= Suhu udara [Kelvin] = Densitas udara [kgm3]
= Kapasitas panas udara [Jkg°C] Koefisien Prandtl’s untuk udara dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
32 Jika tidak ada penguapan, maka kH
oil-air
dihitung dengan persamaan dari Duffie dan Beckmann 1974, yaitu sebagai berikut:
33
Bahang dari radiasi yang diemisikan dan diterima antara minyak, udara dan air
Tumpahan minyak akan menerima dan kehilangan bahang karena emisi radiasi gelombang panjang matahari. Jumlah bahang yang hilang dan diterima
dihitung dengan dengan hukum dari Stefan- Boltzman’s. Nilai bersih bahang yang
diterima oleh tumpahan minyak dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: 34
dimana: = Boltzman constant 5.72
⋅ 108 [Wm
2
K] = Emisivitas udara
= Emisivitas air = Emisivitas minyak
= Suhu udara = Suhu air
= Suhu minyak
Bahang dari radiasi matahari
Radiasi matahari yang diterima tumpahan minyak dipengaruhi oleh beberapa faktor anatara lain: lokasi dimana minyak tumpah, tanggal dan waktu,
tingkat tutupan awan dan kandungan lapisan udara. Variasi radiasi matahari dalam sehari diasumsikan dengan fungsi sinusoidal, yaitu sebagai berikut:
35 dimana:
Dalam satu hari dimulai dari matahari terbit sampai dengan tenggelam. = waktu matahari terbit [detik] dimulai dari tengah malam.
= waktu matahari terbit [detik] dimulai dari tengah malam. dapat dihitung dengan menambahkan lamanya waktu dalam sehari
, dengan persamaan sebagai berikut: 36
dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: 37
dimana: = Lintang
= Deklinasi bumi terhadap matahari sebanding dengan,
38 adalah emisi matahari dari daratan, dihitung dengan persamaan yang
digunakan dari Duffie dan Beckmann 1974, yaitu sebagai berikut:
39 dimana:
= Konstanta matahari 1.353 [Wm] = hari dalam setahun
= sudut matahari. dan,
Jika matahari tidak berawan, maka , tetapi
akan meningkat dengan meningkatnya tingkat perawanan. Jika a adalah albedo maka nilai bersih
radiasi dari matahari adalah sebagai berikut: 40
Bahang yang hilang dari proses penguapan
Penurunan suhu karena penguapan mengakibatkan hilangnya bahang dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
41
dengan: = Bahang dari penguapan pada fraksi minyak ke-I [Jmol]
Sehingga keseimbangan bahang dinamis dari tumpahan minyak diberikan sebagai berikut:
42 dimana:
= Laju butiran air yang masuk [m
3
s] = Laju butiran minyak yang masuk ke kolom air [m
3
s] = Kapasitas bahang minyak [Jkg °C]
= Kapasitas bahang air [Jkg °C]
Transfer bahang antara minyak dan air
Transfer bahang antara minyak dan air, dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
43 dimana k
H oil-water
koefisien transfer bahang dari Bird et al 1960 dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
44 Konstanta Prandtl’s dari air dihitung dengan persamaan yang dikemukakan
oleh Duffie dan Beckmann 1974, yaitu sebagai berikut: 45
adalah koefisien Reynolds untuk menghitung koefisien transfer bahang antara minyak dan air, dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
46 dimana
adalah viskositas kinematik dari minyak.
