1 Universitas Muhammadiyah Riau
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 1.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli-Agustus 2019 di Laboratorium Fisika Universitas Muhammadiyah Riau Pekanbaru.
1.2. Metode Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahap seperti pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian Studi Literatur
Pengumpulan Data
BMKG:
1. Kecepatan angin (𝑈) 2. Suhu udara(T)
PLTMG:
1. Tinggi cerobong
2. Diameter cerobong atas dan bawah
3. Jumlah Bahan Bakar
Pre-Processing:
1. Pembuatan Geometri Processing:
Menentukan Kondisi Batas Post-Processing:
Hasil dalam bentuk streamline dan nilai konsentrasi emisi 𝑆𝑂2
Analisis nilai konsentrasi Kesimpulan
Menghitung Laju Emisi
2 Universitas Muhammadiyah Riau
1.2.1. Pengumpulan Data
Pada penelitian ini akan dilakukan Prediksi Penyebaran Emisi 2 pada Cerobong Asap PLTMG Duri menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data sekunder yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Sultan Syarif Kasim II Pekanbaru berupa kecepatan angin, suhu udara, tekanan udara.
Data pabrik yang diperoleh dari Pembangkit Listrik Tenaga Mesin dan Gas (PLTMG) Duri berupa data tinggi cerobong, diameter cerobong atas dan bawah, dan jumlah bahan bakar.
Computational Fluid Dynamics (CFD) dibagi menjadi 3 proses yaitu Pre- Processingg, Processing, Post-processing. Pre-Processing adalah proses pembuatan geometri, domain, grid, dan meshing. Processing adalah proses menentukan kondisi batas. Post-Processing adalah proses menampilkan hasil dari Pre-Processing dan Processing dalam bentuk 3 dimensi berupa kontur tampak samping, dan kontur tampak atas.
1.2.2. Pembuatan Geometri
Geometri adalah desain awal bentuk cerobong PLTMG dan dimensi balok yang akan diprediksi penyebaran emisi 2. Untuk membuat geometri data yang digunakan berupa data fisik cerobong yang dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Data Pembuatan Geometri
No Parameter Satuan
1.
2.
3.
Tinggi Cerobong Diameter atas Diameter bawah
Meter meter meter
Dimensi yang akan dibuat dalam penelitian ini adalah dalam bentuk balok dengan ukuran panjang 4800 meter, lebar 250 meter dan tinggi 800 meter.
Geometri yang telah dibuat diberi meshing dan grid. Meshing adalah proses membagi komponen yang akan dianalisis menjadi elemen-elemen kecil atau diskrit. Semakin baik kualitas mesh maka akan semakin tinggi tingkat konvergensi (titik pertemuannya) dan semakin kecil tingkat kesalahannya. Grid digunakan untuk menentukan lamanya waktu komputasi sehingga ukuran grid
3 Universitas Muhammadiyah Riau
yang halus hanya difokuskan pada daerah yang vital saja yaitu daerah yang berada dekat dengan benda (cerobong dan tanah).
1.2.3. Pembuatan Kondisi Batas
Kondisi batas adalah gambaran kondisi lingkungan pada daerah yang akan disimulasikan. Kondisi batas dirancang seperti Gambar 3.2. Domain dalam bentuk balok dibagi menjadi beberapa bidang. Bidang ADEH sebagai input berupa kategori aliran, suhu udara, tekanan udara dan laju emisi. Bidang BCGF sebagai posisi Output berupa kontur kecepatan angin, tekanan, nilai konsentrasi emisi serta penyebaran emisi 2. Sedangkan bidang ABCD, DCGH, dan EFGH didefinisikan sebagai bidang simetri yang berarti bahwa kondisi udara diluar bidang domain dengan kondisi udara didalam bidang domain dianggap sama.
Bidang ABFE sebagai permukaan tanah. Tahap selanjutnya yaitu menghitung nilai laju emisi menggunakan Persamaan 2.2.
H G
D
F
A
y
Gambar 3.2. Kondisi Batas 1.3. Post-Processing
Hasil keluaran dari CFD akan ditampilkan dalam streamline dan nilai konsentrasi emisi 2 dalam bentuk grafik.
1.4. Analisis Data
Hasil simulasi penyebaran emisi 2 yang akan dianalisis berupa nilai konsentrasi terhadap jarak.
E
C
B x
z
