Creative Writing, jjjj">
Bab I Pintu Sorong Print
Bab I Pintu Sorong Print
Bab I Pintu Sorong Print
KELOMPOK 7
BAB I
PERCOBAAN PINTU SORONG
A. Pendahuluan
Sejak dahulu diketahui bahwa air merupakan kebutuhan pokok manusia.
Pemanfaatannya untuk menunjang kehidupan manusia dirasa makin hari makin
berkembang. Mulai dari makan minum dan sanitasi sampai pada produksi
barang industri, penerangan dan irigasi. Semua dari hal tersebut tentu banyak
mengandalkan potensi sumber air, diantaranya air sungai, air tanah, dan
sebagainya. Sehubungan dengan pemanfaatan air untuk irigasi dan kebutuhan
yang lain, seringkali dibuatlah bangunan air seperti waduk, saluran, pintu air,
terjunan, bendung dan lain sebagainya guna mengatur dan mengendalikan air
tersebut. Untuk menyalurkan air ke berbagai tempat guna keperluan irigasi,
drainase, air bersih dan sebagainya sering dibuat saluran dengan menggunakan
saluran terbuka. Pada pengoperasiannya untuk membagi air, mengatur debit
dan sebagainya kadang-kadang diperlukan suatu alat yang disebut pintu air.
Banyak macam dan jenis pintu air dan salah satu diantaranya adalah pintu
sorong (sluice gate).
Untuk itulah maka dirasa perlu untuk mempelajari bagaimana sebuah
pintu sorong berpengaruh dalam sebuah aliran air pada saluran air terbuka.
B. Maksud dan Tujuan
1. Menentukan koefisien kecepatan (Cv).
2. Menentukan koefisien kontraksi (Cc).
3. Mengamati aliran air pada pintu sorong.
4. Menentukan gaya tekan yang bekerja pada pintu sorong untuk distribusi
tekanan non hidrostatik (Fg).
5. Menentukan gaya tekan yang bekerja pada pintu sorong untuk distribusi
tekanan hidrostatik (Fh).
6. Menentukan besarnya kehilangan tinggi tenaga akibat loncatan air (H)
H
(mmHg)
200
237
260
295
320
Yg
(mm)
18,5
20
21,5
18,5
20,5
22
23,5
20,5
22,5
24
Y0
(mm)
138,5
128
128
147,4
135,1
112,6
112,6
151
131,4
116,8
Y1
(mm)
12,2
11,2
13
14
13,3
13,6
14,2
14,3
14,7
14,8
Ket
370
25,5
22,5
116,8
157,6
15,9
16,4
F. Perhitungan
F. 1. Dasar Teori
Yg
Y1
F1
Jadi : H O H1
Garis energi pada penampang 1 adalah paralel (karena permukaan bebas
paralel dengan dasar saluran), maka distribusi tekanan adalah hidrostatik.
Energi spesifik dinyatakan dengan unsur elevasi sedemikan rupa,
sehingga dasar saluan dianggap sebagai datum, z = 0, jadi:
EY
V2
2g
Harga minimum dari energi spesifik berada pada kondisi aliran kritis,
kedalamannya disebut kedalaman kritis (Yc). Aliran pada kedalaman yang lebih
tinggi dari Yc dinamakan aliran subkritis dan bila lebih rendah dari Yc
dinamakan aliran superkritis. Kedalaman kritis dapat ditentukan dengan rumus
sebagai berikut:
(Fathurrazie Shadiq, 2008)
Q2
Yc 2
b .g
1/3
Ho / Yo /
YO
V
V
P/
P/
0 Y1
1 H1
.g 2g
.g 2g
2
VO
V
Y1 1
2g
2g
... (1)
Q2
Q2
1
2
2
2g.b 2 .YO
2g.b 2 .Y1
maka, didapat:
b.YO . 2g.Y1
YO
1
Y1
b.Y1. 2g.YO
Y1
1
YO
atau
... (2)
Cv.b.Y 1. 2g.YO
Y1
1
Yo
... (3)
Harga Cv berkisar antara 0,95 dan 1,00 (0,95 < C v <1), tergantung pada
bentuk pola aliran (dinyatakan oleh perbandingan Yg/Yo) dan gesekan.
Kedalaman hilir (Y1) dapat dinyatakan sebagai bagian daripada
ketinggian lubang pintu sorong:
Y1 = Cc.Yg
Cv.Cc.b.Yg . 2g.Y O
Cc.Yg
1
YO
... (4)
Dimana Cd (koefisien debit) adalah fungsi dari Cv, Cc, Yg, & Yo.
