rafika ratik f351150191-debu (cyclon)

8/17/2019 Rafika Ratik f351150191-Debu (Cyclon)

1/21

TUGAS MATA KULIAH

MANAJEMEN LINGKUNGAN INDUSTRI LANJUT

TEKNIK PENGENDALIAN PENCEMARAN DEBU

MENGGUNAKAN METODE CYCLONE

Oleh:

Rafika Ratik Srimr!i

"#$%%$&%'%

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

"AKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(&%)


2/21

I* PENDAHULUAN

A* Latar Belaka!+

Kualitas udara dilingkungan semakin menurun disebabkan oleh aktivitas

sektor industri di Indonesia yang semakin meningkat. Perkembangan industri

yang pesat dapat meningkatkan taraf hidup dan pencemaran udara akibat proses

pengolahan atau hasil industri tersebut. Berbagai zat dapat mencemari udara

seperti debu, zat-zat kimia, gas beracun, dan lain-lain.

Debu merupakan salah satu enis partikel pencemar di udara. Partikelmerupakan polutan yang paling berbahaya. !edangkan yang paling rendah

toksisitasnya adalah karbonmonoksida. "eknik untuk mengontrol emisi partikel

semua didasarkan pada penangkapan partikel sebelum dilepaskan ke atmosfer.

#etode yang digunakan untuk mencapai tuuan tersebut dipengaruhi oleh ukuran

partikel.

Debu dan asap yang tersuspensi di udara dapat dihilangkan dari aliran udara

dengan menggunakan beberapa alat pengendali. "erdapat tiga buah alat yang

dapat menyisihkan partikulat dari udara, yaitu $ Cyclonee, Electrostatic

Precipitator , dan Baghouse Filter . Ketiga alat diatas memiliki spesifikasi dan

efisiensi yang berbeda-beda, sehingga digunakan untuk keperluan dan keadaan

yang berbeda-beda disesuaikan dengan karakteristik alat tersebut. Cyclonee

merupakan alat mekanis sederhana yang digunakan untuk menyisihkan partikulat

%debu& dari aliran gas.

B* T,a!

'. #engetahui teknik pengendalian pencemaran debu dengan metode cyclone.

(. #engetahui perkembangan teknologi pengendalian pencemaran debu

menggunakan metode cyclone.

). #engetahui desain cyclone yang paling tepat dan efisien dalam mengendalikan

pencemaran debu.

*. #engetahui model cyclone dalam mengendalikan pencemaran debu.


3/21

II* TINJAUAN PUSTAKA

A* Partikel De-

%* Pe!+ertia! De-

#enurut !arudi %(+'+&, debu %partikulat& adalah bagian yang besar dari

emisi polutan yang berasal dari berbagai macam sumber sepeti mobil, truk,

pabrik baa, pabrik semen, dan pembuangan sampah terbuka. kuran partikel

debu yang dihasilkan dari suatu proses sangatlah bervariasi. kuran partikel

yang besar akan tertinggal pada permukaan benda atau turun kebaah%menetap sementara diudara& dan ukuran partikel yang kecil akan terbang atau

tersuspensi diudara. Debu umumnya dalam ukuran micron, sebagai

pembanding ukuran rambut adalah +-/+ micron.

#enurut 0ardhana %(++'&, debu sebagai pencemar udara mempunyai

aktu hidup, yaitu pada saat partikel masih melayang-layang sebagai pencemar

di udara sebelum atuh ke bumi. 0aktu hidup partikel berkisar antara beberapa

detik sampai beberapa bulan. !edangkan kecepatan pengendapannya

tergantung pada ukuran partikel, massa enis partikel serta arah dan kecepatan

angin yang bertiup. Partikel yang sudah mati karena atuh mengendap di bumi,

dapat hidup kembali apabila tertiup oleh angin kencang dan melayang-layang

lagi di udara.

(* Sifat De-

#enurut Departemen Kesehatan 1I tahun '22* dalam !itepu %(++(&,

sifat-sifat debu adalah sebagai berikut$

'& !ifat Pengendapan

!ifat pengendapan adalah sifat debu yang cenderung selalu mengendap

karena gaya gravitasi bumi. 3amun karena kecilnya ukuran debu, kadang-

kadang debu ini relatif tetap berada di udara.

