Fakultas Teknik UGM
ISBN : 978-602-98726-1-3
Annual Engineering Seminar 2012
Yogyakarta, 16 Februari 2012
24.
KONSEP PENGEMBANGAN RUANG TERBUKA HIJAU
D138
DI SEMPADAN SUNGAI CODE, KELURAHAN GOWONGAN,
KOTA YOGYAKARTA
Dana Adikusuma, Achmad Andi Rif’an, Dian Kusuma Wardhani
25.
PENENTUAN EFEKTIVITAS DESAIN UNIT CYCLONE UNTUK
D146
MEREDUKSI PARTIKULAT DI UDARA
Allen Kurniawan, Yanuar Chandra Wirasembada
26.
KAJIAN PEMISAHAN ALIRAN DASAR PADA PENURUNAN
D152
HIDROGRAF SATUAN
Nilna Amal
27.
PENGETAHUAN MANDOR KONSTRUKSI DALAM BIDANG
D158
MATERIAL DAN STRUKTUR UNTUK BANGUNAN TAHAN
GEMPA
Penentuan Efektivitas D
Allen Ku
Institut Pertanian Bogor
Cyclone is one of air pollution particulate emissions in industri influence to reduce particulate, efficiency that appropriate with research was to determine the b criteria to recommend the approp three versions of cyclone desig processes used Barth, Leith-Lich 20 m/s) and volumetric flow rate lower volumetric flow rate and th removal efficiency value.
Keywords:air pollution control, cycl
1. Pendahuluan
Pencemaran diakibatkan oleh aktiv proses alamiah di lingkungan. terjadinya, secara garis besar pen menjadi tiga bagian, yaitu pencemar tanah. Pencemaran udara menurut Per No. 41 Tahun 1999 tentang Pengend Udara adalahmasuk dan dimasukkann komponen lain ke dalam udara amb manusia, sehingga mutu udara ambie tingkat tertentu yang menyebabkan ud
dapat memenuhi fungsinya. Bebera
konsentrasi di atas normal dap pencemaran udara, sepertipartikulat. Partikulat merupakan campuran da dan anorganik di atmosfer yang berb padatan. Partikulat dapat berbentuk atau aerosol. Partikulat dalam jumlah efek mengganggu kesehatan manusia mencegah terdispersinya partikulat di adanya unit pengontrol. Salah satu jen partikulat adalah cyclone. Unit ini mer perangkat untuk memisahkan fasa padatan yang paling umum dim mereduksi emisi partikulat di lingkung Seringkali kemampuan cyclone di memberikan pengaruh yang signifikan partikulat. Hal ini diakibatkan tidak dik pendekatan terbaik dalam menentuk efisiensicyclone sesuai dengan besar yang masuk. Pendekatan yang umum menentukan dimensi cyclone adalah L dan Swift. Sedangkan dalam penentu terbaik digunakan Model Barth, Leith Leith [1].
" # $ %
s Desain Unit Cyclone untuk Mereduk
Udara
Kurniawan, Yanuar Chandra Wirasembada
gor, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Bogor, 16680,
Abstract
ion control devices for separating the gas phase to the so trial area. Sometimes the cyclone performance does n te, because the best approach to determine the cyclon th the air flow rate input is unknown. Therefore, the m
e best cyclone dimensions and efficiency, based on ropriate design for particulate control device in industrial sign standard dimension (Lapple, Swift and Stairmand icht and Ionizia-Leith Models, with variations of gas inl rate (60000, 65000, 70000 m3/hr). The calculation resu d the higher gas velocity at cyclone inlet will provide th
yclone, particulate.
ktivitas manusia dan . Menurut media pencemaran terbagi aran udara, air dan eraturan Pemerintah ndalian Pencemaran
nnya zat, energi dan mbien oleh kegiatan bien turun hingga ke udara ambien tidak
erapa polutan pada apat menyebabkan
dari bahan organik erbentuk cairan atau k debu, abu, kabut, ah besar mempunyai sia, sehingga untuk di udara diperlukan jenis unit pengontrol erupakan salah satu a gas dengan fasa imanfaatkan untuk ngan industri.
di lapangan tidak kan untuk mereduksi diketahuinyaanalisis tukan dimensi dan ar laju aliran udara um digunakan untuk h Lapple, Stairmand ntuan nilai efisiensi h-Licht dan
Atas dasar permasalahan penelitian ini adalah:
a. mengetahui dimensi cycl
umum, efisiensi tertinggi d b. menentukan efisiensi cyc
Model Barth, Leith-Licht d c. merekomendasikan desain
aktivitas perindustrian.
