Home >Documents >PETUNJUK PRAKTIKUM HIDROLIKA

PETUNJUK PRAKTIKUM HIDROLIKA

Date post:14-Dec-2015
Category:
View:159 times
Download:40 times
Share this document with a friend
Description:
menjelaskan tentang tata cara praktikum hidrolika
Transcript:

BAGIAN I SALURAN TERBUKA (OPEN CHANNELS)

1. HIDROLIKA BANGUNAN PENGUKUR DEBIT1.1 Energi SpesifikDidefinisikan sebagai rerata energi tiap satuan berat air pada setiap tampang saluran yang diukur dari dsar saluran yang dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:E = Dengan:E= energi spesfik (m)y= kedalaman air dari dsarsaluran (m)= koef koriolis(V2/2g)= tinggi kecepatan (m)Uktuk keperluan praktis keofisien koriolis bisa diambil sama dengan 1 karena kecepatan rata-rata sama dengan Q/A, maka persamaan di atas dapat ditulis:ENampak bahwa dengan besaran debit yang tetap, besaran energi spesifik merupakan fungsi dari kedalaman, maka akan diperoleh grafik:

Gambar 1.1 Grafik Energi Spesifik

Dari grafik terlihat bahwa pada saat E minimum, hanya terdapat satu harga y. Keadaan ini disebut pengaliran dalam keadaan kritis dan kedalamannya disebut kedalaman kritis (Yc). Energi spesifik akan minimum jika harga diferensial E terhadap y sama dengan nol (0).

Karena dA = B dy, maka

1.2 Aliran ModularDasar hitungan debit adalah persamaan kontinyuitas berikut ini:

Dengan:Q= debit (m2/dt)A= luas tampang basah (m2)V= kecepatan rerata (m/dt)Besar nilai kecepatan rerata dihitung dari persamaan Bernouli:

Jika pada penampang 2 terjadi aliran kritis dengan kedalaman Yc dan bidang diferensialnya adalah puncak ambang, maka z1=z2=0 (lihat gambar 1.2) dengan = 1 didapat:

Hubungan H1 dengan Yc dapat dicari dengan persamaan:

Ac merupakan fungsi dari Yc karena Bc sudah tertentu maka Ac/2Bc hanya merupakan fungsi dari Yc.

Dengan demikian persamaan debit di atas dapat ditulis sebagai berikut:

Untuk mencapai aliran moduler, tinggi muka air alir ada batasnya yang dinyatakan dengan perbandingan tinggi energi yaitu H1/H2.

Gambar 1.2 Profil Aliran di atas Ambang Leher

1.3 Koefisien PengaliranPersamaan debit di atas didasarkan pada anggapan bahwa tidakada gaya-gaya sentrifugal akibat garis aliran yang melengkung di atas ambang, tidak ada pengaruh kekentalan air, tidak terjadi turbulensi, sehingga distribusi kecepatanyya adalah seragam. Pada kenyataannya anggapan-anggapan tadi tidak seluruhnya dipenuhi sehingga diperlukan suatu faktor koreksi yang dinyatakan dalam bentuk koefisien yang disebut koefisien debit (Cd).Tinggi energi pada bagian hulu bangunan (H1) tidak dapat langsung diukur di lapangan. Nilai yang dapat langsung diukur adalah tinggi muka air (h1). Untuk keperluan praktis tinggi muka air dengan suatu koefisien kecepatan (Cv). Lihat lampiran 1. Dengan demikian kecepatan debit menjadi:

2. BANGUNAN PENGUKUR DEBIT2.1 UmumSecara umum bangunan pengukur debit terdiri dari saluran pengantar, bagian penyempitan, pengotrol, bagian pelebaran hilir dan saluran sebelah hilir. Saluran pengantar dibuat lurus tanpa halangan agar tidak terjadi turbulensi sehingga distribusi kecepatan menjadi teratur. Bagian penyempitan berfungsi sebagai peralihan supaya pada bagain pengotrol dapat rata maupun berupa ambang. Peralihan bagaian hilir diperlukan untuk mengurangi kehilangan energi yang terjadi.Perlengkapan lain yang harus ada pada sebuah bangunan ukur debit adalah stasiun pengukur muka air hulu di atas ambang bagian kontrol (h1). Alat ini berupa papan duga (staff dauging) atau menggunkan sistem stilling well. Selain sebagi pengkur, beberapa bangunan juga berfungsi sebagai pengatur debit yang pemeliharaanya sangat tergantung dari kondisi daerah.Pada dasarnya alat ukur debit dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu alat dengan pengaliran muka bebas dan dengan pengaliran melalui lubang. Alat ukur dengan pengaliran bebas diantaranya adalah alat ukur ambang lebar, romijin, alat ukur ambang tajam, ambang pendek, dan flume. Sedang yang termasuk alat ukur dengan pengaliran melalui lubang adalah crump de gruyter, neyrpic, venturimeter, dan pintu sorong.

