Van Rijn - Title Suspended Load

download Van Rijn - Title Suspended Load

of 20

  • date post

    27-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    14
  • download

    0

Embed Size (px)

description

Van Rijn - Title Suspended Load ....

Transcript of Van Rijn - Title Suspended Load

As can be observed, the applied fi function does not give optimal agreement for the entire profile, probably because Eq

PAGE 38

Seperti yang telah diamati, fungsi yang diterapkan tidak memberi persetujuan optimal untuk keseluruhan profil, mungkin karena persamaan 32 adalah sedikit banyaknya terlalu sederhana. Gunakan = 1 (tidak ada efek redaman) menghasilkan konsentrasi yang dihitung yang mana adalah orde dari besaran lebih besar daripada nilai-nilai yang diukur. Gambar 8. Konsentrasi yang diukur dan dihitung dan profil kecepatan aliran untuk Eksperimen Einstein-Chien.Gambar 9. Konsentrasi yang diukur dan dihitung dan profil kecepatan aliran untuk dan Profil Percepatan Arus untuk Eksperimen Barton-Lin.Mengenai profil kecepatan aliran, kecepatan-kecepatan yang dihitung hanya arti penting dalam pengertian kwalitatif karena persamaan kontinuitas untuk fluida belum diperhitungkan. Bagaimanapun, kecenderungan yang kwalitatif dengan kecepatan aliran yang dikurangi dalam daerah near-bed direproduksi sampai taraf tertentu. Untuk perbandingan juga profil kecepatan aliran untuk aliran bersih (persamaan 40) ditunjukkan (didasarkan pada keseluruhan parameter aliran). Gambar 9 menunjukkan kecepatan yang diukur dan dihitung dan profil konsentrasi untuk eksperimen Barton dan Lin (5) dengan sedimen 180 m. Mungkin dicatat bahwa konsentrasi yang diukur oleh Barton dan Lin adalah sangat lebih kecil dibanding mereka pada eksperimen Einstein dan Chien. Akhirnya, eksperimen Vanoni dan Brooks (38) ditunjukkan pada gambar 10. untuk profil kecepatan dua eksperimen terdahulu didasarkan pada persamaan 25, 31 dan 32 tidaklah ditunjukkan karena nilai-nilai yang dihitung adalah dekat dengan nilai-nilai menurut profil logaritmik.

Metoda yang disederhanakan. metoda yang dihadirkan bukanlah pantas untuk penggunaan praktis karena profil konsentrasi hanya dapat dihitung dengan pengintegrasian numerik persamaan 31. Oleh karena itu, suatu metoda yang disederhanakan berdasarkan pada persamaan 19 dalam kombinasi dengan bilangan suspensi yang dimodifikasi (Z'), adalah diperkenalkan. Bilangan suspensi yang dimodifikasi (Z') digambarkan sebagai:

(33)

di mana Z = bilangan suspensi menurut ke persamaan 3; dan = keseluruhan factor koreksi yang mewakili semua efek tambahan (volume yang diduduki oleh partikel, reduksi dari kecepatan partikel jatuh dan redaman turbulensi). Nilai-nilai telah ditentukan yang berarti metode cobaan dan metode error menyiratkan perhitungan numerik dari profil konsentrasi (persamaan 31 dan 32) untuk berbagai satuan kondisi-kondisi hidrolik dan penentuan nilai yang menghasilkan suatu profil konsentrasi (persamaan 19 dan 33) serupa dengan profil konsentrasi didasarkan pada metoda numerik. Oleh karena itu untuk masing-masing satuan dari kondisi-kondisi hidrolik nilai yang diperoleh. Analisa nilai menunjukkan hubungan sederhana dengan parameter hidrolik utama, sebagai berikut (ketidaktepatan sekitar 25%):

(34)

Gambar 10. Konsentrasi yang diukur dan dihitung dan Profil kecepatan aliran untuk Eksperimen Vanoni-BrooksGambar 8 menunjukkan suatu contoh profil konsentrasi menurut metoda yang disederhanakan (persamaan 1g, 33 dan 34).

