Menggunakan alat pengukur aliran (current meter) mengukur kecepatan rata-rata pada segmen-segmen penampang dengan membagi-bagi penampang saluran secara vertikal. · Pengukuran debit cara sederhana untuk mengukur debit adalah dengan cara tidak langsung yaitu dengan pengukuran kecepatan aliran. Show a. Pengukuran dengan pelampung Pengukuran dengan pelampung adalah metode tertua dan paling sederhana yang dilakukan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran terbuka. Pengukuran dilakukan dengan cara mengamati waktu yang diperlukan pelampung untuk melewati jarak yang telah ditentukan. Pengukuran dengan pelampung: - Penggal sungai AB ditentukan jarak (L). - Pelampung dilepas di titik 0 ke titik A sepanjang jarak yang telah ditentukan dengan tujuan agar kecepatan pelampung stabil. Setelah pelampung mencapai titik A pengukuran waktu dilakukan hingga mencapai titik B dengan menggunakan stopwatch. Dari hasil pengukuran waktu tersebut maka akan didapatkan nilai kecepatan (V) dengan membagi jarak (L) terhadap waktu (T) yang didapat dari hasil pengukuran. - Lebar sungai sebaiknya dibagi 3 (tiga) bagian yaitu kanan-tengah-kiri. - Pengukuran sebaiknya dilaksanakan setiap ½ jam. - Kecepatan rata-rata vertikal perlu dikalikan dengan faktor K: § K = 0,85 § K = 0,60 untuk kedalaman kurang dari 0,5 m § K = 0,90 – 0,95 untuk kedalaman lebih dari 4 m b. Pengukuran dengan Current meter · V = a*n + b · Current meter yang dipakai sumbu mendatar. · Pengukuran vertikal pada dua titik 0,2H dan 0,8H (H=kedalaman); V = V0,2 + V0,8)/2 · Pengukuran vertikal pada tiga titik: V = ½ (V0,6 + (V0,2 + V0,8)/2) · Pengukuran vertikal pada empat dan lima titik: V = (V0,2 + 2 V0,6 + V0,8)/4 V = (Vp + 3 V0,2 + 2 V0,6 + 3 V0,8 + Vd)/10 TUJUAN Dalam percobaan ini diharapkan agar praktikan mampu memahami bagaimana cara pengukuran debit pada saluran alam, serta dapat mengaplikasikannya dalam bidang ilmu Teknik Mesin dan Biosistem. Tujuan praktkum meliputi:
METODOLOGI · Pengukuran kecepatan aliran permukaan dengan pelampung mengikuti prosedur sebagai berikut: 1. Mempersiapkan daerah pengukuran pada saluran alam (sungai) dengan patok-patok ditandai dengan titik 0, titik A, dan titik B. 2. Menentukan jarak titik 0 ke titik A dan jarak titik A ke titik B. 3. Melepaskan pelampung dari titik 0 sejauh 10 meter menuju titik A dengan tujuan agar kecepatan pelampung menjadi stabil. Kemudian ketika pelampung mencapai titik A maka dilakukan perhitungan waktu hingga pelampung mencapai titik B. 4. Pekerjaan di atas dilakukan di daerah kiri, kemudian tengah dan kanan, kemudian diulangi sebanyak 3 kali, untuk mendapatkan harga kecepatan rata-rata. · Pengukuran kecepatan aliran dengan Current meter mengikuti prosedur sebagai berikut: 1. Menyiapkan satu unit Current meter. 2. Mengukur penampang melintang saluran yang akan digunakan sebagai saluran percobaan. 3. Semua peralatan setelah siap, kemudian membagi-bagi penampang aliran menjadi 3 (tiga) pias atau bagian dengan lebar permukaan yang sama. 4. Mengukur tinggi air penampang basah saluran, lebar permukaan basah dan lebar permukaan air setiap pias. 5. Memasukkan stik dan propeller Current meter kedalam saluran dan ditempatkan pada masing-masing kedalaman 0,2 H; 0,6 H; 0,8 H; (H = tinggi muka air dari dasar saluran). Dipilih sesuai kedalaman aliran. 