Risalah Pel1emuan Ilmiah Penelitian
dan Pengembangan
ApllKasi Isotop
dan Radias~ 2001
STUD" DISTRIBUSI WAKTU TINGGAL PADA PROSES PENCAMPURAN KONTINYU DENGAN MODEL BEJANA BERDERET Sugiharto*, Indrojono*, Kushartono*, dan I.G.A Widagda** * PuslitbangTeknologiIsotopdan Radiasi,BATAN, Jakarta ** UniversitasUdayana,Bali
ABSTRAK STUDI DISTRIBUSI WAKTU TINGGAL PADA PROSES PENCAM PURAN KONTINYU DENGAN MODEL BE.JANA BERDERET. Model bejana berderet telah diimplementasikan untuk menganalisakm-vadistribusi waktu tinggal yang diperolehdari pencampurankontinyu air yang mengalir didalam tabungrig simulasi.Model mengasumsikan bahwaair mengalirdari satubejanake bejanalain secara berurutan.Persamaan-persamaan matematikadigunakanuntuk menerangkanaliran air berdasarkantinjauan teoritis. Parametermodel adalah pola aliran yang disebabkanoleh lamanya molekul-molekul air berada didalam tabung (0).0.6 cc isotop 99mTc yangdiinjeksikankedalaminlet tabungdiasumsikanmengikuti fungsi Dirac, 0, dan dimonitorpadaoutlettabung.Konstruksitabung,panjang90 cmand diameter30 em, dilengkapi dengan pengaduk pelat dan sekat pembataskonsentrik telah digunakan sebagai sistem proses. Dalam penelitian ini nilai n yang dihitung denganmodeladalahsebesar3,7 menunjukkanbahwaaliran air didalam tabung cenderungmengikuti aliran tercampursempurnadan tabungtelah berfungsisebagaisistem proses dengantingkatpencampurantinggi.
ABSTRACT STUDY ON mE RESmENCE TIME DISTRIBUTION OF CONTINUOUS MIXING PROCESS BY TANKs-IN-SERIES MODEL. The tanks-in-seriesmodelhas beenimplementedto analyze the residencetime distributioncurveobtainedfrom continuousmixing of water flow in the cylindrical tubeof the simulationrig. The modelassumesthatwater flow from one tank to anotherconsecutively.A number of mathematicalequationshave beenintroducedto describethe water flow in term of theoreticalconsideration. The parametermodel is the flow patternsdue to time spendby water moleculesin the tube (n). A 0.6 cc of 99mTc isotopewhich was injectedinto the inlet of the tubewasassumedto h.avea Dirac function, 0, and it was monitored at the outlet of the tube. The tube construction,90 cm in lengthand 30 cm in diameter,equipped with the plate stirrersand concentricbaft1eshas beenusedasthe processingsystem.In this research,the value of n calculatedby the modelwas 3.7 v.11ich indicatesthat the water flow in the tube preferto be well-mixed and the tube wasableto serveasa processingsystemof high mixing degree.
PENDAHULUAN Unjuk kerja suatu sistem proses sangat tergantungpadarancangansistemprosesitu sendiridan variabel-variabel yang mengaturnya,seperti tekanan, temperatur kerja, kecepatan pengaduk daD lain sebagainya.Rancangandan variabel-variabeltersebut sangat menentukaninteraksi antar komponenmaterial yang terlibat didalam sistemprosesyang pactaakhirnya menentukan kualitas produk yang dihasilkan. .Itu sebabnyamengapadalam kebanyakansistem industri proses, material dialirkan melalui beberapa bejana proses untuk mendapatkan basil yang diinginkan. Semakin banyak material dan semakin tinggi tingkat reaksiyang terjadi didalam sistemprosesmenyebabkan proses interaksi lnaterial semakin kompleks daD semakinsulit ditangani [1,2]. Salall satumetodeuntuk mengetalluiunjuk kerja suatusistemialall dengancara merunutdan mengamati dinamika aliran materialdidalam sistemproses.Karena metoda pengmnatanbersifat merunutmaka harus ada sedikit material pefUllut yang diinjeksikan kedalmn material yang diamati tingkall lakwlya tanpa menimbulkan gmlgguan, seperti serapan, endapan, reaksikimia dan lain sebaginya[3,4].
