Kajian Pengaruh Slotted dan Baffle Blocks pada Kolam Olak Roller Bucket terhadap Peredam Energi
Kajian Pengaruh Slotted dan Baffle Blocks pada Kolam Olak Roller Bucket terhadap Peredam Energi
Abstrak
Beberapa upaya yang dilakukan manusia untuk mengalirkan air dari sungai ke sawah salah satunya dengan membangun bendung. Akibat dari pembendungan, terjadi loncatan hidrolis di bagian hilir yang menyebabkan gerusan lokal. Hal ini terjadi apabila adanya perubahan jenis aliran superkritis menjadi subkritis. Guna mereduksi energi pada aliran, maka digunakan kolam olak tipe roller bucket dan baffle blocks. Gigi (slotted) pada kolam olak roller bucket memiliki fungsi memecah aliran, dan fungsi baffle blocks sebagai penambah reduksi energi di hilir. Sehingga bentuk dari gigi dan baffle blocks berperan dalam reduksi energi aliran. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh bentuk gigi dan baffle blocks dalam mereduksi energi kaitannya dengan angka Reynolds dan Froude.
Penelitian dilakukan di laboratorium hidraulika. Penelitian menggunakan open flume berukuran 0,3×0,6×10 m dengan kemiringan saluran 0,0058. Menggunakan pelimpah tipe ogee dan kolam olak tipe roller bucket dengan gigi segitiga, trapezium, setengah lingkaran dan baffle blocks tipe cekung, V, dan balok (kubus). Penelitian dilakukan dengan 12 seri, masing-masing seri dilakukan lima tahap running dengan lima macam variasi debit, sehingga total running sebanyak 60 running. Setiap debitnya dilakukan pengujian panjang loncat air dan kehilangan energi.
Hasil penelitian menunjukan kolam olak roller bucket dengan gigi setengah lingkaran dan baffle blocks tipe cekung paling efektif menahan gaya tumbukan aliran, mereduksi turbulensi aliran, mereduksi panjang loncatan air, dan meredam energi. Hal tersebut dikarenakan garis singgung aliran pada polinom pangkat 2 mempunyai arah aliran yang memotong aliran awal. Sementara gigi dirasa kurang memberi banyak kontribusi dibanding peran dari baffle blocks.
Kata kunci: bendung, pelimpah ogee, roller bucket, gigi (slotted), baffle blocks, kecepatan air, turbulensi, loncatan hidrolis, peredaman energi.
Pendahuluan
Bendung merupakan bangunan melintang sungai yang berfungsi menaikan muka air di bagian hulu sampai pada ketinggian tertentu. Akibat dari pembendungan tersebut adalah adanya beda tinggi muka air pada bagian hulu dan hilir sehingga mengakibatkan terjadinya loncatan hidrolik. Hal tersebut berdampak terjadinya gerusan lokal. Sehingga digunakan kolam olak slotted roller bucket untuk mereduksi gerusan. Terdapat slot/celah (bagian pada antar slot disebut gigi) pada kolam olak jenis ini yang berfungsi memecah aliran dan mengurangi fluktuasi permukaan air pada hilir spillway. Tetapi, pada kenyataannya masih terjadi gerusan (Setiawan, 2013). Maka, pada ujung kolak dilengkapi dengan baffle blocks untuk menambah reduksi energi. Sehingga tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui bentuk gigi slotted dan baffle blocks paling efektif meredam energi pada kolam olak slotted roller bucket.
Tinjauan Pustaka
Beberapa penelitian yang pernah dilakukan berkaitan dengan peredam energi pada kolam olak diantaranya:
Abdurrosyid, et. (2018) melakukan penelitian pengaruh variasi kemiringan tubuh hilir bendung dan penempatan baffle blocks pada kolam olak tipe solid roller bucket terhadap loncatan hidrolis dan peredaman energi. Dari hasil penelitian didapat baffle blocks yang diletakkan pada tengah radius lengkung adalah yang paling efektif dalam meredam turbulensi aliran di hilir pusaran.
