Hidraulika Terapan Bunga Rampai Permasalaan di Lapangan Djoko Luknanto 10/15/2015 1
Kecepatan Vertikal muka air Sebua saluran mempunyai kecepatan vertikal (u) yang tergantung dari kedalaman, seingga dalam notasi matematika u = u() u dasar saluran Berapa kecepatan maksimum? Berapa besarnya tegangan geser pada setiap kedalaman,? Berapa besarnya debit pada seluru vertikal? Berapa kecepatan rerata aliran di saluran? Berapa kedalaman air () yang mempunyai kecepatan titik u() sama nilainya dengan kecepatan rerata diatas? Djoko Luknanto 10/15/2015 2
Koefisien dan da Koefisien koreksi: untuk energi kinetik, untuk momentum, digunakan untuk mengoreksi penggunaan kecepatan rerata V untuk itungan energi kinetik dan momentum v Andaikan anda melakukan penelitian di laboratorium dengan membagi pias-pias saluran menjadi pias kecil-kecil da kemudian pada setiap da dilakukan pengukuran kecepatan Diperole data seperti dalam tabel di bawa. Bagaimana cara menentukan nilai koefisien dan. da (m 2 ) u (m/det) da 1 u 1... da n u n Djoko Luknanto 10/15/2015 3
Kekasaran Colebrook dan Wite Hidraulik licin (a << /7) Hidraulik kasar (a >> /7) 6R C 18log / 7 6R C 18log a Gabungan Colebrook and Wite C 18log a 6R / 7 Djoko Luknanto 10/15/2015 4
Soal Colebrook dan Wite 1 m m 1 a Suatu saluran dengan tampang trapesium mempunyai talud saluran (m) untuk tebing kiri 1,0 dan tebing kanan 1,0 serta mempunyai kemiringan dasar i = 0,0000025, jari-jari kekasaran saluran, a = 0,00002 m. Lebar bawa saluran 10,0 m dan kedalaman air =4,0m. Nilai kekentalan kinematis air adala ν = 0,0000012 m 2 /detik, percepatan gravitasi, g = 9,81 m/detik 2. Tentukan sifat idraulika saluran, itungla kekasaran Cezy saluran dengan rumus Colebrooke & Wite dan tentukan debit saluran tersebut. Djoko Luknanto 10/15/2015 5
Mengitung Debit Saluran M 1 m Suatu saluran dengan tampang trapesium mempunyai talud saluran (m) untuk tebing kiri 1,0 dan tebing kanan 1,0 serta mempunyai kemiringan dasar i = 0,000025, koefisien Manning saluran, n = 0,025. Lebar bawa saluran B = 10,0 m dan kedalaman air = 4,0 m. Tentukan debit saluran tersebut. B m Djoko Luknanto 10/15/2015 6 1
Kecepatan Rerata Aliran V Rumus Manning V 1/ 2 Rumus Strickler V 1 n k s R 2/3 I 2/3 R I 1/ 2 Rumus Cezy V C RI Rumus Debit Q = AV Djoko Luknanto 10/15/2015 7
Saluran Drainasi Perumaan Untuk merancang saluran drainasi, maka arus diprakirakan jumla debit (Q) yang masuk kedalam saluran drainasi. Kemudian dengan Q tersebut diprakirakan kedalaman air () di saluran tersebut, seingga kedalaman saluran yang arus digali dapat ditentukan. Djoko Luknanto 10/15/2015 8
Mengitung Kedalaman Air B Sebua saluran mempunyai kemiringan dasar i = 0,0005, dan debit Q = 10,00 m 3 /detik. Tampang lintang saluran berbentuk persegi panjang, dengan lebar dasar B = 5,00 m. Nilai koefisien kekasaran saluran Manning, n = 0,025, koefisien koreksi tenaga kinetik, α = 1,00 dan percepatan gravitasi, g = 9,80 m/detik 2. Hitung berapa kedalaman air saluran. Djoko Luknanto 10/15/2015 9
Tampang Saluran Efisien Sebua saluran disebut efisien jika pada luas tampang basa (A) tertentu diperole keliling basa (P) minimum; atau Sebua saluran disebut efisien jika pada keliling basa (P) tertentu diperole luas tampang basa (A) maximum. Soal: Tentukan tampang saluran berbentuk trapesium yang secara idraulis efisien. Djoko Luknanto 10/15/2015 10
Tampang Tunggal dan Tersusun Di lapangan banyak tampang sungai yang tidak beraturan. d Kapan tampang tidak beraturan tersebut dapat dianggap sebagai: Tampang tunggal? Tampang tersusun? Djoko Luknanto 10/15/2015 11
Energi Spesifik E s V E s 2 Q 2 2 2 2 2 2g 2gB 2g 2 q 2g 2 q 2 2 K 2 kr =45 0 E s kr E s1 1 1 E s2 E s Djoko Luknanto 10/15/2015 12
Mengitung Energi Spesifik B Suatu saluran dengan tampang lintang empat persegi panjang, lebar saluran B = 3,00 m, kedalaman air = 2,00 m, dan debit aliran Q =5,00m 3 /detik. Hitung energi spesifik saluran. (Gunakan nilai percepatan gravitasi, g = 9,81 m/detik 2, koefisien koreksi tenaga kinetik, α = 1,00 ). Djoko Luknanto 10/15/2015 13
Mengitung Kedalaman Pasangan B Suatu saluran dengan tampang lintang empat persegi panjang, lebar saluran B = 3,00 m, energi spesifik E = 5,00 m, dan debit aliran Q =5,00m 3 /detik. Hitung kedalaman air saluran yang mungkin terjadi. (Gunakan nilai percepatan gravitasi, g = 9,81 m/detik 2, koefisien koreksi tenaga kinetik, α = 1,00 ). Djoko Luknanto 10/15/2015 14
Mengitung Kedalaman Kritik B Suatu saluran dengan tampang lintang empat persegi panjang, lebar saluran B = 3,00 m dan debit aliran Q =5,00m 3 /detik. Hitung kedalaman kritik dan energi spesifik kritik saluran. (Gunakan nilai percepatan gravitasi, g = 9,81 m/detik 2, koefisien koreksi tenaga kinetik, α = 1,00 ). Djoko Luknanto 10/15/2015 15
Bangunan bendung Q max E b E s u b Di ulu bendung, kedalaman air saluran adala u, seingga energi spesifiknya adala E s. Karena tinggi bendung adala b, maka energi spesifik di atas bendung adala E b. Dengan energi yang tersedia sebesar E b, maka alam (bendung) akan berusaa melewatkan Q max, agar energi yang tersedia tersebut dimanfaatkan seefisien mungkin. Berapa tinggi air di atas bendung dan berapa Q max? Djoko Luknanto 10/15/2015 16
Energi Spesifik Diketaui Q 3 = Q maksimum dengan energi E 1 Q 2 >Q 1 Q 3 >Q 2 E s 2 Q 2gA 2 5 Q 1 4 3 kr 2 =45 0 E 1 1 E s Djoko Luknanto 10/15/2015 17
Energi Spesifik Debit maksimum B Suatu saluran dengan tampang lintang empat persegi panjang, lebar saluran B = 3,00 m dan mempunyai energi spesifik E = 5,00 m. Hitung berapa Q maksimum yang dapat dialirkan dengan energi yang tersedia dan itung kedalaman air saluran. (Gunakan nilai percepatan gravitasi, g = 9,81 m/detik 2, koefisien koreksi tenaga kinetik, α = 1,00 ). Djoko Luknanto 10/15/2015 18