2. Metodologi
Duakomponen utama har mendesain cyclone, yaitu dime
cyclone dihitung terlebih d
cyclone dapat diperolehseca
yang memiliki efisiensiterting dianggap mampu mereduksi efektif dan efisiendi udara.
Komponen dimensi cyclon
Sedangkan hubungan antara
cyclone dalam menentukan dim
[1][2]. Secara umum, pro menentukan korelasi efisiens model pendekatan, yaitu:
E-mail: allenkurniawan@ipb.ac.id
uksi Partikulat Di
0, Indonesia.
solid phase to reduce s not have significant lone dimensions and main purpose of this n several alternatives rial activity. There are and). The calculation inlet velocity (10, 15, sults obtained thatthe the higher particulate
an tersebut, maka tujuan
yclone berdasarkan kriteria i dan laju aliran tertinggi;
cyclone terbaik berdasarkan t dan Ionizia-Leith; dan ain cyclone yang tepat untuk
harus diperhitungkan untuk mensi dan efisiensi. Dimensi dahulu sehingga efisiensi cara keseluruhan. Cyclone
tinggi kemudian dipilih dan ksi emisi partikulat secara
Gambar 1.Dimensi Cyclone
Sumber: Wang et. al, 2004.
2.1 Model Barth
Prosedur perhitungan efisiensi Mod sebagai berikut.
a. Menghitung nilai
1 1.2 ⁄ ... b. Menghitung nilai v0
...
c. Menghitung nilai
Tabel 1.Dimensi Standar untuk Mera
Hubungan
2.2 Model Leith-Licht
Prosedur perhitungan efisiensi M adalah sebagai berikut.
a. Menghitung
2.3
! "
... b. Menghitung n
" # $ %
d. Menghitung nilai *
* + ,Untuk De ≤ B
axis) pada Model Barth (m
ρp = densitas partikel (kg/
Vtmax= kecepatan maksimu
Di = diameter partikel (m)
µ = viskositas gas (kg/m. Q = laju alir volumetrik g f. Menghitung efisiensi
η; <
#<'=012/012)?@". A ... ηI = efisiensi partikel dari
Vts = kecepatan akhir parti
Vtsm= kecepatan akhir parti
pada Model Barth (m/dtk)
rancang Cyclone
Versi
Swift Stairmand Swift Stairma
Penggunaan
Efisiensi Tinggi Laj
Nilai
Model Leith-Licht
... (8)
B 1 C1 0.67= .<
T = temperatur gas (ºK) c. Menghitung G
G H I'J-%
a outletcyclone(m/dtk) 02
B ... (4)
, Untuk De ≥ B... (5)
... (6)
atau poros pusat(central
(m) g/m3)
mum tangensial gas (m/dtk) m)
m.dtk)
k gas (m3/dtk atau l/mnt)
... (7)
ari diameter Di
rtikel (m/dtk)
artikel dengan efisiensi 50% k)
rmand Swift
Laju Aliran Tinggi
KL * , / J 'I%R S /S J Jika (H-S
- * , / -%(R
. -%I
Jika (H-S) < Zc ...
Zc = ketinggian sumbu pusat cyclo
Dc = diameter sumbu pusat cyclon
Vnl = volume annular antara S dan
panjang vortex, tidak termasuk sum poros tengah (m3)
VH = volume di bawah saluran outl
sumbu tengah atau poros tengah (m e. Menghitung T
T U2CV , W 2⁄ = $ 4 KL.-Y ... f. Menghitung Z;
Z; 34= 8 ?
