Baca artikel ini untuk mempelajari sifat distribusi kecepatan dan pengukurannya dengan pelampung.
Sifat Distribusi Kecepatan:
Di saluran aliran sebagian besar turbulen dan karenanya menjadi sedikit sulit untuk mengukur kecepatan rata-rata pada titik tertentu. Namun tiga sampai empat pengamatan pada titik yang sama memberikan hasil yang cukup rata-rata. Untuk semua jenis aliran, laminar atau turbulen, distribusi kecepatan pada penampang saluran memiliki beberapa karakteristik umum. Oleh karena itu untuk mencapai kecepatan rata-rata aliran sangat penting untuk memahami sifat diagram distribusi kecepatan. Distribusi kecepatan pada penampang saluran persegi ditunjukkan pada Gambar. 15.1, (a), (b) dan (c).
Mereka memberi:
saya. Isovel di bagian.
- Profil kecepatan di bagian vertikal.
aku aku aku. Profil kecepatan di bagian horizontal.
Dari Gambar 15.1 sifat distribusi kecepatan sangat jelas. Metode memplot diagram distribusi kecepatan terdiri dari pengukuran kecepatan di pusat-pusat kotak kecil yang dibentuk oleh garis imajiner vertikal dan horizontal. Kemudian titik-titik dengan kecepatan yang sama dapat digabungkan dengan kurva halus untuk mendapatkan berbagai isovel. Jadi isovel adalah kurva yang diperoleh dengan menggabungkan titik-titik dengan kecepatan yang sama. Isovel bagian dalam adalah untuk kecepatan yang lebih tinggi.
Telah dialami bahwa kecepatan maksimum terjadi pada 0,15. D sampai 0,20 D di bawah permukaan air pada garis tengah saluran. Kecepatan rata-rata pada penampang vertikal terjadi pada 0,6 D di bawah permukaan air. Juga telah dibuktikan bahwa rasio kecepatan maksimum terhadap kecepatan rata-rata biasanya 1,2. Gambar 15.2 menunjukkan distribusi kecepatan vertikal di setiap bagian.
Pengukuran Kecepatan dengan Pelampung:
Metode ini sangat sederhana dan memberikan hasil yang cukup akurat. Metode ini terdiri dari mencatat waktu yang dibutuhkan oleh pelampung untuk melintasi jarak yang diukur.
Kemudian:
Jarak yang ditempuh oleh pelampung dalam m/Waktu yang ditempuh dalam detik. = Kecepatan dalam m/detik.
Pelampung dapat diklasifikasikan ke dalam kategori berikut:
saya. Permukaan mengapung
- Pelampung bawah permukaan atau Pelampung ganda
aku aku aku. Pelampung kembar
- Batang kecepatan atau batang mengapung
saya. Pelampung Permukaan:
Mereka terbuat dari bahan ringan, misalnya gabus. Untuk membuatnya mudah dibedakan, mereka dicat di atasnya. Pelampung ringan dibebani agar tetap mengambang tepat di atas permukaan air. Pelampung harus berukuran cukup kecil sehingga dapat dibawa lebih jauh oleh kecepatan filamen permukaan. Umumnya diameter pelampung bervariasi dari 8 hingga 16 cm. Memang benar bahwa pelampung tidak boleh terlalu ringan karena angin dapat mempengaruhi pergerakan pelampung. Pengukuran kecepatan dilakukan seperti yang disebutkan di bawah ini (Lihat gambar 15.3).
Dua tali kawat atau kabel direntangkan melintasi saluran dengan sudut tegak lurus terhadap aliran. Tali-tali tersebut diberi tanda untuk membagi lebar saluran di berbagai jalur atau lintasan untuk pelampung. Kedua tali dipisahkan oleh jarak yang diketahui. Jarak antar tali disebut reach atau run.
Jarak ini harus cukup panjang. Untuk sungai dan saluran irigasi besar sebaiknya lebih dari 50 meter. Biasanya panjang 75 meter dianggap cukup. Untuk saluran irigasi berjajar dan untuk saluran kecil tidak bergaris, panjang aliran minimal harus 15 meter.
Tali bertanda ketiga direntangkan melintasi saluran di hulu jangkauan sekitar 15 hingga 20 meter. Pelampung dilepaskan pada titik ini. Pada saat pelampung memasuki lintasan, mereka memperoleh kecepatan yang seragam. Pelampung yang mengikuti jalurnya masing-masing hanya akan dipertimbangkan.