Sebagaibagian dari suatu teknik pemecahan masalah,modelbejanaberderetmemberikankontribusi sebagaipendekatanawal untuk memecahkanmasalah didalam sistem proses. Penyimpangan-penyimpangan fungsi dalamindustri sepertiadc'lllyavolume mati dan channeling didalam bejana proses dapat diketahui dengan cara memplotkan kurva RTD model bejana berderet dengan kurva RTD percobaan. Beberapa contoh pemakaian model bejana berderet telah dilaporkanolehHill [5] dan Pant[6]. Dalam rnakalah ini akan dibahas suatu metode matematikayang disebut model bejanaberderet(tanksin seriesmodel) untuk mengamatiunjuk kerja sistem prosesberupatabung terbuat dari bahan PVC dengan ukuranpanjang90 cm, diarnater30 cm dan didalarnnya diisi air delnineral-selanjutnya disebut air, sebanyak 58 liter. Model bejanaberderetdidasarkanpactaprinsip kesetimbangan material denganmengasumsikanbahwa aliran material didalam tabung rig simulasi identik dengan aliran material didalam sejumlah n bejanabejanakecil yang disusunberderet.Sedikit isotop 9mTc diinjeksikanpactainlet tabungakan memberikanrespon berupa data atau kurva distribusi waktu tinggal (ResidenceTime Distribution-RTD)pactaoutlet tabung. Kurva RTD ini yangakan dievaluasiuntuk menghitung
109
Risalah Pertemuan
Ilmiah
Penelitian
dan Pengembangan
Aplikasi
Isotop dan RadiaS/; ZOOt
parametermodel, yaiUl nilai D. Nilai D yang diperoleh dari perhitungan-perhitungan akan menunjukkanunjuk Pengaduk Pengaduk kerja tabung. Makalah ini menekankanpada aspek teoritis melalui asumsi-asumsi model aliran untuk menyederhanakan persoalan. Persamaan-persamaan matematikadigunakanuntuk menerangkanmodelaliran material daD bersama sarnadenganbeberapabesaran statistika, seperti nilai rata-rata daD keragaman (variance) digunakanuntuk mengevaluasikurva Rill Bejanake 1 Bejanake 2 Bejanake n untuk mendapatkan nilai parameter model, D. Walaupun dikerjakan secara numerik, persamaanGambar1. Model bejanaberderet persamaanyang ditampilkan dalam makalah ini tetap dipertahankan dalam bentuk persamaan-persamaan Karena material diasumsikan mengalir secara differensial atau integral untuk memberikangambaran yang utuh kepadaarti fisis dari persamaan-persamaan berurutan dari bejana kel ke bejana ke 2 dan seterusnya maka isotop yang diinjeksikan, dianggap mengikuti tersebut. TINJAUAN TEORI Secarateoritis dikellal dua macammodel aliran material didalambejanaprosesyaitu model aliranplug dan model aliran tercampur sempurna(well-mixed .flow). Dalam model aliran plug setiap komponen material akan tinggal didalam bejana prosesdengan waktu yang sarna.Pada model aliran plug kurva Rill outlet samapersis sepertikurva Rill inlet -seolaholah kurva Rill outlet mempakanduplilasikurva Rill inlet. Aliran semacamitu hanya mungkin terjadi jika setiap komponen material tidak mengalami pencampuran kearahdepanmaupunbelakang[3, 4]. Berbedadengan model aliran plug, pada model aliran tercampur sempurnasetiap komponenmaterial akan tinggal dalam waktu yang berbeda-bedadidalam bejanaproses.Dalam tinjauan perunutradioaktif,sifatsifat aliran semacamitu hanya mungkin terjadi jika sedikit isotop yang diinjeksikan kedalaInbejanaproses segera tercarnpur merata keseluruh volmne bejana proses.Penjelasanyang lebih detil tentangkeduamodel aliran ideal tersebut daD bentuk kurva Rill yang dihasilkandari kedunyadapatdijumpai dalambeberapa pustakayang diacu dalammakalahill [2,4] Dalam industri, kedua model alirall ideal tersebut tidak pernah dijmnpai. Kurva Rill yang diperoleh dari bejana proses industri senantiasa menunjukkan bentuk kurva antarakurva-kurva aliran ideal tersebut. Salah satu cara untuk menganalisa bentuk kurva Rill yang diperoleh dari bejanaproses adalah dengan menggunakan model bejana berderet.(tanks-inseries mode/), rinciannya sebagai
fungsi Dirac, 8, didalam bejana kecil ke 1 akan memperlihatkan respon pada bejana ke n dinyatakan dalam persamaan(1).[1- 4] one n-1 e-n9
c(e) =
(1) (0 -1 ) !
