Bab III Metode Akuisisi dan Pengolahan Data

Transkripsi

1 Bab III Metode Akuiii dan Pengoahan ata III.1 Pembuatan Mode Fii Bagian paing penting dari peneitian ini iaah pemodean fii auran fuida yang digunakan. Mode auran ini digunakan ebagai medium airan fuida nyata. aam peneitian ini digunakan beberapa geometri auran ederhana untuk memudahkan proe perbandingan dengan mode anaiti. Mode auran ini dibentuk dari maam yang bertindak ebagai bata auran yang teretak di daam ebuah kotak kaca yang mewakii medium porou. i daar kotak kaca terebut dipaang gambar grid yang berukuran 1cm x 1 cm ebagai acuan pengukuran. aerah kotak kaca yang digunakan ebagai repreentai dari medium porou itu berukuran ua 39,5 cm x 9 cm atau 0,11 m. Sementara ecara keeuruhan kotak kaca terebut berukuran 60 cm x 40 cm x 10 cm eperti diperihatkan pada Gambar III.1. Gambar III.1. Kotak kaca yang digunakan daam peneitian. Peneitian ini diakukan untuk ima mode medium porou yang memiiki geometri auran yang bervariai namun ecara umum memiiki dimeni auran yang mirip. Mode yang digunakan diperihatkan pada Gambar III. hingga 41

2 4 Gambar III.6. Seuruh mode medium yang digunakan ini berukuran 39,5 cm x 9 cm. Gambar III.. Geometri uru dengan udut 90 (uru 90 derajat). Gambar III.3. Geometri uru dengan udut 56,31 (uru 56,31 derajat). Gambar III.4. Geometri berbeok dengan dua beokan (beok 1).

3 43 Gambar III.5. Geometri berbeok dengan empat beokan (beok ). Gambar III.6. Geometri dengan perubahan ukuran auran (menggembung). Fuida yang digunakan daam peneitian ini iaah gierin yang dipiih karena memiiki vikoita yang tinggi dan tidak berwarna ehingga airannya dapat diamati dengan cukup mudah. Gierin yang digunakan daam peneitian ini memiiki rapat maa ρ = 16,9 kg/m 3 dan vikoita µ = 0,9 N./m pada uhu 5 C. III. Akuiii ata Mode Fii Pemodean fii airan fuida ini diakukan dengan cara mengairkan gierin dari aah atu ujung auran hingga gierin itu keuar dari ujung auran yang ain. Ujung auran tempat gierin muai mengair dietakan ebih tinggi daripada ujung auran tempat gierin keuar. aam Gambar III. hingga Gambar III.6 airan gierin dimuai dari ebeah kanan dan berakhir di ebeah kiri.

4 44 Parameter-parameter fii yang diukur daam peneitian ini iaah voume airan gierin, waktu yang dibutuhkan voume gierin terebut untuk bergerak dari atu ujung auran ke ujung yang ain, erta beda ketinggian antara kedua ujung auran pada maing-maing mode auran. Pengukuran-pengukuran terebut diakukan pada ima beda ketinggian (h), maing-maing 3, 4, 5, 6, dan 7 cm. Seain diakukan pengukuran parameter-parameter fii di ata, airan gierin juga direkam menggunakan kamera digita. Perekaman ini diakukan pada beda ketinggian 3 cm upaya kecepatan airan cukup ambat ehingga dapat diamati dengan cukup mudah. Hai rekaman ini akan digunakan untuk memperoeh poa kecepatan airan fuida. Untuk memperoeh gambar airan yang jea, ke daam airan dimaukan beberapa penanda (tracer) yang berupa potongan-potongan keci patik berwarna. Skema ederhana ekperimen pemodean fii ini dapat diihat pada Gambar III.7. h Gambar III.7. Skema ekperimen pemodean fii. III.3 Pengoahan ata Mode Fii III.3.1 Permeabiita Niai-niai hai pengukuran parameter fii yang teah diebut di ata digunakan untuk menghitung permeabiita maing-maing mode. Niai permeabiita ini