6. Menempatkan Propeller tegak lurus menghadap arus aliran, setelah tepat pada posisi yang dimaksud kemudian menekan tombol pada counter bersamaan dengan itu juga menjalankan stopwatch sampai pada interval waktu tertentu (50 detik) counter dan menghentikan stopwatch, kemudian mencatat jumlah putaran (N) pada counter. 7. Mengulangi percobaan di atas diulang sebanyak 3 kali untuk beberapa tinggi muka air (H) sesuai dengan perubahan aliran yang ditentukan. 8. Menghitung kecepatan tiap pengukuran, menghitung kecepatan rata-rata. HASIL A. Pengukuran Kecepatan dengan Pelampung Lebar sungai : 18,8 m α = 0,05 Asumsi kedalaman air : 4 m γ = 0,8985 Asumsi kedalaman pelampung : 0,1 m Tabel 1 Data pengukuran dengan metode pelampung No Pengukuran Panjang L Waktu T U = L/T Urata2 Kecepatan aliran (m) (dt) (m/dt) (m/dt) (V(m/det)) 1 Kiri 50 111,5 0,448 Kiri 50 115,8 0,432 0,429 0,384 Kiri 50 123,1 0,406 2 Tengah 50 97,7 0,512 Tengah 50 97,3 0,514 0,517 0,463 Tengah 50 95,3 0,525 3 Kanan 50 105,2 0,475 Kanan 50 105,9 0,472 0,498 0,446 Kanan 50 91,2 0,548 Urata-rata 0,481 0,481 Contoh perhitungan :
B. Pengukuran Kecepatan dengan Current meter Lebar sungai : 18, 8 m Tabel 2 Data pengukuran dengan metode current meter Pias ke Kedalaman Titik Putaran Waktu T N = P/T V Vrata-rata Q Fr Jenis (H) Pengukuran (P) aliran (-) (m) (m) (-) (dt) (-) (m/dt) (m/dt) (m3/dt) (-) (-) 1 0,226 64 50 1,28 0,364 1,13 0,678 66 50 1,32 0,375 0,359 Mid 2,431 0,107 Subkritis (Kiri) 0,904 56 50 1,12 0,320 Mean 2,4047 2 0,23 59 50 1,18 0,337 1,15 0,69 52 50 1,04 0,298 0,301 Mid 2,3515 0,089 Subkritis (Tengah) 0,92 47 50 0,94 0,271 Mean 2,2976 3 0,322 25 50 0,50 0,150 1,61 0,966 39 50 0,78 0,227 0,218 Mid 2,1213 0,055 Subkritis (Kanan) 1,288 48 50 0,96 0,276 Mean - · N = P/T = 64/ 50 = 1,28 · V = (a * 1,28) + b = (0,275 * 1,050) + 0,012 = 0,359 (m/dt) · V rata-rata = ½ (V0,6 + (V0,2 +V0,8)/2) = ½ (0,364 + (0,375 + 0,320)/2) = 0,359 (m/dt) · Debit 1. Mid Area Method Q1 = Hn * Vn [B] = 1,13 * 0,359 [6] = 2,431 (m3/dt) 2. Mean Area Method
= 2,4047 m3/dt
Pada pias satu didapatkan perkiraan dimana kecepatan alir 0 m/dt pada kedalaman 3,192 m. Pada pias 2 didapatkan perkiraan kecepatan 0 m/dt pada kedalaman 3,799 m. Pada pias 3 tidak didapatkan nilai yang tepat dimana akan terjadi kecepatan alir 0 m/dt. PEMBAHASAN Pengukuran kecepatan aliran pada saluran terbuka dapat menggunakan metode pelampung dan metode pengukuran dengan current meter. Metode pengukuran dengan pelampung yaitu dengan meletakkan pelampung di beberapa titik pengukuran pada lebar sungai yang akan diukur kecepatan alirnya. Pada pengukuran kecepatan alir di titik tengah memiliki nilai tertinggi sebesar 0,517 m/dt. Kecepatan alir di bagian tengah lebih besar dibandingkan bagian kanan dan kiri karena bagian kanan dan kiri akan dibatasi langsung dengan penampang sungai bagian pinggir. Gaya gesek akan mempengaruhi