BAB IIWETTED WALL COLUMN1. Tujuan Percobaan Menentukan koefisien perpindahan massa dan koefisien perpindahan panas pada fase gas Mempelajari pengaruh variabelvariabel operasi seperti laju alir air terhadap koefesien perpindahan massa dan panas di dalam wetted wall coloum1. Tinjauan PustakaWetted wall column (WWC) atau kolom dinding terbasahi merupakan suatu alat dimana di dalamnya terjadi perpindahan massa dari fase cair ke fase gas. Pada dasarnya susunan Wetted wall column tersebut terdiri dari tiga bagian utama yaitu kolom perpindahan masa sistem aliran dan pengukuran fase gas serta sistem aliran dan pengukuran fase cair. (Aguin,dwi,R, 2009) Pada kolom basah, kontak air dan udara terjadi di kolom dengan air dialirkan dari kolom bagian atas, sedangkan gas dari kolom isian bagian bawah, dimana terjadi kontak antara air dan udara di dalam kolom yang menimbulkan penurunan tekanan. Penurunan tekanan ini disebabkan adanya aliran udara yang masuk dari bawah ke atas. Selain gesekan antara air dan dinding kolom juga menyebabkan aliran sekitar dinding juga menyebabkan aliran sekitar dinding menjadi lambat sehingga tekanannya menurun.Berdasarkan teori, laju alir berbanding lurus dengan penurunan tekanan untuk setiap laju alir udara. Penurunan tekanan pada kolom basah lebih besar daripada penurunan tekanan pada kolom kering. Hal ini disebabkan oleh adanya zat cair di dalam menara sehingga mengurangi ruang yang tersedia untuk aliran gas. Dimana semakin besar laju alir air pada laju alir udara yang konstan, nilai hold up semakin kecil karena tahanan udara terhadap air semakin kecil, sehingga jumlah air yang terperangkap semakin kecil pula. (widyasayogo, andy, 2010)Wetted wall dapat digunakan untuk menentukan koefesien perpindahan masa gas atau cairan dan perhitungan desain menara penyerapan, menentukan kondisi kontak cairan ke fase gas, dan perilaku cairan dan gas pada kondisi yang berbeda. Data yang diperoleh akan digunakan oleh simulasi perangkat lunak untuk mengetahui kondisi operasi dari peralatan perpindahan masa seperti distilasi dan penyerapan. Contohnya proses penyerapan amonia di udara dengan air yang diperoleh dari laburaturium. Dalam skala pabrik, operasi harus menangani jumlah yang lebih besar sesuai dengan waktu dan tingkat produksi industri. Oleh karena itu, data kimia saja tidak dapat membantu perancangan peralatan. Perilaku fisik juga merupakan faktor penting mempengaruhi operasi yang diinginkan. Berdasarkan konsep ini kolom dalam bentuk silinder digunakan untuk mendukung pembentukan film cair daerah itu sendiri memberikan area cairan yang akan dikontakkan dengan udara atau uap yang dibiarkan mengalir dari dalam silinder. (hamdan,shd, 2014)Pada wetted wall column liquid murni yang mudah menguap di alirkan ke bawah di dalam permukaan pipa sementara itu gas ditiupkan dari atas atau dari bawah melalui pusat inti pengukuran kelajuan penguapan liquid ke dalam aliran gas di atas permukaan. Ketika kolom dinding terbasahi dan terisolasi dari lingkungannya sehingga sistem operasi merupakan sistem adiabatik dan cairan diresilkulasi dari bagian dasar kolom melalui reseroir ke puncak kolom, system opersai digambarkan sebagai humidifikasi adiabatik. Dalam keadaan ini, hubungan antara komposisi gas dan suhu gas dan cairan dapat dihitung dari termodinamika properti dan neraca masa energi. (gunawan,nora 2014)Kolom Berdinding basah (watted wall column ) adalah alat perpindahan massa yang sederhana untuk keperluan eksperimen. Alat ini terdiri dari sebuah pipa vertikal dengan cairan yang mengalir ke bawah dalam lapisan yang tipis pada sebelah dalam dinding pipa dan dengan gas yang mengalir ke atas di dalam pipa tersebut. Perpindahan massa terjadi dari lapisan cairan ke gas, atau sebaliknya, bergantung pada ciri-ciri sistem yang dipelajari. Persamaan di bawah ini dapat digunakan untuk meramalkan koefisien dalam kolom berdinding basah.

