Aliran

Hukum Pascal hanya berlaku pada zat cair, yang dalam kondisi diam atau kondisi statis. Seperti diawal, pembelajaran ilmu ini terkait dengan zat cair yang diam yaitu hidrostatik. Pembelajaran tentang zat cair yang bergerak dapat didiskusikan dibawah dua pemabahasan, hidrokinetik dan hidrodinamik.

Hidrokinetik berhubungan dengan fluida bergerak tanpa mengaitkan dengan tenaga yang menyebabkan bergerak. Kecepatan pada titik tertentu dalam area aliran pada suatu waktu  dipelajari dalam ranah mekanika fluida.  Sekali lagi kecepatan diketahui, tekanan diteruskan dan gaya gaya yang bekerja pada fluida dapat di tunjukan. Hidrodinamik adalah ilmu yang mempelajari fluida bergerak termasuk gaya yang menyebabkan aliran.

Gerakan fluida dapat di sebutkan dalam dua metoda, yaitu:

1. Metode Lagrangian

2. Metode Eulerian

Dalam satu metode Lagrangian cairan particle diikutkan selama gerakan dan ciri-ciri seperti tekanan, densitas, kecepatan, percepatan, dan lain-lain dijelaskan.
Dalam metode Eulerian, setiap titik di ruang diduduki oleh cairan yang dipilih dan pengamatan dilakukan pada perubahan dalam parameter seperti tekanan, densitas, kecepatan,dan percepatan pada saat ini. Metode Eulerian yang paling umum  diikuti dan palingdianjurkan,ketika menganalisis sistem hidrolik.
Tidak ada pembelajaran dari aliran secara komplit tanpa memahami tiga prinsip-prinsip penting yang terkait dengan fenomena aliran, sebagai berikut.

1.      Arus menjadikannya mengalir:

actuator yang harus disuplai dengan arus untuk memindahkan sesuatu di sistem hidrolik. Memendekan maupun memperpanjang silinedr membutuhkan katup pengatur arah.

2.      Tingkat arus menentukan kecepatan: Nilai dari aliran biasanya diukur dalam galon per menit atau GPM yang ditentukan oleh pompa. Kecepatan dari actuator
berubah sesuai dengan variasi arus di outlet pompa

3.      Perubahan dalam volume langkah actuator akan mengubah kecepatan actuator pada arus yang diberikan: Bila silinder retracts, volume berkurang  karena ruang diduduki oleh rod silinder. Ini hasil dalam
siklus actuator secara cepat. Karena itu, selalu ada perbedaan dalam kecepatan actuator antara kembali memperpanjang dan fungsi memperpendek.

 

  Arti arus aliran
Kecepatan aliran sangat penting dalam perancangan sebuah sistem hidrolik. Ketika kita berbicara tentang cairan yang mengalir dalam pipa di sistem hidrolik, istilah aliran sendiri menyampaikan tiga arti, yaitu:

1.      Volumetric flow, yang adalah ukuran dari volume cairan yang melewati suatu titik dalam satuan waktu.

2.      Aliran massa, yang merupakan ukuran massa dari cairan melewati sebuah titik pada suatu unit waktu.

3.      Kecepatan yang mengalir, adalah pengukuran dari kecepatan cairan linear yang lulus melalui titik pengukuran.

 

 Jenis-jenis cairan mengalir
Arus aliran cairan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
• Aliran steady dan unsteady
• Aliran Uniform dan non-uniform
• Aliran laminar dan turbulent
• Aliran rotasional dan non rotasional.

 

Aliran Steady

Fluida mengalir dikatakan stabil jika pada titik dimana fluida  mengalir, karakteristik  penting seperti tekanan, densitas, kecepatan, suhu, dan lain-lain yang digunakan untuk menggambarkan perilaku  suatu cairan, yang tidak berubah dengan waktu. Dengan kata lain, tingkat mengaliri setiap crosssection   pipa yang stabil dalam aliran adalah konstan. 

 

Aliran unsteady

Cairan mengalir dikatakan unsteady jika pada titik cairan mengalir di salah satu atau semua  karakteristik yang menggambarkan perilaku dari cairan seperti tekanan, kerapatan, dan kecepatan  suhu berubah dengan waktu. Aliran unsteady adalah jenis aliran, dimana cairan   mengubah karakteristik sehubungan dengan waktu atau dengan kata lain, tingkat alir apapun  pada  lintas-bagian dari sebuah pipa tidak konstan.

 

 Aliran Seragam

Aliran dikatakan seragam ketika kecepatan aliran tidak berubah baik di magnitude atau di arah pada titik tertentu dalam cairan mengalir, untuk suatu waktu. Misalnya, aliran fluida di bawah tekanan melalui saluran pipa yang  panjang dengan diameter konstan disebut aliran seragam.

 

Aliran Tidak Seragam

Arus dikatakan tidak merata, bila ada perubahan pada kecepatan yang berbeda pada tiap titik  di dalam, untuk suatu waktu. Misalnya, aliran cairan di bawah tekanan  melalui pipa yang panjang dengan berbagai diameter akan menyebabkan aliran non-seragam.

