Modul 5PERANCANGAN SISTIM VENTILASI INDUSTI (1)

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

MODUL -5
TAHAPAN PERANCANGAN SISTIM VENTILASI LOKAL
Kode : IKK.365
Materi Belajar – 7, dan 8
Pendidikan S1
Pemintan Keselamatan dan Kesehatan Kerja Industri
Program Studi Imu Kesehatan Masyarakat
Fakultas Ilmu – Ilmu Kesehatan
Universitas Esa Unggul

Disusun oleh,
Ir . LATAR MUHAMMAD ARIF, MSc

UNIVERSITAS ESA UNGGUL
Tahun 2013

Halaman …………

5-1

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
:

Judul Materi

I.

TAHAPAN PERANCANGAN SISTIM VENTILASI LOKAL

PENDAHULUAN

1.

Pengantar
Dalam study ini mahasiswa akan diberikan pengetahuan mengenai , Pemilihan Perancangan

Sistem Ventilasi industri Khususnya Sistim Ventilasi Lokal disertai dengan pertimbangan
Desain, Persyaratan Pemilihan dan Prosedur Perancangan, pada setiap komponen Sistim
Ventilasi Lokal

2.

Ruang Lingkup materi; meliputi ;

5.1.
5.2.

5.3.
5.4.
5.5.

5.6.

5.7.

PENGENALN

PEMELIHAN PERANCANGAN SISTIM VENTILASI INDUSTRI
5.2.1. Pertimbangan Desain
5.2.2. Persyaratan Pemelihan
5.2.3 Prosedur Perancangan
KOMPONEN SISTIM VENTILASI LOKAL
HOOD
5.4.1. Perancangan `Hood
5.4.2. Perancangan `Slot
DUCT SISTEM
5.5.1. Prinsip Umum
5.5.2. Perencanaan Jaringan Duct
5.5.3. Dimensi Duct
5.5.4. Kehilangan Tekanan pada Duct
5.5.5. Saluran Pipa/Duct
FAN DAN BLOWER
5.6.1. Jenis- Jenis Fan
5.6.1.1. Fan aksial
5.6.1.2. Fans Sentrifugal
5.6.2. Jenis- Jenis Blower
5.6.3. Mengevaluasi Kinerja Fan dan Blower

5.6.4. Pemelihan Fan
AIR CLEANING
5.7.1. Penggunaan di Industri
5.7.2. Dust collector Sistim

Halaman …………

5-2

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

II.

KOPETENSI DASAR
Untuk meyakinkan serta memberikan dasar pengetahuan mahasiswa untuk : pertimbangan
Desain, Persyaratan Pemilihan, dan Prosedur Perancangan, pada setiap komponen Sistim
Ventilasi Lokal, terdiridari tiga tahap, yaitu pemilihan (seleksi), perancangan sistim, dan
perancangan proses

III.

KEMAMPUAN YANG DIHARAPKAN
Diharapan mahasiswa dapat memahami prinsip perancangan sistim ventilasi industri adalah
menggunakan metode desain ― perhitungan kecepatan tekanan ‖ atau Velocity Pressure Method
Calculation Shee, dan dari hasil perhitungan untuk mengetahui distribusi debit aliran udara atau
volume flow rate, kecepatan aliran dalam duct, kecepatan aliran dalam slot, tekanan ststis solt SPs,
tekanan statis hood SPh, tekanan statis duct SPd, dan qumulatif tekanan ststis

Halaman …………

5-3

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

IV.
5.1.

5.2.

5.4.
5.4.
5.5.

5.7.

5.7.

KEGIATAN BELAJAR
PENGENALN
PEMELIHAN
PERANCANGAN
SISTIM
VENTILASI
INDUSTRI
5.2.1. Pertimbangan Desain
5.2.2. Persyaratan Pemelihan
5.2.3 Prosedur Perancangan

KOMPONEN SISTIM VENTILASI LOKAL
HOOD
5.4.1. Perancangan `Hood
5.4.2. Perancangan `Slot
DUCT SISTEM
5.5.1. Prinsip Umum
5.5.2. Perencanaan Jaringan Duct
5.5.3. Dimensi Duct
5.5.4. Kehilangan Tekanan pada Duct
5.5.4.1. Faktor Friksi (gesekan)
5.5.4.2. Kecepatan Aliran Udara
5.5.4.3. Turbulensi Aliran
5.5.4.4. Kehilangan tekan akibat orifice
5.5.4.5. Titik Percabangan Duct
5.5.4.6. Kehilangan tekan pada pipa lurus1
5.5.4.7. Pembesaran dan penyempitan duct
5.5.4.8. Belokan Duct
5.5.5. Saluran Pipa/Duct
FAN DAN BLOWER
5.7.1. Jenis- Jenis Fan

5.7.1.1. Fan aksial
5.7.1.2. Fans Sentrifugal
5.7.2. Jenis- Jenis Blower
5.7.3. Mengevaluasi Kinerja Fan dan Blower
5.7.4. Pemelihan Fan
AIR CLEANING
5.7.1. Penggunaan di Industri
5.7.2. Dust collector Sistim

Daftar pustaka

Halaman
.......................................5-5
.......................................5-5
.......................................5-5
.......................................5-6
.......................................5-6
.......................................5-10
.......................................5-10
.......................................5-11

.......................................5-12
.......................................5-15
.......................................5-15
.......................................5-16
.......................................5-16
.......................................5-17
.......................................5-17
.......................................5-17
.......................................5-18
.......................................5-18
.......................................5-18
.......................................5-19
.......................................5-20
.......................................5-21
.......................................5-24
.......................................5-25
.......................................5-26
.......................................5-26
.......................................5-27
.......................................5-30

.......................................5-31
.......................................5-31
.......................................5-32
.......................................5-32
.......................................5-33
.......................................5-38

Halaman …………

5-4

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Modul –

5

TAHAPAN PERANCANGAN SISTIM VENTILASI LOKAL

5.1.

PENGENALAN

Pemilihan sistem ventilasi industri khususnya sistim ventlasi loakal dan proses perancangan terdiri dari
tiga tahap, yaitu pemilihan (seleksi), perancangan sistim, dan perancangan proses.
Metode yang sering digunakan dalam perancangan sistim ventilasi industri, yaitu :
Langkah pendahuluan ; Melakukan pengamatan langsung pada ruang kerja dan lingkungan pabrik, dan
juga melakukan pemetaan pabrik dengan menggunakan GPS (Global Positioning System). Data yang
diambil adalah penentuan posisi 2D, yaitu pengambilan koordinat X dan Y pada titik yang telah ditentukan
sebelumnya, koordinat tersebut di plot menjadi sebuah peta garis yang mengambarkan area pabrik.
Langkah kedua, yaitu data tentang kosentrasi, partikulat, gas, asap, atau uap untuk melihat batas
pemaparan. Untuk perlu diadakan usaha- usaha mengantisipasi, pengenalan/rekoknisi, evaluasi faktorfaktor lingkungan yang timbul di/dari tempat kerja. Di Indonesia perihal batas pemaparan dituangkan
dalam Peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi No.PER. 13/MEN/X/2011, tentang NAB (Nilai
Ambang Batas) Faktor Fisika dan Kimia di Tempat Kerja. Istilah nilai ambang batas sama dengan
Threshold Limit Values (TLV)
Langkah ketiga, Perancangan, hood, duct, air cleaning devis, dan fan. Sebelum merancang perlu
diketahui informasi mengenai karakteristik partikulat, gas, asap, atau uap, posisi ergonomi pekerja dan
leteratur yang mendukung untuk mendesian lokal exhaust ventilasi, sehingga mereka bekerja secara
sistimatik untuk mengisap kontaminan dari sumbernya.
Langkah keempat, adalah pemilihan sistim distribusi kecepatan pada setiap hood, dan mempertahankan
kecepatan yang diinginkan di setiap cabang, sambungan dan jalur utama menggunukan sistim
keseimbangan tekanan statis (SP).
5.2.

