Transcript
Bangunan air
Pertemuan #7
Pengukur kedalaman kritis1. Broad-crested weir
Es1
Aliran melalui ambang, tinjauan menggunakan energi spesifik
Aliran di atas ambang dan grafik spesifik energi
Nilai H didekati dengan h:
Dengan velocity correction factor dan discharge coefficient persamaan menjadi :
h = tinggi muka air dari atas ambang, di hulu aliran (H = Es H1 = Es1, H2 = Es2 )
Es1
2. Flume
Aliran kritis diperoleh dengan menyempitkan saluranSeringkali ditambah peninggian dasar saluran untuk memperoleh aliran kritis pada bagian sempitnya venturi flue
Dari persamaan energi diperoleh:
Dengan velocity correction factor dan discharge coefficient persamaan menjadi:
Substitusi ke persamaan energi maka diperoleh:
Aliran kritis diperoleh pada bagian leher
apabila disubstitusikan maka akan diperoleh
Latihan ambang lebar
Sebuah saluran segiempat dengan lebar 3 m memiliki slope 0,0009 mengalirkan air dengan kedalaman 1.5 m. Diasumsikan n Manning 0,015 dan mengalir menjadi aliran seragam. Hitunglah ketinggian ambang untuk menghasilkan kedalaman kritis.
LatihanLuas penampang
A= 3 x 1,5 = 4,5 m2 P = 3 + 2x1,5= 6 m R = A/P = 0,75 m
Dari ManningV = 1/n R2/3 S1/2
= 1/0,015 x (0,75) 2/3 x 0,03 = 1,65 m/det
Es1= 1,5 + 1,652/2x9,81 = 1,64 m
Yc = 2/3 Es = 2/3 x 1,64 = 1,09 m - salah
Ketinggian ambang = 0,357 ?
Ambang umumnya digunakan memakai ambang dengan pelat. Biasa digunakan di saluran terbuka seperti aliran untuk menentukan debit (flowrate). Prinsip dasar adalah bahwa debit secara langsung terkait dengan kedalaman air (h). Ambang dapat bersifat hambatan (lebar) dasar sesuai dengan lebar saluran, menyempit sebagian ataupun menyempit. Untuk ambang yang benar-benar menyempit B-b (lebar saluran – lebar ambang) harus lebih besar dari 4hmax, dimana hmax adalah maksimum ketinggian yang diperkirakan dari ambang (USBR, 1997). Ambang terkontraksi sebagian memiliki B-b antara 0 dan 4hmax. Kontraksi menyebabkan alir mengalir dan mengumpul menuju ambang.
3. Ambang / Pelimpah Tajam = Weir
Weir / Pelimpah Tajam
Q = 2/3 x (2g)1/2 Cd x b x h3/2
(bandingkan dengan rumus untuk ambang lebar, yang menghasilkan
Q = 2/3 x (2/3g)1/2 Cv.Cd x b x h3/2
Pelimpah tajam
h = tinggi muka air dari atas ambang, di hulu aliran
Latihan
Sebuah weir dengan panjang 4,5 m memiliki head air sebesar 30 cm. Tentukan debit yang diairkan jika Cd = 0,6
b = 4,5 m h = 0,3 mQ = 2/3 x 0,6 x 4,5 x (2x9,81)1/2 x 0,33/2
= 1,31 m3/det
Latihan
Sebuah weir dengan panjang 8 m akan dibangun melintang saluran segi empat dengan aliran 9 m3/det. Jika kedalaman maksimum dari air di hulu aliran adalah 2 m, berapakah ketinggian weir. Abaikan kontraksi dan gunakan Cd = 0,62
Latihan
Q = 2/3 Cd x b x (2g)1/2 x h3/2
9 = 2/3 x 0,62 x 8 x (2x9,81) 1/2 x h3/2
h = 0,723Ketinggian weir adalah 2-0,723 = 1,277 m.
Latihan
Data curah hujan harian suatu DAS adalah 0,2 juta kubik meter per hari. Jika 80% dari air hujan mencapai reservoir penampung dan melalui weir segiempat. Berapakah panjang weir bila air diharapkan tidak melimpah lebih dari 1m di atas bendung?. Asumsikan koefisien discharge yang memadai.
Latihan
Curah hujan = 0,2 x 106 m3/hariLimpahan ke reservoir = 80% x 0,2 x 106 = 0,16 x 106 m3/hari = 0,16 x 106 /86400 = 1,85 m3/deth = 1 m, Cd = 0,6, Q = 2/3 Cd x b x (2g)1/2 x H3/2
1,85 = 2/3 x 0,6 x b x (2x9,81)1/2 x 13/2 = 1,77 b b = 1,045 m
CA BCc = 0,0625
ESo=0,003L=513 So=0,01
L=~ So=0,003L=~ m
70 m, n=0,015ABCD
+ 8,05m
+ 1,15 m, Cd = 0,61
70 m, DE1 :1
1:1
D
Ingat: Trapesium,Ketinggian dan Slope kritik• Saluran trapesium dengan lebar dasar 15 m dan
kemiringan tebing 1:1 mengalirkan debit 100 m3/det. Apabila koefisien Manning n=0,02 Kedalaman kritis dan kemiringan kritis dari aliran tersebut:
• Yc = 1,59 m dan Sc = 0,0038
33
2
)()2(
cc myBg
myBQy
3/4
2..
cc R
nDcgS
32
2
gBQyc
)(2)(
1.
