GERAK BUTIRAN SEDIMEN

FD

w

uF2

Hz

Gambar 2.1 Gaya-gaya yang mempengaruhi gerak butiran, 1984

FT = W sin + FD ... (1)FN = W cos FL ... (2) FT dan FN merupakan yang bekerja

terhadap butiran, merupakan gayaterhadap berat butiran (W),

Hz merupakan bidang horizontal,sedangkan

aliran dengan kec (v) membuat sudutterhadap Hz, sehingga

Tan adalah resultan gaya maka

2

Tan ..... (3)

FT = Gaya paralel, gaya yang sejajar dengan dasar (horizontal)

FN = gaya normal, gaya yang tegak lurus dasar=Sudut resultan gaya (Angle Of Repose)

Sehingga pers (1) & (2) dimasukkan kepersamaan (3) ....Tan

=

3

Sedangkan besarnya FD dan FL adalah . . .FD = CD. K1.d2 ..... (5)FL = CL. K2.d2 ..... (6)K = .... (7)

Dimana: FD = Gaya Geser (drug) FL = Gaya Angkat (lift) CD = Koef Geser CL= Koef Angkat K = Faktor bentuk butiran (Shape Faktor)

4

Indeks 1 & 2 = Merupakan perbedaan sudut pandang terhadap butirannya ( Geser/angkat) seperti pada gambar 2.1

5

b

a

c

a = jari-jari terpanjangb = jari-jari menengahc = jari-jari terpendek

Gambar 2.2. Butiran sedimen bila diperbesar

Dari gambar 2.2 maka Jari-jari butiran sedimen dihitung dengan rumus berikut :dn = ................. (8)Dimana:dn = Jari – jari Butiran sedimen2.1 Koefisien Geser

Besarnya koefisien geser tergantung darialiran airnya, dalam hal ini bilangan reylods(Re), sangat menentukan tipe aliran, yaitualiran laminer atau aliran terbulen. Nilaiangka reynolds ditentukan berdasarkanrumus :Re =

6

Re = ..... (9)

Dimana:Re = bilangan reynold, tanpa satuanU = kecepatan aliran (m/det)Rh = jari-jari hidarulik (m)

= viskositas kinematik (m2/det)Aliran dalam saluran terbuka, hasil penelitianyang telah dilakukan menetapkan ke dalamtiga tipe aliran sesuai dengan besarnyaangka Reynolds dan jari-jari hidrauliknya,yaitu:

7

• Untuk Re < 500 adalah aliran laminer • 500 < Re < 2000 adalah aliran transisi • Re > 2000 adalah aliran turbulen.

Menurut stokes untuk harga Re < 1 (nilai Re kecil) besarnya koefisien geser (drug) adalahCD = ........(10a)Goldstein (1920) dan oseen (1927), memberikan rumus :CD = (1 + Re - Re2 + Re3) . . . . (10.b)

8

Rumus diatas diikuti oleh para peneliti yang lain, seperti shanks(1955) stewartson (1955), Van Dyke (1964) dan yang lainnya,ternyata rumus (10.b) cukup akurat untuk Re = 2. Sedangkanuntuk Re yang lebih besar dari 2, schiller et al (1933)memberikan rumus berikut untuk harga Re < 800, yaitu :CD = (1+0,0150 Re 0,687) . . . . (10.c)

Dallavalle (1943) memberikan rumus CD = + 0,40 .................. (10.d)Torobin et al (1959), untuk harga 1<Re<100 memberikan rumusCD = (1+0,197 Re 0,63 + 0,0026 Re 1,38) . . . . (10.e)Sedangkan ason (1961), untuk harga Re < 100 memberi rumus CD sebagai :CD = (1 + Re) ½ . . . . (10.f)

CD = + 2 . . . . (10.g)

9

Quiz_soal :Untuk bilangan reynold = 200, dengankecepatan aliran 23 m/det sertaviskositas kinematiknya adalah 12 m/det.Berapa jari-jari hidrauliknya dan termasukjenis aliran apa?

Novrianti.,MT_Transportasi Sedimentasi 10