Dwi (2015) melakukan penelitian tentang pengaruh penempatan baffle blocks tipe cekung parabolik dan setengah lingkaran pada bendung dengan kolam olak solid roller bucket terhadap panjang loncat air dan kehilangan energi. Didapat hasil susunan baffle blocks paling efektif dalam mereduksi energi kinetik aliran dan panjang loncatan air adalah baffle blocks tipe cekung parabolik dengan posisi awal radius lengkung kolam olak.
Gadang (2018) melakukan penelitian pengaruh penempatan baffle blocks tipe V terhadap reduksi panjang loncatan dan energi aliran pada pengalir bendung tipe ogee. Hasil penelitian didapat bahwa penempatan yang tepat, baffle blocks tipe V dapat mereduksi energi kinetik hingga 74,36% dan mereduksi panjang loncatan air hingga 29,82%.
Landasan Teori
Pelimpah merupakan salah satu komponen dari saluran pengatur aliran, dibuat untuk meninggikan muka air. Akibat dari pembendungan tersebut terjadi perubahan aliran yang cepat dan energi sangat besar yang menimbulkan gerusan di bawah pelimpah (Mays, 1999; Triatmodjo, 1995; Ranga Raju, 1986). Salah satu upaya mengurangi gerusan tersebut adalah dengan menggunakan bangunan peredam energi/kolam olak. Sering kali kolam olak dilengkapi dengan adanya baffle blocks untuk menambah efektifitas redaman energi (Peterka, 1974).
Tipe Aliran pada Bendung
Saluran terbuka adalah saluran dengan muka air bebas. Tekanan permukaan air pada semua titik di sepanjang saluran adalah sama, biasanya merupakan tekanan atmosfer. Pengaliran melalui pipa (saluran tertutup) yang tidak penuh (terdapat muka air bebas) merupakan aliran terbuka (Triatmodjo, 2003).
Bilangan Reynolds
Reynolds dalam percobaannya menyimpulkan bahwa perubahan aliran laminar ke aliran turbulen terjadi untuk suatu harga disebut dengan bilangan Reynolds (Re). Angka ini menyatakan rasio perbandingan antara gaya kelembaman dan gaya kekentalan.
Re = v.R / υ
dengan: Re = Angka Reynolds, v = Kecepatan aliran (m/det), R = Jari-jari hidrolis (m), υ = Kekentalan kinematik (m2/det).
Angka Froude
Akibat gaya gravitasi terhadap karakteristik aliran berdasarkan bilangan Froude (Fr) dibagi menjadi tiga yaitu, aliran kritis (Fr = 1), aliran subkritis (Fr < 1), aliran superkritis (Fr > 1). Angka Froude (Fr) merupakan rasio perbandingan antara gaya inersia dengan gaya gravitasi.
Fr = v / √(g.d1)
dengan: Fr = Angka Froude, v = Kecepatan aliran (m/det), g = Percepatan gaya gravitasi (m/det2), d1 = Kedalaman aliran (m).
Loncatan Air
Loncatan air merupakan gerakan air yang terjadi akibat aliran superkritis menjadi subkritis. Ven Te Chow, secara teoritis menggolongkan loncatan air menjadi beberapa tipe yang dipengaruhi oleh besarnya angka Froude (Fr), yaitu:
- Loncatan berombak (undular jump) apabila angka Froude Fr = 1 – 1,7,
- Loncatan lemah (weak jump) apabila angka Froude Fr = 1,7 – 2,5,
- Loncatan berosilasi (oscillation jump) apabila angka Froude Fr = 2,5 – 4,5,
- Loncatan tetap (steady jump) apabila angka Froude Fr = 4,5 – 9,0,
- Loncatan kuat (strong jump) apabila angka Froude Fr ≥ 9,0,
Energi Spesifik
Energi spesifik pada suatu penampang saluran dinyatakan sebagai energi tiap satuan berat pada setiap penampang saluran diukur terhadap dasar saluran (Anggraini, 1997).