PEMELIHAN PERANCANGAN SISTIM VENTILASI INDUSTRI

5.2.1.

Pertimbangan Desain

Untuk mempertimbangkan apakah suatu tipe sistim ventilasi lokal akan diproduksi maka ada beberapa
kriteria yang harus diperhatikan, yaitu :
 Apakah perancangan sistim ventilasi industri tersebut diperlukan, untuk memenimalkan
kontaminan di lingkungan tempat kerja
 Dapatkah perancangan sistim ventilasi industri tersebut menguntungkan secara ekonomis,
diperusahaan
 Efek yang akan ditimbulkan oleh fasilitas pada fasilitas lain
 Apakah perancangan sistim ventilasi industri tersebut akan mampu meningkatkan image
perusahaan dalam melaksanan program-program keselamatan dan kesehatan kerja
Faktor yang berperan dalam perancangan sistim ventilasi industri, yang komponennya terdiri dari ;
hood, duct, air cleaning devis, fan, dan stack dengan mempertimbangan seberapa besar debet aliran
udara yang diperlukan untuk menangkap kontaminan dari sumbernya sehingga dapat menentukan hasil
perancangan sistim ventilasi industri.

Halaman …………

5-5

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

5.2.2.

Persyaratan Pemelihan

Acuan
1.
American Conference of Govermental Industrial Hygienis (ACGIH ) Industrial Ventilation: A
Manual of Recommended Practice for Operation and Maintenance
2.
ASHRAE-2012, Ashrae Handbook: Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Systems and
Equipment: Inch-Pound Edition
Ada dua pedoman dalam mengatur persyaratan perancangan sistim ventilasi industri, yaitu :
(1).
Standar American Conference of Govermental Industrial Hygienis (ACGIH),dengan mengunakan
VELOCITY PRESSURE METHOD CALCULATION SHEET
(2)
American Society of Heating, Refrigerating, dan Air Conditioning Engineers (ASHRAE), memiliki
lebih dari 175 standar .
5.2.3

Prosedur Perancangan

Dalam perancangan sistim ventilasi industri adalah menggunakan metode desain “ perhitungan
kecepatan tekanan” atau Velocity Pressure Method Calculation Shee, dan dari hasil perhitungan untuk
mengetahui distribusi debit aliran uadara atau volume flow rate, kecepatan aliran dalam duct, kecepatan
aliran dalam slot, tekanan ststis solt SPs, tekanan statis hood SPh, tekanan statis duct SPd, dan qumulatif
tekanan ststis, Fan SP dan Fan TP. Untuk mendapatkan data rancangan dilakukan pengamatan langsung
pada ruang kerja dan lingkungan pabrik, atau contoh data-data yang tersedia ;
Tahapan-tahapan perhitingan perancangan adalah sebagai berikut :
Langkah pertama ; Aliran udara/ Volumetric Flowrate ;Pada persamaan (3.3), dalam cfm (kaki kubik per
menit),
Q = V*A
V = adalah kecepatan udara, dalam fpm (kaki per menit)
A = adalah duct area luas bebas dari bukaan inlet ( Cross-Sectional Area) ft2 .
Dari data diatas untuk menghitung besarnya aliran udara/flow rate di gunakan rumus :
Q = volume ruang x generation rate x K
TLV
Q = (5.880*200)/60 * 2 = 19.600 cfm
2
Contoh bila di ketahui,
Volume ruang (8 x 7 x 3 = 168 m3)
Volume ruang = 5.880 ft3
TLV
= 2 fiber/cc
Generation rate = 200 fiber/cc/60 menit
Faktor K
= 2
Maka, Volumetric flow rate, ------ Q = 19.600 cfm
Langkah kedua ; adalah menentukan diameter duct = dc
Diameter duct yang dirancang sangat bergantung pada debit gas perencanaan dan
kecepatan minimum transport. Dalam perancangan duct, duct sirkular lebih sering
digunakan daripada duct rectangular, dan diameter duct dihitung dengan membagi debit
desain dengan kecepatan minimum duct, luas penampang resultan kemudian

Halaman …………

5-6

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
dikonversikan menjadi diameter duct terbaik. Ukuran duct harus disesuaikan dengan
keberadaanya di pasaran .
Contoh , misalnya ditentukan diameter duct ------ dc = 26 in (diketahui)
Langkah ketiga ; adalah menghitung luas bukaan hood yang di desain= A , ft2
A = 1/4 (dc/12)2
= 3,14/4 (26/12)2
= 3,6870 sq.ft
Dimana,
dc = 26 in dikonversikan ke feet----dc =26/12 ft
Maka, duct area luas bebas dari bukaan inlet,----- A = 3,6870 ft2 .
Langakah keempat;
adalah mnghitung kecepatan duct actual/Actual Duct Velocity=.V,
dari persamaan (3.3)
Q = V*A,
V=Q/A,
V=(19600/3,6870)
= 5.316 fpm
Dimana,
Q = 19.600 cfm
A = 3,6870 sq.ft
Maka, kecepatan duct actual,---- V= 5.316 fpm (dihitung)
Dalam perancangan sistem ventilasi industri, kecepatan dalam setiap duct tidak boleh lebih besar dari
6.000 fpm karena dapat menimbulkan bising/noise ditempat kerja.
Perhitungan diatas memenuhi persyaratan standar.
Langkah kelimah; yaitu menghitung kecepatan tekan pada duct VPd, dalam in WG
Kecepatan tekanan pada pipa (VPd), dalam persamaan (3.5) sebagai berikut :
VPd =

(

V
4005

2

)

= 1,7618 in WG

Dimana,
V = 5.316 fpm
Maka, Kecepatan tekanan duct—VPd = 1.7618 in WG (dihitung)
Langkah keenam; adalah menentukan kecepatan aliran dalam slot /Slot Velocity Vs
kecepatan Slot----- misalnya diketahui Vs = 400 fpm
Langkah ketujuh; Mengitung Tekanan kecepatan Slot VP s ,dalam inWG, dengan menggunkan rumus
persamaan (3.5)
VPs = (Vs/4005)2
VPs = (400/4005)2
= 0,0100 in WG
Dimana –Vs = 400 fpm
Maka tekanan kecepatan -------- VPs = 0,0100 in WG
Langkah kedelapan;

yaitu menentukan Slot loss coeficien
Slot loss coeficien-----fig.5-15 atau Chap.10 atau
dalam tulisan ini pada gambar 6.22,bagian-6. halaman
pada Slot sebesar 1,78 (diambil dalam tabel)

, Koefisien kehilangan

Halaman …………

5-7

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Langkah kesembilan; adalah menghitung kehilangan yang di slot dalam rancangan dipakai istilah Slot
loss per VP, sedangkan acceleration factor atau faktor percepatan diambil dalam
perancangan sistem ventilasi lokal diambil bilangan 0 atau 1
Slot loss per VP, dihitung dengan menggunakan rumus ,
Slot loss per VP = Slot Loss koefisien +Acceleration Factor
= 1,78 + 0
= 1,78
Dimana
Slot Loss koefisien = 1,78 --- ditentukan dalam perancangan
Acceleration Factor = 0
Maka, kehilangan yang terjadi Slot adalah sebesar 1,78
Langkah kesepuluh ;

