1-hidraulika
TRANSCRIPT
MATERI KULIAH HIDRAULIKA(Bahan Kuliah BA. KIRONOTO)
Review Klasifikasi AliranKarakteristik Turbulen pada Aliran Seragam
Tegangan Gesek Dasar Distribusi Tegangan Gesek Distibusi Kecepatan Kecepatan Rata-rata (Manning)
ReviewJournal : Karakteristik Turbulen pada Aliran Seragam dan Aliran Tidak Seragam (Artikel : Kironoto dan Graf)
Aliran SeragamDistribusi Kecepatan (inner region, outer region)Turbulen (Turbulent Intensity, Reynold Shear Stress)
Aliran Tidak SeragamDistribusi Kecepatan (inner region, outer region)Turbulen (Turbulent Intensity, Reynold Shear Stress)
MATERI KULIAH HIDRAULIKA(Bahan Kuliah BA. KIRONOTO)
Tugas Review Journal Publikasi Internasional dengan materi terkait dengan hidraulika (distribusi kecepatan, turbulen, Manning, dll)
Setiap mahasiswa bertugas mereview 1 jurnal Sebelum direview, jurnal dikumpulkan dulu ke dosen untuk disetujui (agar tidak sama antar mahasiswa, topik sesuai dengan kuliah, dll) (dalam 2 minggu ke depan)Tugas Jurnal yang sudah direview dipresentasikan oleh mahasiswa dengan format power point (setelah ujian sisipan)Jurnal dapat diperoleh dari berbagai sumber : 1. Internet (Google Scholar, yahoo, dll; kata kunci, misalnya : velocity distribution, Shear stress, open channel flow, Coles Law, Logarithmic law, Manning, kironoto, dll), 2. Buku, 3. Journal, dll)
Nilai Ujian : 25 % dari total nilai ujian (dengan komposisi 70% ujian tulis; 30 % presentasi tugas)
Aliran Laminer / Turbulent Aliran SubKritik, Kritik, Superkritik
Aliran Invisid dan Visid Aliran rotasional / Tidak Rotasional, dll Aliran 1, 2, 3 Dimensional Aliran Tunak / Taktunak
Aliran Seragam / Tidak Seram
Klasifikasi Aliran
04/17/2023
Aliran Laminer / Turbulent
Berdasarkan pengaruh kekentalan (viskositas) terhadap pengaruh inersia, aliran pada saluran terbuka dapat dibedakan sebagai aliran laminer dan aliran turbulen. Pada saluran terbuka, angka Reynolds didefenisikan sebagai :
dimana U : kecepatan rata-rata tampang, R : jari-jari hidraulik, dan n : viskositas
ALIRAN LAMINER Pengaruh viskositas atau kekentalan lebih besar dari pada pengaruh inersiaGerakan partikel air teratur, lurus, sejajar
Untuk aliran laminar dalam pipaUntuk aliran laminar dalam saluran terbuka
Experimental laboratorium untuk Aliran Laminer pada pipa
ALIRAN TURBULENPengaruh viskositas atau kekentalan lebih kecil dari pada pengaruh inersiaGerakan partikel air tidak teratur, berbelak-belok (bercampur), tidak sejajar
Untuk aliran tubulen pada saluran terbuka (teoritis > 1000; pada aliran dalam pipa, Re > 4000, dalam kenyataannya Re > 12500)
Experimental laboratorium untuk Aliran Turbulen pada pipa
u
t
u u
u
uuu vvv www
Video Aliran Laminer / Aliran Turbulen
Aliran SubKritik, Kritik, Superkritik
Berdasarkan nilai angka Froude.
