1. HIDROLIKA
DAN JENIS ALIRAN
DALAM SALURAN
Heri Suprapto

2. Dasar-Dasar Aliran
Fluida

3. Konsep penting dalam
aliran fluida
1. Prinsip kekekalan massa (persamaan
kontinuitas)
2. Prinsip Energi Kinetik (persamaan-
persamaan aliran tertentu)
3. Prinsip Momentum (persamaan gaya-
gaya dinamik fluida yang mengalir)

4. Gerakan Fluida
 Pengertian Debit
Adalah banyaknya fluida yang mengalir
melalui penampang pipa atau saluran
terbuka tiap detik.
Q = V x A
V : Kecepatan aliran
A : Luas penampang pipa/saluran

5. Persamaan Kontinuitas
Banyaknya fluida yang mengalir tiap detik
pada tiap penampang adalah sama
1 2
3
Q1 = Q2 = Q3
A1 V1 = A2 V2 = A3 V3

6. Persamaan Energi/Bernoulli
 Pada tiap saat dan tiap posisi yang ditinjau dari
suatu aliran didalam pipa tanpa gesekan yang
tidak bergerak, akan mempunyai jumlah energi
potensial, energi tekanan,dan energi kecepatan
yang sama besarnya.
g
V
g
p
z
g
V
g
p
z
2.2.
2
22
2
2
11
1
++=++
ρρ

7. Asumsi dalam persamaan
Bernoulli
1. Kecepatan partikel fluida di
setiap penampang adalah sama
2. Tidak ada gaya-gaya luar yang
bekerja pada fluida selain gaya
berat
3. Tidak terjadi kehilangan energi

8. Penggunaan Persamaan
Bernoulli
 Venturimeter ( untuk mengukur
debit )
 Orifece meter ( untuk mengukur
debit dalam pipa )
 Tabung pitot ( mengukur
kecepatan arus dalam saluran
terbuka dan tertutup )

9. Keseimbangan Energi

10. Aliran tertutup dan
aliran terbuka

11. Perbedaan Aliran tertutup
dan Aliran Terbuka

12. Prinsip Aliran Tertutup
 Fluida, setelah mengalir masuk ke dalam
pipa akan membentuk LAPIS BATAS dan
tebalnya akan bertambah besar sepanjang
pipa. Pada suatu titik sepanjang garis
tengah pipa, lapisan akan bertemu dan
membentuk daerah yang terbentuk penuh
di mana kecepatannya tidak berubah
setelah melintasi titik tersebut. Jarak dari
ujung masuk pipa ke titik pertemuan lapis
batas tsb dinamakan PANJANG
KEMASUKAN.

14. Kehilangan Energi pada
aliran tertutup
• Kehilangan energi akibat gesekan
• Kehilangan energi akibat perlambatan
• Pelebaran
• Penyempitan
• Belokan
• pearcabangan

16. ALIRAN SALURAN
TERBUKA

17. Prinsip Aliran Terbuka
 Aliran dengan permukaan bebas
 Mengalir dibawah gaya gravitasi,
dibawah tekanan udara atmosfir.
 Mengalir karena adanya slope dasar
saluran

19. Jenis-Jenis Aliran
 Berdasarkan waktu pemantauan
 Aliran Tunak (Steady Flow)
 Aliran Taktunak (unsteady Flow)
 Berdasarkan ruang pemantauan
 Aliran Seragam (Uniform flow)
 Aliran Berubah (Varied flow)

21. Perilaku aliran saluran terbuka
 Ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan
gravitasi sehubungan dengan gaya inersia
aliran
 Pengaruh kekentalan:
 Laminar : jika kekentalan sangat besar.
 Turblen : jika kekentalan relatif lemah.
 perlaihan

22. Inflow
1 2
A
A
3
Section AA
Change in Storage
Outflow
3a
3b

23. Geometri Saluran
 Prismatik : penampang melintangnya
tidak berubah dan kemiringan dasarnya
tetap
 Tak-Prismatik : penampang melintangnya
berubah dan kemiringan dasar juga
berubah

26. Distribusi kecepatan pada
penampang saluran
 Dengan adanya suatu permukaan bebas
dan gesekan disepanjang dinding saluran,
maka kecepatan dalam saluran tidak
terbagi merata.
 Kecepatan maksimum terjadi pada 0.05
s/d 0.25 dari permukaan.
 Makin ke tepi makin dalam

28. Energi Spesifik dan aliran
kritis
 Energi spesifik dalam suatu penampang
saluran adalah energi fluida setiap satuan
berayt pada setiap penampang saluran
 Aliran kritis adalah keadaan aliran dimana
energi spesifiknya untuk suatu debit
tertentu adalah minimum.
 Pada keadaan kritis dari suatu aliran, tingi
kecepatan sama dengan setengah dari
kedalaman hidrolik.

29. Aliran Seragam

30. Prinsip Aliran Seragam
 Kedalaman aliran adalah konstan dalam
waktu dan ruang
 Gaya gravitasi yang ada di imbangi oleh
gaya friksi yang ada
 Aliran yang benar-benar seragam jarang
ditemukan dalam kenyataan dan ada
beberapa aliran yang diasumsikan sebagai
aliran seragam

31. Pembentukan aliran
seragam
 Aliran air dalam saluran terbuka akan
mengalami hambatan saat mengalir ke
hilir.
 Hambatan akan dilawan oleh komponen
gaya berat yang bekerja dalam arah
geraknya.
 Bila hambatan seimbang dengan gaya
berat maka aliran yang terjadi adalah
aliran seragam.

32. Kecepatan aliran seragam
 Kecepatan rata-rata aliran seragam
turbulen dalam saluran terbuka biasanya
dinyatakan dengna rumus aliran seragam.
 V = C Rx
Sy
 V : kecepatan rata-rata
 R : Jari-jari hidrolik
 S : Kemiringan energ
 C : Faktor tahanan aliran

33. Rumus Chezy
 1769 Insinyur Perancis Antoine Chezy
 V : Kecepatan rata-rata
 R : Jari-jari hidrolik
 S : Kemirinan garis energi
 C : Faktor tahanan aliran Chezy

34. Penentuan Faktor
hambatan Chezy
 Rumus Ganguillet-Kutter
 Dari Swiss : 1869
 Nilai C berhubungan dengan S, R dan
koef.kekasaran n
 Rumus Bazin
 Dari Perancis : 1897
 C adalah funsi R bukan S
 Rumus Powel
 1950
 C adalah rumus logaritmis

35. Rumus Manning
 In 1889 Irish Engineer, Robert Manning presented
the formula:
2132
SR
n
49.1
v =
Kecepatan rata-rata
R : Jari-jari hidrolik
S : Kemirinan garis energi
n : koefisien kekasaran

36. Koefisien kekasaran Manning
Type of Channel and Descriptioning Minimum Normal Maximum
Streams
Streams on plain
Clean, straight, full stage, no rifts or deep pools 0.025 0.03 0.033
Clean, winding, some pools, shoals, weeds &
stones
0.033 0.045 0.05
Same as above, lower stages and more stones 0.045 0.05 0.06
Sluggish reaches, weedy, deep pools 0.05 0.07 0.07
Very weedy reaches, deep pools, or floodways 0.075 0.1 0.15
with heavy stand of timber and underbrush
Mountain streams, no vegetation in channel, banks
steep, trees & brush along banks submerged at
high stages
Bottom: gravels, cobbles, and few boulders 0.03 0.04 0.05
Bottom: cobbles with large boulders 0.04 0.05 0.07