Pelampung dapat diamati melalui theodolit untuk mencatat secara akurat waktu yang dibutuhkan oleh pelampung untuk melintasi lintasan. Karena kecepatan pelampung dipengaruhi oleh angin, hari yang tenang harus dipilih untuk melakukan pengamatan. Dengan § metode ini diperoleh kecepatan permukaan yang bukan merupakan kecepatan rata-rata aliran. Oleh karena itu, nilai ini harus dikalikan dengan konstanta yang sesuai untuk mendapatkan kecepatan aliran rata-rata.
ii. Pelampung Bawah Permukaan atau Pelampung Ganda:
Ini terdiri dari pelampung permukaan yang lebih ringan yang diikat dengan kabel ke bola logam berongga atau silinder yang merupakan pelampung bawah permukaan lainnya (Gbr. 15.4).
Pelampung bawah permukaan sedikit lebih berat daripada air. Kedalaman yang dibatasi oleh pelampung bawah permukaan dapat ditambah atau dikurangi dengan menyesuaikan panjang kabel. Pelampung permukaan dalam jenis ini dapat diambil dengan ukuran yang jauh lebih kecil untuk mengurangi resistensi terhadap gerakan di permukaan.
Ketika pelampung bawah permukaan disesuaikan secara akurat (sekitar 0,2 D di atas dasar) kecepatan yang diperoleh dengan mengatur waktu pelampung permukaan hampir sama dengan kecepatan rata-rata. Metode ini lebih unggul daripada pelampung permukaan. Namun, kerugian dari metode ini adalah tidak mungkin untuk menentukan posisi yang tepat dari pelampung bawah permukaan.
aku aku aku. Pelampung Kembar:
Ini terdiri dari dua bola logam berongga dengan ukuran yang sama yang diikat dengan tali. Salah satunya sangat berbobot sehingga tetap vertikal di bawah yang mengapung di permukaan. Kecepatan yang diperoleh dalam metode ini adalah rata-rata dari kecepatan di permukaan dan di kedalaman pelampung. Jika pelampung bawah diatur sedemikian rupa sehingga hanya melewati dasar, maka kecepatan yang diperoleh kira-kira akan menjadi kecepatan rata-rata untuk bagian vertikal tersebut.
iv. Velocity Rod atau Float Rod:
Batang kecepatan atau pelampung batang terdiri dari tabung logam berongga atau batang kayu. Diameter batang pelampung sekitar 3 sampai 5 cm. Joran dibebani di bagian bawah agar joran tetap mengambang vertikal dengan bagian atasnya tepat di atas permukaan air. Batang harus cukup panjang untuk menutupi seluruh kedalaman.
Untuk menyesuaikan kedalaman yang berbeda, batang dibuat dengan panjang yang dapat disesuaikan, yaitu dibuat teleskopik. Untuk sungai-sungai besar, pelampung batang dapat dibuat dari balok kayu dengan pemberat berdiameter sekitar 30 cm. Itu bawah untuk menjaga mereka vertikal. Karena gulma mengganggu penggunaan batang maka bagian saluran yang dipilih harus bebas dari gulma. Gambar 15.5 menunjukkan pelampung batang.
Kecepatan perjalanan batang di saluran hampir sama dengan kecepatan rata-rata di atas kedalamannya. Jika panjang pelampung batang sama dengan kedalaman aliran maka ujung bawah pelampung dapat terseret di atas dasar. Maka kecepatan aliran akan akurat. Untuk menghindari masalah ini, ujung bawah batang umumnya diletakkan sedikit di atas dasar saluran, katakanlah dengan D 1 meter. Kemudian kecepatan rata-rata bagian dapat dihitung dari
Di mana V adalah kecepatan yang diamati dari pelampung batang.
D adalah kedalaman aliran dalam saluran.
D 1 adalah celah antara ujung bawah batang dan alas saluran.
Pelampung batang cocok untuk saluran besar dan lebih baik daripada jenis pelampung lainnya. Dapat disebutkan di sini bahwa prosedur pengukuran kecepatan dengan pelampung dalam semua kasus mirip dengan yang dijelaskan dalam metode pelampung permukaan.
