Pitot Tube

Gambar disamping ini adalah alat ukur yang digunakan untuk Dust Collector, adalah Dwyer Air Velocity Kit dilengkapi dengan pitot tube. Dengan alat ini dapat diukur kecepatan udara, static pressure, dan dynamic pressure di dalam ducting.

Share

RPM Blower (3)

Seringkali kita memiliki blower tetapi data grafik, kapasitas, static pressure tidak ada, tetapi kita ingin menaikkan kapasitasnya. Untuk blower yang digerakkan oleh pulley kapasitas dapat dinaikkan dengan meningkatkan RPM blower (lihat posting RPM blower (1)), cara termudah adalah dengan menggunakan kuat arus (ampere motor) dan rumus Affinity Law, langkahnya adalah sbb : 1. Ukur ampere dan volt dari motor saat berjalan. 2. Hitung aktual power yang digunakan : BHP1(Kw) = Power nameplate (kw)*(ampere berjalan/ampere nameplate) *(volt berjalan/volt nameplate). BHP2(Kw) = 90% * power name plate Rumus diatas berlaku untuk motor diatas 5HP 3. Berapa besar RPM harus dinaikkan? tentunya harus sesuai dengan power motor bila terlalu besar kenaikkan RPM maka motor akan terbakar, untuk itu gunakan rumus hukum blower/fan : BHP2 = BHP1 * (RPM2/RPM1)^3 RPM2= RPM1 * (BHP2/BHP1)^1/3 BHP2: power setelah RPM dinaikkan BHP1: power sebelum RPM dinaikkan (power yang dihitung pada point 2 diatas) RPM1: RPM sebelum dinaikkan RPM2: RPM setelah dinaikkan contoh : Blower dengan motor 7.5 kw, RPM1= 1400, full load ampere pada name plate = 15.7 A, voltase pada nameplate = 380 v, hasil pengukuran dengan tang ampere rata2 = 9 A, pengukuran voltase rata2 = 380v. Mau dinaikkan kapasitasnya sampai mendekati batas power motor (90%). Jawaban : BHP1 = 7.5 * (9/15.7) * (380/380) = 4.3 kw BHP2 = 90% * 7.5 = 6.75 kw RPM2 = 1400 * (6.75/4.3)^1/3 RPM2 = 1627 Jadi RPM dinaikkan menjadi 1627

Share

RPM Blower (2)

Disamping ini adalah contoh dari grafik karakteristik blower, setiap blower memiliki grafik karakteristik sendiri yang di buat oleh produsen blower. Dari grafik ini bila kapastas udara (m3/h) dan static pressure (pa) diketahui, maka power (kW) dan RPM blower dapat dicari. Oleh sebab itu setiap kali membeli blower mintalah grafik ini karena kelak akan berguna bila suatu saat ada perubahan kapasitas udara atau line ducting misalnya.

Contoh:

Pada gambar kapasitas udara adalah 10000m3/h sedangkan static pressure adalah 3000 pa, pada titik pertemuan dari dua garis (merah) terletak garis RPM (hitam) ikuti garis ini maka RPM blower adalah 1800. Diatas titik pertemuan garis merah ini ada garis putus2 yaitu garis power blower terlihat disitu adalah 15 kW. Berarti dengan menggunakan blower ini : kapasitas 10000m3/h dan static pressure 3000pa, memerlukan power 15 kW dan RPM 1800.

Share

RPM Blower (1)

RPM atau Rotation Per Minute, menunujukkan putaran blower per menitnya. RPM dapat diatur sesuai kebutuhan dengan cara :

1. Khusus untuk blower yang menggunakan pulley untuk penggeraknya (seperti pada contoh gb disamping). RPM blower dapat diatur dengan menentukan diameter pulley.

2. Dengan inverter yaitu alat khusus untuk mengendalikan putaran motor, alat ini dapat digunakan baik baik untuk blower dengan penggerak pulley atau blower yang langsung di gerakkan oleh motor (di-kopel).

