KELAS F JUSRANNIM : 213 190 023 ANWAR SAADNIM : 213 190 054 AHMAD RIADHINIM : 213 190 020 BASIRNIM : 211 190 053

JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PAREPARE

Zat cair yang bergerak dapat menimbulkan gaya.Gaya yang ditimbulkan oleh zat cair dapat dimanfaatkan untuk :- analisis perencanaan turbin- mesin-mesin hidraulis- saluran yang panjang dan berkelok-kelok- dsb.

Momentum suatu partikel atau benda didefinisikan sebagai perkalian antara massa M dan kecepatan V,

Momentum = M V

Partikel-partikel aliran zat cair mempunyai momentum.Perubahan momentum dapat menyebabkan terjadinya gaya.Gaya yang terjadi karena gerak zat cair disebut dengan gaya dinamis dan merupakan gaya tambahan pada gaya tekanan hidrostatis.

Momentum = Q V

Dengan : : rapat massa zat cairQ : debit aliranV : kecepatan rerata aliran

F = Q (V2 V1)F = QV2 QV1

Gaya yang bekerja pada zat cair adalah sebanding dengan laju perubahan momentum

Dalam menurunkan persamaan momentum, distribusi kecepatan aliran dianggap seragam padahal tidak demikian kenyataannya, sehingga perlu koreksi.

F = Q (2V2 1V1)

Dengan adalah koefisien koreksi momentum.Laminer = 1,33Turbulen = 1,01 1,04

Ditinjau gaya pada curat.Gaya ini dapat menimbulkan gaya tarik pada curat.Perencanaan baut dan las pada sambungan didasarkan pada gaya tarik tsb.Rx = p1A1 Q(V2 V1)

Perubahan arah aliran dalam pipa dapat menyebabkan terjadinya gaya-gaya yang bekerja pada belokan pipa.Gaya-gaya tersebut disebabkan oleh gaya tekanan statis dan gaya dinamis.Belokan arah x (horisontal) :

Rx = p1A1 p2A2cos Q(V2cos V1)

Belokan arah y (vertikal) :

Ry = W + p2A2sin + QV2sin

Resultante gaya R :

Sudut diukur terhadap horisontal menunjukkan arah kerja gaya R. Gaya R tersebut akan berusaha untuk melepaskan bagian belokan dari pipa utama, yang harus dapt ditahan oleh sambungan antara pipa dan belokan.

PLAT TETAPApabila suatu pancaran zat cair menghantam plat datar diam dengan membentuk sudut tegak lurus terhadap plat, pancaran tsb tidak akan dipantulkan kembali tetapi akan mengalir di atas plat dalam segala arah.Gaya yang bekerja pada plat :R = a V2Apabila pancaran membentuk sudut terhadap plat :R = a V2 sin

Apabila plat yang dihantam pancaran zat cair bergerak dengan kecepatan v dalam arah pancaran, maka pancaran tersebut akan menghantam plat dengan kecepatan relatif (V-v).R = a (V v)2

Jumlah plat dapat ditambah menjadi beberapa plat datar yang dipasang di sekeliling roda dan memungkinkan pancaran air menghantam plat-plat tersebut secara tangensial sehingga roda dapat bergerak dengan kecepatan tangensial v. apabila dianggap bahwa jumlah plat adalah sedemikian sehingga tidak ada pancaran air yang terbuang (tidak mengenai plat), maka gaya yang ditimbulkan oleh zat cair pada plat adalah :

R = a V(V v)

vV

Kerja yang dilakukan/detik = gaya x jarak/detikK = a V(V v)v

Energi kinetik pancaran :Ek = aV3Efisiensi kerja :

Perubahan momentum dapat terjadi karena adanya perubahan arah aliran tanpa terjadi perubahan kecepatan.Gaya yang ditimbulkan oleh zat cair pada plat lengkung adalah :R = a V (V cos + Vcos)Apabila = = 0 maka :R = 2 a V2

Perbandingan antara persamaan gaya pada plat datar dan plat lengkung menunjukkan bahwa gaya yang terjadi pada plat lengkung dimana pancaran membelok 180 adalah 2 kali gaya yang terjadi pada plat datar. Pancaran membelok 180 apabila plat lengkung berbentuk setengah lingkaran.