dan mengakibatkan kecepatan alir di bagian pinggir akan lebih kecil daripada yang bagian tengah. Metode pengukuran kecepatan aliran pada saluran terbuka lainnya yaitu dengan menggunakan current meter. Kecepatan alir dari pengunaan metode ini tergantung pada posisi peletakan (kedalaman) current meter. Semakin dalam posisi current meter, maka kecepatan nya akan berkurang, karena aliran air pada bagian bawah sungai atau aliran lebih kecil atau lebih tenang daripada di bagian permukaan sungai (Grafik 4). Data yang didapatkan menunjukkan pada posisi peletakan current meter yang paling dalam yaitu pada posisi 1,61 meter, didapatkan data rata-rata kecepatan alir paling rendah yaitu 0,218 m/dt. Pengukuran kecepatan dengan current meter juga dilakukan tiap pias untuk mencari pada kedalaman berapa aliran tidak akan mengalir lagi (0 m/dt). Tiap pias diberlakukan penarikan grafik secara linier dan didapatkan kedalaman dimana aliran pada pias tersebut o m/dt. Perbedaan hasil pengukuran antara metode pelampung dan metode current meter dikarenakan prinsip prngukuran dari dua alat ini sudah berbeda, yaitu pelampung dengan prinsip titik pengukuran dan current meter dengan prinsip kedalaman peletakan instrumen. Nilai bilangan Froude pada pengukuran menunjukkan jenis alirannya subkritis karena Fr<1. Untuk aliransubkritis, kedalaman biasanya lebih besar dan kecepatan aliran rendah (semua riak yang timbul dapat bergerak melawan arus). Kecepatan air < kecepatangelombang hulu aliran dipengaruhi pengendali hilir. Penentuan debit pada saluran terbuka menggunakan metode mid area method dan mean area method. Dua metode yang digunakan tidak menunjukkan perbedaan yang besar, dimana didapatkan debit sungai sekitar 2,3 – 2,4 m3/dt. KESIMPULAN Praktikum yang sudah dilakukan yaitu menentukan kecepatan alir dan debit. Kecepatan alir dicari dengan menggunakan metode pelampung dan current meter. Metode pelampung mencari kecepatan pada tiap bagian penampang melintang permukaan sungai, dan metode current meter pada tiap kedalaman penampang sungai. Debit diukur dengan menggunakan mean dan mid area method dan didapatkan hasil aliran sungai tersebut subkritis. Apa saja metode pengukuran debit?Pengukuran debit sungai terdiri dari empat tahap bagian, yaitu mengukur penampang melintang sungai; mengukur tinggi muka air dan/atau kedalaman air; mengukur kecepatan arus; dan perhitungan debit. Besarnya aliran tiap waktu atau disebut dengan debit, akan tergantung padaluas tampang aliran dan kecepatan aliran rerata.
Pada pengukuran debit pada saluran terbuka menggunakan alat ukur apa saja?4. Referensi : 4.1. Revisi SNI 03-2414-1991, tata cara pengukuran debit sungai dan saluran terbuka menggunakan alat ukur arus dan pelampung.
Apa itu Area Velocity method?Velocity Method
Pada prinsipnya adalah pengukuran luas penampang basah dan kecepatan aliran. Penampang basah (A) diperoleh dengan pengukuran lebar permukaan air dan pengukuran kedalaman dengan tongkat pengukur atau kabel pengukur.
Bagaimana cara menghitung debit air?Debit aliran = Volume air yang mengalir (dalam liter) / waktu (detik).
|