MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air

8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air

1/12

HYDRAULICS 1

HIDROLIKA

SALURAN TERBUKAMATERI - 5

N LISIS

PROFIL MUK IR


2/12

HYDRAULICS 2

METODE PERHITUNGAN

Ada beberapa metode dalam analisis profil muka air untuk steadynonuniform flow. Beberapa diantaranya adalah :

1. Direct Step Method (Metode Langsung)

2. Standard Step Method (Metode Tahapan Standar)3. Graphical Integration Method (Metode Integrasi Grafis)4. Bresse Method5. Deret Method. and

6. Flamant Method.Dua metode pertama adalah yang paling umum digunakan.


3/12

HYDRAULICS 3

METODE LANGSUNG

Gambar berikutmenunjukkansegmen aliran tidakseragam.Menurut persamaanBernoulli, dapatditunjukkan sbb :

f

E

22

2

E

21

1 hg2V

hzg2

Vh

21

XSEXSE f 2o1 or

h f = S f . X

h2

X

h1

z = S o XS o

S f

g2V22

g2V21

S w


4/12

HYDRAULICS 4

DIRECT STEP METHOD (continued)

f o

12SSEEX 2

SSS 2f 1f f dimana

34

R A

nQS2

22f Manning

R AC

QS

22

2

f Chezy

g2v

hE21

11

g2v

hE22

22

Prosedur perhitungan dimulai dari (water depth) h1 , yang diperoleh dari

rating curve debit. Kedalaman air berikutnya (upstream) pada jarak X diasumsikan sedikit lebih kecil untuk meningkatkan profil permukaan,dan sedikit lebih tinggi untuk jatuh profil permukaan. Jarak Xkemudian dihitung dengan menggunakan persamaan (i).

(i)

(ii)

(iii)

(iv)

(v)


5/12

HYDRAULICS 5

EXAMPLEProblem:

Saluran trapesium mempunyai kemiringan sisi 1 : 1, kemiringan dasar0.0015, dan lebar dasar 3.0 m. Adanya bangunan kontrol didownstream, kedalaman air upstream dari bangunan kontrol menjadi

4.0 m pada debit 19.0 m 3/dtk. Hitung dan gambar profil muka air jikaManning Coefficient n = 0.007.

Solution : 1. Langkah pertama adalah mengidentifikasi tipe profil muka air, dengan

mengjitung normal water depth, hn, and critical depth, hcr .

Normal water depth, hn dapat diperoleh dari Manning formula:21

32

oSRn1

AQ


6/12

HYDRAULICS 6

EXAMPLE (continued)Dengan mengganti nilai parameter yang diberikan ke dalam rumusManning. akan diperoleh :

2132

0015.02h23

hh3017.0

hh319

Critical depth can be calculated from:T

Ag

Q 32

h3

hh3

81.9

19 32

h >h N > hc : water surface profile is M1.

Perhitungan dapat diselesaikandengan cara trial and error untukmencari h (sebagai h

N)

Dan diperoleh h N = 1.726 m.

Dengan cara trial and error, diperoleh h = 0.546 m

(as critical depth, h c).


7/12


8/12

HYDRAULICS 8

CALCULATION PROCEDURE

Column 1 . h . Kedalaman air akhir tinjauan asimptot dengankedalaman normal pada jarak tertentu. Oleh karena itu, perhitunganprofil muka air dihentikan pada kedalaman sekitar 1% dari kedalaman

normal.Colum n 2 . A . Luas penampang pada kedalaman h (Column 1). Colum n 3 . R . Hydraulic radiun, R = A/P, where P = wetted perimeterpada kedalaman h (Column 1). Colum n 4 . V 2 /2g . Velocity head, V = Q/A, dimana Q yang diberikan

dan A dari Column 2. Colum n 5 . E . Specific energy, E, jumlah dari water depth, h, (Column1), and velocity head. V2/2g, (Column 4).


9/12

HYDRAULICS 9

Column 6. E=E2 E1. Kolom ini diperoleh dengan mengurangkanEnergi Spesific, E untuk kedalaman air yang dihitung dengan Energispesific dengan kedalaman air sebelumnya.

Column 7. Sf. Garis gradien Energi, dihitung dengan rumus

Manning untuk nilai terkait

Column 8. . Rerata nilai gradien energi

Column 9.

Column 10. X = X 2 -X 1Column 11. X. Total Jarak, Jumlah dari nilai pada Column 10.

34

R A

nQS

2

22

f

f S

f o SS

f S

CALCULATION PROCEDURE (continued)


10/12

HYDRAULICS 10

WATER SURFACE PROFILEcalculated by using DIRECT STEP METHOD

Direct Step M ethod

0,0

1,0

2,0

3,0

4,05,0

6,0

05001000150020002500

Distance, m

D e p t h

, m


11/12

HYDRAULICS 11

METODE TAHAPAN STANDAR

Metode ini dikembangkan berdasarkan konsep energi dalam saluranterbuka.

f

E

22

22

E

21

11 hg2V

hzg2

Vhz

21

f 21 hEE

Perhitungan dimulai dari titik di mana total energi E1, diketahui (atau h1) dan z1(diketahui).

Jarak ke titik berikutnya, X, ditentukan. Parameter yang dapat diperoleh secaralangsung adalah z2 = z1 + z, di mana z = So X. Tiga parameter lainnyaadalah fungsi kedalaman air h2, sehingga dengan asumsi nilai h2 persamaandapat diselesaikan.


12/12

HYDRAULICS 12

MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air

Documents