LAPORANPEMANTAUAN PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARARESUME ALAT PEMANTAUAN PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA

OLEH: KELOMPOK V BANGGOTA: SUCI WULANDARI (1210941001)IQBAL MUSTOFA (1210941002)AUFA RAHMATIKA(1210941003)NANDA DARLIS (1210941005)ANNISA DWINTA(1210941001)

DOSEN: DR. FADJAR GOEMBIRA

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2015

BAB IPENDAHULUANManusia merupakan komponen lingkungan alam yang bersama-sama dengan komponen alam lainnya, hidup bersama dan mengelola lingkungan dunia. Karena manusia adalah makhluk yang memiliki akal dan pikiran, peranannya dalam mengelola lingkungan sangat besar. Manusia dapat dengan mudah mengatur alam dan lingkungannya sesuai dengan yang diinginkan melalui pemanfaatan ilmu dan teknologi yang dikembangkannya. Akibat perkembangan ilmu dan teknologi yang sangat pesat, kebudayaan manusia pun berubah dimulai dari budaya hidup berpindah-pindah, kemudian hidup menetap dan mulai mengembangkan buah pikirannya yang terus berkembang sampai sekarang ini. Hasilnya berupa teknologi yang dapat membuat manusia lupa akan tugasnya dalam mengelola bumi. Sifat dan perilakunya semakin berubah dari zaman ke zaman. Sekarang ini manusia mulai bersifat konsumtif dan cenderung merusak lingkungannya.Kerusakan lingkungan diakibatkan oleh berbagai faktor, salah satunya pencemaran udara. Pencemaran udara yang disebabkan oleh aktivitas manusia dapat ditimbulkan dari enam sumber utama, yaitu pengangkutan dan transportasi, kegiatan rumah tangga, pembangkitan daya yang menggunakan bahan bakar fosil, pembakaran sampah, pembakaran sisa pertanian dan kebakaran hutan serta pembakaran bahan bakar dan emisi proses.Dari sekian banyak senyawa pencemar yang ada, lima senyawa yang paling sering dikaitkan dengan pencemaran udara ialah: karbonmonoksida (CO), oksida nitrogen (NOx), oksida sulfur (SOx), hidrokarbon (CH), dan partikulat (debu). Masing-masingnya menghasilkan polutan dengan konsentrasi pencemaran yang berbeda serta dampak yang diakibatkan oleh senyawa pencemar tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan alat untuk pemantauan pengendalian pencemaran udara.

