PERCOBAAN 5 KARAKTERISTIK ALIRAN MELALUI PINTU AIR V-NOTCH ? ? A. TUJUAN Pengamatan aliran melalui pintu air V- Notch. B.PERALATAN1.1 (satu) set saluran terbuka. 2.Pintu sorong. 3.Alat pengangkut. 4.Alat ukur. 5.Stopwatch. C.DASAR TEORI Simpanantambahandiatasmercupelimpahdapatdiadakandengan memasangpintuairsementaraatauairgerak.Kenaikanpermukaanairwaduk semacaminidapatdibenarkanpadamusimairrendah,yaitupadawaktualiran rendahdapatdiizinkanmelaluialatpengendalimercu.Bilasuatubanjirbesar terjadi,kapasitaspenuhpelimpahdapatdiperolehdenganmengangkat penghalang-penghalangsementaratersebut.Alat-alatiniharuslahdigunakan Q = Cd.25.2tan . 2 .158H gu dengan hati- hati pada pelimpah bendungan urugan, dimana kegagalan kerja pintu air dapat berakibat terjadinya luapan diatas bendungan. Papan Penutup Instalasipapanpenutupyangbiasaterdiridaripanel-panelkayuyang terjepit oleh penguat- penguat tegak yang dipasang oleh mercu pelimpah. Instalasi semacaminibersifatsementaradandirancanguntukjebolbilapermukaanairdi waduk melampaui elevasi yang ditentukan. Suatu rancangan umum menggunakan pipaataubatangbajayangdirangkaidenganlonggardalamlubang-lubangdi mercubendungandandirancanguntukterbengkoksertamelepaskanpapan penutupnya pada taraf air tertentu. Papanpenutupsementarasemacaminitelahdigunakandengantinggi hingga 4 atau 5 ft ( 1,3 atau 1,7 m ). Karena papan penutup sementara akan hilang setiap kali penunjangnya runtuh, maka papan penutup tetapakan lebih ekonomis untuk instansi besar. Papan penutup besar biasanya terdiri dari panel- panel yang dapat diangkat atauditurunkandarisuatuCablewayataujembatanyangterletaklebihtinggi. Ujungbawahpanel-paneldiletakkandidalamsuatududukanatauengseldiatas mercupelimpah,sedangkanpanel-panelnyaditunjangdalamkedudukanmiring olehpenyokong-penyokongataudenganmengikatkantepiataspanel-panel tersebut ke jembatan. Beberapa jenis pintu air : _Pintu air angkat _Pintu air segmen _Pintu air gelinding _Pintu air drum Pintu Air Angkat Kayusederhanaataupintubajayangmeluncurdidalamalurcelahtegak padatiangdiatasmercubendunganseiringdigunakanuntukinstalasikecil. Ukurannya dibatasi oleh gaya geser yang terdapat didalam alur celah akibat gaya hidrostatikyangbekerjapadapintuairitu.Tahanangeserakandapatbanyak dikurangidenganmemasangroda-rodasilindrisdiantarapermukaanbantalan pintu air dan alur celahyang bersangkutan. Pintu air Stoney memiliki roda- roda yangbebasdaripintuairmaupunalurcelahnya,sehinggageseranporosdapat dihilangkan. RentetanrodapintuairStoneyyangbebastersebutsulitdirancangdan dibangun,sehinggaperkembanganbantalanrodatetap,yaituyangroda-rodanya melekat pada pintu air dan meluncur didalam jalur- jalur disisi hilir alur celahnya. Suatupintuairberukuran50ftpersegimungkinharusmemikulbebanairlebih dari2000ton,sedangkanberatpintunyasendirimungkin150ton.Perancangan pintuairsemacaminisertamekanismekerjanyamerupakansuatumasalah bangunan dan mesin yang lumayan besar. Garis jalur roda- roda dan alur celahnya haruslahdibuatdengancermatagarpintuairyangbersangkutandapatbekerja dengan memuaskan. Pintu Air Segmen Penampang melintang dari suatu pintu air segmen atau radial diperlihatkan padagambar.Iniadalahjenispintuairmercuyangpalingbanyakdigunakan untuk instalasi- instalasi besar, karena paling sederhana dan biayanya paling dapat diandalkansertatidakmahal.Permukaanpintuairberupasuatusegmensilindris yang didukung oleh suatu kerangka baja yang bersumbu pada poros- poros engsel yang dipasang pada bagian hilir tiang- tiang diatas mercu pelimpah. Pintu Air Gelinding Suatu pintu air gelinding atau pintu air roda terdiri dari silindris baja yang terbentangdiantaratiang-tiang.Setiaptiangmempunyaisuaturakmiringyang dikaitkandengangigi-gigijenterayangmengelilingiujung-ujungsilinder.Bila