HIDROLIKA SALURAN TERBUKABAB I

KONSEP DASAR ALIRAN

DefinisiSifat atau keadaan aliran

Klasifikasi aliran

DEFINISI• Aliran dalam saluran :

– Saluran terbuka– Saluran tertutup

• Terdapat 3 energi utama :– Energi kinetik ---- – Energi tekanan -------------- atau h– Energi Ketinggian --------- z

Z1

P1γ

V12

2g

Z2

P2γ

V22

2g

hL

Z1

h1

V12

2g

Z2

h2

V22

2g

hL

Aliran Tertutup Aliran Terbuka

V2

2g Pγ

SIFAT ATAU KEADAAN ALIRAN

Penentu ----- terhadap Gaya inersia– Viskositas :

• Reynold , Re = V.L/u dengan kriteria Re > 600 ---- > Turbulen Re < 500 ---- > Laminer

– Gravitasi • Froude , Fr = V/(g.h)1/2

Fr =1 ---- > KritisFr < 1 ---- > SubkritisFr > 1 ---- > Superkritis

• Aliran laminer

• Aliran turbulen

KLASIFIKASI ALIRAN

• Ditentukan berdasarkan perubahan kedalaman aliran mengikuti fungsi ruang dan waktu

• Berdasarkan fungsi waktu :– Aliran permanen/mantap (steady low) dan tak

permanen/ tak mantap (unsteady flow)

• Berdasrkan fungsi ruang :– Aliran seragam (uniform flow) dan tak seragam

(non uniform flow)

Aliran mantap (steady low) dan tak mantap (unsteady flow)

• Aliran mantap terjadi jika variabel aliran, seperti kecepatan V, tekanan p, rapat masa ρ, tampang aliran A, debit Q dsb. disebarang titik pada zat cair tidak berubah dg waktu.

• Alran tak mantap terjadi jika variabel aliran pada setiap titik berubah dengan waktu

0;0;0;0;0 t

Q

t

h

tt

p

t

V

0;0;0;0;0 t

Q

t

h

tt

p

t

V

Aliran seragam (uniform flow) dan tak seragam (non uniform flow)

• Aliran seragam terjadi jika variabel aliran, seperti kecepatan V, tekanan p, rapat masa ρ, tampang aliran A, debit Q dsb. disebarang titik pada zat cair tidak berubah disepanjang aliran.

• Alran tak seragam terjadi jika variabel aliran pada setiap titik berubah disepanjang aliran

0;0;0;0;0 s

Q

s

h

ss

p

s

V

0;0;0;0;0 s

Q

s

h

ss

p

s

V

• Aliran seragam

• Aliran tak seragam

21 hh

21 hh

h1

h2

h1

h2

DEBIT ALIRAN• Debit aliran adalah jumlah aliran yang melalui tampang

lintang aliran tiap satuan waktu, dapat diukur dalam volume zat cair tiap satuan waktu (m3/dt) atau satuan yang lain.

• Didalam zat cair ideal, dimana tidak terjadi gesekan, kecepatan aliran V adalah sama di setiap titik pada tampang lintang.

v

Zat cair ideal Zat cair riilAliran pd pipa

v

Zat cair ideal Zat cair riilAliran pd. saluran

• Untuk zat cair riil, kecepatan pada dinding batas adalah nol.

• Dalam praktek, sering variasi kecepatan pada tampang lintang diabaikan dan kecepatan aliran dianggam seragam disetiap titik pada tampang lintang A yang besarnya sama dengan kecepatan rerata V, sehingga debit aliran Q adalah :

Q = A . V (m3/dtk)

h

B

A = B.h A = ¼ л D2

D