HYDRAULIC BENCH
ABSTRAK
Penggunaan air sering digunakan oleh masyarakat umum, salah satunya dalam usaha pertanian. Dalam pemenuhannya, maka diperlukan aliran dalam penyaluran air tersebut. Banyak yang harus diketahui dalam mengatur aliran air, salah satunya pengukuran debit. Tujuan dari praktikum hydraulic bench yaitu dapat mengukur debit aliran fluida dengan menggunakan prinsip kerja hydraulic bench dan mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi debit air dengan menggunakan hydraulic bench. Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu hydraulic bench, stopwatch, kalkulator, lap dan kamera handphone. Bahan yang digunakan dalam percobaan praktikum hydraulic bench yaitu air. Kegunaan dari praktikum hydraulic bench yaitu digunakan sebagai tempat sumber air dan mengatur aliran air untuk mengetahui debit aliran dalam bidang pertanian seperti pembuatan bendungan, saluran irigasi dan saluran drainase. Pada grafik percobaan tanpa NIM dapat dilihat bahwa nilai debit tertinggi diperoleh pada percobaan pertama sebesar 0,00025 m3/s dan nilai debit terendah diperoleh pada percobaan kedua sebesar 0,00015 m3/s. Pada grafik percobaan dengan NIM nilai debit air tertinggi diperoleh pada percobaan pertama sebesar 0,00125 m3/s dan nilai debit terendah diperoleh pada percobaan kedua sebesar 0,00015 m3/s. Hasil pengukuran debit antara perhitungan menggunakan NIM dan tanpa NIM memiliki persamaan hasil diakibatkan melakukan perlakuan yang sama pada tinggi awal dan tinggi akhir aliran volume debit. Dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja hydraulic bench dilakukan dengan mengalirkan air dalam suatu debit tertentu melalui pipa terbuka menuju ke penampungan air. Dalam pengukuran terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi debit air diantaranya headloss, gesekan antara fluida dengan pipa dan viskositas suatu fluida.
Kata Kunci: Aliran, Debit, Fluida.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan air
sering digunakan oleh masyarakat umum, salah satunya dalam usaha pertanian.
Dalam pemenuhannya, maka diperlukan aliran dalam penyaluran air tersebut. Dalam
hal ini pemenuhan air untuk dialiri ke petak-petak sawah maupun pemenuhan air
untuk lahan perkebunan. Aliran air pada
sungai atau rawa menjadi
sumber air yang
dapat digunakan untuk keperluan
irigasi untuk memenuhi kebutuhan
air pada tanaman.
Terdapat dua
macam aliran fluida yang dapat ditinjau dari mekanika aliran, di antaranya aliran dalam
saluran yang dibatasi oleh permukaan-permukaan keras dan aliran sekitar benda yang
dikelilingi oleh fluida yang selanjutnya tidak terbatas. Perbedaan ini hanya untuk
memudahkan peninjauan saja, sebab gejala dasar dan kelakuan fluida berlaku dari
dua keadaan tadi. Karena perkembangannya begitu cepat, maka hidraulika menjadi
dasar dari pengelolaan sumber daya air yang merupakan pengembangan dan
penggunaan air secara terencana (Putri dan Sriyani, 2017).
Aliran dapat terjadi sebab adanya perbedaan tinggi kedua tempat yang terjadi karena perbedaan elevasi muka air. Aliran melalui pelimpah berupa aliran tidak seragam dengan perubahan aliran terjadi pada jarak yang pendek sehingga disebut sebagai aliran perubahan cepat. Aliran sebelum sampai pada pelimpah juga mengalami perubahan aliran, namun terjadi pada jarak yang panjang sehingga disebut sebagai aliran berubah beraturan. Aliran berubah beraturan (gradually varied flow), dimana parameter hidrolis berubah secara progresif dari satu tampang ke tampang yang lain. Kecepatan aliran disepanjang saluran dapat dipercepat atau diperlambat yang tergantung pada kondisi saluran. Jika diujung saluran terdapat bendung maka akan terjadi profil muka air pembendungan dimana kecepatan aliran akan diperlambat. Sedang apabila terdapat terjunan maka profil aliran akan menurun dan kecepatan akan bertambah (dipercepat). Aliran di dalam sungai biasanya termasuk dalam tipe ini. Aliran berubah cepat, apabila parameter hidrolis berubah secara mendadak dan kadang-kadang pula tidak kontinyu. Contoh dari aliran ini adalah perubahan tampang mendadak, loncat air, terjunan, aliran melalui bangunan pelimpah dan pintu air dan sebagainya. Kehilangan tenaga pada gesekan adalah kecil dibanding dengan kehilangan tenaga karena turbulensi (Binilang, 2014).
