MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
-
Upload
sandro-nainggolan-brab -
Category
Documents
-
view
392 -
download
19
Transcript of MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
1/12
HYDRAULICS 1
HIDROLIKA
SALURAN TERBUKAMATERI - 5
N LISIS
PROFIL MUK IR
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
2/12
HYDRAULICS 2
METODE PERHITUNGAN
Ada beberapa metode dalam analisis profil muka air untuk steadynonuniform flow. Beberapa diantaranya adalah :
1. Direct Step Method (Metode Langsung)
2. Standard Step Method (Metode Tahapan Standar)3. Graphical Integration Method (Metode Integrasi Grafis)4. Bresse Method5. Deret Method. and
6. Flamant Method.Dua metode pertama adalah yang paling umum digunakan.
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
3/12
HYDRAULICS 3
METODE LANGSUNG
Gambar berikutmenunjukkansegmen aliran tidakseragam.Menurut persamaanBernoulli, dapatditunjukkan sbb :
f
E
22
2
E
21
1 hg2V
hzg2
Vh
21
XSEXSE f 2o1 or
h f = S f . X
h2
X
h1
z = S o XS o
S f
g2V22
g2V21
S w
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
4/12
HYDRAULICS 4
DIRECT STEP METHOD (continued)
f o
12SSEEX 2
SSS 2f 1f f dimana
34
R A
nQS2
22f Manning
R AC
QS
22
2
f Chezy
g2v
hE21
11
g2v
hE22
22
Prosedur perhitungan dimulai dari (water depth) h1 , yang diperoleh dari
rating curve debit. Kedalaman air berikutnya (upstream) pada jarak X diasumsikan sedikit lebih kecil untuk meningkatkan profil permukaan,dan sedikit lebih tinggi untuk jatuh profil permukaan. Jarak Xkemudian dihitung dengan menggunakan persamaan (i).
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
5/12
HYDRAULICS 5
EXAMPLEProblem:
Saluran trapesium mempunyai kemiringan sisi 1 : 1, kemiringan dasar0.0015, dan lebar dasar 3.0 m. Adanya bangunan kontrol didownstream, kedalaman air upstream dari bangunan kontrol menjadi
4.0 m pada debit 19.0 m 3/dtk. Hitung dan gambar profil muka air jikaManning Coefficient n = 0.007.
Solution : 1. Langkah pertama adalah mengidentifikasi tipe profil muka air, dengan
mengjitung normal water depth, hn, and critical depth, hcr .
Normal water depth, hn dapat diperoleh dari Manning formula:21
32
oSRn1
AQ
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
6/12
HYDRAULICS 6
EXAMPLE (continued)Dengan mengganti nilai parameter yang diberikan ke dalam rumusManning. akan diperoleh :
2132
0015.02h23
hh3017.0
hh319
Critical depth can be calculated from:T
Ag
Q 32
h3
hh3
81.9
19 32
h >h N > hc : water surface profile is M1.
Perhitungan dapat diselesaikandengan cara trial and error untukmencari h (sebagai h
N)
Dan diperoleh h N = 1.726 m.
Dengan cara trial and error, diperoleh h = 0.546 m
(as critical depth, h c).
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
7/12
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
8/12
HYDRAULICS 8
CALCULATION PROCEDURE
Column 1 . h . Kedalaman air akhir tinjauan asimptot dengankedalaman normal pada jarak tertentu. Oleh karena itu, perhitunganprofil muka air dihentikan pada kedalaman sekitar 1% dari kedalaman
normal.Colum n 2 . A . Luas penampang pada kedalaman h (Column 1). Colum n 3 . R . Hydraulic radiun, R = A/P, where P = wetted perimeterpada kedalaman h (Column 1). Colum n 4 . V 2 /2g . Velocity head, V = Q/A, dimana Q yang diberikan
dan A dari Column 2. Colum n 5 . E . Specific energy, E, jumlah dari water depth, h, (Column1), and velocity head. V2/2g, (Column 4).
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
9/12
HYDRAULICS 9
Column 6. E=E2 E1. Kolom ini diperoleh dengan mengurangkanEnergi Spesific, E untuk kedalaman air yang dihitung dengan Energispesific dengan kedalaman air sebelumnya.
Column 7. Sf. Garis gradien Energi, dihitung dengan rumus
Manning untuk nilai terkait
Column 8. . Rerata nilai gradien energi
Column 9.
Column 10. X = X 2 -X 1Column 11. X. Total Jarak, Jumlah dari nilai pada Column 10.
34
R A
nQS
2
22
f
f S
f o SS
f S
CALCULATION PROCEDURE (continued)
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
10/12
HYDRAULICS 10
WATER SURFACE PROFILEcalculated by using DIRECT STEP METHOD
Direct Step M ethod
0,0
1,0
2,0
3,0
4,05,0
6,0
05001000150020002500
Distance, m
D e p t h
, m
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
11/12
HYDRAULICS 11
METODE TAHAPAN STANDAR
Metode ini dikembangkan berdasarkan konsep energi dalam saluranterbuka.
f
E
22
22
E
21
11 hg2V
hzg2
Vhz
21
f 21 hEE
Perhitungan dimulai dari titik di mana total energi E1, diketahui (atau h1) dan z1(diketahui).
Jarak ke titik berikutnya, X, ditentukan. Parameter yang dapat diperoleh secaralangsung adalah z2 = z1 + z, di mana z = So X. Tiga parameter lainnyaadalah fungsi kedalaman air h2, sehingga dengan asumsi nilai h2 persamaandapat diselesaikan.
-
8/13/2019 MATERI - 5 Perhitungan Profil Muka Air
12/12
HYDRAULICS 12