2.2 Alat Ukur Ambang LebarAlat ukur ambang lebar mempunyai panjang ambang yang tergantung dari tinggi energi total sebelah hulu sehingga diperoleh distribusi tekanan yang sesuai dengan distribusi tekanan hidrostatik. Panjang ambang dinyatakan dengan perbandingan 0,5 m. Karena di bawah 0,05 m kehilangan energi di atas ambang tidak dapat diabaikan, sedangkan bila di atas 0,5 m garis aliran akan melengkung yang mengakibatkan terjadinya gaya sentripetal yang harus diperhitungkan. Pengukuran H1 dilakukan pada jarak 2 sampai 3 kali H1 maksimum dari muka hulu ambang. Adapun dimensi dari alat ukur ambang lebar seperti gambar 2.1

Gambar 2.1 Dimensi Ambang Lebar2.2.1 Alat Ukur RomijinAlat ini pertama kali dikembangkan di Indonesia oleh DG Romijin (1932) yang dapat berfungsi sebagai pengatur sekaligus pengukur debit. Syarat-syarat yang harus dipenuhi agar persamaan debit dapat digunakan adalah sebagai berikut ini (lihat gambar 1.4).1. Perbandingan H1/H2 harus tidak lebih dari 0,3 (terjadi aliran modular)2. Kehilangan energi harus > 0,70 H1 maksimum3. 0,05 < H1 < 0,45 m4. Lebar ambang b > 0,30 m5. 0,55 m < p < 0,95 m6. 0,60 m < H1 + p < 1,00 mHitungan debit menggunakan persamaan debit pada ambang lebar dengan tampang segi empat.

Gambar 2.1 Dimensi Alat Ukur Romijin

2.2.2 Alat Ukur Ambang Lebar dengan Mulut DibulatkanKonstruksi dari alat ukur ambang lebar dengan mulut dibulatkan dimaksudnkan agar tidak terjadi pemisahan aliran. Syarat dimensi bangunan seperti terlihat pada gambar 2.2

Gambar 2.2 Dimensi Alat Ukur Ambang Lebar Muka Dibulatkan

Persyaratan yang harus dipenuhi agar diperoleh pengukuran yang teliti adalah:1. Lebar ambang minimum dipilih harga dari 0,3 m H1 maksimum atau L/52. Nilai perbandingan H1/p maksimum adalah 3 dengan p > 0,15 m.

2.2.3 Alat Ukur Ambang Lebar Bentuk Segi EmpatKonstruksinya berupa sebuah ambang mercu horisontal dengan muka hulu dan hilir berupa bidang vertikal dan membentuk sudut 90O dengan bidang datar serta benar-benar tajam (lihat gambar 2.3). agar di atas ambang terjadi garis aliran yang sejajar maka alat ukur ini memerlukan beberapa persyaratan yaitu:1. Niali perbandingan H1/L terletak diantara 0,08-0,33 m2. Nilai perbandingan h1/(h1+p) maksimum 0,60 dengan p minimum 0,15 m3. h1 minimum adalah nilai terbesar dari 0,06 m atau 0,08L m4. lebar ambang minimum dipilih yang terbesar dari 0,30 m atau L/5 m