Pancaran air datang dengan kecepatan V menghantam plat dengan kecepatan relatif, Vr = V v. pancaran tersebut akan meluncur pada plat lengkung dan keluar melalui kedua ujungnya dengan membentuk sudut terhadap arah gerak plat.Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran dalam arah pancaran :R = a (V v)2(1+cos )

Kerja yang dilakukan :K = a (V v)2 (1+cos ) vKerja akan maksimum jika : V = 3vKerja maksimum :Kmaks = a (1+cos ) 4/27V3Apabila plat adalah setengah lingkaran, atau =0Kmaks = 8/27 a V3Tenaga kinetik pancaran air :Ek = aV3Efisiensi maksimum :

LUBANG : bukaan pada dinding atau dasar tangki dimana zat cair mengalir melaluinya.PELUAP : bukaan dimana sisi atas dari bukaan tersebut berada di atas permukaan air.

Fungsi hidraulik dari keduanya biasanya adalah sebagai alat ukur debit.

(b)

Pancaran air yang melewati lubang akan mengalami kontraksi (penguncupan aliran). Kontraksi maksimum terjadi pada suatu tampang sedikit di sebelah hilir lubang. Tampang dengan kontraksi maksimum tersebut dikenal sebagai vena kontrakta.Vena KontraktaVcaca

Pada aliran zat cair melalui lubang terjadi kehilangan tenaga sehingga beberapa parameter aliran akan lebih kecil dibanding pada aliran zat cair ideal. Berkurangnya parameter aliran tersebut dapat ditunjukkan oleh beberapa koefisien, yaitu :Koefisien kontraksiKoefisien kecepatanKoefisien debit

Koefisien kontraksi (Cc) didefinisikan sebagai perbandingan antara luas tampang aliran pada vena kontrakta (ac) dan luas lubang (a) yang sama dengan tampang aliran zat cair ideal.

Koefisien kontraksi tergantung pada tinggi energi, bentuk dan ukuran lubang dan nilai reratanya adalah sekitar Cc = 0,64.

Koefisien kecepatan (Cv) : perbandingan antara kecepatan nyata aliran pada vena kontrakta (Vc) dan kecepatan teoritis (V).

Nilai koefisien kecepatan tergantung pada bentuk dari sisi lubang (lubang tajam atau dibulatkan) dan tinggi energi. Nilai rerata dari koefisen kecepatan adalah Cv = 0,97.

Koefisien debit (Cd) : perbandingan antara debit nyata dan debit teoritis.

Nilai koefisien debit tergantung pada nilai Cc dan Cv, yang nilai reratanya adalah 0,62.

Kecepatan teoritis :

Kecepatan nyata :

Debit aliran

Lubang terendam : permukaan zat cair pada lubang keluar terletak di atas sisi atas lubang.H1H2H

H1H2H

H1H2HH1H2HLubang bebasLubang terendamLubang terendamLubang terendam sebagian

Lubang terendam

Lubang terendam sebagian

Waktu yang diperlukan untuk mengubah tinggi permukaan air dari H1 menjadi H2 :

Waktu pengosongan tangki :H1H2

Waktu yang diperlukan oleh perbedaan permukaan zat cair di kedua tangki dari H1 menjadi H2 :

H1H2a

Peluap : bukaan pada salah satu sisi kolam atau tangki sehingga zat cair di dalam kolam tersebut melimpas di atas peluap.Tinggi peluapan : lapis zat cair yang melimpas di atas ambang peluap.Fungsi : mengukur debitJenis :a. peluap ambang tipis : t < 0,5Hb. peluap ambang lebar : t > 0,66H0,5H < t < 0,66H aliran tidak stabil, dapat bersifat ambang tipis maupun lebar

HtHHhtPeluap ambang tipisPeluap ambang lebar

Peluap tertekan : panjang peluap sama dengan lebar kolam/saluran. (a)Peluap dengan kontraksi samping : panjang peluap tidak sama dengan lebar kolam/saluran. (b)ab

Peluap terjunan (sempurna) : muka air hilir di bawah puncak peluap.Peluap terendam (tak sempurna) : muka air hilir di atas puncak peluap.

HSEGIEMPATSEGITIGATRAPESIUM

Bila air yang melalui peluap mempunyai kecepatan awal maka dalam rumus debit tersebut tinggi peluapan harus ditambah dengan tinggi kecepatan

Sehingga debit aliran menjadi :

Apabila sudut = 90, Cd = 0,6 dan percepatan gravitasi g = 9,81 m/d2, maka debit aliran menjadi :

Dengan :H : tinggi peluapanCd1 : koefisien debit bagian segiempatCd2 : koefisien debit bagian segitigaB : lebar bagian segiempat : sudut antara sisi peluap dengan garis vertikal

Dengan :H : tinggi air bagian hulu peluaph : tinggi air bagian hilir peluapb : lebar peluap (panjang dalam arah melintang saluran)

Dengan :H1 : tinggi air bagian hulu peluapH2 : tinggi air bagian hilir peluapb : lebar peluap (panjang dalam arah melintang saluran)