laporan karakteristik laju alir melalui weir segitiga

KARAKTERISTIK LAJU ALIR MELALUI WEIR SEGITIGA
(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.

          Kedudukan pusat tekanan dari arus keluar akan berada pada perbedaan tinggi weir yang merupakan dasar eir segiempat. Kedudukan ini dapat ditunjukan dengan kalkulus dimana faktor numerik didapat dari persamaan adalah 4/15

Mengukuran debit dengan perbedaan ketinggian dengan memasukan nilain ini

Q =

Q =

Q =

Q = Laju alir
            C = koefisien discharge
            θ = Besarnya sudut vee – notch
            H = tinggi head diatas cekung vee – notch

4.      Prosedur Kerja

  Memasang piringan weir pada tempatnya dibagian ujung saluran air, kemudian aliran air hingga air melalui channel dan keluar melalui bagian atas weir.

  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.

  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.

  Menganalisis data hasil percobaan.

5.      Data Pengamatan

No.	Jenis Tabung	H(mm)	Waktu 1 (detik)	Waktu2 (detik)	Waktu  rata rata
1	Orifice	10	4	5	4,5
2		15	7	9	8
3		20	9	12	10,5
4		25	16	17	16,5
5		30	27	27	27
1	Venturi	10	5	5	5
2		15	8	8	8
3		20	11	11	11
4		25	17	17	17
5		30	28	28	28

6.      Perhitungan

1. Laju tanpa weir

           

            Q =          atau       Q =         

                                                       

2. menetukan laju alir dengan weir

-          Pada tinggi head 10mm untuk tabung orifis

Q =

Q =

Q =

Q = 0,016 dm . 2 .

Q = 0,014 L/s

-          Pada tinggi head 10mm untuk tabung venturi

Q =

Q =

Q =

Q = 0,023 L/s

Dari perhitungan yang sama didapatkan laju alir dengan perhitungan yang sama

NO	JENIS TABUNG	H(mm)	LAJU ALIR (Q)
1	ORIFICE	10	0,014
2		15	0,04
3		20	0,08
4		25	0,14
5		30	0,23
1	VENTURI	10	0,023
2		15	0.06
3		20	0,13
4		25	0,23
5		30	0,36

7.      Analisa

Berdasarkan percobaan yang telah diamati dapat disimpulkan bahwa percobaan mengenai Flowmeter ini bertujuan mendemonstrasikan karakteristik laju alir melalui weir segiiga pada percobaan weir dipasang dengan meletakkan vernier height gauge ditengah tengah lalu mengukur waktu yang diperlukan dengan laju alirnya, 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. Cairan melewaati weir atau bendungan yang akan menyebabkan laju alir yang dihasilkan lebih rendah daripada laju alir tanpa bendungan atau weir.

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.      laju alir yang dihasilkan pada setiap ketinggian

orifice = - 10mm  = 0,014L/s                                      venturi  =  - 10mm  = 0,0023L/s

               - 15mm  = 0,04L/s                                                         - 15mm   = 0,06L/s

               - 20mm  = 0,08L/s                                                         - 20mm   = 0,13L/s

               - 25mm  = 0,14L/s                                                         - 25mm   = 0,23L/s

               - 30mm  = 0,23 L/s                                                        - 30mm   = 0,36L/s

              

           

DAFTAR PUSTAKA

Modul.”Penuntun Pratikum instrumen pengukuran”.Jurusan Teknik Kimia,Politeknik Negeri Sriwijaya.2014

v