Untuk menghitung tekanan statis slot atau Slot Statik Presure SP s dalam in WG,
digunakan rumus sebagai berikut :
Slot Statik Presure SPs = Slot Velocity Pressure * Slot loss
SPs = VPs * Slot loss
= 0,0100 * 1,78
=0,0178

Dimana,
Slot loss = 1,78
VPs = 0,0100 in WG
Maka tekanan statis slot-----SPs adalah sebesar 0,0178 in WG
Langkah kesebelas;

Duct Entry Loss Factor fig.5-15 or Chap.10
Duct Entry Loss Factor-----fig.5-15 atau Chap.10 atau dalam tulisan ini pada
gambar 6.22,bagian-6. halaman
, Faktor kehilangan pada Duct sebesar 0,250
(diambil dalam tabel)

Langkah kedua belas;

Duct Entry Loss per VP
Duct entry loss per VP, dihitung dengan menggunakan rumus ,

Duct entry loss per VP = Duct entry loss factor + Acceleration factor
Duct entry loss per VP= 0,250 + 1
= 1,250
Dimana ,
Acceleration factor = 1 (Acceleration factor diambil bilangan 0 atau 1)
Langkah ketiga belas;

adalah menghitung kehilangan di duct atau Duct Entry Loss,
Duct Entry Loss, dihitung dengan menggunakan rumus
Duct Entry Loss = Duct Velocity Pressure * Duct Entry Loss per VP
Duct Entry Loss = VP * Duct entry loss per VP
=1,7618 * 1,250
= 2,202 in WG
Maka kehilanagn pada duct sebesar 2,202 in WG

Langkah keempat belas;
adalah menghitung tekan statis hood atau Hood Static Pressure, SP h
Maka untuk menghitung tekanan statis hood (SP h) adalah diambil dari
persamaan (6.12)
SPh = hes + hed + VPd

Halaman …………

5-8

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Dimana :
VPd = Tekanan kecepatan dari duct = 1,7618 in Wg
H ed = Entri loss, diambal pada gambar.6.22 (ACGIH fig, 5-15, p.5-30) ,
= Fh * VPd =0,250 * 1,7618 = 0,44045
hes = kehilanagn pada slot, Slot Loss koefisien = 1,78 gbar.6.22 (ACGIH fig 5-15, p.5-30)
hes = 1,78 VPs dihitung VPs = 0,0100 in WG
hes = 1,78 VPs = 1,78 * 0.0100 = 0,0178
SPh = hes + hed + VPd
= 0,0178 + 0.44045 + 1,7618
= 2.220
Maka, Tekanan Statis Hood, SPh = 2,220 in WG
Langkah ke limah belas;

Menentukan panjang lurus duct atau Straight Duct Length, dalam ft
Diketahui panjang lurus duct = 7 ft

Langkah ke enam belas;

Friction Factor (Hf)
Untuk mendapatkan besarnya bilangan Friction Factor (H f),didapatkan
persamaan(3.20) dibawah ini ;

Hf =

0,0307

V 0.533
Q 0.612

Hf =0,0307{(5.3160,533/19.6000,612)
=0,0070
Dimana,
kecepatan duct actual,---- V= 5.316 fpm
Aliran udara -------------------Q=19.600 cfm
Langkah ke tujuh belas;

Friction Los per VP,
Friction Los per VP, dihitung dengan rumus
Friction Los per VP = Straight Duct Length * Friction Factor (H f)
= 7 * 0.0070
= 0,0491

Dimana,
panjang lurus duct = 7 ft
Friction Factor (Hf) = 0,0070
Maka Friction Los per VP adalah sebesar = 0,0491
Langkah ke delapan belas;

Menghitung Elbow Loss per VP, dengan rumus
Elbow Loss per VP = No.of 900 Elbow * loss Factor
= 1* 0,24
= 0,2400

Contoh dalam perancangan,
Elbow Elbow 1-90 = 1,00 (ACGIH, figure 5-17)
Elbow Koefisien = 0,24 (ACGIH, figure 5-16)
Langkah ke sembilan belas;

Entry loss per VP
Entry loss per VP= No. of Branch Entries * loss factor
Entry loss per VP = 1* 0,28
= 0,28

Contoh dalam perancangan,
Branch Entri = 1 (bilangan 0 atau 1)
Entry Loss coefisien = 0,28 (ACGIH, figure 5-17)

Halaman …………

5-9

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Langkah ke dua puluh;

Duct Loss per VP,
Dihitung dengan rumus ,
Duct Loss per VP = Friction Los per VP + Elbow Loss per VP + Special Fitting Loss Factor
Duct Loss per VP = 0,0491 + 0,280
= 0,5691
Dimana ,
Friction Los per VP = 0,0491
Elbow Loss per VP = 0,280
Maka Duct Loss per VP = 0,5961
Langkah ke dua puluh satu;

Duct Loss
Duct Loss = Duct Velocity Pressure * Duct Loss per VP
= 1,7618 * 0,5961
= 1,0027

Dimana,
Tekanan kecepatan duct – VPd = 1,7618
Duct Loss per VP--- 0,5961
Maka kehilangan pada pipa sebesar 1,0027
Langkah ke dua puluh dua;

Duct SP Loss,
Duct SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss
Duct SP Loss = 2.220 + 1,0027
= 3,223 in WG

Dimana ,
Tekanan statis Hood/ Hood Static Pressure-----2.220 in WG
Duct Loss/ kehilangan pada pipa -------------------1,0027
Kumulatif Tekanan Statis = 3, 223 in WG
5.3

KOMPONEN SISTIM VENTILASI LOKAL

Sistim ventilasi lokal/Lokal exhaust ventilasi/ventilasi pengeluaran setempat, berfungsi untuk menangkap
semua kontaminan pada sumber termasuk debu , gas ,uap dan asap logam

Gamabar.5.1. Komponen sistim ventilasi local ;
hood,duct,air cleaner,fan dan stack
5.4.

Secara ideal, Kompoen Sistem ventilasi local terdiri
dari 5 komponen, yaitu ; (i) hood, (ii) duct work, (iii)
air cleaning, (iv) fan, dan (v) stack.
Hood fungsinya untuk menangkap kontamian.
Bentuk hood, kecepatan, serta arah di mana
kontaminan dilepaskan perlu diperimbangkan dalam
perancangan.
Duct, adalah jalan untuk membawa kontaminan ke
bagian pembersih udara
Air cleaner, adalah memisahkan kontaminan dari
aliran udara sebelum masuk ke fan dan dilepaskan
ke atmosfer
Fan, merupakan alat penggerak udara yang
menyediakan energi untuk menarik udara dan
kontaminan kedalam system exhaust

HOOD

Halaman …………

5-10

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Hood merupakan komponen paling penting, karena efesiensi penangkapan merupakan kunci utama yang
menentukan kinerja dari sistim ventilasi lokal.
Komponen kedua adalah fan yang merupakan alat penggerak udara yang menyediakan energi untuk
menarik udara dari kontaminan kedalam sistim exhaust dengan mendistribusikan tekanan negative atau
hisapan didalam saluran menuju hood.
Hood memiliki tiga jenis yaitu ; enclosure, canopy hoods, dan capturing hoods, penjelasan
tentang ketiga jenis hood pada bagian 6.
Perancangan hood yang baik dapat melindungi zona pernafasan pekerja, sehingga pajanan yang
diterima ketika mereka sedang bekerja berada dibawah standar yang dijinkan (Nilai Ambang batas).
5.4.1.

