b. Berapa batas Modular limit? Pola Operasi Pintu - Pembahasan Materi Pola Operasi Pintu Air

  (Gambar Parameter desain hidrolis pintu ) Sumber referensi :

  1. Kriteria Perencanaan (KP) 3 dan 4

  2. Hidrolika saluran terbuka Ven te Chow Diketahui

  Q

  max

  = 700 l/dt = 0,70 m3/dt Q

  min

  = 20 l/dt = 0,02 m3/dt Q

  rerata

  = 20 l/dt = 0,36 m3/dt v = 1,2 m/dt v intake = 1,2 m/dt (asumsi berdasarkan gambar 2-3) b

  saluran

  = 1,2 m/dt g = 9,81 m/dt

2 Ditanyakan :

  a. Grafik liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk memenuhi Qmin dan Qmax?

  b. Berapa batas Modular limit?

  Penyelesaian :

1. Mencari tinggi muka air bagian hulu dan hilir

  Bentuk saluran = segi empat Talud saluran = 0 Lebar saluran (b) = 1 m Koef manning (n) = 0,02 m/dt (beton plester) Slope saluran (s) = 0,002 Panjang saluran (L) = 0,5 m

  Perhitungan untuk 1 pintu _{1.600 1.800} Gambar Liku Debit 1.400 m) ( _1.200 n ra li _1.000 A n _0.800 ma la _0.600 a d e K _{0.000 0.200 0.400}

  

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 ₃ Debit (m /dt) Melalui interpolasi didapatkan : Tinggi air Q

  max

  (h

  1

  ) = 0,71m Tinggi air Q

  min

  (h

  1 max

  ) = 0,43 m Tinggi air Q

  min

  (h

  1 min

  ) = 0,30 m Tinggi air Q rerata (h 1 max ) = 0,17 m Tinggi air Q rerata (h 1 min ) = 0,06 m

2. Mencari nilai bukaan pintu

• ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H

  = 0,72 dengan menggunakan rumus : = . . �2. . Didapatkan nilai a = 0.93 m -> dibulatkan menjadi 1 m

  2 max

  = 0,14 m h

  2 max

  1

  = H

  2 max

  = 0,24 m H

  1 max

  H

  b). untuk debit minimum :

  Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125 μ

  2 = 0,65 m

  = 0,68 m h

  2

  1

  = H

  2

  = 0,78 m H

  1

  = 0,71 m H

  1

  a). untuk debit maksimum : h

• Perhitungan Debit minimum dengan h max h 1 max = 0,17 m
• ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H

  = 0,11 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125

  = 0,72 μ dengan menggunakan rumus :

  = . . �2. . Didapatkan nilai a = 0.03 m

• Perhitungan Debit minimum dengan h min

  1 min

  h = 0,06 m

  1 min

  H = 0,14 m

  2 min

• H 2 min = 0,04 m h 2 min = 0,03 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125

  ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi

1 H = H

  = 0,72 μ dengan menggunakan rumus :

  = . . �2. . Didapatkan nilai a = 0.03 m

  c). untuk debit rerata :

• Perhitungan Debit minimum dengan h max

  1 max

  h = 0,43 m

  1 max

  H = 0,50 m ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi

• 2 max

  1 H = H 2 max

  H = 0,40 m h 2 max = 0,37 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1

  Lebar pilar = 0,125 = 0,72

  μ dengan menggunakan rumus : = . . �2. . Didapatkan nilai a = 0.48 m -> dibulatkan menjadi 0,5 m

• Perhitungan Debit minimum dengan h min

  1 min

  h = 0,30 m

  1 min

  H = 0,37 m

• 2 min

  ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi

1 H = H

  2 min

  H = 0,27 m h 2 min = 0,24 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125

  = 0,72 μ dengan menggunakan rumus :

  = . . �2. . Didapatkan nilai a = 0.48 m -> dibulatkan menjadi 0,5 m

  c). untuk perhitungan bukaan pintu / operasi pintu (Qmaksimum) : Lebar saluran (b) = 0,75 m Faktor aliran tenggelam (K) = 0,38

  = 0,72 Koef debit (μ) dengan menggunakan rumus :

  = . . . �2. . ℎ

1 Dapat dihitung besarnya debit tiap bukaan pintu, perhitungan dapat dilihat pada

  table dibawah:

  Gambar liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk Qmax

  a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0,200 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 0,0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,200 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803