Semua jenis aliran dapat eksis secara independen satu sama lainnya. Sehingga dapat menjadi salah satu  dari  empat kombinasi aliran yang  mungkin: 

1. Seragam arus stabil 

2. Tetap tidak seragam arus 

3. Ruat aliran seragam 

4. Ruat tidak seragam arus. 

Aliran Laminar

Aliran dikatakan laminer jika partikel fluida bergerak dalam lapisan seperti suatu lapisan yang lembut.. Sifat kekentalan zat cair berperan penting dalam pembentukan aliran laminer. Pola aliran yang ditunjukan oleh  fluida yang sangat kental cairan mungkin secara umum diperlakukan sebagai aliran yg laminer

 

Aliran bergolak

Jika kecepatan dari arus meningkat melebihi nilai tertentu, aliran menjadi turbulen. Gerakan partikel cairan di aliran turbulen akan berlangsung secara acak. Gerakan pencampuran dari tubrukan partikel cairan menghasilkan kekacauan, sehingga menghasilkan turbulensi dengan demikian hasilnya lebih resistan terhadap aliran fluida dan kehilangan energi yang lebih besar dibandingkan dengan kerugian pada aliran laminer.

Hambatan akibat dari gesekan yang ada pada sebuah gerakan fluida, normalnya proporsional terhadap kecepatan aliran. Bagaimanapun, sekali aliran berubah turbulent, gesekan resistan dilawan oleh zat cair menjadi proporsional terhadap kuadrat kecepatan aliran.

Fαv  untuk aliran

Fαv² untuk aliran turbulen

Dimana

F adalah hambatan aliran fluida

V adalah kecepatan aliran

Kemudian kehilangan energi yang lebih besar, aliran turbulen biasanya dihindari dalam sistem hidrolik. Beberapa hal yang menyebabkan aliran turbulen dalam sistem hidrolik adalah:

·        Kekasaran permukaan pipa

·        Penghalang aliran

·        Derajat sudut lengkung

·        Peningkatan jumlah lengkungan.

Bilangan reynold

Dalam sistem hidrolik , sangat penting untuk diketahui bentuk aliran didalam sebuah pipa turbulen atau laminer dan juga menentukan kondisi yang membuat transisi dari aliran laminer ke turbulen. Ini menunjukan bilangan Reynolds memegang banyak hal yang signifikan. Percobaan yang dilakukan oleh Osbom Reynold menuntun  pada kesimpulan penting bahwa aliran yang alami dapat ditentukan dengan menggunakan sebuah parameter yang disebut dengan bilangan reynold.

 

Bilangan Reynold “Re” ditunjukan dengan

Re =

Dimana

V = kecepatan aliran fluida

d = diameter pipa

= viskositas kinematik fluida

Bilangan Reynold adalah murni perbandingan  tanpa ada dimensi.

Jika Re kurang dari 2000, aliran dikatakan laminer.

Jika Re lebih besar dari 4000, aliran dikatakan turbulent.

Beberapa nilai Re yang ada diantara 2000 dan 4000 merupakan daerah kritis antara aliran laminer dan turbulen.

Ini tidak mungkin untuk memprediksikan tipe aliran dalam daerah kritis. Tetapi normalnya aliran turbulen dapat diasumsikan jika bilangan Reynold berada diarea kritis. Seperti disebutkan diawal, aliran turbulen menghasilkan kehilangan energi yang lebih besar karena itu sistem hidrolik harus didesain untuk beroperasi dai area aliran laminer.

Kehilanga energi yang lebih besar yang muncul sebagai sebuah konsekuensi dari hasil aliran turbulen seiring penambahan temperatur zat cair. Kondisi ini dapat dikurangi dengan memeperpanjang dengan menyediakan penambahan ukuran pipa dengan tujuan mendapatkan aliran laminer.

 

Aliran Rotasional

Aliaran dikatakan rotasional jika partikel fluida bergerak dalam arah aliran mengitari sumbunya.

Aliran Non Rotasional

Jika partikel fluida mengalir dalam bentuk laminer tidak berputar disekitar sumbunya, kemudain aliran dikatakan tidak berputar.

Pengaruh Rongga Pompa Pada Sistem Hidrolik

Dalam sistem hidrolik, pompa merupakan salah satu komponen utama yang sangat penting yaitu sebagai alat untuk memindahkan atau mengalirkan fluida hidrolik.

Rongga pompa yang ada dalam sistem terjadi karena kondisi gas yang terlokalisir didalam aliran cairan yang terjadi bila tekanan berkurang menjadi tekanan uap. Sederhananya, rongga terjadi bila fluida tidak sepenuhnya mengisi ruang yang ada.
Pengaruh rongga terhadap sistem.
1. Suara bising yang berlebihan.
2. Daya hantar pompa yang berkurang.
3. Erosi permukaan kmponen pompa.
4. Rusaknya lapisan film pelumasan pada permukaan komponen yang aus.

Langkah pencegahan
Mengurangi hambatan hisap dengan jalan menyesuaikan diameter pipa yang digunakan, kelengkungan, jala filter, volume, viskositas fluida yang hidrolik digunakan.
Mengurangi kecepatan aliran hisap dengan cara mengatur kecepatan pompa, diameter pipa, penyesuaian ukuran kopling.