Perancangan `Hood.

Sebelum merancang hood hal yang perlu diketahui tetang informasi mengenai sifat dan karakteristik
partikulat, posisi ergonomic pekerja dan leteratur yang mendukung desain hood. Dalam penentuan
demensi hood perlu diperhatukan bahwa besarnya hood harus lebih besar ≠ 1—2 ft dari ukuran sumber,
fungsinya agar hood dapat menjangkau seluruh kontaminan yang dihasikan sumber.
Kecepatan aliran udara bergerak pada jarak X dari mulut hood adalah berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak dari luas bukaan hood. Debit atau aliran udara yang dibutuhkan pada hood tergantung dari
luas permukaan dan jarak antar sumbuh tengah sumber dengan mulut hood, dengan rumus persamaan
adalah sebagai berikut:
V = Q/(10X2 + Af)
----------------------(5.1)
Dimana :
V = kecepatan tangkap (fpm)
Q = debit hisapan hood (cfm)
X = jarak axis (ft),---Catatan : persamaan hanya dapat digunakan untuk jarak X yang terbatas,
yaitu dengan jarak X max = 1,5 D
Af = area bukaan hood, ft2
D = diameter bukaan hood/sisi terpanjang hood persegi, ft

(a)

(b)
Gambar.5.2. Kanopi hood

Keterangan gambar ;
Pada gambar 5.2.a, bentuk kanopi hood yang direkomendasikan, dan untuk gambar 5.2.b bentuk kanopi
hood yang tidak direkomendasikan.
Untuk gambar.5.2.a
Tinggi, D = 1.20 m (4 ft) (jarak dari sumber ke konopi)

Halaman …………

5-11

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Sisi,
x = 0,4 D
Kecepatan tangkap, v1 - = 0.15 - 0.20 m/s atau (30 - 40 ft/min)
Aliran udara,
Q = 1,4 PDV (P= lingkaran tanki)
Untuk mengitung kecepatan tangkap (jarak X dari mulut hood) pada permukaan mulut hood, dan
besarnya debit hisapan pada mulut hood digunakan rumus, seperti dijelaskan pada tabel. 5.1, berikut ini.
Tabel 5.1
Pada baris 1, kolom 1, peletakan hood secara bebas sehingga sumber kontaminan tersuspensi dan
ditangkap ke mulut hood,
Pada baris 2 kolom 1, hood dengan flance yang luas (luas falance ± √ A ),
Pada baris 3, kolom 1, hood di letakan diatas bangku atau lantai

Tabel.5.1. Menghitung debit hisapan hood
Tipe hood

Q = debit hisapan hood (cfm)

Q = V(10X2 + Af)

Q = 0,75 V (10X2 + Af)

Q = V(5X2 + Af)

Sumber : American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) 1988, Figure 3-9
Flow Capture/Velocity Industrial Ventilation : A Manual of Recommended Practice, 23rd Edition.
Copyright 1988
5.4.2.

Perancangan Slot

Slot dalah bagian dari komponen hood, seperti terlihat dalam gambar 5.3

Halaman …………

5-12

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar. 5.3 Slot hood

Untuk menghitung kecepatan tangkap (V) dan besarnya debit hisap (Q) berdasarkan jenis dan tipe hood,
tabel. 5.2.
Tabel.5.2. Hood exhaust VS Kecepatan tangkap
Jenis Hood
1. Persegi Slot, akhir polos

Aspek Rasio, W / L

Debit hisapan

< 0,2

Q = 3,7 L V X

0,2

Q = V (10 X2 + Af]

> 0,2

Q = 0,75 V(10 X2 + Af)

Sebagaimana
disyaratkan

Q = V Af = V L W

2. Persegi Slot, bergelang akhir

3. Persegi Slot, akhir polos

4. Persegi Slot, bergelang akhir

5. Buka Booth

Halaman …………

5-13

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

6. Canopy Hood
Sebagaimana
disyaratkan

Q = 1,4 P D V

Dimana : W = lebar dari slot, L = panjang dari slot , X = jarak axis, P = perimeter tank,
D = jarak kanopi di atas pekerjaan.

L = panjang dari slot, ft
W = lebar dari slot,ft
C = koefisien konsentrasi 50 s/d 500
Falance slot --- Q = CLW

Gambar.5.3 Kriterian Perancngan Slot

Halaman …………

5-14

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Kriteria perancangan slot :
Q = 350 cfm/ debit hisapan hood (cfm)
Panjang hood = required working space
Bench width = 24 in WG maximum
Kecepatan duct ≥ 4.200 – 4.500 fpm
he = 1,78 VPslot + 0,25 VPduct
5.5.

DUCT SISTEM

5.5.1.

Prinsip Umum

Duct merupakan salah satu instrumen yang penting dalam proses pengendalian pencemaran udara. Duct
berfungsi untuk mengalirkan udara yang telah terkontaminasi dari hood menuju alat pengendali, dan
kemudian udara tersebut akan dialirkan dari alat kontrol menuju fan.
Ada empat tipe dasar duct yaitu duct yang didinginkan oleh air, duct yang dibiaskan, duct stainless-steel,
dan duct carbon steel. Duct yang didinginkan oleh air dan duct yang dibiaskan biasanya dimanfaatkan
untuk membawa gas yang memiliki temperatur 1500 0F, duct stainless steel cukup ekonomis untuk gas
yang memiliki temperatur antara 1150 –1500 0F , dan duct yang terbuat dari karbon steel baik untuk
digunakan pada gas yang bersifat non-korosif dengan suhu dibawah 1150°F . Apabila gas yang dialirkan
bersifat korosif, stainless steel cocok untuk diaplikasikan dalam sistem tersebut dengan pertimbangan
gas yang dialirkan memiliki temperatur yang rendah. Apabila pipa digunakan untuk membawa gas yang
memiliki aliran, ducting dapat berperan sebagai penukar panas untuk mendinginkan gas yang panas.
Pada saat fluida mengalir melalui saluran tertutup, timbul gesekan antara fluida dan dinding saluran yang
menyebabkan terjadinya kehilangan tekan. Untuk udara perbedaan ketinggian tidak diperhitungkan.
Sehingga, persamaan Bernoulli, kesetimbangan energi mekanik untuk aliran yang inkompresibel (yang
diterapkan pada udara yang memiliki kehilangan tekan yang rendah) dapat dituliskan sebagai berikut;

{(P1/ ρ) + (v12/2gc) + ηw} = {(P2/ ρ) + (v22/2gc) + hf} ----------- (5.2)
Dimana
P = tekanan statis ,lbf/ft2
ρ = densitas fluida,lbm/ft3
v = rerata kecepatan linear fluida, ft/sec
gc = konstanta gravitasi 32.2lbm-ft/lbf sec2
η = efisiensi fan
w = fan power, ft-lbf/lbm
hf = kehilangan tekan akibat gesekan, ft-lbf/lbm
Pada penggunaan kecepatan tekanan terkadang dibutuhkan konversi dari kecepatan tekanan menjadi
kecepatan potensial. Untuk udara dalam keadaan standar (dalam pembuatan ventilasi, udara standar
ditentukan pada suhu 70 0F, tekanan 1 atm, dan kelembaban 50%, dengan densitas 0.075lb m/ft), berikut
rumus perubahan kecepatan tekanan menjadi kecepatan potensial

Dimana

V =4005 √Vp

-----------------------

(5.3)

VP = kecepatan tekanan, in.WG
V = kecepatan udara,ft/min
4005 = konstanta perubahan kehilangan tekan menjadi kecepatan udara
(ft/min)/(in.H20)1/2
Untuk densitas udara yang bukan standar

VPact = (VPstd/ρstd) x ρact

---------------------------------

(5.4)

Halaman …………

5-15

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
5.5.2.