(& !ifat Permukaan Basah

!ifat permukaan debu akan cenderung selalu basah, dilapisi oleh lapisan air

yang sangat tipis. !ifat ini penting dalam pengendalian debu dalam tempat

kera.

)& !ifat Penggumpalan


4/21

Penggumpalan dapat teradi karena permukaan debu selalu basah, sehingga

dapat menempel satu sama lain. "urbulensi udara meningkatkan

pembentukan penggumpalan debu. Kelembaban di baah saturasi, kecil

pengaruhnya terhadap penggumpalan debu. Kelembaban yang melebihi

tingkat huminitas di atas titik saturasi mempermudah penggumpalan debu.

*& !ifat 4istrik !tatis

Debu mempunyai sifat listrik statis yang dapat menarik partikel lain yang

berlaanan. Dengan demikian, partikel dalam larutan debu mempercepat

teradinya proses penggumpalan.

& !ifat 5ptis

Debu atau partikel basah atau lembab lainnya dapat memancarkan sinar

yang dapat terlihat dalam kamar gelap.#* Sm-er.Sm-er De-

!umber pencemar partikel %debu& dapat berasal dari peristia alami dan

dapat uga berasal dari kegiatan manusia %0ardhana (++'&. !umber

pencemaran partikel akibat kegiatan manusia sebagian besar berasal dari

pembakaran batubara, proses industri, kebakaran hutan dan gas buangan alat

transportasi. 6enis industri yang menghasilkan debu dan banyak mencemari

lingkungan atau udara adalah seperti konstruksi, agrikultur dan pertambangan.

Didalam proses manufaktur, debu uga dapat dihasilkan dari berbagai aktifitas

seperti crushing, grinding, abrasion dan lain-lain. Banyaknya debu yang

dihasilkan oleh aktifitas industri sangat tergantung kepada enis proses dan

bahan yang digunakan atau diproses. !edangkan pencemaran partikel yang

berasal dari alam antara lain$

'& Debu tanah7pasir halus yang terbang terbaa oleh angin kencang.

(& 8bu dan bahan-bahan vulkanik yang terlempar ke udara akibat letusan

gunung berapi.)& !emburan uap air panas di sekitar daerah sumber panas bumi di daerah

pegunungan.

/* Ma0am.Ma0am De-

#enurut 9!P 8cademy "raining :enter %(+''&, dari sisi occupational

health, debu diklasifikasikan menadi tiga kategori, yaitu$


5/21

1) Respirable Dust

Respirable dust adalah debu atau partikel yang cukup kecil yang dapat

masuk kedalam paru-paru bagian dalam. Partikel yang masuk kebagian

paru-paru bagian dalam secara umum akan tinggal selama-lamanya didalam

paru-paru.

2) Inhalable Dust

Inhalable dust yaitu debu yang bisa masuk kedalam tubuh akan tetapi

terperangkap atau tertahan di hidung, tenggorokan atau sistem pernapasan

bagian atas, ukuran inhalable dust berdiameter kira-kira '+ mikron.

3) otal Dust

otal dust adalah semua airborne partikel tanpa mempertimbangkan ukuran

dan komposisinya.

$* Nilai Am-a!+ Bata1 !tk De- 3ilai ambang batas adalah kadar tertinggi suatu zat dalam udara yang

diperkenankan, sehingga manusia dan makhluk lainnya tidak mengalami

gangguan penyakit atau menderita karena zat tersebut %8gusnar, (++;&. Kadar

debu yang melampaui ambang batas yang ditentukan dapat mengurangi

penglihatan, menyebabkan endapan pada mata, hidung, dan telinga dan dapat

uga mengakibat kerusakan pada kulit. 3ilai ambang batas kadar debu di udara

berdasarkan Permenakertrans 1I 3omor ') tahun (+'' tentang 3ilai 8mbang

Batas Bahan


6/21

pengendap gravitasi, kolektor cyclone %cyclone&, penggosok7sikat basah %!et

scrubber & dan presipitator elektrostatik %1atnani 1.D, (++;&.

