PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 Smlas Dspers Gas Poltan dar Cerobong ke Lngkngan dengan Pendekatan Comptatonal Fld Dnamcs ( CFD ) Ags Ghatsn Nam a), Kdang Boro Semnar b), Aref Sabdo Yono c) a) Almn Departemen Teknk Pertanan Fateta IPB nam@pb.ac.d b) Departemen Teknk Pertanan Fateta IPB ksemnar@pb.ac.d c) Departemen Teknk Spl dan Lngkngan Fateta IPB aref_sabdo_ono@ahoo.co.d Abstrak Std smlas dspers gas poltan dar sebah cerobong merpakan paa pengembangan sektor ndstr ang ramah lngkngan. Predks sebaran ems gas poltan terhadap dara amben dlakkan ntk mengantspas dampak negatf ang dtmblkan dar sat kegatan ndstr. Smlas dspers gas poltan dlakkan dengan menggnakan program Comptatonal Fld Dnamcs (CFD) ang berbass metode fnte olme. Proses komptas dengan metode fnte olme dpresentaskan dengan softare Engneerng Fld Dnamcs (EFD), dmana hasl proses komptas flda dnamk ang terjad dharapkan dapat menjad sarana ntk melhat alran dspers konsentras gas poltan (SO, H S, dan CO) dar cerobong ke lngkngan. Softare EFD dgnakan sebaga spport smlator ata tools ang memlk kemampan ntk membat model geometr, batasan lngkngan smlas ata doman, meshng model geometr ang akan dsmlaskan, soler ata pencarían sols dengan menedakan fleksbltas mesh atomats berbentk tetahedral ang dapat datr mdah kerapatan meshna. Softare n mamp menghtng persamaan flda dnamk dengan menggnakan metode fnte olme, sehngga dapat mempresentaskan data dan memsalsaskan berbaga kass aplkas dnamka flda secara detal. Parameter npt dalam smlas at laj ems gas poltan ang demskan dar cerobong, kecepatan dara d sektar smber ems, faktor stabltas atmosfer hngga ttk acan, dan sfat karakterstk kma gas poltan. Sedangkan parameter otpt ang dharapkan adalah salsas sebaran konsentras gas poltan berpa bdang dmens berbentk kontr ang dlengkap dengan nla konsentrasna terhadap jarak dar smber ems. Representas hasl salsas smlas dengan program CFD memberkan gambaran baha gas poltan ang palng besar memberkan dampak pencemaran terhadap permkaan tanah d lngkngan sektar cerobong adalah gas SO, dmana nla konsentras ang palng tngg terdapat pada jarak 60 m dar cerobong, at sebesar 1071,6 ppm. Sedangkan gas CO mencemar permkaan tanah pada jarak d atas 300 m dar cerobong dan gas H S dar hasl smlas tdak mencemar permkaan tanah karena bergerak ke atmosfer. Kata knc : Dspers, CFD, metode fnte olme, meshng 1. PENDAHULUAN Indstr merpakan salah sat sektor ang domnan mempengarh stabltas perekonoman sat negara. Perkembangan d sektor ndstr, telah mengakbatkan reglas pemerntah dalam hal pemberdaaan smber daa alam (SDA) dan lngkngan semakn ketat. Hal n dlakkan ntk mengarahkan para pelak ndstr agar berorentas pada ndstr ang berteknolog ramah lngkngan dan dapat menngkatkan efsens penggnaan SDA ang dkelolana. Sehngga pemberdaaan SDA dapat doptmalkan secara berkelanjtan. Salah sat masalah ang terjad d lngkngan ndstr adalah penrnan kaltas dara amben ang dakbatkan oleh ems gas poltan dar cerobong (stack). Tnggna konsentras poltan d dara amben akan berdampak terhadap penerma khssna mansa, hean, tmbhan dan materal ata benda ang ada d lngkngan smber pencemar. Data World Resorce Insttte (006) menebtkan baha konds atmosfer Indonesa berada pada perngkat ke-14 d dna berdasarkan nla absolte emssons, setelah Meksko. Hal n mennjkkan ems poltan ang terjad d Indonesa ckp tngg dan mempengarh dampak terhadap perbahan klm global