47 Wax
= kandungan lilin dalam minyak [wt] K
2
= koefisien yang diestimasi Selanjutnya konstanta emulsifikasi K
1
dan K
2
dapat diestimasi dengan: [kgm
3
] [kgwts]
Koefisien K
1
dan K
2
dapat diestimasi menggunakan data eksperimen dari pengendalian oil spill Haltenbanken, 1984 in DHI, 2006b.
3.7.6. Heat transport
Tekanan uap dan viskositas lapisan minyak sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu pada lapisan minyak dapat menjadi lebih hangat daripada udara dan laut
sekitar. Oleh karena itu dibangun model untuk menghitung suhu lapisan minyak. Gambar 15 memperlihatkan transfer bahang dari lapisan minyak ke udara dan air
laut.
Keterangan: 1 = transfer bahang antara lapisan minyak dan udara,
2 = lapisan minyak menerima dan memancarkan radiasi dari dan ke udara, 3 = lapisan minyak menerima radiasi matahari,
4 = bahang hilang dari lapisan minyak akibat evaporasi,
Gambar 15. Transfer Bahang Antara Udara, Lapisan Minyak, dan Air Laut
48 5 = transfer bahang antara lapisan minyak dan air laut,
6 = lapisan minyak menerima dan memancarkan radiasi dari dan ke laut.
1 Transfer bahang antara minyak dan udara
Transfer bahang antara lapisan minyak dan atmosfir dapat dijelaskan dalam persamaan berikut:
oil air
air oil
H oil
air oil
T
T T
k A
H −
=
− −
17 dimana :
67 .
air r
c pa
a m
air oil
H
P S
C k
k ⎟⎟
⎠ ⎞
⎜⎜ ⎝
⎛ =
−
ρ 18
Keterangan Sc
= Schmidt’s number T
oil
= suhu minyak [Kelvin] T
air
= suhu udara [Kelvin]
a
= densitas udara [kgm
3
] C
pa
= kapasitas bahang udara [jkg°C] Sedangkan bilangan Prandtl’s dihitung sebagai :
air a
pa r
T C
P 003
. 18055
. 0241
. +
=
ρ
19 Dimana kapasitas bahang udara diberikan dalam persamaan 40. Jika tidak
terdapat evaporasi, maka k
H oil-air
dapat dengan mudah dihitung oleh Duffie dan Beckmann 1974 dalam DHI 2006b sebagai berikut:
w air
oil H
U k
8 ,
3 7
, 5
+ =
−
20
49 2
Transfer bahang antara minyak dan air Transfer bahang antara lapisan minyak dan air dijelaskan sebagai berikut:
oil water
water oil
H oil
water oil
T
T T
k A
H −
=
− −
21 dimana k
H oil-water
adalah koefisien transfer bahang yang dihitung oleh Bird et al. 1960 dalam DHI 2006b:
3 2
5 .
Pr Re
332 .
− −
−
+ =
w pw
w water
oil H
C k
ρ
22 Kapasitas bahang dari air diberikan dalam persamaan 42.
Bilangan Prandtl dari air didasarkan pada persamaan berikut Duffie dan Beckman, 1974 in DHI, 2006b.
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− +
= 15
. 273
000848 .
330 .
1 Pr
w w
w pw
w
T v
C ρ
23 Re
merupakan bilangan Reynolds untuk menghitung koefisien transfer bahang minyak-air yang dijelaskan dalam persamaan berikut:
w oil
rel
A v
η π
4 Re
= 24
dimana v
rel
merupakan viskositas kinematik dari lapisan minyak. 3
Solar Radiation Radiasi matahari yang diterima oleh lapisan minyak tergantung pada
beberapa parameter, seperti lokasi terjadinya tumpahan minyak, hari dan waktu penyinaran, perawanan, kandungan air, debu dan ozon di udara. Variasi radiasi
matahari dalam satu hari diasumsikan menjadi sinusoidal:
50
⎪ ⎪
⎪ ⎩
⎪⎪ ⎪
⎨ ⎧
〈 〈
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− −
⋅ =
otherwise t
t t
t t
t t
H Kt
t H
sunset sunrise
sunrise sunset
sunrise o
, ,
sin ,
max
π
25 Penyinaran dimulai pada t
sunrise
dan berakhir pada t
sunset
. t
sunrise
= waktu matahari terbit t
sunset
= waktu matahari terbenam t
sunset
bisa dihitung dengan menambahkan panjang hari T
d
pada t
sunrise
t
sunset
= t
sunrise
+ T
d
[S] 26
Panjang hari dihitung dengan persamaan berikut: T
d
= acostan ø tan 27
dimana ø
= lintang utara positif = deklinasi posisi angular matahari pada tata surya
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
+ ⋅
⋅ ≅
365 284
360 sin
45 .