%* Pe!+e!a4 Gra3ita1i

Dalam ruang pengendapan gravitas, aliran gas dilalukan kedalam

ruangan yang cukup besar sehingga velositas gas akan menurun dan aktu

tinggal didalam ruangan tersebut cukup lama untuk mengendapkan debu.

Biasanya ukuran partikel lebih dari + mikron yang dapat dilakukan dengan

cara ini. !edangkan untuk ukuran yang lebih kecil tidak praktis untuk

menggunakan cara ini.

(* K2lekt2r C;0l2!e 8Cyclone9

!istem kolektor cyclone digunakan berdasarkan gas yang mengalir spiral

berputar menghasilkan tenaga sentrifugal terhadap partikel tersuspensi

sehingga partikel terdorong keluar dari aliran gas ke dinding tabung dimana

partikel tersebut dikumpulkan. nit ini mempunyai efisiensi pembersihan

sebesar 2 > untuk partikel dengan ukuran diameter antara ? (+ mikron.

#* Wet Scrubber

"et scrubber adalah alat pembersih yang menggunakan air untuk membantu

menghilangkan kontaminan padatan, cairan, atau gas. :airan menurun melalui

suatu bed yang dipak dalam tabung, sedangkan gas yang berisi partikel akan

naik melalui bed % stripper &. @fektifitas alat ini dipengaruhi oleh tingkat kontak

dan interaksi atara fase cairan dengan kontaminan yang akan dibersihkan

/* Pre1i4itat2r Elektr21tatik

!istem presipitator elektrostatik didasarkan pada kenyataan baha partikel

yang bergerak melalui suatu bagian yang mempunyai potensial elektrostatik

tinggi mempunyai tendensi untuk bermuatan, dimana partikel-partikel tersebutkemudian akan tertarik kebagian lain yang muatannya berlaanan dimana

partikel tersebut akan mengumpul.

III* PEMBAHASAN

A* Ma!a,eme! Pe!+e!alia! Cemara! De-


7/21

#enurut Peraturan Pemerintah 3o '* "ahun '222, Pengendalian pencemara

udara meliputi pencegahan dan penanggulangan pencemaran, serta pemulihan

mutu udara dengan melakukan inventarisasi mutu udara ambien, pencegahan

sumber pencemar, baik dari sumber bergerak maupun sumber tidak bergerak

termasuk sumber gangguan serta penanggulangan keadaan darurat.

Debu sebagai materi partikulat memerlukan penanganan tersendiri. @misi

debu bisa dikendalikan dengan alat khusus agar debu bisa terpisah dari aliran gas

buang. 8lat yang digunakan harus mempertimbangkan aspek ekonomis dan tuuan

akhir pengolahan. Perancangan pengendalian cemaran debu dapat dilihat pada

Aambar '.

Aambar '. Perencanaan pengendalian debu.

Pengendalian pencemaran dapat dilakukan dengan pengendalian pada

sumber pencemar dan pengenceran sehingga senyaa pencemar itu tidak

berbahaya lagi baik untuk lingkungan fisik dan biotic maupun untuk kesehatan

manusia. Pengendalian pencemaran dapat dicapai dengan pengubahan$

a& 6enis senyaa pembantu yang digunakan dalam proses

b& 6enis peralatan proses

c& Kondisi operasi, dan

d& Keseluruhan proses produksi itu sendiri.

Berbagai enis alat pengumpul debu %collectors& didasarkan atas

pengurangan kadar debu atau kadar debu dan gas. #etoda pemisahan ini


8/21

diterapkan dalam berbagai rancangan alat pemisah debu dari aliran gas atau udara.

8lat pemisah debu ini dapat dipilah dalam pemisahan secara mekanis, cara

penapisan, cara basah, dan pemisahan secara elektrostatik.

B* Cyclone

Cyclone merupakan salah satu peralatan yang paling umum digunakan

untuk mengendalikan emisi debu dari aliran gas pada proses industri.

