FLUIDA DAN PENERAPANNYA DALAM PERTAMBANGAN
FLUIDA FLUIDA
Fluida adalah zat yang dapat mengalir !ata Fluida men"a#up zat "ar$ air dan ga% #arena #edua zat ini dapat mengalir $ %e&ali#nya &atu dan &enda'&enda #era% atau %eluruh zat padat tida# dig(l(ng#an #edalam )luida #arena tida# &i%a mengalir
*u%u$ minya# peluma%$ dan air merupa#an "(nt(h zat "air dan *emua zat "air itu dapat di#el(mp(#an #e dalam )luida #arena %i)atnya yang dapat mengalir dari %atu tempat #e tempat yang lain *elain zat "air$ zat ga% +uga terma%u# )luida ,at ga% +uga dapat mengalir dari %atu %atu tempat #e tempat lain -em&u%an angin merupa#an "(nt(h udara yang &erpindah dari %atu tempat #e tempat lain
Fluida merupa#an %alah %atu a%pe# yang penting dalam #ehidupan %ehari'hari *etiap hari manu%ia menghirupnya$ meminumnya$ terapung atau tenggelam di dalamnya *etiap hari pe%a.at udara ter&ang melaluinya dan #apal laut mengapung di ata%nya Demi#ian +uga #apal
%elam dapat mengapung atau melayang di dalamnya Air yang diminum dan udara yang dihirup +uga &er%ir#ula%i di dalam tu&uh manu%ia %etiap %aat me%#ipun %ering tida# di%adari
MEKANIKA FLUIDA MEKANIKA FLUIDA
Me#ani#a )luida adalah %u&di%iplin dari me#ani#a #(ntinum yang mempela+ari )luida /yang dapat &erupa "airan dan ga%0 Me#ani#a )luida dapat di&agi men+adi )luida %tati# dan )luida dinami# Fluida %tati% mempela+ari )luida pada #eadaan diam %ementara )luida dinami% mempela+ari )luida yang &ergera#
Fluida Newtonian vs.
Fluida Newtonian vs. non-Newtonnon-Newtonianian
*e&uah Fluida Ne.t(nian /dinama#an dari I%aa" Ne.t(n0 dide)ini%i#an %e&agai )luida yang tegangan ge%ernya &er&andin g luru% %e"ara linier dengan gradien #e"epatan pada arah tega# luru% dengan &idang ge%er De)ini%i ini memili#i arti &ah.a )luida ne.t(nian a#an mengalir teru% tanpa dipengaruhi gaya'gaya yang &e#er+a pada )luida *e&agai "(nt(h$ air adalah )luida Ne.t(nian #arena air memili#i pr(perti )luida %e#alipun pada #eadaan diadu# *e&ali#nya$ &ila )luida n(n'Ne.t(nian diadu#$ a#an ter%i%a %uatu 1lu&ang1 Lu&ang ini a#an teri%i %eiring
dengan &er+alannya .a#tu *i)at %eperti ini dapat teramati pada material'material %eperti puding Peri%ti.a lain yang ter+adi %aat )luida n(n'Ne.t(nian diadu# adalah penurunan
2i%#(%ita% yang menye&a&#an )luida tampa# 1le&ih tipi%1 /dapat dilihat pada "at0 Ada &anya# tipe )luida n(n'Ne.t(nian yang #e%emuanya memili#i pr(perti tertentu yang &eru&ah pada #eadaan tertentu
Persamaan pada fluida Newtonian Persamaan pada fluida Newtonian
!(n%tanta yang menghu&ung#an tegangan ge%er dan gradien #e"epatan %e"ara linier di#enal dengan i%tilah 2i%#(%ita % Per%amaan yang menggam&ar#an perla#uan )luida Ne.t(nian adalah3
di mana
4 adalah tegangan ge%er yang diha%il#an (leh )luida 5 adalah 2i%#(%ita% )luida'%e&uah #(n%tanta pr(p(r%i(nalita% adalah gradien #e"epatan yang tega# luru% dengan arah ge%eran
6i%#(%ita% pada )luida Ne.t(nian %e"ara de)ini%i hanya &ergantung pada temperatur dan te#anan dan tida# &ergantung pada gaya'gaya yang &e#er+a pada )luida 7i#a )luida &er%i)at in#(mpre%i&el dan 2i%#(%ita% &ernilai tetap di %eluruh &agian )luida$ per%amaan yang menggam&ar#an tegangan ge%er /dalam #((rdinat #arte%ian0 adalah
di mana
4i+ adalah tegangan ge%er pada &idang ith dengan arah +th 2i adalah #e"epatan pada arah ith
8+ adalah #((rdinat &erarah +th
7i#a %uatu )luida tida# memenuhi hu&ungan ini$ )luida ini di%e&ut )luida n(n'Ne.t(nian Fluida ini dapat #ita &agi men+adi dua &agian ya#ni3
9 Fluida %tati% : Fluida Dinami%
1. FLUIDA !A!I 1. FLUIDA !A!I
Fluida *tati% adalah )luida yang &erada dalam )a%e tida# &ergera# /diam0 atau )luida dalam #eadaan &ergera# tetapi ta# ada per&edaan #e"epat an antar parti#el )luida ter%e&ut atau &i%a di#ata#an &ah.a parti#el'parti#el )luida ter%e&ut &ergera# dengan #e"epatan %eragam %ehingga tida# memili#i gaya ge%er