d atmosfer. Salah sat paa dalam menkap perbahan klm global ang terjad agar sejalan dengan pengembangan ndstr adalah dengan std smlas dspers gas poltan dar sebah cerobong ke lngkngan. Std smlas tersebt dapat mempredks sebaran ems Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 gas poltan d dara amben. Predks sebaran ems gas poltan perl dpelajar dalam paa pengelolaan lngkngan hdp ntk mengantspas dampak negatf ang dtmblkan dar sat kegatan ndstr. Analss std smlas dspers gas poltan dapat dlakkan dengan pendekatan program Comptatonal Fld Dnamcs (CFD). 1.1 Tjan Peneltan Beberapa tjan dar peneltan n adalah sebaga berkt : 1. Melakkan smlas dspers gas poltan (SO, H S dan CO) dar cerobong ke lngkngan dengan menggnakan program CFD.. Menghtng konsentras gas poltan (SO, H S dan CO) d permkaan tanah berdasarkan smlas CFD. 1. Rang Lngkp Peneltan 1. Data ang dgnakan pada peneltan n adalah data seknder dan data fktf sesa dengan skenaro rancangan penls. Penentan data fktf dlakkan dengan perkraan terhadap keadaan d beberapa ndstr.. Lngkngan laah ang dsmlaskan merpakan laah dsektar cerobong dengan lasan olme dsesakan dengan kemampan kapastas memor alat kompter ang dgnakan. 3. Gas poltan ang dsmlaskan terdr dar tga jens at slfr dode (SO ), hdrogen slfde (H S), dan carbon monode (CO). 1.3 Manfaat Peneltan Peneltan n dharapkan mamp mensmlaskan alran konsentras gas poltan dar cerobong sebaga akbat dar akttas ndstr, sehngga dapat mempredks dampak lngkngan ang dtmblkan sekalgs menjad pertmbangan ata data pennjang dalam penentan kebjakan pengembangan sat laah ndstr.. METODOLOGI PENELITIAN.1 Pendekatan Permasalahan Dalam melakkan smlas, model ang dkembangkan dealna hars dapat memberkan tanggap dnamk sesa dengan ang sebenarna. Maka dar t, dbthkan pemodelan matemats ang tepat dan nts serta pertmbangan-pertmbangan ang matang dalam melakkan smlas. Ints ang bak dbthkan ntk menentkan asms dasar, korelas antara arabelarabel knc serta pendekatan aal sebah model smlas. Sedangkan pertmbangan dbthkan ntk menjaga kesembangan antara tngkat keteltan dan kelengkapan terhadap batasan ang terseda, bak dar seg baa mapn komplekstasna. Konsep smlas ang dbangn dpengarh oleh parameter laj ems gas poltan dar cerobong, kecepatan dara d sektar smber ems, sfat karakterstk kma dar gas poltan, dan menentkan batasan konds ang ddefnskan ke dalam softare EFD. Oleh karena t, parameter tersebt djadkan sebaga parameter npt dalam smlas n. Sedangkan otpt ang dharapkan adalah salsas sebaran konsentras gas poltan berpa bdang dmens. Vsalsas n dapat dgnakan ntk menganalsa karakterstk alran sebaran konsentras gas poltan ang terdspers.. Pendekatan Nmerk Dalam proses nmerk bak meshng mapn teras, persamaan-persamaan ang dgnakan adalah persamaan atr flda, dmana beraal dar hkm kekekalan fska sepert konseras massa, momentm dan energ. Persamaan-persamaan tersebt antara lan : 1. Persamaan Kontntas 3 Dmens Dalam metode fnte control olme, perbahan speses massa pada fenomena alran flda terjad sejalan dengan adana pergerakan elemen massa flda sebaga fngs akt ke dalam sat olme terbatas [1], sehngga persamaan tersebt dapat dtlskan : D ( ) ( ) ( ) (1) Dt t. Persamaan Momentm 3 Dmens Persamaan momentm ang dgnakan adalah persamaan Naer-Stokes ang dkembangkan dalam bentk metode fnte olme [] : Arah smb Arah smb g Arah smb Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor t g t t g p p p (.a) (.b) (.c)