dengan C(8) adalahkonsentrasiperunutradioaktif,'tak berdimensi n adalahjurnlah bejanakecil 8 adalahwaktutereduksi,= t/'t , tak berdimensi 't adalahwaktutinggal rata-lata,dalam detik. t adalahkurun waktuproses,dalam detik Jika nilai n yang berbeda-bedadimasukkan kedalam persamaan(1) maka akan diperoleh berbagai macam kurva Rill yang memperlihatkankecenderunganaliran materialdidalambejanaproses.Jika n ~ 0 makaaliran material cenderung mengikuti aliran tercampur sempuma,sedangkan jika n ~ 00pola aliranplug yang akan diikuti oleh material. Bentuk-bentukkurva Rill untuk nilai n yang berbeda-bedadiperlihatkan pacta Gambar2. n
berikut :
Model bejana berderet.Dalam model bejana berderet, diperlihatkan pada Gambar 1, material diaswnsikanmengalirdidalambejana-bejana kecil yang disusunsecaraberderet.Diaswnsikanjuga pola aliran didalmn bejalla-kecil mengikuti pola aliran tercampur sempurnadan volume masing masing bejana adalah sarna. Andaikan volmne bejana prosesadalall V dan volume bejana kecil adalah v, maka dalamvolume V akan terdapat n volwne bejana kecil. Jika dinyatakan secaramatelnatikalnaka V= nv.
110
Gambar2. Kurva RTD untuk nilai n yangberbedabeda [diadopsidari Gambarl] Letak daD bentuk kurva RTD, selain nilai D, daiam Gambar 2 menunjukkan unjuk kerja dari bejana proses. Titik berat kurva RTD menunjukkan nilai rata rata dari distribusi waktu tunggai, sedangkan
Risalah PertemiJanIlmiah Penelitian dan Pengembangan"",Iikasi lsotop dan Radi~
keragaman (d) menunjukkan kuantitas penyebaran distribusi waktu tinggal. Nilai keragamanini juga yang digunakanuntuk menghitungnilai n. [1- 4] BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat. (a) Tabung rig simulasi, terbuatdari pvc, panjang90 cm, diamater30 cm (detil rancangandiperlihatkan pa~ gambar 4); (b) Sumber radiasi Isotop 99mTcdengan waktu para 6 jam dan energi gamma 140 keY; (c) Resin penukarion; (d) Pompaair; (e) Detektor Sintilasi IPP-4,Ratemeterdan Rekorder; (t) Kolimator Pb dan LembaranPh; (g) Alat injeksi, kapasitas I cc daD gelas ukuran.; (h)Sanmg tangan, plastik lembaran dan kertas merang; ({) Alat tulis kantor dan tissue; (j) Monitor perorangan: surveymeter,fi/mbadgedan dosimetersaku Percobaan. Percobaan dilakukan di laboratorium kelompok industri, PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop daDRadiasi-BATAN. Rig simulasi dirancangWltukberbagaikeperluanaliran material dan skema tabung rig simulasi untuk percobaanini diperlihatkanpada gambar4. Percobaan pencampurankontinyu telah diiakukansebagaiberikut: (a) Detektor sintilasi IPP-4, yang telah tersambung denganratemeterdan rekorderdipasangpada inlet dan outlet (keduanya terbuat dari pipa pvc berdiameter1 inci) tabung rig simulasi dan diaktitkan; (b) Katup aliran material ,dalam percobaanini digunakan air diataur sesuaidenganarab aliran yangdikehendaki;(c) Pompa air dihidupkan untuk mengalirkanair didalam rig simulasi untuk keperluantes dummydan cacahan latar belakang diukur daD dicatat; (d) Putaran motor diatur sebesar1035 putaranper menit untuk mengaduk air didalam tabung rig simulasi; (e) Sebanyak0,6 cc isotop 99mTcdiinjeksikan kedalam inlet tabung rig simulasidan responpada outlet