Hidrolika Terapan 1 Linda

HIDROLIKA TERAPANSEMESTER GANJIL 2013/2014

KLASIFIKASI ALIRAN

Uniform Flow & Non Uniform Flow in Open Channel Flow

Aliran Permanen Tidak Beraturan• APTB dapat terjadi karena

Perubahan tampang saluran Perubahan slope dasar Adanya bangunan pengatur

• APTB diklasifikasikan :Gradually varied flow (GVF)Rapidly varied flow (RVF)

• Pada GVF :Garis aliran dapat dianggap sebagai garis lurusDistribusi tekanan dianggap sebagai tekanan hidrostatisKehilangan energi disebabkan oleh geseran dasarEnergi kinetik dinyatakan dengan

• Pada RVF :Geseran dasar merupakan sebagian dari kehilangan energi

Open Channel Flow

Adanya perbedaan kedalaman Adanya perbedaan lebar/tampang saluran adanya perbedaan kondisi dasar saluran adanya perbedaan kemiringan dasar saluran Adanya hambatan searah dengan aliran (misalnya : bangunan pengatur/pengukur debit)

FORMULA ALIRAN

Gradually Varied Flow

- Klasifikasi kedalaman aliran

- Klasifikasi kemiringan saluran

Gradually Varied Flow

Kedalaman normal (Yn) dan kedalaman kritis (Yc) membagi ruang diatas dasar saluran menjadi 3 yaitu:

Terdapat 2 kasus dimana Yn tidak ada yaitu:-So = 0 (horisontal)-So < 0 (adverse)

Dari pembagian diatas, selanjutnya diperoleh 13 macam kurva profil aliran:3 untuk Mild slope3 untuk Steep slope3 untuk Critical slope2 untuk Horisontal slope2 untuk Adverse slope

Kurva M (Mild) ------ Landai

Contoh : Profil M1 : bangunan bendung, penyempitan dan belokan sungaiProfil M2 : pelebaran saluran, terjunanProfil M3 : dari saluran curam menuju saluran landai (loncat air)

Kurva S (Steep) ----- curam

Contoh : Profil S1 : bangunan bendung, penyempitan dan belokan sungaiProfil S2 : pelebaran saluran, terjunanProfil S3 : dari saluran curam menuju saluran landai (loncat air)

Kurva C (Critical) ----- kritis

Contoh : Profil C1 : Muka air tepat diatas pelimpah/bendungProfil C3 : Muka air tepat berada pada bukaan pintu air

Kurva H (Horizontal) ----- datar

Contoh : Profil H1, H2, dan H3 sama dengan profil M1, M2, dan M3 tetapi untuk dasar saluran horisontal/datar

Kurva A (Adverse) ----- S<0

Contoh : Profil A2 dan A3 serupa dengan profil H2 dan H3 tetapi untuk dasar saluran negatif (-)

Rapidly Varied Flow• Perubahan Aliran secara cepat, terjadi ketika :

ada bangunan pengukur/ pengatur aliran, seperti weir, pintu, dll

loncatan hidraulik

LONCATAN HIDROLIS (HYDRAULIC JUMP)• Loncatan hidrolis terjadi ketika aliran superkritis bertemu

dengan aliran subkritis pada kedalaman yang cukup.• Secara umum, l0ncatan hidrolis digunakan untuk

menentukan desain peredam energi.

2

22

1 8112

1F

y

y

Panjang Loncatan Hidrolis

• Panjang loncatan hidrolis merupakan jarak horisontal awal loncatan sampai penampang dimana kedalaman air mendatar mengalami gulungan ombak dengan kedalaman air maksimum

• Karena profil muka air sangat datar ke arah akhir loncatan, banyak terjadi kesalahan dalam penentuan panjang loncatan (Lj)

• Secara teoritis, panjang loncatan dapat dihitung dengan persamaan berikut

)(9,65 12 yyLj

KLASIFIKASI LONCATAN

A. Loncatan berombak (undular jump) 1,0 < F1 < 1,7 Muka air berombak sangat kecil di permukaan. Sequent depth ratio sangat kecil E2/E1 = 0

B. Loncatan lemah (weak jump) 1,7 < F1 < 2,5 Terbentuk gulungan ombak pada permukaan loncatan, tetapi permukaan di hilir tetap halus. Secara keseluruhan kecepatannya seragam dan kehilangan energi kecil.

C. Loncatan berisolasi (oscillating jump) 2,5 < F1 < 4,5 Terdapat semburan berosilasi menyertai dasar loncatan bergerak ke permukaan dan kembali tanpa periode tertentu. Setiap osilasi menghasilkan gelombang tak teratur yang besar bergerak jauh ke hilir

D. Loncatan mantap(steady jump) 4,5 < F1 < 9 Ujung-ujung permukaan hilir akan bergulung dan titik dimana kecepatan semburannya tinggi cenderung memisahkan diri dari aliran, pada lncatan yang terjadi tidak dipengaruhi oleh kedalaman air bawah. Loncatan hidrolisnya sangat seimbang , dengan efektifitas peredaman energi 45 %- 70%

E. Loncatan kuat (strong/ choppy jump) F1 > 9 Kecepatan semburan tinggi akan memisahkan hempasan gelombang gulung dari permukaan loncatan, menimbulkan gelmbang hilir. Gerakan loncatan jarang terjadi tetapi efektifitas peredamannya mencapai 85%

Macam bangunan hidrolika

• Bangunan ukur debit• Bangunan pengatur aliran• Bangunan pengendali aliran

Bangunan ukur debit

• Ambang Lebar (Broad-crested weir)Q = C.B.H^3/2

Bangunan ukur debit

• Chipoletti

Bangunan ukur debit

• Thompson

h

24.0 2

09,012

4,8

B

h

D

Q = k.B.h5/2

dengan :Q = debit (m3.dt-1)k = koefisien debit (m1/2.menit-1)

k = 81,2+ +

h = kedalaman air di ats mercu (m) B = lebar saluran (m) D = tinggi dari dasar saluran ke dasar mercu (m)

Bangunan ukur debit

• Rechbox

h = kedalaman air di atas mercu (m) B = lebar saluran (m) b = lebar mercu (m) D = tinggi dari dasar saluran ke dasar mercu (m)

Q = k.B.h3/2

dengan :Q = debit (m3.dt-1)k = koefisien debit (m1/2.menit-1)

k = 107.1+ +14.2 h

0.177DB

2.04DBb)h(B

25.7Dh

Bangunan ukur debit

• Flume

Bangunan ukur debit

• Flume