Laporkan Masalah

Kebutuhan debit dan tekanan untuk fluidisasi dengan model fisik dua dimensi skala besar

WIDIYANTO, Wahyu, Ir. Radianta Triatmadja, Ph.D

2004 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Salah satu alternatif untuk perawatan muara sungai dan alur pelayaran adalah metode fluidisasi. Metode ini diharapkan mampu menggantikan peran pengerukan rutin (maintenance dredging) yang menghabiskan biaya besar dan seringkali kurang efisien untuk volume pengerukan yang kecil. Serangkaian penelitian dilakukan untuk memantapkan pemahaman metode fluidisasi sebelum diterapkan di lapangan. Meskipun beberapa penelitian tentang fluidisasi telah dikerjakan tetapi masih belum diperoleh tingkat keyakinan yang tinggi apakah proses fluidisasi dapat berlangsung ketika sistem ini diterapkan di lapangan. Atas dasar hal itu maka dibuatlah model fluidisasi skala besar ini dengan harapan dapat mengurangi efek-efek akibat penyekalaan (scale effect) sekaligus memudahkan transfer hasil-hasil yang diperoleh dari model ke prototip. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kebutuhan debit dan tekanan untuk fluidisasi, dan dapat dipilah menjadi dua bagian. Pertama adalah penelitian fluidisasi satu dimensi dalam tabung, dan kedua adalah penelitian dengan model fisik dua dimensi skala besar. Penelitian pertama dilakukan dengan menguji 3 variasi tebal sedimen yaitu 20, 30 dan 40 cm di dalam sebuah tabung. Sedangkan penelitian kedua dilakukan dengan menguji variasi tebal sedimen 25 cm sampai 150 cm di dalam sebuah sumuran buis beton. Dari kedua pengujian tersebut diamati beberapa parameter yang diperkirakan berpengaruh yaitu : debit (Q), tinggi tekanan (he), tebal sedimen (db), kecepatan aliran (V), koefisien permeabilitas (k), dan beberapa sifat sedimen yang lain. Dalam model skala besar juga diamati unjuk kerja dari jumlah lubang fluidisasi 1 buah dan 3 buah. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa kebutuhan tekanan untuk fluidisasi dalam tabung (1 dimensi) berbeda dengan model skala besar (2 dimensi). Agar terjadi fluidisasi dalam tabung dibutuhkan tinggi tekanan yang sama dengan tinggi sedimen (he=L). Sedangkan dengan model skala besar (lebih dekat dengan keadaan nyata di lapangan), kebutuhan tekanan akan naik secara tidak linier dengan bertambahnya tebal sedimen (he=34,5db 2,5). Kebutuhan debit juga akan naik dengan bertambahnya tebal sedimen (Q=1,4db+0,16). Baik debit maupun tekanan berpengaruh terhadap lebar daerah terfluidisasi. Makin besar debit dan tekanan makin lebar daerah terfluidisasi yang terjadi. Pada tekanan yang sama, tebal sedimen yang dapat difluidisasi oleh jumlah lubang 3 buah adalah 2 kali lebih besar daripada tebal sedimen yang dapat difluidisasi oleh jumlah lubang 1 buah. Perbandingan unjuk kerja antara 1 lubang fluidisasi dengan 3 lubang fluidisasi memberi saran agar jarak antar lubang dibuat sedemikian sehingga kerjasama antar lubang dapat berlangsung dan tekanan yang dibutuhkan tidak terlalu tinggi.

One of the alternatives to maintain river mouth and access channel is fluidization method. It is expected to substitute the role of maintenance dredging that is high cost and often inefficient for small volume of dredging. A series of research is conducted to understand the fluidization method prior to implemented. Although amount of study on fluidization have been carried out there has been little confidence wether fluidization process can run when the system is implemented in the field. Hence, fluidization model of large scale is expected to enhance confidence. The objective of the present study is to obtain flow rate and pressure required for fluidization. The model is divided into two parts. The first is one dimensional fluidization and the second is using two dimensional phy sical modeling of large scale. The first experiment was conducted by testing 3 variation of sediment thickness i.e. 20, 30 and 40 cm in a fluidization apparatus. The second one was conducted by testing various sedimen thickness (burial depth of pipe) from 25 cm to 150 cm in a large concrete well. Several parameters were observed on the experiments i.e. flow rate (Q), pressure head (he), sediment tickness/burial depth of pipe (db), velocity (V), hydraulic conductivity (k), and the other sediment properties. Performances of one and three holes of pipe in large scale model were observed too. Pressure requirement for fluidization in the apparatus (1 dimensional) is different with that at large scale model (2 dimensional). In order to achieve fluidization in the apparatus required pressure head equal to sediment thickness (he=L). But in the large scale model (more similar to field condition), the pressure head increase nonlinearly with sediment thickness (he=34,5db 2,5). Flow rate requirement increase with increasi ng sediment thickness (Q=1,4db+0,16). Both flow rate and pressure head influence the width of fluidized region. Higher flow rate and pressure result wider fluidized region. Comparison between the performances of one hole and three hole of pipe show that holes spacing significant to fluidization. The distance between holes should not be too long. The cooperation of holes may reduce pressure requirement.

Kata Kunci : Hidrologi,Perawatan Muara Sungai,Fluidisasi,Dredging, fluidization, dredging, sediment, fluidisasi, dredging, sedimen.


    Tidak tersedia file untuk ditampilkan ke publik.