Hood

Hood merupakan alat yang digunakan untuk mengumpulkan kontaminan (gas atau partikel) dari udara lingkungan kerja. Hood memiliki fungsi sebagai pengumpul kontaminan. Sehingga melalui hood akan masuk sejumlah volume dari udara ambien dalam jumlah yang signifikan ke dalam sistem. Ketika jarak antara sumber dan hood meningkat, maka terjadi peningkatan jumlah aliran udara total volumetrik melalui hood. Karena kebutuhan dari kebanyakan sistem kontrol polusi berhubungan dengan aliran total volumetrik, sehingga dalam merancang hood, tipe, ukuran, dan jarak hood merupakan hal yang penting untuk diperhatikan. Desain hood yang baik dapat melindungi zona pernafasan pekerja ketika mereka sedang bekerja. Desain hood yang baik juga dapat mengurangi kebutuhan debit hisapan udara. Semakin rendah debit hisapan udara, maka akan meminimkan pula kebutuhan biaya untuk ventilasi dan sistem kontrol.

1.  Jenis Hood

Hood memiliki tiga jenis yaitu enclosure, canopy hoods, dan capturing hoods berikut adalah penjelasan tentang ketiga jenis hood.

1.1.  Canopy Hoods

Jenis hood ini merupakan jenis yang umum yang digunakan sebagai alat penghisap udara pada tangki pembakaran yang terbuka. Canopy hoods umumnya digunakan untuk menghisap udara yang panas (uap pembakaran), atau untuk menurunkan nilai kelembaban yang terlalu tinggi pada suatu area tertentu. Namun alat ini juga memiliki beberapa batasan. Contohnya, canopy hoods memiliki aliran udara yang lebih rendah dibandingkan pada capturing hoods, dan juga canopy hoods tidak dapat digunakan untuk menghisap kontaminan dari sumber yang tidak mengalami pemanasan.

Gambar 2.2 Canopy hoods

1.2.  Capturing Hoods

Capturing hood merupakan alat tangkap yang digunakan untuk menghisap udara dengan kecepatan udara yang cukup tinggi untuk menangkap kontaminan di udara yang terdapat disekitar hood (3). Alat ini ini tidak hanya digunakan pada kontaminan yang dilepaskan searah dengan hood, tetapi juga pada kontaminan yang dilepaskan oleh sumber dengan arah yang berlawanan dari aliran hisap hood. Kecepatan tangkap minimum pada capturing hood bernilai antara 50 sampai 100 ft/menit (untuk kontaminan yang memiliki kecepatan lepas ke udara yang rendah) harus dipenuhi sehingga dapat menjangkau jarak terjauh dari hood. Namun desain kecepatan tangkap minimum bisa mencapai 500 sampai 1000 ft/menit bila kontaminan dilepaskan ke udara dengan kecepatan tinggi dengan aliran udara turbulen.

Pada jenis capturing hoods, kecepatan tangkapan pada jarak tertentu dari hood dapat dinyatakan sebagai face velocity dari hood, dengan hubungan yang berdasarkan pada geometri dari hood dan jarak dari muka hood (3). Dalam melakukan pengendalian pada partikulat, kecepatan hood berdasarkan pada udara standar (densitas = 0.075 lb/ft3). Untuk udara yang memiliki densitas lebih rendah, Debit volumetrik udara harus ditingkatkan untuk menjaga aliran massa yang konstan dari udara menuju hood (2).

Gambar 2.3 Capturing hood

1.3.  Enclosure Hoods

Jenis hood ini di desain dengan bentuk memagari seluruh proses . Jenis hood ini juga di desain untuk menyediakan face velocity (rerata kecepatan udara menuju hood sepanjang permukaan daerah terbuka) antara 100 sampai 200 ft/menit.

Gambar 2.4 Enclosure hood

2.  Desain dan Pendimensian Hood

Ketiga tipe hood yang telah disebutkan diatas memiliki metode pendimensian yang berbeda-beda, namun pada dasarnya memiliki konsep dan tujuan yang sama yaitu bagaimana hood yang dirancang dengan pendimensian tersebut dapat menghisap sejumlah kontaminan dalam volume, kecepatan dan luas area tertentu. Perencanaan hood ini didasarkan atas kontrol terhadap ketiga komponen tersebut.

