hidrolika dan jenis aliran pada saluran
TRANSCRIPT
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 1/44
HIDROLIKA
DAN JENIS ALIRANDALAM SALURAN
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 2/44
Dasar-Dasar AliranFluida
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 3/44
Konsep penting dalamaliran luida
1. Prinsip kekekalan massa (persamaankontinuitas)
2. Prinsip Energi Kinetik (persamaan-persamaan aliran tertentu)
3. Prinsip Momentum (persamaan gaya-gaya dinamik fluida yang mengalir)
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 4/44
!era"an Fluida
Pengertian Debit
dala! banyaknya fluida yang mengalirmelalui penampang pipa atau saluran
terbuka tiap detik.
" # $ %
$ & Ke'epatan aliran
& uas penampang pipasaluran
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 5/44
#ersamaan Kontinuitas
*anyaknya fluida yang mengalir tiap detikpada tiap penampang adala! sama
1 2
3
"1 # "2 # "3
1 $1 # 2 $2 # 3 $3
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 6/44
#ersamaan Energi$%ernoulli
Pada tiap saat dan tiap posisi yang ditin+au darisuatu aliran didalam pipa tanpa gesekan yangtidak bergerak, akan mempunyai +umla! energipotensial, energi tekanan,dan energi ke'epatan
yang sama besarnya.
g
V
g
p
z g
V
g
p
z 2.2.
2
22
2
2
11
1 ++=++
ρ ρ
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 7/44
Asumsi dalam persamaan%ernoulli
1. Ke'epatan partikel fluida disetiap penampang adala! sama
2. idak ada gaya-gaya luar yangbeker+a pada fluida selain gayaberat
3. idak ter+adi ke!ilangan energi
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 8/44
#enggunaan #ersamaan%ernoulli$enturimeter ( untuk mengukur
debit )
rife'e meter ( untuk mengukurdebit dalam pipa )
abung pitot ( mengukur
ke'epatan arus dalam saluranterbuka dan tertutup )
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 9/44
Keseim&angan Energi
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 10/44
Aliran tertutup danaliran ter&u"a
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 11/44
#er&edaan Aliran tertutupdan Aliran 'er&u"a
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 12/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 13/44
#rinsip Aliran 'ertutup /luida, setela! mengalir masuk ke dalam pipa
akan membentuk P0 * dan tebalnyaakan bertamba! besar sepan+ang pipa.
Pada suatu titik sepan+ang garis tenga! pipa,lapisan akan bertemu dan membentuk daera!yang terbentuk penu! di mana ke'epatannyatidak beruba! setela! melintasi titik tersebut.
arak dari u+ung masuk pipa ke titik pertemuan
lapis batas tsb dinamakan P4 KEM5K.
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 14/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 15/44
Ke(ilangan Energi padaaliran tertutup
6 Ke!ilangan energi akibat gesekan
6 Ke!ilangan energi akibat perlambatan6 Pelebaran
6 Penyempitan
6 *elokan6 pear'abangan
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 16/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 17/44
ALIRAN SALURAN
'ER%UKA
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 18/44
#rinsip Aliran 'er&u"a
liran dengan permukaan bebas
Mengalir diba7a! gaya gra8itasi,diba7a! tekanan udara atmosfir.
Mengalir karena adanya slope dasar
saluran
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 19/44
Jenis-Jenis Aliran
*erdasarkan 7aktu pemantauan liran unak (teady /lo7)
liran aktunak (unsteady /lo7)
*erdasarkan ruang pemantauan liran eragam (5niform flo7)
liran *eruba! ($aried flo7)
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 20/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 21/44
#erila"u aliran saluran ter&u"a
Ditentukan ole! pengaru! kekentalan dangra8itasi se!ubungan dengan gaya inersiaaliran
Pengaru! kekentalan& aminar & +ika kekentalan sangat besar.
urblen & +ika kekentalan relatif lema!.
perlai!an
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 22/44
Inflow
1 2
A
A
3
Section AA
Change in Storage
Outflow
3a
3b
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 23/44
!eometri Saluran
Prismatik & penampang melintangnya tidakberuba! dan kemiringan dasarnya tetap
ak-Prismatik & penampang melintangnya
beruba! dan kemiringan dasar +ugaberuba!
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 24/44
4eometri aluran Kedalaman (y) - depth Ketinggian di atas datum (9) - stage uas penampang (area : 'ross se'tion area)
Keliling basa! (P) : 7etted perimeter ebar permukaan (*) : surfa'e perimeter ari-+ari !idrolis : (P) : rasio luas ter!adap
keliling basa!