.........................................................(2.2.1)Korelasi yang lebuh memadai menunjukkan bahwa untuk perpindahan panas yang mengalir secara turbulen di dalam pipa

..........................................................(2.2.2)Untuk faktor j Colburn didefinisikan sebagai

......................................................................(2.2.3)dan

.......................................................................(2.2.4)dimana jH adalah faktor j untuk perpindahan panas dan jM ialah faktor j untuk perpindahan massa. Penggabungan persamaan (2.2.2) dan (2.2.3) menghasilkan

..........................................................................(2.2.5)dan penggabungan persamaan (2.2.1) dengan persamaan (2.2.4) menghasilkan

...................................................................(2.2.6)Perpindahan masa merupakan perpindahan suatu unsur dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Misalnya kita masukan gula ke dalam secangkir kopi, dimana gula akan larut dan kemudian berdifusi secara seragam ke dalam kopi tersebut. Perpindahan masa merupakan proses terpenting dalam industri, misalnya dalam penghilangan polutan dari suatu aliran keluaran pabrik dengan absorpsi, pemisahan gas dari air limbah, difusi neutron dalam reaktor nuklir. (rika,admayanti, 2014) Perpindahan masa yang paling baik terjadi apabila menggunakan wetted wall. Hal ini dikarenakan wetted wall memiliki kontak antara luas permukaan pipa dan aliran fluida. (hamdan,shd,2014)Koefisien perpindahan massa adalah besaran empiris yang diciptakan untuk memudahkan persoalan-persoalan perpindahan massa antar fase. (ahmad, abiyyu, 2014)Koefesien perpindahan masa dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya:1. Kondisi operasiKondisi operasi dapat berupa laju alir, temperatur dan tekanan.2. Kondidi alatKondisi alat meliputi diameter dan tinggi/panjang alat3. Sifat BahanSifat bahan dapat berupa densitas, viskositas, diffusivitas.Humidifikasi adalah proses perpindahan/penguapan air dari fase cair ke dalam campuran gas yang terdiri dari udara dan uap air karena adanya kontak antara cairan yang temperaturnya lebih tinggi dengan campurannya. Dalam proses humidifikasi, tergantung pada beberapa parameter, diantaranya:

1. Temperatur Dry BulbTemperature dry bulb adalah temperatur yang terbaca pada termometer terkena udara bebas namun terlindung dari radiasi dan kelembapan. Temperatur dry bulb sering disebut sebagai temperatur udara, sehingga tidak menunjukkan adanya jumlah uap air di udara.2. Temperatur wet BulbTemperatur wet bulb adalah temperatur kesetimbangan yang dicapai apabila sejumlah kecil cairan diuapkan ke dalam jumlah besar campuran uap fgas yang tidak jenuh.3. Dew pointDew point adalah temperatur udara saat saturasi atau temperatur dimana uap air mulai mengembun ketika campuran udara dan uap air didinginkan.4. EnthalpiEnthalpi adalah banyaknya kalor (energi) yang ada dalam udara satu satuan masa5. Relative HumidityRelative humidity adalah perbandingan antara fraksi mol uap dengan fraksi mol udara basah pada suhu dan tekanan yang sama6. Persen HumidityPersen Humidity adalah besarnya kandungan uap air dalam udara kering. (sulistyaningtyas,ika, 2014)Pada proses humidifikasi dan dehumidifikasi, terjadi perpindahan materi antara liquida murni dan gas yang tidak larut dalam liquida. Perpindahan H2O dari fasa cair ke udara atau air menguap ke udara disebut dengan proses humidifikasi. Sedangkan perpindahan uap H2O yang ada di udara ke dalam air atau uap air mengembun disebut sebagai proses dehumidifikasi.1. Devinisi Kelembaban (humidity)Devinisi Humidity (H) dari campuran udara-uap air dalam kg uap air yang terkandung dalam 1 kg udara kering. H merupakan fungsi tekanan parsial uap air dalam udara (PA) dan tekanan udara total P, dimana P diasumsi=101,325 kPa= 1 atm= 760 mmHg. Jika Bm air =18,02 udara=28,97 maka H dalam kg H2O/kg udara kering (SI) atau Ib H2O/Ib udara kering (british) adalah:

H = Dimana : PA = tekanan partial uapP = tekanan total2. Udara jenuhAdalah udara dengan uap air yang berkesetimbangan dengan air pada kondisi P dan T tertentu. Dalam campuran ini tekanan parsial dari uap air dalam campuran udara air adalah sama dengan tekanan uap air (PAS) murni pada suhu tertentu. Sehingga humidity jenuh (Hs) adalah:

HS =Dimana :PAS = tekanan uap airHS = kelembaban jenuh(Geankoplis, C. 1997) Humidity volume (VH) ialah volume total satu satuan massa gas bebas uap beserta segala uap yang dikandungnya, pada tekanan 1 atm dan suhu gas. Sesuai dengan hukum gas maka diperoleh persamaan :

VH = Dimana :VH = volume totalT = suhuH = humidity (Cabe, Mc. 1991) Persentage Humidity (Hp)Percentage humidity adalah rasio Actual Humidity (H)/Saturation Humidity (Hs) pada suhu dan tekanan yang sama dikali 100, sehingga:

HP = 100 Dimana: H = Actual Humidity Hs = Saturation Humidity3. Percentage Relative Humidity (HR)HR adalah rasio tekanan parsial uap air dalam udara (PA) dan tekanan uap murni (PAS) dikali 100, sehingga:

HR = 100 (Geankoplis, C. 1997) laju perpindahan panas dapat dinyatakan dengan menggunakan luas permukaan zat cair, penurunan suhu, dan koefisien perpindahan panas, yang dapat dinyatakan dengan persamaan:q = hy (T Ti)ADimana : q = laju perpindahan panas sensibel zat cair hy = koefeisen perpindahan panas antara gas dan permukaan zat cairTi = suhu pada antar muka A = luas permukaan zat cair Sedangkan Laju perpindahan massa dapat dinyatakan dengan koefisien perpindahan massa, luas, dan gaya dorong fraksi mol uap.

