Modul Praktikum I. Profil Gelombang LABORATORIUM GELOMBANG PROGRAM STUDI TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

Transkripsi

1 I LABORATORIUM GELOMBANG PROGRAM STUDI TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2013

2 Daftar Isi Daftar Isi... i Daftar Gambar... iii BAB I Tujuan Praktikum... I-1 BAB II Alat Percobaan... II-1 II.1.Wave Flume 2D... II-1 II.2.Wave Generator... II-3 II.3.Wave Recorder... II-4 II.4.Current Meter (P-EMS)... II-6 II.5.Alat ukur... II-6 BAB III Prosedur Percobaan... III-1 III.1.Kalibrasi wave recorder... III-1 III.2.Kalibrasi P-EMS... III-2 III.3.Pengukuran... III-2 III.4.Pengamatan visual... III-2 III.4.1.Tinggi Gelombang... III-2 III.4.2.Perioda gelombang... III-3 III.4.3.Panjang gelombang... III-3 BAB IV Pelaporan... IV-1 i

3 Daftar Gambar Gambar II.1 Layout Wave Flume 2D... II-1 Gambar II.2 Wave Flume 2D.... II-2 Gambar II.3 Wave Flume 2D (2)... II-2 Gambar II.4 Wave Generator mekanik tampak belakang.... II-3 Gambar II.5 Wave Generator mekanik tampak depan.... II-4 Gambar II.6 Prinsip kerja wave recoreder.... II-5 Gambar II.7 Wave recorder... II-5 Gambar II.8 Instrumen pengukur arus (P-EMS)... II-6 Gambar III.1 Layout penempatan instrumen percobaan profil gelombang... III-1 ii

4 BAB I Tujuan Praktikum Pengetahuan dasar mengenai sifat-sifat fluida dan aliran fluida serta hukum-hukum yang berlaku dalam mekanika gelombang air merupakan hal yang sangat penting dalam ilmu Teknik Kelautan. Pada percobaan ini akan diamati dan dihitung parameter-parameter penting yang menggambarkan gelombang air, yaitu panjang gelombang (L), tinggi gelombang (H), perioda (T), dan kedalaman periran (h). Parameter lainnya seperti kecepatan gelombang (u), percepatan gelombang (du/dt) dapat dihitung dari besaran-besaran ini. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk memberikan gambaran yang jelas pada praktikan mengenai teori gelombang linier. Praktikan diharapkan dapat membandingkan teori dengan keadaan aktual yang terjadi pada praktikum ini. Parameter gelombang yang harus dikumpulkan oleh para mahasiswa adalah : Tinggi Gelombang (H) Perioda Gelombang (T) Panjang Gelombang (L) Kedalaman Perairan (h) Kecepatan Partikel (u) Percepatan Partikel (du/dt) I-1

5 BAB II Alat Percobaan II.1. Wave Flume 2D Wave Flume 2D merupakan suatu kolam seperti aquarium yang memiliki dimensi 40m x 1.5m x 1.2m (P x L x T). Ujung pangkal dari kolam ini dilengkapi dengan alat pembentuk gelombang, lalu ujung satunya terdapat suatu pantai yang bertujuan untuk meredam gaya gelombang. Sisi dari kolam ini menggunakan kaca transparan yang bertujuan untuk memudahkan pengamatan visual. Layout dari Wave Flume 2D dapat dilihat pada Gambar II.1 dan gambar dari 2D Wave Flume dapat dilihat pada Gambar II.2 s/d Gambar II.3. Gambar II.1 Layout Wave Flume 2D. II-1

6 Gambar II.2 Wave Flume 2D. Gambar II.3 Wave Flume 2D (2). Kedalaman air maksimum untuk kolam ini adalah 70 cm. II-2

7 II.2. Wave Generator Pada kolam Wave Flume 2D dilengkapi dengan alat untuk membangkitkan gelombang. Alat pembangkit gelombang yang dapat bekerja saat ini merupakan alat pembangkit gelombang dengan prinsip mekanik, menghasilkan gelombang reguler. Dapat menghasilkan gelombang dengan ketinggian maksimum 0.32 m dan perioda 1.2 detik ~ 14.4 detik. Penampakan Wave Generator mekanik dapat dilihat pada Gambar II.4 dan Gambar II.5. Wave generator Gambar II.4 Wave Generator mekanik tampak belakang. II-3

8 Wave generator Panel inverter Gambar II.5 Wave Generator mekanik tampak depan. Variabel pengatur untuk menghasilkan profil gelombang dari wave generator adalah paddle (p), rpm (p), dan kedalaman perairan (d). Paddle adalah panjang lengan dari tuas lengan wave generator, rpm adalah kecepatan putar yang dapat diatur pada panel. II.3. Wave Recorder Instrumen ini digunakan untuk mengetahui profil gelombang (tinggi dan perioda) yang dihasilkan oleh Wave Generator, menggunakan instrumen ini akan lebih akurat daripada pengamatan secara visual. Prinsip kerja dari instrumen ini adalah, sensor yang tercelup ke dalam air akan menghantarkan aliran listrik, perbedaan aliran listrik yang terjadi dapat menunjukkan perubahan muka air. Data perbedaan voltase dikirmkan menuju sebuah komputer, dengan begitu data dapat diolah lebih lanjut. Sketsa prinsip kerja dari Wave Recorder dapat dilihat pada Gambar II.6. Pada Gambar II.7 menampilkan penampakan dari Wave Recorder. II-4

