Hidraulika Saluran Terbuka

Presentasi berjudul: "Hidraulika Saluran Terbuka"— Transcript presentasi:

1 Hidraulika Saluran Terbuka

2 Klasifikasi Aliran Steady / Unsteady Flow Laminer / Turbulent Flow
Subcritical, Critical , Supercritical Flow Incompressible / Compressible Flow 1, 2, 3 Dimensional Flow Uniform / Non Uniform Flow 4/18/2018

3 Steady Flow Parameter aliran konstan terhadap waktu V turbulen laminer

4 Unsteady Flow Parameter aliran fungsi terhadap waktu V turbulen
laminer

5 Subcritical, Critical & Supercritical Flow
Subcritical flow, Fr < 1 Critical Flow, Fr = 1 Supercritical Flow, Fr > 1

6 Kecepatan seragam pada arah vertikal maupun transversal
1 Dimensional Flow Kecepatan seragam pada arah vertikal maupun transversal

7 2 Dimensional Flow 2D-vertikal 2D-Horizontal SUNGAI LEBAR
Estuari, Laut

8 3 Dimensional Flow Kecepatan terdistribusi: - arah vertikal
- arah transversal

9 Uniform Flow Parameter aliran konstan terhadap tempat (jarak) Se h1 SW
Q Se S0 SW

10 Non-Uniform Flow Parameter aliran berubah terhadap tempat (jarak) Se
Q Se S0 SW

11 ? Non-Uniform Flow Definisi Accelerated G.V. Flow
Gradually Varied Flow Deccelerated G.V. Flow Aliran Tdk Seragam Accelerated R.V. Flow Rapidly Varied Flow Deccelerated R.V. Flow

12 Non-Uniform Flow o o o

13 Loncat Air Aliran tdk seragam Aliran superkritis Aliran sub kritis

14 Al. Uniform Sub kritis

15 Super kritis

16 . Non-Uniform Flow h2>h1 V1>V2 Aliran Non Uniform Diperlambat
Titik kontrol h1 o o o h2

17 Non-Uniform Flow

18 Non-Uniform Flow o o o o

19 Non-Uniform Flow o o o

20 Non-Uniform Flow

21 Non-Uniform Flow

22 Persamaan Al. Non-Uniform
h = y d

23 Persamaan Al. Non-Uniform
tinggi tekanan total di atas bidang datum pada penampang hulu 1 : didiferensialkan terhadap arah x : kemiringan energi Sf = - dH / dx, kemiringan dasar dasar saluran : So = sin  = -dz / dx h = y d

24 Persamaan Al. Non-Uniform
Bila  kecil, cos   1 dan dd / dx  dh/dx, maka persamaan menjadi :

25 Persamaan Al. Non-Uniform
Persamaan Umum Aliran Tdk Seragam Dengan V = Q/A dan Q konstan, dA/dh = B, maka: Dengan Sf dihitung dengan persamaan Chezy, maka :

26 Selain dengan persamaan Chezy, kemiringan garis energi, Sf, dapat juga dihitung dengan Persamaan Manning, Strickler, dll.

27 Persamaan Al. Non-Uniform
Paling sering dipakai dan berlaku untuk semua tampang saluran Tinjauan nilai dh/dx : dh/dx=  Pembilang = 0 Persamaan Chezy : Al. Seragam

28 Persamaan Al. Non-Uniform
dh/dx= -- Penyebut = 0 -- garis singgung muka air tgk lurus dasar Aliran Kritik : hkr

29 Persamaan Al. Non-Uniform
dh/dx=0/0 -- pembilang = 0; Penyebut = 0  hkr = hn

30 Persamaan Al. Non-Uniform
Kecepatan Kritik :

31 Persamaan Al. Non-Uniform
Kecepatan Kritik :

32 Persamaan Al. Non-Uniform
Pada u>ukr : Aliran meluncur ; aliran Superkritis Pada aliran seragam dengan un>ukr : Steep slope Sokr > 1