Persamaan untuk aliran tenggelam, adalah sebagai berikut:
Q K.Cd.b.Yg. 2g.Yo
Dimana K adalah faktor aliran tenggelam.
Menentukan Debit Aliran Aktual (Qact)
Garis Energi
Garis Tekanan
d1
d2
Z1
H
Z2
Persamaan Bernoulli
E1 = E2
2
Z1
P1 V1
P
V2
2
Z2
air 2g air
2g
FAKULTAS TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
P1 P2 V2 V1
air
2g
... (1)
Hukum Kontinuitas
A1.V1 = A2.V2
V1
A 2 .V2
A1
0,25.3,14.d .V
0,25.3,14.d
2
d .V
V1 2 4 2
d1
2
... (2)
P1 P2
air
V2
d 2 .V2
d1
2g
2
V2 1 d 2
4
.d 1
P1 P2
air
2g
...(3)
Hg
P1
P
H 2
H
air
air air
Hg H
P1
P
2
- H
air air
air
( Hg - air ) H
P1 P2
air
air
FAKULTAS TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
P1 P2
H( Hg air )
air
; dimana Hg = 13,6 ; air = 1
P1 - P2
12,6 H
air
... (4)
2
V2 1 d 2 4
d1
12,6H
2g
4
2
12,6 H.2g V2 1 d 2 4
d1
25,2H .g
V2
d
1 2
d1
4
Q = A2 . V2
1 d
4
2
/d 1
... (5)
= 981 cm/det2
V2
2g
(5)
Akibat gaya-gaya ini pada air maka momentum aliran sekat bertambah.
(Fathurrazie Shadiq, 2008)
Prinsip momentum :
F = m.dv
F = q.v1 q.v0
Dimana :
q = debit per satuan lebar
q=Q/b
...(6)
Hukum Kontinuitas :
A0.V0 = A1.V1
FAKULTAS TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
b.Y0.V0 = b.Y1.V1
V1 = Y0.V0 / Y1
(7)
Y
Q 2 .
F 2
. 1 1
Yo ...11
b .Y1
Persamaan (11) ini didistrubisikan ke dalam persamaan (8) menjadi :
1 Y1
Yo
2 Yo
2
Fg 0,5.g.Y1 .
1 Q .
Y2
b 2 .Y1
1
Fg = 0,5.g..(Yg)
Menghitung gaya tekan yang bekerja pada pintu sorong untuk distribusi
tekanan hidrostatik.
Fh=0,5 . g(Y 0Y g )
F. 2. Contoh Perhitungan
Contoh perhitungan untuk Q (debit) berubah dan Yg tetap, dimana untuk
mendapatkan Q, Cc, Cv, dan Cd.
Untuk contoh perhitungan ini digunakan data percobaan yang pertama
H
= 200 mm/Hg
= 981 cm/det2
= 82,5 mm
Yg
= 18,5 mm
Y0
= 138,5 mm
Y1
= 12,2 mm
Y4
= 39,2 mm
253,773 200
= 3588,892 mm3/det
FAKULTAS TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
Q
A
Vo
3588,892
0,314 mm/det
11426,25
V1
3588,892
3,566 mm/det
1006,5
V4
3588,892
1,110 mm/det
3234
Es Y
V2
2g
0,314 2
V02
E 0 Y0
138,5
138,500005 mm
2g
2 9810
3,566 2
V12
E 1 Y1
12,2
12,201 mm
2g
2.9810
E 4 Y4
1,110 2
V42
39,2
539,20007 cm
2g
2.9810
Q 1 1
y
Cv
b.y1 2g.y 0
12,2
1
18,5
3588,892
Cv
y 1 12,2
0,659
y g 18,5
0,014
b.Yg . 2g.Y 0 82,5.18,5. 2.9810.138,5
h. Menentukan Fg
Fg = 0,5.g..(Yg)
= 0,5 . 9810 . 10-3 . 18,5
= 90,7425 g/mm.det2
i. Menentukan Fh
Fh 0 ,5..g.Y0 Y1
0,5.10 -3.9810.138,5 - 12,2
= 619,5015 g/mm.det2
j. Menghitung tinggi tenaga akibat loncatan air (H)
Y -Y 3
4 1
H 4.Y1 .Y4
39,2 12,2
4 12,2 39,2
= 70,988 mm
k. Menghitung angka Froude
Fr0
Fr0
V0
g.Y0
0,314
9810.138,5
0,0003
V1
Fr1
g.Y1
Fr1
3,566
9810.12,2
0,010
Fr4
V4
g.Y 4
0,002
Yg
(mm)
Y0
(mm)
Y1
(mm)
Yg/Yo
H'
(mm)
Y4
Q
b
A0
A1
A4
V0
V1
V4
0,13357
3
2
(mm) (mm
