Lompat ke konten
HidroLablaboratorium hidraulika interaktif
/

Tirai luapan bebas

Air yang melewati ambang tajam melepaskan diri dari puncaknya dan jatuh sebagai tirai bebas. Bentuk tirai itu bukan parabola, dan bukan pula sesuatu yang dipilih perancang: justru bentuk inilah yang kemudian ditiru menjadi bentuk mercu ogee.

simulasiBentuk tirai di atas ambang tajam — potongan melintang
satuanSI (m, m³/s)
h0,300 m
Q0,6237 m³/s
Ce0,6395
h/P0,500
lembarHS-06rev A

verifikasi

6 dari 6 pemeriksaan lolos

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

Yang diperiksaJenisAcuanNilai acuanHitunganSelisih
Pada jarak sejauh tinggi rancangan, tirai sudah turun setengahnyaNilai terbitanPersamaan bentuk mercu WES, USACE Hydraulic Design Criteria0,150000m0,150000mnol
Pada batas atas rentang, h dibagi P sama dengan dua, koefisiennya 0,752Nilai terbitanISO 1438, bentuk Kindsvater-Carter untuk ambang selebar penuh0,7520000,752000nol
Bentuk tirai serupa diri terhadap tinggi rancangannyaSifat matematisSifat persamaan pangkat yang harus berlaku0,091786960,09178696< 0,0001%
Membalik rumus debit mengembalikan tinggi muka air efektifPulang pergiRumus ambang tajam harus dapat dibalik0,301000m0,301000mnol
Koefisien debit naik saat ambangnya diperpendekPerilakuKecepatan datang yang makin besar, ISO 143811nol
Lintasan peluru selalu jatuh lebih cepat daripada tirai sesungguhnyaPerilakuLintasan peluru mengabaikan tekanan dan lengkung aliran di atas mercu11nol

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

dasar perhitungan

x^1,85 = 2 h^0,85 ybentuk WES, muka hulu tegak
Q =23Ce √(2g) b he^1,5Ce = 0,602 + 0,075hP

Bentuk tirai luapan bebas bukan parabola, dan itu pernyataan yang dapat dilihat langsung pada gambar. Lintasan peluru, yaitu andaian bahwa air meninggalkan mercu mendatar lalu jatuh bebas, digambar sebagai garis khayal di sampingnya. Ia turun lebih cepat, karena mengabaikan dua hal yang nyata di puncak mercu: tekanan di dalam air belum nol, dan lintasannya sudah melengkung sebelum sampai ke bibir. Bentuk sesungguhnya diukur dari tirai ambang tajam yang diberi udara, lalu dirumuskan sebagai persamaan pangkat dengan pangkat 1,85. Dari situlah bentuk mercu ogee berasal: mercu ogee tidak dirancang lebih dulu lalu diuji, melainkan dibentuk mengikuti permukaan bawah tirai ini persis. Pada tinggi energi rancangan, air lalu menempel pada mercu tanpa menekan maupun terangkat, dan tekanan di sepanjang permukaannya kira-kira nol. Di bawah tinggi rancangan mercu menekan air, di atasnya tekanan menjadi negatif dan kavitasi menjadi risiko. Satu hal lagi yang mudah terlewat: rongga udara di bawah tirai bukan ruang kosong yang tidak penting. Ia bagian dari rancangan.

rujukan

  1. 01USACE. Hydraulic Design Criteria, lembar bentuk mercu WES pada muka hulu tegak.
  2. 02ISO 1438. Hydrometry — Open channel flow measurement using thin-plate weirs.
  3. 03USBR (1987). Design of Small Dams, edisi ke-3, bab pelimpah mercu bebas.
  4. 04Chow, V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill. Bab 14, ambang tajam dan tirai luapan.