NA = (yi y) A Dimana : NA= laju perpindahan molal uap yi= fraksi mol uap pada antar muka ky= koefesien perpindahan massa, mol/satuan luas.satuan fraksi mol(1 y)L= faktor difusi satu arah(Cabe, Mc. 1991) Peralatan Humidifikasi diantaranya adalah:1. Cooling TowerPrinsip: Liquida panas dikontakkan dengan udara tidak jenuh sehingga terjadi perpindahan panas dan sebagian liquida akan menguap dan suhu liquida turun. Ada beberapa metode: Natural draft/atmosferik Force draft Counter Current Induced Draft2. HumidifierHumidifier adalah untuk menaikkan humidity gas/udara. Liquida di spraykan pada udara tidak jenuh dan hangat sehingga panas sensibel dan perpindahan masa terjadi secara adiabatis seperti pada saturator adiabatis.3. Dehumidifier adalah alat untuk menurunkan humidity udara. Udara dengan humidity tinggi dapat diturunkan humiditynya dengan cara dikontakkan dengan liquida dingin. Suhu udara diturunkan sampai bawah dew point sehingga uap air dalam udara akan mengembun yang mengakibatkan humidity udara turun. (Geankoplis, C. 1997) 2.2. Variabel Percobaan A. Tekanan sebagai variabel tetap Variabel tetapTekanan udara: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 kg/cm2Suhu heater: 50C Variabel berubahBukaan valve: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 putaranB. Bukaan valve sebagai variabel tetap Variabel tetapBukaan valve: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 putaranSuhu heater: 50C Variabel berubah Tekanan udara: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 kg/cm22.3. Alat dan BahanA. Alat-alat yang digunakan : Beakerglass Heater kompressor Stopwatch termometer Watted Wall coloum instrumenB. Bahan-bahan yang digunakan : Air Udara2.4. Prosedur Percobaan 1. Kalibrasi bukaan valve air Menyalakan pompa untuk mengisi tangki overflow kemudian mengatur bukaan valve sesuai run, yaitu: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 putaran Mengalirkan air dari tangki overflow kemudian setelah aliran yang keluar konstan, menampung air tersebut hingga volumenya 500 mL dalam beakerglass. Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk mengisi air hingga 500 mL. Melakukan 3 kali kalibrasi pada setiap bukaan valve2. Kalibrasi tekanan udara Menyalakan kompresor sampai mencapai tekanan yang ditentukan, yaitu: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 kg/cm2 Mematikan kompresor setelah tekanan yang ditentukan tercapai, kemudina membuka valve pada kompresor dan heater untuk mengalirkan udara kedalam kolom bersamaan dengan menyalakn stopwatch Pada saat udara mengalir, membaca beda ketinggian air raksa pada manometerpipa U Jika tekanan sudah kembali seperti semula, mematikan stopwatch, menutup valve pada kompresor dan heater Melakukan 3 kali kalibrasi pada setiap variabel tekanan3. Prosedur percobaan A. Tekanan sebaagai variabel tetap Memanaskan heater sampai suhu 50C Mengisi tangki overflow sampai overflow Menyalakan kompresor hingga mencapai tekana yang ditentukan 1 kg/cm2 dan mengatur bukaan valve sesuai dengan run yng ditentukan yairu: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 putaran Mengontakan udara dan air pada kolom dengan membuka valve untuk gas dan valve untuk air bersamaan dengan itu menyalakan stopwatch Melakukan pencatatan wet bulb temperature dan dry bulb temperature saat terjadi kontak antara udara dengan air untuk aliran masuk sebagai temperatur awal, kemudian membaca beda ketinggian air raksa pada manometerpipa U Jika 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 waktu yang diperlukan Melakukan percobaan untuk tekanan udara yaitu: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 kg/cm2 B. Bukaan valve sebagai variabel tetap Memanaskan heater sampai suhu 50C Mengisi tangki overflow sampai overflow Mengatur bukaan valve sesuai dengan run yang ditentukan yaitu 1 putaran dan menyalakan kompresor hingga mencapai tekanan yang ditentukan yaitu: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 kg/cm2 Mengontakkan udara dan air pada kolom dengan membuka valve untuk gas dan valve untuk air bersamaan dengan itu menyalakan stopwatch Melakukan pencatatan wet bulb temperature dan dry bulb temperature saat terjadi kontak antara udara dengan air untuk aliran masuk sebagai temperatur awal, kemudian membaca beda ketinggian air raksa pada manometerpipa U Jika 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 waktu yang diperlukan Melakukan percobaan untuk tekanan udara yaitu: 1; 1,5; 2; 2,5; 3 putaran.2.5. Data pengamatan Tabel 2.1. Kalibrasi bukaan valve untuk airBukaan valve(putaran)Volume air(mL)Waktu (detik)