Volume atau tekanan udara yang diperlukan oleh hood tergantung pada: bentuk, jenis dan ukuran hood, kecepatan tangkapan yang diperlukan, jarak hood terhadap sumber kontaminan, dan suhu aliran exhaust kontaminan. Mengacu pada beberapa variabel, persamaan untuk memperkirakan volume exhaust yang diperlukan, didasarkan atas data empiris untuk satu jenis khusus hood.

Kecepatan tangkapan adalah kecepatan yang diperlukan pada berbagai titik untuk membelokkan aliran udara yang berlawanan arah dan menangkap udara yang mengandung kontaminan. Tabel 2.1 menunjukkan kecepatan tangkapan untuk berbagai proses.

Tabel 2.1 .Kecepatan Penangkapan dalam Berbagai Proses

Kondisi Penyebaran Kontaminan

Contoh

Kecepatan Tangkap

(fpm)

Dilepaskan tanpa kecepatan

Penguapan dari wadah

50-100

Dilepaskan dengan kecepatan rendah menuju udara yang tenang

Wadah semprot, pengisian kedalam wadah, proses transfer dengan kecepatan rendah, penglasan.

100-200

Dilepaskan secara aktif menuju zona dengan aliran udara yg cukup cepat.

Proses penyemprotan cat, proses penghancuran.

200-500

Dilepaskan dengan kecepatan yang cepat menuju aliran udara yang sangat cepat

Proses penggilingan, abrasive blasting, tumbling

500-2000

Sumber : Danielson 1973

Dasar dari persamaan untuk mendesain hood dimulai dari kasus sederhana, yaitu udara mengalir ke suatu circular hood atau duct. Dari studi yang dilakukan oleh Dalle Valle dan lainnya, bentuk aliran udara yang masuk ke hood seperti digambarkan pada Gambar 2.5 dan Gambar 2.6 berikut ini. Garis kurva radial dalam gambar itu diartikan sebagai garis kontur yang menggambarkan garis kecepatan konstan. Garis yang menuju ke hood merupakan streamlines dan menggambarkan arah alirannya. Gambar 2.5. Diagram Alir Dorongan Udara Kedalam Hood

Dua hal utama penting digambarkan pada gambar di atas. Pertama penurunan kecepatan yang cepat terjadi dengan peningkatan jarak dari permukaan hood. Sehingga makin dekat hood ke dalam sumber, makin efektif dan efisien tangkapan polutannya. Kedua, udara mengalir masuk dari semua arah, berarti makin besar udara masuk yang diperluikan. Flanges dapat digunakan untuk mengeliminasi dorongan udara dari area yang tidak mengandung polutan. Gambar berikut ini menunjukkan efek penambahan flange pada kontur dan streamlines. Dalam banyak kasus diperkirakan bahwa flange dapat menurunkan kebutuhan aliran udara sebesar 25% dan membutuhkan tidak lebih dari 6 inci tambahan dari masukan hood. Gambar 2.6 Diagram aliran udara pada hood berflange

Persamaan desain sistem hood berikut ini diklasifikasikan menurut bentuk hood. Semua persamaan digunakan untuk aliran kontaminan dengan suhu rendah kecuali telah ditentukan.

2.1.  Canopy Hood

Perancangan hood untuk jenis circular canopy hoods , dengan jarak  rendah, memiliki  perhitungan aliran udara sebagai berikut :

Qh = 4.7 (Dh)2.33(ΔT)0.417

2.10

Dimana:

Qh = aliran exhaust hood (cfm)

Dh = diameter hood (ft)

ΔT = perbedaan temperatur antara sumber panas dengan udara ambient,°F

Perhitungan aliran udara untuk jenis rectangular canopy hoods , dengan jarak  rendah adalah :

Qh = 6.2 L (W)1.33(ΔT)0.417

2.11

Dimana :

L = panjang dari hood,ft

W = lebar dari hood, ft

Dengan kriteria desain, bahwa dimensi L dan W harus dilebihkan 1 sampai 2 ft dari dimensi sumber.

