PROSES TRANSPORTASI SEDIMEN DI LINGKUNGAN PESISIR

This page was exported from - Karya Tulis Ilmiah
Export date: Sun Sep 3 1:39:30 2017 / +0000 GMT

PROSES TRANSPORTASI SEDIMEN DI LINGKUNGAN PESISIR
LINK DOWNLOAD [70.41 KB]
PROSES TRANSPORTASI SEDIMEN DI LINGKUNGAN PESISIR
Definisi: kecepatan pengendapan atau kecepatan jatuh atau kecepatan terminal (w_s) dari partikel sedimen didefinisikan sebagai
tingkat di mana sedimen mengendap dalam keadan cair. Ini merupakan diagnostik ukuran butir, tetapi juga peka terhadap bentuk
(kebulatan dan kebulatan) dan kepadatan buliran serta viskositas dan densitas fluida. Ini mengintegrasikan semua ini menjadi
parameter transportasi utama.
Viskositas: Viskositas dinamis (?, massa = panjang = waktu) dan viskositas kinematik (v = ?/?, length2 = waktu) dari pengaruh
pengendapan kecepatan cairan. Visikositas tergantung pada suhu. Nilai viskositas udara, air murni, dan air laut yang diberikan pada
catatan.
Keseimbangan gaya pada pengendapan partikel.
Suatu partikel yang mengendap dalam air karena adanya gaya gravitasi akan mengalami percepatan sampai gaya dari tahanan dapat
mengimbangi gaya gravitasi, setelah terjadi kesetimbangan partikel akan terus mengendap pada kecepatan kostan yang dikenal
sebagai kecepatan akhir atau kecepatan pengendapan bebas.
Laju pengendapan partikel dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :
Berat jenis air
Berat jenis partikel padatan
Viskositas air

Aliran dalam bak pengendapan
Bentuk dan ukuran partikel
Berat jenis fluida lebih besar dari pada berat jenis partikel padatanya, maka laju pengendapanya lamban. Begitu juga sebaliknya,
semakin besar berat jenis partikel maka laju pengendapannya cepat.
Laju pengendapan sangat dipengaruhi oleh viskositas dimana viskositas sangat berkaitan erat dengan suhu yang ada. Bila temperatur
tinggi maka viskositas menurun sehingga bantuk dan ukuran partikel semakin kecil sehingga laju pengendapan cepat.
Kemajuan dalam memprediksi kecepatan pengendapan sedimen datang dari kerja teoritis dan laboratorium dari sebuah sekolah.
Gaya gravitasi, daya apung, dan gaya dorong atas partikel dalam fluida merupakan gaya-gaya yang terjadi pada proses pengendapan
partikel.
Gravitasi: Gaya gravitasi bersih merupakan perbedaan antara berat dan daya apung (FG = ?sVg, Fb = ?Vg) di mana ?s dan ? adalah
sedimen dan densitas cairan, V adalah volume partikel sedimen, dan g adalah percepatan gravitasi (g ? 980cm/s2 = 9.8m = s2). Jika
kita mendefinisikan positif ke bawah, gaya gravitasi bersih pada partikel itu adalah.
Catatan: Gaya (F) (massa x percepatan) memiliki satuan Newton (SI) atau dyne, di mana 1 N = 1 kgm/s2, 1 dy = 1 gcm/s2, and 1 N
= 105dy.
Untuk bidang, volume, V= 4/3 ?r3= ?/6 D3,, di mana D adalah diameter butiran. gaya gravitasi bersih atas sebuah bidang adalah itu
adalah Persamaan 2. Gaya gravitasi bersih ke bawah (positif) adalah sedimen yang lebih padat dari cairan, dan ke atas (kurang dari
nol) adalah sedimen kurang padat dari pada cairan.
Bayangkan sebutir sedimen awalnya saat istirahat. Setelah gaya gravitasi mulai mempercepat partikel, kecepatannya meningkat.
Sedimen, sekarang bergerak melalui fluida, akan merasakan gaya dorong gesekan, FD, yang sebanding dengan kuadrat dari
kecepatan relatif dari partikel dalam cairan. FD akan meningkat karena partikel mempercepat, sampai, akhirnya, gaya dorongan

