ALIRAN PADA SALURAN TERBUKA

ALIRAN PADA SALURAN TERBUKA

A.    PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Pemahaman tentang konsep dasar aliran terbuka sangat diperlukan untuk mendapatkan informasi yang benar, tentang aliran itu sendiri. Oleh karena itu, diperlukan visualisasi yang dapat memperjelaskan pemahaman tentang konsep dasar dan perilaku air pada  aliran terbuka dalam kesehariannya.

2.      Maksud danTujuan

a.       Mendemonstrasikan aliran permanen seragam pada saluran licin dan kasar.

b.      Menentukan koefisien kekasaran chezy untuk masing masing saluran tersebut.

B.     ALAT YANG DIGUNAKAN

a.      Multi Purpose Teaching Flume

Merupakan suatu set model saluran terbuka dengan dinding tembus pandang yang diletakan pada struktur rangka kaku. Dasar saluran ini dapat diubah kemiringannya dengan menggunakan jack hidraulik yang dapat mengatur kemiringan dasar saluran tersebut seecara akurat sesuai dengan yang kita inginkan. Terpasangnya rel pada bagian atas saluran tersebut memungkinkan alat ukur kedalaman (point gauge) dan tabung pitot dapat digeser-geser sepanjang saluran.

Saluran ini dilengkapi dengan keran tekanan udara dan pada titik-titik tertentu terdapat lubang untuk pemasangan model bangunan air. Saluran ini dilengkapi pula dengan tangki pelayanan berikut pompa sirkulasi air dan alat pengukur debit.

b.      Point gauge  (alat ukur tinggi muka air).

c.       Mistar / pita ukur

C.    DASAR TEORI

Pada umumnya, tipe aliran melalui saluran terbuka adalah tubulen karena kecepatan aliran dan kekasaran dinding relatif besar. Aliran melalui saluran terbuka disebut seragam/ uniform apabila berbagai variabel aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit pada setiap tampang di sepanjang aliran adalah konstan.

Aliran disebut tidak seragam atau berubah, apabila variabel aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan disepanjang saluran tidak konstan.

Aliran disebut permanen apabila variabel aliran disuatu titik seperti kedalaman dan kecepatan tidak berubah beraturan terhadap waktu. Apabila perubahan terhadap waktu, maka disebut aliran tidak permanen.

Zat cair yang mengalir melalui saluran terbuka akan menimbulkan tegangan geser pada dinding saluran. Tahanan ini akan diimbangi oleh komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran.

Berdasarkan kesetimbangan gaya gaya yang terjadi tersebut dapat diturunkan rumus chezy sebagai berikut:

                        V =  C

Dengan      V = Kecepatan aliran

                        C =  Koefisien chezy

                        R = Radius Hidraulik

                        I  = Kemiringan muka air

Luas tampang basah :

           A = B. h

Keliling tampang basah :

           P = B + 2h

Radius hidraulik :

           R =  

Kecepatan aliran :

           V =              

Debit suatu aliran :

           Q = A.V

dengan,

           A = luas tampang basah          ( )

           B = lebar ambang                     ( m )

           h = kedalaman air                     ( m )

           P = keliling tampang basah     ( m )

           R = radius hidraulik

           L = Panjang aliran                    ( m )

           t  = waktu yang ditempuh       ( s )

           V= kecepatan aliran                (   

           Q= debit aliran                        (  )

Untuk menghitung kemiringan :

Kemiringan saluran :

           Is =

Kemiringan muka air :

           Iw = Is +

dengan,

           Is = kemiringan saluran

           = selisih kedalaman air (m)

            L  = panjang aliran             (m)

            Iw = kemiringan muka air

            h   = kedalaman air             (m)

Untuk menghitung koefisien chezy :

            V = C

Dengan,

            V = kecepatan aliran               (m/s)

            C = koefisien chezy                (m^1/2s)

            R = radius hidraulik

            I  = kemiringan muka air

D.    PROSEDUR PERCOBAAN

1.    Alirkan air kedalam saluran dengan menjalankan pompa.

2.    Apabila dasar saluran dimiringkan, catatlah kemiringannya sebagai Is.

3.    Ukurlah kedalaman di dua titik yang telah ditentukan jaraknya (L) , satu dibagian hulu, dan yang lain dihiir sebagai h1 dan h2.

4.    Ukur debit aliran, kemudian ukur pula kecepatan aliran dikedua titik tersebut sebagai v1 dan v2.

5.    Ukurlah kemiringan muka yang terjadi. Yaitu Iw=Is+(h1-h2)/L.

6.    Amati keadaan aliran yang terjadi.

7.    Ulangi prosedur diatas untuk dasar saluran dengan kekasaran.

8.    Dari hasil pengukuran tersebut tentukan besarnya koefisien kekasaran chezy untuk dasar saluran licin maupun kasar, lalu bandingkan.

9.    Gambarkan sketsa saluran dan letak titik titik pengukuran.