Aliran adalah volume total suatu fluida yang mengalir melewati suatu titik tetap di sungai atau aliran dalam jangka waktu tertentu. Hal ini sebanding dengan kecepatan pergerakan volume fluida seperti terlihat pada Gambar 1. Laju aliran volumetrik dapat diukur dalam berbagai satuan volume/waktu seperti:
- Liter per detik (L/s)
- Kaki kubik per detik (ft³/s)
- Galon per menit (gal/mnt)
- Meter kubik per detik (m³/s)
Peralatan rumah tangga atau meteran khusus dapat digunakan untuk mengetahui laju aliran pipa, sistem pembuangan limbah, dan peralatan rumah tangga. Orang-orang menggunakan data aliran untuk sistem mikrohidro , sistem air limbah , tangkapan air hujan , audit air , laju pengendapan, statistik permukaan air, dan informasi terkait air lainnya. Untuk mengetahui aliran badan air yang lebih besar seperti sungai besar atau di belakang bendungan, digunakan meter. [1]
Halaman ini menjelaskan metode berteknologi rendah untuk menentukan aliran sungai kecil dan sungai, serta alat lain yang dapat digunakan untuk tujuan ini.
Isi
Metode 1: Metode ember
Metode Bucket adalah cara sederhana untuk mengukur laju aliran dengan menggunakan peralatan rumah tangga. Hal ini memerlukan stopwatch, ember besar, dan sebaiknya dua hingga tiga orang. Untuk mengukur laju aliran menggunakan metode ember:
- Ukur volume ember atau wadah. Ingatlah bahwa ember berukuran 5 galon biasanya berukuran kurang dari 5 galon.
- Cari lokasi di sepanjang aliran sungai yang terdapat air terjun. Jika tidak ada yang ditemukan, air terjun dapat dibangun dengan menggunakan bendungan (lihat Gambar 4).
- Dengan stopwatch, hitung berapa lama waktu yang dibutuhkan air terjun untuk mengisi ember berisi air. Mulai stopwatch bersamaan dengan dimulainya ember terisi dan hentikan stopwatch saat ember terisi. Ember tidak boleh diisi dengan cara menahannya di bawah permukaan sungai karena ini bukan laju aliran sebenarnya.
- Catatlah waktu yang diperlukan untuk mengisi ember tersebut.
- Ulangi langkah dua dan tiga sekitar enam atau tujuh kali dan ambil rata-ratanya. Sebaiknya lakukan beberapa uji coba sebelum merekam data apa pun sehingga seseorang dapat mengetahui waktu dan pengukuran yang diperlukan.
- Hilangkan data hanya jika muncul masalah besar seperti serpihan dari aliran yang mengganggu aliran.
- Laju aliran adalah volume ember dibagi dengan waktu rata-rata yang diperlukan untuk mengisi ember. [2]
| Nomor Percobaan | Waktu (detik) | Volume Ember (galon) |
|---|---|---|
| 1 | 13.2 | 5 |
| 2 | 14 | 5 |
| 3 | 14.5 | 5 |
| 4 | 13 | 5 |
| 5 | 13.4 | 5 |
| 6 | 13.1 | 5 |
Berikut adalah contoh penggunaan data laju aliran Jolly Giant Creek di lahan Cal Poly Humboldt : Dengan menggunakan data ini, laju aliran volumetrik (Q) sama dengan volume ember (V) dibagi dengan waktu rata-rata ( T).
Q=ay/T{\gaya tampilan Q=v/t}
Di manaT=13.2S+14S+14.5S+13S+13.4S+13.1S6TRSayaAakuS=13.5SeCHaiNDS{\displaystyle t={\frac {13,2s+14s+14,5s+13s+13,4s+13,1s}{6percobaan}}=13,5detik}
JadiT=13.5SeCHaiNDS{\displaystyle t=13,5detik}
Q=VT=5GAakuakuHaiNS13.5SeCHaiNDS=0,37GAakuakuHaiNSSeCHaiND{\displaystyle Q={\frac {V}{t}}={\frac {5gallon}{13,5detik}}=0,37{\frac {galon}{detik}}}
Jadi laju alirannya adalah 0,37 galon/detik atau Q = 0,37 galon/detik * 60 detik/menit = 22,2 galon/menit.