Secara ringkas, itu dinyatakan untuk konsentrasi lebih besar dari 0.001 (- 2,500 ppm) faktor menjadi lebih kecil daripada 0,9 (gambar 7) dan oleh karena itu reduksi dari koefisien difusi sedimen harus diperhitungkan. Dihubungkan dengan Profil Konsentrasi, pengaruh redaman dari turbulensi pada profil kecepatan adalah sangat relatif kecil. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, analisa yang ditampilkan hanya menyediakan suatu pemahaman pertama dari fenomena yang dilibatkan. Riset yang lebih adalah perlu menerapkan himpunan lengkap dari persamaan untuk menghitung profil kecepatan dan konsentrasi.Pengaruh dari bentukan dasar (Bed Forms). adalah pengertian eksperimen kwalitatif Ikeda (22) menyediakan informasi beberapa tentang pengaruh bentukan dasar pada profil konsentrasi. Ikeda melaksanakan eksperimen dengan dasar rata yang rigid di mana jumlah partikel sedimen (D50 = 180 m) telah dikendalikan sehingga tidak terhadap deposisi hasil dan eksperimen serupa dengan permukaan dasar yang bergerak. Pada kedua eksperimen kondisi-kondisi aliran adalah sama , tetapi profil eksperimen dasar yang bergerak adalah jauh lebih seragam (uniform) daripada ini dalam eksperimen dasar rata yang rigid, dengan demikian menandakan proses pencampuran yang lebih intensif dalam kaitan dengan bentukan dasar. Factor yang dihitung sekitar 2.4 untuk eksperimen dasar yang bergerak dan kira-kira 1,3-1,8 untuk eksperimen dasar yang rata. Fenomena luar biasa yang lain diamati oleh Ikeda adalah peningkatan konsentrasi sedimen oleh suatu faktor 10 seperti bentukan dasar menjadi 3 dimensi, sedangkan kecepatan bed-shear yang ditinggal hampir konstan. Mengenai pengaruh bentukan dasar pada profil konsentrasi, dan karenanya pada angkutan sedimen yang tersuspensi ,juga pendekatan Einstein (12) seharusnya disebutkan. Einstein berasumsi bahwa koefisien difusi tergantung pada kecepatan bed-shear berhubungan dengan kekasaran butir (u'*) sebagai ganti keseluruhan kecepatan bed-shear (u*). Pendekatan Einstein adalah luar biasa karena difusi partikel sedimen secara keseluruhan bagian dari aliran hanya dihubungkan dengan keseluruhan kecepatan bed-shear di mana energi turbulensi menghasilkan daerah aliran yang dipisahkan kearah muara (downstream) dari puncak bentukan dasar yang bermain adalah suatu aturan penting. Oleh karena itu konsep Einstein, yang mana dikuti oleh Engelund dan Fredse (17), harus disisihkan.Akhirnya, itu dinyatakan untuk situasi yang paling praktis dalam pengetahuan saat ini dari transport sedimen adalah cukup untuk melakukan ramalan analisis. Bagaimanapun, dari suatu segi pandangan ilmiah dari teori lebih lanjut dan riset yang bersifat eksperimen adalah perlu untuk pengetahuan yang luas dari difusitas sedimen (faktor dan faktor ), sementara juga pengaruh dari bentukan dasar pada distribusi vertikal dari difusitas fluida dan oleh karena itu difusitas sedimen harus dipelajari.