BAB IIISIBAB 99.1 Alat Pengumpul Tipe Alat pengonrol pertama yaitu gravity settlers, cyclone, dan EP, Kebanyakan partikulat utama seperti asbestos dan logam berat lebih bersifat toxic dari partikulat sekunder, walaupun partikulat utama umumnya lebih besar / banyak dari partikulat sekunder . Kebanyakan partikulat primer cukup mampu terhirup dan menjadi masalah kesehatan.9.1.1 Gravity SettlerGravity settler adalah sebuah ruang panjang, dimana gas terkontaminasi dilakukan perlahan sampai partikulat bisa terendapkan secara gravitasi ke dasarnya. Merupakan alat yang sederhana yang harus dibersihkan secara manual dalam kurun waktu tertentu. Namun, ia mudah dibuat, dan membutuhkan sedikit perawatan dan mempunyai beberapa penggunaan dalam industri yang mengolah gas yang sangat kotor , seperti dalam proses peleburan dan proses metalurgi. Analisis matematis gravity settler juga sederhana. Pada gambar 9.1, area persimpangan (WH) lebih luas dari area pipa saluran yang mendekatinya atau yang mengarahkan gas keluar darinya. Sehingga kecepatan gas didalam lebih rendah dari kedua saluran tersebut.Baffle digunakan untuk memisahkan aliran yang masuk bahkan pada settling chamber. Tanpa baffle, kebanyakan aliran udara alan lewat melalui bagian tengah dan akan didapatkan kumpulan partikulatUntuk menghitung karakteristik alat, engineering kimia biasanya menggunakan 2 model. Kita mengansumsikan bahwa fluida lewat secara tidak tercampur secara keseluruhan atau kita asumsikan tercampur secara keseluruhan baik itu di perangkat dalam ataupun di bagian persimpangan tegak lurus ke arah aliran udara. Masing-masing asumsi ini akan menghasilkan kalkulasi yang sederhana kedua model digunakan secara luas dalam perhitungan peralatan kualitas udara. Vavg = Q/WHUntuk model Block Flow, kita akan mengansumsikan:1. Kecepatan horizontal dari gas dalam saluran sama dengan Vavg disetiap saluran (lihat gambar 9.1)2. Komponen horizontal dari kecepatan partikel dalam gas selalu sasma dengan Vavg3. Komponen vertikal dari kecepatan sama dengan kecepatan stelling terminal pada saat gravitasi, Vt4. Jika partikel settle ke lantai, ada yang tinggal dan Dengan mengansumsikannya kita dapat memperhitungkankarakteristik dari saluran gravity settler berdasarkan model block flow.Untuk memperhitungkan partikel yang masuk ke saluran sepanjang h sampai ke dasar saluran. Lamanya waktu gas masuk sepanjang saluran.t = L/VavgWaktu partikel turun sepanjang gravitasi,Penurunan saluran secara vertikal = tVt= Vt x L/VavgJika jarakny lebih lama atau sama dengan h, lalu sampai dasar saluran dan penangkapnya. Jika semua partikel ukurannya sama (sama dengan Vt), lalu ada beberapa jarak diatas lantai (inlet) kebawah yang mana semua partikel akan ditangkap dan bila masih terdapat diatas maka akan ditangkap. Jika kita melanjutkan asumsi dari semua partikel yang memiliki ukuran yang sama, maka mereka akan disamakan dari sisi caranya dimasukkan ke saluran, dan partikel tersebut tidak dipengaruhi dengan yang lainnya. Lalu kita dapat mengatakan penangkapan fraksi partikel, yang mana efisiensi fraksinya yaitu:Penangkapan fraksi = (9.4) Menghitung hubungan dimana efisiensi partikel, kita ganti terminal settling velocity dalam persamaan (9.4) dengan hubungan gravity settling yang diuraikan dalam persamaan 8.2.2. Untuk polusi udara yang lebih digunakan aplikasi, hukum Stoke. = (9.5) Sekarang untuk menghitung model tercampur, kita asumsikan aliran gas adalah total semua tercampur dalam kurva z tetapi tidak dalam kurva x. Pengertian ini dibuat, karena yang tercampur dalam kurva x memindahkan kedua partikel dan hilir, dengan efek yang kecil pada koleksi efisiensinya, dimana pencampuran di dalam kurva z diantara potongan koleksi efiensi, kita kemudian mempertimbangkan penerapan bagian dengan panjang dx. Dalam bagian fraksi ini partikel yang sampai ke lantai sama dengan jarak vertikal partikel rata-rata yang jatuh secara gravitasi yang melewati bagian (sesi), terbagi oleh fraksi dari bagian (sesi) tersebut, yang mana kita mungkin menulisnya sebagai:.Kumpulan Fraksi = (9.6) Konsentrasi yang melewati sesi (bagian) ini diubah menjadidc = -c , (kumpulan fraksi) = -- (9.7) Waktu rata-rata partikel melewati sesi (bagian) ini adalah .dt = (9.8) Kombinasi persamaan dan disusun kembali = -- dx (9.9) Dimana kita bisa menggabungkan dari yang masuk (x-0) ke yang keluar (x-L), menjadi: In = -- mixed flow (9.10) Atau = 1 (9.11) Terakhir kita dapat mensubstitusi untuk Vt k e hukum Stoke = 1 exp mixed flow(9.12) Hasil ini dibandingkan dengan Block atau asumsi aliran, persamaan (9.5), kita lihat persamaan (9.12) bisa di tulis kembali = 1 exp ( block flow)(9.13) Contoh 9.1Hitunglah hubungan efisiensi-diameter pada gravity settler yang mana H=2m, Lyang=10m dan Vavg=1 m/s untuk kedua model block dan mixed flow diasumsikan ke hukum stoke.Disini kita dapat memperoleh satu hasil perhitungan dan lalu rasio yang digunakan. Pertama kita hitung efisiensi block flow untuk 1 partikel. = = = 3,03 x 10-4Untuk 1 partikel block flow diasumsikan efisiensinya 3.03 x 10-4 = 1 exp ( 3,03 x 10-4) = 3,029 x 10-4Efisiensi didapatkan untuk diameter partikel lain, kita dapat mengamati efisiensi block sebanding dengan diameter-diameter partikel, jadi kita bikin tabel dari efisiensi block flow dari rasio ke nilai untuk 1, dan lalu hitung hubungan efisiensi mixed flow dengan memperlihatkannya..Particle diameter, blockmixed

