Transcript
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
1/35
1
Pengenalan pada Dasar Mekanika Fluida
Volume Aliran, Massa Aliran, dan Persamaan Continuitas
Hubungan Antara Volume Aliran,Masa Aliran, dilihat daripersaman perhitungan density (rapat masa) (kgm!)
Fluida adalah "ubstan#e yg mempunyai si$at bebaspergerakannya yang relati%e terhadap molekul yang satudng yang lainnya& Fluida terdiri dari #airan dan 'as
Didalam "olid (padatan) sebaliknya posisi relati% antaramolekulyang satu dengan yang lainnya adalah tetapdibaah kondisi temperatur dan tekanan konstan&
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
2/35
2
PERUBAHAN ENERGI DI DALAM ALIRAN FLUIDA
HUKUM KONSERVASI ENERGI MENYATAKAN BAHWA ENERGI TOTAL DI
DALAM SUATU SISTEM ADALAH TETAP, WALAUPUN ENERGI TERSEBUT
DAPAT DIUBAH DARI SATU BENTUK KE BENTUK LAINNYA.
PERHATIKAN GAMBAR BERIKUT :
SISTEM ALIRAN FLUIDA
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
3/35
3
P
W2
2
V
g
Hl
ENERGI TOTAL1= ENERGI TOTAL
2+ KEHILANGAN ENERGI[ 4 ~ 1]
ENERGI MASUK SISTEM = ENERGI KELUAR SISTEM
2 2
1 1 2 21 2 ...........[4 ~ 2]
2 2
p v p vz z H
w g w g + + = + + +
l
ATAU
ADI DIDAPAT PERSAMAAN YANG DISEBUT BERNOULLI
DIMANA!
= ENERGI STATIK"HEAD STATIK
= ENERGI KE#EPATAN"HEAD KE#EPATAN
$ = ENERGI POTENSIAL"HEAD POTENSIAL
= ENERGI KEHILANGAN"HEAD KEHILANGAN
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
4/35
4
SEHINGGA PERSAMAAN 4 ~ 1 MENADI
DAN PERSAMAAN 4 ~ 2 MENADI
DIMANA!
HS= HEAD STATIK
H%= HEAD KE#EPATAN
H$= HEAD POTENSIAL
1 2 .............................[4 ~ 3]t tH H H= + l
1 1 1 2 2 2 ..........[4 ~ 4]s v z s v zH H H H H H H+ + = + + + l
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
5/35
5
SUSUNAN SALURAN UDARA MENDATAR DAN TEGAK
UNTUK POSISI MENDATAR &
1 1 1 1
2 2 2 2
1 2
T S V Z
T S V Z
T T
H H H H
H H H H
H H H
= + +
= + +
= +l
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
6/35
6
PRINSIP PENGALIRAN UDARASERTA KEBUTUHAN UDARA
TAMBANG
1' HEAD LOSS
ALIRAN FLUIDA TERADI KARENA ADANYA PERBEDAAN TEKANAN YANG DITIMBULKANANTARA DUATITIK DALAM SISTEM' ENERGI YANG DIBERIKAN UNTUK MENDAPATKAN
ALIRAN YANG TUNAK (STEADY)! DIGUNAKAN UNTUK MENIMBULKAN PERBEDAAN
TEKANAN DAN MENGATASI KEHILANGAN ALIRAN (HL)'
HEAD LOSS DALAM ALIRAN FLUIDA DIBAGI ATAS DUA KOMPONEN! YAITU &
FRI#TION LOSS (H*) DAN SHO#K LOSS (H
)'
DENGAN DEMIKIAN HEAD LOSS ADALAH &
HL = Hf + HX [4 ~ 6 ]
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
7/35
7
FRICTION LOSSM*''AM+A-A* HAD ./"" PADA A.0A* 1A*'.0*A M.A.20 "A.2A* D*'A* .2A" P*AMPA*' 1A*' 33AP&
"DA*'-A* SHOCK LOSSADA.AH -H0.A*'A* 1A*' D0HA"0.-A*DA0 P2+AHA* A.0A* A3A2 .2A" P*AMPA*' DA0 "A.2A*,42'A DAPA3 34AD0 PADA 0*.3 A3A2 3030- -.2AA* DA0"0"3M, +./-A* A3A2 PCA+A*'A* DA* HA.A*'A*5HA.A*'A*1A*' 3DAPA3 PADA "A.2A*&
2. MINE HEADS2*32- M**32-A* 42M.AH 2DAA 1A*' HA2" D0"D0A-A*2*32- M*'A3A"0 -H0.A*'A* HAD (HAD ./""") DA*
M*'HA"0.-A* A.0A* 1A*' D00*'0*-A* D0P.2-A*P*42M.AHA* DA0 "M2A -H0.A*'A* *'0 A.0A*&PADA "2A32 "0"3M V*30.A"0 3AM+A*' D*'A* "A32 M"0*A*'0* DA* "A32 "A.2A* -.2A, -2M2.A30F PMA-A0A* *'0D0"+23 6M0* HAD7, 1A032 P+DAA* 3-A*A* 1A*' HA2"D030M+2.-A* 2*32- M*1D0A-A* "42M.AH 33*32 2DAA -