5 45 diperoeh dengan menggunakan peramaan arcy (peramaan II.31): ka dp Q = µ dx Niai voume airan gierin dibagi dengan amanya waktu yang dibutuhkan voume gierin terebut untuk bergerak dari atu ujung auran ke ujung yang ain. Hai pembagian ini merupakan debit airan (Q) yang didefiniikan ebagai voume fuida per atuan waktu dan memiiki atuan (m 3 /). Niai dp diperoeh dari peramaan: dp = ρgh III.1 dengan ρ = 16,9 kg/m 3, g = 9,78 m/, dan h adaah beda ketinggian. Sementara niai dx merupakan panjang medium yaitu ebear 39,5 cm. Niai A merupakan ua penampang medium yang merupakan perkaian dari ebar medium dan tinggi airan gierin. Niai vikoita gierin µ = 0,9 N./m. Niai permeabiita diperoeh dari hai regrei inier pada pot antara niai-niai fuk voume yaitu niai A Q terhadap niai gradien tekanan. Gradien gari regrei k inier ini ama dengan niai. Contoh hai perhitungan ini dapat diihat pada µ Gambar III.8. ari gambar terebut diperoeh bahwa niai gradien gari regrei inier ama dengan 3,84 x 10-6 ehingga dengan mengaikan niai ini dengan niai vikoita gierin diperoeh niai permeabiita ebear 3,53 x 10-6 m.

6 46 Niai Permeabiita ibagi Vikoita (Geometri Luru 90 erajat) fuk voume (m/) 7,00E-03 6,00E-03 5,00E-03 4,00E-03 3,00E-03,00E-03 1,00E-03 0,00E+00 y = 3, x, R = 9, gradien tekanan (Pa/m) Gambar III.8. Contoh hai perhitungan permeabiita. III.3. Poa Kecepatan Airan Fuida Poa kecepatan airan fuida diperoeh dengan menganaia rekaman gerakan penanda yang bergerak di daam airan fuida. Rekaman gerakan penanda ini diputar dengan program mutimedia biaa. Anaia dimuai dengan mencatat waktu ketika penanda berada di titik awa tepat ebeum bergerak, eanjutnya dicatat waktu yang diperukan penanda untuk menempuh jarak atu kotak grid hingga penanda mencapai ujung auran. engan membagi jarak yang ditempuh penanda dengan waktu yang diperukan untuk menempuh jarak terebut diperoeh kecepatan penanda pada tiap kotak grid yang diauinya. Kemudian data kecepatan dan poii terebut dioah menggunakan oftware Surfer 7 untuk memperoeh poa kecepatan airan fuida. III.4. Pengoahan ata LGA Citra digita mode fii eperti yang diperihatkan pada Gambar III. hingga Gambar III.6 dioah edemikian rupa ehingga diperoeh citra mode yang berwarna hitam putih. Warna hitam daam citra ini mewakii matrik batuan ementara warna putih mewakii pori. Kemudian citra mode medium porou yang

7 47 berwarna hitam putih ini beerta waktu menjaankan imuai (jumah iterai) dan arah airan fuida dijadikan maukan daam program LGA. Program ini akan menampikan hai imuai berupa poa kecepatan airan fuida di daam medium maukan erta niai poroita, poroita efektif, dan permeabiita. Hai imuai dan niai permeabiita yang diperoeh dari program LGA dapat diihat pada Gambar III.9 dan III.10. Poa kecepatan airan fuida dan niai permeabiita yang diambi iaah ketika poa kecepatan airan tidak berubah agi dan niai permeabiita tidak mengaami perubahan yang berarti. Gambar III.9. Tampian program LGA. Gambar III.10. Niai Permeabiita Hai Program LGA.

8 48 III.5 Pengoahan ata Anaiti Untuk memperoeh niai permeabiita ecara anaiti digunakan peramaan II = L L k k e o H CK ϕ Niai poroita (φ) diperoeh dari proe pengoahan citra, niai H merupakan ebar auran, niai L e diperoeh dengan mengukur panjang jaur airan fuida ratarata, L merupakan panjang medium, erta k o merupakan faktor bentuk yang dapat diihat pada Tabe II.1. Peramaan ini digunakan untuk menghitung permeabiita mode uru 90 derajat, mode uru 56,31 derajat, mode beok 1 dan mode beok. Sementara niai permeabiita anaiti untuk mode menggembung dihitung dengan menggunakan peramaan berikut (uien, 1979): = k ϕ III.1 dengan φ iaah poroita. Niai bearan-bearan ain ditentukan dengan merujuk pada Gambar III.11 dengan =.

9 49 Gambar III.11. Iutrai mode auran geometri menggembung. Peru dicatat bahwa mode yang digunakan pada pemodean anaiti ini ama dengan mode yang digunakan pada pemodean fii dan LGA.