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 3. Persamaan Energ 3 Dmens Persamaan energ dtrnkan dar hkm pertama termodnamka ang menatakan baha laj perbahan energ partkel flda = laj penambahan panas ke dalam partkel flda dtambahkan dengan laj kerja ang dberkan pada partkel [1]. D Dt e k V T p q k T k T alran flda beserta sfat-sfat fsk dan sfat materal flda ang dsmlaskan, jga dapat membangn geometr ata desan teknk strktr dar kass ang akan dsmlaskan, sehngga sotfare n mempermdah penggna (ser) dalam memecahkan masalah ang akan dkaj. Karena dalam sotfare n sdah terntegras mla Pembatan geometr (part) Pendefnsan materal geometr Pensnan strktr geometr (assembl) f V (3) Pengecekan geometr (sat objek) 4. Persamaan Speses Transport Materal Flda Persamaan speses transport dapat dgnakan ntk mempredks fraks massa masng-masng speses materal ang memlk karakterstk kma berbeda dengan pendekatan prnsp dfs-koneks masng-masng materal [3]. Y Y J R S (4) t dmana, Y merpakan fraks massa masngmasng speses, R adalah nla net speses hasl reaks kma dan S adalah nla net speses ang dsebarkan ke dalam sstem smlas ang ddefnskan oleh ser. Selan t, nla flks dfs massa dar masng-masng speses materal dpengarh oleh tpe alran ang terjad dalam sstem, at lamnar ata trblen, dmana secara bertrt-trt dtlskan: D Y (5) J, m J, dmana, m t D (6) m Y Sct D, adalah dfstas massa masngmasng speses materal dan angka Schmdt. Sct merpakan nla.3 Alat Bant Peneltan Smlas ang akan dbangn menggnakan alat bant berpa perangkat lnak softare Engneerng Fld Dnamcs (EFD), at sotfare engneerng ang mamp mensmlaskan dan menganalss berbaga kass pengecekan Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 3 a Geometr bak? a set konds mm set doman, bondar condton dan goals Inpt flda (jens & sfat) Proses nmerk (soler = rn) Meshng & teras error? tdak Plot kontr, grafk dan data dar goals tdak selesa Gambar 1. Dagram alr tahapan dalam penggnaan CFD.
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 menjad sat paket antara perangkat ntk membangn penggambaran geometr dan perangkat ntk menganalsa kass alran flda tersebt, sehngga dapat memsalsaskan dstrbs flda secara nmerk..4 Tahapan Peneltan Tahap n merpakan tahap mendefnskan kass dnamka flda ke dalam komptersas sehngga alran flda berkt sfat-sfat fsk serta bahan materalna dapat dpresentaskan secara sal, bak anmas, grafk kontr mapn data. Persamaan-persamaan ang dbangn dalam CFD dselesakan secara teratf. Dagram alr tahapan dalam penggnaan CFD dlstraskan pada Gambar 1..5 Desan Model Sstem 1. Model Geometr Pembatan geometr dlakkan pada tahap aal dengan pola 3 dmens (3D) at dalam bentk sebah cerobong ang memlk dmens dameter lar cerobong d ttk permkaan tanah sebesar 4 m, sedangkan ketebalan dndng cerobong sebesar 10 cm. Sdt kemrngan dndng cerobong terhadap ttk psat slnder (mengerct) sebesar 1 derajat dan tngg cerobong adalah 0 m. Cerobong tersebt dbat tertancap pada sat area permkaan tanah dengan kran las area sebesar 100 30 m. Las area tersebt dtentkan berdasarkan pertmbangan kapastas memor dan efsens knerja softare ang dgnakan, dmana lasan area ang dbentk mempengarh lasan doman ang akan danalss alran fldana serta konds kandngan flda d dalam doman tersebt sehngga kecepatan kerja sotfare dalam melakkan proses meshng doman dan proses teras (penghtngan) akan semakn berat. Selan t, kermtan dar geometr ang dbangn jga dapat mempengarh