1. Cilcia Kusumastuti, ST, M.Eng.
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Atma Jaya Yogyakarta
2011
2. Lubang dan Peluap
Lubang:
- bukaan pada dinding/dasar tangki, dimana
zat cair melaluinya
- digunakan untuk mengukur debit
- bentuk: segi empat, segi tiga, lingkaran
PENDAHULUAN
Peluap:
- lubang besar, dimana sisi atas lubang berada
di atas permukaan air dalam tangki
- digunakan untuk mengukur debit
- digunakan dalam jaringan irigasi (untuk
menaikkan elevasi muka air)
3. Lubang dan PeluapPENDAHULUAN
Bendung:
- peluap yang besar dari bahan beton/pasangan
batu
Tinggi energi (head, H):
- kedalaman zat cair di sebelah hulu, diukur
dari sumbu lubang
5. Lubang dan PeluapKOEFISIEN ALIRAN
Vena kontrakta: tampang
dengan kontraksi
maksimum
Kehilangan tenaga
parameter aliran lubang <
aliran zat cair ideal
koefisien kontraksi,
kecepatan, debit
6. Lubang dan PeluapKOEFISIEN ALIRAN
Koefisien Simbol &
rumus
Perbandingan Penentu Nilai rata-rata
Kontraksi Luas tampang
aliran pada vena
kontrakta & luas
lubang yang =
tampang aliran
zat cair ideal
Tinggi
energi,
bentuk &
ukuran
lubang
0.64
Kecepatan Kecepatan nyata
aliran pada vena
kontrakta &
kecepatan
teoritis
Bentuk sisi
lubang
(bulat/tajam
), tinggi
energi
0.97
Debit Cd=Cc.Cv
Debit nyata &
debit teoritis
Nilai Cc & Cv 0.62
a
a
C c
c
V
V
C c
v
8. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 1 dan 2
1. Air mengalir melalui lubang dengan diameter 5 cm
dan tinggi energi 10 m. Hitung debit nyata dan
kecepatan nyata pada vena kontrakta jika Cd =
0,6 dan Cv = 0,9.
2. Suatu lubang berbentuk lingkaran dengan
diameter 2,5 cm berada pada sisi tegak tangki.
Tinggi muka air di atas pusat lubang adalah 1,00
m. Lintasan pancaran air melalui suatu titik yang
terletak pada jarak horisontal 35 cm dan vertikal
ke bawah sebesar 3,5 cm dari pusat vena
kontrakta. Debit aliran yang diperoleh dengan
mengukur air yang tertampung dalam tangki
adalah 1,35 l/d. Tentukan koefisien kecepatan,
koefisien debit, dan koefisien kontraksi lubang.
10. Lubang dan PeluapALIRAN MELALUI LUBANG BESAR
})
2
()
2
{(2..
3
2
)(2..
3
2
2
2
3
2
0
1
2
3
2
0
2
2
3
1
2
3
2
g
V
H
g
V
HgbCQ
HHgbCQ
ghCV
d
d
v
h
12. Lubang dan PeluapALIRAN MELALUI LUBANG BESAR
gHHHbCQ
HHgbCQ
QQQ
d
d
terendambebas
2).(.
)(2..
3
2
22
2
3
1
2
3
1
)(2)(1
gHHHbCHHbCQ dd 2).(.).(.
3
2
2
2
3
1
2
3
Lubang besar terendam sebagian
13. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 3 dan 4
3. Lubang besar berbentuk segiempat dengan lebar
1,0 m dan kedalaman 0,5 m mengalirkan air dari
suatu tangki. Apabila elevasi muka air di dalam
tangki adalah 5,0 m di atas sisi atas lubang,
hitung debit aliran. Koefisien debit Cd = 0,6.
4. Lubang besar berbentuk segiempat dengan lebar
1,0 m dan tinggi 0,5 m. Elevasi muka air di
sebelah hulu lubang adalah 3,0 m di atas sisi
atas lubang. Aliran adalah terendam dengan
elevasi muka air di sebelah hilir adalah 2,0 m di
atas sisi atas lubang. Koefisien debit 0,62.
Hitung debit aliran.
14. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 5
5. Hitung debit aliran melalui lubang dengan lebar
2,0 m dan tinggi 2,0 m. Elevasi muka air pada sisi
hulu adalah 3 m di atas sisi atas lubang dan
elevasi muka air hilir adalah 1 m di atas sisi
bawah lubang. Koefisien debit adalah Cd = 0,62.
15. Lubang dan PeluapWAKTU PENGOSONGAN TANGKI
gaC
HHA
t
ghaCQ
ghCV
d
d
v
2..
)(2
2..
2
2
1
2
2
1
1
16. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 6 dan 7
6. Kolam renang dengan panjang 20 m dan lebar 10 m
mempunyai kedalaman air 1,5 m. Pengosongan
kolam dilakukan dengan membuat lubang seluas
0,25 m2 yang terletak di dasar kolam. Koefisien
debit Cd = 0,62. Hitung waktu yang diperlukan
untuk mengosongkan kolam.
7. Tangki dengan luas tampang 5 m2 mempunyai
lubang berbentuk lingkaran dengan diameter d =
10 cm. Sebelum terjadi pengaliran melalui lubang,
elevasi muka air adalah 10 m di atas lubang.
Hitung elevasi muka air setelah pengaliran selama
5 menit. Koefisien debit Cd = 0,62.
17. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 8
8. Turunkan bentuk persamaan waktu yang diperlukan
untuk menurunkan/menaikkan permukaan zat cair di
dalam tangki dengan tampang lintang seragam A.
