BAB II (Recovered).rtf

8/17/2019 BAB II (Recovered).rtf

1/16

BAB II

WETTED WALL COLLUMN

2.1 Tujuan PercobaanMengukur transportasi fuida yang meliputi:

1. Menentukan koesien perpindahan massa dan koesienperpindahan panas pada ase gas.

2. Mempelajari pengaruh variabel-variabel operasi seperti laju alirterhadap koesien perpindahan massa dan koesienperpindahan panas dalam Wetted Wall Column.

2.2 Tinjauan Pustaka

Wetted wall dapat digunakan untuk menentukan koesienperpindahan massa gas atau cairan dan perhitungan desain menara

penyerapan menentukan kondisi kontak cairan ke ase gas dan

perilaku cairan dan gas pada kondisi yang berbeda.

!i industri pemisahan komponen-komponen dari campurannya

menggunakan alat transer massa "seperti absorbs di distilasi terjadi

karena adanya transer massa. #ondisi suatu optimum suatu proses

dapat ditentukan jika mekanisme dalam proses transer massa

diketahui.

$ranser massa adalah gerakan molekul-molekul atau fuida yang

disebabkan adanya gaya pendorong. %ada transer massa gaya

pendorongnya adalah perbedaan konsentrasi dan pada perpindahan

panas gaya pendorongnya adalah perbedaan suhu.

%erpindahan panas adalah perpindahan energi karena adanya

perbedaan

temperatur. &da tiga bentuk mekanisme perpindahan panas yang

diketahui yaitu

konduksi konveksi dan radiasi.

'enis-jenis aliran fuida pada pipa dapat dikategorikan sebagai

berikut :

a. &liran (aminar&liran dengan fuida yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau

laminar dengan satu lapisan meluncur secara lancer. !alam aliran


2/16

laminar ini viskositas berungsi untuk meredam kecenderunganterjadinya gerakan relative antara lapisan.

b. &liran $urbulent&liran dimana pergerakan dari partikel-partikel fuida sangat tidakmenentu karena mengalami percampuran serta putaran partikelantar lapisan yang mengakibatkan saling tukar momentum darisatu bagian fuida ke bagian fuida yang lain dalam skala yangbesar. !alam keadaan aliran turbulent maka turbulensi yangterjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruhfuida sehingga menghasilkan kerugian-kerugian aliran.

c. &liran $ransisi&liran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar kealiran turbulen.

!ilihat dari kecepatan aliran menurut )Mr. *eynolds+

diasumsikan,dikategorikan laminar bila aliran tersebut mempunyai

bilangan *e kurang dari " /ntuk aliran transisi berada pada pada

bilangan *e " dan 0 biasa juga disebut sebagai bilangan

*eynolds kritis sedangkan aliran turbulen mempunyai bilangan *e

lebih dari 0

1aktor yang mempengaruhi proses perpindahan panas adalah:

a. 1aktor kecepatan aliran fuida )makin besar kecepatan fuida makincepan proses konveksi panas terjadi+

b. 1aktor gradien temperatur )makin besar perbedaan temperaturmakin cepat proses adveksi panas terjadi+

c. 1aktor sudut antara vektor aliran fuida dengan gradien temperatur)untuk memaksimalkan laju proses konveksi panas aliran fuidaharus tegak lurus dengan garis isotermal+. )2pik 3+

Gambar 2! data untuk diusi pada fuida pada aliran di dalam pipa.


3/16

4umidikasi adalah proses perpindahan atau penguapan cairan

ke dalam campuran gas dan uap cairan karena adanya kontak antara

cairan yang temperaturnya lebih tinggi dengan campurannya.

5edangkan dehumidikasi adalah proses perpindahan atau

pengembunan uap cair dan gas karena proses pendinginan maupun

kontak antara cairan yang temperaturnya lebih rendah dengan

campurannya.

udaramoludara/kgkg97,28

1

OHmolkg

OHkg02,18

keringudarakg

OHkgH

2

2

As

A2 ××−

= ρ ρ

ρ

H=18,0228,97

pA

P-pA.................................)6+

/dara jenuh adalah udara yang uap airnya setara dengan air pada

tekanan dan temperatur tertentu. 5ehingga humidity jenuh adalah:

Hs=18,02

28,97

pA s

P-pAs................................)+

%ersentase humidity atau 4p dapat didenisikan dengan 6 kali dari

humidity 4 dari udara dibagi dengan humidity 4s jika udara jenuh

pada suhu dan tekanan yang sama.

Hp=100HHs

......................................)"+

%ersentase relati humidity yaitu jumlah dari campuran uap air-udara

jenuh dalam jumlah persen.