Oleh karena itu laju aliran (Q) adalah 22,2 GPM .
Metode 2: Metode mengambang
Metode float (juga dikenal sebagai metode cross-sectional) digunakan untuk mengukur laju aliran pada sungai besar dan sungai. Hal ini ditemukan dengan mengalikan luas penampang aliran dengan kecepatan air. Untuk mengukur laju aliran menggunakan metode float:
- Temukan tempat di sungai yang akan bertindak sebagai penampang sungai.
- Dengan menggunakan tongkat meteran, atau alat ukur lainnya, ukur kedalaman sungai dengan interval yang sama sepanjang lebar sungai (lihat Gambar 3). Metode ini mirip dengan menghitung jumlah Riemann untuk lebar sungai secara manual.
- Setelah data ini dikumpulkan, kalikan setiap kedalaman dengan interval pengambilannya dan jumlahkan semua jumlahnya. Perhitungan ini merupakan luas penampang sungai.
- Tentukan panjang aliran sungai, biasanya lebih panjang dari lebar sungai, untuk menurunkan benda terapung (jeruk sangat cocok). [3]
- Dengan menggunakan stopwatch, ukur waktu yang diperlukan pelampung untuk menyusuri sepanjang aliran sungai dari langkah 4.
- Ulangi langkah kelima sebanyak 5-10 kali dan tentukan waktu rata-rata yang dibutuhkan pelampung untuk mengarungi arus. Lemparkan pelampung ke dalam air pada jarak yang berbeda dari garis pantai untuk mendapatkan rata-rata yang lebih akurat.
- Bagilah panjang aliran yang diperoleh pada langkah 4 dengan waktu rata-rata pada langkah 6 untuk menentukan kecepatan rata-rata aliran.
- Kecepatan yang didapat pada langkah 7 harus dikalikan dengan faktor koreksi gesekan. Karena bagian atas sungai mengalir lebih cepat daripada bagian bawah akibat gesekan terhadap dasar sungai, faktor koreksi gesekan meratakan aliran. Untuk dasar yang kasar atau berbatu, kalikan kecepatannya dengan 0,85. Untuk kondisi batuan dasar licin, berlumpur, berpasir, atau licin, kalikan kecepatan dengan faktor koreksi 0,9.
- Kecepatan terkoreksi dikalikan dengan luas penampang menghasilkan laju aliran dalam volume/waktu. (Pastikan untuk menggunakan satuan panjang/jarak yang konsisten saat mengukur penampang dan kecepatan, misalnya meter, kaki)
Metode 3: Bendung
Bendung adalah bendungan kecil yang dapat digunakan untuk mengukur laju aliran sungai berukuran kecil hingga sedang (beberapa meter atau lebih lebar). Hal ini memungkinkan luapan sungai mengalir ke atas bendungan, menciptakan air terjun, seperti terlihat pada Gambar 4. Bendung meningkatkan perubahan ketinggian sehingga membuat aliran sungai lebih konsisten sehingga pengukuran laju aliran menjadi lebih tepat. Namun, semua air di sungai harus diarahkan ke bendungan agar dapat mewakili aliran sungai secara akurat. Penting juga untuk menjaga agar sedimen tidak menumpuk di belakang bendungan. Bendungan dengan jambul tajam adalah yang terbaik. Ada berbagai jenis bendungan yang meliputi bendungan jambul lebar, bendungan jambul lancip, bendungan kombinasi, bendungan takik V, dan bendungan kehilangan energi minimum.