;(nt(h )en(mena )luida %tati% dapat di&agi men+adi %tati% %ederhana dan tida# %ederhana ;(nt(h )luida yang diam %e"ara %ederhana adalah air di &a# yang tida# di#enai gaya (leh gaya apapun$ %eperti gaya angin$ pana%$ dan lain'lain yang menga#i&at#an air ter%e&ut &ergera# ;(nt(h )luida %tati% yang tida# %ederhana adalah air %ungai yang memili#i
#e"epatan %eragam pada tiap parti#el di &er&agai lapi%an dari permu#aan %ampai da%ar %ungai
;airan yang &erada dalam &e+ana mengalami gaya'gaya yang %eim&ang %ehingga "airan itu tida# mengalir Gaya dari %e&elah #iri diim&ang i dengan gaya dari %e&elah #anan$ gaya dari ata% ditahan dari &a.ah ;airan yang ma%%anya M mene#an da%ar &e+ana dengan gaya %e&e%ar Mg Gaya ini ter%e&ar merata pada %eluruh permu#a an da%ar &e+ana *elama "airan itu tida# mengalir /dalam #eadaan %tati%0$ pada "airan tida# ada gaya ge%eran %ehingga hanya mela#u#an gaya #e &a.ah (leh a#i&at &erat "airan dalam #(l(m ter%e&ut
ifat- ifat Fluida ifat- ifat Fluida
*i)at )i%i% )luida dapat ditentu#an dan dipahami le&ih +ela% %aat )luida &erada dalam #eadaan diam /%tati%0 *i)at'%i)at )i%i% )luida %tati% ini di antaranya$ ma%%a +eni%$ tegangan permu#aan$ #apilarita%$ dan 2i%#(%ita%
1. Massa "enis 1. Massa "enis
Pernah#ah Anda mem&anding#an &erat antara #ayu dan &e%i< Benar#ah pernyataan &ah.a &e%i le&ih &erat daripada #ayu< Pernyataan ter%e&ut tentunya #urang tepat$ #arena
%egel(nd(ng #ayu yang &e%ar +auh le&ih &erat daripada %e&uah &(la &e%i Pernyataan yang tepat untu# per&andingan antara #ayu dan &e%i ter%e&ut$ yaitu &e%i le&ih padat daripada #ayu Anda tentu ma%ih ingat$ &ah.a %etiap &enda memili#i #erapatan ma%%a yang &er&eda'&eda %erta merupa#an %i)at alami dari &enda ter%e&ut Dalam Fi%i#a$ u#uran #epadatan /den%ita%0 &enda h(m(gen di%e&ut ma%%a +eni%$ yaitu ma%%a per %atuan 2(lume 7adi ma%%a +eni% adalah pengu#uran ma%%a %etiap %atu an 2(lume &enda *ema#in tinggi ma%%a +eni% %uatu &enda$
merupa#an t(tal ma%%a di&agi dengan t(tal 2(lumenya *e&uah &enda yang memili#i ma%%a +eni% le&ih tinggi /mi%alnya &e%i0 a#an memili#i 2(lume yang le&ih rendah daripada &enda &erma%%a %ama yang memili#i ma%%a +eni% le&ih rendah /mi%alnya air 0
*atuan *I ma%%a +eni% adalah #il(gram per meter #u&i# /#g=m'> 0 Ma%%a +eni% &er)ung%i untu# menentu#an zat *etiap zat memili#i ma%%a +eni% yang &er&eda Dan %atu zat &erapapun ma%%anya &erapapun 2(lumenya a#an memili#i ma%%a +eni% yang %ama
*e"ara matemati%$ ma%%a +eni% dituli%#an %e&agai &eri#ut dengan3m? ma%%a /#g atau g0$
V? 2(lume /m> atau "m>0$ dan @ ? ma%%a +eni% /#gm> atau g"m>0
7eni% &e&erapa &ahan dan ma%%a +eni%nya dapat dilihat pada !a#el!a#el &eri#ut !a#el
!a#el Ma%%a 7eni% atau !erapatan Ma%%a / Density0 $a%an
$a%an Massa "enis &'()mMassa "enis &'()m**++ NaNama $ama $a%a%ann MaMassssa "ea "eninis &'s &'()()mm**++
Air 9$ Gli%erin 9$:C Aluminium :$ !uningan $C Ba+a $ Pera# 9$ Benzena $ Platina :9$H Be%i $ Ra#%a 9>$C Ema% 9$> Tem&aga $ E% $: Timah -itam9 9$>
Etil Al#(h(l $9 Udara $9:
,. !e'an'an permuaan ,. !e'an'an permuaan
Mari #ita amati %e&atang +arum atau %e&uah %ilet yang #ita &uat terapung di permu#aan air %e&agai &enda yang mengalami tegangan permu#aan Tegangan permu#aan di%e&a&#an (leh intera#%i m(le#ul'm(le#ul zat "air dipermu#aan zat "air Di &agian dalam "airan %e&uah m(le#ul di#elilingi (leh m(le#ul lain di%e#itarnya$ tetapi di permu#aan "airan tida# ada m(le#ul lain di&agian ata% m(le#ul "airan itu -al ini menye&a&#an tim&ulnya gaya pemulih yang menari# m(le#ul apa&ila m(le#ul itu dinai#an men+auhi permu#aan$ (leh m(le#ul yang ada di &agian &a.ah permu#aan "airan
*e&ali#nya +i#a m(le#ul di permu#aan "airan dite#an$ dalam hal ini di&eri +arum atau %ilet$ m(le#ul &agian &a.ah permu#aan a#an mem&eri#an gaya pemulih yang arahnya #e ata%$ %ehingga gaya pemulih #e ata% ini dapat men(pang +arum atau %ilet tetap di permu#aan air tanpa tenggelam
Gaya #e ata% untu# men(pang +arum atau %ilet agar tida# tenggelam merupa#an per#alian #(e)i%ien tegangan permu#aan dengan dua #ali pan+ang +arum Pan+ang +arum di%ini adalah permu#aan yang &er%entuhan dengan zat "air