rig simulasidiukur d.m dicatatoleh rekorder. HASILDAN PEMBABASAN. Data yang diperoleh dari perconaan pencampurankontinyu ini berupakurva kontinyuantara cacahanterhadapwaktu. Kurva tersebutdiproseslebih lanjut dengan cara menentukannilai cacahan setiap detiknya sehingga diperoleh data percobaan dalam bentuk diskrit, seperti yang diperlihatkandi Tabel 1, kolom 1 dan 2. Selanjutnya data diskrit tersebut diproses secara numerik untuk mendapatkanbesaranbesaranyang perlu diperhitungkandan untuk keperluan pemodelan. Seperti telah disebutkandiatas bahwa material mengalir dari bejana ke 1 ke bejana ke 2 dan seterusnya,sehingga ouput bejana ke 1 merupakan input bejanake 2. Dalam hal demikian kesetimbangan material (material balance) pada bejana ke 1, dapat dinyatakandalampeTS(2). VI (dCI/dt)
=
-vCI
(2)
2(XJt
Dengan mengintegralkan persamaan (2) diperoleh solusikonsentrasiisotop99mTc padabejanake 1 yaitu Coe-t/tl
(3)
dengan Coadalah konsentrasi isotop 99mTcyang diinjeksikan C1adalah konsentrasi isotop ~c pada bejanake 1 VI adalahvolumebejanake 1. v adalahkecepatanaliran Karena debit aliran dipertahankan konstan (353,5 Cm3/detik)selamapercobaanberlangsungdan volume masing-masingbejana kecil adalah sarnamaka debit aliranair didalarnbejanake 1 sarnadengandebit aliran di bejanake 2 dan seterusnya.Dengandemikian MRT air didalarn bejana ke 1 sarnadengan MRT didalarn bejanake 2 , 'tl = 't2 = 'ti. Karena Vi adalahvolume bejanake i maka 'tj adalah harga MRT didalarn satu bejanadanbukannyanilai MRT seluruhtabung. Kesetimbanganmaterial didalam bejana ke 2 adalah V2(dC2/dt)= v(C) -~)
(4)
karena (V2/V)= 't2 sedangkan't2 = 'tj dan dengan menggantiC) denganCoe-If'maka persamaan(4) diatas dapat dieliminasi kedalam bentuk persamaan differensial orde pertama, seperti yang dinyatakan dalampersamaan (5) (dC2/dt)+ (~/'tj) = (CJ'tj) e-If'2
(5)
Persamaan(5) dapat diselesaikandengan menernpkan faktor integrasie If, dengankondisi awal C2= 0 padat = 0, sehinggadiperolehkonsentrasibejana ke 2 yang dinyatakandalampersamaan(6) C2 = (CJ'ti) e-If'
(6)
Penurunan persamaan-persamaan kesetimbangan material seperti dilakukan diatas dapat diteruskan sampaipadabejanake n sehinggadiperolehkonsentrasi 99mTcyang keluar daTi bejana ke u, yang solusinya diperlihatkanpadapersamaan(1) Luas area kurva Rill identik denganjumlah isotop ~c yang diinjeksikan dan nilainya dapat dihitung dengan menggunakan pendekatan integral Simpson. Luas area kurva Rill diperlihatkan dalam tabel 1 kolom 3. Keuntungan menggunakanintegral Simpson adalah pendekatan integral Simpson memberikanbasil eksak asalkan fungsi kurva Rill dapat dinyatakan dalam persamaandifferensial orde tiga atau kurnng [7]. Karena kurva Rill menggalubarkandistribusi tiap komponen material tinggal didalam bejana proses, maka kurva Rill tersebut perlu dinormalisasikansehingga luas kurva Rill salnadengansatu. Fungsi Rill temormalisasi dapat dinyatakan dalam waktu t ataudalam waktu tereduksi,e = t/'t, tabel I kolom 6, dengan't adalahnilai MRT, tabel 1 kolom 5. Fungsi RTD temormalisasidalam t dan e masinglnasing diperlihatkanpada tabel 1 kolom 4 dan 7. Untuk keperluanmodel, fungsi Rill temormalisasi
111
2.
Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Aplikasi Isalop dan Radiasi, 200 I
biasanya dinyatakan dalam satuan waktu tereduksi 8 sehingga hubungan antara fungsi Rill temormalisasi dalam t dan 8 adalah E(e) = 'to E(t), dengan E(t) adalah fungsi Rill temormalisasi dalam kurun waktu t. Besaran waktu tereduksi, e, menggambarkan material yang telah tinggal didalam tabling dalatn waktu t Keuntungan menggunakan besaran waktu tereduksi adalah tingkah laku aliran material didalam bejana dengan ukuran berbeda beda dapat diperbandingkan secara langsung [8]. Adanya radioperunut 99mTcdengan konsentrasi rendah yang turut terdeteksi menimbulkan ekor pada kurva Rill, sellingga kurva Rill tersebut 11arUs dikoreksi dengan menggunakan persamaanempiris Ec(8) = P.E(8).(I-R8)
(7)
dengan subscrript c pada Ec(8) menunjukkan kurva Rill temormalisasi yang terkoreksi. Besaran P dan R masing rnasing adalall faktor koreksi untuk luas area kurva dan faktor koreksi untuk keragatnan. Perhitungan fungsi Rill terkoreksi disajikan dalam tabel I, kolom 8. P dihitung dengan menggunakan pendeka~ integral Simpson pada fungsi Rill yang menunjukkan luas area kurva, Je.Ec(e).d8 dan R dihitung dengan mengintegralkan fungsi yang menunjukkan keragaman , J82.Ec(8).d8. Perhituogao parameter model, o. Dalam tinjauan statistika, kurva Rill selalu dikarakteristikkan deogan nilai waktu rata-rata dan nilai keragamannya. Nilai keragaman, if, yang menunjukkan seberapa besar penyebaran kurva RTD digllliakan untuk menghitung nilai parameter model, 0, melalui hubungan. 0'112 = (1/0) = J92.Ec(9).d9-1
(8)
Dengan menerapkan persamaan (8) maka 0 dilritung sebesar 3.7. Dengan memasukkan nilai n = 3,7 untuk nilai 9 yang berbeda-beda kedalam persamaan(1) maka diperoleh kurva Rill model, ditunjukkan dalam tabell kolom 9. Seberapa jauh penyimpangan kurva Rill model terlmdap kurva Rill percobaan, yang sudah dinormalisasi dan dinyatakan dalam 9, dapat dilakukan dengan menerapkan curve fitting yang nilai kedekatannya dinyatakan dalam akar kuadrat terkecil (Root Mean S'quare-RMS).[6] RMS =-V(lINT) ~ {Ec(9) -E(9, n)}" dengan NT Ec(9)
adalahjumlah data adalah fungsi Rill temormalisasi Ec(9,0) adalah kurva Rill temomlalisasi.
(9)
KESIMPULAN Berdasarkan basil penelitian dapat disimpulkan bahwa model bejana berderet cukup layak diaplikasikan untuk mempelajari proses pencampuran pacta proses kontinyu didalam tabling rig simulasi. Hasil yang diperolah dari penelitian ini menunjukkan bahwa tabung mmnpu menghomogenkan campuran isotop 99mTcdengan air yang mengalir didalam tabling dengan tingkat pencampuran yang cukup tinggi. Hal ini dibuktikan dengan nilai n yang diperoleh sebesar 3,7 daD dengan mengacu pada kurva-kurva RTD yang disajikan pactaGambar 2 menunjukkan bahwa aliran air didalam tabung lebih cenderung mengikuti pola alirnn tercampur sempurna.