33 Persamaan Al. Non-Uniform
Pada u<ukr : Aliran Subkritis Pada aliran seragam dengan un<ukr : Mild slope Sokr < 1

34 Resume Pers. Al. Non-Uniform
Aliran Kritis; hkr hnormal

35 Pers. utk Saluran lebar h B= B>>>h hnormal =

36 Pers. utk Saluran lebar Untuk Aliran Kritis : h B= B>>>h

37 Zona Aliran hn hkr S0 S0<Sokr
Profil M ( Mild Slope) So < Skr dan hn > hkr : Zone 1 hn hkr NDL S0 CDL Zone 2 Zone 3 S0<Sokr

38 Zona Aliran S0=Sokr Profil C ( Critical Slope) So = Skr dan hn = hkr :
Zone 1 NDL=CDL Zone 3 S0=Sokr

39 Zona Aliran hkr hn S0>Sokr
Profil S ( Steep Slope) So > Skr dan hn < hkr : Zone 1 CDL hkr Zone 2 NDL Zone 3 hn S0>Sokr

40 Profil Muka Air h B= B>>>h

41 Profil Muka Air h B= B>>>h

42 Profil Muka Air dh/dx>0 : kedalaman aliran bertambah searah aliran : Backwater dh/dx<0 : kedalaman aliran berkurang searah aliran : Drawdown

43 Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx>0 : Backwater hn hc S0
Zone 1; subkritis: M1 o hn hc NDL S0 CDL

44 Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx>0 : Backwater hn hc S0
Zone 3; superkritis: M3 hn hc NDL S0 CDL

45 Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx<0 : Drawdown hn hc S0
Tidak mungkin terjadi hn hc NDL S0 CDL

46 Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx<0 : Drawdown hn hc S0
Zone 2, subkritis: M2 hn hc NDL S0 CDL

47 Profil Muka Air

48 Profil Muka Air

49 Profil Muka Air

50 Profil Muka Air

51 Profil Muka Air

52 Aliran Tidak seragam

53 Aliran Tidak seragam

54 Aliran Tidak seragam

55 Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx>0 : Backwater hkr S0 hn
Zone 1; subkritis: S1 hkr CDL S0 NDL hn

56 Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx>0 : Backwater hkr S0 hn
Zone 3; superkritis: S3 hkr CDL S0 NDL hn

57 Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx<0 : Drawdown hkr S0 hn
Zone 2; superkritis: S2 hkr CDL S0 NDL hn

58 Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx<0 : Drawdown hkr S0 hn
Tidak mungkin hkr CDL S0 NDL hn

59 Hitungan Profil Muka Air
Metode Integrasi Grafis Metode Tahapan Standar

60 Metode Integrasi Grafis
F(h)

61 Metode Integrasi Grafis
h F(h) Metode Integrasi Grafis hanya digunakan untuk saluran prismatis h1 h2

62 Metode Integrasi Grafis
Langkah hitungan: Hitung hkr dan hn 2. Tentukan jenis aliran yang terjadi : subkritik, kritik dan superkritik 3. Tentukan interval kedalaman Dh dimulai dari titik kontrol: Aliran subkritis : titik kontrol di hilir Aliran superkritis : titik kontrol di hulu Makin kecil Dh maka hasil yang diperoleh akan makin teliti 4. Hitung F(h) untuk tiap harga h

63 Metode Integrasi Grafis
Langkah hitungan: 5. Hitung jarak antara h1 dan h2 dengan cara menghitung luas yang dibatasi oleh : - 2 garis sejajar F(h1) dan F(h2), dan - tinggi trapesium Dh = h1 – h2 6. Lakukan (ulangi) hitungan mulai langkah no.4 (atau 3) untuk setiap harga h Contoh aplikasi

64 Metode Tahapan Standar
Dapat digunakan baik untuk saluran prismatis dan non-prismatis