General Principles of Industrial Ventilation

PRINSIP UMUM

General Principles of Industrial Ventilation Ir. MUH. ARIF LATAR, MSc

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING/ M.ARIEF LATAR

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING, M.ARIEFF.L 2/18/2016

Modul-2, General Principles of Industrial Ventilation 1. 2. 3. 4. 5.

Defenisi Dasar Prinsip Kerja Aliran Udara/Air Flow Percepatan Udara dan Kehilangan pada Tudung/Hood Kehilangan pada pipa/Duct Losses Kehilangan pada Fitting/Fitting Losses

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING, M.ARIEFF.L

2.2. PRINSIP KERJA ALIRAN UDARA (AIR FLOW)

1. Konservasi massa (persamaan kontinutas) 2. Konservasi energy (persamaan energi) Energi kinetis atau energi gerak (juga disebut energi kinetik) adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya. Energi kinetis sebuah benda didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah benda dengan massa tertentu dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu.


Ada dua prinsip dasar aliran udara dalam sistem ventilasi, yaitu

Tingkat massa dari aliran udara tetap konstant sepanjang jalur yang dialiri cairan (asumsi ; tidak ada kebocoran sepanjang pipa). Pembuluh aliran/tube of flow, sifatnya homogen dan kecapatan dalam pembuluh adalah sama, 50 fpm (ttk-1 gbr-2.3) Untuk menghitung volume dari aliran udara Q, pada gambar, 2.3


2.2.1. Konservasi Massa

dimana : Q - adalah tingkat volume dari aliran udara V - adalah kecepatan udara A adalah area cros sectional

Gambar, 2.3 volumemetric flow rates in various situations (a) Flow through a hood (b) Flow through a branch entry.


Q1 = Q2 V1.A1 = V2.A2

Konservasi Energi

Konservasi energi dapat merujuk kepada, i. Hukum kekekalan energi atau hukum konservasi energi ii. Penghematan energi

Hukum Kekekalan Energi (Hukum I Termodinamika) berbunyi: "Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan (konversi energi)".


2.2.2.

Teorema untuk sistem saluran, tekanan statis ditambah tekanan kecepatan pada titik hulu (ttik-1) dalam sistem harus sama dengan jumlah dari tekanan statis dan kecepatan pada titik kedua hilir dalam sistem, ditambah gesekan apapun dan dinamis (turbulensi) kerugian.


Gambar, 2.3.(a) mengilustrasikan konsep konservasi energi dalam Teorema Bernoulli untuk konservasi energi

+ hL

.......2.7

TP1 = TP2 + hL Dimana : Titik -1 - upstream point Titik -2 - downstream point hL - kerugian energi, karena gesekan, tahanan, dll.


SP1 + VP1 = SP2 + VP2

(ACCELERATION OF AIR AND HOOD ENTRY LOSSES)


2.3. PERCEPATAN UDARA DAN KEHILANGAN PADA TUDUNG

Contoh perhitungan Volume flowrate/aliran udara ---Duct diameter------------------------Duct Area ---------------------------Duct Velocity -------------------------

A = 3,14(3,5)2 = 0,668 ft2 4 12

Q =

---- 1ft = 12 inci

V.A -, V = Q/A

V = 300 /0,0668 = 4490 fpm

Q = 300 cfm D = 3,5 inc 𝜋 A = 4 . 𝐷2 V = …..?


Aplikasi seperti dicontohkan pada gambar, 2.4 . Hood/tudung aliran udara sebesar 300 cfm, dan diameternya sebesar 3,5 inch (A= 0,0668 ft2 area)

Bila tekanan kecepatan (VP) = 1,26 “wg ----

(standar udara),

TP = SP + VP SP1 + VP1 = SP2 + VP2 TP = tekanan total sistem, dalam inci air (“wg) SP = tekanan statik sistem, dalam inci air (“wg) VP = tekanan kecepatan, dalam inci air (“wg)

Gbr,2.4, pada titik – 1; SP1 = 0, dan VP1 = 0 ,maka Pada titik -2; SP2 = - VP2 = - 1,26 “wg


Pada Gbr, 2.4 memperlihatkan aliran udara dalam ruang titik -1 ke titik 2 , yaitu dari hood --- duct , maka kecepatan pada duct velocity sebesar 4490 fpm

SP2 = - VP2 = - 1,26 “wg


Pada titik – 1---- SP1 = 0, VP1 = 0

Gambar, 2.4 Variation of SP, VP and TP through a Ventilation Siystem


Hc = Fh .VP Prinsip hukum kekekalan energi atau hukum konservasi energy, dapat dihitung persamaan 2.8,

SP2 = - (VP2 + Hc )............... ..2.8 Untuk menghitung pada Hood Static Pressure (SPh) --- SP2 = SPh

SPh = - SP2 = VP2 + hc

......... .2.9


Entri losses (Hc), dan losses koefisien (Fh), maka tekanan kecepatan dalam pipa /Duct velocity pressure (VP), maka .

SPh

= = = =

- SP2 = VP2 + hc 1,26 + (0,40)(1,26) 1,26 + 0,50 1,76 “wg

diameter 3,5 inch (A = 0,0668 ft2 area),dan Ce = 0,845

Q = 4005 A.Ce √𝑆𝑃ℎ = 4004 (0,0668)(0,845) 1,76 = 300 cfm


Contoh pada gambar, -2.4 yang diasumsikan---------- entry losses koefisien (hc) = 0,40

Ce =

---------- 3.10

𝑉𝑃 SPh

Bila --------

SPh = VP, dan Ce = 1,00 𝑉𝑃 SPh

Ce = =

1.26 1.76

= 0,845


TP2 = - hc, hood entry koefisien (Ce), defenisikan akar dari perbandingan antara duc velocity pressure dengan hood atatis suction, atau ;

𝑉𝑃 Q = V.A = 1096.A. − = 1096 A Ce 𝜌

𝑆𝑃ℎ − 𝜌

......

Standar

Q = 4005 A.Ce √𝑆𝑃ℎ ............

2.12

2.11


hood entry koefisien (Ce), pada Hood Static Pressure ;

Hitungan :

Q = 4005 A.Ce √𝑆𝑃ℎ

= 4005 (0,0668)(0,845) 1,76 = 300 cfm


Contoh, gbr, 2.4, diameternya sebesar 3,5 inch (A = 0,0668 ft2),dan Ce = 0,845

2.4.

KEHILANGAN PADA SISTEM SALURAN UDARA/DUCT LOSSES


Lanjutan -------------


Terima Kasih

General Principles of Industrial Ventilation

Recommend Documents