Cara menghitung RPM Blower yang menggunakan penggerak pulley adalah sbb :

P1 : P2 = RPM Blower : RPM Motor

RPM Blower = (RPM Motor x P1) : P2

Bila diketahui :

P1 = Pulley pada motor = 12" (inch)

P2 = Pulley pada blower = 10"(inch)

RPM Motor = 1450 (RPM motor umumnya adalah 900, 1450 dan 2800)

Perhitungan :

RPM Blower = 1450 x 12 : 10 = 1740

Share

Menentukan Static Pressure/Pressure Loss Bagfilter

Seperti telah disinggung dalam posting sebelum ini untuk menentukan ukuran bagfilter tahapan nya adalah sbb :

1. Ketahui Kapasitas Udara (m3/jam)
2. Kemudian tentukan Jumlah filter atau luasan filter (= Kapasitas udara (m3/jam)/Air to cloth Ratio (m3/m2.h))
3. Tentukan statik pressure dari bagfilter.
Static pressure atau pressure loss dapat dicari melalui rumus seperti pada literatur (klik untuk download) atau menggunakan grafik disamping ini.
Klik disini untuk download grafik diatas.

Contoh soal pada posting sebelum ini ,kapasitas udara yang dihisap adalah 6212.18 m3/jam luasan filter 46 m2,jumlah filter 32 bh ini dalam menentukan luas filter dipakai air to cloth ratio nya adalah 135. Dengan grafik dapat langsung diketahui static pressurenya ikuti garis merah putus2 pada grafik bila ditarik kebawah akan ketemu static pressurenya adalah 105 daPa atau 1050Pa ~ 1100 Pa. Share

Menentukan Ukuran Bagfilter

www.rancangdsutcollector.com

Ukuran Bagfilter ditentukan oleh 2 faktor utama yaitu :
1. Kapasitas Udara
2. Jenis debu dan sifat udara yang dihisap

1. Kapasitas udara

Kapasitas udara atau jumlah udara yang dihisap (m3/jam) akan menentukan berapa luas filter yang dibutuhkan. Ada besaran tersendiri untuk menentukan ini yang disebut "Air to Cloth Ratio" yaitu perbandingan antara "kapastas udara (m3/jam)/luas filter (m2)" yang besarannya tergantung pada jenis debu dan konsentrasinya dalam udara. Seperti dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel ini didapat dari hasil percobaan dan penelitian, setiap literatur (klik disini untuk melihat literatur) menyajikan angka yang tidak sama. Air to cloth ratio pada tabel ini adalah yang cukup aman dan telah diterapkan oleh penulis selama ini cukup memberikan hasil yang baik, perlu diperhatikan bahwa tabel air to cloth ratio dibawah ini adalah untuk bagfilter dengan sistem pembersihan Pulse Jet. Menentukan besaran Air to Cloth Ratio merupakan hal yang sangat krusial dalam merancang Bagfilter, kesalahan dalam menentukan dapat mengakibatkan filter cepat blocking khusunya bila air to cloth ratio ditentukan lebih besar dari ketentuan. Akibat blocking filter adalah kapasitas udara hisap akan menurun dan kecepatan hisap pada lubang hisapan (suction) juga turun, karena debu yang menempel pada filter sudah terlalu tebal dan tidak bisa jatuh. Bagaimana menentukan luas filter? contohnya adalah sbb :
Pada posting sebelum ini di gunakan separator cyclone sebagai penyaring nya dengan kapasitas 6212.18 m3/jam sekarang kita gantikan dengan bagfilter misalkan jenis debunya adalah sebu kayu atau "sawdust" yang pada tabel disamping ini mempunyai Air to cloth ratio sebesar 135 - 145. Bila konsentrasi debu banyak kita ambil nilai terkecil 135 yang berarti luas filter adalah 6212.18 / 135 = 46 m2. Bila satu tabung filter berukuran dia. 160 x panjang 2900mm (luas area 1.45m2) berarti kita membutuhkan +/- 32 buah tabung filter.

2. Jenis Debu
Jenis debu selain menentukan "Air to cloth Ratio" juga menentukan jenis filter yang digunakan. Ada beberapa jenis filter yang biasa digunakan seperti polyester, polypropylene, fiber glass (nomax) dll, klik disini untuk detailnya atau hal ini bisa dikonsulatasikan pada supllier filter.