<Q: ...
g. Menghitung efisiensi
η; 1 exp ^ 2 #_`8 B / 1 A
(15)
τi = waktu relaksasi (dtk)
n = vortex exponent
G = parameter geometrik pada Mo
2.3 Model Iozia-Leith
Prosedur perhitungan efisiensi M adalah sebagai berikut.
a. Menghitung a
ln a 0.62 0.87 ln e / 5.21 1.05 ln #gB A$ ...
b. Menghitung
; ... 6.1 ;
.h< % .i
3. Hasil dan Pembahasan
Cyclone bekerja dengan memaksak
mengalir spiral pada ruang tertutup, dihembuskan menuju dinding vess
sentrifugal [3]. Partikel bergerak ke gravitasi dan dihilangkan dari c
penampung, dan gas yang telah tersari ke atas. utlet, tidak termasuk (m3) Model Leith-Licht Model Leith-Licht 21 ln / ... (16)
... (17)
- % .RR ... (18)
c. Menghitung G G 0.47 % .$e d. Menghitung + , # -%(⁄ %<. A + , Untuk dc< B e. Menghitung e e m 34J 09:1)67 n .e ... f. Menghitung efisiensi η; C<' op/< 8 qO ... 2.4 Korelasi Penurunan Penentuan Efisiensi Total Prosedur perhitungan penuru penentuan efisiensi total adala a. Menghitung ∆+ ∆+ 16 (Shepherd & ∆+ 11.3 $/ 3.33( Wang 2004) ... ∆+ 20 (Ramachan 2004) ... b. Menghitung ∆s ∆s 358 $ ∆+ ... c. Menghitung tu tu w∆vx ... Ef = efisiensi kipas d. Menghitung y ; aring berputar keluar ! alah sebagai berikut. d & Laplle) ... (24)
Gambar 2. Bagian-Bagian dari Cyclon
Cyclone relatif murah dan mudah diba
sedikit pemeliharaan, serta dapat beke tekanan tinggi. Tergantung pada kiner
dapat digunakan sebagai prec
menghilangkan partikel yang lebih pengolahan lanjutan seperti bag filter precipitator. Jika dirancang dengan ba mengumpulkan partikel yang lebih b
Tabel 2.Dimensi Cyclone
Deskripsi
ibangun, dibutuhkan kerja pada suhu dan nerja proses, cyclone
recollector untuk
bih besar sebelum
ter atau electrostatic
baik, cyclone dapat h besar dari 10 µm
dengan efisiensi tinggi. Untuk efisiensi menjadi jauh menu digunakan pada pengolahan d melekat atau padatan dengan tinggi, sehingga penggumpala terjadi [4].
Dalam merancang dime digunakan untuk mendapatkan pada setiap elemen dimensi Stairmand, sehingga dihas dimensi. Semakin besar laju a (Q), maka semakin besar pu dihasilkan. Pada penelitian sebesar 60000, 65000 dan contoh, pada Tabel 2 digu m3/jam.
Dengan menggunakan
Application (VBA)pada
memasukkan seluruh rumus Model Barth, Leith-Licht dan ditentukan nilai efisiensi pen diameter perkiraan antara 0-Gambar 3 dengan Metode Sw laju alir volumetrik sebesa disimpulkan bahwa semakin k membesarnya kecepatan gas d penyisihan partikulat semakin
Versi
Swift Stairmand Swift Stairma
Penggunaan
Efisiensi Tinggi Laj
Nilai (m)
tuk partikel yang lebih kecil, nurun. Cyclone tidak dapat n dengan sifat partikel yang gan kandungan kelembaban alan dan penyumbatan dapat
imensi cyclone, Tabel 1 kan nilai faktor pembanding si versi Lapple, Swift dan hasilkan beberapa variasi
ju alir (flow rate) volumetrik pula dimensi cyclone yang
n ini digunakan variasi Q n 70000 m3/jam. Sebagai gunakan Q sebesar 70000
program Visual Basic
Microsoft Excel dan
us (1) hingga (32) untuk dan Iozia-Leith maka dapat penyisihan partikulat untuk -100 µm. Sebagai contoh, wift-Barth versi umum pada esar 60000 m3/dtk, dapat
n kecil Q dan diikuti dengan as di inlet (v), maka efisiensi kin besar.
