33
Gambar 2.10 Grafik desain venturi scrubber [51]
c. Grafik scrubber power dan presure drop sebagai fungsi dia.cut
d. Hubungan presure drop, kecepatan troath, dan LG
2.7.4 Perancangan
Rotary Separator
Perangkat ini difungsikan untuk memisahkan partikel air dan partikel abu sekam padi yang tersisa dari proses scrubbing. Prinsip kerjanya serupa dengan
siklon. Gas dengan kecepatan V, diumpankan secara tangensial kedalam vessel. Ketika memasuki vessel, gas akan berotasi dan partikel berdiameter D
p
yang terkandung dalam gas akan menabrak dinding akibat gaya sentrifugal yang
bekerja. Fenomena gaya sentrifugal cenderung melempar partikel kearah luar dinding, lalu partikel bergerak turun terpisah dari arus gas dan terkumpul dalam
vessel . Fenomena tersebut dituangkan dalam persamaan stokes dibawah ini [49].
LG = 10 gal1000 acf LG = 20 gal1000 acf
LG = 30 gal1000 acf
90 80
70 60
50 40
30 20
10 100
200 300
400 500
600
P re
s s
u re
D ro
p in
. w
.c .
Throat Velocity ftsec
5 2
1a 1b
3a 3b
3c 4
Gas Phase Pressure Drop, in. H
2
O
0,4 0,5
1,0 2
3 4
5 10
20 30
1,0 2
3 4
5 10
20 30 40 50
100
C u
t D
ia m
e te
r, m
ic ro
m e
te r
5 4
3 2
1,0 0,5
0,4 0,3
0,2 0,1
c d
1.Sieve plate column with foam density of 0,4gcm3 and 0,2 in hole dia
1b. Same as 1.a except 0,125 in hole dia. 2. Packed column with 1in ring or saddle
3a. Fibrous packed bed with 0,012 in dia. fiber 3b. Same as 3.a except 0,0004 in dia. fiber
3c. Same as 3.a except 0,0002 in dia. fiber 4. Gas atomized spray
5. Mobile bed 1-3 stages of fluidised hollow plastic
FT UNILA
Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Lampung Tugas Akhir 2012
34
1 2
18. . -
t p
f p
V d
g
Dimana :
d
p
= Diameter partikel m µ
= Viskositas dinamik fluida Nsm
2
d
o
= Diameter inlet m ρ
p
= Massa jenis padatan kgm
3
V
t
= Kecepatan settling setrifugal ms
2.8. Keseimbangan massa dan energi di dalam gasifier
` Dalam ilmu termodinamika disebutkan bahwa seluruh massa yang
memasuki control volume memiliki nilai yang sama dengan massa yang keluar. Apabila diterapkan kedalam sistem gasifier, keseimbangan massa di dalam
gasifier seperti diilustrasikan pada gambar 2.11 dapat dituliskan sebagai berikut.
Gambar 2.11
control volume gasifier
Biomassa + arang
Daya listrik+Udara
Producer gas
Char dan ash
. . . 16 biomassa + udara + arang =
+ +
mass input mass output
m m
m m producer gas
m char m ash
. . . 15
35
persamaan keseimbangan energi berdasarkan control volume diatas adalah
.
. .
. .
Daya listrik .
bio udara
arang electric
prod gas char
ash bio
udara Arang
gas
energi input energi output
Q Q
Q P
Q Q
Q heat loss
m LHV
m Cp T
m LHV
m
. .
char ash
LHV m
LHV m
LHV heat loss
Variabel heat loss dalam instalasi merupakan rugi energi yang diakibatkan
perpindahan panas secara konveksi alamiah dari dinding gasifier menuju udara sekitar, karena adanya perbedaan temperatur. Besarnya heat loss dihitung dengan
persamaan laju perpindahan panas secara konveksi sebagai berikut[52].
. .
s
Q h A T
T
Dimana Q = Laju perpindahan panas konveksi W h =
Koefisien konveksi alamiah untuk silinder tegak Wm
2
. K A
= Luas permukaan dinding gasifier m
2
T
s
= Temperatur permukaan gasifier
o
C T
∞
= Temperatur lingkungan
o
C Pada kasus konveksi alamiah, untuk mencari besarnya nilai h dimulai dengan
menghitung bilangan Grasholf dibawah ini [52].
3 2
s L
g T
T L Gr
v
Konveksi alamiah pada reaktor gasifikasi dapat dihitung sebagai sistem silinder
tegak. Akan tetapi apabila tebal lapis batas lebih kecil dari diameter silinder atau memenuhi persamaan 20, sistem dapat didekati dengan konveksi alamiah pada
pelat vertikal [52].
1 4
35
L
D L
Gr
. . . 18
. . . 19
. . . 20 . . . 17
36
Dengan demikian bilangan Nusselt untuk sistem aliran pelat vertikal pada seluruh
range bilangan Rayleigh adalah [52]:
2 1
4 9 16 4 9
3
0,387 0,825
[1 0, 492 Pr ]
dengan ,
L s
L
Ra Nu
g T
T L Ra
v
koefisien konveksi alamiah dihitung dengan persamaan 22, seperti berikut [52]:
L
Nu k h
L
Keterangan : k
= Konduktifitas termal udara pada T
f
; W m.K D =
Diameter gasifier ; m
L = Tinggi gasifier
; m β = 1T
f ,
dengan T
f
= T
dinding
+ T
udara
2 ;
o
K
-1
v = viskositas kinematik pada T
f
; m
2
s α = viskositas dinamik pada T
f
; m
2
s g
= Percepatan gravitasi ; ms
2
. . . 21
. . . 22
III. METODOLOGI PENELITIAN