7adi dapat #ita %impul#an &ah.a pengertian dari tegangan permu#aan adalah #e"enderungan permu#aan zat "air untu# menegang$ %ehingga permu#aannya %eperti ditutupi (leh %uatu
*. Kapilaritas *. Kapilaritas
Tegangan permu#aan ternyata +uga mempunyai peranan pada )en(mena menari#$ yaitu #apilarita% ;(nt(h peri%ti.a yang menun+u##an #apilarita% adalah minya# tanah$ yang dapat nai# melalui %um&u #(mp(r *elain itu$ dinding rumah #ita pada mu%im hu+an dapat &a%ah +uga ter+adi #arena adanya ge+ala #apilarita%
Untu# mem&aha% #apilarita%$ #ita perhati#an %e&uah pipa #a"a dengan diameter #e"il /pipa #apiler0 yang u+ungnya ter&u#a %aat dima%u##an #e dalam &e+ana &eri%i air !ita dapat menya#%i#an &ah.a permu#aan air dalam pipa a#an nai# Lain ha%ilnya +i#a #ita men"elup#an pipa ter%e&ut #e dalam &e+ana &eri%i air ra#%a Permu#aan air ra#%a dalam ta&ung a#an turun atau le&ih rendah daripada permu#aan air ra#%a dalam &e+ana Ge+ala inilah yang di%e&ut dengan ge+ala #apilarita%
Pada #e+adian ini$ pipa yang diguna#an adalah pipa #apiler leh #arena itu$ ge+ala #apilarita% adalah ge+ala nai# turunnya zat "air dalam pipa #apiler Permu#aan zat "air yang &er&entu# "e#ung atau "em&ung di%e&ut meni%#u% Permu#aan air pada dinding #a"a yang &er&entu# "e#ung di%e&ut meni%#u% "e#ung$ %edang#an permu#aan air ra#%a yang &er&entu# "em&ung di%e&ut meni%#u% "em&ung
Penye&a& dari ge+ala #apiler adalah adanya adhe%i dan #(he%i !(he%i adalah gaya tari# menari# antar m(le#ul yang %ama +eni%nya Gaya ini menye&a&#an antara zat yang %atu dengan yang lain tida# dapat menempel #arena m(le#ulnya %aling t(la# men(la# %edang#an adhe%i adalah gaya tari# menari# antar m(le#ul yang &er&eda +eni%nya Gaya ini menye&a&#an antara zat yang %atu dengan yang lain dapat menempel dengan &ai# #arena m(le#ulnya %aling tari# menari# atau mere#at
Pada ge+ala #apilarit a% pada air$ air dalam pipa #apiler nai# #arena adhe%i antara parti#el air dengan #a"a le&ih &e%ar daripada #(he%i antar parti#el airnya *e&ali#nya$ pada ge+ala #apilarita% air ra#%a$ adhe%i air ra#%a dengan #a"a le&ih #e"il daripada #(he%i antar parti#el air ra#%a leh #arena itu$ %udut #(nta# antara air ra#%a dengan dinding #a"a a#an le&ih &e%ar daripada %udut #(nta# air dengan dinding #a"a
!enai#an atau penurunan zat "air pada pipa #apiler di%e&a&#an (leh adanya tegangan permu#aan yang &e#er+a pada #eliling per%entuhan zat "air dengan pipa
Beri#ut ini &e&erapa "(nt(h yang menun+u##an ge+ala #apilarita% dalam #ehidupan %ehari' hari3
a Nai#nya minya# tanah melalui %um&u #(mp(r %ehingga #(mp(r &i%a dinyala#an & !ain dan #erta% i%ap dapat menghi%ap "airan
" Air dari a#ar dapat nai# pada &atang p(h(n melalui pem&uluh #ayu
*elain #euntungan$ #apilarita% dapat menim&ul#an &e&erapa ma%alah &eri#ut ini 3 Air hu+an merem&e% dari dinding luar$ %ehingga dinding dalam +uga &a%ah
Air dari dinding &a.ah rumah merem &e% nai# melalui &atu &ata men u+u #e ata% %ehingga dinding rumah lem&a&
. /isositas . /isositas
6i%#(%ita% merupa#an pengu#uran dari #etahanan)luida yang diu&ah &ai# dengan te#anan
maupun tegangan Pada ma%alah %ehari'hari /dan hanya untu# )luida0$ 2i%#(%ita% adalah 1!ete&alan1 atau 1perge%e#an internal1 leh #arena itu$air yang 1tipi%1$ memili#i 2i%#(%ita% le&ih rendah$ %edang#an madu yang 1te&al1$ memili#i 2i%#(%ita% yang le&ih tinggi *ederhananya$ %ema#in rendah 2i%#(%ita% %uatu )luida$ %ema#in &e%ar +uga pergera#an dari )luida ter%e&ut 6i%#(%ita% men+ela%#an #etahanan internal )luida untu# mengalir dan mung#in dapat dipi#ir#an %e&agai pengu#uran dari perge%eran )luida *eluruh )luida /#e"uali %uper)luida0 memili#i #etahanan dari te#anan dan (leh #arena itu di%e&ut #ental$ tetapi )luida yang tida# memili#i #etahanan te#anan dan tegangan di%e&ut )luide ideal
!!eanan eanan 0idrostatis0idrostatis
Ma%ih ingat#ah Anda de)ini%i te#anan< Te#anan adalah gaya yang &e#er+a tega# luru% pada %uatu permu#aan &idang dan di&agi lua% permu#aan &idang ter%e&ut *e"ara matemati%$ per%amaan te#anan dituli%#an %e&agai &eri#ut
p? F A
dengan3 F? gaya /N0$