Perkembangan rekayasa teknologi tentang cyclone semakin pesat, diantaranya

yaitu cyclone saat ini telah memungkinkan untuk mengaplikasikan cyclone

sebagai pengering dan reaktor. Cyclone dapat menyisihkan partikulat kasar

dengan diameter '+ mm. Prinsip penyisihan partikulat dari aliran gas pada alat

ini adalah dengan memanfaatkan gaya sentrifugal. 8liran gas berdebu akan masuk

dengan sudut tertentu kemudian berputar dengan cepat. Aaya sentrifugal yang

dihasilkan dari aliran yang berputar akan membuat partikel debu terbuang ke

dinding. Debu akan atuh ke hopper yang lokasinya di baah. 6ika gaya

sentrifugalnya besar maka efisiensi penyisihan partikulat uga akan tinggi

%3urelyza 9, et al (+'*&.

Kelebihan Cyclone yaitu desainnya sederhana, tidak mahal, biaya

pemeliharaan rendah, dan kemampuan beradaptasi untuk berbagai kondisi operasi

seperti pada suhu dan tekanan tinggi. %!amee et al , (++2&. Kekurangan dari

cyclone adalah efisiensi rendah dan biaya operasi tinggi karena tingginya pressure

drop. Cyclone digunakan sebagai pengumpul aal % pre#collector &, pelindung alat

pengendali partikulat efisiensi tinggi %seperti $abric $ilter, electrostatic

precipitator &. "idak cocok digunakan bagi industri yang mengemisikan partikulat

basah, karena dapat terkumpul di dinding cyclone atau di inlet %inlet spinner

%anes&. 6enis-enis cyclone yaitu sebagai berikut$

1& 'ydrocyclone

'ydrocyclone adalah suatu alat yang berfungsi untuk memisahkan

padatan atau gas dari cairan berdasarkan perbedaan gravitasi setiap komponen.

Cyclone ini biasanya digunakan pada industri pengolahan batubara.

Keunggulan dari hydrocyclone yaitu biaya yang dikeluarkan relatif lebih

murah, tidak memerlukan sumber energi yang terpisah, biaya peraatan yang


9/21

murah, mudah diterapkan dalam berbagai dunia industri, pemasangan yang

cepat, dan kemungkinan kesalahan dalam pemasangan relatif kecil.

%a& %b&

Aambar (. %a& hydrocyclone, dan %b& cara kera hydrocyclone.

'ydrocyclone bekera dengan cara memutar zat yang dimasukan di

dalam ruang dalam yang berkontur. #aterial yang lebih berat dialirkan ke

baah melalui alur spiral di sepanang dinding ruangan, sementara material

yang lebih ringan diarahkan ke ruang penampungan di bagian atas.

2& (ulticyclone

Ketika harus menangani volume gas dalam umlah besar dan efisiensi

tinggi maka digunakan beberapa cyclone dengan diameter kecil yang biasanya

dipasang bersama membentuk multicyclone seperti pada Aambar ).

Aambar ). (ulticyclone diameter kecil.

!iklon sering digambarkan sebagai peralatan dengan efisiensi rendah.

3amun dalam perkembangannya, tercatat, siklon mampu menghasilkan efisiensi

2;> bahkan lebih untuk partikel yang lebih besar dari microns %:ooper and

8lley '2;C&. @fisiensi lebih dari 2;> uga tercatat pada siklon untuk partikel yang

diameternya lebih dari )*C microns %


10/21

C* De1ai! Cyclone

Pada umumnya cyclone dirancang dengan kesamaan geometris dimana

perbandingan dimensinya bersifat konstan untuk berbagai diameter %Diameter

body Do&. 3ilai perbandingan ini akan menentukan apakah cyclone tersebut

termasuk enis konvensional, efisiensi tinggi atau high throughput . Dapat dilihat

pada "abel ( berikut ini perbandingan dimensi untuk cyclone.

"abel (. !tandar pendimensian cyclone.