kecepatan knerja sotfare. Geometr ntk permkaan tanah dbat setebal 10 cm. Hal n dperlkan agar batas permkaan tanah terhadap atmosfer dapat ddefnskan sebaga materal padat, sehngga flda ang dalrkan d atas permkaan tersebt dapat dkatakan baha flda tersebt mengalr d atas permkaan (srface) tanah ata lanta ang padat. Materal padatan ang dgambar dalam geometr tdak ddefnskan secara spesfk mengena jens bahan strktr benda tersebt, karena pengarh dar perbedaan jens bahan serta karakterstk bahan tersebt terhadap alran flda dsektarna danggap tdak begt nata ata dabakan. Bentk dmens geometr secara jelas dapat dlhat pada Gambar.. Data Inpt Data npt dalam smlas n menggnakan data fktf sesa dengan skenaro rancangan penls, namn ntk data ems gas poltan ang dnpt dambl dar hasl perhtngan kass d beberapa ndstr ang berbeda. Penentan data fktf dlakkan dengan perkraan terhadap keadaan d beberapa ndstr. Beberapa data npt ang akan dsmlaskan terdapat pada Tabel sebaga berkt : Tabel 1. Data npt fktf. No. Parameter Satan Kanttas 1 Kecepatan angn m/s Temperatr lngkngan º C 7 3 Temperatr ems d cerobong º C 00 4 Tekanan dara Pa 10135 5 Jarak- m -0 s.d. 300 6 Jarak- m 0 s.d. 100 7 Jarak- m -50 s.d. 50 8 Dmens cerobong tngg m 0 dameter lar m 4 dameter dalam m 3,8 kemrngan permkaan dndng deg 1 Gambar. Dmens geometr batasan laah smlas. Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 4
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 Tabel. Inpt alran gas poltan (mass flo rate) dar cerobong No Parameter Satan Kanttas 1 Slfr dode (SO ) kg SO /s 5,36 Hdrogen Slfde (H S) kg H S/s 0,40 3 Carbon Monode (CO) g CO/s 0,6048 Smber : 1 US-EPA Standard AP-4 Chapter 5, Petrolem Refneres, Emsson Faktor for Flarng. Ref. Madra BD Amended Plan Deelopment 3 Data konsms bahan bakar PLTU Clacap 007. EPA,US.,006.Sorce:http://.epa.go/ttn/chef/ap 4.htm Tabel 3. Nla spesfk sfat kma masng-masng senaa flda No Parameter MW (g/mol) Dnamc scost µ (kg/m.s) Thermal Condctt k (W/m.K)* 1 Udara 8,97 0,00001789 0,0394 Slfr dode (SO) 64,06 0,00001158 0,00858 3 Carbon Monode (CO) 8,01 0,00001695 0,0307 4 Hdrogen Slfde (HS) 34,08 0,00001179 0,0198 Smber : The Natonal Insttte of Standards and Technolog (NIST) USA. 008 * ) http://encclopeda.arlqde.com - Udara tdak tertekan (ncompresble), p konstan - Arah angn dalam lngkngan danggap searah (ndrectonal) selama smlas berlangsng. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Pendefnsan Doman Doman dapat ddefnskan sebaga batasan rang gerak flda dan dhtng dalam smlas sehngga dapat danalsa berbaga sfat fsk dan materal dar flda ang dsmlaskan. Ukran doman ang dbat sebesar 30 m 100 m 100 m, dmana ttk acan dar dmens doman tersebt adalah ttk nol pada koordnat (,, ). Ttk koordnat (0, 0, 0) terdapat pada ttk psat lngkaran slnder d permkaan tanah. Bangnan sold geometr jga berada dalam kolom doman. Hal n dlakkan agar smlas pergerakan flda ang akan drepresentaskan dapat ddefnskan sebaga flda ang mengalr d atas permkaan sold. Bentk grd pada doman dapat dlhat pada Gambar 3. Tabel 4. Nla denstas dan koefsen dfstas massa masng-masng speses. Koefsen Denst Angka dfstas pada ttk No Parameter Schmdt massa D S c * ddh (m /s) (kg/m³)** 1 Udara (ar) 0,7 7.99E-01 3. Slfr dode (SO) 1,4 3.06E-01 3.049 3 Carbon Monode (CO) 0,77 5.05E-01 4.355 4 Hdrogen Slfde (HS) 0,94 6.50E-01 1.93 Smber : *) The CRC Handbook of Mechancal Engneerng b Frank Kreth, 1998. **) The Natonal