MATERI KULIAH HIDRAULIKA(Bahan Kuliah BA. KIRONOTO)

Review Klasifikasi AliranKarakteristik Turbulen pada Aliran Seragam

Tegangan Gesek Dasar Distribusi Tegangan Gesek Distibusi Kecepatan Kecepatan Rata-rata (Manning)

ReviewJournal : Karakteristik Turbulen pada Aliran Seragam dan Aliran Tidak Seragam (Artikel : Kironoto dan Graf)

Aliran SeragamDistribusi Kecepatan (inner region, outer region)Turbulen (Turbulent Intensity, Reynold Shear Stress)

Aliran Tidak SeragamDistribusi Kecepatan (inner region, outer region)Turbulen (Turbulent Intensity, Reynold Shear Stress)

MATERI KULIAH HIDRAULIKA(Bahan Kuliah BA. KIRONOTO)

Tugas Review Journal Publikasi Internasional dengan materi terkait dengan hidraulika (distribusi kecepatan, turbulen, Manning, dll)

Setiap mahasiswa bertugas mereview 1 jurnal Sebelum direview, jurnal dikumpulkan dulu ke dosen untuk disetujui (agar tidak sama antar mahasiswa, topik sesuai dengan kuliah, dll) (dalam 2 minggu ke depan)Tugas Jurnal yang sudah direview dipresentasikan oleh mahasiswa dengan format power point (setelah ujian sisipan)Jurnal dapat diperoleh dari berbagai sumber : 1. Internet (Google Scholar, yahoo, dll; kata kunci, misalnya : velocity distribution, Shear stress, open channel flow, Coles Law, Logarithmic law, Manning, kironoto, dll), 2. Buku, 3. Journal, dll)

Nilai Ujian : 25 % dari total nilai ujian (dengan komposisi 70% ujian tulis; 30 % presentasi tugas)

Aliran Laminer / Turbulent Aliran SubKritik, Kritik, Superkritik

Aliran Invisid dan Visid Aliran rotasional / Tidak Rotasional, dll Aliran 1, 2, 3 Dimensional Aliran Tunak / Taktunak

Aliran Seragam / Tidak Seram

Klasifikasi Aliran

04/17/2023

Aliran Laminer / Turbulent

Berdasarkan pengaruh kekentalan (viskositas) terhadap pengaruh inersia, aliran pada saluran terbuka dapat dibedakan sebagai aliran laminer dan aliran turbulen. Pada saluran terbuka, angka Reynolds didefenisikan sebagai :

dimana U : kecepatan rata-rata tampang, R : jari-jari hidraulik, dan n : viskositas

ALIRAN LAMINER Pengaruh viskositas atau kekentalan lebih besar dari pada pengaruh inersiaGerakan partikel air teratur, lurus, sejajar

Untuk aliran laminar dalam pipaUntuk aliran laminar dalam saluran terbuka

Experimental laboratorium untuk Aliran Laminer pada pipa

ALIRAN TURBULENPengaruh viskositas atau kekentalan lebih kecil dari pada pengaruh inersiaGerakan partikel air tidak teratur, berbelak-belok (bercampur), tidak sejajar

Untuk aliran tubulen pada saluran terbuka (teoritis > 1000; pada aliran dalam pipa, Re > 4000, dalam kenyataannya Re > 12500)

Experimental laboratorium untuk Aliran Turbulen pada pipa

u

t

u u

u

uuu vvv www

Video Aliran Laminer / Aliran Turbulen

Aliran SubKritik, Kritik, Superkritik

Berdasarkan nilai angka Froude.

dimana U : kecepatan rata-rata tampang, D : Kedalaman hidraulik, dan g : percepatan gravitasi Fr < 1 : aliran Subkritik ; aliran tenang, mengalirFr = 1 : aliran KritikFr > 1 : aliran Superkritik ; aliran sangat cepat

C = celerity : kecepatan rambat gelombangJika ada perubahan jenis aliran dari :