Dimensi

"ipe Cyclone

@fisiensi "inggi Konvensional 9igh "hrouhput

' ( ) * C

Diameter casing %D7D& ' ' ' ' ' '"inggi saluran inlet %97D& +. +.** +. +. +./ +.;

4ebar saluran inlet %07D& +.( +.(' +.( +.( +.)/ +.)

Diameter keluaran gas %De7D& +. +.* +. +. +./ +./

"inggi vorte= %!7D& +. +. +.C( +.C +.;/ +.;

"inggi casing %4 b7D& '. '.* ( './ '. './

"inggi kerucut %4o7D& (. (. ( ( (. (

Diameter keluaran debu %Dd7D& +.)/ +.* +.( +.* +.)/ +.*

Bentuk dasar dan fungsi dari cyclone debu tidak banyak berubah selama '++

tahun. 6enis cyclone yang paling aal yaitu desain E Pot#Bellied E atau desain

tekanan rendah % o!#Pressure& merupakan desain dengan fisiensi tinggi yang

lebih kecil dengan diameter relatif terhadap aliran gas inlet volumetrik. Desain

efisiensi tinggi ini mempunyai persentase yang lebih besar dari partikel yang

masuk karena aliran gas %dan partikel& kecepatan mereka lebih tinggi. Kecepatan

tinggi uga mengakibatkan peningkatan penurunan tekanan %


11/21

Aambar *. Perubahan desain cyclone secara umum.

Komponen atau bagian-bagian penting cyclone %centri$ugal separator &

adalah dust collector yang prinsipnya terdiri dari$

'. !ilinder vertikal dengan bagian baah berbentuk corong %conical &.(. Pipa outlet pada bagian baah untuk mengeluarkan partikulat.

). Pipa outlet gas pada bagian atas.

!ecara umum terdapat dua bentuk utama dari cyclone adalah a=ial dan

tangensial cyclone. Pada a=ial $lo! cyclone materi masuk melalui bagian atas

cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian atas. Pada

tangential cyclone materi masuk dari celah pada sisi yang be posisi menyudut

dengan badan cyclone. Bentuk-bentuk cyclone dapat dilihat pada Aambar .

Aambar . Bentuk-bentuk cyclone.

"erdapat ) parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan

berbagai enis materi yakni$

'& Cut diameter %d pc&

d pc [9 μ Bc /2¶ N v i ( ρ p− ρ ) ]0,5

Dimana$


12/21

F viskositas %lb7ft.s.Pa.s&G 3 nilai efektif giliran %-'+ untuk cyclone pada

umumnya&G vi viskositas gas inlet ft7s%m7s&G H p densitas partikel

lb7ft)%kg7m)&G H densitas gas, lb7 ft)%kg7m)&G Bc lebar inlet, ft%m&

(& Pressure drop %P&

P +.++(/J(7k cDc(Bc9c%4c7Dc&

'7)%Lc7Dc&'7)M

Dimana$ J volume rata-rata aliranG k c faktor dimensi deskriptif dari

baling-baling inlet cyclone.

*) +%erall collection e$$iciency

@i '-e-(%c &N'7%(nO(&Mᴪ

Dimana$ c faktor dimensi cyclone G ψ parameter impaksiG n eksponen

vorte= .

D* Ki!er,a Cyclone

#ekanisme kera utama cyclone yaitu gaya sentrifugal, gaya gravitasi, dan

gerakan spiral.

a& Aaya sentrifugal, aliran yang masuk akan bergerak berputar secara spiral,

karena adanya gaya momentum dan inersia menyebabkan partikulat terlepas

dari aliran gas dan mengenai dinding cyclone yang menyebabkan partikulat

atuh ke hopper .

b& Aaya gravitasi, partikulat yang telah menumbuk dinding cyclone, karena berat

sendiri partikulat secara gravitasi akan atuh ke dalam hopper .

c& Aerakan spiral dari aliran gas bergerak sepanang dinding cyclone, berputar

beberapa kali secara spiral kearah baah hingga mencapai dasar cyclone.

