DINAMIKA PROSES PERAMBATAN PANAS [DPP]

MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

DINAMIKA PROSES PERAMBATAN PANAS [DPP]

Disusun oleh: Dhyna Analyes Trirahayu Dr. Yogi Wibisono Budhi Dr. Ardiyan Harimawan

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014

Laboratorium Instruksional Teknik Kimia

Dinamika Perambatan Panas

DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................................. 1 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN .................................................................................... 2 2.1.

Tujuan Percobaan .......................................................................................................................... 2

2.2.

Sasaran Percobaan ......................................................................................................................... 2

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN ...................................................................................................... 3 3.1.

Skema Alat Percobaan ................................................................................................................... 3

3.2.

Alat dan Bahan Percobaan............................................................................................................. 3

3.2.1. Alat ................................................................................................................................................ 3 3.2.2. Bahan ............................................................................................................................................. 4 BAB IV PROSEDUR PERCOBAAN .......................................................................................................... 5 4.1.

Wet Test Meter .............................................................................................................................. 5

4.2.

Reverse Flow Reactor.................................................................................................................... 5

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................................... 7 LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH .................................................................................................. 8 LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN ............................................................................................... 9

DPP

i



DAFTAR TABEL

Tabel A. 1. Data Kalibrasi Wet Test Meter .................................................................................................. 8 Tabel A. 2. Data Pembacaan Termokopel .................................................................................................... 8

DPP

2



DAFTAR GAMBAR

Gambar 3. 1. Skema Reaktor Aliran Bolak Balik ......................................................................................... 3 Gambar 3. 2. Skema Pipa Reaktor Aliran Bolak Balik ................................................................................. 3 Gambar 4. 1. Diagram Alir Kerja ................................................................................................................. 6 Gambar B. 1. Hasil Simulasi Temperatur ................................................................................................... 10

DPP

3



BAB I PENDAHULUAN Keberadaan panas tidak dapat dipisahkan dari suatu reaksi. Ada reaksi yang menghasilkan panas (eksotermik) dan ada reaksi yang memerlukan panas (endotermik). Keberadaan panas di dalam suatu sistem menjadi faktor yang perlu diperhatikan, karena adanya panas akan meningkatkan suhu di dalam sistem. Oleh karena itu, jika keberadaan panas ini mengganggu keberjalanan proses (sistem diharapkan pada keberadaan isotermal), maka perlu dilakukan langkah – langkah untuk menanggulanginya. Panas memiliki sifat mengalir dari suhu tinggi ke suhu yang lebih rendah. Jadi ketika dua sistem berada pada temperatur berbeda maka akan terjadi perpindahan panas namun, jika sistem tersebut berada pada temperatur yang sama maka tidak terjadi perpindahan panas. Sifat panas yang dinamik ini menjadi hal yang perlu diamati untuk mengetahui langkah – langkah yang dapat dilakukan untuk memanfaatkan ataupun mengontrol keberadaan panas ini. Reaktor aliran bolak balik (RABB) merupakan salah satu cara untuk menjalankan proses pada keadaan tidak tunak. Pemanfaatan reaktor aliran bolak balik ini juga dapat menghemat energi panas yang diperlukan untuk melangsungkan reaksi (jika reaksi bersifat endotermik). Bagaimana sistem reaktor aliran bolak balik ini dapat menghemat penggunaan energi menjadi hal yang menarik untuk diteliti. Untuk itu percobaan mengenai dinamika perambatan panas pada RABB ini perlu dilakukan.

DPP

1



BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN 2.1.

Tujuan Percobaan Tujuan percobaan Dinamika Proses Perambatan Panas adalah mempelajari perilaku

dinamik dalam proses perambatan panas di sepanjang unggun inert pada reaktor bolak-balik.

2.2.

Sasaran Percobaan Sasaran percobaan Dinamika Proses Perambatan Panas adalah: 1. Mampu menggambarkan diagram alir reaktor aliran bolak-balik dan menjelaskan prinsip kerjanya. 2. Mampu menentukan daerah operasi dan distribusi temperatur berdasarkan karakteristik perambatan panas pada reaktor aliran bolak-balik. 3. Mampu mensimulasikan kelakuan dinamik dalam pemodelan komputer. 4. Mampu menghitung energy saving pada penggunaan reaktor bolak-balik berdasarkan penurunan kebutuhan energi untuk pemanasan umpan.

DPP

2



BAB III RANCANGAN PERCOBAAN 3.1.

