ventilasi tambang.ppt

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&


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


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


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


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


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 ]


7/35

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*'&


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


9/35

'radien tekanan untuk sistem aliran udara sederhana


10/35

1)

'radien 3ekanan pada sistem Ventilasi 3ekan (Hartman89:;)

TotalHead


11/35

11

'radient 3ekanan pada "ystem Ventilasi


12/35

12

'radient 3ekanan pada "ystem 6+ooster7(Hartman, 89:;)


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)


14/35

14

= 1'. / 10~4

*2

"-3

14'5 / 10~.62"7'

NR-

= .'280 DV

NR-

= .9'250DV

U:; 7


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 &


16/35

16

Distribusi -e#epatan aliran di dalam lubang bulat


17/35

17

( )

S

f X

H H

H H

=

= +

l

HV

= HV>


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.


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


20/35

2)

*omograph untuk -on%ersi-e#epatan dan Head-e#epatan 2dara( Hartman, 89:;)

?@,B

?@,9


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


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' =


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


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


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


26/35

26

F/M2.A 2*32- "H/C- ./"" (Hartman et al& 89:; App& A)


27/35

27


28/35

28


29/35

2

20VA.*3 .*'3H M3H/D


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

=

=

=


31/35

31

*+;e5

Le

*+;e5

Le

- (+) - (+)

Be! $-e! 5,Be! $-e! Be! 5-! 5,Be! 5-!

Be! ,;--E8>-

*>/--! /--! e/e$-e ;5$ (%0,)@$-,!


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=


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;)


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

ventilasi tambang.ppt

Documents