9 Gambar II.6 Prinsip kerja wave recoreder. Wave recorder Gambar II.7 Wave recorder II-5

10 II.4. Current Meter (P-EMS) Instrumen ini dapat mengukur arus dari suatu fluida. Arus yang terukur dalam satuan m/s dan dalam arah x dan y. Gambar II.8 akan menunjukkan penampakan dari alat ini. Current Meter P-EMS Gambar II.8 Instrumen pengukur arus (P-EMS) Dikarenakan instrumen ini terbilang sudah tua, yakni sejak 1995, kualitas pengukurannya menurun seiring waktu. Faktor koreksi (K PEMS ) dari alat ini adalah II.5. Alat ukur Sebagai metode crosscheck dibutuhkan pengamatan visual secara langsung untuk mendapatkan nilai paramter gelombang. Pengamatan visual membutuhkan alat ukur satuan panjang dan alaut ukur satuan waktu. II-6

11 BAB III Prosedur Percobaan Untuk melakukan percobaan, layout penempatan instrumen dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Gambar III.1 Layout penempatan instrumen percobaan profil gelombang III.1. Kalibrasi wave recorder Sebelum menjalan praktikum diperlukan kalibrasi alat ketika kondisi muka air tenang pada kolam 2D. Berikut langkah yang harus dilakukan untuk melakukan kalibrasi instrumen wave recorder: 1. Pastikan nozzle dari transducer berada pada posisi 0 2. Ambil data muka air tenang pada saat posisi 0 selama 20 detik. 3. Turunkan dan naikkan posisi dari wave recorder sebesar 5 cm lalu ambil data voltase muka air tersebut selama 20 detik. 4. Didapatkan tiga buah data muka air dalam satuan volt dengan simpangan sebesar 5cm. Dari ketiga data ini bisa didapatkan nilai datum dari muka air dan nilai koefisien alat dari instrumen (K Probe ) III-1

12 III.2. Kalibrasi P-EMS P-EMS merupakan alat yang dapat mengukur arus dengan kecepatan maksimum 2.5 m/s. Agar didapatkan nilai pengukuran yang baik maka diperlukan kalibrasi seperti langkah berikut: 1. Pilih perintah zero measurement pada transducer ketika muka air tenang 2. Rekam nilai arus pada saat kondisi tenang tersebut selama 20 detik. III.3. Pengukuran Digunakan 5 buah profil gelombang dengan variabel penentu paddle, kedalaman perairan, dan rpm. Praktikan bebas memilih profil gelombang tersebut dengan konsultasi terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Langkah pengukuran adalah sebagai berikut: 1. Catat tinggi muka air saat tenang 2. Ubah posisi paddle sesuai dengan yang diinginkan (terdapat 3 buah posisi paddle), pastikan paddle terkunci dengan baik 3. Jalankan wave generator menggunakan panel inverter, pilih rpm yang telah ditentukan. 4. Ukur muka air dengan menggunakan wave recorder selama 1 menit. 5. Ukur arus aktual dengan menggunakan P-EMS selama 20 detik. 6. Matikan panel inverter 7. Ulangi dari langkah 1 untuk mendapatkan profil gelombang selanjutnya III.4. Pengamatan visual III.4.1. Tinggi Gelombang Catat tinggi gelombang ekstrim yang terjadi pada saat lembah dan puncak menggunakan suatu alat ukur panjang Selisih antara kedua nilai tersebut merupakan tinggi gelombang Ambil minimal 10 buah tinggi gelombang III-2

13 III.4.2. Perioda gelombang Tandai satu lokasi tertentu pada kolam 2D Ukur dengan stopwatch waktu yang diperlukan antara puncak-puncak gelombang untuk melewati lokasi tersebut Ambil minimal 10 buah perioda gelombang III.4.3. Panjang gelombang Dibutuhkan 2 (dua) buah alat ukur Alat ukur pertama ditempatkan pada posisi tertentu Seorang Praktikan betugas menggerakkan alat pengukur gelombang kedua Seorang Praktikan lainnya mengamati muka gelombang pada alat pertama berada pada fasa gelombang yang sama Alat ukur kedua dihentikan bila muka gelombang telah berada pada fasa yang sama Panjang gelombang dihitung dari jarak alat ukur pertama dan kedua III-3

14 BAB IV Pelaporan Sebagai indikator bahwa praktikan memahami praktikum yang dilakukan, pelaporan praktikum harus meliputi: 1. Cover 2. Pendahulaun 3. Dasar Teori dasar teori yang akan digunakan pada analisis data 4. Pengolahan Data dan Analisis cara pengambilan data dan data yang didapatkan saat praktikum, muka air aktual terhadap waktu, nilai tinggi gelombang (Hmax, Hs, Hmean, Hmin), perioda dan panjang gelombang, spektrum gelombang, perbanndingan arus (kecepatan dan percepatan) aktual dan arus analitik. 5. Simpulan dan Saran IV-1