66- Masalah pemilihan dan desain yang tepat untuk penggunaan alat pemisah busa berbentuk daun pada menara pencucian air dan menara absorpsi guna menghilangkan busa dari udara di bagian atas menara tersebut

Postingan ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2023-10-2 pukul 14:58. Mengenai pemilihan desain alat penghilang busa pada tower pencucian, umumnya dibagi menjadi dua kategori utama: Kategori pertama adalah alat penghilang busa yang memiliki struktur sederhana, tanpa adanya saluran mikro untuk mengalirkan cairan secara terpisah. Jenis-jenis defoamer ini meliputi tipe kawat berbentuk jaring, tipe filter element, tipe saringan, tipe membran berbentuk jaring, tipe bahan penyaring, serta tipe dengan pelat pembelok aliran yang tidak dilengkapi dengan sistem penurunan cairan terpisah. Jenis kedua adalah deaerator yang dilengkapi dengan saluran mikro aliran ganda terpisah untuk proses pengurangan busa. Penghilang busa jenis ini diwakili oleh separator berbentuk bulu.

Adanya struktur mikroaliran tingkat kedua yang terpisah untuk mengurangi busa pada alat defoamer menentukan prinsip pengendalian pemisahan gas dan cairan yang berbeda, sehingga efisiensi dan akurasi pemisahannya juga berbeda secara mendasar. Struktur menentukan kinerja! Beberapa alat penghilang busa, berdasarkan strukturnya, sama sekali tidak memungkinkan adanya saluran mikro untuk proses penurunan cairan secara terpisah, seperti tipe kawat halus, tipe filter elemen, tipe filter kain, tipe membran, dan tipe filter bahan khusus.

Postingan ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2016-12-28 pukul 09:29. Struktur mikroaliran tipe dua tingkat yang independen ini sangat penting bagi alat pemisah busa, dan hal ini dapat dipahami melalui analisis proses pemisahan gas-cair berikutnya. Proses pemisahan busa gas-cair mencakup dua tahap berikut: Tahap pertama adalah tahap pertumbuhan tetesan cairan yang dibawa oleh aliran gas di dalam komponen internalnya. Butir-butir cairan yang dibawa oleh aliran udara memasuki saluran aliran komponen penangkal busa. Di sana, butir-butir cairan tersebut bertabrakan dan bergabung satu sama lain, serta dengan permukaan bahan komponen tersebut, sehingga terbentuk butir-butir cairan yang berukuran lebih besar. Tahap kedua, yaitu tahap pemisahan melalui sedimentasi gelembung dan tetesan cairan, yang merupakan tahap pengendalian utama. Titik cair berukuran yang lebih besar tersebut terlepas dari tegangan permukaan cairan di permukaan bahan bagian dalamnya, lalu jatuh ke dalam aliran udara dan mengendap di sana. Karena aliran udara yang naik menciptakan gaya tarik ke atas pada tetesan cairan, sehingga terbentuk komponen kecepatan naik. Hanya tetesan yang berukuran lebih besar dari nilai kritis tertentu saja yang memiliki komponen kecepatan turun akibat gravitasi yang lebih besar daripada gaya tarik ke atas tersebut. Dengan demikian, tetesan-tetesan tersebut dapat berhasil terpisah sepenuhnya melalui proses sedimentasi akibat gravitasi, sebelum aliran udara mencapai keluaran peralatan Sebaliknya, tetesan cairan yang ukurannya sama dengan atau lebih kecil dari nilai kritis tertentu, memiliki komponen kecepatan sedimentasi akibat gravitasi yang sama dengan atau lebih kecil dari komponen kecepatan yang dihasilkan oleh aliran udara yang menarik tetesan tersebut ke atas. Akibatnya, tetesan cairan tersebut tidak dapat terpisah sepenuhnya melalui proses sedimentasi akibat gravitasi sebelum aliran udara mencapai keluaran peralatan.