t1t2t3trata-rata

15005,696,646,356,22

1,55005,255,305,275,27

25005,155,205,105,15

2,55004,124,565,004,56

35003,383,403,373,38

Tabel 2.2. Kalibrasi tekanan udaraTekanan udara(kg/cm2)Tinggi manometer (mm)Waktu (detik)

H1H2H3Hrata-ratat1t2t3trata-rata

11,51,31,11,323,0623,1623,1023,10

1,51,61,71,71,632,032,132,032,03

222,22,32,1638,7838,2638,2038,41

2,52,62,82,52,6343,4943,4543,2743,40

333,533,1654,6354,5254,4754,54

Tabel 2.3 Data pengamatan dengan Tekanan sebagai variabel tetap P(kg/ cm)Bukaan(putaran)Suhu awal (C)Suhu akhir (C)Hwaktu

Td1Td2Tw1Tw2Td1Td2Tw1Tw2(cm)(detik)

1130,523,5272337,5252824,50,532

1,530,523,5272338,5252924,50,530

23123,52723362528,524,50,420,44

2,531,523,52723382529,524,50,422

330,523,52723392529,524,50,525,94

1,5132,523,52723392529,524,50,527,25

1,53223,5272329,52528,524,50,731,37

23523,5282339252924,50,933,41

2,534,523,52923412530,524,5134,27

33323,5282343253124,51,339,21

213725272342,5253124,51,541,31

1,536292724432531,524,5141,31

23830282443,52531,524,5141,50

2,537,529272444253224,51,341,35

337302724462532,524,51,341,29

2,513625312447253424,52,553,81

1,53725302448253424,52,555,87

236253124,549253424,51,557,90

2,537253124,549253424,51,757,43

339253224,5482533,524,5257,06

3139253124,547,5253424,52,357,30

1,538253024,547,52534,524,51,956,25

238253124,546,52534,524,5157,90

2,538253124,546253424,5157,26

339253224,545253424,5257,06

Tabel 2.4 Data pengamatan Bukaan valve sebagai variabel tetapBukaan (putaran)

P(kg/ cm)Suhu awal (C)Suhu akhir (C)Hwaktu

Td1Td2Tw1Tw2Td1Td2Tw1Tw2(cm)(detik)

113825312643,52533,524,51,523,37

1,53725302644253424,51,723,80

23725312643,5253324,5238,38

2,53725312644253324,5245,45

33825312644,5253324,5261,03

1,513825312644253424,5124,25

1,53725312644,5253324,51,525,32

23825312646253324,51,539,45

2,53725312648253424,51,741,27

33825312649253424,5244,59

213725312648,5253424,50,522,97

1,53925312648,52534,524,5123,25

24025312649253524,52,242,30

2,54025312648,52534,524,52,344,51

342253126482534,524,52,457,25

2,513925312647,52534,524,50,423,40

1,53825322646253424,51,125,75

23925332646253424,51,942,80

2,53925322646253424,5247,95

34025322645,5253424,5249,21

3141253226452533,524,50,423,40

1,541253326442533,524,51,325,41

24225332644253424,51,942,63

2,542253326452533,524,5245,25

34325332645253424,52,855,56

2.6. Data Perhitungan

Tabel 2.5. Perhitungan Laju Alir Volumetrik Air Volume Air(mL)Waktu (detik)Laju alir air (mL/detik)

5006,2280,2997

5005,2794,8166

5005,1597,0873

5004,56109,6491

5003,38147,7833

Tabel 2.6. Perhitungan Laju Alir Volumetrik Udara

Tinggi ManometerWaktu (detik)VolumeLuasLaju Alir udara (mL/detik)

1,323,10,05622520141,7773

1,632,030,05202520131,1134

2,1638,410,05642520142,1381

2,6343,40,06062520152,8915

3,1654,540,05802520146,3146

28

29

17

Tabel 2.7. Hasil perhitungan fraksi mol untuk tekanan sebagai variabel tetapQ udara (mL/det)Q air (mL/det)Td1Td2H1H2P1P2YA1YA11YA2YA21

