Pengendalian
kuantitas berkaitan dengan beberapa masalah seperti, perpindahan udara, arah
aliran, dan jumlah aliran udara.
Dalam
pengendalian kualitas udara tambang baik secara kimia atau fisik, udara segar
perlu dipasok dan pengotor seperti debu, gas, panas, dan udara lembab harus
dikeluarkan oleh sistem ventilasi.
Dengan
memperhatikan beberapa faktor tersebut diatas, maka kebutuhan udara segar di
tambang bawah tanah kadang-kadang lebih besar dari pada 200 cfm/orang atau bahkan hingga
2.000 cfm/orang. Kondisi tambang bawah tanah saat ini sudah banyak yang
menyediakan aliran udara untuk sebanyak 10 – 20 ton udara segar per ton mineral
tertambang.
1. Perubahan Energi Di Dalam Aliran Fluida
Ventilasi
tambang biasanya merupakan suatu contoh aliran tunak (steady), artinya tidak
ada satupun variabelnya yang merupakan fungsi waktu. Salah satu tujuan dari
perhitungan ventilasi tambang adalah penentuan kuantitas udara dan rugi-rugi,
yang keduanya dihitung berdasarkan perbedaan energi.
Hukum
konservasi energi menyatakan bahwa energi total di dalam suatu sistem adalah
tetap, walaupun energi tersebut dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk
lainnya.
Gambar 3
Sistem Aliran Fluida
Perhatikan gambar 3, dimana;
Energi total 1 = energi total 2 +
kehilangan energi … … … … … … .. (1)
Atau;
Energi masuk sistem = energi keluar
sistem
Jadi didapat persamaan yang disebut
persamaan Bernouli :
(P1/w) + (V12/2g)
+ ( Z1) = (P2/w) + (V22/2g) + ( Z2)
+ Hl … … .. … .. … … (2)
Dimana :
(P/w) =
energi statik /head statik
(V2/2g) = energi kecepatan /head kecepatan
Z =
energi potensial /head potensial
Hl =
energi kehilangan /head kehilangan
Setiap
suku dalam persamaan diatas pada dasarnya adalah energi spesifik dalam satuan
ft. lb/lb atau ft. Karena ft adalah
ukuran head fluida, maka suku-suku tersebut dapat dinyatakan sebagai ‘presure
head’ atau ‘head’ saja.
Sehingga persamaan (1) dapat ditulis
menjadi :
Ht1 = Ht2
+ Hl … … … … … … …
… … … … … … … (3)
Dan Persamaan (2) menjadi :
Hs1
+ Hv1 + Hz1 = Hs2 + Hv2 + Hz3
+ Hl … … … … … … … … (4)
Dimana ;
Hs = head statik
Hv = head kecepatan
Hz = head potensial
Energi
potensial dapat dihitung dengan cara memasukkan besaran perbedaan tinggi,
yakni;
P = w1
H1 = w2 H2
Dimana :
P =
tekanan, dalam Pa atau lbs/sq.ft.
W1 = bobor isi udara,
dalam kg/m3 atau lbs/cuft.
H =
head, dalam m atau ft.
Dengan
bobot isi air = 62,4 lb/ft3, pengaruh berda tinggi untuk kolom 1
inci air pada kondisi udara standar adalah :
H1 = (w2
H2/ w1) = ((62,4 lb/ft3)(1 in)/ (0,0750
lb/ft3))
=
532 in = 69,3 ft udara
Jadi untuk udara diatas permukaan air laut, suatu
kenaikan elevasi sebesar 69,3 ft akan
menaikkan head potensial Hz sebesar 1 in dan sebagai kompensasinya
head statik akan turun juga sebesar 1
in. Dalam praktek, konversi sebesar 70 ft udara ekuivalen dengan 1 in air.
Jika
head potensial (Hz) diperhitungkan dalam persamaan (4) maka head
statik dinyatakan dalam tekanan gauge. Oleh karena itu head statik diukur dari
datum tertentu.
Gambar 4
menunjukkan perhitungan energi aliran udara untuk susunan saluran udara yang
diletakkan secara mendatar dan tegak.
·
Untuk
posisi mendatar :
HT1 = Hs1 + Hv1 + Hz1
HT2 = Hs2 + Hv2 + Hz2
HT1 = HT2 + HL
Dengan menggunakan
tekanan absolut :
(4 +
408) + 1 + 0 = ( 1 + 408 ) + 1 + 0 + 3
413
= 413
Dengan tekanan gage
:
4 + 1 +
0 =
1 + 1 + 0 + 3
5 = 5
Gambar 4
Susunan Saluran Udara Mendatar dan
Tegak
·
Untuk
posisi tegak :
HT1 = HT2 + HL
Dengan tekanan absolut :
(4
+ 408) + 1 + 0 = (1 + 407 ) + 1 + 1 + 3
413
= 413
Dengan tekanan gage :
4
+ 1 + 0 ¹
1 + 1 + 1 + 3
5 ¹
6
Perhitungan
dengan tekanan gage salah karena tidak mempertimbangkan perubahan datum yang
terjadi karena perubahan elevasi.
Pada
prakteknya penggunaan tekanan absolut dalam perhitungan ventilasi membuat
rumit. Oleh karena itu diterapkan konvensi penggunaan tekanan gage sebagai
basis perhitungan dengan cara menghilangkan
Hz dalam semua perhitungan.
Dengan demikian persamaan energi yang
disederhanakan menjadi :
Ht1 = Ht2 + HL
Hs1
+ Hv1 = Hs2 + Hv2 + HL ..
… … … … … … … … … … (5)
1 komentar:
Click here for komentarTHANKS YOU
Show Conversion Code Hide Conversion Code Show Emoticon Hide Emoticon