Insttte of Standards and Technolog (NIST) USA., 008..6 Asms dalam Smlas CFD Asms ang dgnakan dalam smlas temperatr, kelembaban dan alran dara at sebaga berkt: - Udara bergerak dalam konds stead - Alran dara danggap seragam (nform) Gambar 3. Ilstras grd hasl meshng doman dar geometr cerobong. Secara prnsp, pada laah ang dekat dengan dndng sold flda ang mengalr akan membentk sat lapsan ang dsebt bondar laer akbat dar adana tmbkan dan tegangan geser pada dndng. Perbahan parameter fsk flda pada laah bondar laer terjad secara flktatf. Oleh karena t dbthkan meda ntk menangkap persta perbahan ang terjad pada setap parsel flda ang bergerak agar dapat Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 5
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 danalsa. Semakn hals grd ang terbentk maka kaltasna akan semakn bags. 3. Konds Aal Udara Amben Konds aal dara amben dalam smlas dasmskan tdak terdapat kontamnan. Jad, jka flda ang terdapat dalam dara amben danggap dara bersh dan mrn, maka menrt NIST (Natonal Insttte of Standards and Technolog) Unted State, memlk nla denstas sebesar 3, kg/m 3 pada tekanan 101,35 kpa ttk ddh. Oleh karena t, dalam softare EFD konsentras dara mrn pada konds aal dengan satan ppm (part per mllons) dtlskan 10 6 ppm dan gas kontamnanna 0 ppm. Konds dara tersebt bergerak seragam searah smb dengan kecepatan tetap m/s, sedangkan kecepatan pada arah smb dan smb danggap nol. Udara mengalr dalam keadaan seragam d atas permkaan tanah dan membentr cerobong ang memlk dameter 4 m dan tngg 0 m. Hal n ang mengakbatkan terjad perbahan pola alran d dalam sstem smlas ang dbangn, mla dar parameter kecepatan dara, tekanan dnamk dan trblens. 3.3 Tahap Penentan Konds Batas Penentan konds batas (bondar condton), dapat dartkan sebaga tahap npt skenaro alran flda gas poltan ke dalam sstem geometr dan doman. Arah alran, kecepatan alran, jmlah flda ang dnpt, poss npt, poss otpt, temperatr dan tekanan merpakan parameter ang hars ddefnskan secara detal H agar smlator dapat menghtng dengan bak proses dnamka flda ang terjad. Secara detal pendefnsan konds batas ata dkenal dengan ntal condton dlstraskan pada Gambar 4. Pada Gambar 4, bdang ADEH ddefnskan sebaga npt kecepatan dara ang menerpa cerobong secara seragam ata dsebt sebaga eloct nlet. Arah kecepatan dara secara seragam tersebt searah dengan smb. Bdang ang ddefnskan sebaga otpt adalah bdang BCGF, sedangkan bdang ABCD, DCGH, dan EFGH ddefnskan sebaga bdang smetr ang berart baha konds dara d lar bdang doman dengan konds dara d dalam bdang doman danggap sama. Bdang ABFE sebaga permkaan tanah dan dndng cerobong ddefnskan sebaga dndng padatan (all). Sedangkan permkaan cerobong ang dlstraskan oleh pon merpakan nlet alran gas poltan ke dalam sstem ata dkenal dengan mass flo nlet. Flda gas poltan ang dnpt dar cerobong hana sat jens poltan dengan konsentras 100 % ata 10 6 ppm. Artna baha poltan ang menjad bahan kontamnan pada dara amben hana sat jens dan dlakkan sat per sat dar bahan kontamnan ang akan danalsa. Hal n dlakkan ntk memdahkan proses pendefnsan dan analsa flda serta menganggap baha gas poltan tdak mengalam redks akbat faktor reaks kma dengan senaa lan selama proses smlas. Temperatr gas ang demskan dar cerobong sebesar 00 o C sedangkan debt massa alran gas G D C A E Gambar 4. Ilstras pendefnsan konds batas B F Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 6