Kemudian gerakan akan berputar ke arah berlaanan dan menuu kepusat

tabung dan bergerak ke atas keluar melalui vorte=.

Kinera cyclone dapat diketahui oleh efisiensi cyclone& @fisiensi cyclone

dipengaruhi oleh viskositas gas, lebar saluran inlet, kecepatan gas inlet, densitas

antara partikel dan gas, dan diameter partikel.

'. kuran partikel, semakin besar ukuran partikel, maka efisiensi cyclone akan

semakin meningkat karena berdasarkan 9ukum !tokes, diameter partikel

berbanding lurus dengan terminal settling %elocity.


13/21

(. Diamater cyclone, diameter cyclone berbanding terbalik dengan sentrifugalnya,

sehingga semakin kecil diameter cyclone maka semakin besar efisiensinya.

). iskositas gas, berdasarkan 9ukum !tokes, semakin besar viskositas maka

efisiensi cyclone semakin kecil.*. "emperatur gas buang, mempengaruhi sifat dari fluida.

. Densitas partikel, semakin besar densitas partikel maka akan semakin besar

efisiensi cyclone.

& Dust loading , semakin banyak dust loading maka akan semakin baik efisiensi

karena memungkinkan teradinya tumbukan antar partikel semakin besar.

-& Inlet %elocity, semakin besar inlet %elocity maka akan semakin besar efisiensi

cyclone.

@fisiensi dari alat cyclone dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut$

Dimana$ Q efisiensi penyisihan untuk rentang partikel G d p karakteristik

partikel pada rentang G d pc diameter yang dapat tersisihkan sebesar + >.

Diameter yang dapat tersisihkan sebesar +> %dpc& memiliki hubungan erat

dengan dimensi dari cyclone, dpc dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut

ini$

Dan efisiensi keseluruhan dari alat cyclone merupakan rerata untuk seluruh

rentang ukuran partikel yaitu$

Qo R Q m

Performa cyclone uga dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor. 8dapun

factor-faktor yang dapat mengurangi performa cyclone antara lain$ kerusakan

mekanik dari cyclone, penyumbatan unit disebabkan endapan debu, dan

penggunaan yang berlebihan %biasanya disebabkan oleh abrasi&.

E* M2el Cyclone

#enurut !uyitno %(++&, model perhitungan matematik cyclone dapat

dihitung dengan model tubulen, !palart-8llmaras #odel dan 13A k- model.ɛ

%* M2el Tr-le!


14/21

"urbulen akan teradi ketika gaya inersia dalam fluida menadi sangat

dominan dibandingkan gaya viskos %dicirikan dengan tingginya 1eynolds, 1e&.

"erdapat ) pendekatan utama dalam pemodelan turbulen, yaitu 183!

% Reynolds .%eraged /a%ier 0toes&, 4@! % arge Eddy 0imulation& dan D3!

% Direct /umeric 0imulation&. "urunan dari model 183! adalah @# % Eddy

iscosity (odel & dan 1!# % Reynolds 0tress (odels&. @# uga mempunyai

turunan dari 3ero E4uation (odel, 'al$ E4uation (odel, +ne E4uation

(odel, dan !o E4uation (odel& !o E4uation (odel mempunyai turunan k-ɛ

model, k-S model, k-T model dan v(-f model. k- model mempuyai turunanɛ #ɛ

standar model , R/5 # ɛ model dan Reali6able # ɛ model . !palart-8llmaras

model merupakan salah satu dari one e4uation model . ntuk aliran fluida yang

stabil dan incompressible dalam siklon, berikut persamaan kontinuitas dan

1eynolds-rata 3avier-!tokes untuk aliran gas yang bekera$

dimana -HU U, adalah stres 1eynolds, yang meakili pengaruh

fluktuasi turbulen pada aliran fluida. u dan P adalah kecepatan dan tekanan

rata-rata. !ubskrip, i, ', (, dan ), menunukkan komponen dalam sistem

koordinat :artesian. Pada 1!#, persamaan transportasi ditulis sebagai $

Dimana , , V , dan ! didefinisikan oleh persamaan berikut$


15/21

!alah satu karakterisasi partikel padatan dapat ditinau dari distribusi ukuran

partikel menggunakan metode distribusi 1osin-1ammler seperti pada

persamaan '+.