Metode 4: Meter
Meter adalah alat yang mengukur aliran sungai dengan cara mengukur arus secara langsung. Ada banyak jenis meteran yang berbeda tetapi yang paling umum adalah meteran Pygmy, meteran pusaran, probe aliran, dan meteran arus, yang dijelaskan di bawah ini:
Meteran kerdil : roda diputar oleh aliran air dan laju putarannya menandakan kecepatan air. Hal ini terutama digunakan dalam mengukur debit. [4]
![Vortex meter: kecepatan sebanding dengan frekuensi hilir aliran pusaran dan dibaca pada pembacaan digital. Ini digunakan untuk mengukur aliran dalam pipa.[5]](https://www.appropedia.org/w/images/thumb/9/9c/VORTEXmeter.JPG/120px-VORTEXmeter.JPG)
Vortex meter : kecepatan sebanding dengan frekuensi hilir aliran pusaran dan dibaca pada pembacaan digital. Digunakan untuk mengukur aliran dalam pipa. [5]
![Probe aliran: aliran memutar baling-baling yang mengirimkan data kecepatan air ke tampilan pembacaan digital dalam ft/s atau m/s[6]](https://www.appropedia.org/w/images/thumb/5/56/FlowProbe.JPG/120px-FlowProbe.JPG)
Flow probe : aliran memutar baling-baling yang mengirimkan data kecepatan air ke tampilan pembacaan digital dalam ft/s atau m/s [6]
![Meteran arus: pulsa elektronik menentukan kecepatan air. Dapat digunakan di perairan besar seperti lautan untuk mengukur arus.[7]](https://www.appropedia.org/w/images/thumb/6/6d/CurrentMeter.jpg/120px-CurrentMeter.jpg)
Meteran arus : pulsa elektronik menentukan kecepatan air. Dapat digunakan di perairan besar seperti lautan untuk mengukur arus. [7]
![Vortex meter: kecepatan sebanding dengan frekuensi hilir aliran pusaran dan dibaca pada pembacaan digital. Ini digunakan untuk mengukur aliran dalam pipa.[5]](/File:VORTEXmeter.JPG)
![Probe aliran: aliran memutar baling-baling yang mengirimkan data kecepatan air ke tampilan pembacaan digital dalam ft/s atau m/s[6]](/File:FlowProbe.JPG)
![Meteran arus: pulsa elektronik menentukan kecepatan air. Dapat digunakan di perairan besar seperti lautan untuk mengukur arus.[7]](/File:CurrentMeter.jpg)
Bacaan lebih lanjut
Referensi
- ^ Tepi Insinyur. (2000). Laju Aliran Volumetrik Fluida - Aliran Fluida. Diperoleh 28 Oktober 2009, dari situs web Engineer's Edge: http://www.engineersedge.com
- ^ Pemangkas, WL (1994 September). Memperkirakan Aliran Air. Diakses tanggal 29 Oktober 2009, dari situs web Oregon State University: http://web.archive.org/web/20091122100921/http://extension.oregonstate.edu:80/catalog/pdf/ec/ec1369.pdf
- ^ Wikipedia. (2009, Oktober). Aliran arus. Diperoleh 28 Oktober 2009, dari situs Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Streamflow
- ^ Geo-Ilmiah Ltd. (2001). Pengukur Aliran dan Arus. Diperoleh 7 November 2009, dari situs web Geo-Scientific Ltd.: http://www.geoscientific.com/flowcurrent/index.html
- ^ Perusahaan Penerbitan Cahner. (1984, 21 November). Pengukur Aliran Cairan. Diakses pada 28 Oktober 2009, dari situs web Omega Engineering: http://web.archive.org/web/20170909023441/http://www.omega.com:80/techref/flowcontrol.html
- ^ Geo Scientific Ltd.(2001). Penyelidikan Aliran Global. Diakses tanggal 7 November 2009, dari situs web Geo Scientific Ltd.: http://www.geoscientific.com/flowcurrent/Flow_Probe.html
- ^ Geo Scientific Ltd.(2001). Pengukur Arus Swoffer. Diakses tanggal 4 November 2009, dari situs web Geo Scientific Ltd.: http://www.geoscientific.com/flowcurrent/Swoffer2100_CurrentMeter.html