Perencanaan Jaringan Duct

Prinsip umum perencanaan duct adalah sebagai berikut :

Susunan duct harus terintegrasi dengan alat proses dan rencana sistem yang direncanakan

Panjang duct dan jumlah belokan diusahakan untuk diminimalkan

Jaringan duct disusun secara efektif sehingga mudah dalam pemeliharaan
5.5.3.

Dimensi Duct

Perencanaan duct dilakukan berdasarkan pertimbangan kecepatan minimum transpor partikulat untuk
aliran udara kecepatan udara pada duct harus cukup tinggi hal ini berdasarkan pertimbangan agar dalam
membawa kontaminan tidak jatuh dalam ruang duct. Pemilihan kecepatan yang lebih tinggi daripada
kecepatan minimum transpor dapat menyebabkan kehilangan tekanan yang tinggi sehingga pengaruh
abrasi terhadap duct akan meningkat dan hal ini mengakibatkan kapasitas fan juga harus ditingkatkan
sehingga biaya pemeliharaan dan investasi akan menjadi lebih tinggi persamaan 5.5.

dc =

√

4Q
πVa

--------------------

(5.5)

Dimana:
dc = diameter duct (ft)
Q = debit udara (ft3/menit)
Va = kecepatan transpor (ft/menit)
Diameter duct yang dirancang sangat bergantung pada debit gas perencanaan dan kecepatan minimum
transpor. Besar kecepatan transpor untuk berbagai industri dapat dilihat di Tabel 5.3
Tabel.5.3 Kecepatan udara minimum Ducts untuk mencegah penumpukan
Tipe Debu
Low Density (Gases, Vapors, Smoke, Flour,Lint)
Medium-Low Density (Grain, Sawdust, Plastic, Rubber)
Medium-High Density ( Cement, Sandblast, Grinding)
High density (Metal Turnings, Lead dust)

Kecepatan(ft/min)
2000
3000
4000
5000

(Sumber: Danielson, 1973)

Dalam perancangan duct, duct sirkular lebih sering digunakan daripada duct rektangular, untuk itu perlu
diketahui diameter duct yang tersedia di pasaran agar dapat dilakukan penyesuaian terhadap diameter
yang diperlukan.
Apabila dipergunakan duct rektangular, perlu dilakukan konversi menjadi duct sirkular terlebih dahulu
untuk kemudahan dalam perancangan karena data-data yang tersedia sebagian besar dibuat
berdasarkan diameter duct. Untuk melakukan konversi, dapat dilakukan menggunakan, Gambar.5.4

Halaman …………

5-16

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar.5.4 Grafik Ekivalensi aliran udara pada duct sirkular dan rektangular

5.5.4.

Kehilangan Tekanan pada Duct

Kehilangan tekanan pada duct dapat terjadi akibat beberapa faktor sebagai berikut:

5.5.4.1.

Faktor Friksi (gesekan)

Pendekatan yang digunakan dalam perhitungan kehilangan tekan adalah dengan menggunakan rumus
dibawah ini.
b

.Hf

= a

V
c
Q

---------------

(5.6)

Dimana
Hf = Kehilangan tekanan akibat gesekan (in WG)
V = Kecepatan aliran dalam duct (fpm)
Q = debit udara (cfm)
a,b,c = konstanta
Tabel 5.4 Nilai Koefisien a,b dan c untuk berbagai material duct
Material duct
Galvanized
Black iron,Alumunium, PVC, stainless steel
(Sumber : Cooper,Alley 1992)

a
0,0307
0,0425

b
0,533
0,465

c
0,612
0,602

5.5.4.2. Kecepatan Aliran Udara
Kecepatan aliran udara pada duct seperti telah dibahas sebelumnya merupakan penyebab kehilangan
tekan terbesar. Pendekatan yang digunakan adalah dengan menggunakan rumus ini:

Halaman …………

5-17

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
vg 2
VP=⌊
⌋
4005

----------------------

(5.7)

Dimana:
VP = Tekanan kecepatan (in WG)
vg = Kecepatan gas (fpm)
5.5.4.3.

Turbulensi Aliran

Turbulensi aliran udara dalam pipa disebabkan oleh asesoris duct seperti pada belokan duct, titik cabang
duct, pembesaran, dan penyempitan pada duct. Kehilangan tekanan yang terjadi merupakan perkalian
dari harga fraksi k dengan VP sehingga didapatkan rumus sebagai berikut:

vg 2
H f =kVP=k ⌊
⌋
4005
dimana :
Hf
VP
K
vg
4005

----------------------

(5.8)

= kehilangan tekanan (in WG)
= velocity pressure (in WG)
= fraksi VP
= Kecepatan gas (fpm)
= konstanta konversi kehilangan tekan menjadi kecepatan udara (ft/min)/(in.H2O)0.5

Nilai fraksi setiap asesoris duct memiliki nilai yang berbeda-beda yang disesuaikan pada beberapa hal,
seperti sudut belokan duct, ataupun bentuk dari duct itu sendiri. Nilai fraksi kehilangan tekan pada
asesoris duct dapat dilihat pada tabel.5.5, berikut ini.

Tabel.5.5 Faktor kehilangan tekan pada asesoris duct dan Equivalen duct lengt
Asesoris
Tee
90° Elbow
60° Elbow
45° Elbow
Cabang menuju duct
30° Angle
45° Angle
Sudden Enlargement

Kf
2,0
0,9
0,6
0,45
0,2
0,3
0,9

Equivalen duct length
45
20
14
10
10
18
20

(Sumber : Cooper ,Alley. 1992)

5.5.4.4.

Kehilangan Tekan Akibat Orifice

Kehilangan tekan pada bukaan hood atau duct beragam dan bergatung pada ukuran dari bukaan
tersebut. Penyebab utama kehilangan tekan adalah adanya vena contracta pada hood. Biasanya hal ini
dinyatakan sebagai bagian dari tekanan kecepatan yang berhubungan dengan kecepatan yang terdapat
pada bukaan di hood.
5.5.4.5.

Titik Percabangan Duct

Halaman …………

5-18

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Faktor kehilangan tekanan percabangan sangat tergantung dari sudut yang terbentuk antara cabang duct
dengan duct.. Benuk dari percabangan duct dapat dilihat pada Gambar 5.5

Gambar.5.5 Bentuk percabangan pada duct sumber, ACGIH fig.5.17 date 1-88

5.5.4.6. Kehilangan tekan pada pipa lurus
Beberapa grafik telah dikembangkan untuk mendapatkan nilai kehilangan tekan pada duct yang lurus.
Kebanyakan grafik ini berdasarkan penggunaan duct yang baru dan bersih. Kehilangan tekan pada duct
lurus dapat dinyatakan berdasarkan Gambar Grafik 5.6

Halaman …………

5-19

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar.5.6
5.5.4.7.