Komputasi dari sedimen yang tersuspensi

Konsentrasi referensi. Pada bagian I (Transport Sedimen dasar) adalah suatu fungsi untuk konsentrasi sedimen dasar (bed-load) telah diusulkan. Umumnya, bagaimanapun, itu bukanlah menarik untuk menggunakan konsentrasi bed-load sebagai konsentrasi referensi untuk profil konsentrasi karena itu menentukan suatu konsentrasi pada tingkatan yang sama dengan kegaraman yang tinggi yang mana, mungkin menghasilkan kesalahan besar untuk profil konsentrasi yang ditunjukkan pada gambar 4. Lagipula, pendekatan ini adalah agak artifisial dalam kasus bentukan dasar karena konsentrasi bed-load adalah suatu perkiraan untuk konsentrasi dalam lapisan bed-load di upsloping bagian dari bentukan dasar. Oleh karena itu, pendekatan lain (34) diperkenalkan dengan suatu tingkatan referensi (a) yang dihubungkan dengan tinggi bed-form yang ditunjukkan dalam gambar 11.

Tingkatan referensi di bawah, transport dari semua partikel sedimen diperlakukan sebagai transport bed-load (qb) dan konsentrasi referensi efektif (ca) didefinisikan sebagai:

(35)

di mana cb= konsentrasi bed-load; ub= kecepatan partikel bed-load; b = tinggi kegaraman; ,= kecepatan partikel efektif; dan a = tingkatan referensi di dasar. Asumsi dan penggunaan hubungan yang diusulkan (bagian 1)untuk konsentrasi bed-load (cb) dan kegaraman yang tinggi (b), konsentrasi referensi (ca) dapat dinyatakan sebagai:

(36)

Dalam analisis yang dihadirkan, tingkatan referensi diasumsikan untuk;menjadi sama dengan separuh tinggi bed-form (), atau tinggi kekasaran ekivalen (ks) jika dimensi bed-form tidaklah diketahui, ketika nilai minimum a = 0,01d yang digunakan untuk pertimbangan akurasi (gambar 4).

Gambar 11. Sket difinisi untuk Konsentrasi referensiOleh karena itu

(37)Nilai aktual dari faktor 2 telah ditentukan oleh pengepasan (fitting) dari profil konsentrasi yang diukur dan dihitung untuk range kondisi-kondisi aliran. Hanya data dalam daerah aliran yang lebih rendah dengan kosentrasi yang relative lebih rendah dipilih, profil telah dihitung menggunakan persamaan 19, 22 dan 36. Tingkatan referensi telah diasumsikan menjadi sama dengan tinggi kekasaran ekivalen dari Nikuradse, karena tinggi bentukan dasar tidak tersedia untuk semua eksperimen.

Gambar 12. Profil konsentrasi untuk Eksperimen Barton-Lin

Gambar 13 Profil konsentrasi untuk Sungai Enoree (19 Feb., 1940)

20 saluran air dan data medan telah dipilih, yang mana adalah eksperimen Barton-Lin (5) dan profil konsentrasi diukur di Sungai Enoree (2), di Sungai Mississippi (35) dan muara di Netherlands (Eastern Scheldt). Kedalaman Aliran divariasikan dari 0,1 25 m, kecepatan aliran divariasikan dari 0,4 1,6 m/dt dan ukuran sedimen dari 180 700 m. Persetujuan "yang terbaik" antara profil konsentrasi yang dihitung dan diukur untuk semua data telah diperoleh untuk 2 = 2,3 menghasilkan:

(38)Figs. 12, 13, 14 and 15 show some examples of measured and computed concentration profiles for each data set using Eq. 38.

Gambar 12, 13, 14 dan 15 menunjukkan beberapa contoh dari profil konsentrasi yang diukur dan yang dihitung untuk masing-masing data yang di-set menggunakan persamaan 38.

Gambar 14. Profil konsentrasi untuk sungai Mississippi Sungai (Stasiun 1100, Apr., 1963)

Gambar 15. Profil konsentrasi untuk Eastern Scheidt (Sept., 1978)

Dalam status yang dihadirkan dari pengetahuan riset dari konsentrasi referensi adalah agak terbatas. Hanya beberapa hasil grafis telah dipersentasikan (18). Bagaimanapun, ku