HR=100p

Ps.......................................)0+

!engan catatan 4* 76 )p&,ps+

!e8 point adalah suhu dimana suatu campuran pertama kali

mengembun atau pertama kali terbentuk sebuah droplet atau butiran

cairan. 4al ini menunjukkan adanya raksi mol di ase cair sama

dengan suhu. Campuran pada kondisi adalah uap jenuh.

%anas lembab dari campuran udara-uap air. %anas lembab cs

adalah jumlah panas dalam satuan ' yang dibutuhjan untuk

menaikkan temperatur dari 6 kg udara kering dan uap air per 6 # atau

6 oC.

csk',kg udara kering # 9 6 ; 633 4 )5


4/16

$otal entalpi dari campuran udara-uap air. $otal entalpi pada 6 kg

udara dan uap airnya 4y ',kg atau k',kg udara kering.)>eankoplis

6??@+

Gambar 22 >rak humidity dari campuran udara-uap air pada tekanan total

66" k%a )@= mm 4g+.2.3 "ariabe# PercobaanA. $ekanan sebagai variabel tetap

- Aariabel tetap $ekanan udara : 6B 6B B B " kg,cm

5uhu heater : oC

- Aariabel berubah ukaan valve : 6B 6 B B B " putaran

B. ukaan valve sebagai variabel tetap- Aariabel tetap ukaan valve : 6B 6 B B B " putaran

5uhu heater : oC

- Aariabel berubah $ekanan udara : 6B 6B B B " kg,cm

2.4 A#at $an Ba%anA. &lat-alat yang digunakan:

- Beakerglass

- Heater

- #ompresor

- Stopwatch

- $ermometer

- Wetted Wall column instrument

B. ahan-bahan yang digunakan:

- &ir

- /dara


5/16

2.5 Prose$ur Percobaan1. #alibrasi bukaan valve air

- Menyalakan pompa untuk mengisi tangki overfow kemudian

mengatur bukaan valve sesuai run yaitu 6B 6B B B "putaran

- Mengalirkan air dari tangki overfo8 kemudian setelah aliran

yang keluar konstan menampung air tersebut hingga

volumenya m( dalam beakerglass. Mencatat 8aktu yang

dibutuhkan untuk mengisi air hingga m(

- Melakukan " kali kalibrasi pada setiap bukaan valve.

2. #alibrasi tekanan udara- Menyalakan kompresor sampai mencapai tekanan yang

ditentukan yaitu 6B6B B B " kg,cm

- Mematikan kompresor setelah tekanan yang ditentukan

tercapai kemudian membuka valve pada kompresor dan

heater untuk mengalirkan udara kedalam kolom bersamaan

dengan menyalakan stop8atch

- %ada saat udara mengalir membaca beda ketinggian air raksa

pada manometer pipa /

- 'ika tekanan sudah kembali seperti semula mematikan

stop8atch menutup valve pada kompresor dan heater

- Melakukan " kali kalibrasi pada setiap variabel tekanan.

3. %rosedur percobaanA. $ekanan sebagai varibel tetap

- Memanaskan heater sampai suhu C

- Mengisi tangki overfow sampai overfow

- Menyalakan kompresor hingga mencapai tekanan yang

ditentukan kg,cm dan mengatur bukaan valve sesuai

dengan run yang ditentukan yaitu 6B 6B B B " putaran

- Mengontakkan udara dan air pada kolom dengan membuka

valve untuk gas dan valve untuk air bersamaan dengan itu

menyalakan stop8atch- Melakukan pencatatan wet bulb temperature dan dry bulb

temperature saat terjadi kontak antara udara dengan air

untuk aliran masuk sebagai temperatur a8al kemudian

membaca beda ketinggian air raksa pada manometer pipa /

- 'ika tekanan telah kembali seperti semula menutup valve

kompresor valve heater dan valve air secara bersamaan

kemudian membaca wet bulb temperature dan dry bulb

temperature untuk aliran keluar sebagai temperatur akhir.

Mencatat 8aktu yang diperlukan


6/16

- Melakukan percobaan untuk tekanan udara yaitu 6B 6B B B

" kg,cm.

B. ukaan valve sebagai varibel tetap- Memanaskan heater sampai suhu C

- Mengisi tangki overfow sampai overfow

- Mengatur bukaan valve sesuai dengan run yang ditentukan

yaitu 6 putaran dan menyalakan kompresor hingga mencapai

tekanan yang ditentukan yaitu 6B 6B B B " kg,cm

- Mengontakkan udara dan air pada kolom dengan membuka

valve untuk gas dan valve untuk air bersamaan dengan itu

menyalakan stop8atch

-Melakukan pencatatan wet bulb temperature dan dry bulbtemperature saat terjadi kontak antara udara dengan air

untuk aliran masuk sebagai temperatur a8al kemudian

membaca beda ketinggian air raksa pada manometer pipa /

- 'ika tekanan telah kembali seperti semula menutup valve

kompresor valve heater dan valve air secara bersamaan

kemudian membaca wet bulb temperature dan dry bulb

temperature untuk aliran keluar sebagai temperatur akhir.