  0,400 0,1136 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,600 0,1392 0,2783 0,4175 0,4175 0,4175 0,4175 0,4175 0,4175 0,800 0,1607 0,3214 0,4820 0,6427 0,6427 0,6427 0,6427 0,6427 1,000 0,1796 0,3593 0,5389 0,7186 0,8982 0,8982 0,8982 0,8982 1,200 0,1968 0,3936 0,5904 0,7872 0,9840 1,1808 1,1808 1,1808 1,400 0,2126 0,4251 0,6377 0,8503 1,0628 1,2754 1,4879 1,4879 1,600 0,2272 0,4545 0,6817 0,9090 1,1362 1,3634 1,5907 1,8179 1,800 0,2410 0,4820 0,7231 0,9641 1,2051 1,4461 1,6872 1,9282 2,000 0,2541 0,5081 0,7622 1,0162 1,2703 1,5244 1,7784 2,0325 2,200 0,2665 0,5329 0,7994 1,0658 1,3323 1,5988 1,8652 2,1317 2,400 0,2783 0,5566 0,8349 1,1132 1,3916 1,6699 1,9482 2,2265 h1

  0.0 ^{0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0}

_{0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500}

H ( m )

  

Q (m ³ /dt) Tabel Hubungan Bukaan Pintu dengan Debit (Qmax)

a = 0.2 a = 0.4 a = 0.6 a = 0.8 a = 1.00 a = 1.20 a = 1.40 a = 1.60 untuk perhitungan bukaan pintu / operasi pintu (Qminimum) : Lebar saluran (b) = 0,75 m Faktor aliran tenggelam (K) = 0,57 Koef debit (μ)

  = 0,72 dengan menggunakan rumus : = . . . �2. . ℎ

1 Dapat dihitung besarnya debit tiap bukaan pintu, perhitungan dapat dilihat pada

  table dibawah:

  a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0.200

  0.40

  0.60

  

0.80

  1.00

  1.20

  1.40

  1.60

0.0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

0.200 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219

0.400 0.1136 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272

0.600 0.1392 0.2783 0.4175 0.4175 0.4175 0.4175 0.4175 0.4175

0.800 0.1607 0.3214 0.4820 0.6427 0.6427 0.6427 0.6427 0.6427

1.000 0.1796 0.3593 0.5389 0.7186 0.8982 0.8982 0.8982 0.8982

1.200 0.1968 0.3936 0.5904 0.7872 0.9840 1.1808 1.1808 1.1808

1.400 0.2126 0.4251 0.6377 0.8503 1.0628 1.2754 1.4879 1.4879

1.600 0.2272 0.4545 0.6817 0.9090 1.1362 1.3634 1.5907 1.8179

1.800 0.2410 0.4820 0.7231 0.9641 1.2051 1.4461 1.6872 1.9282

2.000 0.2541 0.5081 0.7622 1.0162 1.2703 1.5244 1.7784 2.0325

2.200 0.2665 0.5329 0.7994 1.0658 1.3323 1.5988 1.8652 2.1317

2.400 0.2783 0.5566 0.8349 1.1132 1.3916 1.6699 1.9482 2.2265 h1 Gambar liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk Qmin untuk perhitungan bukaan pintu / operasi pintu (Qrerata) : Lebar saluran (b) = 0,75 m Faktor aliran tenggelam (K) = 0,48 Koef debit (μ)

  = 0,72 dengan menggunakan rumus : = . . . �2. . ℎ

  table dibawah: ^{0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500}

  H ( m ) Q (m ³ /dt)

  

Tabel Hubungan Bukaan Pintu dengan Debit (Qmin)