Skema Alat Percobaan Gambar 3.1 menunjukkan skema reaktor aliran bolak balik yang digunakan pada

percobaan ini. Gambar 3.2 menunjukkan skema reaktor pipa berupa dimensi dan penenmpatan termokopel.

Gambar 3. 1. Skema Reaktor Aliran Bolak Balik

Gambar 3. 2. Skema Pipa Reaktor Aliran Bolak Balik

3.2.

Alat dan Bahan Percobaan

3.2.1. Alat Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah: 1. Reaktor pipa 2. Pemanas elektrik

DPP

3



3. Valve aliran udara 4. Set alat termokopel 5. Wet test meter 6. Manometer 7. Blower 8. Laptop

3.2.2. Bahan Material yang digunakan pada percobaan ini adalah: 1. Udara 2. Dolomit (material unggun inert)

DPP

4



BAB IV PROSEDUR PERCOBAAN 4.1.

Wet Test Meter 1. Cek posisi gelembung di bagian atas wet test meter dan pastikan posisinya berada di tengah. 2. Hubungkan oulet reaktor aliran bolak balik (RABB) ke inlet wet test meter. 3. Aturan bukaan valve dan nyalakan blower sehingga aliran udara dapat mengalir. 4. Atur perbedaan ketinggian cairan pada manometer dan dicatat waktu yang diperlukan untuk volume udara tertentu, misalnya 2L. 5. Variasikan perbedaan ketinggian pada manometer dengan mengantur bukaan valve pada blower. 6. Dari data yang diperoleh kalibrasi wet test meter dapat diperoleh.

4.2.

Reverse Flow Reactor 1. Pasang termokopel pada titik – titik yang ada pada reaktor 2. Buka valve 2 dan 2’ (tutup 3 dan 3’). 3. Nyalakan blower untuk mengalirkan udara ke dalam reaktor dengan menyambungkan ke sumber listrik. 4. Atur ketinggian manometer dengan mengatur bukaan valve blower 5. Nyalakan heater dengan menghubungkan ke sumber listrik dan menekan tombol ON, kemudian atur temperatur pemanasan sesuai variasi. 6. Amati profil panas di sepanjang reaktor hingga dicapai keadaan tunak. 7. Buka valve 3 dan 3’ (tutup 2 dan 2’) 8. Amati profil panas di sepanjang reaktor hingga dicapai switching time (misalnya : 30 menit). 9. Setelah alat selesai digunakan : 10. Turunkan temperatur secara perlahan-lahan 11. Matikan blower dengan mencabut alat dari sumber listrik, matikan termokopel dengan menekan tombol OFF, matikan heater dengan memutar skala ke angka nol 12. Tutup seluruh valve.

DPP

5



Gambar 4. 1. Diagram Alir Kerja

DPP

6



DAFTAR PUSTAKA Budhi, Y.W. 2005. ”Reverse Flow Reactor Operation for Control of Catalyst Surface Coverage”, Disertasi Doktor, Technische Universiteit Eindhoven . Budhi, Y.W. 2008. “Diktat Kuliah TK5058 Intensifikasi Proses“, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

DPP

7



LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH A.1

Data Kalibrasi Wet Test Meter Tabel A. 1. Data Kalibrasi Wet Test Meter

Δh manometer (cm)

A.2

Q (L/s)

Data Pengamatan Temperatur pada Termokopel Tabel A. 2. Data Pembacaan Termokopel

Switching Time 3

Switching Time 2

Switching Time 1

t (menit)

DPP

Temperatur yang Terbaca pada Termokopel 1 2 3 4 a b c

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

8



LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN B.1

Perhitungan Laju Alir Udara Kalibrasi manometer menggunakan wet test meter Persamaan: v = v

√

(

)

v

√

/v

√

Keterangan: v = laju alir udara (m/s) Q = laju alir 9eactor9ic (m3/s) D = diameter 9eactor (m) H = perbedaan ketinggian manometer (m)

menghasilkan persamaan regresi sebagai berikut: v = 0.6286H0.5 + 0.0276

Perbedaan ketinggian manometer yang digunakan: 3 cm (0.03 m) v = 0.6286H0.5 + 0.0276 = 0.6286(0.03)0.5 + 0.0276 = 0.1365 m/s

B.2

Simulasi mengunnakan FlexPDE Gambar B.1 menunjukkan profil temperatur pada RABB hasil simulasi menggunakan

flexPDE.

DPP

9



Gambar B. 1. Hasil Simulasi Temperatur

DPP

10

DINAMIKA PROSES PERAMBATAN PANAS [DPP]

Recommend Documents