Gambar 2.3 Dimensi Ambang Lebar Segi Empat

2.3 Alat Ukur Ambang TajamAlat ukur ambang tajamadalah bangunan-bangunan yang mempunyai panjang ambang maksimum 2 mm. Tapi hulu ambang harus betul-betul tajam dan membentuk sudut 90o dengan muka hulu ambang. Akibatnya aliran akan terjdi pencaran yang menyebabkan tekanan negatif sehingga harus disediakan ruang pengudaraan di bawah tirai luapan. Disyaratkan pada saat muka air hilir maksimum, jarak antara mercu ambang dengan muka air hilir > 0,05 mm.Berdasarkan kontraksi yang terjadi pada dinding tepi dapat dibedakan menjadi dua yaitu ambang dengan kontraksi sempurna dan ambang dengan kontraksi tidak sempurna. Ambang dengan kontraksi sempurna yaitu jika puncak ambang dan dinging-dinding tepinya cukup jauh dari dasar dan dinding tepi saluran pengantar sehingga kontraksi yang terjadi tidak dipengaruhi oleh dinding-dinding batas saluran tersebut. Sedangkan yang dimaksud dengan ambang tidak sempurna adalah jika ambang cukup dekat ke dinding sehingga berpengaruh pada kontraksi yang terjadi.Berdasarkan debit yang lewat dihitung dengan persamaan Q-h1 yang dimodifikasi oleh Kindsvater dan Carter (1657) dimana komponen-komponen Cd dan Cv diganti dengan koefisien debit efektif (Ce), h1 diganti he dan b dirubah menjadi be. Dimensi alat ukur ini dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut ini.

Gambar 2.4 Dimensi alat ukur ambang tajam

2.3.1 Alat Ukur CipolettiAlat ukur cipoletti merupakan penyempurnaan alat ukur ambang tajam dalam segi empat. Akibat penambahan tinggi muka air hulu (h1), maka pengaruh kontraksi tepi juga akan bertambah dan ini mengakibatkan debit yang lewat menjadi berkurang. Untuk itu mengatasinya dibuat suatu pembesaran tampang dengan kemiringan 4:1, lihat gambar 2.5

Gambar 2.5 Dimensi alat ukur cipolettiDengan demikian persamaan debit yang dipakai untuk menghitung adalah Q-h1

Persyaratan yang harus dipenuhi adalah:1. 0,06 m < h1 < 0,6 m2. Nilai perbandingan h1/b maksimum = 0,50

2.3.2 Alat Ukur RehbockBUD Rehbock adalah suatu alat pengukur debit yang berdasarkan pengaliran pada peluapan sempurna, arus lepas, tanpa kontraksi tepi. Dinding saluran (vertikal) dibuat licin dan diusahakan lebar saluran sama dengan panjang ambang.

Gambar 2.6 Alat ukur Rehbock

Hasil penelitian yang dilakukan Rehbock menyimpulkan bahwa rumusan untuk mengukur debit yang lewat pada peluap sempurna adalah:

Dengan:H1= H + 0,0011b= lebar pintuH= tinggi alir huluP= tinggi pintuDisederhanakan menjadi:

Prinsip kerjanya sama dengan alat ukur ambang tajam tetapi pada rehbock peluap diberi lubang pengudraan agar terjadi tekanan atsmosfir seperti yang diinginkan. Alat ini hanya sesuai apabila digunakan di laboraturium dengan kondisi ideal. Tetapi di lapangan agar tidak sukar menentukan ketelitian AUD Rehbock. Besarnya debit yang lewat dihitung berdasarkan tinggi air di atas ambang.Syarat yang harus dipenuhi agar rumus di atas berlaku adalah sebagai berikut:1. H minimum 0,032. 0,10 < H/p 2,0

2.4 Alat Ukur Ambang Pendek (rendah)Alat ukur ambang pendek adalah sebuah alat dengan ambang dimana aliran yang leawat di atasnya mempunyai garis-garis aliran yang tidak lurus (melengkung). Hal tersebut yang membedakan ambang pendek dengan ambang lebar. Dengan demikian alat ukur ambang lebar pada suatu keadaan tertentu dapat berubah fungsi menjadi alat ukur ambang pendek, misal perbandingan h1/L > 0,5.Hitungan debit mengikuti persamaan alat ukur ambang lebar hanya disini ada pengaruh melengkungnya garis aliran yang dimasukkan dalam koefisien debit.

2.5 Alat Ukur ParshallAlat ukur parshall adalah alat u

Embed Size (px)
Recommended