/det) (mm)
(mm10,289
)
(mm2)
(mm2)
(mm/det) (mm/det) (mm/det)
200
18,5
138,5
12,2
39,2
3588,92
323,4
3,1409 35,6574
11,0975
0,15625 8,25 1142,625
12,912 100,65
200
20
128
11,2
39,6
3588,92
8,25
1056
92,4
326,7
3,3986
38,8411
10,9854
0,16797
12,075
237
21,5
128
13
43
3906,816
8,25
1056
107,25
354,75
3,6996 36,4272
11,0129
0,12551
13,393
237
18,5
147,4
12
42
3906,816
8,25
1216,05
99
346,5
3,2127 39,4628
11,2751
Cd 8,25 F
Fh
Fr0
Fr1
Fr3 10,2058
g
260E0
20,5E1 135,1 E2 13,3 CC 48,6 CV4091,999
1114,575
109,725
400,95
3,6714
37,2932
0,15174
17,013
260
22
112,6
13,6
47,7
4091,999
8,25
928,95
112,2
393,525
4,4050 36,4706
10,3983
2
(mm) 23,5
(mm)112,6(mm)14,2
(g/mm.det15,281
) (g/mm.det2)
0,19538 8,25
295
48,1
4358,729
928,95
117,15
396,825
4,6921 37,2064
10,9840
138,501 12,2648 39,2063
0,66
0,02790,2087
0,0143
90742,5014,260
619501,50 0,0026946 0,1030708
0,017896
Tabel I.2. Data hasil perhitungan Q, A, dan
V
128,001 11,2769 39,6062
0,56
0,0306 0,0137
98100,00
572904,00 0,0030329 0,1171786
0,017625
128,001 13,0676 43,0062
0,60
0,0291 0,0139
105457,50
564075,00 0,0033016 0,1020045
0,016956
147,401
42,0065
0,0151
90742,50
664137,00 0,0026717 0,1150172
0,017566
Tabel
I.3. Data 12,0794
hasil perhitungan
E, Cv,0,65
Cd, Cc, E0,0298
Fr
c,Fg, Fh, dan
135,101 13,3709 48,6053
0,65
0,0294 0,0149
100552,50
597429,00 0,0031891 0,1032451
0,014781
Tabel I.4. Data hasil perhitungan Yg/Yo dan H
112,601 13,6678 47,7055
0,62
0,0312 0,0152
107910,00
485595,00 0,0041912 0,0998478
0,015201
112,601 14,2706 48,1061
0,60
0,0317 0,0151
115267,50
482652,00 0,0044644 0,0996871
0,01599
Grafik Cc vs Yg/Yo
0.18
0.15
0.12
yG/yO 0.09
0.06
0.03
0.00
0.50
0.60
Cc
0.70
Grafik Cc vs Yg/Yo
0.18
0.15
0.12
yG/yO 0.09
0.06
0.03
0.00
0.50
0.60
Cc
0.70
Grafik Cc vs Yg/Yo
0.24
0.21
0.18
0.15
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.50
0.60
Cc
0.70
Grafik Cc vs Yg/Yo
0.24
0.21
0.18
0.15
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.50
0.60
0.70
Cc
0.80
Grafik Cc vs Yg/Yo
0.24
0.21
0.18
0.15
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.50
0.60
Cc
0.70
Grafik Cc vs Yg/Yo
0.24
0.21
0.18
0.15
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.50
0.60
0.70
Cc
0.80
yG/yO 0.09
0.06
0.03
0.00
0.1
CV
yG/yO 0.09
0.06
0.03
0.00
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
CV
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
CV
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
CV
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.9
CV
yG/yO 0.12
0.09
0.06
0.03
0.00
0.8
0.9
CV
Daftar Pustaka
1. Shadiq, F. 2008. Hidrolika Praktis dan Mudah. Banjarmasin: Penerbit Pustaka Banua
2. Triadmodjo, B. 1996. Hidraulika. Yogyakarta: BETA OFFSET
I. Lampiran
1. Sketsa Alat