A? lua% permu#aan /m:0$ dan
p? te#anan /Nm: ? Pa%"al0
Per%amaan diata% menyata# an &ah.a te#anan p &er&anding ter&ali# dengan lua% permu#aan &idang tempat gaya &e#er+a 7adi$ untu# &e%ar gaya yang %ama$ lua% &idang yang #e"il a#an
Te#anan -idr(%tati% adalah te#anan yang ter+adi di &a.ah air Te#anan hidr(%tati% di%e&a&#an (leh )luida ta# &ergera# Te#anan hidr(%tati% yang dialami (leh %uatu titi# di dalam )luida dia#i&at#an (leh gaya &erat )luida yang &erada di ata% titi# ter%e&ut 7i#a &e%arnya te#anan hidr(%tati% pada da%ar ta&ung adalah p$ menurut #(n%ep te#anan$ &e%arnya pdapat dihitung dari per&andingan antara gaya &erat )luida / F 0 dan lua% permu#aan &e+ana /A0
p? FA
Gaya &erat )luida merupa#an per#alian antara ma%%a )luida dengan per"epatan gra2ita%i Bumi$ dituli%
p? ma%%a 8 gra2ita%i &umi A
leh #arenam? @V $ per%amaan te#anan (leh )luida dituli%#an %e&agai p ? @6g A
6(lume )luida di dalam &e+ana merupa#an ha%il per#alian antara lua% permu#aan &e+ana / A0 dan tinggi )luida dalam &e+ana /h0 leh #arena itu$ per%amaan te#anan di da%ar &e+ana a#i&at )luida %etinggihdapat dituli%#an men+adi
p? @/Ah0 g A ? @ h g
7i#a te#anan hidr(%tati% dilam&ang#an dengan ph$ per%amaannya dituli%#an %e&agai &eri#ut
Ph = ρ g h
ph? te#anan hidr(%tati% /Nm:0$ @ ? ma%%a +eni% )luida /#gm>0$
g? per"epatan gra2ita%i /m%:0$ dan
h? #edalaman titi# dari permu#aan )luida /m0
*ema#in tinggi dari permu#aan Bumi$ te#anan udara a#an %ema#in &er#urang *e&ali#nya$ %ema#in dalam Anda menyelam dari permu#aan laut atau danau$ te#anan hidr(%tati% a#an %ema#in &ertam&ah Mengapa demi#ian< -al ter%e&ut di%e&a&#an (leh gaya &erat yang diha%il#an (leh udara dan zat "air Anda telah mengetahui &ah.a lapi%an udara a#an %ema#in tipi% %eiring &ertam&ahnya #etinggian dari permu#aan Bumi %ehingga te#anan udara a#an &er#urang +i#a #etinggian &ertam&ah Adapun untu# zat "air$ ma%%anya a#an %ema#in &e%ar
%eiring dengan &ertam&ahnya #edalaman leh #arena itu$ te#anan hidr(%tati% a#an &ertam&ah +i#a #edalaman &ertam&ah
Prin%ip te#anan hidr(%tati% ini diguna#an pada alat'alat pengu#ur te#anan Alat'alat pengu#ur te#anan yang diguna#an untu# mengu#ur te#anan ga%$ di antaranya %e&agai &eri#ut
a. Manometer Pipa !er#ua a. Manometer Pipa !er#ua
Man(meter pipa ter&u#a adalah alat pengu# ur te#anan ga% yang paling %ederh ana Alat ini &erupa pipa &er&entu# U yang &eri%i zat "air U+ung yang %atu mendapat te#anan %e&e%ar p
/dari ga% yang henda# diu#ur te#anannya0 dan u+ung lainnya &erhu&ungan dengan te#anan atm(%)ir / p0
#. $arometer #. $arometer
Bar(meter ra#%a ini ditemu#an pada 9CH> (leh Evan'elista Evan'elista !!orri)elliorri)elli$ %e(rang ahli Fi%i#a dan Matemati#a dari Italia Bar(meter adalah alat untu# mengu#ur te#anan udara Bar(meter umum diguna#an dalam peramalan "ua"a$ dimana te#anan udara yang tinggi menanda#an "ua"a &er%aha&at$ %edang#an te#anan udara rendah menanda#an #emung#inan &adai Ia mende)ini%i#an te#anan atm(%)ir dalam &u#unya yang &er+udul J A Unit of Measurement $The
Torr K Te#anan atm(%)er /9 atm0 %ama dengan te#anan hidr(%tati% ra#%a /mercury0 yang
tingginya C mm ;ara meng(n2er%i#an %atuannya adalah %e&agai &eri#ut @ra#%a per"epatan gra2ita%i Bumi pan+ang ra#%a dalam ta&ung atau
/9>C #g"m> 0/$ m%: 0/$C m0 ? 9$9> 9 Nm: 7adi$ 9 atm ? C "m-g ? 9$9> 9 Nm: ). Pen'uur !eanan $an
). Pen'uur !eanan $an
Alat ini diguna#an untu# mengu#ur te#anan udara di dalam &an Bentu#nya &erupa %ilinder pan+ang yang di dalamnya terdapat pega% *aat u+ungnya dite#an#an pada pentil &an$ te#anan
udara dari dalam &an a#an ma%u# #e dalam %ilinder dan mene#an pega% Be%arnya te#anan yang diterima (leh pega% a#an diteru%#an #e u+ung lain dari %ilinder yang dihu&ung#an dengan %#ala *#ala ini telah di#ali&ra%i %ehingga dapat menun+u##an nilai %eli%ih te#anan udara luar /atm(%)er0 dengan te#anan udara dalam &an
ALIAN FLUIDA ALIAN FLUIDA
Aliran )luida dapat dia#teg(ri#an3 9 Aliran laminar
