CONTOH-CONTOH SIMULASI DALAM TEKNIK KIMIA Contoh 1 Suatu campuran uap terdiri atas benzene (A), toluene (B), dan ortho-xylene (C) didinginkan pada tekanan tetap Pt = 76 cmHg. Pada suhu berapa pengembunan terjadi? Komposisi uap dalam fraksi mol : = 0,4 = 0,3 = 0,3 Harga tekanan uap murni masing-masing komponen, (cmHg) dan T(K) Penyelesaian Campuran diasumsi ideal, sehingga memenuhi hukum Raoult dan Dalton Saat pengembunan Karena persamaan tergantung pada T, maka Digunakan metode Newton-Rhapson untuk mencari T, sehingga f(T) = 0 Sehingga Dengan iterasi dan diambil error ≤ 0,01% diperoleh Tdew = 390,2252 K T f (T) f '(T) εA 300,0000 36,6971 -1,9933 318,4101 14,0970 -0,7053 5,7819 338,3966 5,2845 -0,2586 5,9062 358,8298 1,8494 -0,1037 5,6944 376,6562 0,5375 -0,0506 4,7328 387,2829 0,0948 -0,0340 2,7439 390,0737 0,0046 -0,0307 0,7155 390,2248 0,0000 -0,0305 0,0387 390,2252 0,0000 -0,0305 0,0001 Contoh 2 Suatu reaksi eksotermis fasa uap berlangsung dalam reaktor adiabatis. Umpan berjumlah F0 = gmol/jam, temperatur TF, mempunyai komposisi 25% A dan 75% B. Tekanan sepanjang reaktor diasumsi teteap P atm. Tentukan konversi A pada kesetimbangan (xeq). Reaksi yang terjadi A = 8 x 10-6 atm B = 4500 K cal/gmol CpA = 7 cal/mol.K CpB = 8 cal/mol.K CpC = 12 cal/mol.K TF = 400 K = 298 K Penyelesaian Pada saat setimbang Maka Dari neraca panas Contoh 3 Reaktor plug-flow beroperasi adiabatis digunakan untuk reaksi fasa cair. Reaksi adalah reaksi orde dua eksotermis. Perubahan entalpi, tetap. Hubungan konstanta laju reaksi (k) terhadap temperatur (T) mengikuti hubungan Arrhenius Tentukan berapa temperatur umpan reaktor T0 sehingga konversi keluaran reaktor adalah xout = 0,8 Diketahui : Volumetrik flow umpan F0 = 200 l/menit: CA0 = 5 gmol/l; = 1,1 kg/l; Cp = 0,8 kkal/(kg.K); A = 3,12 x 108 l/(gmol.men); E = 18600 kal/gmol; = -15 kkal/(gmol); R = 1,987 kal/(gmol.K); volume reaktor, V = 8000 l. Penyelesaian Dengan mengabaikan pengaruh difusi maka Molar flow A masuk pada z = Molar flow A keluar pada z + dz = Laju konsumsi A dalam reaktor = Laju perubahan A terhadap waktu di dalam reaktor = Kombinasi neraca mol A menghasilkan Untuk kondisi steady-state Integrasikan diperoleh Dengan menurunkan neraca panas diperoleh Dengan Simpson’s rule diperoleh Dengan memasukkan hubungan Arrhenius diperoleh Karena volume reaktor 8000 l, dan substitusi neraca panas Lakukan iterasi dengan memasukkan harga T0 awal = 300 K, dengan sasaran f(To) = 0, dan error ≤ 0,01% Contoh 4 Cairan dengan densitas dan viskositas dialirkan dari tangki melalui pipa berdiameter D. Tinggi permukaan cairan z. Ingin dicari kecepatan aliran v dan debit Q. Hubungan antara f dan Re mengikuti persamaan Diketahui = 1 gr/cm3 = 0,01 g/cm.s g = 981 cm/s2 z = 600 cm D = 3 cm L = 40000 cm Penyelesaian Dengan menggunakan persamaan Bernoulli Dimana Gunakan metode Newton-Rhapson dengan v awal = 200 cm/s dan dan error ≤ 0,01% z D L v
Please download to view
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
...