Banyak yang
harus diketahui dalam mengatur aliran air, salah satunya pengukuran debit. Pengukuran
debit sangat diperlukan karena pengukuran kecepatan aliran bisa dijadikan
sebuah alat untuk memonitor fluida suatu kawasan melalui pendekatan potensi
sumber daya air pada suatu permukaan yang ada pada suatu aliran. Debit yang
dihitung dalam percobaan adalah debit aktual dan biasanya hasil debit aktual lebih kecil dari pada debit teoritis. Debit
aliran diketahui sebagai jumlah volume air yang mengalir dalam waktu tertentu melalui suatu penampang. Pengukuran debit (Q)
dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu pengukuran debit secara langsung dan pengukuran
debit secara tidak langsung (Fahmiahsan et al., 2018).
Pengukuran
debit di lapang terdiri dari pengukuran secara langsung dan pengukuran tidaklangsung.
Pengukuran debit secara langsung antara lain pengukuran debit menggunakan current
meter, pelampung dan penakaran volume air selama waktu tertentu. Sementara itu,
pengukuran debit secara tidak langsung dengan pengukuran debit menggunakan
bangunan ukur. Bangunun ukur debit biasanya ditempatkan di saluran primer,
saluran sekunder maupun saluran tersier. Bangunan ukur debit biasanya
diletakkan tegak lurus terhadap arah saluran (Al Shaikhli dan Kadhim, 2018).
Debit aliran berupa
laju aliran air dalam bentuk volume air yang melewati suatu penampang per
satuan waktu. Debit aliran diperoleh dengan
mengalikan luas tampang aliran dan
kecepatan sebuah aliran. Kedua parameter tersebut dapat diukur pada suatu tampang lintang (stasiun). Luas tampang
aliran diperoleh dengan mengukur elevasi permukaan air dan dasar saluran (Afdhaliah et al., 2017).
Berdasarkan
penjelasan di atas, maka perlu dilakukan praktikum Hydraulic Bench agar
dapat mengukur debit suatu aliran fluida dengan menggunakan prinsip kerja hydraulic
bench serta dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi debit air
dengan menggunakan hydraulic bench.
Tujuan dan Kegunaan Praktikum
Tujuan dari praktikum Hydraulic
Bench yaitu dapat
mengukur debit aliran fluida dengan menggunakan prinsip kerja hydraulic
bench dan mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi debit air dengan menggunakan hydraulic bench.
Kegunaan dari praktikum Hydraulic Bench yaitu, digunakan sebagai tempat sumber air dan mengatur aliran air untuk mengetahui debit aliran tersebut. Tak hanya itu hydraulic bench juga dapat digunakan dalam bidang pertanian seperti pembuatan bendungan, saluran irigasi dan saluran drainase.
METODOLOGI PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat
Praktikum Hydraulic Bench dilaksakan
pada hari Senin, 13 September 2021, pukul 13.00 WITA sampai selesai di
Laboratorium Teknik Tanah dan Air, Prodi Keteknikan Pertanian, Departemen
Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar.
Alat
Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu
hydraulic bench, stopwatch, kalkulator, lap dan kamera handphone.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan praktikum Hydraulic Bench yaitu air.
Prosedur Praktikum
Adapun prosedur kerja praktikum Hydraulic
Bench yaitu:
1.
Menyalakan alat hydraulic bench.
2.
Menekan tombol on atau off.
3.
Mengatur kecepatan pada alat.
4.
Menarik tuas dump valve ke
atas.
5.
Menghitung debit air setiap 10
detik.
6.
Mencatat hasil pengukuran
kedalam tabel.
7.
Mengulangi prosedur ke-5 dan ke-6
sampai mencapai waktu 50 detik.
8.
Mendokumentasikan praktikum.