141,7773

80,299730,523,50,02850,01832,99523,760,04390,02820,04420,03185

94,816630,523,50,02850,01832,99523,760,04390,02820,04420,03185

97,08733123,50,0290,01834,1723,760,04460,02820,050,03185

109,649131,523,50,02950,01835,34523,760,04530,02820,050,03185

147,783330,523,50,0290,01834,1723,760,04460,02820,050,03185

131,1134

80,299732,523,50,0310,01838,8723,760,04750,02820,050,03185

94,81663223,50,03150,01836,56220,04830,02820,050,02949

97,08733523,50,0370,01843,623,760,05620,02820,060,03185

109,649134,523,50,03670,01842,39523,760,05580,02820,060,03185

147,78333323,50,0310,01838,8723,760,04750,02820,050,03185

142,1381

80,299737250,0390,01848,2723,760,05910,02820,060,03185

94,816636290,04050,02145,930,20,06120,03270,060,04048

97,087338300,04090,02150,631,820,06180,03270,070,04265

109,649137,5290,0410,02149,4430,20,06190,03270,070,04048

147,783337300,04130,02148,331,820,06230,03270,060,04265

152,8915

80,299736250,04130,02148,330,50,06230,03270,060,04088

94,816637250,04170,02148,330,750,06290,03270,060,04122

97,087336250,0420,02150,6230,750,06330,03270,070,04122

109,649137250,04230,02348,330,750,06370,03570,060,04122

147,783339250,04250,0235330,750,06400,03570,070,04122

146,314680,299739250,04270,0235330,750,06430,03570,070,04122

94,816638250,04290,02350,630,750,06460,03570,070,04122

97,087338250,0430,02350,630,750,06470,03570,070,04122

109,649138250,04370,02350,630,750,06570,03570,070,04122

147,783339250,04390,0235330,750,06600,03570,070,04122

Tabel 2.8. Hasil perhitungan fraksi mol untuk bukaan valve sebagai variabel tetapQ air (mL/det)Q udara (mL/det)Td1Td2H1H2P1P2YA1YA11YA2YA21

80,2997

141,777340250,050,349,623,760,07450,32560,06650,03185

131,113440250,050,02648,323,760,07450,04020,06470,03185

142,138139250,0450,02648,323,760,06750,04020,060,03185

152,891539250,0450,02648,223,760,06750,04020,060,03185

146,314640250,050,02650,623,760,07450,04020,070,03185

94,8166

141,777340250,050,02650,623,760,07450,04020,070,03185

131,113440250,050,02648,323,760,07450,04020,060,03185

142,138140250,050,02650,623,760,07450,04020,070,03185

152,891540250,050,02648,323,760,07450,04020,060,03185

146,314640250,050,02650,623,760,07450,04020,070,03185

97,0873

141,777340250,050,02648,323,760,07450,04020,060,03185

131,113440250,050,0265323,760,07450,04020,070,03185

142,138140250,050,02655,323,760,07450,04020,070,03185

152,891540250,050,02655,323,760,07450,04020,070,03185

146,314642250,060,02662,823,760,08810,04020,080,03185

109,6491

141,777342250,060,0265323,760,08810,04020,070,03185

131,113442250,060,02650,623,760,08810,04020,070,03185

142,138142250,060,0265323,760,08810,04020,070,03185

152,891542250,060,0265323,760,08810,04020,070,03185

146,314642250,060,02655,323,760,08810,04020,070,03185

147,7833141,777342250,060,0265923,760,08810,04020,080,03185

131,113443250,0630,0265923,760,09210,04020,080,03185

142,138142250,060,02662,823,760,08810,04020,080,03185

152,891542250,060,02662,823,760,08810,04020,080,03185

146,314643250,0630,02664,323,760,09210,04020,090,03185

Tabel 2.9. Hasil perhitungan laju alir uap air untuk tekanan sebagai variabel tetapQ udara (mL/detik)Td1udaraRBMudaraPvu'

(K)(g/cm3)(cm3.atm/mol.K)(atm)

141,7773

303,50,0011482,05728,970,9815,33979E-03

303,50,0011482,05728,970,9815,33979E-03

3040,0011482,05728,970,9815,32691E-03

304,50,0011482,05728,970,9815,31407E-03

303,50,0011482,05728,970,9815,33568E-03

131,1134

305,50,0011382,05728,970,9814,88702E-03

3050,0011482,05728,970,9814,89128E-03

3080,0011282,05728,970,9814,80318E-03

307,50,0011382,05728,970,9814,81318E-03

3060,0011382,05728,970,9814,87904E-03

142,1381

3100,0011282,05728,970,9815,15779E-03

3090,0011282,05728,970,9815,16275E-03

3110,0011182,05728,970,9815,12645E-03

310,50,0011282,05728,970,9815,13393E-03

3100,0011282,05728,970,9815,13989E-03

152,8915

3090,0011282,05728,970,9815,54662E-03

3100,0011282,05728,970,9815,52539E-03

3090,0011282,05728,970,9815,54076E-03

3100,0011282,05728,970,9815,52039E-03

3120,0011182,05728,970,9815,48335E-03

146,31463120,0011182,05728,970,9815,24591E-03

3110,0011182,05728,970,9815,26120E-03

3110,0011182,05728,970,9815,26041E-03

3110,0011182,05728,970,9815,25487E-03

3120,0011182,05728,970,9815,23645E-03

Tabel 2.10. Hasil perhitungan laju alir uap air untuk bukaan valve sebagai variabel tetapQ air (mL/detik)Td1udara RBMudaraPvu'