2.2.2.7 Viskositas
Viskositas minyak akan meningkat selama proses pelapukan minyak, terutama diakibatkan oleh proses emulsifikasi dan penguapan. Selain itu,
viskositas sangat ditentukan oleh suhu tumpahan minyak. Perhitungan viskositas minyak dilakukan melalui tiga tahap yaitu pertama, viskositas tanpa adanya
butiran air dalam minyak pada suhu referensi T
ref
= 100°F, dengan persamaan dari Kendall-Monroe yaitu sebagai berikut:
47 dimana:
= Fraksi model dari fraksi ke-i Kedua, perhitungan viskositas minyak pada suhu aktual dengan
menggunakan persamaan dari CONCAWE 1983, yaitu sebagai berikut: 48
dengan: T
= Suhu [K] v
= Viskositas kinematik pada suhu T C
s
B = 3.98
Ketiga, perhitungan viskositas minyak pada suhu aktual dan kandungan air dengan menggunakan persamaan dari Hossain dan Mackay 1980, yaitu sebagai
berikut: 49
Penguapan juga akan menyebabkan peningkatan viskositas dan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
50 dimana:
= dimensi kandungan didalam minyak [wt] = Fraksi minyak yang terevaporasi
Kombinasi pengaruh dari emulsifikasi dan penguapan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
51
2.2.2.8 Tegangan permukaan
Tegangan permukaan dihitung dengan persamaan sebagai berikut: 52
2.2.2.9 Kapasitas bahang
Kapasitas bahang di air, udara dan minyak diberikan dengan persamaan sebagai berikut:
53 54
dan, 55
Suhu dihitung dengan satuan Kelvin.
2.2.2.10 Titik tuang
Titik tuang minyak dimana minyak tidak mengandung butiran air dihitung dengan persamaan dari CMFMWOS 1985, yaitu sebagai berikut:
56 Nilai titik tuang akan meningkat dengan bertambahnya kandungan air dalam
minyak dari proses emulsifikasi dan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
57
2.3 Karakteristik Minyak
Minyak bumi adalah suatu campuran kompleks yang sebagian besar komponen mengandung karbon dan hidrogen serta nitrogen, sulfat dan oksigen
dalam jumlah kecil Seager Stocker 1976. Banyak perbedaan jenis minyak
yang terbentuk dari ratusan komposisi utama dan ribuan komposisi kimia lainnya. Adanya keberagaman mengakibatkan setiap produk minyak mempunyai
karakteristik unik yang berbeda satu dengan lainnya. Karakteristik minyak akan menentukan nasib minyak pada saat tumpah dan dampak terhadap organisme
yang berada di lingkungannya. Karakteristik minyak juga menentukan tingkat efisiensi pembersihan minyak saat tumpah di laut. Disamping itu karakteristik
minyak sangat penting untuk mengembangkan model pergerakan tumpahan minyak. Karakteristik minyak mentah beserta dengan turunan produknya dan
komposisi kimia dan karakteristik fisika dari masing-masing jenis minyak adalah sebagai berikut:
2.3.1 Komposisi Minyak
Minyak mentah terdiri dari campuran rantai ikatan hidrokarbon mulai dari rantai terkecil dengan ikatan yang lemah sampai dengan rantai yang besar dengan
ikatan yang kuat. Komposisi campuran dari rantai hidrokarbon tersebut terbentuk dan tergantung dari formasi geologi dilokasi penemuan ladang minyak dan sangat
berperan dalam pembentukan karakteristik minyak Fingas 2000. Komposisi minyak dari berbagai jenis produk minyak dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi kandungan hidrokarbon dari berbagai jenis produk minyak dalam.
No Kelompok
Kelas Ikatan
Gasoline Diesel
Light Crude
Heavy Crude
IFO Bunker
C
1 Saturates
50-60 65-95
55-90 25-80
25-35 20-30
Alkanes 45-55
35-45 Cyclo-
alkanes 5
30-50 Waxes
0-1 0-20
0-10 2-10
5-15 2
Olefins 5-10
0-10 40-50
3 Aromatics
25-45 5-25
10-35 15-40
0.05-1.0 30-50
BTEX 15-25
0.5-2.0 0.1-2.5
0.01-2.0 40-60
0.00- 1.0
PAHs 0-5
5-35 15-40
15-25 30-50
4 Polar
Compounds 0-2
1-15 5-40
10-30 Resins
0-2 0-10
2-25 10-15
10-20 Asphalte
0-10 0-20
5-10 5-20