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 poltan dar cerobong besarna sesa dengan Tabel. Analss Alran Berdasarkan npt kecepatan dara, nla skostas dnamk, dan jarak ang ddefnskan pada doman, dmana L =, dengan nla standar denstas dara dar NIST U.S adalah sebesar 3, kg/m 3, dan alran dara ang mengalr ke dalam sstem smlas dapat dhtng : 300 Re L 3, 5 1,789 10 = 1,07 10 8 dengan R e > 5 10 5, maka sdah dapat dpastkan baha alran dara ang terjad adalah alran trblen eksternal. Fenomena trblens ata pola alran pada permkaan dapat terlhat dar ektor kecepatan flda d laah permkaan slnder ang dsalsaskan oleh softare EFD sepert pada Gambar 5. Gambar 5. Kontr dan ektor alran kecepatan dara dengan meleat slnder cerobong tampak atas. Jka dlhat dar parameter kecepatan dara, maka kecepatan maksmm alran flda ang terjad pada permkaan slnder terdapat pada ttk snggng arah alran terhadap permkaan slnder. Pada poss tersebt terjad perbahan tekanan secara sgnfkan karena pada laah bagan belakang permkaan slnder deformas tekanan dara terhadap dndng slnder sangat rendah sehngga dara ang terdapat pada laah tersebt jga bertekanan rendah. Karena sfat dara lebh cenderng bergerak dar tekanan tngg menj tekanan rendah, oleh karena t dara ang berada pada ttk snggng permkaan slnder akan cepat bergerak mengs rang parsel dara d belakang cerobong slnder. Namn, pergerakan dara tersebt akan terhalang sejalan dengan terbentkna orte, at pembentkan lapsan geser ang dpengarh oleh faktor tegangan geser, dan dsn pla tmbhna potens terbentkna orte dalam alran ang dsebt dengan ortct. Kemdan alran tersebt akan terpsah sejalan dengan ttk tmbh menngkatna gaa gesek (frcton) pada permkaan slnder. Sedangkan pada bagan depan permkaan dndng slnder tepat pada ttk smetrs, terjad stagnas kecepatan dara dan nla deformas tekanan maksmm. Kontr kecepatan alran dara dengan tampak sampng dapat dlhat pada Gambar 6. Inpt kecepatan dara amben adalah sebesar m/s, namn pada Gambar 6 terlhat baha terjad penngkatan kecepatan d atas cerobong tempat kelarna poltan. Penngkatan kecepatan tersebt dsebabkan oleh perbedaan temperatr, dmana temperatr flda gas poltan pada saat kelar dar cerobong dkondskan sebesar 00 o C. Sementara t konds temperatr d amben hana sebesar 7 o C. Perbedaan nlah ang memc pergerakan flda, karena sfat gas akan sangat reaktf ketka dalam konds temperatr tngg, sehngga flda ang bertemperatr rendah akan bergerak mengs rang parsel dara ang reaktf tad sampa pada konds setmbang. Sebaran konsentras gas poltan ang demskan dar cerobong masng-masng memlk pola sebaran berbeda sesa dengan karakterstk Gambar 6. Kontr kecepatan dara tampak sampng Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 7
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 sfat materal flda gas poltan t sendr. Karena faktor kecepatan dara, nla temperatr flda dan gratas bm at sebesar 9,81 m/s, ang ddefnskan dalam smlas sat dengan lanna adalah sama. Bentk sebaran konsentras gas poltan secara rnc dapat dlhat pada Gambar 7. Pola sebaran gas poltan SO lebh cenderng jath ke permkaan tanah dsampng terbaa oleh kecepatan alran dara. Kecenderngan gas n jath ke permkaan tanah dpengarh oleh berat molekl ang dmlkna at sebesar 64,06 gram/mol. Gas SO memlk berat molekl 11,15% lebh besar dbandngkan dengan berat molekl dara at sektar 8,97 gram/mol. Jka n dntegraskan terhadap gaa gratas bm maka gaa berat ang dmlk oleh gas SO