Djoko Luknanto Soal Energi Spesifik Pada Aliran Subkritik.xls

Soal Energi Spesifik: Peninggian SaluranSuatu saluran dengan tampang lintang empat persegi panjang, lebar dasarnya B = 3,00 m,kedalaman airnya H = 1,50 m dan debit aliran Q = 4,50 m3/detik serta nilai percepatangravitasi, g = 9,81 m/detik2.

Di lokasi tertentu saluran dirancang untuk dinaikkan dasarnya setinggi ∆s secara kontinutanpa terdapat kehilangan tenaga.

1 Hitung peninggian (∆s) maximum dasar saluran, agar muka air di sebelah hulu peninggianbelum terpengaruh. Pada keadaan ini berapa kedalaman air di hilir peninggian?

2 Jika dirancang ∆s = 0,75 m, hitung elevasi muka air di sebelah hilir peninggian saluran.Apakah dengan adanya peninggian ini muka air di hulu berubah? Jika ada perubahan, hitungelevasi muka air di sebelah hulu.

File: Subkritik.xls 20/10/2005 hal. 1/2

Djoko Luknanto Jawaban Energi Spesifik Pada Aliran Subkritik.xls

Jawaban Soal Energi Spesifik: Peninggian SaluranDiketahui: Rumus:

g = 9,810 m/detik2 9,810 A = B•H Fr = V / Sqrt (g•D)Q = 4,500 m3/detik 4,500 Q = A•V E = H + V2/2gB = 3,00 m 3,000 D = A/B Ekr = 1.5•Hkr

Hhulu = 1,50 m 0,75 1,500 q = Q/B Hkr3 = qkr

2/g∆s = 0,75 m (= tinggi tonjolan)

HULU PENINGGIAN 1,66818 HILIR PENINGGIAN TRUEAhulu = 3,000 • 1,500 = 4,5000 m2

4,5000 4,500 ∆s (= 0,75 m) > ∆s maximum (= 0,6328 m)Vhulu = 4,500 / 4,500 = 1,0000 m2/detik 1,0000 1,0000 Terjadi aliran kritik di hilir penaikan, E hilir = 0,9182 mDhulu = 4,500 / 3,000 = 1,5000 m 1,5000 1,50 E hulu = E kritik + ∆s = 0,9182 + 0,75 = 1,6682 m

Hkritik = [ (4,500/3,000)^2 / 9,810 ]^(1/3) = 0,6121 m 0,6121 0,6121 = H hulu + V hulu^2/2gFrhulu = 1,0000 / √(9,810•1,50) = 0,2607 0,2607 0,2607 = H hulu + (Q/B/H hulu)^2/2g

Jenis aliran: subkritik, karena Fr < 1 1,6682 = H hulu + 0,1147/H hulu^2Ehulu = 1,500 + 1,0000^2/(2•9,810) = 1,500 + 1,000/19,620 TRUE H hulu 1 = 1,6247 m, (digunakan)

= 1,500 + 0,0510 = 1,5510 m 1,5510 1,5510 H hulu 2 = 0,2883 m, (tidak digunakan)

PENINGGIAN MAKSIMUM AGAR MUKA AIR HULU TIDAK BERUBAH

Syarat: di hilir penyempitan terjadi aliran kritik (Fr = 1)Ekritik (= 1.5*Hkritik) = 1.5•0,6121 = 0,9182 m 0,9182

∆s max (= Ehulu – Ekritik) = 1,5510 – 0,9182 = 0,6328 m

B = 3,000 m Tampak Atas Q = 4,500 m3/d

Garis energi

Tampak

Ehulu = 1,668 m Q = 4,500 m3/d Ehilir = 0,918 m (= E kritik)

Hhilir = 0,6121 m (= H kritik)Hhulu = 1,625 m (naik 0,125 m dari m.a. semula)

∆s = 0,75 m

File: Subkritik.xls 20/10/2005 hal. 2/2