U CAPAN TERIMA KASm Penulis mengucapkanterima kasih kepada Dr. H.J. Pant -expert lAEA yang telah menguji basil penelitian ini, lliltuk menghitung MRT dan nilai parametermodel, D, IDenggunakanperangkat lunak THYNRill (dibuat oleh Dr. J. Thyn -expert lAEA terdahulu).Hasil PerhitunganMRT and nilai D secara manual sangat sesuai dengan basil perhitungan menggunakan perangkatlunakTHYNRill.
percobaan model
Menurut Shanna [6], penerapan curve fitting memadai jika nilai akar kuadrat terkecil pada persalnaan (9) adalah ~ 0,04. Analisa rancangao tabuog rig simulasi. Manipulasi persamaan-persamaan matematika telah dilakukan untuk menganalisa kurva Rill dan dengan menghitung harga keragaman diperoleh nilai parameter model, o. Nilai 0 diperoleh sebesar 3,7 dan dengan
112
memplotkankurva RTD model untuk n = 3,7 rnaka diperolehGambar3. Jika Gambar 3 diplotkan kedalarn Gambar 2 maka makaakan terlihat kedekatanantarakurva RTD model dengankurva RTD percobaan.Nilai n sebesar 3,7 menunjukkanbahwa aliran air didalam tabung rig simulasi cenderung mengikuti aliran tercampur sempurna.Dengan kala lain rancangan tabung rig simulasi mampu menghomogenkancampuran isotop 99mTc denganair yang mengalirdidalamtabung.Hal ini dapat terjadi karena tabung rig simulasi diberi perangkatpengadukdan diputar dengan laju putaran yang cukup tinggi, yaitu 1035 putaran permenit, Putaran pengadukberfungsi meningkatkanintensitas pencampuranisotop dengan air. Adanya sekat-sekat pembatasyang dipasang didalam tabung berfungsi menahan aliran air kearah bawah (Gambar 4). Nilai akar kuadrat terkecil yang diperoleh sebesar 0,016, menunjukkan bahwa model bejana berderet cukup layak diaplikasikan untuk menyelidiki proses pencampuran kontinyudidalamtabungrig siInulasi.
DAFTAR PUSTAKA 1. LEVENSPIEL, 0, ChemicalReaction Engineering, Wiley, NewYork. (1972) FOGLER H.S, , Elements of Chemical Reaction Engineering, 2nd edition, Prentice Hall Intemationallnc, (1986)762-765. 3. CHARLTON, J.S, , Radioisotope Techniquesfor Problem Solving in Industrial Process Plants, Leor.ardHill, London,(1986).
Risalah Pertemuan
4. IAEA, Guidebook on Radioisotope Tracers in Industry, Technical Report Series,316, IAEA, Vienna(1990). 5. lDLLS, A.E, Practical Guidebook/orRadioisotopeBased Technology in Industry, (1999) 62-65, IAEA/RCA/RAS/8/078. 6. PANT, R.I, Residence Time Distribution-Case Studies,LectureNote, RTC on Radiotracersand Sealed Sources Application in Petroleum Industry,Mumbai (1999).
Ilmiah Penelitian dan Pengembangan
Apfl:kasi Isotop dan Radiasi, 2fXJ1
7. THOMAS, G.B Jr, and Finney, R.L, , Calculusand Analytic Geometry,6thedition, Addison Wesley, Massachusetts (1984)308-309. 8. JOYAN THERESKA (1999),Komunikasipribadi. 9. SHARMA, B. V, MathematicalAnalysis of Tracer Data, LarsenandToubroLimited.
Tabel Datapercobaandan basilperhitWlgandenganmodelbejanaberderet Waktu 0
cps 0 18
2
55
3
103 148 184 210 208 190 167
4 5 6
7 8
W
9
m
22
123 99 77 61 48 37 28 23 18 14 12 10
23
9
24 25 26
6
II
U 13 14 15 16 17 18 19 20 21
3 0
area 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7
i998:7~ ~ 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7
1998.7
~
1998.7
1998.7 1998.7
~
i998:7 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7 1998.7
E(t) 0.00 0.01 0.03 0.05 0.07 0.09 0.11 0.10 0.10 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00
t=MRT 8.644
e = tit
E(e)
0.00 0.12
0.00
0.23
0.24
0.35 0.46
0.64
0.08 0.45
0.58
0.80
0.69 0.81
0.91
0.93
0.82
1.04 1.16 1.27 1.39 1.50 1.62 1.74 1.85 1.97 2.08 2.20 2.31 2.43 2.55 2.66 2.78
2.89 3.01
0.90 0.72 0.64
W
0.53
0.33
Ec(8) 0.00 0.08 0.24 0.45 0.64 0.80 0.91 0.90 0.82 0.72 0.64 0.53 0.43
..QJ:l
Ec(8, n) 0.00 0.04 0.21 0.45 0.66 0.82 0.89 0.89 0.83 0.75
0.65 0.54 0.44 0.35 0.28 0.22 0.16 0.12 0.09 0.07 0.05 0.04 0.03
0.04
0.26 0.21 0.16 0.12 0.10 0.08 0.06 0.05 0.04
0.04
0.04
0.02
0.03
0.03 0.01 0.00
0.01 0.01 0.01
0.26 0.21
0.16 0.12 0.10 0.08 0.06 0.05
0.01 0.00
RMS
0.016
113
Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan };Jlikasi Isolop dan Radias~200 I
Lampiran 1.
