Klasifikasi Aliran Saluran Terbuka .a Klasifikasi Aliran berdasarkan Perilaku Aliran
17 tertutup, tidak terpengaruh langsung oleh tekanan udara, kecuali oleh tekanan
hidrolik.
Gambar 2.1 Energi Aliran Saluran Terbuka dan Sketsa Tekanan Udara
Chow,1992 Jumlah energi dalam aliran di penampang berdasarkan suatu garis persamaan
adalah jumlah tinggi tempat z diukur dari garis dasar saluran, tinggi tekan y dan tinggi kecepatan
, dengan v adalah kecepatan rata-rata aliran. Terlihat bahwa energi yang hilang dari penampang 1 ke penampang 2 dinyatakan dengan
.
2.2.1 Klasifikasi Aliran Saluran Terbuka 2.2.1.a Klasifikasi Aliran berdasarkan Perilaku Aliran
Keadaan atau perilaku aliran saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan grabitasi sehubungan dengan gaya-gaya inersia aliran.
Tegangan permukaan air dalam keadaan tertentu dapat pula mempengaruhi perilaku aliran, tetapi pengaruh ini tidak terlalu besar dalam masalah saluran
terbuka pada umumnya yang ditemui dalam dunia perekayasaan. Menurut ilmu mekanika fluida aliran fluida khususnya air diklasifikasikan
berdasarkan perbandingan antara gaya-gaya inersia inertial forces dengan gaya-
Universitas Sumatera Utara
18 gaya akibat kekentalannnya viscous forces menjadi tiga bagian yaitu: aliran
laminer, aliran transisi dan aliran turbulen. Variabel yang dipakai untuk klasifikasi ini adalah bilangan Reynolds yang didefinisikan sebagai :
........................................................................................................... 2.1 Dimana :
V = Karakteristik kecepatan aliran mdetik
L = Panjang karakteristik m
v = kekentalan kinematik mdetik
2
Kekentalan kinematik didefinisikan sebagai :
................................................................................................................. 2.2 Dimana :
µ = kekentalan dinamik dengan satuan kgm.d
ρ = kerapatan air dengan satuan kgm
3
Untuk air, perubahan kekentalan kinematik terhadap temperatur dapat
diperkirakan dengan persamaan berikut ini. ................. . 2.3
Kerapatan air juga mengalami perubahan dengan perubahan temperatur. Dari suhu C sampai 10
C, besarnya ρ air
= 1000 kgm. Kenaikan temperatur menyebabkan turunnya harga kerapatan air. Untuk temperatur 15
C sampai 100 C air turun dari
999 kgm
3
menjadi 958 kgm
3
. Klasifikasi aliran berdasarkan bilangan Reynolds dapat dibedakan menjadi
tiga kategori seperti berikut ini. Re 500
aliran laminer 500
12.500 aliran transisi
Universitas Sumatera Utara
19
12.500 aliran turbulen
Umumnya aliran pada saluran terbuka mempunyai Re 12.500 sehingga alirannya termasuk dalam kategori aliran turbulen.
2.2.1.b Klasifikasi Aliran berdasarkan Asalnya
Saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan bebas disebut saluran terbuka. Menurut asalnya, saluran dapat digolongkan menjadi saluran alam
natural dan saluran buatan artificial. Saluran alam meliputi semua alur air yang terdapat secara alamiah di bumi, mulai dari anak selokan kecil di
pegunungan, selokan kecil, kali, sungai kecil dan sungai besar sampai ke muara sungai. Aliran air di bawah tanah dengan permukaan bebas juga dianggap sebagai
saluran terbuka alamiah. Saluran buatan adalah saluran yang dibentuk oleh manusia seperti saluran
pelayaran, saluran pembangkit listrik, saluran irigasi, saluran banjir, termasuk model saluran yang dibuat di laboratorium untuk keperluan penelitian. Sifat-sifat
hidrolik saluran semacam ini dapat diatur menurut keinginan atau dirancang untuk memenuhi persyaratan tertentu. Oleh karena itu, penerapan teori hidrolika untuk
saluran buatan dapat membuahkan hasil yang cukup sesuai dengan kondisi sesungguhnya, dan dengan demikian cukup teliti untuk keperluan perancangan
praktis. Pada berbagai keadaan praktek teknik saluran terbuka buatan diberi istilah yang
berbeda- beda seperti “saluran” canal, “talang”flume, “got miring”chute,
“terjunan”drop, “gorong-gorong”culvert, “terowongan air terbuka”open flow tunnel
dan sebagainya. Namun istilah-istilah ini tidak diterapkan secara ketat dan hanya didefinisikan secara umum. Saluran, biasanya panjang dan merupakan
Universitas Sumatera Utara
20 selokan landai yang dibuat di tanah, dapat dilapisi pasangan batu maupun tidak,
atau beton, semen, kayu maupun aspal. Talang, merupakan selokan dari kayu logam, beton atau pasangan batu, biasanya disangga atau terletak di atas
permukaan tanah, untuk mengalirkan air berdasarkan perbedaan tinggi tekan. Got miring, adalah selokan yang curam. Terjunan sama dengan got miring namun
perubahan tinggi air terjadi dalam jarak pendek. Gorong-gorong, merupakan selokan tertutup yang pendek, dipakai untuk mengalirkan air melalui tanggul jalan
kereta api maupun jalan raya. Terowongan air terbuka, adalah selokan tertutup yang cukup panjang, dipakai untuk mengalirkan air menembus bukit atau setiap
gundukan tanah.
2.2.1.c Konsistensi Bentuk Penampang dan Kemiringan Dasar
Suatu saluran yang penampang melintangnya dibuat tidak berubah-ubah dan kemiringan dasarnya tetap, disebut saluran prismatik prismatic channel. Bila
sebaliknya, disebut saluran tak prismatik nonprismatic channel. Contohnya adalah pelimpah tekanan yang memiliki lebar berubah-ubah dengan trase
melengkung. Saluran yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah prismatik.