Es = dθ + α.v2/(2g)
dengan: Es = Energi Spesifik (m), d = Kedalaman (m), θ = Sudut kemiringan dasar saluran (˚), v = Kecepatan aliran (m/det), g = Percepatan gaya gravitasi (m/det2).
Gaya Hambatan (Drag Force)
Gaya aliran yang menumbuk baffle blocks menimbulkan gaya reaksi yang sama (F1 = F2). Gaya yang bekerja pada baffle blocks terhadap aliran pada kolam olak roller bucket dimisalkan seperti gaya hambat yang berkerja pada sedimen terhadap aliran.
FD = CD . ½ ρw.v2.A = τ.A
dengan: FD = Gaya hambatan (N), CD = Koefisien hambatan, ρw = Rapat massa air (kg/m3), v = Kecepatan aliran (m/dt), A = Luas penampang basah (m2), τ = Tegangan geser (N/m2).
CD dapat diketahui melalui gambar grafik hubungan CD, Re, dan Sf oleh Schulz, Wilde, dan Albertson.
Gambar 1. Hubungan Drag Coefficient (CD) dengan Angka Reynolds (Re) untuk Shape Factor (Sf) (Abdurrosyid, 2003)
Mercu Pelimpah
Bendung merupakan salah satu bangunan air yang dibangun melintang sungai guna meninggikan tinggi muka air sungai hingga ketinggian tertentu sehingga dapat dialirkan ke tempat yang membutuhkan. Sedangkan mercu merupakan bagian paling atas dari pelimpah, yang berhubungan langsung dengan air yang melimpah. Sehingga bentuk mercu berpengaruh terhadap karakteristik aliran pada hilir. Pada umumnya di Indonesia terdapat dua tipe mercu pelimpah untuk bendung yaitu, tipe bulat dan tipe Ogee.
Gambar 2. Bentuk Mercu Tipe Ogee dan Tipe Bulat (KP-02)
Peredam Energi Tipe Slotted Roller Bucket
Disipasi energi kinetik pada kolam olak tipe slotted roller bucket, disebabkan oleh dua pusaran air yang terbentuk oleh prilaku hidrolis dari kolam olak ini, yaitu surface roller atau pusaran pada atas bucket yang bergerak berlawanan arah jarum jam (jika aliranya dari kiri ke kanan) dan ground roller atau pusaran pada hilir kolam olak bergerak searah jarum jam.
Gambar 3. Pemecahan Energi Kolam Olak Slotted Roller Bucket (Peterka, 1964)
Metodologi Penelitian
Gambar 4. Bagan Alur Penelitian
Perencanaan Model Pelimpah
Bangunan pelimpah didesain dengan debit (Q) maksimum agar dapat digunakan debit variasi yang beragam.