1.2
12
)(
12
)(
:
2
2
hidroliskedalamanrataratamyB
ymyBTcAcDc
berbentukyanghidroliskedalamanadalahDc
DcgVcFr
FroudebilbilakritisadalahaliranKondisimyBT
saluranatasLebarmyB
ymyBPAR
hidrolisjariJarimyBP
basahKelilingymyBA
alirantampangLuas
3/4
2
2/13/2
2/13/2
3
2
33
2
22
2
2
..
1.
1
)()2(
)()2(
2)(
)(
.
,1)(
.
3
cc
cc
ccc
cc
cc
cc
cc
RnDcgS
SRn
Dcg
SRn
V
kritisSlope
myBgmyBQy
ymyBg
myBQ
myBymyBg
ymyBQ
DcgVc
FroudeBilanganymyB
QAQV
hidrolisKec
det/363,58833125,781,925,8061,0
2
25,807015,133125,771875,005,8
71875,015,1625,0
:.:
::
2
mQxxxxQ
gHACQ
mxBxYaAmH
mxyCy
aliranhilirdanhuludi
airmukatinggiselisihHgravitasipercg
aliranpenampangluasApengalirankoefiesienCd
gHACQ
d
A
BcB
d
mildyy
yy
yyy
xy
my
yy
SmyBymyBmyB
nQy
myBgmyBQy
cn
n
n
nnn
n
c
cc
n
nnn
n
c
cc
416,3
0003,02270
)70()70(
63,588015,0
932,1)70(81,9)270(63,588
12)()(
)()2(
2/1
3/2
3
2
2/1
3/2
2
3
2
3
3
3992,15,256002653,071875,0
002653,0
)3125,5081,97063,588(1
)704287,03125,5063,588015,0(0003,0
)(1
)(
704287,074375,713125,50
74375,7171875,027023125,5071875,070.
71875,0
3
2
3/42
22
3
2
3/42
22
2
2
P
LPP
B
B
i
io
i
B
BB
BB
BB
B
yxxfyy
fx
f
gABQRAQnS
f
mm
mPAR
mxYBPmxYBA
Y
4656,1
5,2562003171,0002653,071875,0
2
003171,0
)9473,9781,97063,588(1
)3445,19473,9763,588015,0(0003,0
3445,1795,729473,97
3992,127023992,170.
3992,1
3
2
3/42
22
2
P
PBBP
P
P
P
PP
PP
PP
P
y
x
xffyy
fx
xf
mmm
PAR
xYBPxYBA
my
my
xffyy
f
mPARc
yxy
xfyyf
mmm
PAR
xYBPxYBA
my
C
CPPC
C
c
c
C
C
PPC
P
P
PP
PP
PP
C
6925,1
5,2562001642,0003411,04656,1
2
001642,0
1939,2
3406,25,256003411,04656,1
003411,0
4067,19312,795932,102
4656,127024656,170.
4656,1
2
steepyymy
yy
xy
SmyBymyBmyB
nQy
my
myBgmyBQy
cn
c
cc
165,1
01,0270
7070
63,588015,012)()(
87,3)70(81,9
63,588
)()2(
2/13/2
2/1
2/1
2
2
2
3
2
3
3
Kedalaman kritis
Saluran CD
mildyymy
yyy
xy
SmyBymyBmyB
nQy
my
yy
myBgmyBQy
cn
c
cc
cc
733,3
0002,02270)70(70
63,588015,012)()(
925,1)70(81,9)270(63,588
)()2(
2/1
3/2
2/1
2/1
2
3
2
3
2
3
3
m
yyLy
yy
ygBQyy
Fryy
yy n
3,17)85,0733,3(6
)12(685,0
)166465,571(21733,3
)181(21
)181(21
733,3
1
31
1
31
2
2
12
2112
2
009265,0
734,381,921,7165,1
2
/1,7907,8263,588
131,1295,73907,82
165,1
2
22
22
DDsD
DDsD
DD
D
DD
D
RAQnS
xgVyE
dmAQ
V
mPAR
my
009265,0
734,381,921,7165,1
2
/1,7907,8263,588
131,1295,73907,82
165,1
2
22
22
DDsD
DDsD
DD
D
DD
D
RAQnS
xgVyE
dmAQ
V
mPAR
my
top related