;ata-rata kedalaman !idrolis (D) : rasio luaster!adap lebar permukaan Kemiringan saluran (o)
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 25/44
Persamaan untuk saluran persegipan+ang,trape9oidal, dan lingkaran
X=1/m,
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 26/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 27/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 28/44
Distri&usi "e)epatan padapenampang saluran Dengan adanya suatu permukaan bebas
dan gesekan disepan+ang dinding saluran,maka ke'epatan dalam saluran tidak
terbagi merata.
Ke'epatan maksimum ter+adi pada <.<=sd <.2= dari permukaan.
Makin ke tepi makin dalam
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 29/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 30/44
Distribusi ke'epatan berdasarkedelaman
/ree surfa'e flo7 ne dimensional mod
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 31/44
Aliran Seragam
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 32/44
#rinsip Aliran Seragam
Kedalaman aliran adala! konstan dalam7aktu dan ruang
4aya gra8itasi yang ada di imbangi ole!
gaya friksi yang ada liran yang benar-benar seragam +arang
ditemukan dalam kenyataan dan adabeberapa aliran yang diasumsikan sebagaialiran seragam
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 33/44
#em&entu"an aliranseragam liran air dalam saluran terbuka akan
mengalami !ambatan saat mengalir ke!ilir.
>ambatan akan dila7an ole! komponengaya berat yang beker+a dalam ara!geraknya.
*ila !ambatan seimbang dengan gayaberat maka aliran yang ter+adi adala!aliran seragam.
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 34/44
Ke)epatan aliran seragam
Ke'epatan rata-rata aliran seragamturbulen dalam saluran terbuka biasanyadinyatakan dengna rumus aliran seragam.
$ # ? ;% y
$ & ke'epatan rata-rata
; & 2ari-+ari !idrolik
1 & Kemiringan energ
? & /aktor ta!anan aliran
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 35/44
Rumus *(e+,
1@AB 0nsinyur Peran'is ntoine ?!e9y
$ & Ke'epatan rata-rata
; & ari-+ari !idrolik
& Kemirinan garis energi ? & /aktor ta!anan aliran ?!e9y
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 36/44
#enentuan Fa"tor(am&atan *(e+, ;umus 4anguillet-Kutter
Dari 7iss & 1CAB ilai ? ber!ubungan dengan , ; dan
koef.kekasaran n
;umus *a9in Dari Peran'is & 1CB@ ? adala! funsi ; bukan
;umus Po7el 1B=< ? adala! rumus logaritmis
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 37/44
Rumus Manning 0n 1CCB 0ris! Engineer, ;obert Manning presented
t!e formula&
2132 SR n
49.1v =
Ke'epatan rata-rata
; & ari-+ari !idrolik & Kemirinan garis energin & koefisien kekasaran
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 38/44
Koeisien "e"asaran Manning
ype of ?!annel and Des'riptioning Minimum ormal Ma%imum
treams
treams on plain
?lean, straig!t, full stage, no rifts or deep pools <.<2= <.<3 <.<33
?lean, 7inding, some pools, s!oals, 7eeds
stones
<.<33 <.<= <.<=
ame as abo8e, lo7er stages and more stones <.<= <.<= <.<A
luggis! rea'!es, 7eedy, deep pools <.<= <.<@ <.<@
$ery 7eedy rea'!es, deep pools, or flood7ays <.<@= <.1 <.1=
7it! !ea8y stand of timber and underbrus!
Mountain streams, no 8egetation in '!annel, bankssteep, trees brus! along banks submerged at!ig! stages
*ottom& gra8els, 'obbles, and fe7 boulders <.<3 <.< <.<=
*ottom& 'obbles 7it! large boulders <.< <.<= <.<@
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 39/44
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 40/44
1
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 41/44
PEM*>
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 42/44
2
*ON'OH SOALir mengalir melalui pipa 1 dengan diameter 1= 'm yang kemudianber'abang men+adipipa 2 dan 3, yang masing : masing berdiameter 1< dan = 'm.
ke'epatan dipipa 2adala! <.= kali ke'epatan pipa 1.
>itung debit aliran apabila ke'epatan maksimum pipa3 tidak bole! lebi! dari 3 md
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 43/44
PEM*>
7/25/2019 Hidrolika dan Jenis Aliran Pada Saluran
http://slidepdf.com/reader/full/hidrolika-dan-jenis-aliran-pada-saluran 44/44