23 n
ς
28 H
o max
merupakan radiasi pada siang hari, yang dihitung oleh Duffie dan Beckmann 1974 in DHI 2006b.
sin sin
sin cos
cos 365
360 cos
033 .
1 12
max
ζ φ
ω ω
ζ φ
⋅ ⋅
+ ⋅
⋅ ⋅
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
⋅ ⋅
+ ⋅
⋅ −
⋅ =
s s
sc sunrise
sunset t
o
n I
t t
K H
29 Keterangan:
I
sc
= konstanta matahari = 1.353 [Wm] n
= jumlah hari dalam satu tahun
51 ω
s
= sudut matahari terbit, matahari siang dianggap nol, dan setiap jam sama dengan 15° longitude
dan
n keseluruha
radiasi permukaan
mencapai yang
matahari radiasi
H H
K
o t
= =
30 Jika langit tidak berawan, K
t
0.75; Jika tidak K
t
akan berkurang seiring pertambahan perawanan.
Fraksi besar, a albedo, dari radiasi matahari yang mencapai tanah akan dipantulkan. Maka masukan bahang bersih dari radiasi matahari dihitung
menjadi:
] [
1
2
m W
t H
a ⋅
−
31 4
Memancarkan dan menerima radiasi Lapisan minyak akan kehilangan dan menerima bahang dari panjang
gelombang radiasi yang dipancarkan. Jumlah bahang yang diterima dan hilang karena radiasi dengan mudah dihitung dengan menggunakan hukum Stefan-
Boltzman. Jumlah bahang bersih yang diterima oleh lapisan minyak dihitung dengan persamaan:
[ ]
2 4
min min
4 4
2 m
W T
l T
l T
l H
yak yak
air air
udara udara
rad total
⋅ ⋅
− ⋅
+ ⋅
= σ
32 Keterangan :
= konstanta Boltzman = 5,72·10
8
[Wm
2
K] l
udara
, l
air
, l
minyak
= emisivitas udara, air dan minyak T
udara
,T
air
, T
minyak
= temperatur udara, air dan minyak ≅
52 5
Bahang hilang akibat evaporasi Pendinginan lapisan minyak akibat evaporasi akan menyebabkan lapisan
minyak tersebut kehilangan bahang.
[ ]
2
m W
H Ni
i H
vi component
of number
vapour
Δ ⋅
∑ =
33 dimana :
∆H
vi
= bahang penguapan dari komponen i [Jmol] Keseimbangan bahang dinamis untuk lapisan minyak diberikan dalam persamaan
berikut ini:
[ ]
oil oil
water poil
oil oil
pw w
water vi
i oil
air oa
oil water
ow oil
oil water
water air
air p
oil
A T
T C
dt dV
C dt
dV H
N T
T h
T T
h T
l T
l T
l H
a h
C dt
dT
⋅ −
⋅ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ⋅
⋅ +
⋅ ⋅
+ Δ
− −
+ −
+ ⋅
− +
+ ⋅
− =
∑
ξ ξ
ξ
4 4
4
2 1
1
34 Keterangan :
= tingkat pengambilan air [m
3
s]
= jumlah butiran air terdispersi yang muncul ke permukaan [m
3
s] C
po
= kapasitas bahang minyak [Jkg°C] C
pw
= kapasitas bahang air [Jkg°C]
3.7.7. Sifat Fisik dan Kimia Minyak