Luas lubang yang terletak pada dasar tangki
adalah a. Selain mengeluarkan zat cair melalui
lubang, tangki tersebut menerima masukan zat cair
dengan debit aliran Q.
)()ln([
2
21
2
1
2
HHk
HKQ
HKQ
Q
K
A
t
18. Lubang dan PeluapALIRAN DARI TANGKI KE TANGKI
)(
2).(.
2 2
1
2
2
1
1
21
21
HH
gAAaC
AA
t
d
gHaCQ d 2..H2
19. Lubang dan PeluapPELUAP
Peluap:
- untuk mengukur debit aliran
Tinggi Peluapan:
- tinggi lapis zat cair yang melimpas di atas
ambang peluap
Jenis Peluap (berdasar bentuk puncak):
- ambang tipis : t < 0,5H
- ambang lebar : t > 0,66H
- aliran tidak stabil : 0,5 H < t < 0,66 H
(bisa melalui ambang tipis atau lebar)
21. Lubang dan PeluapPELUAP (lanj’)
Peluap Tertekan (gb. a):
- panjang peluap = lebar kolam/saluran
- tidak mengalami kontraksi samping
Peluap Kontraksi Samping (gb. b):
- panjang peluap ≠ lebar kolam/saluran
- mengalami kontraksi samping
22. Lubang dan PeluapPELUAP (lanj’)
Tipe peluap berdasar muka air hilir:
- peluap terjunan (sempurna): muka air hilir di
bawah puncak peluap
- peluap terendam (tidak sempurna): muka air
hilir di atas puncak peluap
23. Lubang dan PeluapPELUAP (lanj’)
Tipe peluap berdasar bentuk:
- peluap segiempat (gb. a)
- peluap segitiga (gb. b)
- peluap trapesium (gb.c)
25. Lubang dan Peluap
DEBIT ALIRAN MELALUI
PELUAP SEGIEMPAT (lanj’)
])[(2..
3
2 2
3
2
3
aad hhHgbCQ
V2
Peluap segiempat dg kecept awal
26. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 9 dan 10
9. Peluap segiempat dengan lebar 2,5 m mempunyai
tinggi peluapan 40 cm. Hitung debit peluapan
apabila koefesien debit Cd = 0,62.
10. Peluap dengan panjang 0,8 m dibangun pada
saluran segiempat dengan debit aliran 1,0 m3/d.
Apabila koefisien debit 0,62, berapakah tinggi
peluapan?
28. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 11 dan 12
11. Peluap segitiga deng sudut = 90 digunakan
untuk mengukur debit aliran. Apabila tinggi
peluapan H = 25 cm dan Cd = 0,62, hitung debit
aliran.
12. Selama percobaan di laboratorium, 50 liter air
mengalir melalui peluap segitiga siku-siku selama
satu menit. Apabila tinggi peluapan adalah 5 cm,
hitung koefesien debit peluap.
29. Lubang dan Peluap
DEBIT ALIRAN MELALUI
PELUAP TRAPESIUM
2
5
2
2
3
1
2
2
15
8
2..
3
2
HtggCHgbCQ dd
Cd1 = koefisien debit bagian segiempat, Cd2 = koefisien debit bagian segitiga
/2 = sudut antara sisi peluap dengan garis vertikal
30. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 13
13. Peluap berbentuk trapesium dengan lebar bagian
atas 1,2 m, lebar dasar 0,45 m, dan tinggi 0,3
m. Hitung debit aliran melalui peluap jika tinggi
peluapan 0,225 m. Koefisien debit bagian segitiga
dan segiempat adalah sama, yaitu Cd = 0.60.
31. Lubang dan Peluap
DEBIT ALIRAN MELALUI
PELUAP AMBANG LEBAR
2
3
32
2...384.0
2..
)(2
HgbCQ
hHhgbCQ
hHgV
dmaks
d
32. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 14 dan 15
14. Bendung ambang lebar dengan panjang 10 m
mengalirkan air dengan debit maksimum 10 m3/d.
Tentukan tinggi peluapan pada sisi hulu bendung
apabila koefisien debit Cd = 0,62.
15. Tentukan debit maksimum melalui peluap ambang
lebar sepanjang 60 m dengan tinggi peluapan
sebesar 60 cm di atas ambang. Koefisien debit
adalah 0,595. Tentukan juga debit aliran dg
memperhitungkan kecepatan awal apabila luas
tampang saluran di sebelah hulu peluap adalah 45
m2.
33. Lubang dan Peluap
DEBIT ALIRAN MELALUI
PELUAP TERENDAM
)(2..
)(2..
3
2
2122
2
3
211
terendam)(peluapan2bebas)(peluapan1
HHgHbCQ
HHgbCQ
QQQ
d
d
)(2..)(2..
3
2
212
2
3
21 21
HHgHbCHHgbCQ dd
Muka air di sebelah hilir
peluap berada di atas
puncak peluap peluapan
tidak sempurna, peluap
terendam
34. Lubang dan PeluapCONTOH SOAL 16 dan 17
16. Peluap terendam dengan panjang 2 m mempunyai
tinggi air di sebelah hulu dan hilir peluap sebesar
15 cm dan 7,5 cm di atas puncak peluap. Hitung
debit aliran melalui peluap jika koefisien debit
untuk bagian yang bebas dan terendam adalah
0,58 dan 0,8.
17. Peluap ambang tajam/tipis dengan tinggi 0,8 m
berada pada saluran segiempat dengan lebar 3,0
m. Kedalaman air di saluran adalah 1,25 m dan
pada jarak 10 m di hilir peluap kedalaman air
adalah 1,0 m. Tentukan debit aliran jika
koefisien debit = 0,6.