1 e−( D Dn )

n

%'+&

dimana$ 1 > partikel yang tertahan pada ukuran D, D ukuran partikel

%mm&, Dn diameter rata-rata, dan n konstanta distribusi ukuran. !ementara

"raektori partikel dihitung dengan persamaan ''.

dxdt

=u p %''&

(* S4alart.Allmara1 M2el

!palart-8llmaras model merupakan model turbulen sederhana karena

tidak perlu menghitung skala panang %length scale&. !palart-8llmaras efektif

untuk memodelkan turbulen pada 1e yang rendah. Persamaan yang terlibat

dalam model !palart-8llmaras dapat dilihat dari Persamaan '( sampai (+.

∂

∂t ( ρ `v )+

∂

∂ x i ( ρ`v u i )

=C b1 ρ

`

S `v+ 1

σ p

[ ∂

∂ x j (( μ+

ρ `v )

∂ v̀

∂ x j )+

C b2 ρ

( ∂ v̀

∂ x j )2

]−

C w1 ρ f w

( v̀

d

)

2

+Sv

%'(&

Dimana W p, : b' dan : b( adalah konstanta. % adalah viskositas kinematik

molekular. 0% adalah sumber yang didefinisikan oleh pengguna.

μt = ρ~v f v1

%')&

Dimana f v' adalah fungsi redaman viskos.


16/21

f v1=(~v

v )3

(~v /v )3+C v 13

%'*&

~S=S+

~v

K 2

d2 (1− (

~v

v )( ~v

v ) f v 1 )%'&

Dimana d adalah arak dari dinding. ! adalah ukuran skalar dari tensor

deformasi.

S=√ 2Ωij Ωij

%'C&

Ωij=1

2 (∂ui

∂ xi−

∂uj

∂ xi )%'/&

f w=g[ 1+C w 36

g6

+C w36 ]

1/6

%';&

g=~v

~S K

2d2+C w2 {(

~v~S K

2d

2 )6

−( ~v

~S K

2d

2 )}

%'2& Konstanta yang digunakan dalam persamaan model !palart dan 8llmaras

adalah$

: b' +,'), : b( +,C((, W p (7),

:v' /,', :' 7

C b1

K 2 +

(1+C b2 )σ p

,

%(+&

:( +,), :) (,+, K +,*';/


17/21

#* RNG k.ɛ m2el

#odel 13A % Renormali6ed 5roup& k- merupakan model dua persamaanɛ

dimana energi kinetik turbulen %k& dan lau disipasi % & dimodelkan. iskositasɛ

@ddy dihitung dari hubungan k dan . #odel 13A k- mempunyai respon yangɛ ɛ

lebih baik terhadap pengaruh regangan dan sudut garis arus yang cepat dibanding

model k- standar. Persamaan yang berlaku dalam model 13A k- dapat dilihatɛ ɛ

pada Persamaan (' sampai (*. Persamaan k$

∂

∂t ( ρk )+ ∂

∂ xi( ρk ui )=

∂

∂ x j (α k μeff ∂ k

∂ xi )− ´ ρ ui u j∂ u j

∂ xi−g i

μ1

ρ Pr1

∂ ρ

∂ xi− ρ−2 ρ !

1

2+Sk

%('&

Persamaan $ɛ

∂

∂t ( ρ )+

∂

∂xi( ρui )=

∂

∂ x i (α μeff ∂

∂ x j )+C 1

k ( ´ ρu iu j∂u j

∂xi+C

3 gi μt

ρPr t

∂ ρ

∂ x i )−C 2 ρ2

k −

C μ ρ"3 (1−

1+ # "

%((&

iskositas turbulen dinyatakan dengan$

μt = ρC μk 2

%()&

Beberapa konstanta yang dipakai dalam 13A k- adalah$ɛ

:F +,+;*, Q !k7 , Qɛ + *,);, X +,+'(,

:'ɛ ',*( , :(ɛ ',C;, Yk Yɛ ',)2) %(*&

"* Ha1il Pe!elitia!

