Pertemuan Ke-1 SEDIMENTASI OTK IV (Kode MKA) Pertemuan Ke-1 SEDIMENTASI Ir Wasir Nuri wsnr@upnyk.ac.id 1

Deskripsi Pemisahan bahan padat terhadap cair / gas

Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Dapat menjelaskan tentang pengendapan. Dapat menentukan kecepatan terminal. 3

Kalau ditinjau pada satu partikel jatuh bebas di dalam fluida, maka Sedimentasi adalah pemisahan padatan dengan caira dari suatu campuran padat cair secara grafity (karaena gaya berat)   Kalau ditinjau pada satu partikel jatuh bebas di dalam fluida, maka 4

Kalau ditinjau pada satu partikel jatuh bebas di dalam fluida, maka Sedimentasi adalah pemisahan padatan dengan caira dari suatu campuran padat cair secara grafity (karaena gaya berat)   Kalau ditinjau pada satu partikel jatuh bebas di dalam fluida, maka 5

Gaya Bouyance (Gaya keatas) FB = V ρ g FB = (2) Gaya – gaya yang ada : Gaya Gravitasi (Fg) Fg = m g = V ρs g (1) Gaya Bouyance (Gaya keatas) FB = V ρ g FB = (2) 6

Gaya Friksi (Gaya gesek) F∫ = ∫ A ρ v2/2 F∫ = (3) D = diameter partikel (cm, ft) m = masa partikel (g, kg) g = grafitasi D = faktor friksi L = densitas fluida 7

Resultante dari gaya-gaya - FR + FB - Fg = 0 (4) - + g= ma (5) F = m a a = dv / dt m = 8

Partikel dianggap berbentuk bola.Persamaan dapat disusun menjadi: - - + mg (6) Gerak pada partikel jatuh didalam fluida, kecepatan mula-mula cepat dan selanjutnya kecepatan tetap, jika kecepatan sudah tetap maka 0 sehingga

- - + mg = 0 (7) kecepatan menjadi kecepatan terminal vt.

Faktor friksi D dicari dari fig 69 Brown, atau dengan rumus Jika gerak laminer NRe  1, maka persamaan 7 berubah menjadi : (9)

Contoh soal Hitung kecepatan pengendapan kabut minyak di udara, kabut minyak mempunyai diameter 0,02 mm, udara pada temperatur 37 oC dengan densitas 1,137 kg/m3 dan densitas minyak 900 kg/m3, viskositas udara 1,90 10-5 kg/m.s Pada keadaan sesungguhnya (pada sedimentasi) banyak faktor yang berpengaruh yaitu: Bentuk butir Bentuk butir dinyatakan dengan sperisity () Dapat dilihat di fig 70 Brown

Penyelasaian D = 0,02 mm = 2,0 10-5 m Pertama dianggab gerak partikel mengikuti pola gerak laminer, sehingga persamaan kecepatan dipakai = 0,0103 m/s

Cek pola gerak laminer / turbulen Angka Reynold = 0,01233 < 1 pemakaian persamaan sudah benar

Contoh lain Pasir kuarsa mempunyai diameter 0,05 cm dan densitas 2,65 g/m3 , pasir dimasukkan ke dalam air, densitas air 1 g/m3 dan viskositas 0,01 g/cm.s Hitung kecepatan terminal pasir kuarsa tersebut. Penyelesaian Pertama dianggab gerak partikel mengikuti pola gerak laminer, sehingga persamaan kecepatan dipakai

Cek pola gerak laminer / turbulen . = 22,45 cm/s Cek pola gerak laminer / turbulen = 112,2 >> 1 pemakaian persamaan tidak benar

Dihitung ulang menggunakan persamaan Dengan pola gerak umum Karena harga CD belum diketahui, maka dicari dengan cara coba-coba. Pertama dicoba harga CD = 1 = 10,38 cm/s

Plot titik (1) ( 1, 52) pada grafik hubungan CD vs NRe Hitung angka Reynold Pers. = 51,9 ≈ 52 Plot titik (1) ( 1, 52) pada grafik hubungan CD vs NRe Coba lagi CD = 10

vt = 3,38 cm/s = 16,4 Plot CD dan NRe pada grafik hubungan Hitung angka Reynold = 16,4 Plot CD dan NRe pada grafik hubungan CD vs NRe yang merupakan titik (2) (10, 16,4) Titk 1 dihubungkan dengan titik 2 , perpotongan dengan kurve hubungan CD terhadap NRe kemudi

Ditarik ke kiri diperoleh CD = 1,9 dian ditarik ke kiri diperoleh CD dan jika ditarik ke bawah diperoleh Reynold, dan jika ditarik Ditarik ke kiri diperoleh CD = 1,9 = 7,53 cm/s Atau ditarik ke bawah diperoleh Reynold = 38 Vt = NRe / ρ Dp = 38/1.0,05 = 7,6 cm/s

Konsentrasi Hinderd settling yaitu suatu keadaan dimana partikel saling bertumbukan sehingga menghambat pengendapan, pengaruh dinyatakan dengan FS FS = (10)

X = fraksi volum = V padat / V total Untuk konsentrasi > 0,7 berlaku FS = 0,123 (11)

Pengaruh dinding FW Untuk gerak laminer FW = (1- (12) Untuk gerak turbulen FW = ( 1 - (13)

Untuk menentukan laju pengendapan secara praktis, dibuat grafik hubungan antara tinggi ( batas antar zona bening/keruh ) terhadap waktu seperti ditunjukan pada gambar. Gambar 1 Grafik hubungan antara permukaan sludg terhadap waktu Z Zo Zi Z1 t1 t0

Kecepatan dan konsentrasi dapat ditentukan dari grafit tersebut diatas, kecepatan ditentukan dari slope –dz/dt = v, -dz1/dt1 = v1, pada titik ini tinggi z1 dan zi akan memotong dengan tangen dari kurve, sehingga : z = ( zi – z1)/( t1 – to) (14) c1ci = cozo (15) c1 = konsentrasi di titik 1