TEORI PERHITUNGAN JARINGAN VENTILASI
Dari persamaan Atkinson di ketahui bahwa K, P, L, Le dan A adalah konstan untuk suatu jalur udara atau pipa, sehingga di peroleh hubungan : HL ∼ Q2 Hs ∼ Q2 Hv ∼ Q2 Ht ∼ Q2 Head loss untuk ventilasi tambang dapat di tulis H Q2 ∼
Ventilasi head statis dapat di plotkan terhadap kurva karakteristik tambang yaitu memplotkan head total sebagai fungsi kuantitas udara tambang. Jika suatu titik dalam kurva di tentukan dengan mengukur atau menghitung, maka titik tambahan berikutnya ditentukan dari hubung hubungan an dasar dasar head head – kuantit kuantitas. as. H 1 ⎡ Q1 ⎤ =⎢ ⎥ H 2 ⎣ Q2 ⎦
H2 =
2
H1
⎡ Q2 ⎤ ⎢ ⎥ ⎣ Q1 ⎦
2
Contoh : Suatu tambang dengan fan tunggal yang memiliki head statik 2 in dan head total 3 in dengan kuantitas 400.000 cfm. Tentukan dan plotkan kurva karakteristiknya.
Resistensi ( Tahanan Jalur Udara Tambang ) Persamaan atkinson di nyatakan sebagai : HL = R. Q2 .............. ( 4–22 ) Dimana : R = konstanta Proporsionalitas dan dianggap sebagai tahanan dari jalur udara. Besarnya R adalah
R= R=
K ⋅ P ⋅ ( L + Le )
5,2 A 3
K ⋅ P ⋅ ( L + Le ) 3
R
= Tahanan Tambang, inci menit2/ft6
K = koefisien / faktor gesekan pada jalan udara/lubang bukaan P
= Keliling lubang bukaan, ft
L
= Panjang lubang bukaan, ft
Le= Le= Panj Panjan ang g kese kesetar taraa aan, n, ft A = Luas penampang lubang bukaan.
HUKUM KIRCHOFF •
HUKUM KIRCHOFF I
Kuantitas udara yang meninggalkan junction harus setara dengan kuantitas udara yang masuk ke juntion. Q1 + Q2 = Q3 + Q4
persamaan HK.Kirchoff I
ΣQ = 0
• HUKUM KIRCHOFF II Jumlah pressure drop di sekitar jalur tertutup harus sama dengan nol. ΣHt = 0
Jalur tertut tertutup up ( --- ) terdiri terdiri dari jalur jalur udara udara a,b,c,d a,b,c,d jika Head Loss searah searah jarum jam mengelilingi jalur tertutup, tertutup, maka persamaannya : HL = HLa + HLb + HLc + HLd = 0 HLa, HLb, HLc, positif karena kuantitas Q 1 yang mengalir melalui jalur a, b, dan c searah dengan penjumlahan. →
→
HLd negatif,karena Q2 mengalir berlawanan dengan arah penjumlahan. →
Jadi persamaan Atkinson dinyatakan sebagai berikut : HL = R [Q][Q] [Q]
= nilai absolut Q
ΣHL = Ra [Q ][Q ] + Rb[Q ][Q ] + R [Q ][Q ] − R [Q ][][Q ] = 0 1
1
1
1
c
1
1
d
2
2
JARINGAN SERI
Suatu jaringan yang mempunyai jalur saling berkait ujung satu dengan ujung lainnya sehingga kuantitas udara yang mengalir melalui setiap jalur adalah sama
Pada suatu jaringan jaringan seri, kuantitas kuantitas udara yang mengalir melalui setiap jalur udara adalah sama. Dinyatakan sebagai berikut : Q = Q1 = Q2 = Q3 =...... Berdasarkan hukum kirchoff II arah berlawanan jarum akan memberikan hasil : HL = HL1 HL1 + HL2 HL2 + HL3 HL3 – Hm = 0 Tekanan fan Hm adalah setara dengan head loss total total dari titik titik A – B. Apabila Apabila tidak ada fan, fan, maka maka persamaan jadi : HL = HL1 + HL2 + HL3 ...
HL = R1 [Q][Q] + R [Q ][Q ] + R [Q ][Q ]+ ⋅ ⋅ ⋅ Karena dalam rangkaian seri kuantitas udara yang mengalir sama pada setiap jalur, dapat di tulis : HL = R1Q2 + R2 Q2 + R3 Q2 + ... HL = (R1+ R2 + R3 + ...) Q2 Req tahan equivalen dari jaringan seri, merupakan penjumlahan dari seluruh tahanan dari masing-masing jalur udara. Jadi persamaan umumnya : Req = H = R + R + R + ⋅ ⋅ ⋅ 2
3
→
Q
L 2
1
2
3
Gambar Jalur Udara dalam Jaringan Seri dan Jalur Ekuivalennya
Gambar Jaringan Pararel dan Jalur Ekuivalennya
Jaringan Pararel
Jaringan dianggap pararel bila total udara yang mengali mengalirr terbagi terbagi dalam dalam masingmasing- masing masing jalur jalur udara. Dalam ventilasi tambang pencabangan ini disebut splitting dan cabang-cabangnya disebut sebagai split. Ada 2 macam splitting : • Natural splitting • Controlled Splitting Natural splitting bila pencabangan terjadi alami tanpa adanya pengaturan. Controlled splitting terjadi bila kuantitas udara dengan jumlah tertentu harus mengallir pada suatu jalur udara dengan alat pengatur. →
Hukum Kirchoff I dalam jaringan paralel dapat di tulis Q = Q1 + Q2 + Q3 + ... Sehingga dalam jaringan paralel kuantitas total merupakan penjumlahan kuantitas yang mengalir melalui jalur udara tunggal. Hukum Kirchoff II HL = HL1 = HL2 = HL3 = ... Berarti Head Loss untuk paralel adalah sama.
Tahanan ekuivalen untuk jaringan pararel dapat ditentukan dari persamaan : H L H H + + Req = + R R1
L
L
R 2
3
Q = total kuantitas HL = Head Loss dari jaringan paralel A ke B ⎛ 1 1 1 ⎞⎟ ⎜ + + Q = √HL ⎝ ⎜ R R R ⎠⎟ Jaringan pararel banyak digunakan dalam ventilasi tambang karena : a). Udara yamng masuk ke masing-masing jalur masih segar b). Power Power Cost lebih lebih rendah rendah.. 1
2
3
Req.Q2 = R1Q2 = R2 Q2 = … Q1 = Q
Req R1
;
; Q2 = Q
Req R2
;
; dst
Contoh : Empat jalur udara disusun secara pararel dengan kuantitas total 100. 100.00 000 0 cfm. cfm. Taha Tahana nan n dari dari masi masing ng-m -mas asin ing g jalu jalurr tert terter era a diba dibawa wah. h. Caril arilah ah Head Head Loss Loss untu untuk k jari jaring ngan an para parare rell dan dan kua kuantit ntitas as udar udara a yang yang meng mengal alir ir ke masi masing ng-m -mas asin ing g jalu jalur. r.
Air Way 1 2 3 4
In min3/ft6. 10 Kuantitas (Q ), -10 cfm 23,50 1,35 3,12 3,55