STUDI PROSES LEDAKAN AKIBAT GAS METANA BATUBARA PADA TEROWONGAN TAMBANG SKALA LABORATORIUM DENGAN SIMULASI COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS ANSYS FLUENT

Putu Yukie Peramesti A

Abstract


Ledakan gas metana dan debu batubara merupakan bencana terbesar di dunia pertambangan dan banyak menyebabkan korban terutama para pekerja tambang bawah tanah batubara. Metana mudah meledak di udara saat konsentrasi berkisar 5% hingga 14% (Coward dan Jones, 1952). Penelitian ini bertujuan menganalisis proses terjadinya ledakan akibat gas metana pada terowongan bawah tanah dan menentukan faktor-faktor yang terpengaruh dalam terjadinya ledakan akibat gas metana pada terowongan bawah tanah. Model terowongan bawah tanah skala laboratorium dengan geometri balok tertutup ukuran 164 cm (Panjang) x 19 cm (lebar) x 25 cm (tinggi). Lalu dilakukan simulasi menggunakan variasi konsentrasi metana 5%, 6% dan 9,5% volume. Spark ignition menggunakan high voltage electric trigger dengan energi sebesar 6 J dengan durasi 2 ms. Hasil penelitian ini 1) proses terjadinya ledakan akibat gas metana pada terowongan bawah tanah dimulai dengan adanya gas metana dengan konsentrasi 5% - 9,5% dalam terowongan, lalu diinisiasi penyalaan sehingga menghasilkan ledakan dengan tekanan ledak dan temperatur tertentu. 2) Faktor-faktor yang terpengaruh dalam terjadinya ledakan akibat gas metana pada terowongan bawah tanah adalah temperatur dan tekanan ledak. Semakin besar konsentrasi metana yang diberikan maka semakin besar pula temperatur, tekanan ledak dan nilai pembakaran yang dihasilkan. Semakin jauh dengan titik spark, semakin kecil nilai temperatur dan tekanan ledak.


Keywords


ledakan gas metana, computational fluid dynamics, tekanan ledak, temperatur, nilai pembakaran

Full Text:

PDF

References


Acampora, Luigi dan Francesco S. Marra (2017): Investigation by Thermodynamic Properties of Methane Combustion Mechanisms under Harmonic Oscillations in Perfectly Stirred Reactor, Italia, Chemical Engineering Transactions vol 57.

Clark, Jim. (2002): Rate Constants and Arrhenius Equation, data diperoleh melalui situs internet https://www.chemguide.co.uk/physical/basicrates/arrhenius.html . Diunduh pada tanggal 17 Juni 2020.

Collecutt, Greg 1, David HUMPHREYS dan David Proud. (2009): CFD SIMULATION OF UNDERGROUND COAL DUST EXPLOSIONS AND ACTIVE EXPLOSION BARRIERS, Seventh International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries Australia.

Coward HF, Jones GW. (1952): Limits of flammability of gases and vapors, Pittsburgh, PA, U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines, Bulletin 503.

Dong, Chengjie, Mingshu Bi, dan Yihui Zhou. (2012): Effects of obstacles and deposited coal dust on characteristics of premixed methane-air explosions in a long closed pipe, Schoool of Chemical Machinery, Dalian University of Technology, China.

Engineering ToolBox. (2005) : Adiabatic Flame Temperatures, data diperoleh dari situs internet https://www.engineeringtoolbox.com/adiabatic-flame-temperature-d_996.htm. Diunduh pada tanggal 25 Juni 2020.

Gardner, C.L., H. Phylaktou dan G.E. Andrews. (1998): Turbulent Reynolds Number and Turbulent Flame Quenching Influences on Explosion Severity with Implications for Explosion Scaling, ICHEME Symposium Series no. 144.

Goertz, Benjamin and Jürgen F. Brune. (2013): Identifying Improved Control Practices and Regulations to Prevent Methane and Coal Dust Explosions in the United States, Colorado, Colorado School of Mines, Mining Engineering Department

Hu, Howard H. (2012): Fluid Mechanics Computational Fluid Dynamics, Elsevier Inc

Kuznetsov M, Ciccarelli G, Dorofeev S, Alekseev V, Yankin Y, Kim TH. (2002); DDT in methaneair mixtures, Shock Waves 12:215-220.

Liu, Zhiu dan Kaoru Ota. (2018): Smart Technologies for Emergency Response and Disaster Management, USA, IGI Global.

Nagy J, Kawenski EM. (1960): Frictional Ignition of Gas During a Roof Fall, U.S. Bureau of Mines RI No. 5548, Pittsburgh.

Skrinsky, Jan, jan Veres , Vaclac Peer dan Pavel Friedel. (2016): Explosion Characteristics of Methane for CFD Modeling and Simulation of Turbulent Gas Flow Behavior during Explosion, University of Ostrava. Chezh Republic, Energy Research Centre.

Tulach, Aleš , Miroslav Mynarz dan Milada Kozubková. (2015): CFD simulation of vented explosion and turbulent flame propagation, Chezh Republic, EDP Sciences.

Versteeg, H.K. dan W. Malalasekra. (2007): An Introduction to Computational Fluid Dynamics, The Finite Volume Method (2nd Edition), Prentice Hall

Yan, Chen, dkk. (2017): Numerical simulation of size effects of gas explosions in spherical vessels Simulation, Transactions of the Society for Modeling and Simulation International, Vol. 93(8) 695–705.


Article Metrics

Abstract view : 0 times
PDF - 0 times

DOI: https://doi.org/10.36986/ptptp.v0i0.198

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.