Hydraulic Pump

Pompa hidrolik adalah pompa tipe displacement dan dibedakan menurut konstruksi dan fungsinya.

Rating Pompa Hidrolik

Perpindahan pompa  adalah perpindahan perputaran  atau volume hantar pompa pada kecepatan tetap.

Rating tekanan

Tekanan tertera adalah tekanan tertinggi dimana pompa dapat beroperasi secara kontinyu berdasarkan umur pompa ditinjau dari sudut pandang desain.

Tekanan maksimum adalah tekanan maksimum dimana pompa dapat digunakan secara aman. Umur pada tekanan maksimum akan lebih singkat daripada umur pada tekanan tertera.

Umur pompa sering kali dinyatakan sebagai umur hidup pompa atau bila efisiensi volumetrik berkurang sebagai nilai  yang telah ditentukan (10%) dari nilai awlnya.

Rating Kecepatan

Kecepatan tertera  adalah kecepatan tertingi dimana pompa dapat dioperasikan secara terus menerus pada tekanan tertera berdasarkan pada umur pompa sebagai kriteria desain dasar.

Kecepatan maksimum adalah kecepatan dimana pompa dapat dioperasikan secara aman berdasarkan pada karakteristik priming dan kekuatan pompa sendiri.

Pompa Hidrolik:

1. pompa piston

Pompa piston (aksial dan radial)

piston aksial: bent axist dan swash plate, keduanya dibagi displacement tetap dan tidak tetap

Piston radial: exsentrik (internal dan eksternal) dan roller cam (rotasi silinder dan rotasi cam)

 2. Pompa Persneling (internal dan eksternal)

3. Pompa Baling (displacement tetap dan tidak tetap)

Kinerja Pompa Hidrolik

Efisiensi volumetrik  =( output aktual/output teoritis )X 100%

Efisiensi keseluruhan =(gaya dinamis fluida output pompa/gaya output prime mover)X100%

Gaya dinamis fluida output pompa (Kw)= (PxQa)/60

gaya output prime mover(Kw)= (2 (3.14)xTxN)/(0.0006)

Efisiensi mekanis = (eff keseluruhan/eff volumetrik)x100%

POMPA BENAM/SUBMERSIBLE PUMP

POMPA BENAM

 Pengenalan Pompa

Pada saat sekarang jenis pompa yang banyak dipakai adalah pompa buatan pabrik “FLYGT” dan ini pada umumnya adalah jenis :SUBMERSIBLE Pump .Untuk mengetahui jenis-jenis ini seperti impeller ,bentuk volute serta car pemasangannya pabrik telah membuat kode tersendiri .Berdasarkan nomor kode ini kita dapat memilih jenis pompa mana yang cocok untuk dipergunakan pada jenis fluida yang ada.

Jenis Submersible pump buatan pabrik FLYGT diberi nama dengan cara                                                                                       menuliskan dua huruf yang dilanjutkan dengan penulisan empat angka sebagai contoh  BS 2075 ini berarti adalah :

• Huruf pertama menunjukkan Type dari pompa yang termasuk dalam kelompok pompa yang memakai sudu-sudu /kipas dengan rumah keon (impeller/volute).
• Huruf kedua menunjukkan cara pemasangan pompa.
• Angka dibelakang menunjukkan nomor kode pompa.

Untuk pemberian kode tersebut dapat dilihat seperti pada table penentuan kode pompa sedangkan untuk contoh pemakaian pompapompa pengering tambang diberi kode BS,DS,HS.

Kode tersebut dimaksudkan adalah jenis pompa dengan impeller dan                seperti pada gambar B,D dan H,dimana pompa jenis ini cocok dipakai                untuk memompakan air tambang yang banyak mengandung partikel-partikel yang kasar.

Sedangkan kode S adalah menunjukkan bagaimana cara memasangkan              Pompa tersebut secara sederhana di dalam tambang.

 

  Cara Kerja Pompa Flygt

      Pompa submersible menggunakan daya listrik untuk menggerakkan motor.

      Motor itu mempunyai poros yang tegak lurus dengan impeller satu poros yg

      tegak lurus dengan impeller .Karena kedudukan impeller satu poros dengan

      motor maka bila motor bekerja impeller akan berputar dan air yang berada

      pada bak isapan terangkat oleh sudu yang terdapat pada impeller tersebut.

 

     Untuk menahan air yang telah terhisap(terangkat)oleh impeller itu supaya  -

     tidak bocor kembali ke bak isapan ,air itu ditahan oleh lower diffuser yang

     berada dibagian bawah pompa .Air yang dihisap akan beredar terlebih dulu

     di Housing Motor untuk mendinginkan motor sebelum mengalir ke saluran

     buang (pipa buang)

 

    Untuk mematikan pompa kita memutuskan hubungan arus listrik yang masuk

    ke terminal board.Kalau arus terputus maka motor akan berhenti dengan

    sendirinya dan impeller akan berhenti menghisap air.

 

    Hal-hal yang perlu diperhatikan pada waktu pengoperasian pompa adalah:

a.       Putaran pompa tidak boleh terbalik.

b.      Pompa harus diganjal atau digantung.

c.       Hindari pemompaan air yang berlumpur.

d.      Setelah dipakai cucilah pompa tersebut dengan air bersih.

