Debit penampang saluran

Pada aliran seragam, gaya berat yang mendorong air tepat diimbangi gesekan dasar dan dinding. Debitnya ditentukan bentuk penampang lewat jari-jari hidraulis, luas basah dibagi keliling basah.

simulasiDebit aliran seragam pada penampang lingkaran, persegi, dan alam

satuanSI (m, m³/s)

A0,393 m²

R0,250 m

V0,97 m/s

Q0,379 m³/s

lembarHY-03rev A

masukan

bentuk

rumus

Sim	Besaran	Nilai
D	Garis tengah pipa	1,00m
y	Kedalaman air dari titik terendah	0,50m
S	Kemiringan dasar	1,00‰
n	Koefisien Manning	0,013

kondisi contoh

hasil

Q 0,379 m³/s

Sim	Besaran terhitung	Nilai
Q	Debit	0,3791m³/s
V	Kecepatan rata-rata	0,965m/s
A	Luas basah	0,3927m²
P	Keliling basah	1,5708m
R	Jari-jari hidraulis	0,2500m
T	Lebar muka air	1,000m
Fr	Bilangan Froude	0,492
Qmaks	Debit terbesar penampang, pada kedalaman 0,938 m	0,8156m³/s

HY-04

Belum ada lengkung debit tersimpan. Susun lengkungnya di lembar HY-04 lalu tekan "pakai di HY-03" untuk membandingkan kedua debit di sini.

yang perlu diperhatikan

Pada 60 persen tinggi penampangnya (0,60 m) penampang ini mengalirkan 0,509 m³/s. Buat salurannya 20 persen lebih kasar, selisih yang masih wajar di antara dua insinyur yang membaca foto yang sama, dan debitnya turun 17 persen menjadi 0,424 m³/s. Koefisien kekasaran biasanya bilangan yang paling tidak pasti di lembar ini sekaligus yang paling menggeser jawabannya, dan itu sebabnya debit hitungan seperti ini perlu dibandingkan dengan lengkung debit hasil ukur bila ada.

verifikasi

7 dari 7 pemeriksaan lolos

Nilai acuan berasal dari luar aplikasi ini. Kolom hitungan dievaluasi saat halaman digambar, jadi tabel ini ikut berubah bila modelnya berubah.

Yang diperiksa	Jenis	Acuan	Nilai acuan	Hitungan	Selisih
Luas basah sama dengan luas poligon basahnya, rumus Shoelace	Konsistensi silang	Rumus luas poligon Gauss (Shoelace), jalur hitung terpisah	0,3926m²	0,3927m²	0,018%
Keliling basah sama dengan panjang garis dasar poligon basahnya	Konsistensi silang	Panjang ruas satu per satu, jalur hitung terpisah	1,5707m	1,5708m	0,004%
Chezy dengan C = R^(1/6)/n memberi debit yang sama dengan Manning	Konsistensi silang	Chow (1959), Open-Channel Hydraulics, pasal 5-6	0,37909m³/s	0,37909m³/s	nol
Kemiringan empat kali lipat melipatduakan debit	Sifat matematis	Manning dan Chezy: V sebanding S^(1/2)	0,75818m³/s	0,75818m³/s	nol
Kedalaman normal dari debit ini mengalirkan debit yang sama kembali	Pulang pergi	Pembalikan dengan pembagian dua pada cabang naik	0,37909m³/s	0,37909m³/s	< 0,0001%
Debit pipa terbesar terjadi pada kedalaman 0,938 D, bukan saat penuh	Nilai terbitan	Chow (1959), Open-Channel Hydraulics, saluran tertutup terisi sebagian; Butler & Davies (2011), Urban Drainage	0,9380	0,9382	0,019%
Debit naik terus sampai kedalaman debit terbesar	Perilaku	Perilaku yang harus berlaku pada aliran seragam	1	1	nol

Busur lingkaran didekati 96 tali busur untuk digambar
Busur lingkaran didekati 96 tali busur untuk digambar
Nilai terbitan ditulis tiga angka

Seluruh pemeriksaan ini juga tersedia sebagai berkas uji yang dapat dijalankan sendiri dengan perintah npm test.

dasar perhitungan

V =1nR^(2/3) S^(1/2)V = C (R S)^(1/2)

R =APQ = V AFr =V√(g A / T)

lingkaran: θ = 2 arccos(1 − 2y/D), A = D²(θ − sin θ)/8, P = Dθ/2

Rumus Manning dan Chezy menghitung debit ALIRAN SERAGAM, yaitu aliran yang kedalamannya sama sepanjang saluran karena gaya berat yang mendorong tepat diimbangi gesekan dasar dan dinding. Dua andaian ikut di dalamnya dan jarang disebut. Pertama, kemiringan yang dimasukkan adalah kemiringan garis energi, yang sama dengan kemiringan dasar hanya bila alirannya memang seragam; di dekat bendung, gorong-gorong, atau perubahan penampang, kedalamannya berubah dan rumus ini tidak berlaku. Kedua, koefisien kekasaran dianggap tetap untuk seluruh penampang, padahal pada sungai alam dasar berbatu dan bantaran berumput kekasarannya jauh berbeda. Yang menarik dari penampang lingkaran: debitnya tidak terbesar saat pipa penuh. Mendekati puncak, keliling basah bertambah jauh lebih cepat daripada luasnya, sehingga jari-jari hidraulisnya turun, dan puncak debitnya berada di sekitar 94 persen garis tengah.

rujukan

01Chow, V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill, bab 5 dan 6.
02Manning, R. (1891). On the flow of water in open channels and pipes. Transactions of the Institution of Civil Engineers of Ireland, vol. 20.
03Butler, D. & Davies, J.W. (2011). Urban Drainage, edisi ke-3. Spon Press, bab 9.
04Arcement, G.J. & Schneider, V.R. (1989). Guide for selecting Manning's roughness coefficients for natural channels and flood plains. USGS Water-Supply Paper 2339.