Share

Bagfilter

www.rancangdustcollector.com

Disamping ini adalah gambar 1 bagfilter (klik untuk memperbesar) berikut bagian2 nya dalam tulisan ini akan saya terangkan mengenai bagian2 dari bagifilter, dan cara kerjanya, serta sample asbuilt drawing dari bagfilter.

1. Bagian2 Bagfilter
Terdiri dari :
a. Housing Bagfilter; atau kotak tempat filter, seperti terlihat pada gambar 1 housing bagfilter dibagi dalam 2 bagian yaitu bagian atas dimana ruang udara bersih, dan bagian bawah nya ruang udara kotor. Letak filter adalah pada ruang udara kotor. Konstruksi dari housing harus cukup kuat menahan tekanan udara (+), maupun negatif (-) /vakum. Dan kedap udara.
b.Filter ; umumnya filter berbentuk kantong silinder bagian atas lubang (untuk keluarnya udara) dan pada bagian bawah tertututp (buntu). Diameter antara 120 s/d 200 mm umum digunakan diameter 160 mm dengan jarak antara masing2 filter 200mm. Material filter terdiri dari jenis polyester, polypropelene, fiberglass dll,- pemilihannya tergantung jenis debu dan sifat kimiawi dari debu dan udara yang di-filter seperti kandungan asam, alkali, suhu udara dll. untuk persisnya dapat klik disini untuk menghubungi vendor filter.
c.Filter cage; berbentuk keranjang/cage/frame terletak pada bagian dalam silinder filter fungsinya adalah untuk menahan filter tetap mengembang sehingga udara dapa lewat didalamnya. Filter cage ini terbuat dari material besi galvanis dia. 5-6mm.
d.Venturi ; lihat gambar 1 diatas venturi terletak pada bagian atas cage/filter (bagian keluarnya udara dari silinder filter). Fungsinya adalah mengarahkan udara pulse jet pembersih filter . Penggunaan venturi akan meningkatkan efektifitas pembersihan filter, bila tanpa venturi tekanan compressor adalah 6-8 bar dengan venturi tekanan cukup 4-6 bar. Material terbuat dari plat galvanis atau aluminium cor.

e.Solenoid Valve ; katup pembuka aliran compressed air kedalam kantong filter, untuk membersihkan filter (GOYEN solenoid valve).
f.Header, diafragma dan nozzle; header adalah tabung penampung compressed air, diaragma adalah pipa penghubung dari solenoid valve ukurannya sama dengan solenoid valve, nozzle terbuat dari pipa ukuran dia. 12 mm/14 mm.
g.Rotary air lock; pada bagian bawah Housing berfungsi untuk pembuangan debu yang tertampung pada hopper, walaupun tetap berputar tetapi udara tidak dapat masuk/keluar dari dalam Bagfilter umumnya degerakkan oleh gearbox/gearmotor.

2. Cara Kerja Bagfilter
Seperti terlihat pada gambar 1 diatas udara kotor masuk melalui bagian kiri bawah bagfilter kemudian masuk ke tabung filter dimana udara akan disaring, sebagian besar partikel debu yang besar akan jatuh kedalam "hopper" sedangakan partikel yang kecil akan menempel pada dinding filter. Setelah melalui filter udara akan mengalir keatas memasuki ruang udara bersih dan terus keluar melalui outlet bagian kanan atas.

Selama proses tsb diatas berlangsung dialkukan pembersihan filter, yang ada pada contoh gambar 1 &2 diatas adalah menggunakan sistem "pulse jet cleaning", ada beberapa cara memang yang umum dipakai untuk pembersihan bagfilter selain pulse jet yaitu, sistem shaker (menggoyang filter), dan sistem Reverse air (Klik disini untuk melihat reverse air bagfilter). Pada tulisan ini sistem yang diganakan adalah Pulse Jet. Pada gambar 2 disamping ini adalah saat pembersihan filter solenoid valve pada lajur 1 membuka sesaat (gambar 3) sehingga aliran udara bertekanan mengalir
membersihkan filter2 pada lajur 1 selang beberapa saat 15-30 detik kemudian lajur 2 selanjutnya lajur 3 dst, kemudian kembali lagi ke lajur 1. Selang waktu membuka dari solenoid valve diatur oleh alat "sequential timer". Klik disini untuk melihat foto2 Bagfilter.

