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 hubungan dasar head – kuantitas.

H2 = H1

2

2

1

2

1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

QQ

HH

2

1

2⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡QQ

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 =

( )32,5 A

LLPK e+⋅⋅

( )3A

LLPK e+⋅⋅

R = Tahanan Tambang, inci menit2/ft6

K = koefisien / faktor gesekan pada jalan udara/lubang bukaanP = Keliling lubang bukaan, ftL = Panjang lubang bukaan, ftLe= Panjang kesetaraan, ftA = Luas penampang lubang bukaan.

HUKUM KIRCHOFF • HUKUM KIRCHOFF IKuantitas udara yang meninggalkan junction harus setara

dengan kuantitas udara yang masuk ke juntion.Q1 + Q2 = Q3 + Q4

persamaan HK.Kirchoff IΣQ = 0

• HUKUM KIRCHOFF IIJumlah pressure drop di sekitar jalur tertutup harus sama

dengan nol.ΣHt = 0

Jalur tertutup ( --- ) terdiri dari jalur udara a,b,c,djika Head Loss searah jarum jam mengelilingi jalur tertutup,

maka persamaannya :HL = HLa + HLb + HLc + HLd = 0

HLa, HLb, HLc,→ positif → karena kuantitas Q1 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= nilai absolut Q

ΣHL = Ra

[ ][ ]QQ

[ ]Q

[ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] 022111111 =−++ QQRQQRQQRbQQ dc

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 seri, 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 + HL2 + HL3 – Hm = 0

Tekanan fan Hm adalah setara dengan head loss total dari titik A – B. Apabila tidak ada fan, maka persamaan jadi :HL = HL1 + HL2 + HL3 ...

HL = R1Karena 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 =

[ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] ⋅⋅⋅+++ QQRQQRQQ 32

⋅⋅⋅+++= 3212 RRRQH L

Gambar Jalur Udara dalam Jaringan Seri dan Jalur Ekuivalennya

Gambar Jaringan Pararel dan Jalur Ekuivalennya

Jaringan PararelJaringan dianggap pararel bila total udara yang

mengalir terbagi dalam masing- masing 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 tulisQ = Q1 + Q2 + Q3 + ...

Sehingga dalam jaringan paralel kuantitas total merupakan penjumlahan kuantitas yang mengalir melalui jalur udara tunggal.

Hukum Kirchoff IIHL = HL1 = HL2 = HL3 = ...

Berarti Head Loss untuk paralel adalah sama.

Tahanan ekuivalen untuk jaringan pararel dapat ditentukan dari persamaan :Req =

Q = total kuantitasHL = Head Loss dari jaringan paralel A ke BQ = √HLJaringan pararel banyak digunakan dalam ventilasi

tambang karena :a). Udara yamng masuk ke masing-masing jalur

masih segarb). Power Cost lebih rendah.

+2R

H L+1R

H L +3R

H L

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

321

111RRR

Req.Q2 = R1Q2 = R2 Q2 = …Q1 = Q ; Q2 = Q ; dst

Contoh :Empat jalur udara disusun secara pararel dengan kuantitas total

100.000 cfm. Tahanan dari masing-masing jalur tertera dibawah. Carilah Head Loss untuk jaringan pararel dan kuantitas udara yang mengalir ke masing-masing jalur.

;1R

Req ;2R

Req

23,501,353,123,55

1234

Kuantitas (Q ), cfm

In min3/ft6. 10 -10

Air Way