Grafik Kehilangan tekan untuk udara pada duct sirkular

Pembesaran dan penyempitan duct

Pada pembesaran dan penyempitan duct akan terjadi perubahan kecepatan yang mengakibatkan
kehilangan tekanan udara dalam duct, karena besarnya kehilangan tekanan sangat bergantung pada
kecepatan dalam duct. Maka faktor kehilangan tekanan pada penyempitan atau pembesaran duct yang
bergantung pada perbandingan diameter inlet dan outlet.

Halaman …………

5-20

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar.5.7 Bentuk penyempitan duct

Gambar.5.8

Bentuk perbesaran duct

Tekanan ststis pembesaran duct SP d (expansions), dan kehilangan gesekan kecepatan tekanan duct VP d,
perbandinagan diameter duct inlet dan outlet, lihat tabel.5.6
Tabel.5.6 Perolehan kembali Tekanan statis SP pembesaran - SP regain for expansions

Sumber,ACGIH, fig. 5-19,date 1-88
5.5.4.8.

Belokan Duct

Loss factor pada elbow sangat bergantung pada bentuk struktur belokan apakah memiliki sudut 90°, 30 60° Gambar.5.9, gambar 5.10, dan gambar 5.11 berikut ini.

Halaman …………

5-21

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar 5.9

Bentuk belokan duct

Gambar.5. 10 Desain bentuk belokan duct yang dihindari diterimah dan direkomendasikan untuk proses
aliran udara

Perencanaan bentuk belokan duct dilakukan berdasarkan pertimbangan pada gambar 5.10, dimana
hindari bentuk belokan, gambar 5.10 a, gunakan gambar 5.10.b dan gambar 5.10.c
Pada table 5.7 digunakan untuk menjadi bahan pertimbangan untuk melihat bentuk kontruksi belokan
duct yang direkomendasika oleh ACGIH, dalam mendesain sistim ventilasi lokal

Halaman …………

5-22

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Tabel.5.7
Direkomendasikan

data perancangan duct
Tidak direkomendasikan

Halaman …………

5-23

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar.5.11 data duct, perancangan
5.5.5.

Saluran Pipa/Duct

Apa sajakah prinsip dasar desain saluran?
Jumlah udara yang mengalir melalui pipa tergantung pada luas penampang dan kecepatan udara.
Tabel 5.8 di bawah menggambarkan beberapa prinsip desain dasar saluran

Halaman …………

5-24

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Tabel.5.8 Jenis pipa yang digunakan dalam desain
Prinsip Desain Pipa
tahanan kurang untuk
aliran udara

Prinsip

Hindari desain dibawah

Merampingkan sistem sebanyak
mungkin untuk meminimalkan
turbulensi udara dan ketahanan.
saluran Round memberikan
ketahanan kurang dari saluran
persegi (luas permukaan kurang).
Smooth, saluran kaku memberikan
ketahanan kurang dari fleksibel,
saluran kasar.
berjalan pendek dari saluran
memberikan perlawanan kurang
dari berjalan lama.
Lurus berjalan menawarkan
resistansi kurang dari berjalan
dengan siku dan tikungan.
Titik cabang Duct harus
memasukkan di sudut bertahap
dari pada sudut siku-siku. Duct
cabang tidak boleh memasuki
saluran utama pada titik yang
sama.
Elbows dengan membungkuk
bertahap memberikan ketahanan
kurang dari tikungan tajam.
Diameter duct yang besar
memberikan ketahanan lebih kecil
disbanding dengan diameter duct
kecil.
Sumber, Canadian Centre for Occupational Health and Safety

5.6.

FAN DAN BLOWER

Fan , blower dan kompresor dibedahkan oleh metode yang digunakan untuk menggerkan udara, dan oleh
tekanan sistim operasinya. ASME (The American Society of Mechanical Engineers) menggunkan rasio
spefik, yaitu tekanan pengeluaran terhadap tekanan hisap, untuk mendefenisikan fan, blower dan
kompresor (lihat tabel.5.9)
Tabel.5.9
Nama Alat
Fan
Blower
Kompresor

Perbedaan fan , blower dan kompresor (ganasean)
Perbndingan spesifik
Sampai 1,11
Sampai 1,11 sampai 1,20
Lebih dari 1,2-

Kenaikan tekanan (mm WG)
1136
1136 2066
-

Halaman …………

5-25

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
5.6.1.

Jenis- Jenis Fan

Terdapat dua jenis fans, yaitu ; (i) Fans aksial, menggerakkan aliran udara sepanjang sumbuh fans
(terpasang pada poros berputar) (ii) Fans sentrifugal, menggunakan impeler berputer untuk menggerakan
aliran udara,
5.6.1.1.

Fan aksial
Cara kerjanya fan seperti impeller pesawat terbang; blades fan
menghasilkan pengangkatan aerodinamis yang menekan
udara.
Fan aksial terkenal di industry karena murah, bentuknya yang
kompak dan ringan.
Jenis utana fan dengan aliran aksil meliputi ;
 Impeller
 Pipa aksial
 Impeler aksial
Fan pada gambar K5.1, menggerakan aliran uadara sepanjang
sumbu fan Istilah, aksial, mengacu pada penggunaan satu set
impeller terpasang pada poros berputar.

Gambar.5.12 Fan aksial

Untuk melihat karakteristik kelebihan dan kelemahan fan aksil, diringkas pada table 5.10
Tabel,5.10 Karakteristik fan aksial

1.

Jenis fan
(1)
Fan propeller








Gambar. 5.13 Fan propeller

(1)
2. Fan pipa aksial,
prinsinya dimana fan
propoler ditemapatkan
dibagian dalam





Kelebihan
(2)
Menghasilkan laju aliran udara yang tinggi
pada tekanan rendah
Tidak membtuhkan saluran kerja yang
luas (karena tekanan yang dihasilkan lbih
kecil)
Murah, karea kontruksinya sederhana
Mencapai efesiensi maksimum, hamper
seperti aliran yang mengalir sendiri, dan
sering digunakan pada ventilasi atap
Dapat mnghasilkan aliran dengan arah
berlawanan, yang membantu dalam
penggunaan ventilasi

(2)
Tekanan lebih tinggi dan efisiensi
operasinya lebih baik dari pada fan
propoler
Cocok
untuk
tekanan
menengah,







kelemahan
(3)
Efisiensi energy
relative rendah
Bising

(3)
Relatif mahal
Tingkai kebisingan
dan aliran udara
sedang

Halaman …………

5-26

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
selinder.



Gambar 5.14 Fan tabung aksila

3.