(K)(g/cm3)(cm3.atm/mol.K)(atm)

80,2997

3130,2621682,05728,970,9811,18745E+00

3130,2621682,05728,970,9811,18745E+00

3120,2630082,05728,970,9811,20020E+00

3120,2630082,05728,970,9811,20020E+00

3130,2621682,05728,970,9811,18745E+00

94,8166

3130,2621682,05728,970,9811,09814E+00

3130,2621682,05728,970,9811,09814E+00

3130,2621682,05728,970,9811,09814E+00

3130,2621682,05728,970,9811,09814E+00

3130,2621682,05728,970,9811,09814E+00

97,0873

3130,2621682,05728,970,9811,19047E+00

3130,2621682,05728,970,9811,19047E+00

3130,2621682,05728,970,9811,19047E+00

3130,2621682,05728,970,9811,19047E+00

3150,2605082,05728,970,9811,16555E+00

109,6491

3150,2605082,05728,970,9811,25373E+00

3150,2605082,05728,970,9811,25373E+00

3150,2605082,05728,970,9811,25373E+00

3150,2605082,05728,970,9811,25373E+00

3150,2605082,05728,970,9811,25373E+00

147,78333150,2605082,05728,970,9811,19980E+00

3160,2596782,05728,970,9811,19076E+00

3150,2605082,05728,970,9811,19980E+00

3150,2605082,05728,970,9811,19980E+00

3160,2596782,05728,970,9811,19076E+00

Tabel 2.11. Hasil perhitungan fluks massa untuk tekanan sebagai variabel tetapQ udara (mL/detik)vu'YA1YA2NA

141,7773

5,33979E-030,04390,0282-0,0001

5,33979E-030,04390,0282-0,0001

5,32691E-030,04460,0282-0,0001

5,31407E-030,04530,0282-0,0001

5,33568E-030,04460,0282-0,0001

131,1134

4,88702E-030,04750,0282-0,0001

4,89128E-030,04830,0282-0,0001

4,80318E-030,05620,0282-0,0001

4,81318E-030,05580,0282-0,0001

4,87904E-030,04750,0282-0,0001

142,1381

5,15779E-030,05910,0282-0,0002

5,16275E-030,06120,0327-0,0002

5,12645E-030,06180,0327-0,0002

5,13393E-030,06190,0327-0,0002

5,13989E-030,06230,0327-0,0002

152,8915

5,54662E-030,06230,0327-0,0002

5,52539E-030,06290,0327-0,0002

5,54076E-030,06330,0327-0,0002

5,52039E-030,06370,0357-0,0002

5,48335E-030,06400,0357-0,0002

146,31465,24591E-030,06430,0357-0,0002

5,26120E-030,06460,0357-0,0002

5,26041E-030,06470,0357-0,0002

5,25487E-030,06570,0357-0,0002

5,23645E-030,06600,0357-0,0002

Tabel 2.12. Hasil perhitungan fluks massa untuk bukaan valve sebagai variabel tetapQ air (mL/detik)vu'YA1YA2NA

80,2997

1,18745E+000,07450,32560,4778

1,18745E+000,07450,0402-0,0459

1,20020E+000,06750,0402-0,0367

1,20020E+000,06750,0402-0,0367

1,18745E+000,07450,0402-0,0459

94,8166

1,09814E+000,07450,0402-0,0424

1,09814E+000,07450,0402-0,0424

1,09814E+000,07450,0402-0,0424

1,09814E+000,07450,0402-0,0424

1,09814E+000,07450,0402-0,0424

97,0873

1,19047E+000,07450,0402-0,0460

1,19047E+000,07450,0402-0,0460

1,19047E+000,07450,0402-0,0460

1,19047E+000,07450,0402-0,0460

1,16555E+000,08810,0402-0,0638

109,6491

1,25373E+000,08810,0402-0,0686

1,25373E+000,08810,0402-0,0686

1,25373E+000,08810,0402-0,0686

1,25373E+000,08810,0402-0,0686

1,25373E+000,08810,0402-0,0686

147,78331,19980E+000,08810,0402-0,0657

1,19076E+000,09210,0402-0,0709

1,19980E+000,08810,0402-0,0657

1,19980E+000,08810,0402-0,0657

1,19076E+000,09210,0402-0,0709

Tabel 2.13. Hasil perhitungan koefisien perpindahan massa untuk tekanan sebagai variabel tetapQ udara (mL/detik)YA1YA11YA2YA21VuKYKG

