WAKTU PENGOSONGAN


Teori :
                Dipandang suatu tangki dengan tampang lintang seragam A yang mengalirkan zat cair melalui lubang dengan luas  yang terletak pada dasarnya seperti yang ditunjukan pada gambar :

 



                                                
                                        
 



                Pada suatu saat permukaan zat cair didalam tangki adalah pada ketinggian  diatas lubang. Kecepatan aliran pada saat tersebut adalah :
               
Dan debit aliran adalah :
             
Dalam satu interval waktu  volume zat cair yang keluar dari tangki adalah :
               
                                                                                                                (pers. 1)
Selama interval waktu  tersebut permukaan zat cair turun sebesar , sehingga pengurangan volume zat cair di dalam tangki adalah :
                                                                                                                                       (pers. 2)
Tanda negative menunjukan adanya pengurangan volume karena zat cair keluat melalui lubang. Dengan menyamakan kedua bentuk perubahan volume zat cair tersebut (persamaan 1 dan 2), maka didapat bentuk berikut ini.
               
                      
Waktu yang diperlukan untuk menurunkan zat cair dari ketinggian  menjadi  didapat dengan mengintegrasikan persamaan diatas dengan batas ke .
               
             
Oleh karena  lebih besar dari  maka :
               
Apabila tangki dikosongkan maka  sehingga persamaan diatas menjadi :
               










SOAL  1  ( WAKTU PENGOSONGAN )

1.       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  yang terletak di dasar kolam. Koefisien debit  = 0,62. Hitung waktu yang diperlukan untuk mengosongkan kolam.

Penyelesaian

Luas kolam renang : A = 20x10 = 200
Luas Lubang : a = 0,25
Kedalaman air awal :  = 1,5 m

t    =  
      
      = 713,6 detik = 11 menit 53,6 detik

2.       Tangki dengan tampang lintang segiempat mempunyai tinggi 1,5 m. Ukuran sisi atas tangki adalah 12 m x 6 m dan sisi bawah tangki adalah 9 m x 6 m. Tangki berisi penuh air. Sisi bawah tangki terdapat lubang dengan diameter 30 cm. Hitung waktu yang diperlukan untuk mengosongkan tangki, apabila koefisien debit 0,62.
Penyelesaian

                                                                                                                                                     
                                                             
                                                                                                                                    
                                                                                                                                             
                                                                                                                                                     
                                     


                Pada suatu saat tinggi air  di atas dasar adalah h, dan pada interval waktu dt terjadi penurunan muka air sebesar dh. Dari gambar diatas terdapat hubungan antara panjang dan tinggi muka air :
         
Panjang muka air :
Luas permukaan air :
Debit aliran melalui lubang :
Dalam waktu dt volume air yang keluar dari tangki adalah :
               
Dalam waktu dt tersebut muka air turun sebesar dh, sehingga volume air yang keluar :
             
Dari kedua bentuk volume air yang keluar dari tangki tersebut didapat :
                               
                       
Integrasi dari persamaan diatas akan didapat :

               
                             
                         


SOAL ( PELUAP AMBANG TIPIS )
Teori :

1.       Suatu peluap ambang tipis dengan lebar 2,5 m mempunyai tinggi peluapan 40 cm. Tentukan debit peluapan apabila koefisien debit
Penyelesaian
Dengan menggunakan rumus peluap untuk menghitung debit peluapan.
       
       

SOAL ( PELUAP AMBANG LEBAR )

1.       Peluap ambang lebar dengan panjang 20 . Kehilangan tenaga pada pengaliran adalah 0,25 m. Hitung debit aliran melalui peluap apabila koefisien debit  

Penyelesaian
         
Kehilangan tenaga :

             
             
             

Debit aliran :

             

               0,384x0,62x20x/ d

FACEBOOK COMMENTS