BAB 1. KARAKTERISTIK DAN JENIS ALIRAN DALAM SALURAN

KARAKTERISTIK KARAKTERISTIK

DAN JENIS ALIRAN DAN JENIS ALIRAN

DALAM SALURAN DALAM SALURAN

Materi 1.

Karakteristik dan Jenis

Aliran Air dan Karakteristik Penampang Saluran

Dasar-Dasar Aliran

Fluida

PRINSIP DASAR

1. Aliran dalam saluran & Klasifikasi.

a. Aliran terbuka ada muka air bebas

b. Aliran tertutup tidak ada muka air bebas

air bebas

a b

nurnilamoemiati

V= kecepatan aliran (m/dt) P = tekanan rata-rata (kg/m² z = elevasi thd bid. Datum (m)

 = berat satuan fluida

Tinggi kecepatan = V2/2g (m) Tinggi tekanan = p/ (m)

Tinggi tempat = z (m)

Bidang datum

nurnilamoemiati

E₁ = E₂ +  H

E p z

g 2 z V

p g

2 V

2 2

2 2

2 1

1 1 2

1 



 ^{    }



Hukum Dasar Hidrolika:

1. Persamaan Kontinuitas 2. Persamaan Energi

3. Persamaan Momentum

Konsep penting dalam aliran fluida

1. Prinsip Kekekalan Massa (persamaan kontinuitas)

2. Prinsip Energi Kinetik

2. Prinsip Energi Kinetik

(persamaan-persamaan aliran tertentu)

3. Prinsip Momentum

(persamaan gaya-gaya dinamik fluida yang mengalir)

Gerakan Fluida



Pengertian Debit

Adalah banyaknya fluida yang

mengalir melalui penampang pipa atau saluran terbuka tiap detik.

atau saluran terbuka tiap detik.

Q = V x A

V : Kecepatan aliran

A : Luas penampang pipa/saluran

Persamaan Kontinuitas

“Banyaknya fluida yang mengalir tiap

detik pada tiap penampang adalah sama”

1 2 3

Q₁ = Q₂ = Q₃

A₁ V₁ = A₂ V₂ = A₃ V₃

Persamaan Energi/Bernoulli

 Pada tiap saat dan tiap posisi yang

ditinjau dari suatu aliran didalam pipa tanpa gesekan yang tidak bergerak, akan mempunyai jumlah energi

akan mempunyai jumlah energi

potensial, energi tekanan, dan energi kecepatan yang sama besarnya.

g V g

z p g

V g

z p

2 .

2 .

2 2 2

2 2

1 1

1

    

r

r

Asumsi dalam persamaan Bernoulli

1.

Kecepatan partikel fluida di

setiap penampang adalah sama

2.

Tidak ada gaya-gaya luar yang Tidak ada gaya-gaya luar yang bekerja pada fluida selain gaya berat

3.

Tidak terjadi kehilangan energi

Penggunaan Persamaan Bernoulli

1

• Venturimeter (untuk mengukur debit )

• Orifece meter (untuk 2

• Orifece meter (untuk

mengukur debit dalam pipa)

3

• Tabung pitot (mengukur

kecepatan arus dalam saluran terbuka dan tertutup )

Keseimbangan Energi

Aliran Terbuka dan

Aliran Tertutup

Aliran Tertutup

Perbedaan Aliran Terbuka dan Aliran Tertutup

Perbedaan tersebut adalah pada keberadaan permukaan bebas.

Aliran saluran terbuka mempunyai

 Aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas.

 Aliran saluran tertutup tidak mempunyai permukaan bebas karena air mengisi

seluruh penampang saluran.

ALIRAN SALURAN TERBUKA

TERBUKA

Prinsip Aliran Terbuka

 Aliran dengan permukaan bebas.

 Mengalir dibawah gaya gravitasi, dibawah tekanan udara atmosfir.

 Mengalir karena adanya slope dasar saluran.

Jenis-Jenis Aliran

 Berdasarkan waktu pemantauan

 Aliran Tunak (Steady Flow)

 Aliran Taktunak (unsteady Flow)

 Berdasarkan ruang pemantauan

 Aliran Seragam (Uniform flow)

 Aliran Berubah (Varied flow)

Perilaku aliran saluran terbuka

 Ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan gravitasi sehubungan dengan

gaya inersia aliran

 Pengaruh kekentalan:

 Pengaruh kekentalan:

 Laminer : jika kekentalan sangat besar.

 Turblen : jika kekentalan relatif lemah.

 peralihan

Inflow 3 A

Change in Storage 3a

1 A 2

Section AA

Outflow

3b

Geometri Saluran

(

Btk Penampang & Kemiringan Dasar)

 Sal. Prismatik (Prismatic Channel):

penampang melintangnya tidak

berubah dan kemiringan dasarnya tetap.

tetap.

 Sal. Tak-Prismatik (Non Prismatic Channel) :

penampang melintangnya berubah dan kemiringan dasar juga berubah.

ALIRAN SALURAN TERTUTUP

TERTUTUP

Prinsip Aliran Tertutup

 Fluida, setelah mengalir masuk ke dalam pipa akan membentuk LAPIS BATAS dan tebalnya akan bertambah besar sepanjang pipa.

 Pada suatu titik sepanjang garis tengah pipa, lapisan akan bertemu dan

pipa, lapisan akan bertemu dan

membentuk daerah yang terbentuk penuh di mana kecepatannya tidak

berubah setelah melintasi titik tersebut.

 Jarak dari ujung masuk pipa ke titik pertemuan lapis batas tsb dinamakan PANJANG KEMASUKAN.nurnilamoemiati

Kehilangan Energi pada Aliran Tertutup

1. Kehilangan energi akibat gesekan 2. Kehilangan energi akibat:

a. Perlambatan a. Perlambatan b. Pelebaran

c. Penyempitan d. Belokan

e. percabangan