2. sifat-sifat hidrolika air

8/17/2019 2. Sifat-sifat Hidrolika Air

1/14

Kuliah ke-2

TRANSPOR SEDIMEN

Sifat-sifat Zat Cair

Oleh : Bambang Sujatmoko, MT


2/14

Sifat-sifat Zat Cair

Beberapa sifat / karakteristik zat cair yang

berpengaruh terhadap proses angkutan sedimen : rapat massa, ρ,

viskositas,v, dan

variabel-variabel aliran seperti : kecepatan, Udan tegangan gesek, τ z .


3/14

Rumus kecepatan pada hidrolikasaluran terbuka

Steady uniform Flow

;

; ℎ

Teg Gesek pd Uniform Flow dan Laminer ℎ −

(Newton)

zτz Uz

h


4/14

Rumus kecepatan pada hidrolikasaluran terbuka

Steady uniform Flow

;

; ℎ

Teg Gesek pd Uniform Flow dan Turbulen

ℎ −

(Prandtl)

∗

(log)

∗

(linier)

zτz Uz

h

δ


5/14

Pada aliran seragam turbulen, rumus distribusi kecepatan dan kecepatan rata-

rata dapat dibedakan untuk dinding hidraulik licin, dan dinding hidraulikkasar.

Dinding hidraulik licin:

Distribusi kecepatan :

∗

Kecepatan rata-rata :

u uz

z = 5 75104

, log ( )*δ

U u h=5 75 42, log ( )*δ


6/14

Dinding Hidraulik kasar:

Distribusi kecepatan :

Kecepatan rata-rata :

u uz

k

z =5 7533

, log ( )*

U uh

k =5 75

12, log ( )*


7/14

Hubungan antara kecepatan dengan kekasaran dasar

(koefisien kekasaran Chezy) dapat dirumuskan sebagaiberikut :

Distribusi tegangan gesek pada suatu vertikal adalah(aliran uniform):

C R

k

=1812

log

)1(h

zS h o z −=γ τ


8/14

Sedangkan tegangan gesek pada dasar,

dirumuskan sebagai :

atau

atau

000 gRS RS ρ ==

000 ghS hS ρ ==

2

0 ∗= U ρ τ 0ghS U =∗dimana


9/14

Dengan :

u * : kecepatan gesek,

u z : kecepatan pada suatu titik yang berjarak z dari dasar: kecepatan rata-rata pada suatu vertikal,

δ : tebal lapisan sub-viskous/ sub laminer,

h : kedalaman aliran,R : jari-jari hidraulik,

C : koefisien kekasaran menurut Chezy,

k : kekasaran dasar saluran,

γ : berat jenis air, dan

S : kemiringan dasar saluran.

U


10/14

Contoh 1.

Diketahui suatu sungai memiliki kedalaman 2 m, tinggi

kekasaran 0,05 m, dan kemiringan dasar 0,001. Hitungkecepatan aliran rata-rata dan gambarkan distribusikecepatannya.

)

12

(log..75,5 * k

h

uU =

m/d......001,0281,90* =⋅⋅== ghS u

m/d05,3)05,0

212(log198,075,5 =

⋅⋅⋅=U


11/14

)05,0

33

(log198,075,5

z

u z ××=

Z = 0 → Uz = 0 m/d

Z = 0,1 → Uz = 2,07 m/d

Z = 0,4 → Uz = 2,76 m/d

Z = 0,8 → Uz = 3,10 m/d

Z = 1,2 → Uz = 3,30 m/d

Z = 1,6 → Uz = 3,44 m/d

Z = 2,0 → Uz = 3,55 m/d


12/14

Distribusi kecepatan

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Kecepatan (m/d)

K e d a l a m a n a i r (


13/14

Contoh 2.

Sebuah saluran beton berbentuk trapesium dengan lebar

dasar 2 m dan kemiringan talud 1 : 1. Jika diketahuikedalaman saluran 2 m, kecepatan rerata saluran 0,80 m/s,

kemiringan memanjang dasar 10-4 dan suhu air 20oC,tentukanlah tinggi kekasaran dinding/saluran k!

Untuk penyelesaian gunakan Diagram Sd (dari diktatMardjikoen)

m04,1== P A R

sS RU C o / m4,781004,1 / 8,0.1/24 =×== −

( ) 56 10.3,810 / 04,18,0. =×== −υ RU Re

GunakanDiagran Sd,didapat R/k =2200

m10.7,42200 / 04,1 4−==k


14/14

Contoh 3. Di bagian sungai yang lurus, diadakan pengukuran dengan

data hasil pengukuran sebagai berikut:

Sungai dianggap sangat lebar, dengan tampang lintangsungai berbentuk trapesium dengan kemiringan talud 1:1

Kedalaman air rata-rata 3,0 m

Kecepatan air permukaan, uz = 1,50 m/s Kecepatan air rata-rata, U = 1,30 m/s

Suhu air, T = 20o C, ρw = 1000 kg/m3.

Berdasarkan data pengukuran di atas, tentukanlah:

Tinggi kkekasaran dasar, k, dan nilai kekasaran Chezy, C, Kecepatan geser, u*, dan distribusi tegangan gesek, τz,

Kecepatan pada suatu titik yang berjarak 1 m dari muka air

2. sifat-sifat hidrolika air

Documents