10,0003030,000303

100,03030,0298

300,2730,239

500,760,53

57.451,000,63

80-0,86

100-0,95

120-0,99

Nilai ini adalah gambar 9.2 yang diperlihatkan pada hal 254Untuk partikel ukuran kecil, untuk menghitung kumpulan efisiensinya adalah small, mixed, dan block flow yang memberikan jawaban partikel yang sama. Untuk partikel besar menghitung kumpulan efisiensi menjadi besar, dan 2 model memberikan jawaban yang sama. Model block flow memperlihatkan efisiensi yang mencapai 100%, untuk partikel dengan diameter 57,45, dimana model mixed flow memperlihatkan efisiensi yang mendekati 100% untuk partikel yang lebih besar dari 100. Jika diameter 100 disubtitusikan ke persamaan block flow dengan efisiensi 303%, yang mennjadi tidak berarti.Salah satu yang mungkin berwawasan di dalam dua model ini dengan mengatakan apakah tumpukan debu di lantai akan terlihat seperti jika kita berlari pada gravity settler dengan debu ukuran tunggal untuk jangka waktu yang panjang dan kemudian menutupnya. Dalam model block flow, kita akan mengharapkan tumpukan tinggi benar-benar seragam dengan tiba-tiba berakhir sepanjang L = HVavg / Vt. Untuk model mixed yang kita harapkan tumpukan yang terdalam pada akhir inlet dan yang mendalam jatuh secara eksponensial, mendekati nol kedalaman asimtotik dengan L menjadi besar.Tipe alat ini berguna untuk mengumpulkan partikel dengan diameter 100 mikron (pasir halus) tetapi tidak untuk partikel yang menarik polusi udara, yang diameter menuju ke fraksi mikron. kita bisa meningkatkan efisiensi dengan membuat L besar (yang membuat alat yang sangat panjang dan mahal), dengan membuat H kecil (yang kadang-kadang dilakukan dengan membagi ruang dengan piring horisontal, yang membuat pembuatan jauh lebih sulit), dengan menurunkan Vavg (yang membutuhkan area yang lebih besar penampang dan perangkat karenanya lebih besar dan lebih mahal), atau dengan meningkatkan g. yang terakhir adalah satu-satunya alternatif yang praktis, memerlukan mengganti beberapa kekuatan lain untuk gaya gravitasi dalam mendorong partikel dari aliran gas ke permukaan pengumpulan.