Pos ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2023-10-2 pukul 14:59. Alat penghilang busa ini memiliki struktur mikroaliran tingkat dua yang independen untuk menurunkan cairan. Tetesan cairan tersebut, melalui perubahan momentum, langsung masuk ke dalam struktur mikroaliran tingkat dua yang independen tersebut. Dalam struktur mikroaliran bertingkat ini yang bekerja secara mandiri, tetesan cairan tidak akan lagi mengalami “kontak sekunder” dengan aliran udara sebelum dan sesudah proses pembersihan. Komponen kecepatan naik yang dihasilkan oleh gaya tarikan aliran udara pada tetesan cairan dapat diabaikan sepenuhnya, begitu pula hambatan yang dialami tetesan cairan saat turun. Dengan demikian, ukuran kritis tetesan cairan yang dapat dipisahkan dengan sukses menjadi sangat kecil, yaitu hanya beberapa puluh persen dari ukuran tetesan cairan pada struktur sederhana tipe pertama untuk proses pemisahan busa. Jelas sekali, separator daun berjenis kedua memiliki keunggulan yang signifikan dalam hal efisiensi dan akurasi pemisahan dibandingkan dengan desainer defoamer tipe pertama yang tidak memiliki struktur mikroaliran tingkat dua untuk mengurangi cairan.

Selain itu, jenis defoamer pertama semuanya termasuk dalam teknologi komponen defoamer berbasis penghalang tradisional. Teknologi ini telah digunakan sejak awal abad lalu, dan hingga kini belum ada peningkatan signifikan dalam teknologinya. Prinsip kerjanya terutama didasarkan pada jaringan pori-pori yang terbentuk dari interkoneksi antara bahan-bahan komponen bagian dalam, yang berfungsi untuk menahan dan memisahkan tetesan cairan atau kabut cair dengan ukuran tertentu. Namun, jaringan pori-pori yang terbentuk dari pertemuan antar bahan-bahan tersebut memiliki distribusi berbentuk Gaussian yang kecil. Sementara itu, tetesan cairan berukuran kecil terhambat dan terpisah oleh pori-pori berukuran kecil, tetesan cairan berukuran besar dapat menembus pori-pori berukuran lebih besar sehingga bisa lolos. Oleh karena itu, alat penghilang busa tipe penahan berpori tradisional sulit untuk memisahkan tetesan cairan atau kabut cair dengan ukuran tertentu secara efisien. Selain itu, saluran aliran fluida pada jenis deflektor busa pertama mudah tersumbat oleh partikel padat dan zat berbentuk gel yang dibawa oleh aliran udara. Akibatnya, efisiensi pemisahan menurun dengan cepat, tekanan operasional meningkat, fleksibilitas pengoperasiannya rendah. Oleh karena itu, diperlukan perawatan berkala terhadap komponen internal deflektor busa tersebut, sehingga biaya operasional dan perawatannya menjadi tinggi. Namun, karena keterbatasan pemahaman mengenai teknologi pemisahan busa di masa lalu, jenis penghilang busa pertama ini digunakan secara luas di berbagai industri. Pada kondisi aliran udara yang mengandung banyak cairan, kondisi yang tidak stabil, serta aliran udara yang mengandung partikel padat, zat gelatinous, dan busa cair, terdapat masalah serius terkait operasi dan perawatan alat ini.