141,7773

0,04390,04420,02820,03185,33979E-03-2,47429E-05-2,63842E-05

0,04390,04420,02820,03185,33979E-03-2,47429E-05-2,63842E-05

0,04460,04580,02820,03185,32691E-03-1,6801E-05-1,79372E-05

0,04530,04740,02820,03185,31407E-03-1,39687E-05-1,49314E-05

0,04460,04580,02820,03185,33568E-03-1,68287E-05-1,79667E-05

131,1134

0,04750,05210,02820,03184,88702E-03-9,84067E-06-1,05572E-05

0,04830,04900,02820,02954,89128E-03-4,13785E-05-4,43359E-05

0,05620,05840,02820,03184,80318E-03-2,0038E-05-2,16682E-05

0,05580,05680,02820,03184,81318E-03-2,72656E-05-2,94519E-05

0,04750,05210,02820,03184,87904E-03-9,82459E-06-1,05399E-05

142,1381

0,05910,06470,02820,03185,15779E-03-1,50346E-05-1,63368E-05

0,06120,06150,03270,04055,16275E-03-2,71523E-05-2,94876E-05

0,06180,06780,03270,04275,12645E-03-8,29568E-06-9,04227E-06

0,06190,06630,03270,04055,13393E-03-1,10839E-05-1,20723E-05

0,06230,06470,03270,04275,13989E-03-1,25072E-05-1,36144E-05

152,8915

0,06230,06470,03270,04095,54662E-03-1,51974E-05-1,65428E-05

0,06290,06470,03270,04125,52539E-03-1,67095E-05-1,81943E-05

0,06330,06790,03270,04125,54076E-03-1,17503E-05-1,28186E-05

0,06370,06470,03570,04125,52039E-03-2,56583E-05-2,79509E-05

0,06400,07100,03570,04125,48335E-03-1,09374E-05-1,19568E-05

146,31460,06430,07100,03570,04125,24591E-03-1,0798E-05-1,18061E-05

0,06460,06780,03570,04125,26120E-03-1,56141E-05-1,70451E-05

0,06470,06780,03570,04125,26041E-03-1,60097E-05-1,74782E-05

0,06570,06780,03570,04125,25487E-03-1,95557E-05-2,13607E-05

0,06600,07100,03570,04125,23645E-03-1,32248E-05-1,44726E-05

Tabel 2.14. Hasil perhitungan koefisien perpindahan massa untuk bukaan valve sebagai variabel tetapQ air (mL/detik)YA1YA11YA2YA21VuKYKG

80,2997

0,07450,06650,32560,03181,18745E+00-0,0024-3,135E-05

0,07450,06470,04020,03181,18745E+000,002022,6474E-05

0,06750,06470,04020,03181,20020E+000,002883,7573E-05

0,06750,06460,04020,03181,20020E+000,002823,685E-05

0,07450,06780,04020,03181,18745E+000,002443,2047E-05

94,8166

0,07450,06780,04020,03181,09814E+000,002262,9637E-05

0,07450,06470,04020,03181,09814E+000,001872,4482E-05

0,07450,06780,04020,03181,09814E+000,002262,9637E-05

0,07450,06470,04020,03181,09814E+000,001872,4482E-05

0,07450,06780,04020,03181,09814E+000,002262,9637E-05

97,0873

0,07450,06470,04020,03181,19047E+000,002032,6541E-05

0,07450,07100,04020,03181,19047E+000,003314,3456E-05

0,07450,07410,04020,03181,19047E+000,007269,554E-05

0,07450,07410,04020,03181,19047E+000,007269,554E-05

0,08810,08420,04020,03181,16555E+000,004355,8003E-05

109,6491

0,08810,07100,04020,03181,25373E+000,002242,9665E-05

0,08810,06780,04020,03181,25373E+000,002032,6848E-05

0,08810,07100,04020,03181,25373E+000,002242,9665E-05

0,08810,07100,04020,03181,25373E+000,002242,9665E-05

0,08810,07410,04020,03181,25373E+000,00253,3174E-05

147,78330,08810,07910,04020,03181,19980E+000,003024,0098E-05

0,09210,07910,04020,03181,19076E+000,002693,5813E-05

0,08810,08420,04020,03181,19980E+000,004485,9708E-05

0,08810,08420,04020,03181,19980E+000,004485,9708E-05

0,09210,08620,04020,03181,19076E+000,004015,3626E-05

Tabel 2.15. Hasil perhitungan koefisien perpindahan panas untuk tekanan sebagai variable tetapQ udara (mL/detik)TdTwHKGHG

