MENGHITUNG KECEPATAN ALIRAN SALURAN TERBUKA PADA ALIRAN UNIFORM


Di dalam praktek, faktor penting dalam studi hidraulika adalah kecepatan aliran V atau debit aliran Q. Dalam hitungan praktis, rumus yang banyak digunakan adalah persamaan kontinuitas, Q = AV, dengan A adalah tampang aliran.

Apabila kecepatan dan tampang aliran diketahui, maka debit aliran dapat dihitung.  Demikian pula jika kecepatan dan debit aliran diketahui maka dapat dihitung luas tampang aliran yang diperlukan untuk melewatkan debit tersebut.

Dengan kata lain dimensi pipa atau saluran dapat ditetapkan. Biasanya debit aliran ditentukan oleh kebutuhan air yang diperlukan oleh suatu proyek (kebutuhan air minum suatu kota, untuk irigasi, debit pebangkitan tenaga listrik, dan sebagainya) atau debit yang terjadi pada proyek tersebut (debit aliran melalui sungai). Dengan demikian besarnya debit aliran adalah sudah tertentu.  Berarti untuk bisa menghitung tampang aliran A, terlebih dahulu harus dihitung kecepatan V. Rumus kecepatan ini diperoleh secara Matematis-Empiris yaitu berdasarkan percobaan- percobaan yang dilakukan CHEZY, MANNING dan STRICKLER

  1. Rumus Chezy

Seperti yang telah diketahui, bahwa perhitungan untuk aliran melalui saluran terbuka hanya dapat dilakukan dengan menggunakan rumus-rumus empiris, karena adanya banyak variabel yang berubah. Untuk itu berikut ini disampaikan rumus-rumus empiris yang banyak digunakan untuk merencanakan suatu saluran terbuka.

Chezy berusaha mencari hubungan bahwa zat cair yang melalui saluran terbuka akan menimbulkan tegangan geser (tahanan) pada dinding saluran, dan akan diimbangi oleh komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Di dalam aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang dengan tahanan geser, dimana tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran. Setelah melalui beberapapenurunan rumus, akan didapatkan persamaan umum :

 

V = C √R I

Dengan V adalah Kecepatan aliran (m/det), R =A/P=adalah Jari-jari Hydraulik (m), I adalah Kemiringan dasar saluran dan C adalah Koefisien Chezy, A-luas basah P=keliling basah

2.Rumus Manning

Rumus Manning yang banyak digunakan pada pengaliran di saluran terbuka, juga berlaku untuk pengaliran di pipa. Rumus tersebut mempunyai bentuk:

V = 1/n  R2/3  I1/2

Dengan n adalah koefisien Manning dan R adalah jari-jari Hydraulik, yaitu perbandingan antara  luas tampang aliran A dan keliling basah P.

Untuk pipa lingkaran, A = πD2/4 dan P = π D , sehingga:

Atau

D = 4R

Untuk aliran di dalam pipa persamaan menjadi:

 

3. Rumus STRICKLER

Rumus Strickler yang banyak digunakan pada pengaliran di saluran terbuka, juga berlaku untuk pengaliran di pipa. Rumus tersebut mempunyai bentuk:

V = k  R2/3  I1/2

Dengan k adalah koefisien Strickler dan R adalah jari-jari Hydraulik, yaitu perbandingan antara  luas tampang aliran A dan keliling basah P.

Contoh soal hidrolika:

Saluran terbuka berbentuk segiempat terbuat dari pasangan batu bata yang difinish dengan plester & aci (n=0,025). Apabila kemiringan dasar saluran adalah 0,00015. dan diinginkan mampu mengalirkan air 10 m3/detik.

Hitung  Dimensi saluran.

Jawab :

Penentuan dimenssi ini sebenarnya bebas saja terserah perencana ,,,,,,.. ….

Tapi  ada kondisi  dimana dimensi tertentu akan memberikan dimensi yang ekonomis ,  misalnya jenis saluran plester maka b- 2 h ( b= lebar saluran dan h- dalamnya air)

 

sehingga A = b . h  = 2h . h =  2 h2

dan P = h+b+h = h+2h+h=4 h

maka R = A/P  = 2 h2 / 4h = h/2

 

karena nilai kekasaran saluran yang diketahui hanya manning maka kecepatan dihitung dengan

V = 1/n  R2/3  I1/2   = 1/0.025 x (h/2)2/3  (0.0016)1/2 = 40 x ((h/2)2/3  ) x 0.04

Q = A , V

10 = 2 h2  x 40 x ((h/2)2/3  ) x 0.04 …. h= 3.20 meter

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s