – mula
posisi ujung Vernier Height Gauge tepat diatas permukaan aliran fluida dan
scale line – nya menunjukkan angka nol. Ketika aliran suatu fluida melalui weir
mengalami peningkatan laju, maka ketinggian dari fluida tersebut meningkat.
Ketinggian dari fluida akan terbaca pada Vernier Height Gauge sehingga laju alir
dari suatu fluida sebanding dengan ketinggian dari Vernier Height Gauge dengan
beberapa faktor pembanding seperti kemiringan bukaan weir dan panjang puncak
weir.
Weir hanya dapat
digunakan apabila liquida mengalir dalam channel terbuka, tidak dapat digunakan
untuk liquida dalam pipa. Perhitungan pada aliran terbuka lebih rumit dari pada
aliran dalam pipa dikarenakan:
·
Bentuk
penampang yang tidak teratur (terutama sungai)
·
Sulit
menentukan kekasaran (sungai berbatu sedangkan pipa tembaga licin)
·
Kesulitan
pengumpulan data di lapangan.
Mengukuran
debit dengan perbedaan ketinggian
Q
= Laju alir
C = koefisien discharge
θ = Besarnya sudut vee – notch
H = tinggi head diatas cekung vee – notch
C = koefisien discharge
θ = Besarnya sudut vee – notch
H = tinggi head diatas cekung vee – notch
4. Prosedur Kerja
Ø Memasang
piringan weir pada tempatnya dibagian
ujung saluran air, kemudian aliran air hingga air melalui channel dan keluar melalui bagian atas weir.
Ø Memperkecil
laju aliran air hingga air mengalir tepat diatas permukaan cekungan segitiga weir. Meletakkan VERNIER HEIGHT GAUGE di tengah – tengah antara pipa discharge dan piringan weir.
Ø Untuk
ketinggian air pada saat itu dengan VERNIER
HEIGHT GAUGE, titik ini adalah titik nol. Mencatat laju alirannya.
Menaikkan verneir setinggi 10 mm,
kemudian atur katup control sehingga aliran air tepat berada 10 mm dari datum
semula. Mencatat laju aliran yang terjadi menggunakan tanki volumetric.
Mengulangi percobaan untuk tiap kenaikkan 5 mm hingga kenaikkan maksimum, catat
laju alir pada tiap ketinggian.
Ø Menganalisis
data hasil percobaan.
5. Data Pengamatan
No.
|
Jenis Tabung
|
H(mm)
|
Volume (L)
|
Waktu(detik)
|
1
|
Orifice
|
10
|
5
|
240
|
2
|
15
|
5
|
130.42
|
|
3
|
20
|
5
|
32.48
|
|
4
|
25
|
5
|
23.47
|
|
5
|
30
|
5
|
14.04
|
|
1
|
Venturi
|
10
|
5
|
204.48
|
2
|
15
|
5
|
113.78
|
|
3
|
20
|
5
|
67.67
|
|
4
|
25
|
5
|
40.60
|
|
5
|
30
|
5
|
24.35
|
6. Perhitungan
Tanpa perbedaan permukaan
a) Tabung
Orifice
(1) Q
=
=
=
0.02 l/s = 0.02 dm3/s
(2) Q
=
=
=
0.038 l/s = 0.038 dm3/s
(3) Q
=
=
=
0.154 l/s = 0.154 dm3/s
(4)
Q =
=
=
0.213 l/s = 0.213 dm3/s
(5) Q
=
=
=
0.356 l/s = 0.356 dm3/s
b) Tabung
venturi
(1) Q
=
=
=
0.024 l/s = 0.024 dm3/s
(2) Q
=
=
=
0.0439 l/s = 0.0439 dm3/s
(3) Q
=
=
=
0.0738 l/s = 0.0738 dm3/s
(4) Q
=
=
=
0.123 l/s = 0.123 dm3/s
(5) Q
=
=
=
0.20 l/s = 0.20 dm3/s
Perbandingan
laju alir
Laju Alir
(Q) |
Tanpa Perbedaan Permukaan
|
Dengan Perbedaan Permukaan
|
|
Tabung Oriffis
|
Tabung Venturi
|
Tabung Oriffis & Tabung Venturi
|
|
1
|
0.02
|
0.024
|
0.0115
|
2
|
0.038
|
0.0439
|
0.0318
|
3
|
0.154
|
0.0738
|
0.065414
|
4
|
0.213
|
0.123
|
0.1142
|
5
|
0.356
|
0.20
|
0.18
|
7. Analisa
Berdasarkan percobaan yang telah diamati dapat disimpulkan bahwa
percobaan mengenai Flowmeter , untuk mengukur laju alir dapat digunakan dua
tabung yaitu tabung orifice dan venturi Berdasarkan pengamatan yang
digunakan pada perhitungan untuk menggunakan weir segitiga ialah menggunakan
ketinggian bukan berdasarkan tekanannya sehingga ketinggiannya berpengaruh pada
laju alir dalam suatu fluida.
Laju alir pada percobaan flowmeter menggunakan weir segitiga
ialah menggunakan perbedaan permukaan dan tanpa perbedaan permukaan. Dari hasil
pengamatan didapatkan laju alir tabung orifice tanpa perbedaan permukaan adalah
0.02 dm3/s , 0.038 dm3/s , 0.154 dm3/s , 0.213
dm3/s , 0.356 dm3/s sedangkan dari tabung venturi nya
adalah 0.024 dm3/s , 0.0439 dm3/s , 0.0738 dm3/s
, 0.123 dm3/s , dan 0.20 dm3/s . Jika dengan perbedaan
permukaan tabung orifice dan venturi adalah 0.0115 dm3/s , 0.0318 dm3/s
, 0.065414 dm3/s , 0.1142 dm3/s , dan 0.18 dm3/s.
8.
Kesimpulan
Dari
percobaan yang telah diamati dapat disimpulkan bahwa :
a. Flowmeter
adalah alat yang digunakan untuk mengukur debit suatu fluida yang menggunakan
dua tabung yaitu tabung orifice dan tabung venturi yang menggunakan weir
segitiga melalui perbedaan permukaan
b. Berdasarkan
hasil pengamatan semakin besar ketinggiannya akan semakin berkurang waktunya
dengan volume yang tetap