Kerugian (Loses) Akibat Aliran Udara pada Tambang Bawah Tanah dan Jenis Aliran Udara

Perhitungan dari laju udara dan kerugian akibat gesekan pada permukaan pada tambang bawah tanah didasarkan oleh:

• Bentuk dan panjang dari saluran udara (duct)
• Kekasaran dari bidang terowongan bawah tanah
• Jenis aliran (aliran turbulen atau laminar)
• Kuantitas dari udara, cairan atau fluida yang berada pada saluran udara (duct)

Faktor gesekan

Kerugian yang muncul akibat faktor gesekan terbagi tiga:

• Friction loss, kerugian yang dihasilkan berupa hilangnya tekanan karena mengalir pada permukaan atau bidang sentuh yang kasar.
• Discontinuity loss, kerugian yang dihasilkan berupa hilangnya tekanan pada saat udara mengalir pada bagian bidan diskontinyu (contoh: belokan)
• Obstruction loss, kerugian yang dihasilkan berupa hilangnya tekanan karena aliran udara melewati objek yang berada di depannya.

Visikositas dari fluida

Pada saat fluida bergerak didalam tambang bawah tanah, molekul yang terdapat dalam udara saling bergerak satu sama lain secara linear dan bergantung pada gaya kohesi dari antar material. Semakin cepat kecepatan dari suatu fluida, molekul akan bergerak secara acak dan tidak lagi bergerak linear satu sama lain yang akan mengakibatkan gaya inesia meningkat dan aliran akan berubah menjadi turbulen.

Aliran Laminar, Transisi dan Turbulen pada pergerakan Udara

Derajat perubahan turbulen pada fluida yang bergerak didasarkan pada visikositas dan kecepatan dari fluida. Apabila visikositas pada fluida rendah, maka fluida akan bergerak dengan cepat dan akan semakin menjadi turbulen dan lambat apabila fluida tersebut memiliki visikositas yang tinggi.

• Turbulen berhubungan langsung pada hilangnya energi ataupun tekanan dari udara
• Pada kondisi laminar, tekanan berbanding lurus dengan kecepatan dari fluida (P=V).
• Sedangkan pada kondisi turbulen, hilangnya tekanan merupakan nilai kuadrat dari kecepatan fluida (P=V²).

     Grafik Hubungan Hilangnya Tekanan dengan

                       Kecepatan Udara

Nilai dari aliran laminar dan turbulen dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan Reynold:

ρ          = Densitas (kg/m³)

L          = Diameter dari permukaan bidang sentuh udara (m)

V         = Kecepatan (m/s)

µ          = Visikositas (kg/ms)

Secara umum, nilai bilangan Reynold untuk aliran laminar berada dibawah 2000 (<2000, Laminar) sedangkan diantara 2000-4000 merupakan transisi atau disebut pula dengan bilangan Reynold kritis, atau dengan kata lain bilangan Reynold >4000 merupakan jenis aliran turbulen.