Contoh-contoh simulasi

by ridho-hasyanah

on

Report

Category:

Documents

Download: 2

Comment: 0

13

views

Comments

Description

simulasi
Download Contoh-contoh simulasi

Transcript

CONTOH-CONTOH SIMULASI DALAM TEKNIK KIMIA Contoh 1 Suatu campuran uap terdiri atas benzene (A), toluene (B), dan ortho-xylene (C) didinginkan pada tekanan tetap Pt = 76 cmHg. Pada suhu berapa pengembunan terjadi? Komposisi uap dalam fraksi mol : = 0,4 = 0,3 = 0,3 Harga tekanan uap murni masing-masing komponen, (cmHg) dan T(K) Penyelesaian Campuran diasumsi ideal, sehingga memenuhi hukum Raoult dan Dalton Saat pengembunan Karena persamaan tergantung pada T, maka Digunakan metode Newton-Rhapson untuk mencari T, sehingga f(T) = 0 Sehingga Dengan iterasi dan diambil error ≤ 0,01% diperoleh Tdew = 390,2252 K T f (T) f '(T) εA 300,0000 36,6971 -1,9933 318,4101 14,0970 -0,7053 5,7819 338,3966 5,2845 -0,2586 5,9062 358,8298 1,8494 -0,1037 5,6944 376,6562 0,5375 -0,0506 4,7328 387,2829 0,0948 -0,0340 2,7439 390,0737 0,0046 -0,0307 0,7155 390,2248 0,0000 -0,0305 0,0387 390,2252 0,0000 -0,0305 0,0001 Contoh 2 Suatu reaksi eksotermis fasa uap berlangsung dalam reaktor adiabatis. Umpan berjumlah F0 = gmol/jam, temperatur TF, mempunyai komposisi 25% A dan 75% B. Tekanan sepanjang reaktor diasumsi teteap P atm. Tentukan konversi A pada kesetimbangan (xeq). Reaksi yang terjadi A = 8 x 10-6 atm B = 4500 K cal/gmol CpA = 7 cal/mol.K CpB = 8 cal/mol.K CpC = 12 cal/mol.K TF = 400 K = 298 K Penyelesaian Pada saat setimbang Maka Dari neraca panas Contoh 3 Reaktor plug-flow beroperasi adiabatis digunakan untuk reaksi fasa cair. Reaksi adalah reaksi orde dua eksotermis. Perubahan entalpi, tetap. Hubungan konstanta laju reaksi (k) terhadap temperatur (T) mengikuti hubungan Arrhenius Tentukan berapa temperatur umpan reaktor T0 sehingga konversi keluaran reaktor adalah xout = 0,8 Diketahui : Volumetrik flow umpan F0 = 200 l/menit: CA0 = 5 gmol/l; = 1,1 kg/l; Cp = 0,8 kkal/(kg.K); A = 3,12 x 108 l/(gmol.men); E = 18600 kal/gmol; = -15 kkal/(gmol); R = 1,987 kal/(gmol.K); volume reaktor, V = 8000 l. Penyelesaian Dengan mengabaikan pengaruh difusi maka Molar flow A masuk pada z = Molar flow A keluar pada z + dz = Laju konsumsi A dalam reaktor = Laju perubahan A terhadap waktu di dalam reaktor = Kombinasi neraca mol A menghasilkan Untuk kondisi steady-state Integrasikan diperoleh Dengan menurunkan neraca panas diperoleh Dengan Simpson’s rule diperoleh Dengan memasukkan hubungan Arrhenius diperoleh Karena volume reaktor 8000 l, dan substitusi neraca panas Lakukan iterasi dengan memasukkan harga T0 awal = 300 K, dengan sasaran f(To) = 0, dan error ≤ 0,01% Contoh 4 Cairan dengan densitas dan viskositas dialirkan dari tangki melalui pipa berdiameter D. Tinggi permukaan cairan z. Ingin dicari kecepatan aliran v dan debit Q. Hubungan antara f dan Re mengikuti persamaan Diketahui = 1 gr/cm3 = 0,01 g/cm.s g = 981 cm/s2 z = 600 cm D = 3 cm L = 40000 cm Penyelesaian Dengan menggunakan persamaan Bernoulli Dimana Gunakan metode Newton-Rhapson dengan v awal = 200 cm/s dan dan error ≤ 0,01% z D L v
Fly UP