Share

Cyclone

Disamping ini adalah gambar cyclone yang ada pada pabrik particle board. Cerobong udara bersih keluar cyclone dipasang elbow untuk menghindari air hujan masuk. Material cyclone adalah Mild Steel tebal 4mm.

Hal terpenting yang harus diperhatikan dalam pembuatan cyclone agar berfungsi dengan baik adalah :

1. Silinder cyclone baik bagian atas maupun bawah (kerucut) harus betul2 bulat / tidak oval.

2. Permukaan dalam cyclone harus rata betul tidak boleh ada bagian2 yang menonjol.

Share

Merancang Cyclone

Cyclone adalah salah satu dari jenis dust separator yang paling sederhana dan juga murah. Cara kerjanya seperti terlihat pada gambar disamping ini : Gerakan pusaran (cyclonic) dari aliran udara akan menyebabkan terjadinya gaya sentrifugal pada partikel debu, akibatnya partikel debu akan terkumpul pada dinding cyclone dan selanjutnya jatuh melalui lubang bawah, sedangkan udara yang berseih akan keluar mewlalui cerobong.

Bagaimana kita menantukan dimensi cyclone? dan berapa static pressurenya ?

Kecepatan didalam cyclone :
V = Q/(W*(D-De)/2) m/s .........(1)

Perbandingan proporsi ukuran cyclone adalah sbb.....(2)

(lihat gambar disamping)
De = 0.5*D
Lc = 3*D
Lb= 1.6*D
Dd=0.25*D
S =0.9*D
H =0.6*D
W =0.18*D

Dari Rumus (1) dan (2) didapat :
D = (5.7*Q/V)^0.5
Dimana :
D= Diameter Cyclone (m)
Q=Kapasitas udara (m3/s)
V=Kecepatan udara didalam cyclone (m/s)

Static Pressure/Pressure loss Cyclone :
P= C * ((p*Q^2)/(2*De^2*W*H)) N/m2
Dimana :
P= Pressure Loss
p= kerapatan udara=1.185 (20 deg C)
De=Diameter cerobong cyclone (lihat gb)
W= lebar inlet cyclone (lihat gb)
H= tinggi inlet cyclone (lihat gb)

Contoh kasus :Kita ambil contoh dari posting sebelum ini dimana kapasitas udara pada line ducting adalah 6212.18 m3/jam yang berarti kapasitas udara sebesar ini akan melewati cyclone ini. Kisaran kecepata yang optimal melalui cyclone adalah 8-10 m/s. Berapa dimensi cyclone yang dipakai untuk line ini?

D = (5.7*Q/V)^0.5
Q= 6212.18 m3/jam = 1.725 m3/s
V=9 m/s
Jadi :
D = 1.045 m = 1045 mm ~ 1100 mm

Dimensi Cyclone :
De=0.5*D = 0.5*1100 = 550 mm
Lc=3*D = 3*1100 = 3300 mm
Lb=1.6*D = 1.6*1100 = 1760 mm
Dd= 0.25*D = 0.25 *1100 = 275 mm
S = 0.9*D = 0.9 * 1100 = 990 mm
H = 0.6*D= 0.6 * 1100 = 660 mm
W = 0.18*D = 0.18*1100 = 198 mm

Selanjutnya adalah menentukan static pressure cylcone :
P= C * ((p*Q^2)/(2*De^2*W*H)) N/m2
p=1.185
De=550mm=0.55m
W=198mm=0.198m
H=660mm=0.66m
C=konstanta

Dari Grafik 1 n=0.7 ; dari Grafik 2 C=16
Jadi :
P = 713.6 N/m2 atau 713.6 Pa.