 

 Pengoperasian Pompa Submersible

Pompa submersible (pompa benam) dimana pompa ini dapat dioperasikan  didalam air. Beberapa hal yang perlu diperhatikan tentang cara pengoperasian pompa Submersible adalah sebagai berikut :

a.      Beberapa cara pemasangan yang dianjurkan seperti terlihat pada table penentuan kode pompa.

b.     Pompa tidak boleh diletakkan pada kedalaman lebih dari 20 m.

c.      Suhu air yang dipompakan tidak boleh lebih dari 40 º C.

d.     Arah rotasi pompa harus benar sebab jika tidak,akan berakibat kapasitas pompa akan berkurang dan motor akan kelebihan beban.

e.      Gunakan handel pengangkat untuk mengangkat pompa,jangan sekali-kali mengangkat dengan mempergunakan selang atau cable powernya.

f.       Jika pemasangan seperti pada kode “S” hindari dari tanah yang lunak dan usahakan diberi ganjal atau digantungkan sedikit diatas dasar.

g.      Apabila pompa telah bekerja pada air yang sudah terkontaminasi biarkan pompa bekerja untuk priode yang singkat di air bersih atau siram dengan air yang bersih diseluruh sambungan tempat pembuangan. Sebab apabila tertinggal di pompa tanah liat ,semen dan lainnya yang sejenis jika sudah kering akan berakibat pompa tidak dapat bekerja.

h.     Apabila pompa akan tetap dipakai untuk suatu jangka waktu tertentu simpanlah pada gudang yang kering.

  Cara Kerja Impeller

          Impeller ini dipasangkan satu poros dengan poros motor ,sehingga apabila

          motor berputar maka impeller ini akan ikut berputar.Pada sudu impeller

          ini terdapat cekungan ,dimana cekungan ini makin ke ujung sudu-sudunya

          makin kecil. Diwaktu impeller berputar air dihisap impeller itu akan masuk

         kedalam cekukan sudu tersebut dan selanjutnya dilemparkan keluar impeller

         yaitu keruangan pompa dengan gaya sentrifugal,maka air yang dihisap itu

         tidak bocor lagi ke ruangan saringan (strainer) karena jarak antara impeller

         dengan lower diffuser hanya sedikit sekali kira-kira 0,5 mm.

 

  Pemasangan Pompa 

                Penempatan pompa disesuaikan dengan fungsi dan jenis pompa itu sendiri. Misalnya pompa utk air bersih pergunakan utk air bersih dan apabila lumpur pergunakanlah  pompa Lumpur dll. Instlasi pipa disesuaikan dengan head pompa dan usahakan level ujung pipa buangan lebih tinggi dari level pompa dan usahakan dengan pemasangan  yg lurus ,hindarkan dari kebocoran. Apabila pompa memakai pipa hisapan ,maka pipa hisap hendaklah lebih besar dari pipa buangan(pompa sentrifugal) supaya tidak terjadi kavitasi pada Pompa, hindari penyumbatan pada strainer.

       Bentangkan cable sehingga tidak ada lekukan yang tajam atau yang terjepit

       simpan pompa lebih rendah kedalam paya /bak.Letakkan pompa diatas base

       utk mencegah amblas atau bisa digantungkan sehingga pompa tsb mudah utk

       diangkat /diperiksa.

 

       Dengan menggunakan saklar pelampung (float switch) maka pompa ini dapat

       Beroperasi sendiri dengan jalan mengatur saklarnya.Apabila air di bak isapan                        

       Sudah sampai pada saringan isapan ,maka saklar tersebut akan memutus arus

       Listrik yang masuk ke terminal board,maka pompa akan berhenti.

      Pengaturan saklar sampai batas saringan hisapan pompa ,guna menghindari

      pompa bekerja sedangkan air yang dihisap tidak ada sehingga motor ini akan

      panas karena kita ketahui untk pendingin motor  adalah air yang dihisap wayer

      Selanjutnya apabila air dalam bak isapan telah bertambah ,air tsb mengangkat

      pelampung dan saklar  dan saklar tsb menghubungkan arus listrik ke terminal

      board dan pompa akan beroperasi kembali.

 

 

 Transportasi dan Penyimpanan.

            Pompa bisa dialihkan dan disimpan dengan posisi horizontal dan vertical.

      Apabila pompa mau diangkat atau dipindahkan kelokasi yang lain ,angkat

      lah dengan mempergunakan handle yang ada pada pompa tersebut.Jangan

      sekali-kali mengangkat/menarik cable listrik  karena dapat menakibatkan

      cablenya rusak atau putus.

 

Inpeksi/Pemeriksaan

          Pemeliharan yang teratur dan bersifat preventif menjamin pengoperasian

     yang lebih baik.