rmand Swift
Laju Aliran Tinggi
Gambar 3. Efi Pada Model Swift-Umum
Pada Gambar 3 di atas, nilai efi partikulat dengan kecepatan gas (v3)
jauh lebih besar dibandingkan deng m/dtk. Namun pada diameter partike nilai efisiensi semakin menunjukkan tidak terlalu signifikan. Hal tersebu bahwa semakin besar diameter parti semakin tinggi efisiensi kinerja pada c
Pada Model Barth, persentase nilai setiap diameter partikulat dihasilkan ol
Gambar 4. Efisien Versi Umum, Efisiensi Tinggi dan Laj
" # $ %
Efisiensi Penyisihan Partikulat Terhadap Variasi Kecepa
efisiensi penyisihan ) sebesar 20 m/dtk ngan v1 sebesar 10
ikel di atas 30 µ m, an perbedaan yang butmengindikasikan
rtikel yang tersisih, a cyclone.
lai efisiensi tertinggi oleh cyclone
Swift-efisiensi tinggi. Kondisi te simulasi yang tersaji padaG perhitungan menggunakan sebesar 10 m/dtk. Hal serupa Litch ketika persentase nilai partikulat dihasilkan oleh cyc
(Gambar 5a).
ensi Penyisihan Partikulat Terhadap Variasi Model Swif aju Aliran Tinggi
! ! ! !
&' ( ) !* (
D150
patan
tersebut berdasarkan hasil aGambar 4 dengan contoh kecepatan gas di inlet pa terjadi pada Model Leith-ilai efisensi tertinggi setiap
yclone Swift-efisiensi tinggi
(a)
Gambar 5. Efisiensi Penyisihan Partik Leith Versi Umum (b), Efisiens
Model Iozia-Leith mempunyai kond dibandingkan dengan Model Barth Pada model tersebut, persentase nilai untuk diameter partikulat 0-20 mm
cyclone Swift-umum, sedangkan
partikulat 20-100 mm dihasilkan oleh aliran tinggi (Gambar 5b).
4. Kesimpulan
Dari penelitian di atas maka dapat d bahwa:
a. Semakin tinggi laju alir (flow rate
maka dihasilkan dimensi cyclon
besar.
b. Semakin kecil Q dan diiku
kecepatan gas di inlet (v), maka ef partikulat pada cyclonesemakin me c. Efisiensi partikulat terbesar terda versi efisiensi tinggi, kecuali Mode
Daftar Pustaka
[1] Wang, L. K., Pereira, N. C., Hung
Pollution Control Engineering
Inc., Totowa.
[2] Cooper, C. D., Alley, F. C., 20
Control: A Design Approach,
Waveland Pr Inc., New York. [3] De Nevers, N., 2010, Air P
Engineering, Second Edition, W New York.
" # $ %
(b)
rtikulat Terhadap Variasi Model Swift Leith-Litch (a) da ensi Tinggi dan Laju Aliran Tinggi
ndisi yang berbeda th dan Leith-Litch. lai efisiensi tertinggi m dihasilkan oleh n untuk diameter eh cyclone Swift-laju
at ditarik kesimpulan
ate) volumetrik (Q),
lone yang semakin
ikuti diperbesarnya efisiensi penyisihan membesar.
rdapat pada cyclone
del Iozia-Leith.
ung, Y. T, 2004, Air ing, Humana Press
2010, Air Pollution
, Fourth Edition,
Pollution Control
, Waveland Pr Inc.,
[4] Vallero, D., 2008, Funda
Fourth Edition, Academi
! ! ! !
&' ( ) !* (
D151
dan Model Iozia-