Share

Merancang Dust Collector : Ducting Kotak (Square Duct)

Kalau sebelum ini pada posting sebelumnya yang dibahas adalah Duct berbentuk lingkaran (circular duct), bagaimana dengan ducting kotak (square duct), bagaimana cara menghitung "pressure loss" nya :

1. Konversi terlebih dahulu ducting kotak ke diameter dengan menggunakan rumus diameter ekivalen sbb :

De = 1.30 * [{(a*b)^5}/{(a+b)^2}]^0.125

Dimana :
a = Panjang (pada sisi penampang ducting/lubang)
b = Lebar (pada sisi penampang ducting/lubang)

2. Setelah diketahui De maka hitunglah pressure loss nya menggunakan rumus ducting bulat seperti ditunjukkan pada posting sebelum ini.

3. Untuk menghitung kapasitas = V*A ; seperti juga mengihitung kapasitas untuk ducting bulat tetapi luas area dihitung menggunakan diameter ekivalen (De).

Ducting kotak umumnya banyak digunakan pada sistem AC central karena penempatannya yang sempit ukuran kotak lebih menghemat tempat, sedangkan untuk dust collector sebaiknya menggunakan ducting bulat untuk menghindari pengendapan debu. Share

Merancang Dust Collector : Ducting Line

Dibawah ini adalah line ducting yang baru selesai di kerjakan pada pabrik kayu, mesin2nya belum tampak terpasang. Material ducting terbuat dari BJLS t=0.6 s/d 1.5mm . Kecepatan hisap pada suction umumnya untuk mesin2 perkayuan berkisar antara 25-30 m/s.  Kecepatan udara di dalam ducting berkisar antara 20-25 m/s, kecepaan ini perlu di jaga karena kecepatan ini ada kecepatan untuk transport debu, di bawah itu akan ada resiko pengendapan debu pada ducting, dan bila berakumulasi akan membahayakan konstruksi ducting yang umumnya di gantung dengan menggunakan sling.














Dibawah ini adalah gambar ducting line pada mesin cigarette maker dimana 1 mesin terdiri dari ducting untuk menghisap debu dan ducting untuk transport tembakau ke mesin

Share

Perhitungan untuk Dust Collector System

Untuk merancang dust collector yang terdiri dari : ducting-blower-filter diperlukan 2 parameter
Yaitu :
1. Kapasitas udara hisap dari ujung2 ducting
2. Pressure loss (kehilangan tekanan) yang terjadi selama udara bergerak dari ujung ducting sampai keluar dari filter (keluar dari sistem dust collector ke udara bebas).

Berikut dibawah ini adalah ulasan yang menjelaskan ke-2 parameter diatas :
1. Kapasitas udara hisap atau air volume dengan satuan “volume per satuan waktu” (m3/jam; cfm, dll) adalah debit udara dengan rumus :
Q = v * A; Q=kapasitas udara (m3/jam, cfm); v=kecepatan udara hisap (m/detik,fpm)
A=luas penampang lubang hisap (m2, cm2, ft2).
Disini (v) kecepatan udara hisap sangat penting, bergantung dari jenis debu/serbuk yang dihisap dan jarak antara lubang hisap dan sumber debu.
Kapasitas udara dari sistem adalah ΣQ1, Q2 etc,- dari setiap lubang hisap dalam sistem dust collector tsb.

2. Pressure loss adalah kehilangan tekanan karena pergerakan udara dari ujung hisap sampai keluar sistem. Rumus nya untuk pipa ducting adalah : ΔPf=λ*(l/d)*(γ/2*g)*v2 ; ΔPf=static pressure atau pressure loss (kg/m2 atau mmH20); d=diamater pipa (m); l=panjang pipa (m); λ=koefisien gesek pipa ; γ=berat jenis udara (1.2kg/m3); v=kecepatan rata2 udara (m/s); g=gravitasi (9.8 m/s2).

"Apabila ducting line terdiri dari banyak cabang cari ducting terjauh atau yang mempunyai static pressure terbesar".
Dari ke-2 parameter tersebut menentukan : ukuran ducting (duct sizing), jenis dan power blower, jenis dan kapasitas filter sesuai dengan debu yang dihisap.