- Debit maksimum (Q) = 0,005 m3/det
- Lebar saluran = 0,30 m
- Tinggi pelimpah = 0,24 m
- Dicoba dd = 0,0384 m
- Kecepatan (v) = v = Q / ((H + dd).B) = 0,005 / ((0,24 + 0,0384).0,30) = 0,0599 m
- Ketinggian tek. total (hc) = hc = dd + v2/(2g) = 0,0384 + (0,05992)/(2×9,81) = 0,0386 m
- Menghitung koefisien Cd
Gambar 5. Hubungan Koefisien Peluapan Mercu Ogee
Hubungan antara H/dd (Hydraulic Structures for Flow Diversion and Storage, Version 2 CE IIT – Kharagpur)
Dari gambar di atas dengan nilai H/dd = 6,25 dan ekstrapolasi dari persamaan y = 0,016x + 2,102 didapat nilai CD = 2,202, maka didapat kontrol debit (Q) berikut sebagai berikut:
Q = CD . B . hc3/2
Q = 2,202 × 0,3 × 0,03863/2
Q = 0,005 m3/dt
Perencanaan Kolam Olak
- Debit maksimum (Q) = 0,005 m3/det
- Lebar efektif bendung (B) = 0,30 m
- Tinggi air di hilir bendung (dd) = 0,0384 m
- Tebal kolam olak (s1) = 0,017 m
- Kecepatan (v) = v = √(2g × (½ dd × (H - s1))) = √(2×9,81× (½×0,0384 + (0,24 – 0,017))) = 2,1798 m/dt
- Tinggi air pada mercu (d) = d = Q/(B×v) = 0,005/(0,30×2,1798) = 0,01 m
- Bilangan Froude (Fr) = Fr = v/√(g×d1) = 2,1798/√(9,81×0,01) = 7,960
- Radius cekung bucket (Rmin) dari gambar 6 dengan bilangan Froude = 7,960 didapat: Rmin/(d + v12/(2g)) = 0,195 → Rmin = 0,195 × (0,01 + 2,17982/(2×9,81)) = 0,05 m
- Tinggi minimum tailwater (Tmin) dari gambar 7 dengan bilangan Froude = 7,960 dan Rmin/(d + v12/(2g)) = 0,195 didapat: Tmin/d = 12,36 → Tmin = 0,01 × 12,36 = 1,236 m
- Tinggi maksimum tailwater (Tmax) dari gambar 8 dengan bilangan Froude = 7,960 dan Rmin/(d + v12/(2g)) = 0,195 didapat: Tmax/d = 18,00 → Tmax = 0,01 × 18,00 = 1,80 m
Gambar 6. Hubungan antara Fr dengan Parameter Radius Bucket R/(d + V12/2g) (Peterka, 1964)
Gambar 7. Hubungan antara Fr dan R/(d + V12/2g) dengan Tmin/d1 (Peterka, 1964)
Gambar 8. Hubungan antara Fr dan R/(d + V12/2g) dengan Tmax/d1 (Peterka, 1964)
Perencanaan Baffle Blocks
Baffle blocks terbuat dari balok kayu dengan variasi bentuk cekung, V dan kubus dengan dimensi 5/12 R (0,02 × 0,02 × 0,02 m).
Gambar 9. Baffle Block Tipe Cekung, V, dan Kubus
Perencanaan Gigi
Gambar 10. Kolam Olak Tipe Slotted Roller Bucket (Peterka, 1964)
Lebar gigi = 0,125 × R = 0,125 × 0,05 = 0,006 m
Lebar slot = 0,05 × R = 0,05 × 0,05 = 0,003 m
Gambar 11. Gigi Tipe Setengah Lingkaran, Segitiga, dan Trapesium
Tabel 1. Running Penelitian
| No | Seri | Bentuk Baffle Blocks | Bentuk Gigi |
|---|---|---|---|
| 1 | S01.X | - | Segitiga |
| 2 | S02.X | - | Segitiga |
| 3 | S03.X | - | Segitiga |
| 4 | S04.X | - | Segitiga |
| 5 | S05.X | - | Segitiga |
| 6 | T01.X | - | Trapesium |
| 7 | T02.X | - | Trapesium |
| 8 | T03.X | - | Trapesium |
| 9 | T04.X | - | Trapesium |
| 10 | T05.X | - | Trapesium |
| 11 | L01.X | - | Setengah Lingkaran |
| 12 | L02.X | - | Setengah Lingkaran |
| 13 | L03.X | - | Setengah Lingkaran |
| 14 | L04.X | - | Setengah Lingkaran |
| 15 | L05.X | - | Setengah Lingkaran |
| 16 | S01.K | Kubus | Segitiga |
| 17 | S02.K | Kubus | Segitiga |
| 18 | S03.K | Kubus | Segitiga |
| 19 | S04.K | Kubus | Segitiga |
| 20 | S05.K | Kubus | Segitiga |
| 21 | S01.V | V | Segitiga |