Mencatat 8aktu yang diperlukan

-

Melakukan percobaan untuk bukaan valve yaitu 6B B B "putaran.

2.6 Data Pen&amatan

$abel .=.6 #alibrasi bukaan valve untuk air

ukaan )%utaran+Aolume air

)ml+Waktu )detik+

t6 t t" trata-rata6 3"" 3@@ ?3 3?@""

6. @@ @6 @?" @="

36 =3? =33 @=

. @0@ 0? 0"0 0==@

" 06 0== 0@@ 06=@

$abel .=. #alibrasi tekanan udara

$ekanan /dara)kg,cm+

$inggi Manometer )cm+ Waktu )detik+

46 4 4" 4rata-rata t6 t t" trata-rata

6 6 63" "?0 3"@ @"6 =06. " " "=@ "6? "=@= "="


7/16

0 =@ 0?= 3" 0?@ "

. 0 0 = 0@ 0"@ @" =@

" 3 3 @ =33 = @ =6""


8/16

$abel .=." !ata pengamatan dengan tekanan sebagai variabel tetap

% ukaan 5uhu &8al )oC+ 5uhu &khir )oC+ 4 Waktu

)kg,cm+ )putaran+ $d6 $d $86 $8 $d6 $d $86 $8 )cm+ )detik+

6

6 "6 ? ? ? " " " ? 63 0"?

6 "" ? ? ? "3 " " ? 66 "0@

"" ? " ? "@ 3 " ? 63 "6

" 3 " ? "@ 3 " ? 66 ""

" " 3 " ? "3 3 " ? 66 ???

6

6 "= 3 " ? "? 3 "6 ? 66 "0?@

6 "@ 3 "6 ? 0 3 "6 ? 663 "@3

"@ 3 "6 ? 06 3 " ? 66? 00"

"3 3 " ? 0" 3 "" ? 6 "0

" "3 3 " ? 00 3 "" ? 6"3 0=3

6 0 3 " 3 0 @ "0 @ 6" 0?6

6 06 3 "" 3 0 @ "0 @ 6" 06"

06 @ "" 3 00 @ "0 @ 6"6 00

0 @ "" 3 00 @ "0 3 6" 0=?=

" 0 3 "" 3 0" @ "0 @ 6@ 036@

6 "3 3 "" 3 0 3 "0 3 6"3 6@=

6 "3 @ "" 3 00 @ "0 3 6 6

"3 @ "" 3 0= @ "0 3 663 =33

"? @ "" 3 0 @ " 3 6 0=0

" "? @ "" 3 0 @ "0 3 6 @=

"

6 "" @ "" 3 00 @ "" 3 6"" 6=

6 0 @ "" 3 00 @ "" 3 66" "@

0 @ "" 3 0" @ "0 3 6" ="@

0 @ "" 3 0" @ "0 3 6"0 6

" 0 @ "" 3 0" @ "0 3 6 6?=


9/16

$abel .=.0 !ata pengamatan dengan bukaan valve sebagai variabel tetap

ukaan)%utaran+

% 5uhu &8al )oC+ 5uhu &khir )oC+ 4 Waktu

)kg,cm+ $d6 $d $86 $8 $d6 $d $86 $8 )cm+ )detik+

6

6 " @ " 3 "@ @ " 3 60 @0@6

6 "0 @ "6 3 "@ @ "6 3 60 @0=

" @ "6 3 0 @ " 3 6 @"=@

"= @ "6 3 00 @ "" 3 6 ="

" "@ @ " 3 00 @ "0 3 63 ?0

6

6 06 @ "" 3 0 @ "" 3 6= =@0

6 "? @ " 3 06 @ "" 3 6= ="=

"3 @ " 3 06 @ "" 3 6@ ="?

"= @ " 3 "= @ " 3 63 3@

" 0 @ "" 3 00 @ " 3 6@ =3"?

6 "3 @ " 3 0 @ " 3 6@ ?=

6 "3 @ " 3 0 @ " 3 6@ ="

06 @ " 3 0 @ " 3 6 =6@

06 @ " 3 0 @ "" 3 60 =63"

" 0 @ "" 3 06 @ "" 3 6 =0@0

6 "3 @ "" 3 0 @ "0 3 6 @"6

6 "3 @ "" 3 06 @ "0 3 6= @

"@ @ "" 3 06 @ "0 3 6@

"= @ "" 3 0 @ "" 3 6= =

" "= @ "" 3 0" @ "" 3 6 3@"

"

6 0 @ " 3 0" @ "" 3 6 "@0

6 0 @ " 3 0 @ "" 3 6= "?0

"? @ " 3 0 @ "" 3 6= ="

"? @ "" 3 0 @ "" 3 63 =60?

