Aliran Rotasional dan Tak Rotasional Aliran Kritis, Subkritis, dan Superkritis

15

2.2.7 Aliran Rotasional dan Tak Rotasional

Aliran rotasonal adalah bila setiap partikel zat cair mempunyai kecepatan sudut terhadap pusat massanya. Gambar 2.6.a. menunjukkan distribusi kecepatan suatu aliran turbulen dari zat cair rill melalui dinding batas lurus. Karena distribusi kecepatan yang tidak merata, partikel zat cair akan berotasi. Suatu partikel yang semula kedua sumbunya saling tegak lurus setelah mengalami rotasi akan terjadi perubahan sudut. Pada aliran tak rotasional, distribusi kecepatan di dekat dinding batas adalah merata Gambar 2.6.b. Suatu partikel zat cair tidak berotasi terhadap pusat massanya. Gambar 2.6 a Aliran Rotasional dan b Tak Rotasional

2.2.8 Aliran Kritis, Subkritis, dan Superkritis

Aliran kritis merupakan kondisi aliran yang dipakai sebagai pagangan dalam menentukan dimensi bangunan ukur debit. Pada kondisi tersebut, yang disebut sebagai keadaan aliran modular ialah pada suatu kondisi debitnya maksimum dan energi spesifiknya adalah minimum. Fenomena aliran modular pada pintu yang diletakkan di atas ambang untuk satu energi spesifik yang konstan dapat diidentifikasi melalui tiga kondisi seperti berikut : Universitas Sumatera Utara 16 Gambar 2.7 Hubungan Antara Debit dan Tinggi Air pada Kondisi Energi Spesifik konstan Gambar 2.8 Gelombang a Aliran Sub Kritis, b Aliran Kritis, dan c Aliran Super Kritis Aliran subkritis dan aliran superkritis dapat diketahui melalui nilai bilangan Froude F. Bilangan Froude tersebut membedakan jenis aliran menjadi tiga jenis yaitu aliran kritis, subkritis, dan superkritis Queensland Department of Natural Resources and Mines, 2004. Ketiga jenis aliran dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Aliran subkritis, jika bilangan Froude lebih kecil dari 1 Fr1. Untuk aliran subkritis, kedalaman biasanya lebih besar dan kecepatan aliran rendah b. Aliran kritis, jika bilangan Froude sama dengan 1 Fr=1 dan gangguan permukaan. c. Aliran superkritis, jika bilangan Froude lebih besar dari 1 Fr1. Untuk aliran superkritis kedalaman relatif lebih kecil dan kecepatan relatif tinggi. Universitas Sumatera Utara 17 Kondisi aliran melalui pintu sorong sluice gate akan tampak jelas apakah dalam kondisi aliran bebas atau tenggelam, tergantung dari kedalaman air di hilir pintu yang secara bergantian ditentukan oleh kondisi aliran dihilir pintu tersebut. Kondisi aliran bebas free flow dicapai bila aliran di hulu pintu adalah subkritis, sedangkan aliran di hilir pintu adalah superkritis Bambang Triatmodjo, 1996.

2.3 Fluida Statik