Mekanika Fluida II. Aliran Berubah Lambat

Transkripsi

1 Mekaika Fluida II Alira Berubah Lambat

2 Itroductio Perilaku dasar berubah lambat: - Kedalama hidrolis berubah secara lambat pada arah logitudial - Faktor pegedali alira ada di kombiasi di hulu & hilir - Aalisis meetuka struktur salura ag ama da optimal Asumsi:. stead flow da distribusi tekaa ditetuka oleh gaa hidrostatis.. kehilaga tekaa didekati alira seragam. slope kecil 4. tidak terjadi re-aerasi 5. koefisie coriolis tidak berubah 6. koefisie gesek tidak bervariasi thd kedalama 7. alura prismatik

3 Kategori Alira Berubah Lambat ustaiig lopes : tedesi meghasilka uiform flow. - Mild slopes (M) subkritis ( < c, Y < Yc) - Critical slopes (C) kritis - teep slopes () superkritis ( > c, Y > Yc) No-ustaiig slopes : Tedesi alira tak seragam. - Horizotal (H) slope 0 - Adverse (A) slope egatif lope: dz - Positif ( ) dx 0 dz dx 0 - Negatif ( )

4 4

5 5

6 6

7 7

8 Meetuka profil alira Tetuka titik kotrol dari alira. Titik dimaa kedalama diketahui atau hubuga atara kedalama da debit. Tetuka Y da Yc dari alira 8

9 Persamaa utuk alira berubah lambat lau Peurua eergi sebadig dega kehilaga akibat friksi Dari Beroulli - - 9

10 Dapat ditulis dalam betuk Utuk salura segi empat kedalama kritis Persamaa di atas dapat ditulis kembali mejadi d dx c d dx f o( ) o Q B ga Q gb o ( ) c ( ) (Peurua Rumus di Ve Te Chow, hal. 0-0) 0

11 Utuk salura persegi pajag ag lebar (B >>> ) Dapat ditulis dalam betuk d dx f o( o Q B ga ) Berdasarka rumus Maig Utuk alira seragam dimaa fo, da kedalama alira f o V 4/ V 4/ B B Q 0/ Q 0/ Utuk salura segi empat kedalama kritis c Q gb Persamaa di atas dapat ditulis kembali mejadi d dx o ( ) c ( )

12 Klasifikasi profil alira Utuk debit tertetu f da Fr merupaka fugsi dari kedalama Pada alira seragam da jadi, ketika ketika da, ketika ketika

13

14 Dega megaggap bahwa distribusi kecepata adalah seragam pada tiap peampag melitag da koefisie Coriolis satu : V g h f f x V z o. x g x V V z z g g hf 4

15 5 z z-z o. x h f f x f o s s f o f o E E x g V g V x x g V g V x hf g V z g V z

16 Tipe Problem dalam GVF. Meetuka debit ormal.. Meetuka kecepata rata-rata. Meetuka kedalama ormal 4. Meetuka koefisie kekasara salura 5. Meetuka kemiriga salura 6. Meetuka dimesi salura (mis.: Luas area) Basis: perpadua persamaa kotiuitas da persamaa Maig 6

17 Cotoh Kasus Cotoh uatu salura segi empat dega lebar Bm megalirka air dega debit Q m /det. Kedalama air pada dua titik ag berdekata adalah,0 m da 0,9 m. Apabila koefisie Maig 0,0 da kemiriga dasar salura o 0,0004; hitug jarak atara kedua tampag tersebut. 7

18 Karakteristik alira pada peampag Luas peampag basah : A x,0,0 m Kelilig basah : P x,0 4 m Jari-jari hidrolis R A /P /4 0,5 m Tiggi kecepata V /g /( x 9,8 x ) 0,05m 8

19 Karakteristik alira pada peampag Luas peampag basah : A x 0,9,8 m Kelilig basah : P x 0,9,8 m Jari-jari hidrolis R A /P,8 /,8 0,474 m Tiggi kecepata V /g /( x 9,8 x,8 ) 0,069 Peampag basah rata-rata (,8) /,9 m Jari-jari hidrolis rata-rata (0,5 0,474) / 0,487 m Kemiriga garis eergi dihitug dega persamaa Maig Berdasarka ilai A da R rata-rata 9

20 0 0, ,487,9. 0,0 4/ 4/ r r f R A Q ( ) ( ) m x 56 0, ,0004 0,05 0,9 0,069 o f g V g V x

21 Cotoh Kasus alura berbetuk segi empat dega lebar 0 m megalirka debit Q 5 m/det mempuai kemiriga dasar salura 0,00 da 0,05. Hitug profil muka air (garis pembeduga) ag terjadi karea adaa bedug dimaa kedalama air sedikit di hulu bedug adalah m, dega metode lagkah lagsug.

22 m B B B Q R A Q,69 0 0,9764, , , / / / / / / / / Kedalama ormal

23 0,86 9,8(0) (0) 5 ) ( ) ( c c m B g m B Q Yc f o s s E E x 4/ R A Q f

24 Hituga dilakuka dega megguaka tabel utuk kedalama dari m sampai kedalama,70 (sedikit lebih besar dari kedalama ormal ). Pada setiap kedalama dihitug jaraka terhadap bedug. (m) A (m) P (m) R (m) V (m/d) Es (m) Es (m) o-f x (m) x (m),00 0,0 4,0,4,5, , , ,00070,95,95,95 9,5,9,40,8,0775 0,0455 0,00070,95,95 0,0455 0,0000 4, 66,08,90 9,0,8,8,,9884 0, ,0000 4, 66,08 0, , , 46,4,85 8,5,7,5,5, , , , 46,4 0, , ,74 656,4,80 8,0,6,,9,8986 0,0440 0, ,74 656,4 0,0440 0,0005 8,9 984,4,75 7,5,5,0,4, ,0479 0,0440 0,0005 8,9 984,4 0, ,96 74,9,70 7,0,4,7,47,806 0,0479 0, ,96 74,9 4

25 Cotoh Kasus alura trapesium dega lebar dasar 5 m da kemiriga tebig : mempuai kekasara dasar 0,0. Kemiriga dasar salura o 0,0 da debit alira 40 m/det ag berasal dari suatu waduk. Hitug profil muka air dega metode lagkah lagsug. 5

26 6 [ ] ( ) [ ] ( ) ( ) ( ),66 ) 9,8(5 ) (5 40 ) ( ) (, ) (5 5,4908 8,0 5 ) (5 0,0 5 ) (5 0,0 40 ) ( ) ( /5 / 5/ 5/ / / 5/ / / / / / c c c c c c c m B g m B Q m m B m B m B Q R A Q

27 (m) x (m) x (m),66 0,0 0,0,65 0,59 0,6,60,7,,55,6 5,68,50 6,04,7,45,,84,40 4,5 47,9,5 4, 90,4 7

28 Questios? Mekaika Fluida II - TL ITB 8