KAJIAN DISTRIBUSI KECEPATAN DAN TEGANGAN GESER PADA ALIRAN DIPERLAMBAT MENGGUNAKAN ACOUSTIC DOPPLER VELOCIMETER (ADV)

Abstract

ABSTRAK: Saluran terbuka merupakan saluran yang memiliki parameter yang tidak teratur, sehingga penyelesaian pada saluran terbuka sulit untuk diselesaikan secara analitis. Pada saluran terbuka sering terjadi aliran tidak seragam salah satunya karena adanya bendung yang mengakibatkan terjadinya perlambatan laju aliran. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui distribusi kecepatan aliran dan tegangan geser, serta arah vektor aliran. Dalam penelitian ini digunakan saluran dengan lebar 7.6 cm dan tinggi 25 cm. Kecepatan aliran diukur menggunakan Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) tipe downlooking produk dari SonTek, San Diego USA. Dari hasil pengukuran inisiasi menggunakan ADV didapatkan debit sebesar 2.3 lt/det dengan sampling rate sebesar 50Hz dan velocity range sebesar 30 cm/det serta jumlah pengambilan data setiap titik pengukuran sebanyak 7500 data. Dari hasil pengukuran dengan menggunakan Acoustic Doppler Velocimeter menunjukkan bahwa nilai distribusi kecepatan aliran terbesar terjadi pada tinggi ambang 13cm section 180 pada kedalaman 11.908 cm sebesar 18.833 cm/det. Dan semakin ke hilir kecepatan aliran semakin kecil. Dengan menggunakan persamaan distribusi kecepatan teoritis (Von karman dan Logartimik) dibandingkan dengan data ADV menunjukkan bahwa section 30 sampai 180 memiliki bentuk grafik yang hampir berhimpit, sedangkan untuk section 10 memiliki grafik yang berbeda karena adanya pengaruh dari ambang tajam. Vektor aliran pada section 30 sampai 180 arah vektornya cenderung longitudinal, sedangkan pada section 10 arah vektornya cenderung vertikal karena pengaruh limpasan aliran diatas ambang. Nilai tegangan geser terbesar terjadi pada daerah inner region dikarenakan pengaruh dari gesekan dasar saluran.

 

Kata kunci: Aliran Diperlambat, Acoustic Doppler Velocimeter, Distribusi Kecepatan, Vektor Aliran, Tegangan Geser.

 

ABSTRACT: Open channel has irregular channel parameters, so the solutions of open channel it is hard to be solved analytically. In open channels there is often non uniform flow, for example because of the weir and it causes a decrease in the flow rate. The purpose of this study was to determine flow velocity and shear stress distribution, and the direction of the flow vector. In this study used a channel width of 7.6 cm and height of 25 cm. Flow velocity is measured using the downlooking type Acoustic Doppler Velocimeter, the product from SonTek, San Diego USA. From the result of the measurement of initiation using ADV the discharge was 2.3 lt/sec with a sampling rate of 50Hz and a velocity range of 30 cm/sec and the amount of data collection for each measurement point is 7500 data. The measurement using the Acoustic Doppler Velocimeter shows that the largest flow velocity distribution value occurs at a weir height of 13 cm in section 180 at a depth of 11.908 cm at 18.833 cm/sec. And the more downstream the flow velocity gets smaller. Using the theoretical velocity distribution equation (Von Karman and Logarithmic) compared with ADV data shows that section 30 to section 180 have a graph that is almost coincide, while for section 10 has a different graph because the effect of the sharp crested weir. The flow vector in section 30 to section 180 the direction of the vector tends to be longitudinal, while in section 10 the vector direction tends to be vertical because the effect of runoff flow above the sharp crested weir. The largest value of shear stress occurs in the inner region because the effect of the friction at the base of the channel.

Keywords: Decelerated Flow, Acoustic Doppler Velocimeter, Velocity ​​Distribution, Flow Vector, Shear