| 22 | S02.V | V | Segitiga |
| 23 | S03.V | V | Segitiga |
| 24 | S04.V | V | Segitiga |
| 25 | S05.V | V | Segitiga |
| 26 | S01.C | Cekung | Segitiga |
| 27 | S02.C | Cekung | Segitiga |
| 28 | S03.C | Cekung | Segitiga |
| 29 | S04.C | Cekung | Segitiga |
| 30 | S05.C | Cekung | Segitiga |
| 31 | T01.K | Kubus | Trapesium |
| 32 | T02.K | Kubus | Trapesium |
| 33 | T03.K | Kubus | Trapesium |
| 34 | T04.K | Kubus | Trapesium |
| 35 | T05.K | Kubus | Trapesium |
| 36 | T01.V | V | Trapesium |
| 37 | T02.V | V | Trapesium |
| 38 | T03.V | V | Trapesium |
| 39 | T04.V | V | Trapesium |
| 40 | T05.V | V | Trapesium |
| 41 | T01.C | Cekung | Trapesium |
| 42 | T02.C | Cekung | Trapesium |
| 43 | T03.C | Cekung | Trapesium |
| 44 | T04.C | Cekung | Trapesium |
| 45 | T05.C | Cekung | Trapesium |
| 46 | L01.K | Kubus | Setengah Lingkaran |
| 47 | L02.K | Kubus | Setengah Lingkaran |
| 48 | L03.K | Kubus | Setengah Lingkaran |
| 49 | L04.K | Kubus | Setengah Lingkaran |
| 50 | L05.K | Kubus | Setengah Lingkaran |
| 51 | L01.V | V | Setengah Lingkaran |
| 52 | L02.V | V | Setengah Lingkaran |
| 53 | L03.V | V | Setengah Lingkaran |
| 54 | L04.V | V | Setengah Lingkaran |
| 55 | L05.V | V | Setengah Lingkaran |
| 56 | L01.C | Cekung | Setengah Lingkaran |
| 57 | L02.C | Cekung | Setengah Lingkaran |
| 58 | L03.C | Cekung | Setengah Lingkaran |
| 59 | L04.C | Cekung | Setengah Lingkaran |
| 60 | L05.C | Cekung | Setengah Lingkaran |
Keterangan tabel:
- Huruf (X, C, K dan V) : Tanpa baffle blocks (X), baffle blocks tipe cekung (C), baffle blocks tipe kubus (K), dan baffle blocks tipe V (V)
- Angka (1, 2, 3, 4, dan 5): debit dengan lima variasi Q1 = 0,00015 m3/det, Q2 = 0,00020 m3/det, Q3 = 0,00030 m3/det, Q4 = 0,00040 m3/det, Q5 = 0,00050 m3/det
- Huruf (S, T, dan L): Bentuk gigi segitiga (S), gigi trapesium (T), dan gigi setengah lingkaran (L)
Gambar 12. Tampang Lintang Bendung Tipe Ogee dan Kolam Olak Tipe Slotted Roller Bucket
Gambar 13. Perletakan Gigi dan Baffle Blocks
Hasil dan Pembahasan
Penelitian dilakukan dengan mengalirkan air pada flume melewati pelimpah ogee dengan 5 variasi debit (0,0015 m3/det, 0,0020 m3/det, 0,0030 m3/det, 0,0040 m3/det, dan 0,0050 m3/det) menggunakan pompa air, dilakukan pada 60 kali running penelitian. Hasil analisis meliputi:
Gaya yang Ditahan Baffle Blocks
Gambar 14. Hubungan Variasi Debit (m3/dt) dengan F (N)
Gambar 14 menunjukan bahwa tidak terjadi perbedaan reduksi gaya yang signifikan terhadap perubahan bentuk gigi segitiga, setengah lingkaran atau trapezium. Perbedaan signifikan terjadi antara gaya yang tereduksi pada kolam olak slotted roller bucket tanpa baffle blocks dan dengan baffle blocks. Namun, dapat diketahui seri baffle blocks gigi tipe V mereduksi energi paling efektif. Hipotesa awal ditinjau secara teknis, bahwa baffle blocks tipe V memiliki luas penampang lebih besar dibandingkan tipe cekung atau kubus. Hal ini disebabkan karena besarnya luas penampang yang menahan aliran berbanding lurus dengan nilai gaya aliran yang ditahan. Sehingga gaya yang ditahan baffle blocks tipe V lebih besar dibanding baffle blocks tipe yang lain.