DA.AM 3AM+A*'&
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
8/35
8
( )S L f X H H H H= = +
mine HT= mine H
S+ mine H
V
(MINE STTI! HE" (MINE HS#
MERUPAKAN ENERGI YANG DIPAKAI DALAM SISTEM VENTILASI UNTUK MENGATASI SELURUH
KEHILANGAN HEAD ALIRAN' HAL INI SUDAH TERMASUK SEMUA KEHILANGAN DALAM HEAD
LOSS YANG TERADI ANTARA TITIK MASUK DAN KELUARAN SISTEM$
(%#$ MINE VEL&!IT' HE" (MINE HV#
VELO#ITY HEAD PADA TITIK KELUARAN SISTEM' VELO#ITY HEAD AKAN BERUBAH
DENGAN ADANYA LUAS PENAMPANG DAN UMLAH SALURAN DAN HANYA MERUPAKAN
FUNGSI DARI BOBOT ISI UDARA DAN KE#EPATAN ALIRAN UDARA'
(!#$ MINE T&TL HE" (MINE HT#
MERUPAKAN UMLAH SELURUH KEHILANGAN ENERGI DALAM SISTEM VENTILASI'
SE#ARA MATEMATIS! MERUPAKAN UMLAH DARI MINE STATI# (HS) DAN VELO#ITY HEAD(H
V)! YAITU &
Mine
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
9/35
'radien tekanan untuk sistem aliran udara sederhana
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
10/35
1)
'radien 3ekanan pada sistem Ventilasi 3ekan (Hartman89:;)
TotalHead
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
11/35
11
'radient 3ekanan pada "ystem Ventilasi
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
12/35
12
'radient 3ekanan pada "ystem 6+ooster7(Hartman, 89:;)
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
13/35
13
Re .......................................[4 ~ 7]DV DV
N
= =
KEADAAN ALIRAN UDARA DI DALAM LUBANG BUKAANSISTEM ALIRAN FLUIDA &LAMINER, INTERMEDIATE DAN TURBULENT$
BILANGAN REYNOLD (N,-)
2*32- A.0A* .AM0* ADA.AH 2000DAN2*32- 32+2.*3 D0 A3A" 4.000.BILANGAN REYNOLD DINYATAKAN DALAM BENTUK :
"IMN*
= ,T MSS -L.I" (/0$e2f4 m3#
= VIS&SITS INEMTI (f2ei m3ei#
= VIS&SITS %S&L.T (=
" = "IMETE SL.N -L.I" (f m#
V = E!E,TN LIN -L.I" (fei#
= lb detik$t; atau Pa detik)
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
14/35
14
= 1'. / 10~4
*2
"-3
14'5 / 10~.62"7'
NR-
= .'280 DV
NR-
= .9'250DV
U:; 7
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
15/35
15
Re60 (60)(4.000) 3! 4 [ ]6.2"0 6.2"0
c
Nv fpm
D D D= = =
DENGAN MENGANGGAP BAHWA BATAS BAWAH ALIRAN TURBULENT DINYATAKAN DENGAN NR-
=
4'000! MAKA KECEPATAN KRITISDARI SUATU DIMENSI SALURAN FLUIDA DAPAT DITENTUKAN
DENGAN &
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
16/35
16
Distribusi -e#epatan aliran di dalam lubang bulat
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
17/35
17
( )
S
f X
H H
H H
=
= +
l
HV
= HV>
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
18/35
18
2
...........................................[4 ~ ]2
V
g
VH =
22
2("!2)(64!4)(60) 1.0%V
wV VH w
= =
2
4.000V
VH
=
1' VELO#ITY HEADWALAUPUN BUKAN MERUPAKAN SUATU HEAD LOSS! SE#ARA TEKNIS DAPAT DIANGGAP
SUATU KEHILANGAN' VELO#ITY HEAD MERUPAKAN FUNGSI DARI KE#EPATAN ALIRAN
UDARA! YAITU &
DIMANA &
HV
= VELO#ITY HEAD
V = KE#EPATAN ALIRAN (*>7)
@ = PER#EPATAN GRAVITASI (*"2)DARI PERSAMAAN DI ATAS! DIPEROLEH TURUNAN BERIKUT &
T.