Gambar 9.2

Perbandingan efisiensi dari gravity settler, dengan menggunakan model block dan mixedpemukim gravitasi kecil yang digunakan untuk pengambilan sampel partikel kadang-kadang disebut elutriators horisontal. di dalamnya aliran udara sangat lambat, dan partikel ae dikumpulkan oleh gravitasi di piring gemuk untuk pemeriksaan mikroskopis berikutnya (1)9.1.2 Centrifugal SeparatorKami telah menghabiskan banyak waktu di pemukim gravitasi karena mudah untuk melihat apa semua matematika mereka berarti. tetapi mereka memiliki keperluan industri kecil praktis karena mereka tidak efektif untuk partikel kecil. jika kita menggunakannya atau perangkat seperti mereka, kita harus menemukan pengganti yang lebih kuat daripada gaya gravitasi yang mereka gunakan untuk mendorong partikel ke permukaan koleksi. fisika dan mekanik buku biasanya menunjukkan bahwa gaya sentrifugal adalah kekuatan semu yang benar-benar hasil dari inersia tubuh membawa langsung sementara beberapa kekuatan lain membuatnya bergerak di jalur melengkung. akan lebih mudah untuk menggunakan kekuatan semu ini untuk tujuan Perhitungan.Jika semuanya di pindahkan ke dalam garis lingkaran dengan radius r dan kecepatan Vc, sepanjang garis, kemudian kecepatan = Vc / r, danGaya sentrifugal = = m2 rContoh 9.2 Sebuah partikel mengelilingi aliran udara dengan kecepatan 60 ft/s (18 m/s) dan radius 1 ft. Berapakah rasio dari gaya sentrifugal dengan gaya gravitasi? = = 111,8Pada kecepatan bahkan sederhana dan radhiyallahu umum, kekuatan sentrifugal yang bekerja pada partikel dapat dua kali lipat lebih besar daripada gaya gravitasi. untuk alasan ini pemisah partikel sentrifugal jauh lebih berguna daripada pemukim gravitasi.Untuk bekerja lebih lanjut kita akan menggunakan setara sentrifugal hukum stoke, mengingat di (8,4). kami memperoleh hukum stoke oleh menyamakan gaya ke bentuk stoke tentang gaya drag. biasanya kita drop jangka apung untuk partikel dalam gas karena kecil. untuk mendapatkan setara sentrifugal, kita hanya perlu mengganti gaya sentrifugal untuk gaya gravitasi. di sama (8.2) dan (8.4) kita mengganti g oleh Vc2 / r atau w2r. Melakukan hal ini menimbulkan masalah, karena sekarang ada dua kecepatan dalam persamaan yang tidak sama. untuk menyimpan kebingungan kita akan memanggil kecepatan terminal menetap di radial arah Vt dan kecepatan sepanjang jalan melingkar Vc. hubungan kedua adalah sketsa pada gambar 9.3

Gambar 9.3Relasi dari penggambaran hubunganuntuk gerakan rotasi

Gambar 9.3 juga menunjukkan Vt lain dari gravitasi (dengan asumsi sumbu lingkaran vertikal). Jika, seperti yang ditunjukkan sebelumnya, gaya sentrifugal biasanya lebih dari 100 kali gaya gravitasi, lalu kecepatan pengendapan gravitasi ini akan kurang dari seperseratus satu sentrifugal dan dapat ditinggalkan pertimbangannya. Vt, kecepatan terminal kita hitung, adalah kecepatan dalam arah radial pada sudut kanan gerak melingkar utama partikel.Sekarang disubsitusikan percepatan sentrifugal ini untuk satu gravitasi pada gambar (8,4) dan menurunkannya dengan istilah pfluid, kita temukanVt = (9.15)Contoh: Ulangi perhitungan kecepatan terminal menetap yang ditunjukkan dalam contoh 8.1, untuk partikel dalam aliran gas melingkar dengan kecepatan Vc = 60 ft/s dan jari-jari 1 ft. Densitas fluida dapat diabaikan. Dengan substitusi langsung (9.15), kita menemukanVt = = 0,0068 m/s = 0,68 cm/s = 0,022 ft/sJawaban ini adalah 112 kali lebih besar yang ditemukan dalam contoh 8.1, menunjukkan lagi bahwa kecepatan lebih besar dapat diperoleh dengan cara ini. Salah satu dapat menghitung partikel bilangan Reynolds disini, dengan menentukan 0,00046. Maka dari itu diasumsikan jenis hukum stoke drag dengan melihat pertimbangannya. Dalam alat sentrifugal yang kecepatan menetap lebih tinggi daripada yang disebabkan gravitasi, sehingga jika kita membuat sentrifugal sama dengan gambar 8,6 kita akan menemukan bahwa nilai kurvakoefisien drag reynold dimulai pada diameter partikel lebih kecil dari penurunan gravitasi. Faktor koreksi cunningham tidak dipengaruhi oleh seberapa cepat partikel berpindah, dan dengan demikian bagian dari kurva tidak akan terpengaruh oleh perubahan dari gravitasi ke sentrifugal.Pada titik ini mari kita kembali asumsi hukum stoke ini. Jika kita mempertimbangkan aliran gas secara keseluruhan, dengan kecepatan kira-kira 60 ft/s, bilangan Reynolds kira-kira setengah juta. Aliran ini sangat turbulen. Bagaimana kita bisa menerapkan hukum stoke, yang mana partikel bilangan Reynolds kurang dari sekitar 0,3 dan bahwa aliran cairan di sekitar partikel menjadi laminar? Jika kita mengambil pandangan orang tentang partikel, kita dapat melihat bahwa patch cairan di sekitar kita adalah turbulen, gerakan melingkar cepat, dengan satu turbulent eddy bergerak menuju pusat, lalu yang lainnya bergerak menjauh dari pusat, dll. Namun, di tempat partikel ada gerakan bersih kecil dari partikel relatif terhadap gas sekitarnya yang disebabkan oleh gaya sentrifugal. Gerakan bersih ini sangat lambat bahwa molekul gas dapat dengan mudah pindah dari jalan partikel secara laminar. Itu adalah gerakan partikel bersih ini, yang ditumpangkan pada aliran gas turbulen keseluruhan, yang menyebabkan rata-rata radial keluar dari pergerakan partikel dan gerakan tersebut akan dibahas dalam bagian ini.Setelah semua pembahasan teoritis ini, bagaimana membangun sebuah kolektor partikel sentrifugal praktis? ada banyak jenis, namun yang paling berhasil adalah sketsa pada Gambar 9.4. Secara universal disebut cyclone separator, atau biasanya cyclone. Itu mungkin yang paling banyak digunakan pada alat pengumpul partikel di dunia. Di setiap distrik industri kota, mahasiswa bermata tajam dapat menemukan setidaknya selusin ini luar berbagai tanaman industri.