" "? @ "" ? 0 @ " 3 6" ="0


10/16

2.7 Data Per%itun&an $abel [email protected]. %erhitungan (aju &lir Aolumetrik &ir

Aolume &ir )ml+ t )detik+ (aju alir ? .@3=@3

@.=" =."@??03

@.= =3.3@"0

?6.0=3=?"

66.@?

$abel .@.. %erhitungan (aju &lir Aolumetrik /dara

$inggi

Manometer

Waktu

)detik+

Aolume (uas (aju &lir )m(,detik+

6.3" =.0 .=3?0 6@".@="=6@

. "=." .=@"63 6"."@

.=@ ." .""=@?@? 6"0.03@"@=

.0@ .00@"6@ 66.@?

.@ = .06=30 60.=00@0@

2.8 Gra'k

>rak .3.6. 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan

8aktu )detik+ pada kalibrasi bukaan valve pada air


11/16

>rak .3.. 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan

tinggi

manometer )4+ pada kalibrasi tekanan ud


12/16

>rak .3.". 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan

koesien perpindahan massa )#>+ untuk tekanan

sebagai variabel tetap

>rak .3.0. 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan

koesien perpindahan massa )#>+ untuk bukaan

valve sebagai variabel tetap

>rak .3.. 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan

koesien perpindahan panas )4>+ untuk tekanan

sebagai variabel tetap


13/16

>rak .3.=. 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan

koesien perpindahan panas )4>+ untuk bukaan

valve sebagai variabel tetap

2.9 Pemba%asan- 4ubungan antara 8aktu )t+ dengan laju alir volumetrik )D+ pada

kalibrasi liEuid.5ecara teori hubungan antara 8aktu dengan laju alir volumetrik

adalah berbanding terbalik dimana semakin besar laju alir

volumetrik maka 8aktu yang diperlukan semakin sedikit. 4al ini

dinyatakan dengan persamaan :

D 9 t

V

!ari percobaan didapatkan hasil sesuai dengan teori sepertiyang ditunjukan pada grak .3.6.

- 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan tinggi air raksa

)4+ pada kalibrasi udara.

5ecara teori hubungan D dan 4 adalah berbanding lurus yaitu

jika laju alir volumetrik dinaikan maka harga ketinggian air raksa

akan naik pula. 5ecara teori dinyatakan dengan rumus :

D 9 A F &


14/16

%ada percobaan hubungan laju volumetrik )D+ dengan tinggi air

raksa )4+ ditunjukan dengan grak .3. namun pada grak

.3. pada tekanan B dan " didapati tinggi air raksa )4+ yang

tidak sesuai dimana seharusnya semakin tinggi tekanan

semakin tinggi pula nilai 4 yang di dapatkan. 4al ini bisa

disebabkan pada bukaan valve yang dilakukan tidak secara

bersamaan sehingga tekanan yang masuk tidak maksimal.

- 4ubungan antara laju alir volumetrik )D+ dengan koesien

perpindahan massa )# >+ secara teori adalah berbanding lurus.

4al tersebut disimpulkan dari persamaan :#> 9 #G,%t)6-G&+(M

!imana : # G 9 LMAA1

A

)-!

"

H& 9 A/

−

A1

A1

A2

A2

-1

-1

A/ 9 udara

A1

#M

)-!1$% ××

!ari percobaan didapatkan hasil yang sesuai teori yaitu semakin

besar laju alir volumetrik maka koesien perpindahan massa

semakin besar pula yang ditunjukan pada grak .3." untuk

tekanan sebagai variabel tetap dan grak .3.0 untuk bukaan

valve sebagai variabel tetap.


15/16

2.10 (esim)u#an1. 5emakin besar tinggi tekanan udara maka laju alir udara )D+

semakin besar2. 5emakin besar bukaan valve maka laju alir liEuida )D+ semakin

besar dan 8aktu )t+ yang didapat semakin kecil.3. (aju alir )D+ berbanding lurus dengan koesien perpindahan

massa )#>+ pada tekanan sebagai variabel tetap.4. (aju alir )D+ berbanding lurus dengan koesien perpindahan

massa )#>+ pada bukaan valve sebagai variabel tetap.5. (aju alir )D+ berbanding lurus dengan koesien perpindahan

panas )4>+ pada tekanan sebagai variabel tetap.6. (aju alir )D+ berbanding lurus dengan koesien perpindahan

panas )#>+ pada bukaan valve sebagai variabel tetap.


16/16

DA*TA+ PU,TA(A

>eankoplis Christie.'[email protected] Process and Unit Operations

third edition./niversityo Minnesota:

BAB II (Recovered).rtf

Documents

Transcript of BAB II (Recovered).rtf