persis menyeimbangkan gaya gravitasi bersih. Pada saat itu, sedimen telah mencapai kecepatan jatuh terminal.
Gaya Dorong: Kekuatan dorong tergantung pada bentuk partikel, ukuran, dan kecepatan relatif, dan densitas dan viskositas fluida.
di mana u adalah kecepatan partikel relatif terhadap fluida, dan A adalah luas cross sectional dari tegak lurus partikel lintasan.
Hambatan koefisien, CD, adalah nomor non-dimensi yang tergantung pada bentuk partikel, viskositas kinematik fluida, dan ukuran
butir. Kita dapat melihat dari Persamaan 3, bahwa gaya dorong akan meningkat dengan kuadrat dari kecepatan dari sebuah
pengendapan partikel.
Gaya total pada partikel akan menjadi perbendaan antara gaya gravitasi bersih dan gaya dorongan, Fg - FD. Setelah gaya dorongan
meningkat ke titik di mana keseimbangan gaya gravitasi (FD = Fg), partikel akan berhenti untuk mempercepat dan akan telah
mencapai kecepatan terminal.
Pada titik ini kecepatan dalam Persamaan 3 sama dengan kecepatan pengendapan, u = ws. Dengan menyamakan hukum dorongan
(Persamaan 3) dengan definisi gaya gravitasi bersih (Persamaan 1), dan menggantikannya ws untuk u kita mendapatkan hukum

Output as PDF file has been powered by [ Universal Post Manager ] plugin from www.ProfProjects.com

| Page 1/3 |

This page was exported from - Karya Tulis Ilmiah
Export date: Sun Sep 3 1:39:30 2017 / +0000 GMT

umum untuk menyelesaikan:

Koefisien dorong: Untuk melangkah lebih jauh dengan ini, kita perlu berpikir tentang koefisien dorongan, CD. Koefisien dorongan
telah didefinisi untuk objek dengan bentuk berbeda, dan studi laboratorium telah digunakan untuk merencanakan koefisien dorong
untuk berbagai karakteristik ow. Untuk kasus pengendapan butiran alami, satu pendekatan adalah dengan menggunakan hubungan
teoritis dan empiris yang diperoleh untuk lingkungan yang sempurna, dan kemudian menyesuaikan mereka untuk menjelaskan
berbagai bentuk sedimen alami.
Hukum Stoke
Gaya gesek antara permukaan benda padat yang bergerak dengan fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif gerak benda ini
terhadap fluida. Hambatan gerak benda di dalam fluida disebabkan oleh gaya gesek antara bagian fluida yang melekat ke permukaan
benda dengan bagian fluida di sebelahnya. Gaya gesek itu sebanding dengan koefisien viskositas (?) fluida. Menurut Stokes, gaya
gesek adalah:
Fs=6 ? r ? v
Keterangan: Fs : gaya gesek (N) r : jari-jari benda (m) v : kecepatan jatuh dalam fluida (m/s)
Persamaan di atas dikenal sebagai hukum Stokes. Penentuan ? dengan mengunakan hukum Stokes dapat dilakukan dengan
percobaan kelereng jatuh. Sewaktu kelereng dijatuhkan ke dalam bejana kaca yang berisi cairan yang hendak ditentukan koefisien
viskositasnya, kecepatan kelereng semakin lama semakin cepat. Sesuai dengan hukum Stokes, makin cepat gerakannya, makin besar
gaya geseknya. Hal ini menyebabkan gaya berat kelereng tepat setimbang dengan gaya gesek dan kelereng jatuh dengan kecepatan
tetap sebesar v sehingga berlaku persamaan:
w = Fs
m.g=6?r?v
Penyelesaian Hukum Stoke berasal dari penyederhanaan Persamaan 4 untuk kasus sebuah bidang kecil. Koefisien dorongan dari

bidang telah ditemukan menjadi fungsi dari sejumlah nomor non dimensional, partikel bilangan Reynolds, R_D uD/v, dimana u, D,
dan v adalah kecepatan, diameter bidang, dan viskositas kinematik. Partikel Reynolds digunakan untuk menunjukkan apakah lapisan
batas di sekitar partikel adalah turbulen atau laminar, dan hambatan yang diberikan akan bergantung pada hal ini. Catatan
memberikan hubungan antara koefisien dorongan dan partikel bilangan Reynolds untuk lingkungan.
Bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vs?) terhadap gaya viskos (?/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua
gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda,
misalnya laminar dan turbulen.
Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti
halnya dengan bilangan tak berdimensi lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran
yang mirip secara geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan tak
berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.
Untuk bilangan Reynolds partikel kecil (RD 0,005 ?cm?2?s). Sedimen berukuran 3.5 ?
mendekati kisaran Stoke, karena sedimen, D = 0,0088 cm dan w_s = 0:0053 cm / s, memberikan Dw_s ? 0:0053 ?cm?2?s. Jadi, di
dalam air, kisaran Stoke termasuk sedimen yang berukuran 3.5 ? dan halus. Hukum Stoke adalah dasar untuk mengukur ?diameter
efektif" dari partikel yang mengendap. Kecepatan pengendapan telah diukur, dan kemudian diameter dari lapisan yang seimbang
didukung dari Persamaan 7.
Untuk meringkas, dalam kisaran Stoke, (R_D