Gambar 9.4Bagan dari separator cyclone

Yang ditunjukkan sketsa, sebuah cyclone terdiri dari tubuh silinder vertikal, dengan outlet debu di bagian bawah kerucut. Gas masuk melalui inlet persegi panjang, biasanya dua kali lebih tinggi seperti yang lebar, diatur tangensial ke tubuh melingkar topan, sehingga gas yang masuk mengalir di sekitar lingkar tubuh silinder dengan komponen ke bawah, kemudian berbalik dan spiral ke atas, meninggalkan melalui outlet di atas perangkat. Selama spiral luar gas partikel didorong ke dinding dengan gaya sentrifugal, di mana mereka mengumpulkan, melampirkan satu sama lain, dan membentuk gumpalan besar yang meluncur ke bawah dinding oleh gravitasi dan mengumpulkan dalam hopper debu di bagian bawah.Jelas pemisah siklon sketsa di gambar 9.4 hanyalah pemukim gravitasi yang telah dibuat dalam bentuk dua heliks konsentris. Hanya helix luar kontribusi untuk koleksi, partikel yang masuk ke dalam helix, yang mengalir ke atas ke outlet gas, melarikan diri tertagih. Jadi helix luar setara dengan pemukim gravitasi. Aliran masuk memiliki W tinggi, dalam arah radial, sehingga jarak maksimum partikel apapun harus bergerak untuk mencapai dinding adalah Wi. Jarak sebanding dalam pemukim gravitasi H. panjang dari jalur aliran NDo, di mana N adalah jumlah putaran gas membuat melintasi helix luar topan, sebelum memasuki helix batin, dan Do adalah terluar diameter topan. panjang ini jalur aliran sesuai dengan L di pemukim gravitasi. Membuat substitusi ini langsung ke persamaan gravitasi. Aliran blok (9.16)Aliran Campuran (9.17)jika kita kemudian mengganti ekspresi hukum stoke sentrifugal , menjadi dua persamaan tersebut, dan membuat pembatalan yang sesuai, kita menemukanBerikut D adalah diameter partikel. Diameter luar siklon, Do, tidak muncul secara langsung tetapi secara tidak langsung melalui W, yang sebanding dengan itu. Amati juga bahwa sisi kanan persamaan. (9.18) adalah berhentinya jarak stoke '(bagian 8.2.4) dibagi dengan Wi / 2 N.Persamaan (9.18) dan (9.19) berisi parameter N, yang merupakan jumlah putaran gas membuat sekitar siklon sebelum meninggalkan area koleksi dekat dinding. tampak tidak ada dasar teoritis yang memuaskan dari menghitung N dari prinsip mekanika fluida. Sebuah nilai N = 5 mewakili data eksperimen terbaik. Kecuali memiliki informasi spesifik Sebaliknya, kita harus mengasumsikan bahwa N = 5 dalam buku ini. Contoh 9.4. Menghitung hubungan efisiensi-diameter untuk pemisah siklon yang memiliki Wi = 0,5 ft Vc = 60 ft / s dan N = 5, untuk kedua blok dan asumsi aliran campuran, dengan asumsi hukum Stokes '.Di sini, seperti dalam contoh 9.1, kita bisa mendapatkan hasil dengan satu perhitungan numerik, dengan menggunakan rasio. Pertama kita menghitung efisiensi aliran blok untuk 1 u partikel, yaitu. =0.0232Kemudian, seperti yang kita lakukan pada Contoh 9.1, kita dapat menggunakan nomor ini, ditambah fakta bahwa diameter partikel memasuki persamaan untuk kekuatan kedua, untuk membuat tabel berikut:

Membandingkan hasil ini dengan yang untuk gravitasi menetap ruang dalam Contoh 9.1, kita melihat bahwa bentuk hasilnya adalah sama, tetapi ukuran partikel maksimum yang perangkat efektif adalah jauh lebih kecil. Jika kita plot data ini seperti pada Gambar 9.2, kita akan menemukan sebuah rencana yang sama, namun dengan skala diameter dikalikan dengan faktor (6,559 / 57,45) = 0,114. Hal ini terjadi karena model dan persamaan yang dihasilkan benar-benar sama kecuali untuk substitusi gaya sentrifugal untuk gravitasi, dan perubahan dimensi.Berikutnya kami memperkenalkan istilah baru, diameter potongan, yang secara luas digunakan dalam menggambarkan perangkat koleksi partikel. Definisi ini memberi kita ukuran dari ukuran partikel tertangkap dan ukuran berlalu untuk kolektor partikel. Sebuah dapur colander- hidangan lembaran logam dengan seragam, holes- melingkar memiliki diameter potong; semua partikel yang dapat melewati lubang-lubang di segala arah akan melakukannya (jika kita berjabat cukup lama), sedangkan yang lebih besar dari tidak akan lubang. Jika kita anggap hanya kacang polong bola dalam saringan dengan lubang melingkar seragam, maka diameter dipotong menjadi diameter lubang. Untuk kacang polong lebih besar dari diameter potong efisiensi pengumpulan akan 100 persen untuk kacang polong lebih besar dari diameter potong efisiensi pengumpulan akan 100 persen, dan bagi mereka yang lebih kecil akan 0 persen. Untuk semua perangkat koleksi partikulat praktis pemisahan tidak terlalu tajam; tidak ada diameter tunggal di mana efisiensi berjalan tiba-tiba dari 0 persen menjadi 100 persen. Konvensi universal dalam literatur polusi udara (dan literatur teknologi partikel secara umum) adalah untuk mendefinisikan cut diameter sebagai diameter partikel yang kurva efisiensi memiliki nilai 0,50, yaitu, 50 persen.Kita bisa mengganti definisi ini ke Persamaan. (9.18) dan memecahkan untuk diameter potong yang terjadi dengan hukum Stokes ', model aliran blok, Sehingga;= Aliran blok(9.20)Meskipun satu mungkin logis kecuali Persamaan itu. (9.19) dengan model aliran campuran lebih realistis, akan lebih mewakili data eksperimen, Persamaan. (9.18), muncul dalam literatur sebelumnya dan telah lebih banyak digunakan. Hal ini secara luas dikenal sebagai persamaan Rosin-Rammler dan cukup akurat dalam memperkirakan kinerja siklon.Contoh 9.5. Memperkirakan diameter potong untuk siklon dengan inlet lebar 0,5 kaki, Vc = 60 ft / s dan N =5= 4.63x