2.2.  Enclosure Hood

Dalam perancangan Enclosure hood, jenis hood ini dirancang dalam bentuk booth, sehingga dapat dihitung besar Q untuk setiap hood dengan menggunakan rumus:

Q = V . A . Fs

2.12

Dimana :

Q = aliran udara (cfm)

V = capture velocity (fpm)

A = luas bukaan hood yang di desain (ft2)

Fs = konstanta safety, biasa berkisar antara 1-1,5

2.3.  Capturing Hoods

Dalam merancang jenis capturing hoods, terdapat dua jenis yaitu untuk proses panas dan dingin. Capturing hoods yang diterapkan ditempatkan sedekat-dekatnya dengan sumber emisi (side-draft hoods).Berikut ini adalah persamaan perhitungan debit dan kecepatan hisap yang dibutuhkan untuk setiap hood  pada proses panas (1) :

 

2.13

 

2.14

dimana :

Q = total volume hisapan (cfm)

Ta = suhu udara ambien (R)

Tu = suhu udara yang keluar dari sistem (R )

Vmax = kecepatan centerline pada satu titik sumber diatas hood

X = jarak max dari sumber emisi ke hood (ft)

Y = ketinggian max menuju hood (ft)

Perhitungan debit untuk proses dingin dinyatakan dengan persamaan berikut ini:

 

2.15

 

2.16

Dimana :

Q = debit hisapan hood (cfm)

V = kecepatan tangkap (fpm)

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

Ac = Area hisapan

Penentuan titik terjauh dari sumber ditentukan berdasarkan null point dari sumber yang dapat dilihat pada Gambar 2.7

 Gambar 2.7 Lokasi titik terjauh (null point)

            Dalam mendesain capturing hood untuk proses dingin terdapat analisis simetris yang dapat diterapkan dalam perhitungan kebutuhan debit yang harus dipenuhi oleh sistem.seperti yang tampak pada Gambar 2.8 berikut ini,

 Gambar 2.8 Konfigurasi bentuk aliran simetris pada hood

            Berdasarkan gambar diatas dimana sumber berada tepat ditengah bukaan hood, dapat dilihat pada gambar diatas dapat dilihat bahwa garis bagi yang membagi hood secara serupa menunjukkan, bahwa area yang perlu untuk dikendalikan cukup diambil setengah dari keseluruhan area yang dikendalikan Karena apabila salah satu area telah terkendali, otomatis bagian yang lainnya telah dikendalikan juga (4). Sehingga persamaan (2.15) dapat dimodifikasi menjadi:

  2.17

Secara umum untuk hood yang dapat mengaplikasikan persamaan (2.16) dapat dibagi menjadi n hood, dimana keseluruhan hood memiliki pola aliran yang sama dan simetri. Hasil perhitungan ini sangat berguna pada percabangan hood yang mengontrol suatu area tertentu, yang dinyatakan dengan persamaan:

  2.18
  2.19

2.4.  Kehilangan tekanan pada Hood

Kehilangan tekanan yang terjadi pada hood sangat berhubungan dengan ukuran hood, bentuk dan kecepatan udara pada duct yang meninggalkan hood. Kehilangan tekanan ini sangat berhubungan dengan tekanan kecepatan (VP) yang akan meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan aliran. Kehilangan tekanan statis (SP) terjadi akibat turbulensi yang terjadi selama udara masuk kedalam hood, hal ini berhubungan dengan tekanan kecepatan udara di duct karena adanya faktor kehilangan tekan pada saat masuk di hood (Fh), yang dikalikan dengan dengan VP dari duct.

Tabel 2.2 Faktor kehilangan tekan dan kehilangan tekanan statis  hood

Sumber : (Cooper ,1992)

ΔPhood = (1.0 + Fh) VPduct 2.20
Dimana :

ΔPhood   = Kehilangan tekan pada hood (inci H2O)

Fh         = faktor kehilangan tekan pada saat masuk di hood

VPduct   = tekanan kecepatan pada duct (fpm)

:)

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s