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
19/35
1
2' FRI#TION LOSS
HEAD LOSS AKIBAT GESEKAN DALAM ALIRAN UDARA MELALUI LUBANG BUKAAN DI TAMBANG BAWAH
TANAH 90 HINGGA 0 DARI TOTAL KEHILANGAN (HEAD LOSS)'
FRI#TION LOSS MERUPAKAN FUNGSI DARI KE#EPATAN ALIRAN UDARA! KEKASARAN MUKA LUBANG
BUKAAN! KONFIGURASI YANG ADA DI DALAM LUBANG BUKAAN! KARAKTERISTIK LUBANG BUKAAN DAN
DIMENSI LUBANG BUKAAN'
2
....................................[4 ~ %]2g
L VH f
D=
l
"IMN*
L = ,N:N; SL.N (f# (m#
" = "IMETE (f# (m#
V = E!E,TN (f ?eisba#h
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
20/35
2)
*omograph untuk -on%ersi-e#epatan dan Head-e#epatan 2dara( Hartman, 89:;)
?@,B
?@,9
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
21/35
21
2
4 2H gL VH fR
=l
2ntuk "aluran berbentuk .ingkaran , Hydrauli# adius(h)
2
44
H
DA DRP D
= = =
Dengan Demikian diperoleh umus
umus Atkinson untuk $ri#tion .oss dal Ventilasi 3ambangditurunkan dari persamaan Dar#y ?eisba#h dalam MekFlu
22
2
2 2
0!07"
"!2 4 2 (60) "! 2
"!2 "!2
f
H g H
f L V K LH V
R R
K P LV K S V
A A
= =
= =A
K&L#'
2
=
A @ .uas P@ -eliling
Disederhanakan
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
22/35
22
KarenaDebit Q= V x A MakaPersamaanmenjadi:
2
3"!2f K P L QH
A=
D0MA*A,
H$ @ F0C30/* ./"" (0*CH ?A3) (Pa)V @ -CPA3A* A.0A* ($pm) (ms)- @ FA-3/ '"-A* 2*32- D*"03A"
2DAA "3A*DA Elb&men;$tG(kgm!)A @ .2A" P*AMPA*' "A.2A* ($t;)(m;)" @ 2++0*' "2FAC ($t;) @ P. (m;)
P @ -.0.0*' "A.2A* ($t) (m). @ PA*4A*' ($t)(m) @ D+03 2DAA (#$m) (m!menit)
3
2
A
K&L' =
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
23/35
23
Type ofAirway
Irregularitie
s ofSurfaces,
Areas, and
Aligment
Values of K x 1010a
Straight Sinuous or Cured
Clean!"asic
alue#
Slightly$"structe
d
%oderately
$"structed
Slightly %oderately &igh 'egree
Clean
Slightly
$"structed
%oderatel
y$"structed Clean
Slightly
$"structed
%oderatel
y$"structed Clean
Slightly
$"structed
%oderat
ely
$"structed
*+,,-/e
M++Ae5eM8++
101"20
1"202"
2"303"
202"30
2"303"
3"404"
2"303"
303"40
404""0
3"404"
404""0
"0""60
*e+e-59 5,$
M++Ae5eM8++
30""70
3"607"
4"70"
406"0
4"70"
""0%"
4"70"
"07"%"
60"100
""0%"
60"
100
70%"110
T+;e5e(" -
$e-e5?@e 9 M@E/?>A (135#T> Bie @>??e@ B/e >f * Ce nme?i@/ B/e >0ine f?>m Ce 0/e ?e m/if
/0 min2f4@Ce$ i 0e >n n? i? eniA ( = )$)75 /0f 3$ e@>mmene B/e ?e in i/i@$ T> @>nBe? >
SI ni (m3* m/i
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
24/35
24
FA-3/ '"- - D0 DA.AM "0"3M V*30.A"0 3AM+A*'+H2+2*'A* D*'A* -/F0"0* '"- DA.AM A.0A*2M2M F.20DA& 2*32- +/+/3 0"0 2DAA "3A*DAD I
~10(00)(10)K f
%
+*32- .2+A*' D0+A'0 DA.AM ; +A'0A* +"A, 1A032.22" DA* +*'-/-&30P .2+A*' +2-AA* PADA 3A+. D0 A3A" D0+A'0DA.AM -A3'/0 I
53.AP0" HA.2" ("M/3H .0*D)5+A32A* "D0M* ("D0M*3A1 /C-")5+P*1A*''A -A12 D*'A* 4AA- $t (30M+D)5+A32A* +-2 (0'*/2" /C-")
*0.A0 - DA0 3A+. D0 A3A" P.2 D0-/-"0 D*'A*
P"AMAA*I .........................................[4 ~ 10]0!07"
kor tabe wK K =
0!14K=
=
1!201
=KK -;e/:,5 D0MA*A ? ADA.AH +/+/3 0"0 2DAA
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
25/35
25
C' SHO#K LOSSSHO#K LOSS TERADI SEBAGAI AKIBAT DARI ADANYA PERUBAHAN ARAH ALIRAN DALAM SALURAN
ATAU LUAS PENAMPANG SALURAN UDARA DAN MERUPAKAN TAMBAHAN TERHADAP FRI#TION
LOSSES' BESARNYA HANYA SEKITAR 10 ~ C0 DARI HEAD LOSS'
PERHITUNGAN SHO#K LOSS DAPAT DILAKUKAN SE#ARA &
~ LANGSUNG
~ KENAIKAN FAKTOR GESEK
~ DAN EUIVALENT LENGTH METHOD'PERHITUNGAN SHO#K LOSS LANGSUNG
PERHITUNGAN SHO#K LOSS! HDALAM IN#I AIR DAPAT DIHITUNG DARI VELO#ITY HEAD! YAITU &
DIMANA!