Aliran dengan )luida yang &ergera# dalam lapi%an lapi%an$ atau lamina lamina dengan %atu lapi%an melun"ur %e"ara lan"ar Dalam aliran laminar ini 2i%#(%ita% &er)ung%i untu# meredam #e"endrungan ter+adinya gera#an relati2e antara lapi%an *ehingga aliran laminar memenuhi hu#um 2i%#(%ita% Ne.t(n
: Aliran tur&ulen
Aliran dimana pergera#an dari parti#el parti#el )luida %angat tida# menentu #arena mengalami per"ampuran %erta putaran parti#el antar lapi%an$ yang menga#i&at#an %aling tu#ar m(mentum dari %atu &agian )luida #e&agian )luida yang lain dalam %#ala yang &e%ar Dalam #eadaan aliran tur&ulen ma#a tur&ulen%i yang ter+adi mem&ang#it#an tegangan ge%er yang merata di%eluruh )luida %ehingga mengha%il#an #erugian #erugian aliran
> Aliran tran%i%i
Aliran tran%i%i merupa#an aliran peralihan dari aliran laminar #e aliran tur&ulen K2NEP DAA
K2NEP DAA $ilan'an e3nolds $ilan'an e3nolds
Bilangan Reyn(ld% merupa#an &ilangan ta# &erdimen%i yang dapat mem&eda#an %uatu Dilihat dari #e"epatan aliran$ menurut /Mr Reyn(ld%0
dia%um%i#andi#ateg(ri#anlaminar &ila aliran ter%e&ut mempunyai &ilangan Re #urang dari :>$ Untu# aliran tran%i%i &erada pada pada &ilangan Re :> dan H &ia%a +uga di%e&ut %e&agai &ilangan
/isositas /isositas
6i%#(%ita% )luida merupa#an u#uran #etahanan %e&uah )luida terhadap de)(rma%i atau peru&ahan &entu# 6i%#(%ita% dipengaruhi (leh temperatur$ te#anan$ #(he%i dan la+u perpindahan m(mentum m(le#ularnya 6i%#(%ita% zat "air "enderung menurun dengan %eiring &ertam&ahnya #enai#an temperatur hal ini di%e&a&#an gaya gaya #(he%i pada zat "air &ila dipana%#an a#an mengalami penurunan dengan %ema#in &ertam&ahnya temperatur pada zat "air yang menye&a&#an &erturunya 2i%#(%ita% dari zat "air ter%e&ut
apat 4enis &densit3 + apat 4enis &densit3 +
Den%ity atau rapat +eni% /@0 %uatu zat adalah u#uran untu# #(n%entra%i zat ter%e&ut dan dinyata#an dalam ma%%a per%atuan 2(lume %i)at ini ditentu#an dengan "ara menghitung nilai den%ity dapat dipengaruhi (leh temperatur %ema#in tinggi temperatur ma#a #erapatan %uatu )luida %ema#in &er#urang #arena di%e&a&#an gaya #(he%i dari m(le#ul m(le#ul )luida %ema#in &er#urang
Koefisien 5ese Koefisien 5ese
!(e)i%ien ge%e# dipengaruhi (leh #e"epatan$ #arena di%tri&u%i #e"epatan pada aliran laminar dan aliran tur&ulen &er&eda$ ma#a #(e)i%ien ge%e# er&eda pula untu# ma%ing ma%ing +eni% aliran Reyn(ld% #riti%$ %edang#an aliran tur&ulen mempunyai &ilangan Re le&ih dari H ,. FLUIDA DINAMI
,. FLUIDA DINAMI Pen'ertian Fluida Dinamis Pen'ertian Fluida Dinamis
Fluida dinami% adalah )luida /&i%a &erupa zat "air$ ga%0 yang &ergera# Untu# memudah#a n dalam mempela+ari$ )luida di%ini dianggap %teady /mempunyai #e"epatan yang #(n%tan terhadap .a#tu0$ ta# termampat#an /tida# mengalami peru&ahan 2(lume0$ tida# #ental$ tida# tur&ulen /tida# mengalami putaran'putaran0
Dalam #ehidupan %ehari'hari$ &anya# %e#ali hal yang &er#aitan dengan )luida dinami% ini $esaran-#e
$esaran-#esaran dalam saran dalam fluida dinamisfluida dinamis De#it aliran &6+
De#it aliran &6+
7umlah 2(lume )luida yang mengalir per%atuan .a#tu$ atau3
Dimana 3
O ? de&it aliran /m>%0 A ? lua% penampang /m:0 6 ? la+u aliran )luida /m%0
Aliran )luida %ering dinyata#an dalam de&it aliran
Dimana 3 O ? de&it aliran /m> %0 6 ? 2(lume /m> 0 t ? %elang .a#tu /%0 Persamaan Kontinuitas Persamaan Kontinuitas
Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai de&it yang %ama di %em&arang titi# Atau +i#a ditin+au : tempat$ ma#a3
De&it aliran 9 ? De&it aliran :$ atau 3
0uum $ernoulli 0uum $ernoulli
-u#um Bern(ulli adalah hu#um yang &erlanda%#an pada hu#um #e#e#alan energi yang dialami (leh aliran )luida -u#um ini menyata#an &ah.a +umlah te#anan /p0$ energi #ineti# per %atuan 2(lume$ dan energi p(ten%ial per %atuan 2(lume memili#i nilai yang %ama pada
%etiap titi# %epan+ang %uatu gari% aru% 7i#a dinyata#an dalam per%amaan men+adi 3
Dimana 3
p ? te#anan air /Pa0 2 ? #e"epatan air /m%0 g ? per"epatan gra2ita%i h ? #etinggian air
Penerapan Mekanika Fluida dalam Pertambangan Penerapan Mekanika Fluida dalam Pertambangan 1.