dimana U : kecepatan rata-rata tampang, D : Kedalaman hidraulik, dan g : percepatan gravitasi Fr < 1 : aliran Subkritik ; aliran tenang, mengalirFr = 1 : aliran KritikFr > 1 : aliran Superkritik ; aliran sangat cepat
C = celerity : kecepatan rambat gelombangJika ada perubahan jenis aliran dari :
- superkritis ke sub-kritis : terjadi loncat air- sub-kritis ke superkritis : melewati aliran kritis
8. Aliran Kritis, Subkritis, dan superkritisdidasarkan pada angka Froude: Fr < 1 : aliran sub-kritis Fr = 1 : aliran kritis Fr > 1 : aliran super-kritis
Video : Contoh Aliran Subkritik (Fr < 1)
Video : Contoh Aliran Kritik (Fr = 1)
Video : Contoh Aliran Superkritik (Fr > 1)
Aliran Invisid / Aliran Viskous
Aliran invisid (aliran fluida ideal)fluida ideal viskositas, = 0tegangan geser = 0kehilangan energi = 0
Aliran Viskous (aliran fluida nyata)fluida ideal viskositas, ≠ 0tegangan geser ≠ 0kehilangan energi ≠ 0
u
Fluida Invisid
u=f(z)d
z
Aliran Irrotasional / Rotasional
Video Aliran Rotasional / Irrotasional
Aliran 1D, 2D & 3D
Aliran 1D : karakteristik aliran, misal kecepatan, tidak berubah pada tampangSering dipakai untuk penyederhanaan permasalahan aliran
Aliran 2D : karakteristik aliran, misal kecepatan, berubah pada tampang (horisontal atau vertikal saja)Bisa dijumpai pada aliran saluran lebar
Aliran 2D : karakteristik aliran, misal kecepatan, berubah pada tampang (horisontal dan vertikal)Aliran di lapangan sesungguhnya 3 D
1 Dimensional Flow
Kecepatan seragam pada arah vertikal
maupun transversal
2 Dimensional Flow
2D-vertikal 2D-Horizontal
SUNGAI LEBAR Estuari, Laut
Kecepatan terdistribusi:
- arah vertikal
- arah transversal
3 Dimensional Flow
Distribusi kecepatan pada tampang aliran
Aliran Tunak/ Tidak TunakAliran Tunak (steady / permanen flow): variabel aliran tidak berubah terhadap waktuContoh aliran di saluran / sungai pada kondisi tidak ada perubahan aliran (tidak ada hujan, tidak banjir, dll)
Aliran Tak Tunak (unsteady / non-permanen flow): variabel aliran berubah terhadap waktuContoh aliran di saluran / sungai pada kondisi ada perubahan aliran (tidak ada hujan, tidak banjir, dll)Aliran yang dipengaruhi muka air pasang-surut(muara sungai di laut)
)Q,h,,p,v(f;t
f
0
0t
f
Steady Flow
Parameter aliran konstan terhadap waktu
waktu
V
turbulen laminer
Unsteady FlowParameter aliran fungsi terhadap
waktu
waktu
V
turbulen
laminer
Aliran Seragam / Tidak Seragam
Aliran Seragam (uniform flow): variabel aliran tidak berubah terhadap jarak Contoh aliran di saluran / sungai pada kondisi tidak ada pengaruh pembendungan / terjunan, tidak ada penyempitan/pelebaran yang ekstrim.
Aliran Tidak Seragam (non-uniform flow): variabel aliran berubah terhadap jarak Contoh aliran di saluran / sungai pada kondisi ada pengaruh pembendungan / terjunan, ada penyempitan/pelebaran yang ekstrim.
0x
f
0x
f
Aliran Seragam
Parameter aliran konstan terhadap tempat (jarak)
h1
h2Q
Se
S0
SW
Aliran Tidak Seragam
Parameter aliran berubah terhadap tempat (jarak)
h1
h2
Q
Se
S0
SW
Aliran Tdk Seragam
Gradually Varied Flow
Rapidly Varied Flow
Accelerated G.V. Flow
Deccelerated G.V. Flow
Accelerated R.V. Flow
Deccelerated R.V. Flow
Definisi
?
o
oo
Aliran tdk seragam
Aliran sub kritis
Aliran superkritis
Loncat Air
Al. Uniform
Sub kritis
Super kritis
oo
o
o
oo
o