Bilangan Reynolds dengan Variasi Debit
Gambar 15. Hubungan Variasi Debit (m3/dt) dengan Bilangan Reynolds
Gambar 15. menunjukkan bahwa semua aliran yang terjadi pada semua perlakuan adalah turbulen, karena memiliki nilai Re > 1000. Semakin bertambahnya debit aliran, bilangan Reynolds di hilir pusaran semakin besar. Hal ini dikarenakan kekentalan kinematik dianggap sama. Dari penelitian tersebut hasil paling efektif meredam energi turbulensi di hilir adalah seri T.V dan L.C yang merupakan seri kolam olak gigi trapezium baffle blocks tipe V dan gigi setengah lingkaran baffle blocks tipe cekung.
Angka Froude dengan Variasi Debit
Gambar 16. Hubungan Variasi Debit (m3/det) dengan Bilangan Froude
Gambar 16 menunjukan bahwa semua aliran yang terjadi pada hilir kolam olak adalah aliran subkritis, karena besarnya Fr < 1. Semakin bertambahnya debit aliran, bilangan Froude di hilir pusaran semakin besar. Dari penelitian tersebut hasil paling efektif meredam energi turbulensi di hilir pusaran adalah seri T.V dan L.C yang merupakan seri kolam olak gigi trapeziun baffle blocks tipe V dan gigi setengah lingkaran baffle blocks tipe cekung.
Kehilangan Energi
Kolam olak dibuat untuk meredam energi, semakin besar kehilangan energi pada aliran tersebut, maka semakin baik peredaman energinya. Kehilangan energi pada aliran melalui tubuh bendung sampai dengan melewati pusaran air adalah hasil dari perhitungan energi di hulu bendung dikurangi dengan energi pada akhir olakan.
Dalam kaitan dengan angka Reynolds
Tabel 2. Koreksi Unjuk Kerja Kehilangan Energi Terhadap Energi Awal (hf/E1) dengan Angka Reynolds Awal (Re1)
| No | Seri | Re terhadap Re tanpa baffle blocks (%) | hf terhadap E1 (%) | Chek |
|---|---|---|---|---|
| 1 | S.X | 2,65% | 63,63% | 1,69% |
| 2 | T.X | 2,19% | 63,97% | 1,40% |
| 3 | L.X | 2,37% | 63,91% | 1,51% |
| 4 | S.C | 6,87% | 59,67% | 4,10% |
| 5 | T.C | 6,78% | 59,85% | 4,06% |
| 6 | L.C | 7,36% | 59,26% | 4,36% |
| 7 | S.K | 1,31% | 64,86% | 0,85% |
| 8 | T.K | 1,00% | 64,99% | 0,65% |
| 9 | L.K | 0,00% | 65,82% | 0,00% |
| 10 | S.V | 0,10% | 66,13% | 0,07% |
| 11 | T.V | 7,36% | 59,26% | 4,36% |
| 12 | L.V | 1,36% | 65,41% | 0,89% |
Tabel 2 di atas, menunjukan bahwa bentuk gigi dan baffle blocks paling efektif untuk meredam energi aliran dan meredam turbulensi adalah seri L.C (yaitu gigi setengah lingkaran, baffle blocks tipe cekung) dengan persamaan polynomial didapat koefisien korelasi sebesar 0,9899 dan unjuk kerja sebesar 4,36%. Hubungan kehilangan energi (m3/det) dengan angka Reynolds menghasilkan persamaan yang paling efektif:
hf/E1 = 0,0015 Re12 - 0,0274 Re1 + 0,6703.