kabel kerekan dibalik, pintu air akan menggelinding keatas, menyusur rak. Bagian bawahdaripintuairterdiridarisuatusegmensilindrisyangbersentuhandengan mercupelimpahdanmenambahtingginyapintuair.Pintuairgelindingcocok untukbentanganlebardenganketinggiansedang.Suatupintuairgelindingyang panjangnya147ftdantingginya21fttelahdipasangdisungaiGlommendi Norwegia. Instalasi pintu air gelinding yang umum Pintu Air Drum Jenispintuairlainyangcocokuntukbentanganpanjangadalahpintuair drum.Pintuairiniterdiridarisuatusegmendarisebuahsilinderyangpada keadaanterbukaatauditurunkanakancocokdengansuatucerukdimercu pelimpah.Bilaairdimasukkankedalamcerukitu,pintuairdrumyangkosong akan dipaksa naik ke posisi tertutup. Jenis yang dikembangkan olehU.S. Bureu of Reclamation adalah suatupintuairyangsepenuhnyatertutup,denganengselpadaujunghulunya, sehinggagayaapungakanmembantupengangkatannya.Pintuairjenisinicocok untuk operasi otomatis dan juga sangat sesuai untuk bentuk mercu lengkung bila diturunkan.Jeniskeduatidakmempunyaipelatdasardansemata-matadiangkat oleh tekanan air saja. Karena besarnya ceruk yang diperlukan oleh pintu- pintu air drum pada keadaaan diturunkan, maka tidak cocok untuk bendungan- bendungan kecil. Pengukuran Aliran Saluran Terbuka Metodadasarpengukuranaliransaluranterbukatergantungdarifaktor kritikalaliran.UntukalirankritikalyaitudenganangkaFroude,Fr=1maka kecepatanaliransamadengankecepatankritikal,sehinggalajualirandapat dihitung dari pengukuran kedalaman fluida. Padasaluranyangadahalangannyaberupabendung(weir)makalaju aliranmerupakanfungsidarikedalamanaliranpadabendungnya.Bendungatau weiradalahsebuahhalanganparsialdisuatusaluranterbukayangsedemikian cgy VcgyVcVVFr== = = 1 rupasehinggafluidayangmengalirdiatasnyamengalamipercepatandengan permukaan bebas. Bentuk bendung secara umum ada 3 jenis : 1.Bendung berpuncak tajam (Sharp-crested Weirs) 2.Bendung berpuncak lebar (Broad-crested Weirs) 3.Pintu Air (Sluice gate) Bendung Berpuncak Tajam (Sharp-crested Weirs) Dekatpuncakbendunggarisarusaliranmelengkungtajamsehingga variasi tekanan statis akan besar. Untuk itu diperlukan penentuan koefisien buang secara empiris agar diperoleh perhitungan yang lebih akurat. Berbagaibentukbendungberpuncaktajamtelahditelitiantaralainada3jenis yaitu:horisontallebarpenuh,horisontaltidakpenuh,bendungbertakikV(V-notch). Luaspenampangaliranfluidategaklurusbendung,sebandingdengan perbedaan kedalaman antara fluida dan tinggi bendung, ( y1 - zw ), sehingga : Jika kecepatan aliran pada hulu diabaikan maka kecepatan fluida melintas bendung dapat ditentukan dengan persamaan Bernoulli sbb : ( ) A bLby zw~ |\

|.|1 ( )V g y zw~ 1 Kapasitasalirandapatdihitungdenganmelengkapikoefisiendischarge secara empiris menjadi : Luas penampang aliran fluida melewati bendung takik V adalah sebanding dengan (y1 - zw )2, sehingga kapasitas aliran adalah: Pemilihanbendunguntukkondisitertentutergantungkepada:selang kapasitasaliranyangakandiukur,akurasidanpengkalibrasiansetelahbendung terpasang. Bendung Berpuncak Lebar (Broad-Crested Weirs) Aliranmelintasbendungberpuncaklebarsepertiterlihatpadagambar. dapatmenimbulkanalirankritispadapuncakbendungnyaapabilakedalamanair ( )2 / 3wz1 |.|

\|~ y gbLbdC Q ( ) ( ) ( )21y21y21ywz tgwz tgwz A = ~u u ( ) Q C g y zD w= tg2 u15 2 / di hilir bendung rendah. Kapasitas aliran dapat dihitung dengan persamaan untuk aliran dengan angka Fr = 1 yaitu : Bilabendungnyapanjangdankedalamanairdihilirrendahakanterjadi aliran terjun bebas (free overfall). Dari percobaan diperoleh : Pintu Air (Sluice Gate) Pintuairumumnyadigunakanuntukmengaturkapasitasdischarge/aliran buang. Untukyang hilirnya dangkal maka kapasitas aliran dapat dihitung dengan persamaan : Dari percobaan nilai Cd berkisar antara 0,6