1. MeMe toto de de PePe nana m#am#a n'n' an an DeDe n'an'a n n isis tete m m 0id0id rara uliuli )) in' in' AtAt au au !!am#am# an'an' emprot
emprot
Met(de tam&ang %empr(t pada penam&angan endapan timah %e#under merupa#an %erang#aian #egiatan yang meliputi 3
9 Pengupa%an lapi%an penutup atau 2er Burden : Pem&(ng#aran endapan &i+ih ter%e&ut
> Pemi%ahan dan pemurnian antara !(n%entrat / mineral yang di#ehenda#i 0 dan Tailing / #(t(ran yang menyertai 0
9 Te&al (2er&urden #urang dari 9 meter
apa&ila #ete&alan lapi%an penutup atau 2er &urden le&ih dari 9 meter met(de ini %ulit diterap#an mengingat media yang diguna#an adalah media air dan tentunya lumpur peng(t(rnya %ema#in &anya# %ehingga &ila #ete&alan le&ih dari : meter le&ih &ai# dengan
tam&ang dalam &ila %etelah dihitung BE*R / &en"h %triping rati( 0 nya menguntung#an : Per%ediaan air "u#up
!arena apa&ila per%ediaan air tida# "u#up a#an menggangu .a#tu pr(%e% penyempr(tan dan alang#ah &ai#nya l(#a%i penampungan air di u%aha#an %ede#at mung#in dengan l(#a%i penam&angan
> !emiringan &ed r("# yang &ai# antara 9 ' >
Dengan #emiringan &ed r("# antara 9 ' > diharap#an Lumpur ha%il penyempr(tan lang%ung menu+u #e #(lam penampung %ementara dan .a#tu mem&(ng#ar &agian &a.ah tida# #e%ulitan
7ara er4a penam#an'an den'an metode %3drauli)in' atau semprot dan petun4u 7ara er4a penam#an'an den'an metode %3drauli)in' atau semprot dan petun4u pelasanaann3a
pelasanaann3a
A.alnya air yang &erada pada &a# penampung air di%ed(t dengan p(mpa i%ap yang ditempat#an pada rumah +ig yang #emudian dite#an dengan p(mpa te#an #e m(nit(r atau giant yang %elan+utnya diarah#an #elapangan tempat endapan pla"er atau allu2ial &erada Tahap pertama yaitu pengupa%an (2er &urden atau lapi%an tanah penutup$ yang paling penting leta# mulut pipa i%ap lumpur haru% pada tempat paling terendah pada #(lam penampung lumpur %ehingga lumpur ter%e&ut %e"ara alamiah a#an mengalir dari tempat yang tinggi #e tempat yang rendah *e&ai#nya penyempr(tan dimulai dari hilir #e arah hulu dari &e#a% &e#a% lem&ah dimana pla"er terdapat hal ini dima#%ud#an agar p(%i%i lumpur ha%il %empr(tan
le&ih tinggi dari p(%i%i &a# penampung lumpur Penyempr(tan dimulai dari ata% atau &agian permu#aan dahulu hingga mem&entang mendatar #emudian &erang%ur ang%ur m(nit(r aga#
ditundu##an #e &a.ah %edi#it demi %edi#it lalu di%empr(t#an mendatar lagi$ &egitu %eteru%nya %ampai men"apai &edr("# *etelah endapan pla"er yang telah di&er%ih#an ha&i%$ m(nit(r #em&ali diarah#an #e ata% guna mem&(ng#ar lagi lapi%an penutup &egitu %eteru%nya -enda#nya penam&angan dila#u#an #earah depan teru% %ehingga tida# u%ah memindah mindah p(%i%i m(nit(r #e%amping
Lumpur dapat ter#umpul di #(lam penampung lumpur le.at parit parit yang telah di&uat yang #emudian dii%ap (leh pipa i%ap dengan &antuan p(mpa i%ap$ #emudian lumpur endapan pla"er tadi ma%u# #e &agian %lui"e &(8 untu# dipi%ah#an antara peng(t(r dengan mineral #(n%entrat yang di#ehenda#i$ %elan+utnya mineral tadi ma%u# #e &agian .a%hing plan untu# di"u"i dan di murni#an dari mineral mineral peng(t(r yang ma%ih menempel pada mineral yang di #ehenda#i *i%a %i%a dari lumpur peng(t(r yang tida# tertampung (leh ri))le pada %lui"e &(8 #emudian di#eluar#an melalui pipa #e &a# penampung tailing dan peng(t(r
ha%il pen"u"ian dari .a%hingplan +uga demi#ian %edang#an mineral yang di#ehenda#i di%alur#an melalui pipa #e &a# penampung #(n%entrat demi#ian &erulang ulang
,. "i''in' ,. "i''in'
7igging yaitu (pera%i penger+aan mineral &erda%ar#an ata% per&edaan #e"epatan mengendap antara mineral &erharga dengan gangue mineral
Asi "i''in' Asi "i''in'
A#%i +igging terdiri dari 3
9 Per"epatan di))eren%ial parti#el pada a.al +atuh
Per"epatan di))eren%ial parti#el pada a.al +atuh dengan per%amaan pengendapan parti#el dalam )luida 3
ma ? /m ' m$ 0 g Fd !eterangan 3
m ? Ma%%a parti#el / #g 0
m$ ? Ma%%a )luida yang di%ing#ir#an / #g 0 g ? Per"epatan parti#el / m%': 0
Fd ? Gaya d(r(ng N
a ? Per"epatan mineral nai#
pada %aat parti#el mulai &ergera# Fd ? ma ? /m m$ 0 g
$.