Dalam kaitan dengan bilangan Froude
Tabel 3. Koreksi Unjuk Kerja Kehilangan Energi Terhadap Energi Awal (hf/E1) dengan Bilangan Froude (Fr2)
| No | Seri | Fr terhadap Fr tanpa baffle blocks (%) | hf terhadap E1 (%) | Chek |
|---|---|---|---|---|
| 1 | S.X | 9,67% | 63,63% | 6,15% |
| 2 | T.X | 8,20% | 63,97% | 5,25% |
| 3 | L.X | 8,65% | 63,91% | 5,53% |
| 4 | S.K | 4,95% | 64,86% | 3,21% |
| 5 | T.K | 4,01% | 64,99% | 2,61% |
| 6 | L.K | 0,35% | 65,82% | 0,23% |
| 7 | S.V | 0,00% | 66,13% | 0,00% |
| 8 | T.V | 24,26% | 59,26% | 14,38% |
| 9 | L.V | 4,12% | 65,41% | 2,69% |
| 10 | S.C | 22,87% | 59,67% | 13,64% |
| 11 | L.C | 24,26% | 59,85% | 14,52% |
| 12 | T.C | 22,47% | 59,26% | 13,32% |
Tabel 3 di atas, menunjukan bahwa bentuk gigi dan baffle blocks yang paling efektif untuk meredam loncatan air adalah seri L.V (yaitu gigi setengah lingkaran, baffle blocks tipe V) dengan persamaan polynomial didapat koefisien korelasi yaitu 0,9907 dan unjuk kerja sebesar 14,52%. Hubungan panjang loncatan air (m) dengan kehilangan energi (m3/dt) menghasilkan persamaan:
hf/E1 = 3,7218 Fr22 - 1,5755 Fr2 + 0,6953
Kesimpulan
Berdasarkan data penelitian serta hasil analisis dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa:
Reduksi gaya akibat tumbukan baffle blocks terbesar terjadi pada seri L.V (gigi setengah lingkaran, baffle blocks V) yaitu sebesar 1,0413 N dan reduksi gaya terkecil terjadi pada seri L.X (gigi setengah lingkaran, tanpa baffle blocks) yaitu 0,0098 N. Baffle blocks yang paling efektif mereduksi gaya akibat tumbukan adalah tipe V. Dengan debit aliran yang sama dari variasi bentuk gigi dan baffle blocks tidak terjadi perbedaan yang signifikan terhadap reduksi energi. Perbedaan signifikan terjadi antara seri dengan baffle blocks dan tanpa baffle blocks.
Angka Reynolds terkecil terjadi pada seri L.C (gigi setengah lingkaran, baffle blocks cekung) dengan nilai Re = 6505,5352 dan angka Reynolds terbesar terjadi pada seri L.X (gigi setengah lingkaran, tanpa baffle blocks) sebesar 7022,4610. Hal ini menunjukan bahwa baffle blocks efektif meredam turbulensi dibanding dengan gigi. Baffle blocks yang paling efektif meredam turbulensi adalah tipe cekung.
Untuk meredam panjang loncatan air, seri L.C (gigi setengah lingkaran, baffle blocks cekung) dengan nilai bilangan Froude sebesar 0,0827, dan bilangan Froude terbesar dimiliki seri S.V (gigi segitiga, baffle blocks V) sebesar 0,1092.