Rumus yang digunakan
Adapun rumus yang digunakan dalam praktikum Hydraulic Bench yaitu:
Q = (h1-h0) / t
Q = debit
(liter/sekon)
h1 =
tinggi akhir (liter)
h0
= tinggi awal (liter)
t = waktu (sekon)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Tabel 6. Hasil
Perhitungan Tanpa NIM
|
No. |
h0 (m3) |
h1 (m3) |
Waktu (s) |
Q (m3/s) |
|
1 |
0 |
0,0025 |
10 |
0,00025 |
|
2 |
0,0025 |
0,004 |
10 |
0,00015 |
|
3 |
0,004 |
0,006 |
10 |
0,0002 |
|
4 |
0,006 |
0,008 |
10 |
0,0002 |
|
5 |
0,008 |
0,01 |
10 |
0,0002 |
Tabel 7. Hasil
Perhitungan dengan NIM
|
No. |
h0 (m3) |
h1 (m3) |
Waktu (s) |
Q (m3/s) |
|
1 |
0 |
0,0125 |
10 |
0,00125 |
|
2 |
0,0125 |
0,014 |
10 |
0,00015 |
|
3 |
0,0014 |
0,016 |
10 |
0,0002 |
|
4 |
0,016 |
0,018 |
10 |
0,0002 |
|
5 |
0,018 |
0,02 |
10 |
0,0002 |
Pembahasan
Berdasarkan pada grafik diatas dapat diketahui bahwa, pada
pengukuran debit pertama dengan tinggi awal 0 m3 dan tinggi akhir 0,0025 m3 dengan durasi waktu 10 sekon debit air yang
dihasilkan adalah 0,00025 m3/s. Pada pengukuran kedua
dengan tinggi awal 0,0025 m3 dan tinggi akhir 0,004 m3 dengan durasi 10 sekon, debit air yang dihasilkan
adalah 0,00015 m3/s. Pada pengukuran ketiga
dengan tinggi awal 0,004 m3 dan akhir 0,006 m3 dengan durasi 10 sekon, debit air yang dihasilkan
adalah 0,0002 m3/s. Pada pengukuran
keempat dengan tinggi awal 0,006 m3 dan tinggi akhir 0,008 m3 dengan durasi waktu 10 sekon, debit air yang
dihasilkan adalah 0,0002 m3/s. Dan pada pengukuran
kelima dengan tinggi awal 0,008 m3 dan tinggi akhir 0,01 m3 dengan durasi waktu 10 sekon, debit air yang
dihasilkan adalah 0,002 m3/s. Pada grafik percobaan
tanpa NIM dapat dilihat bahwa nilai debit tertinggi diperoleh pada percobaan
pertama sebesar 0,00025 m3/s dan nilai debit terendah diperoleh pada percobaan kedua sebesar 0,00015 m3/s.
Sehingga bisa dikatakan bahwa kecepatan aliran dipengaruhi kondisi saluran. Hal tersebut sesuai
dengan pendapat Binilang (2014) menyatakan bahwa, kecepatan aliran disepanjang saluran dapat dipercepat atau
diperlambat tergantung kondisi.
Adapun pada grafik kedua didapat dari hasil perhitungan
dengan menambahkan tiga angka terakhir NIM yaitu pada pengukuran debit pertama
dengan tinggi awal 0 m3 dan tinggi akhir 0,0125
m3 dengan durasi waktu 10
sekon debit air yang dihasilkan adalah 0,00025 m3/s. Pada pengukuran kedua dengan tinggi awal 0,0125 m3 dan tinggi akhir 0,014 m3 dengan durasi 10 sekon, debit air yang dihasilkan
adalah 0,00015 m3/s. Pada pengukuran ketiga
dengan tinggi awal 0,014 m3 dan akhir 0,016 m3 dengan durasi 10 sekon, debit air yang dihasilkan
adalah 0,0002 m3/s. Pada pengukuran
keempat dengan tinggi awal 0,016 m3 dan tinggi akhir 0,018 m3 dengan durasi waktu 10 sekon, debit air yang
dihasilkan adalah 0,0002 m3/s. Dan pada pengukuran
kelima dengan tinggi awal 0,018 m3 dan tinggi akhir 0,02 m3 dengan durasi waktu 10 sekon, debit air yang
dihasilkan adalah 0,002 m3/s. Hasil grafik
perhitungan tanpa menggunakan NIM memiliki nilai debit air sama dengan nilai
dengan menggunakan NIM yaitu nilai debit air tertinggi diperoleh pada percobaan
pertama sebesar 0,00125 m3/s dan nilai debit terendah diperoleh pada percobaan kedua
sebesar 0,00015 m3/s.
Sehingga dapat diketahui bahwa tinggi suatu fluida dapat mempengaruhi debiat
suatu aliran. Hal tersebut sesuai
dengan pendapat Binilang (2014) menyatakan bahwa setiap kenaikan debit aliran (Q)
diikuti dengan kenaikan tinggi muka air sebelah hulu ambang dan kenaikan
kecepatan aliran dan koefisien debit.
Berdasarkan hasil perhitungan grafik diatas maka dapat diketahui bahwa kecepatan aliran sangat mempengaruhi debit air karena semakin cepat suatu aliran mengalir maka nilai debit air itu semakin tinggi, hal ini sesuai dengan pernyataan Fahmiahsan et al., (2018) yang menyatakan bahwa ketika air mengalir di suatu tempat terbuka akan mengalirkan air secara bebas dan memiliki tekanan yang sama yaitu tekanan atmosfir. Perubahan aliran yang terjadi berdasarkan dari energi yang ditunjukkan saat debit air dihitung.