$. 5a3a 5a3a 8 8 'a3a 'a3a 3an' 3an' #eer4a #eer4a pada pada 4i'4i' 9Te#anan / pulti(n 0
Yang dima#%ud dengan te#anan / pulsion 0 atau de%a#an adalah #e+adian dimana air menem&u% atau &ergera# #eata% melalui %aringan +ig$ mengang#at &ahan &ahan atau &utiran yang &erada diata% %aringanDimana &utiran yang ringan a#an terang#at le&ih tinggi$ dalam hal ini +ig &ed a#an ter&u#a #arena ada gera#anDengan demi#ian &i+ih yang &erat a#an ma%u# di%elah %elah p(ri p(ri &atu &ed
: -i%apan / %u"ti(n 0
-i%apan / suction 0 merupa#an %uatu #e+adian dimana air menem&u% #e&a.ah melalui %aringan mem&a.a &ahan yang dapat mele.ati %aringan #eda%ar +ig
Material yang ter"ampur dengan air mengalir diata% +ig$ a#i&atnya a#an ter+adi te#anan dan hi%apan yang &erulang ulang %ehingga diata% +ig &er&entu# %u%unan lapi%an lapi%an mineral dimana &utiran &utiran dengan &erat +eni% yang le&ih &e%ar a#an le&ih "epat mengendap dan mele.ati %aringan untu# #emudian diam&il %e&agai #(n%entratDengan adanya #e"epatan /cross flow 0 &utiran yang le&ih ringan a#an ter&a.a dan ter&uang %e&agai tailing
Dalam pr(%e% +igging #emung#inan dapat ter+adi &e&erapa #eadaan antara lain %e&agai &eri#ut 3
aTe#anan dengan &anya# hi%apan
Dalam #eadaan ini a#an le&ih &anya# ter+adi hi%apan$ dimana bed ig %e(lah (lah men+adi padat!eadaan ini #urang &ai# dan haru% dihindar#an #arena &i+ih &i+ih timah a#an mem&entu# lapi%an yang padat dimana hal ini a#an mengurangi #emung#inan pener(&(%an &i+ih timah yang a#an turun-al ini ter+adi terutama apa&ila #e#urangan air tam&ahan /under
water 0 dan dapat diata%i dengan memper&e%ar pan+ang d(r(ngan atau menggera##an hematitite
& Te#anan dengan %edi#it hi%apan
-i%apan pada pr(%e% ini tida# terlalu #uat untu# men+adi#an #(mpa#nya &atu &ed$ hal %eperti ini adalah &ai#Batu &ed dan lapi%an &i+ih tetap lepa% dan &ergera# pada #eadaan &ahan ma%u# "u#up$ ma#a &ila #ita mema%u##an tangan #edalam a#an tera%a turunnya &ahan &ahan ter%e&ut dari tangan #ita
" Te#anan dengan tida# ada hi%apan
Dalam #eadaan %eperti ini tida# &ai# dan tida# diingin#an #arena &anya# #e%alahan$ &ila &("(r atau %(&e# te#anan ma%ih a#an tera%a #arena air tam&ahanTetapi di%ini hi%apan tida#
a#an ter+adi #arena air a#an mengalir mele.ati &agian yang &("(r !eadaan %eperti ini tida# &ai# dan haru% dihindar#an dengan mengganti mem&ran
>pera%i(nal 7igging
Umpan &erupa slurry dengan :Q ' HQ padatan ma%u # pada %alah %atu u+ung +ig mengali r mem&entu# aru% h(riz(ntal dipermu#aan +igParti#el parti#el terutama yang &er&utir halu% ter&a.a aru% dan #eluar pada u+ung yang lainnyaPengendapan parti#el pada aru% h(riz(ntal ini mengi#uti me#ani%me pengendapan %eperti pada pal(ng
Parti#el parti#el yang mengendap dari aru% hori!ontal ma%u# #edaerah dimana igging
&e#er+a yaitu daerah antara aru%hori!ontal dan aya#an Me#ani%me igging%eperti per"epatan
differensial hindered settling dan tric"ling &e#er+a didaerah ter%e&ut yang dapat di&eda#an
antara daerah r(ughing %e&elah ata% dan daaerah %eparating di&a.ahnyaParti#el parti#el didaerahroughing terutama terdiri dari parti#el middling dan parti#el mineral ringan yang &eru%aha ma%u# #edaerah %eparating Mineral ringan did(r(ng #eata% mema%u#i daerah
tertran%p(rta%i dan ter&a.a aru% hori!ontal#Middling memili#i peluang ma%u# #edaerah %eparating$ daerah %eparating dengan mudah menerima mineral &erat dan &eru%aha mend(r(ng #eata% middling$onsolidation tric"ling ter+adi didaerah ini$ mineral &erat dan &e%ar dengan "epat men"apai permu#aan aya#an dii#uti mineral &erat #e"il melalui daerah
roughing dan separating $ dan den gan me"anisme consolidation tric"ling mele.ati mineral
&erat &e%ar
*. /entilasi !am#an' $awa% !ana% dan 5as Pen'otor *. /entilasi !am#an' $awa% !ana% dan 5as Pen'otor
Pada da%arnya tam&ang &a.ah tanah adalah %uatu %y%tem yang uni#$ #arena meng#(m&ina%i#an &er&agai met(de penam&angan$ 2entila%i$ %upp(rting hingga penga.aairan yang #(mple#% Tam&ang &a.ah tanah &agi %e&agian (rang merupa#an J%eniK dalam menge#%tra# mineral dari perut &umi Dan %alah %atu hal yang %angat e%en%ial dalam tam&ang &a.ah tanah adalah %y%tem 2entila%i
Pada da%arnya$ %i%tem 2entila%i merupa#an met(de apli#a%i dari prin%ip )luida dinami# /dalam hal ini udara0 terhadap la+u udara pada &u#aan tam&ang &a.ah tanah *I%tem 2entila%i ini diperlu#an untu# mem&eri#an a%upan udara &er%h &agi pe#er+a tam&ang +uga &agi alat'alat me#ani% di l(#a%i ter%e &ut Untu# menun+ang a#ti2ita% tam&ang &a.ah tanah $ ma#a di&utuh#an %uatu %i%tem 2entila%i yang %e%uai %ehingga mem&er +aminan %uplai udara yang memadai dan dapat &e#er+a dengan (ptimal Pada da%arnya$ %i%tem 2entila%i tam&ang &a.ah tanah ini memili#i > )ung%i umum yaitu3
