Aplikasi CFD dalam Analisis Cyclone Separator

Pada kesempatan ini dilakukan simulasi aliran multifasa pada cyclone separator. Cyclone separator merupakan alat yang digunakan untuk memsiahkan parikel solid yang tercampur di dalam gas buang.

Cyclone separator bekerja berdasarkan prinsip inertia untuk memisahkan patikel solid dari gas buang. Gas yang mengandung partikel masuk ke dalam cyclone separator dengan kecepatan tinggi. Karena geometri dari cyclone separator, gas yang mengalir dengan kecepatan tinggi tersebut membentuk vortex. Dengan adanya geometri cone menyebabkan kecepatan gas meningkat seiring berkurangnya diameter cone pada bagian bawah. Outer vortex ini menghasilkan inner vortex pada bagian tengah cyclone separator yang menuju outlet bagian atas. Hal ini terlihat seperti gambar berikut.

Pada simulasi ini base mesh yang digunakan pada arah x,y, dan z berurutan sebanyak 20, 60, dan 30 division. Lalu dilakukan surface refinement pada bagian wall level 1. Hasil proses meshing terlihat seperti gambar berikut.

Simulation model yang disetting yaitu: transient, incompressible, subsonic, Large Eddy Simulation (LES), mengaktifkan gravitasi, dan multiphase eulerian-lagrangian.

Properties partikel yang diinjeksikan sebagai berikut: density = 1100 kg/m^3, total mass 8.97 kg, lama waktu injeksi 5 detik, partikel diinjeksian 5000 parcel per second, kecepatan awal partikel 0.1 m/s, dan ukuran partikel dari rentang 1e-6 sampai 1e-4.

Properties Gas Sebagai berikut: desnity = 0.8 kg/m^e dan vikositas dinamik 2.2e-5 Pa.s.

Sebagai boundary condition kecepatan pada sisi inlet sebesar 1.6 m/s. Pada sisi outlet dimodelkan dengan tipe outflow. Pada sisi wall dimodelkan sebagai no-slip condition

Hasil Simulasi seperti terlihat pada gambar berikut.

Distribusi ukuran partikel

Distribusi tekanan

Distrubusi kecepatan