da kal lebh dar gaa berat ang dmlk dara. Selan t, skostas dnamk SO jah lebh rendah dbandng nla skostas dnamk dara at bertrt-trt sebesar 1,158 10-5 dan 1,789 10-5 kg/m.s. Artna kemampan gerak massa partkel persatan jarak dan akt dar gas SO sangat rendah dbandngkan dengan kemampan dara. Nla skostas dnamk akan bepengarh sama terhadap arah gerak flda dar sstem momentm Naer-Stokes. cerobong Gambar (7.a). Sebaran SO tampak sampng sepanjang bdang centerface cerobong Gambar (7.b). Sebaran SO tampak atas sepanjang bdang permkaan tanah Gambar (7.c). Sebaran H S tampak sampng sepanjang bdang centerface Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 8
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 Gambar (7.d). Sebaran H S tampak atas pada ketnggan 30 m dar permkaan tanah Gambar (7.e). Sebaran CO tampak sampng sepanjang bdang centerface Gambar (7.f). Sebaran CO tampak atas pada ketnggan 19 m dar permkaan tanah 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesmplan Kesmplan dar hasl pembahasan peneltan dspers gas poltan antara lan adalah : 1) Pola alran dspers gas poltan masngmasng SO, H S dan CO berbeda sat sama lanna. Alran dspers gas SO menenth permkaan tanah pada jarak sektar 0 m dar ttk psat cerobong. Alran dspers gas CO dpredks menenth laah permkaan tanah d lar doman smlas ata jah sektar 300 m dar cerobong. Sedangkan gas H S tdak mengalr dan menebar menj permkaan tanah, karena arah pergerakan gas H S nak ke atas menj atmosfer. Hal tersebt dpengarh oleh sfat kma dar masng-masng flda tertama dar kerapatan materal ata denstas dan nla skostas knematkna. ) smlas dspers dengan model EFD sangat dpengarh oleh faktor nternal dar materal flda at karakterstk kmana. 3) Gas poltan ang palng besar memberkan dampak pencemaran terhadap permkaan tanah d lngkngan sektar adalah gas SO, dmana nla konsentras ang palng tngg terdapat pada jarak 60 m dar cerobong, at sebesar 1071,6 ppm. Sedangkan gas CO mencemar permkaan tanah pada jarak d Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 9
PROSIDING SEMINAR NASIONAL HIMPUNAN INFORMATIKA PERTANIAN INDONESIA 009 atas 300 m dar cerobong dan gas H S dar hasl smlas tdak mencemar permkaan tanah karena bergerak ke atmosfer. 4. Saran Beberapa saran ang dapat drekomendaskan ntk penemprnaan smlas dalam kass ang sama adalah : 1) Data npt dalam smlas lebh bak jka menggnakan data faktal prmer ata data seknder tap dar sat smber kass. ) Pertmbangan dalam menggnakan doman ntk smlas hars memperhatkan laah foks analss alran flda agar dapat menghemat memor ang dgnakan dsampng tjan dar analss tercapa. 3) Untk menelesakan kass dengan pola alran flda ang tdak seragam sebakna datr tme dependenc pada tahap general settng ata pengkondsan aal. 4) Dalam perencanaan pembangnan ata pengembangan sat ndstr akan sangat bjak jka dtnjang dengan melakkan smlas alran penebaran poltan sebaga akbat dar akttas ndstr ang drencanakan. DAFTAR PUSTAKA [1] Anderson, John Dad Jr. 1995. Comptatonal Fld Dnamcs : The Basc th A[plcaton. McGra-Hll. Sngapore. [] Hensohn, R.J and J.M. Cmbala. 003. Indoor Ar Qalt Engneerng. Marcel Dekker., Inc. Ne York. [3] Anonmos, 003. Flent 6.1 Ttoral Gde. Http://.flent.com Semnar Nasonal Kebjakan dan Aplkas Teknolog Informas dan Komnkas ntk Penngkatan Daa Sang Agrbsns Indonesa Hmpnan Informatka Pertanan Indonesa Insttt Pertanan Bogor Departemen Pertanan Repblk Indonesa 6-7 Agsts 009, Bogor 10