Pos ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2016-12-28 pukul 09:34. Dari percakapan dengan para teknisi ahli dari lembaga desain dan perusahaan konstruksi, diketahui bahwa mereka biasanya melakukan perhitungan berdasarkan standar industri untuk alat penghilang busa tipe jaring yang digunakan di dalam negeri. Misalnya standar alat penghilang busa berbentuk kawat HG/T21618. Dalam penerapan praktis standar tersebut, terdapat kekurangan-kekurangan yang signifikan, yaitu: 1. Dalam memperkirakan kecepatan aliran fluida pada alat penghilang busa berbentuk kawat halus tersebut, tidak diperhitungkan perbedaan viskositas dan tegangan permukaan antara berbagai jenis cairan seperti air, minyak, alkohol, amonia, dan sebagainya. Akibatnya, rentang koefisien koreksi menjadi sangat besar, sehingga keandalan nilai kecepatan aliran dan luas permukaan aliran yang diperoleh pun diragukan. Para insinyur ahli di biro desain juga mengakui bahwa mereka tidak yakin akan akurasi hasil perhitungan tersebut. 2. Apakah diameter maksimal komponen internal alat penghilang busa berbentuk jaring tersebut mencapai 5200 mm? Apakah para penyusun standar tersebut mempertimbangkan efek penyusutan pola aliran akibat proses penghilangan busa udara? Semakin besar perbedaan antara diameter komponen dalam alat penghilang busa berbentuk kawat dan diameter saluran keluar aliran udara, maka efek penyusutan aliran udara akan semakin signifikan. Efek penyusutan aliran udara akan menyebabkan bagian komponen yang berada di pinggir, jauh dari pusat komponen tersebut, beroperasi dengan efisiensi yang rendah atau bahkan tidak efektif. Hal ini pada gilirannya menyebabkan kecepatan aliran fluida di area operasional melebihi batas maksimum, sehingga proses pemisahan busa menjadi lebih buruk. 3. Standar ini menyatakan bahwa bahan tersebut dapat digunakan untuk menghilangkan tetesan cairan berukuran 3–5 mikron. Dari analisis pada tahap kontrol pemisahan busa gas-cair sebelumnya, dapat diketahui bahwa tahap sedimentasi gravitasi merupakan tahap kontrol pemisahan busa pada alat pemisah busa berbentuk jaring. Hukum-hukum sedimentasi gravitasi hanya terdiri dari tiga hukum saja, yaitu rumus hukum aliran laminar Stokes, rumus hukum aliran transisi Allen, dan rumus hukum aliran turbulen Newton. Baik data kondisi operasional dimasukkan ke dalam rumus hukum mana pun yang disebutkan sebelumnya, ukuran pemisahan kritis yang diperoleh selalu jauh melebihi 3–5 mikrometer. Sangat menyesatkan. Rekan-rekan asing terhadap standar ini selalu menggelengkan kepala dan menatap dengan heran.

Postingan ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2016-12-28 pukul 09:36. Para ahli di bidang pemisahan di dalam negeri pada masa awal sering mempelajari data grafik kurva pemisahan dari negara-negara lain. Mereka menyadari bahwa efisiensi pemisahan antara gas dan cairan berkaitan dengan kecepatan aliran gas. Mereka pun menemukan rumus empiris untuk menentukan rentang kecepatan aliran gas dalam proses pemisahan gas dan cairan. Namun, kinerja aktual separator buih gas-cair yang dirancang selalu menunjukkan perbedaan yang signifikan dibandingkan dengan persyaratan desainnya.

Pos ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2016-12-28 pukul 09:39. Kemudian, para insinyur di dalam negeri menemukan melalui pengalaman praktis bahwa perangkat penghilang busa yang sama memiliki efisiensi yang cukup baik dalam kondisi tekanan rendah. Namun, efisiensinya menurun secara signifikan ketika tekanan meningkat. Mereka juga merekomendasikan kurva empiris yang menggambarkan hubungan antara efisiensi pemisahan gas dan cairan dengan momentum fluida, yaitu pemisahan gas dan cairan tidak hanya dipengaruhi oleh kecepatan fluida, tetapi juga oleh densitas fluida.

Pos ini terakhir diedit oleh luoli519 pada tanggal 2016-12-28 pukul 09:41. Dalam beberapa tahun terakhir, di dalam negeri, berkat penggunaan berbagai teknologi dari luar negeri serta kerja sama yang erat dengan perusahaan-perusahaan profesional asing, setelah dilakukan penelitian mendalam mengenai model teknologi pemisahan dinamis melalui platform internasional, diketahui bahwa proses pemisahan gas dan cair sebenarnya berkaitan langsung dengan konversi energi, yaitu berkaitan langsung dengan densitas fluida dan kuadrat kecepatan fluida tersebut. Nilai ambang energi fluida per satuan menjadi batasan penting dalam desain separator yang efisien dan presisi.