Pengaruh Debit Terhadap Dinamika Gelembung Udara Dalam Kolom Aerator Penelitian Awal Pembuatan Model Matematika Proses Aerasi

• Full Paper

• Full Paper

Yureana Wijayanti
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Islam Indonesia Yogyakarta
Jl. Kaliurang KM 14 Yogyakarta
email: ana184@yahoo.com
ABSTRAKSI
Aerasi merupakan salah satu cara untuk mengurangi atau menghilangkan bahan-bahan
pencemar dalam air sampai batas yang disyaratkan. Sistem pengolahan air tersebut
membutuhkan tangki atau kolam aerasi. Seiring dengan semakin terbatasnya jumlah lahan,
bentuk kolam aerasi ini menjadi bermacam-macam menyesuaikan kondisi yang ada. Hal ini
menyulitkan perencana untuk mengetahui efektifitas kolam aerasi
Perencanaan sistem aerasi yang efektif dan efisien dapat dibantu dengan model matematik.
Model matematik memungkinkan untuk mensimulasi kandungan udara dan besaran-besaran
parameter aliran serta turbulensi. yang sangat berguna untuk memperkirakan kuantitas proses
aerasi pada berbagai kondisi. Dalam model matematik ini terdapat suatu bentuk persamaan
matematika yang digunakan mewakili dinamika yang dimodelkan. Untuk memperoleh suatu
persamaan matematik yang tepat, diperlukan penelitian awal untuk mengetahui dinamika
gelembung udara yang terjadi. Parameter yg akan diteliti adalah kecepatan naik vertikal
gelembung udara relatif terhadap air (kecepatan superfisial), bentuk gelembung yang terjadi,
sebaran ukuran gelembung hubungannya terhadap kecepatan superfisial. Untuk mengamati
gerakan gelembung, digunakan kolom aerasi yang direkam dengan kamera video.
Penelitian menghasilkan sebuah persamaan pembentukan gelembung. Ukuran gelembung
dipengaruhi oleh kecepatan naik vertikal gelembung. Dari penelitian juga didapat persamaan
debit terhadap diameter gelembung. Hubungan antara kecepatan naik dan diameter gelembung
dipengaruhi oleh gaya-gaya yang bekerja pada gelembung; yakni: viskositas, tegangan
permukaan dan gaya inersia. Hasil penelitian menunjukkan kesamaan kecenderungan
peningkatan angka Reynold yang menunjukkan bahwa semua parameter dominan yang
mempengaruhi kecepatan naik vertikal gelembung telah diperhitungkan dalam penelitian ini.
Kata kunci : kecepatan naik gelembung, variasi debit, kolom aerasi, angka Reynold
ABSTRACT
Aeration is one of the water treatment methods to reduce or eliminate pollutants in the water
until it reached the water quality standards. Such water treatment needs an area for installment
of the aeration tank or aeration pond. However, as the space in the building or area for
installing the water treatment facility is decreasing, the aeration pond shapes are adjusted to its
limited area required. This condition caused difficulty for designer /engineer to evaluate
effectiveness of such aeration ponds.
Volume 8 No. 2, Pebruari 2008 : 133 - 147
134
The design of effective and efficient aeration system can be supported by mathematical model.
The mathematical modelling can simulate the gas holdup; and water flow parameters and
turbulence. In the mathematical model, there is a mathematical equation that being used to
explained the dynamic of the aeration phenomena. In order to gain the correct equation, a
preliminary experiment is being done to find a dynamic of bubble in aeration tank. The
parameter that being studied are bubble rise vertical velocity relative to the water (superficial
velocity), shape of bubble formed, distribution of bubble sizes correspond to bubble rise
superficial velocity. To visualize the movement of the bubble, the experiment is using aerator
column to generate the bubble and recorded by a video camera.
The result shows the equation of bubble formed shape. The size of the bubble is influenced by
the bubble rise superficial velocity. From the experiment also gain an equation of discharge and
mean diameter of bubble. The relation between rise velocity and diameter of bubble is
influenced by the forces that work on the bubble; they are viscosity, shear stress and inertia
forces. Finally, the result shows the same trend of increasing Reynold number, it can be
concluded that all the dominant parameters influence the bubble rise velocity has been
represented in this research.
Keywords: Bubble rise velocity, discharge variation, aerator column, Reynolds number

Pengaruh Debit Terhadap Dinamika Gelembung Udara Dalam Kolom Aerator Penelitian Awal Pembuatan Model Matematika Proses Aerasi 2011-04-17T04:48:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Bona Pasogit