Teori Dan Analisis Aliran Tidak Seragam

Teori dan Analisis Aliran Tidak Seragam Yuli Suharnoto Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Topik Bahasan 

Asumsi Dasar yg digunakan



Persamaan Persamaan Dinamis Dinami s Aliran Aliran Tidak Seragam Seragam



Ciri-ciri profil aliran



Penggolongan Aliran



Analisa Profil aliran

Sinopsis 







Pada saluran terbuka, jika kedalaman aliran bervariasi sepanjang jarak longitudinal, aliran dinamakan aliran berubah bertahap Situasi ini dijumpai pada hulu dan hilir control  section. Aliran mantab (steady ) yang tidak seragam didefinisikan sebagai aliran yang mempunyai mempunyai debit bervariasi sepanjang jarak longitudinal. Situasi ini dijumpai pada side spillway , gutters, saluran permeabel, dan drop structure.

Asumsi dasar dan persamaan aliran berubah bertahap Persamaan aliran berubah bertahap Perubahan kedalaman sepanjang longitudinal Slope saluran sepanjang longitudinal Gradien head loss sepanjang longitudinal Bilangan Froude untuk aliran

Asumsi Dasar 1. Head loss sebandi sebanding ng deng dengan an head loss alir aliran an seragam yang mempunyai radius hidraulik dan rata-rata rata-rata kecepatan yang sama s ama 2. Slope saluran kecil sehingga kedalaman aliran relatif sama jika diukur secara vertikal atau tegak lurus dasar saluran 3. Tak ada air entraintment  4. Distribusi kecepatan kecepatan pada saluran relatif  tetap/konstan 5. Koefisien hambatan tidak tergantung tergantung kedalaman kedalaman aliran dan konstan sepanjang bagian saluran sal uran

Head loss Dari persamaan Manning Asumsi ini lebih akurat untuk untuk kasus penyempitan aliran dibandingkan dibandingkan dengan pelebaran aliran karena pada penyempitan aliran kehilangan tekanan karena faktor gesekan sedang pada pelebaran aliran kehilangan tekanan karena faktor eddies

Untuk

Q tertentu, F  dan Sf  adalah fungsi dari kedalaman kedalaman aliran y . Pada saluran yang lebar F  dan Sf  akan berubah selaras s elaras dengan y karena

F  dan

Jika

Sf berbanding terbalik dengan penampang A

y bertambah maka F  dan Sf  akan berkurang.

Secara definisi S f  = So jika y = y = y N . Karena itu ketidaksamaan ketidaksamaan berikut ini berlaku:

Untuk kondisi Kemiringan

saluran lebih kecil dari kemiringan kemiringan kritis (Profil M) Ketidaksamaan ini membagi saluran menjadi 3 zona







Kesimpulan 







± dy/dx dapat ditentukan dari persamaan Jika profil muka air mendekati kedalaman kedalaman normal, maka mendekatinya secara asimptot Jika profil muka air mendekati kedalaman kritis, maka memotong kedalaman ini dengan sudut yg besar Jika aliran subkritis di hulu tetapi memotong kedalaman kritis, maka kontrol yg menentukan kedalaman kritis akan menentukan keseluruhan profil muka air

Kesimpulan (lanjutan) 



Tiap aliran berubah bertahap menunjukkan menunjukkan prinsip bahwa aliran aliran subkritis dikontrol dikontrol dari hilir sedangkan aliran al iran superkritis dikontrol dikontrol dari hulu Pada saluran horisontal dan mendaki, terminologi kedalaman kedalaman normal tak mempunyai makna karena kedalaman normal akan mempunyai nilai negatif atau imajiner, tetapi tetapi bentuk profile masih dapat dideduksi