Gambar 4.a. Skema konstruksi tabling rig simulasi
If(b)
29Ornm--11 (c)
Gambar4.b. Skema(b) Pengadukplat, (c) Pembataskonsentrik
114
RisalahPertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Aplikasi Isolop dan Radias~2001
DISKUSI ALl ARMAN
SUGIHARTO
Fitting curve yang digunakan mengglmakan persamaanmatematikaapa ?
1. Saranuntuk PT. Petro kimia. Gresik praktis tidak acta.penelitian memberikaninforrnasi kepada PT. Petro Kimia. Gresik bahwa jalur pipa sepanjang desa Moro Kelang ke desa Deket tidak dijurnpai kebocoran. Saran-sarantelah diberikan kepada pihak PT. Petro Kimia Gresik oleh Lembaga Uji kontruksi (LUK) -LIPI. Dalam inspeksinyaLUK telah melaporkanadanyakorosi pit (sejenis korosi sumur) yang terjadi pada illuding dalam pipa penyalurtersebut. Korosi pit ini sangatberbahayakarena berpotensi keboc()rmlpactapipa. 2. Basil penelitian denganteknik tracer menunjukkan bahwapola aliran air didalam pipa penyalurbersifat laminar dengan sedikit dispersi. Dengan dernikian aliran air didalam pipa penyalur rnasih mengikuti aliran flug. Hasil ini menunjukan bahwa tidak terdapat halangan aliran air didalam pipa. Terjadinya dispersi yang kecil kemungkinanbesar disebabkanoleh friksi antarmolekul air dan dinding dalampipa penyaluryangmengalamikorosi pit 3. Kecepatan aliran telah dihitung dengan menggunakan metode peak to peak yang memberikanbasil kecepatanair adalah6,26 km/jam. Angka ini adalah data yang kami berikan kepada pihat PT. Petro Kimia. Gresik dengan tara mempercepat/memperlambat putaran kipas pompa pendorongyang terpasangdi surnber pasokanair Bengawan Solo di desa Babat. Debit aliran air dipertahankankonstan saat penelitian berlangsung karenajalur dilengkapi dengan fasilitas venting, yaitu suatu peralatan yang dapat mengeluarkan udara dari dalmn pipa manakala pipa tersebut kemasukanudara.
SUGIHARTO Kami mengkonstruksi suatu model menggunakanmodel persamaanbejana berderetyang merupakanpersamaanmatematikadifferensialintegral. Selanjutnyakurva model ini kami plotkan padakurva percobaan.Nilai kedekatan(fitting) antarakurira model dengankurva percobaandinyatakandenganpersamaan akar kuadrnt rata-rata (root mean square) yang dinyatakandalampersamaan RMS = -..J(lINT) ~ {Ec(8 ) -E (8,n)}2
Dengan NT Ec(8) Ec(8,n)}2
adalahjumlah data adalah fungsi RTD percobaan temonnalisasi adalah kwva RTD model temormalisasi
ABDUL JAM! 1. Dari basil penelitian ini, saranapa yangharusanda inputkanke pihakPT. PetroKimia Gresik? 2. Bagaimanadampakdari basilpenelitianini terhadap pipa didistribusi tersebut yang dikaitkan dengan modeVpola alirnn distribusi tersebut? 3 .Bagaimana dengankecepatanalirannya?
115
