PEMODELAN SEBARAN AIR PANAS SPRAY POND DI PABRIK GULA MENGGUNAKAN METODE VOLUME HINGGA

Abstract

Pencemaran lingkungan saat ini telah menjadi permasalahan yang umum dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan adanya peningkatan populasi manusia, selain itu juga disebabkan adanya perkembangan teknologi industri yang semakin maju. Pencemaran yang terjadi di alam tidak terbatas wilayah atau tem- pat dimana pencemaran itu terjadi. Salah satu contohnya adalah pencemaran adanya akti¯tas pembuangan limbah air panas dari pembangkit tenaga listrik dan pendingin mesin-mesin industri yang ada di pabrik gula. Masuknya limbah air yang masih panas dari spray pond ke sungai dalam jumlah besar dapat mem- berikan dampak negatif bagi kehidupan biota sungai di sekitarnya. Oleh karena itu, pengkajian tentang pola sebaran air panas dari spray pond perlu dilakukan untuk dapat mengetahui temperatur air yang ada di spray pond dapat dialirkan ke sungai tanpa harus mengganggu biota sungai tersebut. Tujuan penelitian ini untuk: (1) mengetahui model matematika sebaran air panas spray pond di pabrik gula menggunakan metode volume hingga, (2) mengetahui hasil analisis temper- atur awal sebaran air panas spray pond di pabrik gula menggunakan metode volume hingga, (3) mengetahui hasil analisis temperatur awal sebaran air panas terhadap tekanan air di spray pond, (4) mengetahui efektivitas metode volume hingga dalam menganalisis faktor temperatur sebaran air panas spray pond di pabrik gula. Hasil penelitian diharapkan dapat menemukan solusi tentang penye- baran air panas spray pond agar penurunan temperatur air tidak mengganggu lingkungan. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahapan. Tahapan pertama yaitu pengumpu- lan bahan dari lapangan dan literatur buku maupun internet. Dari lapangan di- lakukan metode observasi untuk mencari data secara langsung terhadap proses viii sebaran air panas limbah yang berasal dari proses perindustrian, temperatur se- baran air panas spray pond yang ada di Pabrik Gula Djombang Baru. Dari lit- eratur buku maupun internet diperoleh data tentang biota alam yang akan mati jika terkena limbah panas, temperatur lingkungan, dan efek jika limbah yang dikeluarkan masih berupa limbah panas. Tahapan yang kedua yaitu menentukan model sebaran air panas spray pond di pabrik gula menggunakan metode volume hingga. Kemudian menganalisis proses sebaran air panas menggunakan software Matlab dengan tekanan dan tem- peratur awal yang diberikan berbeda, dan hasilnya disimulasikan menggunakan software Fluent. Hasil penelitian diperoleh model matematika sebaran air panas spray pond di pabrik gula yang merupakan persamaan yang menyatakan persamaan momen- tum dan persamaan energi yang bergantung pada temperatur dan tekanan air semprotan pipa, sebagai berikut: Áw(½hu¢y¢t ¡ ½u¢y¢t) ¡ Áe(½hu¢y¢t ¡ ½u¢y¢t) + Ás(½hv¢x¢t ¡ ½v¢x¢t) ¡ Án(½hv¢x¢t ¡ ½v¢x¢t) = ½ " ¡ kT0 ¢y¢t ¢x ¡ 2kT0¢t ¡ kT0 ¢x¢t ¢y + ¢y¢t(pu 0 + 1 2 ½u 0 v 0 ¡ ¹v 0 + ½u2v + 1 2 ½uv2 + p ¡ ½g) + ¢x¢t(pv 0 + 1 2 ½u 0 v 0 + ¹u 0 + 1 2 ½u2v + ½uv2 + p ¡ ½g) # + h ½ 2¹u¢y¢t( u¢y¢t ¢x Á0 + vÁ0) + h ½ 2¹¢x¢t(uÁ0 + v¢x¢t ¢y Á0 + gn2 (h 1 6 )2 (u + v) + (u2 + v2) 1 2 Analisis dilakukan dengan tekanan yang diberikan berbeda, yaitu 10 Pascal, 20 pascal, dan 30 pascal. Selain itu juga dengan temperatur awal yang dikeluarkan dari spray pond berbeda yaitu 313 Kelvin, 333 Kelvin, dan 353 Kelvin juga dianali- sis. Dari seluruh simulasi yang telah dilakukan menggunakan software Matlab dan Fluent, dibutuhkan tekanan air yang tinggi agar proses penurunan temperatur air panas yang dikeluarkan dari spray pond semakin banyak dan penyebarannya air

semakin luas. Hasil tersebut dapat dijadikan acuan untuk menentukan tekanan dan temperatur awal air yang disemprotkan spray pond agar saat air keluar ke lingkungan sudah mengalami penurunan temperatur.