9 *e&agai "(nt r(l #uali ta% dan #uantita% udara$ yaitu meny edeia#an dan meng alir#an udara %egar #e dalam tam&ang untu# #e&utuhan perna)a%an pe#er+a dan pr(%e% lain yang ada di dalamnya$ terma%u# de&it dan te#anan
: Melarut#an dan mem&uang ga% ga% peng(t(r hingga men"apai #(ndi%i &alan"e /euili&rium0 terutama %etelah a#ti2ita% peled a#an dan memenuhi %yarat &agi a#ti2ita% penam&angan
> Menyng#ir#an de&u dan parti#ulat hingga &erada di &a.ah nilai am&ang &ata% /NAB0 dan aman untu# mela#%ana#an a#ti2ita% tam&ang
H Mengatur /ad+u%tment0 temperature$ #elem&a&an di dalam tam&ang %ehingga mem&eri#an #(ndi%i yang nyaman untu# &e#er+a
6entila%i yang &ai# a#an mampu mem&eri#an %upply udara &er%ih dan &ai# %erta mengeluar#an udara #(t(r dan ga% &er&ahaya /t(8i"0 lain di dalam tam&ang %ehingga mem&eri#an ruang #er+a yang nyaman 6entila%i men+adi #e&utuhan p(#(# &agi tiap a#ti2ita% tam&ang &a.ah tanah Tanpa %y%tem 2entila%i yang memadai$ ni%"aya %ulit untu# meneru%#an a#ti2ita% tam&ang
Ada &e&erapa prin%ip pengaturan +aringan 2entila%i di tam&ang &a.ah tanah$ yaitu3 9 Udara a#an mengalir dari %uhu rendah #e tinggi$ dari te#anan tinggi #e rendah : Udara a#an le&ih &an ya# mengalir pada +alur 2ent ila%i dengan re%i%tan%i yang le&ih
#e"il di&anding#an dengan +alur dengan re%i%tan%i yang &e%ar
> -u#um'hu#um me#ani#a )luida a#an %elalu dii#uti dalam perhitungan dalam 2entila%i tam&ang
. %ain' ta#le . %ain' ta#le
*alah %atu met(de !(n%entra%i Gra2ita%i adalah Ta&ling Ta&ling merupa#an pemi%ahan material dengan "ara mengalir#an air yang tipi% pada %uatu me+a &erg(yang$ denghan mengguna#an media aliran tipi% dari air /Fl(.ing Film ;(n"entrati(n0 Alat yang diguna#an di%e&ut J*ha#ing Ta&leK atau JMe+a G(yangK
Me#ani%me 3 %uli"ing e))e"t S gaya tega# luru% dengan aliran )luida henta# -ead M(ti(n Prin%ip !er+a Alat *ha#ing Ta&le
Prin%ip !er+a *ha#ing Ta&le adalah &erda%ar#an per&edaan &erat dan u#uran parti#el terhadap gaya ge%e# a#i&at aliran air tipi% Parti#el dengan diameter yang %ama a#an memili#i gaya d(r(ng yang %ama &e%ar *edang#an apa&ila %%%pe"i)i" Gra2itynya &er&eda ma#a gaya ge%e# pada parti#el &erat a#an le&ih &e%ar daripada parti#el ringan !arena pengaruh gaya dari
aliran$ ma#a parti#el ringan a#an terd(r(ng ter&a.a le&ih "epat dari parti#el &erat %earah aliran
!arena gera#an relati2e -(riz(ntaldari m(t(r ma#a parti#el &erat a#an &ergera# le&ih "epat daripada material ringan dengan arah h(riz(ntal Untu# itu perlu dipa%ang ri))le /penghalang0 untu# mem&entu# tur&ulen%i dalam aliran %ehingga parti#el ringan di&eri #e%empatan &erada diata% dan parti#el &erat relati2e di&a.ah
Pada prin%ipnya$ ada tiga ma"am gaya yang &e#er+a pada *ha#ing Ta&le$ yaitu3 Gaya D(r(ng Alir
Gaya d(r(ng alir merupa#an )ung%i #e"epatan relati2e aliran air dan parti# el Dalam pr(%e%nya$ parti#el &ergera# dengan #e"epatan yang dipengaruhi (leh #edalaman air
Gaya Ge%e#
Gaya ge%e# ini ter+adi antara parti#el dengan da%ar de"# /ala% alat0 Gaya Gra2ita%i
Fa#t(r yang mempengaruhi *ha#ing Ta&le 3 9 U#uran dari )eed
: pera%i /r(ughing"leaning0 > Per&edaan *G mineral'mineralnya H *G rata'rata mineralnya
Me#ani%me !er+a Alat
Pada me+a g(yang didalam pr(%e% pemi%ahannya$ pemi%ahan mineral ter+adi #arene adanya %enta#an me+a yang ditim&ul#an(leh headm(ti(n dan aliran air tipi% dipermu#aan me+a dari .a%h .ater Mineral &erat #arena mempunyai gaya ge%e# yang le&ih &e%ar ma#a a#an terlempar #e%amping /%earah %enta#an me+a0 Le&ih +auh$ mineral yang &eru#uran halu% a#an terlempar #e%amping le&ih +auh di%&anding dengan mineral yang &eru#uran #a%ar Mineral ringan &eru#uran #a%ar a#an terd(r(ng (leh aliran air le&ih +auh dari pada mineral &erat &eru#ran halu% *edang#an adanya ri))le$ di ata% me+a a#an menga#i&at#an aliran tur&ulen
dan mem&entu# perlapi%an%u%unan mineral &erat dan ringan Di%tri&u%i parti#el dipengaruhi (leh 3
a *i)at'%i)at ri))le & Permu#aan de"# " ater %upply
d Per&edaan &entu# dan u#uran parti#el
e Ada tida#nya material yang terma%u# middling atau material interl(g yaitu parti#el dengan %e&agian material &erat dan %e&agian material ringan
Fa#t(r yang mempengaruhi gera#an aliran pada da%ar 3 a *l(pe de"#
& Te&al !e"epatan air " 6i%"(%ita% )luid d Bentu# parti#el e !e#era%an de"#
DAFTAR PUSTAKA htp://fsikadedek.blogspo.co.id/20!/0"/#$ida%sa&k%da'%di'a(is.h(l htp://good(i'i'gp)ac&ce.blogspo.co.id/20/0*/+e'&lasi%a(ba'g%ba,ah%a'ah%da'% gas.h(l htp://dap$)a(ba'g.blogspo.co.id/20!/0-/il($%dasa)%(eka'ika%ek'ik.h(l htps://id.sc)ibd.co(/doc/2"*"/$b$'ga'%1eka'ika%Tek'ik%De'ga'%Kegiaa'% Pe)a(ba'ga' htp://s$sih).blogspo.co.id/20/2/pe'golaha'%(i'e)al.h(l