141,7773

30,5270,028-2,63842E-05-0,4132412

30,5270,0285-2,63842E-05-0,4135465

31270,029-1,79372E-05-0,3327005

31,5270,0295-1,49314E-05-0,2537171

30,5270,0295-1,79667E-05-0,2820266

131,1134

32,5270,031-1,05572E-05-0,1660843

32270,097-4,43359E-05-3,2425232

35280,037-2,16682E-05-0,3307016

34,5290,0367-2,94519E-05-0,4332315

33280,031-1,05399E-05-0,139737

142,1381

37270,044-1,63368E-05-0,2282071

36270,0445-2,94876E-05-0,4114581

38280,047-9,04227E-06-0,1224933

37,5270,0447-1,20723E-05-0,1633628

37270,044-1,36144E-05-0,1688421

152,8915

36310,0445-1,65428E-05-0,2026483

37300,044-1,81943E-05-0,2185841

36310,0445-1,28186E-05-0,1465073

37310,044-2,79509E-05-0,3192269

39320,0485-1,19568E-05-0,1404676

146,314639310,0485-1,18061E-05-0,146687

38300,047-1,70451E-05-0,2170142

38310,047-1,74782E-05-0,2362016

38310,047-2,13607E-05-0,2886701

39320,048,5-1,44726E-05-0,2362016

Tabel 2.16. Hasil perhitungan koefisien perpindahan panas untuk bukaan valve sebagai variabel tetapQ udara (mL/detik)TdTwHKGHG

80,2997

40230,044-3,135E-05-0,4812

40300,0442,6474E-050,39303

39310,0443,7573E-050,53836

39310,0443,685E-050,51124

40310,0443,2047E-050,49187

94,8166

40310,0442,9637E-050,41117

40310,0442,4482E-050,31059

40310,0442,9637E-050,35605

40310,0442,4482E-050,27951

40310,0442,9637E-050,34695

97,0873

40310,0442,6541E-050,31886

40310,0444,3456E-050,52208

40310,0449,554E-051,1478

40310,0449,554E-051,17893

42310,0445,8003E-050,73585

109,6491

42310,0442,9665E-050,39901

42320,04452,6848E-050,3487

42330,0482,9665E-050,40062

42320,04452,9665E-050,3974

42320,04453,3174E-050,44441

147,783342320,04454,0098E-050,57374

43330,0483,5813E-050,55215

42330,0485,9708E-050,92011

42330,0485,9708E-050,83171

43330,0485,3626E-050,77148

2.7. Grafik

Grafik 2.1. Hubungan antara laju alir volumetrik (Q) dengan waktu (detik) pada kalibrasi bukaan valve pada air

Grafik 2.2. Hubungan antara laju alir volumetrik (Q) dengan tinggi manometer (H) pada kalibrasi tekanan udara

Grafik 2.3. Hubungan antara laju alir volumetrik (Q) dengan koefisien perpindahan massa (KG) untuk tekanan sebagai variabel tetapGrafik 2.4. Hubungan antara laju alir volumetrik (Q) dengan koefisien perpindahan massa (KG) untuk bukaan valve sebagai variabel tetap

Grafik 2.5. Hubungan antara laju alir volumetrik (Q) dengan koefisien perpindahan panas (HG) untuk tekanan sebagai variabel tetap

Grafik 2.6. Hubungan antara laju alir volumetrik (Q) dengan koefisien perpindahan panas (HG) untuk bukaan valve sebagai variabel tetap

2.8. Pembahasan1. Dari hasil praktikum diketahui bahwa hubungan antara waktu dengan laju alir pada kalibrasi bukaan valve sebagai variabel tetap adalah berbanding terbalik. Hal ini sesuai teori bahwa semakin besar laju alir maka waktu yang dibutuhkan semakin sedikit.2. Hubungan antara tinggi manometer dan laju alir pada tekanan udara sebagai variabel tetap adalah berbanding lurus yaitu semakin besar laju alir udara maka tinggi manometer juga semakin besar. 3. Hubungan antara laju alir dan koefisien perpindahan massa pada bukaan valve maupun tekanan udara sebagai variabel tetap adalah sama-sama berbanding lurus yaitu semakin besar laju alir maka nilai koefisien perpindahan massa juga semakin besar.4. Hubungan antara laju alir dan koefisien perpindahan panas yaitu berbanding lurus pada bukaan valve maupun tekanan udara sebagai variabel tetap dikarenakan arah alirannya yaitu counter current. Jadi panas yang dipindahkan banyak.2.9. Kesimpulan1. Diketahui bahwa hubungan antara waktu dan laju alir yaitu berbanding terbalik pada bukaan valve sebagai variabel tetap.2. Hubungan antara tinggi manometer dan laju alir yaitu berbanding lurus pada tekanan udara sebagai variabel tetap.3. Hubungan antara laju alir dan koefisien perpindahan massa yaitu berbanding lurus pada bukaan valve sebagai variabel tetap.4. Hubungan antara laju alir dan koefisien perpindahan massa yaitu berbanding lurus pada tekanan udara sebagai variabel tetap.5. Hubungan antara laju alir dan koefisien perpindahan panas yaitu berbanding lurus pada bukaan valve sebagai variabel tetap.6. Hubungan antara laju alir dan koefisien perpindahan panas yaitu berbanding lurus pada tekanan udara sebagai variabel tetap.