Penelitian mengenai cyclone sudah banyak berkembang, mulai dari desain

ukuran cyclone sampai pada aplikasi cyclone pada motor bakar. !ebagai contoh

yaitu penelitian Zusuf, # et al mengenai penggunaan cyclone untuk efisiensi

motor bakarG serta penelitian 0idayana, A %(+')& mengenai penggunaan I


18/21

Industri uga menggunakan cyclone untuk kontrol emisi, %Aimbun et al&,

(++&, recovery produk %Bernardo et al ., (++C&, proses atau peningkatan

pembakaran %Parker et al ., '2;'&, pemanas, %egini, et al&, (++;&, pengeringan

semprot %Koch dan 4icht, '2//&, sumber sampling dan monitoring %9siao et al .,

(++2&, bahkan cyclone digunakan pada pembersih vakum rumah tangga$ %Dyson

"eknologi, (+'(G 9ong dan 4ee, (+'', !mith, (+'+&.

Desain cyclone telah lama menadi fokus penelitian. 3amun, detail-detail

kecil hanya sebagai besar pengaruh pada kinera. #isalnya, semakin besar

diameter outlet kerucut baah terbukti dapat menurunkan pressure drop %[iang et

al ., (++'& dan meningkatkan efisiensi massa %Baker dan 9ughs, '222&. Perubahan

lain ke outlet debu bisa memiliki dampak yang signifikan terhadap efisiensi

pengumpulan, termasuk seperti ruang ekspansi %Baker et al&, '22/G 9olt et al .,

'222G 5bermair dan !taudinger, (++'&.


19/21

I


20/21

DA"TAR PUSTAKA

8gusnar, 9., %(++;&, 8nalisa Pencemaran dan Pengendalian Pencemaran, #edan$! Press. 9al$ '/ ? ';.

Baker, 1.. and !.@. 9ughs. '222. Influence of air inlet and outlet design and

trash e=it size on 'D)D cyclone performance. "rans. 8!8@ *(%'&$'/?('.

Baker, 1.. and .4. !tedronsky. '2C/a. :ollection efficiency of small diameter

cyclones. "he :otton Ain and 5il #ill Press C;%'(&$/?;.

Bernardo, !., #. #ori, 8.P. Peres and 1.P. Dionisio. (++C. )-D computational

fluid dynamics for gas and gas-particle flos in a cyclone ith different

inlet section angles. Poder "ech. 'C($'2+?(++.

:ooper, :.D. and 8lley,


21/21

3urelysa, 9., #. 1ashid, !. 9aar, 8. 3urnadia. (+'*. #1-deDuster$ 8 Dust

@mission !eparator in 8ir Pollution :ontrol. 6urnal "eknologi %!ciences ]

@ngineering& C;$ %(+'*&, ('?(*.

5bermair, !. and A. !taudinger. (++'. "he dust outlet of a gas cyclone and its

effects on separation efficiency. :hem. @ng. "echnol. (*%'(&$'(2?'(C).

Parker, 1., 1. 6ain, !. :alvert, D. Drehmel and 6. 8bbott. '2;'. Particle collection

in cyclones at high temperature and high pressure. @nviron. !ci. "echnol.

'%*&$*'?*;.

Peraturan Pemerintah. '222. PP 3o. *' tentang Pengendalian Pencemaran dara.

6akarta$ !ekretariat Kabinet 1I.

1atnani, 1.D. (++;. "eknik Pengendalian Pencemaran dara Zang Diakibatkan

oleh Partikel. 6urnal #omentum, ol. *, 3o. (, 5ktober (++; $ (/ - )(.

!arudi, D. 8esehatan ingungan. Karya Putra Darati, (+'+. Bandung.

!itepu, @. (++(. 8nalisis Kuantitatif Debu Pada Beberapa Kilang Padi Di Desa

Payah Bakung Kabupaten Deli !erdang. !kripsi

rafika ratik f351150191-debu (cyclon)

Documents