HIDROLIKA

1
HIDROLIKA

• Konsep-konsep Dasar

2
Struktur pembawa

• Air mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain
  menggunakan struktur pembawa alami atau pun
  buatan.
• Struktur ini mempunyai tampang lintang yang
  bagian atasnya terbuka (open channel) atau pun
  tertutup (closed conduits).
• Aliran di open channel atau closed conduits
  dengan muka bebas dikenal sebagai aliran muka
  bebas (free-surface flow) atau aliran saluran
  terbuka (open-channel flow).
• Jika tidak terdapat muka bebas di aliran dalam
  closed conduits maka alirannya disebut sebagai
  aliran pipa atau aliran bertekanan

3
Saluran Tertutup dan Saluran Terbuka
Aliran saluran terbuka atau aliran permukaan bebas
Aliran saluran tertutup atau aliran pipa atau
aliran bertekanan
4
Kondisi khusus
Aliran dalam suatu bagian bisa merupakan aliran
saluran terbuka, dan di bagian lain bisa
merupakan aliran saluran tertutup.
5
Aliran muka bebas dan aliran bertekanan di
laboratorium
6
Garis energi dan garis hidrolik
a
a
b
b
a adalah tinggi kecepatan
b adalah tinggi piezometris
7
Klasifikasi aliran
Catatan uniform seragam varied berubah
Kecepatan aliran di suatu titik yang ditinjau
berubah terhadap waktu aliran unsteady
Kecepatan aliran di suatu titik yang ditinjau
tidak berubah terhadap waktu aliran steady
Kecepatan aliran pada suatu waktu tidak berubah
sepanjang saluran aliran uniform/seragam
Kecepatan aliran pada suatu waktu berubah
sepanjang saluran aliran varied/berubah
Tergantung kepada laju perubahannya aliran
berubah dapat dikelompokkan ke dalam gradually
varied flow (aliran berubah lambat laun) dan
rapidly varied flow (aliran berubah cepat)
dan atau
dan atau
8
Aliran laminer dan Turbulen
Aliran disebut laminar jika partikel cairan
terlihat bergerak secara teratur seperti gerakan
lapisan-lapisan tipis satu di atas yang lain.
Sedangkan dalam aliran turbulen, partikel cairan
bergerak secara tidak teratur baik terhadap waktu
atau pun ruang.
Besaran perbandingan relatif antara gaya viscous
dan inersia menentukan apakan aliran bersifat
laminar atau turbulen aliran bersifat laminar
jika gaya viscous lebih dominan, dan turbulen
jika gaya inersia lebih dominan. Ratio antara
gaya viscous dan inersia dinyatakan sebagai
bilangan Reynolds
Dimana Re bilangan Reynolds V kecepatan
aliran rata-rata L panjang karakteristik dan ?
viskositas kinematik dari fluida.
Dalam aliran tertutup diameter pipa biasanya
digunakan sebagai panjang karakteristik.
Sementara itu, dalam aliran terbuka panjang
karakteristik biasanya menggunakan kedalaman
hidraulik (luas aliran dibagi lebar muka air) dan
jari-jari hidraulik (luas aliran dibagi keliling
basah). Transisi dari laminar ke turbulen dalam
aliran terbuka terjadi untuk Re sekitar 600, di
mana Re didasarkan pada jari-jari hidraulik
sebagai panjang karakteristik.
9
Aliran subkritis, superkritis, dan kritis
Aliran disebut kritis jika kecepatan aliran
adalah sama dengan kecepatan gelombang gravitasi
beramplitudo kecil. Sebuah gelombang gravitasi
bisa dihasilkan dengan sebuah perubahan kedalaman
aliran. Aliran disebut subkritis jika kecepatan
aliran kurang dari kecepatan kritis, dan aliran
disebut superkritis jika kecepatan aliran lebih
besar dari kecepatan kritis.
Bilangan Froude, Fr adalah ratio antara gaya
inersia dan gaya gravitasi dan untuk saluran
segiempat didefinisikan sebagai berikut
Dimana y kedalaman aliran.
aliran subkritis
aliran kritis
aliran superkritis