Fan dengan balingbaling






Gabar.5.15. Fan poropeller

5.6.1.2.



penggunaan laju aliran udara yang tinggi
Dapat dpercepat sampai sampai ke nilai
kecepatan
tertentu(karena
putaran
massanya rendah) dan menghasikan
aliran pada arah berlawanan, yang
berguna dalam berbagai penggunaan
ventilasi
Menciptakan tekanan yang cukup untuk
mengatasi kehilangan di saluran dengan
ruang yang relative efisien, yang berguna
untuk pembuangan
Cocok untuk tekanan sedang sampai
dengan tekanan tinggi(sampai 500 mm
WC) pada buangan boiler-induced draft
Dapat dpercepat sampai sampai ke nilai
kecepatan
tertentu(karena
putaran
massanya rendah) dan menghasikan
aliran pada arah berlawanan, yang
berguna dalam berbagai penggunaan
ventilasi
Cocok untuk hubungan langsung ke as
motor
Kebanayakan
energinya,
efisiensi
(mencapai 85 % jika dilengkapi dengan
fan air foil dan jarak ruang yang kecil)



Efesiensi energy
relative lebih rendah
(65 %)



Relative mahal
dibandingkan fan
impeller

Fans Sentrifugal

Gambar. 5.16 Kompenen-kompenen Fans strifula (i. udara
masuk/gas inlet, ii. Motor(roda fans/fans wheel), iii. Rumah
fans/housing, dan iv udara keluar/gasout)

Fans sentrifugal (gambar.5.6) meningkatkan
kecepatan aliran udara dengan impeller
berputar,
Kecepatan
meningkat
sampai
mencapai ujung blade dan kemudian diubah ke
tekanan.
Fan ini mampu menghasikan tekanan tinggi,
dan cocok untuk kondisi operasi yang kasar,
seperti sistim dengan suhu yang tinggi, aliran
udara kotor atau lembab dan handling padatan
yang terbang (debu ,serpih kayu, dan skrap
logam). Kompenen-komponen Fans sentrifugal
terdiri dari : Motor (meliputi, roda fan, impelleer
yang terdiri dari sejumlah blade dipasang di
sekitarnya), (ii) rumah/housing, dan (iii) inlet
dan oulet fan,

seperti ditunjukkan dalam Gambar 5.6, berputar pada poros yang melewati rumah fans (housing). Gas
masuk dari sisi roda kipas, ternyata 90 derajat dan mempercepat saat melewati bilah kipas. Istilah,
sentrifugal, mengacu pada lintasan aliran gas saat lewat keluar dari rumah fans (housing)
Pada Fan centrifugal udara masuk pada mata rotor, berputar pada sudut tertentu, dan berakselarasi dan
ditekan oleh tekanan sentrifugal. Centrifugal fan terdiri atas lima klasifikasi umum yaitu:
1.. Tipe Forward Curved

Halaman …………

5-27

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

Gambar.5.17 Fan Forward Curve

Pada fan tipe ini roda-roda yang terdapat didalamnya
berukuran kecil dan membelok kedalam searah
dengan arah rotasi roda-roda. Fan ini beroperasi pada
kecepatan yang relatif rendah. Jenis fan ini biasa juga
disebut sebagai squirrel cage wheel.Tipe ini biasa
digunakan pada kegiatan proses pemanasan dengan
tekanan rendah, ventilasi dan pendingin ruangan
seperti pada tungku pembakaran domestik dan pada
alat pendingin lainnya.

1.2. Tipe Radial Blade
Pada fan tipe ini roda-roda yang terdapat didalamnya
berbentuk seperti paddle. Blade yang ada memiliki
arah tegak lurus dengan arah rotasi fan. Fan ini
cenderung beroperasi pada kecepatan yang
sedang.Tipe ini biasa digunakan pada kegiatan
material handling, memiliki bentuk yang kokoh serta
mudah untuk diperbaiki dilapangan. Jenis fan ini juga
digunakan pada industri yang membutuhkan tekanan
yang tinggi.
Gambar 5.18 Radial Blade

1.3. Tipe Backward Inclined

Gambar 5.19 Fan Backward Inclined

Pada fan tipe ini roda-roda yang terdapat didalamnya
berbentuk rata dan memiliki arah yang condong dan
menjauhi arah dari rotasi roda. Fan ini cenderung
beroperasi pada kecepatan yang tinggi. Tipe fan ini
lebih efisien daripada kedua jenis fan diatas. Tipe ini
biasa digunakan pada pemanas biasa, ventilasi dan
sistem pendingin udara. Digunakan pada berbagai
kegiatan di industri, dimana jenis airfoil blade tidak
dapat digunakan karena memiliki kemungkinan
terkena korosi akibat debu halus.

1.4. Tipe Airfoil Blade

Gambar.5.20 Fan Airfoil Blade

Walaupun tipe fan ini bukan tipe yang umum, namun
tipe ini merupakan tipe penyempurnaan pada desain
tipe Backward Inclined. Fan ini memiliki efisiensi yang
paling tinggi dan cenderung memiliki kecepatan yang
lebih cepat. Tipe ini biasa digunakan pada industri
yang memiliki keadaan udara yang cukup bersih.
Selain itu jenis fan ini dapat dirancang dengan
konstruksi khusus pada udara yang berdebu.

Halaman …………

5-28

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

1.5. Tipe Radial Tip

Gambar.5.21 Fan Radial Tip

Pada tipe fan ini roda-roda yang terdapat didalamnya
memiliki bentuk yang cenderung melengkung ke arah
rotasi roda-roda tetapi blade yang terdapat didalamnya
bersandar kebawah, sehingga bagian luarnya akan
mencapai posisi radial. Fan ini berkerja dengan
kecepatan yang hampir sama dengan fan backward
inclined. Tipe ini juga dirancang untuk menangani
pada kegiatan material handling atau pada kegiatan
yang menyebabkan erosive, dan juga lebih efisien
daripada blade radial.

Untuk melihat Karakteristik kelebihan dan kelemahan fan sentrifugall, diringkas pada tabel.5.11
Tabel. 5.11 Karakteristik fan sentrifugal
Jenis fan dan blade
(1)
Fan radial dengan
blades datar

Kelebihan











Fan yang melengkung
kedepan, dengan blade
yang
melengkung
kedepan






(2)
Cocok untuk tekanan statis tinggi
(sampai 1400 mm WC) dan suhu
tinggi.
Rancangan sederhana sehingga
dapat dipakai untuk unit penggunaan
khusus
Dapat beroperasi pada aliran udara
yang
rendah
tanpa
masalah
getaran/vibrasi
Sangat tahan lama
Efisiensi mencapai 75 %
Memiliki jarah ruang kerja yang lebih
besar yang berfungsi untuk handling
padatan yang terbang (debu, serpih
kayu, dan skrap logam)
Dapat mengerakan volume udara
yang besar terhadap tekanan yang
relative rendah
Ukurannya relative kecil
Tingkat kebisingan rendah
(diakibatkan rendahnya kecepatan)
dan sangat cocok untuk pemanasan
perumahan, ventilasi dan penyejuk
udara

Kelemahan










(3)
Hanya cocok untuk laju
aliran udara rendah
sampai sedang

Hanya cocok untuk
layanan yang bersih, untuk
layanan kasar, dan
bertekanan tingggi
Keluaran fan sulit untuk
diatur secara tepat
Penggerak harus dipilih
secara hati-hati untuk
menghindarkan beban
motor lebih, sebab kuva
daya meningkat sejalan
dengan aliran udara
Efisiensi energy relative
rendah (55 – 65 %)

Halaman …………

5-29

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI

(1)
Backward inclined fan,
dengan blades yang
miring jauh darai arah
perputaran ; datar,
lengkung, dan airfoil










Gambar.5.22

5.6.2.

(2)
Dapat beroperasi dengan perubahan
tekanan statis (asalkan bebannya
tidak berlebih ke motor)
Cocok untuk sisitim yang tidak
menentu pada aliran udara yang
tinggi
Cocock untuk layanan forced –draft
Fan dengan balade datar lebih kuat
Fan dengan blades lengkung lebih
efisien (melebihi 85 %)
Fan dengan blades air foil yang tipis
adalah yang paling efisien

Fan sentrifugal Impeller

Gambar.5.23







(3)
Tidak cocok untuk aliran
udara yang kotor (karena
fan mendukung terjadinya
penumpukan debu)
Fan dengan blades air foil
kurang stabil karena
mengandalkan
padapenangkatan yang
dihasilkan oleh setiap
blade
Fan blades air foil yang
tipis akan menjadi sasaran
erosi.