- superkritis ke sub-kritis : terjadi loncat air- sub-kritis ke superkritis : melewati aliran kritis

8. Aliran Kritis, Subkritis, dan superkritisdidasarkan pada angka Froude: Fr < 1 : aliran sub-kritis Fr = 1 : aliran kritis Fr > 1 : aliran super-kritis

Video : Contoh Aliran Subkritik (Fr < 1)

Video : Contoh Aliran Kritik (Fr = 1)

Video : Contoh Aliran Superkritik (Fr > 1)

Aliran Invisid / Aliran Viskous

Aliran invisid (aliran fluida ideal)fluida ideal viskositas, = 0tegangan geser = 0kehilangan energi = 0

Aliran Viskous (aliran fluida nyata)fluida ideal viskositas, ≠ 0tegangan geser ≠ 0kehilangan energi ≠ 0

u

Fluida Invisid

u=f(z)d

z

Aliran Irrotasional / Rotasional

Video Aliran Rotasional / Irrotasional

Aliran 1D, 2D & 3D

Aliran 1D : karakteristik aliran, misal kecepatan, tidak berubah pada tampangSering dipakai untuk penyederhanaan permasalahan aliran

Aliran 2D : karakteristik aliran, misal kecepatan, berubah pada tampang (horisontal atau vertikal saja)Bisa dijumpai pada aliran saluran lebar

Aliran 2D : karakteristik aliran, misal kecepatan, berubah pada tampang (horisontal dan vertikal)Aliran di lapangan sesungguhnya 3 D

1 Dimensional Flow

Kecepatan seragam pada arah vertikal

maupun transversal

2 Dimensional Flow

2D-vertikal 2D-Horizontal

SUNGAI LEBAR Estuari, Laut

Kecepatan terdistribusi:

- arah vertikal

- arah transversal

3 Dimensional Flow

Distribusi kecepatan pada tampang aliran

Aliran Tunak/ Tidak TunakAliran Tunak (steady / permanen flow): variabel aliran tidak berubah terhadap waktuContoh aliran di saluran / sungai pada kondisi tidak ada perubahan aliran (tidak ada hujan, tidak banjir, dll)

Aliran Tak Tunak (unsteady / non-permanen flow): variabel aliran berubah terhadap waktuContoh aliran di saluran / sungai pada kondisi ada perubahan aliran (tidak ada hujan, tidak banjir, dll)Aliran yang dipengaruhi muka air pasang-surut(muara sungai di laut)

)Q,h,,p,v(f;t

f

0

0t

f

Steady Flow

Parameter aliran konstan terhadap waktu

waktu

V

turbulen laminer

Unsteady FlowParameter aliran fungsi terhadap

waktu

waktu

V

turbulen

laminer

Aliran Seragam / Tidak Seragam

Aliran Seragam (uniform flow): variabel aliran tidak berubah terhadap jarak Contoh aliran di saluran / sungai pada kondisi tidak ada pengaruh pembendungan / terjunan, tidak ada penyempitan/pelebaran yang ekstrim.

Aliran Tidak Seragam (non-uniform flow): variabel aliran berubah terhadap jarak Contoh aliran di saluran / sungai pada kondisi ada pengaruh pembendungan / terjunan, ada penyempitan/pelebaran yang ekstrim.

0x

f

0x

f

Aliran Seragam

Parameter aliran konstan terhadap tempat (jarak)

h1

h2Q

Se

S0

SW

Aliran Tidak Seragam

Parameter aliran berubah terhadap tempat (jarak)

h1

h2

Q

Se

S0

SW

Aliran Tdk Seragam

Gradually Varied Flow

Rapidly Varied Flow

Accelerated G.V. Flow

Deccelerated G.V. Flow

Accelerated R.V. Flow

Deccelerated R.V. Flow

Definisi

?

o

oo

Aliran tdk seragam

Aliran sub kritis

Aliran superkritis

Loncat Air

Al. Uniform

Sub kritis

Super kritis

oo

o

o

oo

o