Efisiensi kehilangan energi dalam kaitannya dengan turbulensi berbanding terbalik dengan besarnya debit. Seri L.C (gigi setengah lingkaran, baffle blocks cekung) adalah yang paling efektif, dengan angka unjuk kerja sebesar 4,36% dan angka korelasi 0,9899. Menghasilkan persamaan hubungan kehilangan energi dan turbulensi:
hf/E1 = 0,0015 Re12 - 0,0274 Re1 + 0,6703.
Efisiensi kehilangan energi dalam kaitannya dengan panjang loncatan terbesar terjadi pada seri L.C (gigi setengah lingkaran, baffle blocks cekung) dengan unjuk kerja 14,52%, angka korelasi 0,9907, dan menghasilkan persamaan hubungan kehilangan energi dan loncatan air:
hf/E1 = 3,7218 Fr22 - 1,5755 Fr2 + 0,6953.
Daftar Pustaka
Abdurrosyid, Jaji. 2003. Transpor Sedimen. Buku Ajar. Surakarta: FT Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Abdurrosyid, J., et. 2018. Influence of Baffle Block and Weir Downstream Slope at Stilling Basin of Solid Roller Bucket Type on Hydraulic Jump and Energy Dissipation. AIP Conference Proceedings. 1977 (1), 040031. 26 Juni 2018. ISBN: 978-0-7354-1687-1.
Ackers, P. 1980. Weirs and Flumes for Flow Measurement. London: The Pitman Press.
Anggrahaini. 1997. Hidrolika Saluran Terbuka. Surabaya: CV Citra Media.
Anonim. 1973. Design of Control Dam. United States Department of the Interior Bureau of Reclamation. Nevada.
Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi. Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02. Jakarta: Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum.
Anonim. 2014. Module 4 Hydraulic Structures for Flow Diversion and Storage. http://ac, IITM, Kharagpur, Diakses 25 Oktober 2014.
Chow, V.T. 1985. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga.
Dwi, S.N. 2015. “Pengaruh Penempatan Baffle Blocks Tipe Cekung pada Bendung Dengan Kolam Olak Solid Roller Bucket Terhadap Panjang Loncat Air dan Kehilangan Energi”. Skripsi (tidak diterbitkan). Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Mawardi, Erman dkk. 2002. Desain Hidraulik Bendung Tetap. Bandung: Alfabeta.
Mulyo, A. B. 2011. “Pengaruh Variasi Kemiringan pada Hulu Bendung dan Penggunaan Kolam Olak Tipe Solid Roller Bucket Terhadap Loncatan Air dan Gerusan Setempat”. Skripsi (tidak diterbitkan). Surakarta: Universitas Negeri Sebelas Maret.
Pembra, J. A. 2013. “Pengaruh Variasi Kemiringan Tubuh Hilir Bendung dan Penempatan Baffle Blocks pada Kolam Olak Tipe Solid Roller Bucket Terhadap Loncatan Hidrolis dan Peredaman Energi.” Skripsi (tidak diterbitkan). Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Peterka, A. J. 1974. Hydraulics Design of Stilling Basin and Energy Dissipaters. Colorado: United States Department of Interior, Bureau of Reclamation. Nevada.
Peturson, G. S. 2013. Model Investigation of a Low Froude Number Roller Bucket at Urridafos HEP. Tesis (tidak diterbitkan). Hjarðarhagi: University of Iceland.
Tauvan, A.P. 2009. “Kajian Peredam Energi pada Kolam Olak Tipe Solid Roller Bucket dengan Baffle Blocks Bentuk Kotak.” Skripsi (tidak diterbitkan). Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Triatmodjo, B. 1995. Hidraulika I. Yogyakarta: Beta Offset.
Triatmodjo, B. 1995. Hidraulika II. Yogyakarta: Beta Offset.
Platform Lainnya
Berita Piala Dunia
Jika Anda memiliki pertanyaan, silakan kirim email ke [email protected]