     Pemeriksaan rutin pompa submersible yang harus dilakukan oleh operator

     adalah :

1.      Periksa apakah ada kelainan dari suara dan getaran.

2.      Periksa impeller dan baut-baut yang berhubungan dengan pompa .

3.      Periksa minyak pelumas.

4.      Periksa sambungan-sambungan /pipa-pipa ke selang buang.

5.      Periksa bak isapan dan saringan hisapan,apakah banyak Lumpur  dan tersumbat oleh partikel-partikel lainnya.

6.      Periksa ketahanan isolasi dari motor ,dengan mengukur megger 500 vol,ketahanan isolasi harus diatas 1 Mega ohm.

 

Gangguan Pada Pompa Fligt dan cara mengatasinya.

   

      Gangguan –gangguan yang terjadi pada pompa Fligt  antara lain adalah :

1.  Pompa tidak mau dihidupkan.

2.  Kapasitas pompa terlalu rendah.

3.  Adanya air pada kotak sambungan.

4.  Adanya air atau minyak pada ruang stator.

5.  Adanya air di tabung minyak.

      Sebab-sebab gangguan dapat berupa beberapa hal tersebut :

1.      Pompa tidak mau hidup/menyala kemungkinan penyebabnya adalah:

a.     Kesalahan dalam tenaga .

b.    Sekering putus.

c.     Kesalahan pada cable.

d.    Impeller macet.

 

     2.   Kapasitas Pompa  terlalu rendah

 

a.       Arah putaran pompa salah.

b.      Jalan aliran tersumbat.

c.       Impeller sudah haus.

d.      Selang buangan terjepit atau terlalu panjang.

 

3. Adanya air pada kotak sambungan

a.         Adanya bocoran pada lobang tempat masuknya kabel power.

b.         Kebocoran pada gland cable

c.         Ada  “ O “ ring yang rusak.

4.    Adanya air atau minyak pada ruang stator.

a.         Adanya seal yang rusak.

b.         Salah satu “ O “ ring diantara tabung minyak dan rumah stator atau diantara bearing dan rumah stator rusak.

c.         Jika air telah terdapat pada ruang stator maka pompa harus dibongkar atau bearing harus diganti.

 

  5.     Apabila ada air di tabung minyak.

a.         Adanya  “ O “ ring yang rusak.

b.        Seal bagian bawah rusak.

 

 

        

 

 

 

 

DASAR KOMPRESSOR

Pada dasarnya compressor tidak jauh berbeda dengan pompa, dimana pompa digunakan untuk mengalirkan cairan, sedangkan compressor digunakan untuk mengalirkan udara dan gas. Selain compressor ada mesin mesin lain yang digunakan untuk mengalirkan udara  yaitu blower, kipas atau vacuum pump. Menurut ASME (American Society of Mechanical Engineering) mengklasifikasikan berdasarkan discharge pressurenya:

 

DEVICE	DISCHARGE	PRESSURE
Compressor	Greater than 69 kPa (g)	10 psig
Blower	13.8 kPa to 69 kPa (g)	2 to 10 psig
Fan	0-13.8 kPa (g)	0 to 2 psig
Vacuum Pump	Dibawah tekanan atmosfer

 

Tipe Kompressor

Kompressor terdiri dari beberapa jenis dan ukuran yang berbeda beda, bentuk, design yang dapat diperoleh dari berbagai pabrik manufaktur compressor. Walaupun demikian semua compressor dapat diklasifikasikan secara sederhana yaitu:

1. Dynamic
2. Positive Displacement

 

 Adapun perbandingan dua dasar compressor yang berdasarkan aliran dan efisiensi adalah sebagai berikut:

Tipe	Laju aliran	Tekanan	Efisiensi
Aksial Sentrifugal	Tinggi Sedang	Rendah Sedang	Sedang Rendah
Positive Displacement	Rendah	Tinggi	Tinggi

 

Dinamik Kompressor

Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari dua jenis dinamik kompressor yaitu aksial dan sentrifugal pada dasarnya sama, adapun langkah langkahnya :

1.  
   1. Kecepatan bagian yang berputar akan mempercepat aliran gas yang melalui mesin. Untuk sentrifugal kompressor menggunakan impeller, sedangkan untuk kompressor jenis aksial menggunakan blade untuk mempercepat aliran gas.
   2. Kompressi gas terjadi apabila kecepatan gas dikonversi menjadi tekanan oleh bagian mesin yang stasioner. Kompressor sentrifugal dilengkapi dengan diffuser sedang pada kompressor aksial menggunakan stasioner blade.

Perbedaan utama yaitu pada aliran yang melalui kompressor tersebut

Hydraulic (2)

 Tekanan

Tekanan dan aliran adalah salah satu parameter kunci menyangkut dalam pembelajaran hidrolik. Tekanan dalam sebuah sistem hidrolik muncul dari hambatan aliran.

Menimbang aliran dari pompa hidrolik seperti yang ditunjukan. Disini pompa hanya menghasilkan aliran dan bukan tekanan. Bagaimanapun hambatan aliran dari pompa menghasilkan formasi tekanan. Hambatan aliran ini normalnya didapat dari aktuator yang menyebabkan beban. Bermacam konduktor dan komponen sistem hidrolik seperti pipa dan elbow juga dapat berlaku sebagai titik penghambat dan berkontribusi dalam membangkitkan tekanan didalam sistem.

Tekanan P didefinisikan sebagai gaya (F) yang bekerja normal per satuan area permukaan (A) . 

