Mekanika Fluida II

1
Mekanika Fluida II

• Week 5

2
Latihan

• Penampang segi empat hidrolik terbaik terjadi
  bila
• y 3b
• y b
• y b/2
• y b2
• y 2b

3
Latihan

• Luas penampang segi empat hidrolik terbaik
  adalah
• A 3 y2
• A b2
• A y2
• A 2b2
• A 2y2

4
Pilihan..

• Pada saluran trapezoidal dengan penampang
  terbaik, manakah yang benar ?
• P 2 ?3 . y
• b 2/3 ?3 .y
• A ?3 y 2
• x 1/?3

5
Latihan

• Tentukan ukuran saluran trapesium berlapis bata
  (n 0,016) yang paling ekonomis untuk
  mengalirkan 200m3/det dengan kemiringan 0,0004.
• R A/P y/2
• 200 1/0,016 . (3)1/2 y 2 (y/2)2/3 0,00041/2
• y8/3 146,64 y 6,492 m
• b 2/3(3)1/2 y

6
Pilihan..

• Penampang saluran hidrolik terbaik berdefinisi
• Saluran yang termurah
• Penampang dengan koefisien kekasaran minimum
• Penampang yang mempunyai luas maksimum untuk
  aliran tertentu
• Penampang yang mempunyai keliling terkecil
• Tiada di antara jawaban-jawaban ini

7
Pilihan..

• Berapakah sudut untuk penampang terbaik saluran
  trapezoidal ?
• 30o
• Sudut yang terbentuk dari talud 1 vertikal 2
  horizontal
• Sudut yang terbutuk dari talud 1 vertikal 3
  horizontal
• 45o
• 60o

8
Latihan

• Berapakah ukuran yang paling baik untuk saluran
  berdinding bata yang penampangnya persegi, yang
  dirancang untuk menyalurkan air dengan debit 5
  m3/det dalam aliran air seragam dengan So
  0,001, jika koef Manning 0,015.

9
Latihan

• A 2y2 dan Rh ½ y
• Q 1/n . A. R2/3. S ½
• 5 1/0,015 . 2y2. (½ y) 2/3. 0,001 ½
• y8/3 y 1,267 m b 2 y
  2,53 m
• A 2y2 3,21 m2

10
Latihan

• Hitunglah debit untuk aliran melalui saluran
  trapezoidal dan setengah lingkaran dengan luas
  yang sama.
• A (3)1/2 y 2 3,21 m2 y 1,36 m
• Rh ½ y 0,68 m
• Q 1/n . A. R2/3. S ½
• 1/0,015 . 3,21 . (0,68 ) 2/3. 0,001 ½
• 5,23 m3/det
• Debit aliran di saluran trapezoidal 4,6 lebih
  besar daripada debit di saluran persegi.

11

• Untuk saluran setengah lingkaran dengan luas yang
  sama.
• A ½ p r2 3,21 m2 ? r 1,42 m
• Rh ½ r 0,71 m
• Q 1/n . A. R2/3. S ½
• 1/0,015 . 3,21 . (0,71 ) 2/3. 0,001 ½
• 5,38 m3/det
• Debit aliran di saluran setengah lingkaran 7,6
  lebih besar daripada debit di saluran persegi.

12
Summary
Penampang melintang Luas A Keliling basah, P Jari2 hidrolik R Lebar puncak T Kedalaman hidrolik D Faktor penampang Z
Trapesium, setengah bagian segi enam Persegi pan- jang, setengah bagian bujur sangkar Segitiga, setengah bagian bujur sangkar Setengah lingkaran Parabola T 2v2 y Lengkung hidrostatik ?3 y2 2y2 y2 p/2y2 4/3v2y2 1,40y2 2?3 y 4y 2v2 y py 8/3v2 y 2,9836y ½y ½y ¼v2 y ½y ½y 0,468y 4/3?3 y 2y 2y 2y 2v2 y 1,918y ¾y y ½y p/4y 2/3 y 0,728y 3/2y2.5 2 y2.5 v2/2y2.5 p/4 y2.5 8/9v3 y2.5 1,191 y2.5
13
Penggunaan persamaan energi pada aliran berubah
cepat
Profil saluran pada aliran seragam
14
Persamaan Bernoulli
Untuk kedalaman aliran d tekanan hidrostatis
Ditinjau dari jarak vertikal
Ditinjau dari jarak vertikal
Karena sudut kemiringan kecil
Persamaan Bernoulli menjadi
15
Aliran di atas ambang, penggunaan persamaan
Bernoulli
Aliran uniform yang dipengaruhi ambang
Menggunakan persamaan Bernoulli (asumsi z1z2, a
1 saluran persegi)
16
Dari persamaan kontinuitas
Karena saluran berbentuk persegi panjang,
q adalah debit persatuan lebar Karena saluran
berbentuk persegi panjang,
Sehingga
Terdapat tiga kemungkinan penyelesaian. Susah ya?
17
Energi spesifik
Energi aliran dengan dasar saluran sebagai datum
Untuk aliran tunak (steady) dapat ditulis
Untuk saluran persegi dengan lebar b
18
Latihan

• Sebuah saluran trapezoidal yang memiliki lebar
  saluran 6 meter dengan kemiringan sisi saluran1
  1 mengalirkan 8 m3/det air. Hitunglah energi
  spesifik air jika kedalaman aliran pada saluran 2
  meter.

19

• b 6 m
• x 1
• Q 8 m3/det
• y 2 m
• Luas penampang aliran
• A (62) x 2 16 m2
• Kecepatan air
• V Q/A 8/16 0,5 m/det
• Dari
• E 2 0,52 / (2 x 9,81) 2,013 m

20
Aliran melalui ambang, tinjauan menggunakan
energi spesifik
Aliran di atas ambang dan grafik spesifik energi
21
Latihan

• Suatu saluran berbentuk persegi panjang dengan
  dasar yang datar. Lebar saluran 5 m dan maksimum
  kedalaman 2 m memiliki aliran 10 m3/det.
  Kedalaman normal 1,25 m. Berapakan kedalaman
  aliran pada suatu ambang yang memiliki tebal 0,2
  m sepanjang 1 m. Asumsikan kehilangan energi
  akibat friksi tidak terjadi.

22
Diselesaikan melalu trial and error
Berarti pada bagian 2 kedalaman aliran adalah
0,96 m di atas ambang 0,2 m. Berarti terdapat
penurunan kedalam aliran sebesar 9 cm.