PENGARUH DEBIT TERHADAP DINAMIKA GELEMBUNG UDARA DALAM KOLOM AERATOR (Penelitian Awal Pembuatan Model Matematika Proses Aerasi)

Yureana Wijayanti

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. 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.

 

 

Abstract in Bahasa Indonesia:

 

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

Keywords


Bubble rise velocity, discharge variation, aerator column, Reynolds number

Full Text:

PDF