Tekanan dalam sistem SI diukur dalam N/m² atau juga dikenal sebagai Pascal. Tekanan dapat juga diekspresikan dalam bar dimana,

1 bar = 10⁵ N/m²

Tekanan dalam sistem Amerika diukur dalam lb/in² atau psi, dimana

1 psi = 0,0703 kg/cm²

 

 Tekanan fluida

Komposisi fluida adalah molekul molekul, yang bergerak secara terus menerus dan acak. Molekul ini bergerak keseluruh volume fluida saling bertubrukan satu sama lainnya dan dengan didinting  penampungnya yang mana molekul bersama sama momentumnya berubah.

Sekarang kita menimbang sebuah permukaan fluida yang mana diimpak dengan sejumlah besar molekul. Akibatnya momentum dari molekul diteruskan ke permukaan. Perubahan momentum yang diteruskan perdetik oleh molekul molekul ini pada permukaan memberikan gaya merata  pada permukaan, ketika gaya normal dikenakan pada fluida per satuan luas permukaan, ini dikenal sebagai tekanan fluida.

 

 Tekanan pada satu titik pada zat cair.

Tekanan pada sembarang titik dari fluida diam, ditunjukan dengan hukum hidrostatik, yang mana penambahan nilai tekanan vertikal arah kebawah harus sama terhadap berat jenis fluida pada titik tersebut.

Garis vertikal atas dari permukaan bebas diatas beberapa titik zat cair yang diam diketahui sebagai kepala tekanan. Implikasi tekanan itu (disebut tekanan kepala) pada suatu titik dalam zat cair diberikan dalam persamaan berikut:

P=pgh

dimana

p adalah berat jenis zat cair

h adalah ketinggian zat cair dari titik tersebut ke permukaan.

G adalah percepatan gravitasi.

Selanjutnya tekanan pada suatu titik tergantung pada tiga faktor:

1. Kedalaman suatu titik dari permukaan.
2. Berat jenis zat cair.
3. Percepatan garvitasi.

 Atmosfir, absolut, pengukur tekanan dan vakum

Tekanan Atmosfir

Permukaan bumi diselubungi oleh udara yang disebut atmosfir, dimana naik keatas dari permukaan bumi. Udara mempunyai masa dan terkait akibat dari gravitasi yang dikenakan pada gaya disebut berat. Gaya dibagi luas area disebut tekanan. Tekanan yang dikenakan pada permukaan bumi dinamakan tekanan atmosfir.

Tekanan Alat Ukur

Banyak instrumen alat ukur untuk mengukur perbedaan tekanan antara zat cair dengan tekanan udara . Ini disebut tekanan alat ukur.

Tekanan absolute

Tekanan absolute adalah jumlah tekananan di alat ukur dan tekanan atmosfir.

Vakum

Jika tekanan lebih rendah dari tekanan atmosir, alat ukur ini negatif dan hal kevakuman digunakan ketika tekanan absolut nya nol (conton tidak ada udara)

 

Gambar 2.2. Hubungan antara tekanan absolut, alat ukur dan kevakuman

Dalam gambar 2.2, P_a adalaha tekanan atmosfir, P_gage adalaha tekanan pada alat ukur, P_ab adalah tekanan absolut, P_vacuum adalah tekanan vakum.

 

 Efek tekanan pada titik didih

Titik didih zat cair akan naik dengan bertambahnya tekanan dan sebaliknya menurun dengan berkurangnya tekanan. Sehingga jika tekanan atmosfir lebih dari 14,7 psi atau 101,3 kPa, air akan mendidih dengan suhu diatas 100ºC (212ºF). Sama halnya dengan air mendidih dibawah temperatur jika tekanan lebih rendah dari 14,7 psi atau 101,3 kPa.

Pada titik didih, tekanan uapa yang terjadi dipermukaan zat cair sama dengan tekanan tekanan atmosfer diluar. Sehingga jika tekanan atmosfir diluar meningkat, maka zat cair mendidih pada temperatur yang lebih tingi untuk menghasilkan tekanan uap sama dengan tekanan luar.

Pada daerah yang lebih tinggi, tekanan atmsfer rendah, akibatnya air mendidih pada suhu dibawah 100ºC (212ºF). Ini mengakibatkan memasak menjadi sulit. Sebuah point penting yang bisa dicatat adalah dengan  bertambahnya  kotoran pada zat cair dapat menanmbah titik didih.

 

 Pengukuran Tekanan

Biasanya fluida bisa disimpulkan bahwa pengukurannya dengan dua parameter penting yaitu aliran dan tekanan. Untuk pengukuran aliran,  transducer aliran atau transmiter dipasang sama dimana seperti pengukuran tekanan, transmitter tekanan dapat dipasang terpisah dengan sambungan pipa, dikenal dengan monitor kontrol.

Peralatan dasar untuk menemukan kerusakan pada hidrolik maupun pneumatik adalah pressure gauge. Sebuah contoh alat ukur tekanan yang mengukur tekanan secara sederhana adalah presure gage Bourdon.  Alat ukur tekanan jenis  Bourdon terdiri dari tabung rata berbentuk C, yang tetap pada ujung satunya. Ketika tekanan dikenakan pada tabung, tabung akan menegang, dengan gerakan yang bebas dan kekanan. Untuk tekanan rendah, per pada tabuung digunakan untuk menambah sensitivitas.