Contoh Kasus :Berikut ini adalah gb layout line dust collectror terdiri dari 3 buah lubang hisap (suction) : 1. dia.127mm ; 2. dia.150mm dan 3. dia.200mm. Dari lubang2 suction tsb. Langkah ke-1 kita gambar jalur pipa ductingnya yang menuju ke blower dan dari blower menuju cyclone (penyaring debu).

Langkah ke-2 adalah menentuan kapasitas dari udara yang dihisap atau debit dari ke-3 lubang hisap tsb. Sebelumnya tentykan dahulu berapa kecepatan udara yang kita inginkan, pada gambar kecepatan udara hisap pada lubang dia. 127 = 25m/s; pada lubang dia.150 = 30m/s dan pada lubang dia.200 = 28m/s. Dari data tersebut kita buat perhitungan seperti tabel dibawah ini :








Total kapasitas/debit udara yang harus dihisap adalah 6212.18 m3/jam.

Langkah ke-3 adalah menentukan diameter dari semua pipa ducting yang menuju blower dan
Cyclone. Tabel dibawah ini akan menunjukkan cara menentukan ukuran diameternya. Sebelumnya kita pastikan dulu berapa kecepatan udara melalui pipa ducting, dalam contoh ini kita tentukan 25 m/s.
Kapasitas pipa ducting no.4 adalah jumlah dari kapasitas hisap lubang dia. 127 dan dia. 150. Sedangkan kapasitas ducting no.1 adalah jumlah dari lubang dia.127, dia.150 dan dia.200. (pada tabel dibawah ini A=luas penampang ducting, didapat dari Q(m3/s)/V(m/s))

Pada kolom paling kanan adalah ukuran diameternya. Untuk memudahkan dalam pembuatan ducting diameter ducting dapat dibulatkan misalnya diameter 297 menjadi 300mm dst. Langkah ke-4 adalah menentukan berapa pressure loss yang terjadi pada line ducting tsb. diatas. Berikut ini adalah tabel perhitungannya : Sebelumnya dari gambar diatas tentukan "jarak paling jauh" antara blower ke lubang hisap, dari gambar diatas jarak terjauh
dari sinilah kita memulai perhitungan pressure loss/static pressure, atau bisa diartikan juga kita memulai

perhitungan dari asumsi pressure loss terbesar. Jumlah pressure loss dari sejak lubang hisap sampai dengan keluar dari cyclone adalah sebesar 1846.13 Pa pada perhitungan tabel disamping digunakan koef gesek = 0.135, berat jenis udara = 1.2 kg/m3 dan gravitasi 9.8 m/s2. Untuk cyclone pada kasus tsb. diatas kita asumsikan mempunyai loss 800 pa. Besar kecilnya loss pada cylone ditentukan oleh jenis cyclone umumnya pembuat cyclone akan memberikan besarnya pressure loss pada cyclonnya sesuai kapasitas udara yang kita inginkan (6212.18 m3/jam). Langkah terakhir yaitu Langkah ke-5 adalah menentukan besar blower dan power dari blower. Bila Anda memiliki kurva performance yang dikeluarkan oleh produsen blower dari Kapasitas Udara 6212.18 m3/jam dan pressure loss/static pressure sebesar 1846.13 Pa dapat diketahui besar blower yang diinginkan, power motor dan RPM nya. Atau cukup anda memberikan data kapasitas udara dan pressure loss/static pressure kepada produsen blower, maka mereka akan menentukan blowernya.

Atau Anda ingin mengetahui sebelumnya berapa kira2 power motor yang dibutuhkan, dapat diketahui dengan rumus : KW = (kapastas(m3/detik)*pressure loss(Pa))/(effisiensi blower*1000). Kita asumsikan effisiensi adalah 60% (umumnya antara 50% - 80% tergantung jenis dan merk blower) maka dengan menggunakan rumus ini contoh diatas memerlukan blower dengan power motor sebesar 5.3 KW. Lihat posting memilih blower.

Catatan : Klik tabel atau gambar diatas untuk memperbesar (zoom). Klik disini juga untuk contoh perhitungan yang lain.  

Share