H= SHO#K LOSS
= FAKTOR SHO#K LOSS
FORMULA UNTUK MENENTUKAN FAKTOR SHO#K LOSS DAPAT DILIHAT PADA TABEL BERIKUT'
HX= X HV
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
26/35
26
F/M2.A 2*32- "H/C- ./"" (Hartman et al& 89:; App& A)
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
27/35
27
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
28/35
28
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
29/35
2
20VA.*3 .*'3H M3H/D
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
30/35
3)
20VA.*3 .*'3H M3H/DCAA 1A*' PA.0*' 2M2M D0'2*A-A* 2*32- M**32-A*"H/C- ./"" ADA.AH M*''AM+A-A* "30AP -H0.A*'A*DA.AM +*32- PA*4A*' -20VA.* "2A32 "A.2A* 2DAA.22"&
"2A32 P"AMAA* 2*32- PA*4A*' -0VA.* DA0 "A.2A*1A*' .22" A-0+A3 "H/C- ./"" DAPA3 D0P/.H D*'A*P"AMAA* 1A*' M*1A3A-A* +AH?A F0C30/* ./"" DA*"H/C- ./"" ADA.AH "AMA&
2
2 2
2
"!2
(1.0%) "!2
X f
V
H
H
H H
KLVXH
R
wV KLV !R
=
=
=
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
31/35
31
*+;e5
Le
*+;e5
Le
- (+) - (+)
Be! $-e! 5,Be! $-e! Be! 5-! 5,Be! 5-!
Be! ,;--E8>-
*>/--! /--! e/e$-e ;5$ (%0,)@$-,!
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
32/35
32
PA*4A*' -0VA.* . D0*1A3A-A* D*'A* .e (.0HA3 3A+. D0A3A"), MA-A P"AMAA* M*4AD0
2 10
"!2 3.240.
(1.0%) 10
H He
wR X R X L ft
K K= =
D0MA*A,.e @ PA*4A*' -0VA.* ($t) (m)
H @ H1DA2.0C AD02" ($t) (m)- @ FA-3/ '"-A* 2*32- +/+/3 0"0 2DAA "3A*DADJ @ FA-3/ "H/C- ./""
mK2
BR=L e=
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
33/35
33
4. KOMBINASI FRICTION DAN SHOCK LOSSHAD ./"" M2PA-A* 42M.AH DA0 F0C30/* ./""DA* "H/C- ./"", MA-A I
2
3
( )
"!2
L f X
e
H H H
KP L L Q
A
= ++
= )(A
)LK&(L'
'''
3
3
eL
8L
Sat"a#S$+
=
+=
D0MA*A,H. @ HAD ./"" (0*C0 A0) (-Pa)
- @ FA-3/ '"-A* 2*32- D*"031 2DAA"3A*DA
. @ PA*4A*' ($t) (m)
.e @ PA*4A*' -0VA.* ($t) (m) @ D+03 2DAA (#$m) (m!menit)A @ .2A" P*AMPA*' "A.2A* ($t;) (m;)
7/25/2019 Ventilasi Tambang.ppt
34/35
34
A0 H/"P/?DA1A 1A*' D0P.2-A* 2*32- M*'A3A"0 -H0.A*'A*
*'0 DA.AM A.0A* 2DAA D0"+23 A0 H/"P/?&
(Pa) I
Pa= ! = "#2 H ! $ %&t $ 'e()t
P
top related