Gerakan tabung dikonversi  kedalam gerakan sirkular dengan kuadran mekanik dan roda gigi pinion.   

Jika keluaran signal elektrik diperlukan untuk pengindikasian, pointernya dapat diganti dengan potensiometer   

Sistem hidrolik dan pneumatik cenderung untuk menunjukan tekanan yang besar penyumbatan beban percepatan dan perlambatan. Penyumbatan  ini dapat menjadikan kesalahan penunjuk khususnya terkait pada nilai sebenarnya yang diukur dan juga akhirnya menyebabkan kerusakan pada alat pengukur tekanan. Untuk menghindari ini, tonjolan penghambat (snubber) disediakan untuk mengurangi respon dari sensor tekanan.

 

Pengukur tekanan Bourdon didasarkan pada tranducer yang kuat tetapi keakuratannya rendah. Untuk lebih mengakuratkan pengukuran tekanan, tranducer yang didasarkan pada prinsip keseimbangan gaya digunakan, seperti pada gamabr 2.4.

Ini adalah sebuah tranducer yang berbeda, lubang  tekanan masuk rendah (LP) dibiarkan terbuka ke udara dan yang lubang tekanan tinggi (HP) dihubungkan dengan sistem. Perbedaan antara dua pembacaan (HP-LP) didapat dari sebuah sinyal yang menunjukan ukuran tekanan.

Penambahan tekanan pada sistem, mendefleksikan diafragma tekanan ke kiri. Gerakan ini dideteksi oleh tranducer dan yang melalui sebuah servo amplifier, dilanjutkan ke sebuah penambahan dikoil. Arus yang melalui tranducer adalah sebanding dengan perbedaan tekanan sebagai gaya dari koil penyeimbang tepatnya menyeimbangkan gaya yang muncul dari perbedaan tekanan antara LP dan HP. Tekanan tidak tergantung pada bentuk atau ukuran tempatnya.

 

 Hukum Pascal

Dibawah prinsip bagaimana fluida meneruskan tenaga adalah dinyatakan dengan hukum Pascal. Area hukum Pascal menerangkan bahwa tekanan diaplikasikan untuk fluida tebatas yang diteruskan dan tidak kurang ke segala arah. Bentuk hukum ini memberikan pemahaman dasar hubungan antara gaya, tekanan dan luas area, yang secara matematika dikspresikan sebagai:

Gaya = tekanan x luas area

Penerusan tekanan berlangsung dengan gaya yang sama pada setiap satuan luas dari bejana dan dalam arah sudut lurus ke permukaan bejana diteruskan menyeluruh ke zat cair. Hukum Pascal dapat di ilustrasikan dalam contoh berikut.

Sebuah botol diisi dengan zat cair yang tidak dapat dikompresi. Sebuah gaya sebesar 4 kg diapikasikan ke penutup pdengan luas permukaan 3 cm2. Mari kita asumsikan luas dasar botol adalah 60cm2. Jika penutup dimasukan kedalam mulut botol, dengan gaya sebesar 4 kg sehingga menyentuh zat cair, kemudian tekanan digunakan mendesak zat cair dalam botol melalui penutup yang dapat ditunjukan sebagai berikut:

P = 4/3 = 1.34 kgf/cm²

Tekanan ini akan diteruskan ke segala arah dalam botol.Dasar botol mempunyai luasan 60cm² akan dikenai gaya sebesar F = PxA = 1.34 x 60 = 80.4 kgf/cm². Gaya ini bisa memecahkan banyak botol. Hal ini menunjukan kenapa botol kaca yang diisi dengan zat cair bisa pecah jika penutupnya dimasukan kedalam mulut botol. Gambar 2.5 menunjukan gambaran yang lebih baik. Itu juga menunjukan bahwa subtansinya bahwa tekanan tidak tergantung pada bentuk dan ukuran tempatnya.

<script src=”http://kumpulblogger.com/dam.php?b=20858” type=”text/javascript”>
     </script>

CHAIN CONVEYOR 2

Pentingnya Pengangkutan Dengan Chain Conveyor Chain conveyor merupakan alat transportasi yang langsung bersentuhan dengan permuka kerja dan chain conveyor ini tidak boleh tidak ada dalam ekstraksi batu bara secara mekanis dengan drum cutter. Di Ikeshima Coal Mine juga sudah digunakan sejak dimulai produksi batu bara komersial pada tahun 1959. Chain conveyor sendiri pada tahun 1903 sudah diproduksi oleh Parson Chain Company. Seiring semakin majunya teknologi penambangan maka daya dari chain conveyor pun makin berkembang, sistem rantainya berubah dari side chain menjadi double center chain, dan daya yang pada awalnya 40 kw menjadi 450 kw atau lebih. Tegangan listrik yang digunakan juga meningkat dari 500 v ke 1100 v. Contoh chain conveyor dengan spesifikasi utama daya motor listrik 100 kw dan 450 kw

Beberapa alasan digunakannya chain conveyor yaitu:

·              Daerah penerapan angkutannya luas, pengoperasiannya akurat dan daya tahannya tinggi.

