Soal
Saluran segi empat dengan lebar 3 m mengalirkan debit 15 m 3/d. Kemiringan dasar 0,004 dan Koefisien Manning 0,001. pada suatu titik di saluran dimana aliran mencapai kedalaman normal, terjadi loncatan air. a. Tent Tentuk ukan an tipe tipe alir aliran an b. Kedalaman air setelah loncat air c. Panj Panjan ang g lonc loncat at air air d. Kehila Kehilanga ngan n tinggi tinggi tenaga tenaga (energ (energi) i) pada pada loncat loncat air Jawaban :
a. Tipe al aliran Kedalaman air kritis
h2
h1 = H q2
h kr = 3 α
g
=3 1
(15 3)
2
= 1,366 m
9.81
Kedalaman air normal dihitung berdasar rumus Manning 1 1 2 Q = A1.V1 = A1. .R 1 3 .S0 2 n h1 = H
dengan A1
3
= Bh1 = 3h1
R =
A P
=
Bh1 B + 2h1
=
3h1 3 + 2h1
Sehingga 2
3h1 3 1 Q = 3h1 .( 0.004 ) 2 0.01 3 + 2h1 1
Penyelelesaian dari persamaan di atas menghasilkan h1
= 1,08m
Kecepatan Aliran V 1
=
Q A1
=
15 3 x1,08
Angka FROUDE
= 4,63 m d
V 1
F r 1=
g .h1
4,63
=
9,81 x1,08
= 1,422
Oleh karena Fr1 > 1 berarti aliran adalah SUPERKRITIS b. Kedalaman h2
= h1 1 + 8 F 12 − 1 2
h2
=
r
1,08 2
1 + 8(1,42) −1 = 1,70m 2
c. Panjang loncat air L j
= 6 ( h2 − h1 ) = 6 (1,70 −1,08) = 3,72 m
d. Kehilangan tinggi tenaga pada loncat air
( h2 − h1 ) 3
∆ E =
4h2 .h1
=
( 0,62) 3 4 x1,08 x1,70
= 0,032m
Soal
Saluran segi empat, lebar b = 1,2 m dan miring (thd horisontal) 3 o. Tentukan tipe loncat air. Diketahui = Q = 0,14 m 3/s; d1 = 0,018 m; h t = 0,40 m Jawab :
A1 = b. d1 = 1,2 x 0,018 = 0,022 m 2 V1 = Q/A1 = 0,14/0,022 = 6,36 m/s V 1
F r 1=
g .d 1
=
6,36 9,81 x 0,018
= 15,14 > 1
Superkritik
Kedalaman air konjugasi h2* (Rumus Sal. Horisontal) h2
*
=
h1
1 + 8 F 12 − 1 = 0,018 1 + 8(15,14) 2 − 1 = 0,377m 2Cos3 2 r
o
Karena ht > h2* bukan loncat air tipe A Dicari nilai h2
h2
=
h1
=
1 2
h1 1 + 8G1
2
−1
d 1 CosΘ
G1
= K 12 F r 21
K 1
= 10
G12
= (1,2) 2 (15,14) 2 = 324
2
h2
=
0 , 027 Θ
= 10 (
0,018 o
2Cos3
.
1 2
(
= 1,2
0 , 027 ) ( 3 )
) = 0,45m
1 + 8.324 −1
Karena h2 > ht loncat air tipe B Dari grafik (panjang loncat air)
ht h2 * Ft 1
=
0.4 0.377
l
= 1.06 →
= 15.14 →
L j
h2 *
= 4 → l = 1.51m
= 4.9 → L j = 4.9 × 0.4 = 1.96m
ht
Lj = 1,96 m Tipe B 0,018 cm h2
l =
Kehilangan energi d 1 E 1 = l . tan .φ +
cos φ
E 1
= 1.51. tan 3 +
+
ht = 0.4 m
1,51 m
U 1
2
2. g
0.018 cos 3
+
6.36 2 2( 9.8)
= 2.16m 2
E 2 = ht + / ( 2 × 9.81) = 0.404m = 0.4 + 0.14 ( )( ) 2. g 1 . 2 0 . 4 U 2
2
∆ E = E 1 − E 2 = 2.16 − 0.404 = 1.756m ∆ E 1.756 = = 81% E 1
2.16