a = 0.2 a = 0.4 a = 0.6 a = 0.8 a = 1.00 a = 1.20 a = 1.40 a = 1.60

1 Dapat dihitung besarnya debit tiap bukaan pintu, perhitungan dapat dilihat pada

  Gambar liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk Qrerata

  a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0.200

  0.40

  0.60

  0.80

  1.00

  1.20

  1.40

  1.60 0.0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.200 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.400 0.1462 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.600 0.1791 0.3581 0.5372 0.5372 0.5372 0.5372 0.5372 0.5372 0.800 0.2068 0.4135 0.6203 0.8271 0.8271 0.8271 0.8271 0.8271 1.000 0.2312 0.4624 0.6935 0.9247 1.1559 1.1559 1.1559 1.1559 1.200 0.2532 0.5065 0.7597 1.0130 1.2662 1.5195 1.5195 1.5195 1.400 0.2735 0.5471 0.8206 1.0942 1.3677 1.6412 1.9148 1.9148 1.600 0.2924 0.5848 0.8773 1.1697 1.4621 1.7545 2.0470 2.3394 1.800 0.3102 0.6203 0.9305 1.2406 1.5508 1.8610 2.1711 2.4813 2.000 0.3269 0.6539 0.9808 1.3078 1.6347 1.9616 2.2886 2.6155 2.200 0.3429 0.6858 1.0287 1.3716 1.7145 2.0574 2.4003 2.7432 2.400 0.3581 0.7163 1.0744 1.4326 1.7907 2.1489 2.5070 2.8652 h1

  0.0 ^{0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0} _{0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500} H (m )

  

Q (m

³ /dt) Tabel Hubungan Bukaan Pintu dengan Debit (Qrerata)

a = 0.2 a = 0.4 a = 0.6 a = 0.8 a = 1.00 a = 1.20 a = 1.40 a = 1.60

3. Mencari batas modular (modular limit) pada bagian expansi saluran

a). Untuk Qmax :

  H _{2 =} Cd 1/μ

• ξ masuk (v - v
₂ ) 2<
• Δ H f H
¹ 2gH ^{1 H 1} Δ Hf

  = 0.023917 H ² =

  Cd 1/μ - ξ masuk (v - v ^{2 ) 2}

• - Δ H
^f H ₁ 2gH ₁ H ₁ H _{2 = 1.086496 -}

  0.5 1.23603E-05 - 0.023917 H ₁

  15.35

  0.78 H _{2 = 1.05593} H ¹ H ₁ /H ₂ Hitungan H ₁ /H ₂ Tabel 1.05593 &gt;

  0.79 (memenuhi batas modular)

b). Untuk Qmin (Hmin):

  H ₂ = Cd 1/μ

• ξ masuk (v - v
₂ ) ² - Δ H f H ₁ 2gH

₁

H ₁ Δ Hf

  = 0.013709 H _{2 =} Cd

  1/μ - ξ masuk (v - v ₂ ) ² - Δ H ^f H ₁ 2gH

₁

H ₁ H _{2 = 0.957094 -} 0.1 0.006944
• - 0.013708776 H
₁

  2.66

  0.14 H _{2 = 0.855637} H ₁ H ₁ /H ₂ Hitungan H ₁ /H ₂ Tabel 0.855637 &gt; 0.85 (memenuhi batas modular)

c). Untuk Qrerata (Hmin):

  H _{2 =} Cd 1/μ

• ξ masuk (v - v
₂ ) 2<
• Δ H f H
¹ 2gH ^{1 H 1} Δ Hf

  = 0.022078 H ² =

  Cd 1/μ - ξ masuk (v - v ^{2 ) 2}

• - Δ H
^f H ₁ 2gH ₁ H ₁ H _{2 = 0.93 -}

  0.1 0.000426 - 0.022078 H ₁

  7.33

  0.37 H _{2 = 0.870866} H ¹ H ₁ /H ₂ Hitungan H ₁ /H ₂ Tabel 0.870866 &gt;

  0.85 (memenuhi batas modular)

4. Perhitungan pada bagian pengontrol (alat ukur debit)

  Kesimpulan :

  0.28 0.59 ok 1.10 0.440

  0.02 0.10 ok 1.10 0.202

  0.22

  4 Hmax 0.020

  0.15 0.43 ok 1.10 0.320

  0.35

  3 Hmin 0.360

  0.48

  1. Q

  2 Hmax 0.360

  0.56 0.74 ok 1.10 0.695

  0.76

  Q H1 H2 H2/H1&lt; 0.79 H1/L L m3/dt m m m 1 0.700

  2. Q min tidak dapat dilakukan operasi pintu (pintu harus dibuka lebar), untuk perhitungan berubah menjdi ambang.

  max memenuhi batas moduler implikasinya operasi pintu dapat dilakukan.

  5 Hmin 0.020 0.14 -0.06 -0.38 ok 1.10 0.132

  Daftar Pustaka 1. Chow, Ven Te. 1985. Hidrolika Saluran Terbuka (Open Channel Hydraulics).

  

Terjemahan Suyatman, VFX. Kristanto Sugiharto dan E.V. Nensi Rosalina . Jakarta :

Erlangga.