·              Karena instalasinya langsung menyinggung permuka kerja, sebagian besar batu bara masuk sendiri ke dalam conveyor, sisanya dapat dimasukkan hanya dengan menggaruknya, sehingga dibandingkan dengan alat  lain, tenaga kerja untuk pemuatan sangat sedikit.

·              Pemindahan instalasi dapat dilakukan dalam keadaan terakit dan mesin dijalankan, dengan menggunakan shifter dan dongkrak, sehingga mampu melakukan ekstraksi batu bara secara kontinu.

·              Ketinggian conveyornya pendek karena return chain lewat di bawah trough, sehingga pada ekstraksi batu bara lapisan tipis juga tidak menghalangi pekerjaan.

·              Karena troughnya kokoh, alat-alat berat seperti cutter, coal plough dan loader dapat digunakan secara efektif.

Chain Conveyor

Obyek angkutan di tambang batu bara bawah tanah adalah pekerja bawah tanah, batu bara, ampas batuan, peralatan dan material. Setelah dimulai pembangunan tambang batu bara, seiring dengan proses pendalaman dan penjauhan daerah penambangan di dalam tambang bawah tanah, jarak pengangkutan menjadi panjang, sehingga sistem pengangkutan dari portal hingga ke permuka kerja menjadi bertingkat-tingkat dan kompleks. Apabila perencanaan pengangkutan tidak rasional, seberapapun telah dilakukan mekanisasi lokasi penambangan, tidak dapat diharapkan efektifitasnya. Sangatlah penting untuk menetapkan struktur kerangka tambang bawah tanah secara rasional dengan memandang jauh ke depan, kemudian mengombinasikan metode pengangkutan yang tepat untuk membuat rencana pengangkutan menyeluruh yang rasional dan efektif. Tidaklah berlebihan kalau dikatakan, bahwa keberadaan tambang batu bara ditentukan oleh pekerjaan pengangkutan. Peralatan transportasi dalam tambang bawah tanah sangat penting. Berbagai jenis peralatan digunakan salah satunya adalah chain conveyor. Chain conveyor ini merupakan salah satu alat angkut primer yaitu peralatan yang ada di permuka kerja. Sebagai contoh penggunaan AFC atau Armored Flexible Conveyor. AFC ini digunakan sebagai lintasan shearer. AFC adalah jenis dari chain conveyor yang mempunyai kapasitas tinggi. Karena pentingnya penggunaan chain conveyor ini maka perlu dilakukan perawatan yang intensif.

Chain conveyor merupakan alat transportasi yang langsung bersentuhan dengan permuka kerja dan chain conveyor ini tidak boleh tidak ada dalam ekstraksi batu bara secara mekanis dengan drum cutter. Di Ikeshima Coal Mine juga sudah digunakan sejak dimulai produksi batu bara komersial pada tahun 1959. Chain conveyor sendiri pada tahun 1903 sudah diproduksi oleh Parson Chain Company. Seiring semakin majunya teknologi penambangan maka daya dari chain conveyor pun makin berkembang, sistem rantainya berubah dari side chain menjadi double center chain, dan daya yang pada awalnya 40 kw menjadi 450 kw atau lebih. Tegangan listrik yang digunakan juga meningkat dari 500 v ke 1100 v. Contoh chain conveyor dengan spesifikasi utama daya motor listrik 100 kw dan 450 kw

Transportasi di Tambang Bawah Tanah

Pengangkutan dalam tambang bawah tanah adalah pengangkutan material lepas  hasil cutting dari dalam tambang sampai ke permukaan tanah.

Pengangkutan dalam tambang bawah tanah berdasarkan fungsinya dibagi menjadi dua, yaitu:

1. Angkutan samping  (auxiliary)
2. Angkutan utama

Faktor – factor yang mempengaruhi pemilihan system pengangkutan adalah:

1. Out put dan umur tambang
2. Struktur geologi
3. Sistem masuk dalam tambang
4. Metode penambangan.
5. Jarak dan gradient
6. Pengangkutan karyawan
7. Pengangkutan debris
8. Pengangkutan supply dan peralatan.

Adapun metode metode pemindahan material hasil cutting dalam tambang bawah tanah

1. Non mekanis

1. Chutes, vertical transfer, trhough inclined untuk memanfaatkan gaya gravitasi . Metode ini digunakan untuk jarak pendek dengan kemiringan 35º hingga vertical.

1. Alat Mekanis

1. Scraper dan slusher hoist
2. Load haul dump machines (LHD) machines.
3. Rocker Shovel
4. Gathering Arm Loader
5. Lokomotif dan Lory
6. Rope Haulage
7. Belt conveyor, chain conveyor, shacking pan conveyor
8. Shuttle car
9. Truck
10. Cage dan drum hoist
11. Skip dan drum hoist
12. Pipa dan pompa.

Apabila dua macam alat pengangkutan ditinjau dari segi teknis dapat digunakan dalam sebuah tambang bawah tanah, maka untuk memilih sebuah alternative yang terbaik dari alat alat pengangkutan  tersebut  didasarkan pada tinjauan ekonomis. (to be continued)