Tipe Fan sentrifugal dan aksials

Jenis- Jenis Blower

Blower dapat mencapai tekanan yang lebih tinggi dari fan, sampai 1,20 kg/cm 2., dan dapat digunakan
untuk menghasilkan tekanan negative untuk sistim vakum industri. Ada dua jenis Blower, yaitu (i) blower
sentrifugal, dan (ii) blower positive displament
Blower sentrifugal
Blower sentrifugal terlihat seperti pompa sentrifugal dari pada fan. Impellernya digerakan oleh gir yang
berputar 1.500 rpm. Pada blower multi tahap, udara dipercepat setiap melewati impeller. Pada blower
tahap tunggal, udara tidak mengalami banyak belokan, sehingga lebih efisien

Halaman …………

5-30

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Gambar.5.24 Tekanan Blowers tahap tunggal

Blower sentrifugal beroperasi melawan tekanan 0,35 sampai 0,70 kg/cm 2, namun dapat mencapai
tekanan yang lebih tinggi, dan salah satu karakteristiknya adalah bahwa aliran udara yang cenderung
turun secara derastis begitu tekanan sistim meningkat, yang dapat merupakan kerugian pada sistim
pengangkutan bahan yang tergantung pada volume udara yang mantap. Oleh karena itu alat ini sering
digunkan untuk penerapan sistim yang cenderubg tidak terjadi penyumbatan.
Blower jenis positive diplasement
Blower jenis ini memiliki motor, yang menjebak udara dan mendorongnya melalui rumah blower. Blower
ini menyediakan volum udara yang konstan bahkan jika tekanan sistimnya bervariasi. Cocok digunakan
untuk sistim yang cenderung terjadi penyumbatan, karena dapat menghasikan tekanan yang cukup
(biasanya sampai mencapai 1,25 kg/cm 2) untuk menghebus bahan-bahan yang menyumbat sampai
terbebas. Putaran lebih pelan dari pada blower sentrifugal (3.600 rpm) dan seringkali digerakan dengan
belt untuk mengfalitasi perubahan kecepatan .
5.6.3.

Mengevaluasi Kinerja Fan dan Blower

Apakah yang dimaksudkan dengan kinerja atau efisiensi fan
Efisiensi fan adalah perbandingan antara daya yang dipindahkan ke aliran udara dengan daya yang
dikirim oleh motor ke fan.
Daya aliran udara adalah hasil dari tekanan dan aliran, dikoreksi untuk konsistensi unit .
Istilah lain yang untuk efisiensi yang sering digunakan pada fan adalah efisiensi statis, yang
menggunakan tekanan statis dari tekanan total dalam memperkiahkan efisiensi.
Ketika mengevaluasi kinerja fan, penting untuk mengetahui istilah dan defenisi apa yang digunakan.
Sedangkan efisiensi fan tergantung pada jenis fan dan impellernya. Dengan meningkatkan laju alairan
udara,efisiensi meningkat ke ketinggian tertentu (“efisiensi puncak”) dan kemudian turun dengan
kenaikan laju alir. Kisaran efisiensi puncak untuk berbagai jenis fan sentrifugal dan aksial, lihat table 5.12.
Tabel.5.12 . Efisiensi berbagai fan
Tipe fan
Fan sentrifugal :
 Airfoil, backward curved/inclined
 Modified radial
 Radial
 Pressure blower
 Forward curved
Fan Aksial
 Vanaxil
 Tubeaxial
 Propoller

Batas Peak Efisiensi
79 – 83
72 – 79
69 -75
58 – 68
60 – 65
78 – 85
67 – 72
45 – 50

Sumber, BEE India, 2004 pedoman efisiensi energy untuk industry di Asia,UNEP

5.6.4.

Pemelihan Fan

Dalam memilih fan yang sesuai pada setiap aplikasinya, terdapat tiga informasi mendasar, yaitu
dibutuhkan data aliran udara volumetrik, peningkatan tekanan statis fan yang harus disediakan, dan
densitas gas pada fan. Faktor lain yang umumnya dibutuhkan untuk memilih fan yang tepat adalah tipe
dan konsentrasi kontaminan (debu, liquid atau gas hasil dari pembakaran) yang akan dialirkan, area yang
dibutuhkan untuk instalasi alat, dan kebisingan yang ditimbulkan merupakan hal-hal yang perlu
diperhatikan.

Halaman …………

5-31

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Dalam penentuan tipe fan terdapat hal mendasar yang menetukan yaitu tipe gas yang akan dialirkan.
Selanjutnya adalah pemillihan ukuran fan dilakukan dengan menggunakan tabel. Biasanya fan yang
berada diantara rating tabel adalah mendekati efisiensi puncaknya.
Apabila titik operasi desain mendekati bagian atas atau bawah tabel , maka sebaiknya dipilih fan yang
lebih kecil atau lebih besar, secara berurutan. Apabila titik desain mendekati batas kiri atau kanan tabel,
maka perlu dipertimbangkan versi tipe fan yang telah dimodifikasi.
Fan biasanya didesain pada tingkat udara standar yaitu pada 70 F, 1 atm, 50% kelembaban relatif. Pada
kondisi ini densitas udaranya adalah 0.075lbm/ft 3. Apabila fan biasa untuk digunakan pada kondisi yang
berbeda dari nilai standar ini (dimana kebanyakan terjadi), maka koreksi harus dilakukan pada densitas
udaranya.
5.7.

AIR CLEANING

Aircleaning /dust collector gambar 5.25, merupkan asoseris/perangkat pada sistim ventilasi lokal , yang
berfungsinya memebersikan kontaminan di tangkap di hood, umum pembersih udara ditemukan dalam
industri.

Gambar.5.25 . Sistim ventilasi local di pabrik batubara
Salah satu jenis yang paling banyak digunakan pada sistim ventilasi lokal adalah kolektor debu atau Dust
Collector (digunakan untuk menghisap debu yang ditimbulkan pada saat pengisian ). Pada gambar 5.25
di dalam tabung Dust Collector,terdapat komponen ; air cleaning dan bags
5.7.1.

Penggunaan di Industri

Untuk menanggulangi kontaminan sangat berbahaya bagi pernapasan operator karena mengandung zat
beracun sangat dan berbahaya bagi tubuh operator dan tenaga kerja di lingkungan tempat kerja dari
berbagai macam kegiatan di industri , maka berbagai jenis penyaring debu, gas, uap, antara lain sebagai
berikut :
Welding Fume ( Fume & Gas Extractors ) :

Halaman …………

5-32

VENTILASI INDUSTRI
Modul-5,
TAHAPAN PERANCANGAN SISTEM VENTILASI INDUSTRI
Biasanya tipe unit seperti ini dipergunakan untuk menanggulangi berbagai macam tipe asap pengelasan
dan debu kawat las sisa dari proses pengelasan, asap las sangat berbahaya bagi pernapasan operator
karena mengandung zat beracun sangat dan berbahaya bagi tubuh operator dan orang orang di ruangan
tepat pengelasan.
Dust Filtering :
Dust Collector yang dipergunakan untuk aplikasi ini mempunyai range produk yang sangat luas karena
terkait dengan volume dan jenis debu yang sangat bervariasi, selain itu pemakaian filter yang digunakan
harus benar benar disesuaikan dengan jenis debu yang dihisap dengan tujuan untuk menghindari
kesalahan