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja hydraulic bench dilakukan dengan mengalirkan air dalam suatu debit tertentu melalui pipa terbuka menuju ke penampungan air untuk mengukur debit yang dihasilkan (debit aktual) dan juga memperhitungkan waktu yang diperlukan oleh debit air dari awal aliran hingga tuas yang diberi beban terangkat karena beban air dalam bak penampung. Faktor-faktor yang mempengaruhi debit air diantaranya headloss, gesekan antara fluida dengan pipa dan viskositas suatu fluida. Hasil pengukuran debit antara perhitungan menggunakan NIM dan tanpa NIM memiliki persamaan hasil di akibatkan melakukan perlakuan yang sama pada tinggi awal dan tinggi akhir aliran volume debit.
DAFTAR PUSTAKA
Afdhaliah,
N., Faridah, dan Munir, A. (2017).
Analisis Perhitungan Debit Muatan Sedimen (Suspended Load) Pada Daerah Irigasi
Lekopancing Kabupaten Maros. Jurnal Agritechno, 10(2), 167–179.
Binilang,
A. (2014). Kajian Pengaruh Hubungan Antar Parameter Hidrolis Terhadap Sifat
Aliran Melewati Pelimpah Bulat Dan Setengah Lingkaran Pada Saluran Terbuka. Jurnal
Ilmiah Media Engineering, 4(1), 55–61.
Fahmiahsan,
R., Mudjiatko, & Rinaldi. (2018). Fenomena Hidrolis Pada Pintu Sorong. Jurnal
Fakultas Teknik, 5(1), 1–10.
Putri,
T. S., dan Sriyani, R.
(2017). Analisa Perubahan Debit Terhadap Perubahan Penampang Pada Pipa (Uji
Laboratorium). Civil Engineering, 3, 35–39.
Al
Shaikhli, H. I. dan Kadhim, K. N.
2018. Development an equations for flow over weirs using MNLR And CFD
simulation approaches, International Journal of Civil Engineering and
Technology, 9(3), 70–79.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Hasil Pengamatan Praktikum Hydraulic Bench
Tabel 8. Hasil Pengamatan
|
h0 (liter) |
h1 (liter) |
waktu (s) |
|
|
1 |
0 |
2,5 |
10 |
|
2 |
2 |
4 |
10 |
|
3 |
4 |
6 |
10 |
|
4 |
6 |
8 |
10 |
|
5 |
8 |
10 |
10 |
Lampiran 2. Menghitung Debit Praktikum Hydraulic Bench
A.
Perhitungan tanpa NIM
Q1 =
=
= 0,00025 m3/s
Q2 =
=
= 0, 00015 m3/s
Q3 =
=
= 0,0002 m3/s
Q4 =
=
= 0,0002 m3/s
Q5 =
=
= 0,0002 m3/s
B.
Perhitungan dengan NIM
Q1 =
=
= 0,00125 m3/s
Q2 =
=
= 0, 00015 m3/s
Q3 =
=
= 0,0002 m3/s
Q4 =
=
= 0,0002 m3/s
Q5 =
=
= 0,0002 m3/s
Lampiran 3. Dokumentasi Praktikum Hydraulic Bench.
A. Dokumentasi
Alat Hydraulic Bench.
.png)
.png)
Keterangan :
1.
Tombol
power, berfungsi untuk menyalakan dan mematikan pompa hidrolik.
2.
Kabel,
berfungsi penghubung arus listrik dengan tombol Power.
3.
Pengontrol
debit, berfungsi untuk membuka dan menutup kran pengeluaran.
4.
Manometer,
berfungsi sebagai alat ukur debit air.
5. Bendung, berfungsi sebagai pembatas untuk
meninggikan muka airsampai pada ketinggian yang diperlukan.
6.
Lubang pemasukan, berfungsi sebagai tempat keluarnya air
dari pompa hidrolik.
7. Saluran
Olakan, berfungsi sebagai tempat penampungan air sebelum air jatuh ke lubang manometer.
8.
Lubang pembuangan, berfungsi untuk membuang air dari saluran
olakan.
9. Dumb valve, berfungsi
sebagai tempat membuka dan menutup pengeluaran air ke bak penampungan.
10.
Volunetrik, berfungsi sebagai tempat penampungan air
sebelum sampai ke manometer.
11. Lubang pengeluaran, berfungsi sebagai tempat keluarnya air ke bak penampung air.
12. Lubang manometer, berfungsi sebagai tempat penampungan air.