Contoh ini menunjukkan bahwa untuk ukuran siklon khas dan paling umum kecepatan angin topan dan gas viskositas, diameter potong sekitar 5 u. Membandingkan perhitungan ini dengan itu dalam Contoh 9.4 menunjukkan bahwa diameter potong akan menghitung dengan model campuran lebih besar, tapi tidak secara dramatis begitu. Ini adalah aturan industri praktis jika aliran gas mengandung beberapa partikel lebih kecil dari 5 kemudian angin topan mungkin satu-satunya kolektor yang harus dipertimbangkan. Ia bekerja dengan baik pada sebagian besar partikel yang ukuran dan lebih besar (misalnya, serbuk gergaji dari toko kayu dan biji-bijian gandum dari conveyers pneumatik), dan biaya-rendah, perangkat yang mudah pemeliharaan. itu tidak memuaskan untuk partikel lengket, seperti tetesan tar. Misalkan kita ingin menerapkan pemisah siklon untuk partikel yang lebih kecil. Apa pilihan kita? Dari Persamaan. (9.20) kita dapat melihat bahwa alternatif yang membuat Wi kecil atau lebih besar Vc(Umumnya kita tidak dapat mengubah viskositas gas atau kepadatan partikel). Membuat Vc lebih besar umumnya untuk mahal karena, seperti yang akan kita lihat nanti dalam bagian ini, penurunan tekanan di topan umumnya sebanding dengan kecepatan kuadrat. Untuk membuat Wi kecil, kita harus membuat seluruh siklon lebih kecil jika kita untuk menjaga jatah yang sama dimensi. Tapi aliran volumetrik gas inlet sebanding dengan Wi kuadrat, sehingga topan kecil mengalami aliran gas kecil. Siklon sangat kecil telah digunakan untuk mengumpulkan partikel kecil dari arus gas sangat kecil untuk tujuan penelitian dan pengambilan sampel gas, tetapi masalah industri adalah untuk mengobati arus gas besar. Beberapa skema praktis telah bekerja untuk menempatkan sejumlah besar (sampai beberapa ribu) siklon kecil secara paralel, sehingga mereka dapat memperlakukan aliran gas besar, menangkap partikel yang lebih kecil. Yang paling umum dari pengaturan ini, disebut multiclone a, sketsa pada Gambar. 9.5.Berikut ini adalah Gambar 9.5

Banyak siklon kecil di multiclone yang diproduksi secara massal dan dimasukkan ke pendukung lembaran logam. Dalam perangkat ditampilkan, gerak gas melingkar di setiap siklon disebabkan oleh satu set lembaran logam memutar baling-baling yang mengganti bagian atas yang solid dari siklon biasa. Tabung gas outlet yang terhubung ke gas umum kepala stopkontak. Jika siklon individu yang satu setengah kaki di diameter, Wi dalam Persamaan. (9.20) akan menjadi sekitar 0,125 ft. Mengulangi Contoh 9.5 untuk Wi 0,125 ft, kita menemukan diameter potong berpredikat dari 2,3 , yaitu sekitar diameter potong sebenarnya perangkat tersebut.Meskipun Persamaan. (9.20) adalah prediktor wajar diameter potong, Persamaan. (9.18) atas mana hal itu didasarkan adalah prediktor yang buruk dari hubungan koleksi. Efisiensi untuk diameter. Persamaan (9.19), yang mengambil pencampuran memperhitungkan, adalah prediktor yang lebih baik, tetapi tidak benar-benar baik. Gambar 9.6 pada halaman 262 membandingkan prediksi yang pers. (9.18) dan (9.19) membuat dengan kurva mewakili ringkasan data eksperimen [4] yang dapat diwakili dengan oleh persamaan data empiris yang akurat berikut: (9.21)Contoh 9.6. Aliran gas mengandung ukuran partikel distribusi massa yang diberikan oleh distribusi normal panjang, dengan Dm = 20 dan = 1,25Berikut adalah Gambar 9.6

Efisiensi pengumpulan vs kurva diameter partikel untuk siklon. Di sini, semua tiga kurva harus melewati melalui 0,5 pada D = Dout karena definisi Dout. Persamaan (9.21) sangat menutup hasil eksperimen untuk siklon khas.(Lihat Gambar. 8.10). Kami melewati ini melalui separator siklon yang dipotong berdiameter 5, dan yang efisiensi berdiameter hubungan diberikan oleh Persamaan. (9.21) (dan ditunjukkan pada Gambar. 9.6). Apa persentase berat dari partikel tertangkap? Apa yang massa berarti diameter partikel yang melewati?Kita tidak bisa memecahkan masalah ini secara analitis tetapi harus bukannya membagi distribusi partikel menjadi fraksi ukuran dan menghitung penetrasi untuk masing-masing, seperti yang digambarkan dalam bagian 7.8. Hasilnya ditunjukkan pada tabel 9.1. Pada kolom pertama kami telah membagi distribusi menjadi 10 pecahan, mereka 0-0,1 massa partikel, mereka 0,1-0,2, dll Nilai-nilai ini ditemukan dari meja di akhir interval ini, seperti 0,1 , 0,2, dll Nilai-nilai ini ditemukan dari tabel seperti Tabel 8.3, tetapi diatur dari bahkan nilai-nilai bukan bahkan nilai-nilai z. Kolom ketiga menunjukkan nilai (D = Dmean) pada akhir interval ukuran, ditemukan dengan memecahkan persamaan. (8.19) untuk distribusi log-normal. Nilai pertama adalah

= exp (z)= exp(-1.282 x 1.25) = 0.2014Perhitungan ini menunjukkan bahwa 0,1 = 10 persen dari partikel memiliki diameter kurang

Perhitungan kinerja untuk pemisah siklonBerikut adalah Tabel 9.1

Dari (0.2014 x 20) = 4,02 .suatu diameter rata-rata dari 10 persen terkecil dari partikel adalah sekitar setengah dari ini, atau 2. The colomn fouth menunjukkan rasio diameter ini rata-rata, terdaftar sebagai (D = Dmean) pertengahan. Untuk entri pertama ini adalah rata-rata nilai akhir dan nol. Selama delapan nilai berikutnya adalah rata-rata nilai pada akhir atau jangkauan dan pada akhir rentang prvious. Nilai akhir diambil sebagai nilai akhir kisaran precending, yang memperkenalkan hanya kesalahan kecil.

Kolom kelima Tabel 9.1 menunjukkan efisiensi koleksi untuk diameter midrange, dihitung dengan persamaan. (9.21): = Pada kolom keenam adalah p , jumlah massa dalam interval ukuran ini yang melewati ,misalnyap = (1-0.1396)(0.1 0) = 0.0860Kita lihatbahwa 86 persen massa dari partikel dalam berbagai ukuran (8,6 persen dari total massa partikel) melewati siklon tertagih. Kolom terakhir adalah matahari dari nilai dalam kolom 6, Menampilkan fraksi kumulatif tertagih. Semakin rendah nilai kanan menunjukkan bahwa 0,186 18,6 persen dari partikel tidak dikumpulkan, menunjukkan bahwa efisiensi pengumpulan keseluruhan 0,81481 persen. Massa berarti diameter partikel yang lulus meskipun topan adalah diameter yang sesuai dengan setengah nilai pada buttom kolom 7, atau 0,0930. Ini adalah sedikit lebih dari nilai pada akhir 0-0,1 berat selang kecil, sehingga dari kolom ketiga pada tabel 9.1 kita tahu bahwa itu correpounds untuk diameter sekitar 0,2014 0,2 dari diameter rata-rata atau sekitar 4.Pada akhir contoh panjang ini, pembaca didorong untuk membandingkannya dengan Ecample 7,5. Ini hanyalah contoh yang berulang, menggunakan partikel nyata distribusi ukuran dan efisiensi hubungan kolektor nyata Untuk semua perangkat dibahas kemudian dalam bab ini, perhitungan desain akhir yang dibuat oleh setara dengan tabel ini.Satu dapat mengulang contoh ini menggunakan 20 interval ukuran bukan 10 di sini, dan menemukan bahwa nilai penetrasi akhir 01.836 bukannya 0,1859 Kita jarang memiliki data distribusi ukuran atau efisiensi pengendalian cukup baik untuk membenarkan bahwa perhitungan tambahanEfisiensi pengumpulan rendah, 81 persen, dari Contoh 9.6 menunjukkan bahwa siklon khas tidak dapat memenuhi standars kontrol modern (biasanya