Laporan Akhir Fluidisasi Kelompok 5 Rabu

Kelompok 5R

Kelompok 5RKonduksi

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUMUNIT DAN OPERASI PROSES IFLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS DALAM UNGGUN TERFLUIDISASI

Disusun Oleh:Kelompok 5 RabuAtan Tuahta 1206226341Muhammad Fatah Karyadi 1206263370Paramita Dona Fitria 1206263383Syafarudin 1306482035DEPARTEMEN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIADEPOK 2014Asisten Laboratorium : Kak Dennis

DAFTAR ISIDAFTAR ISI2BAB I PENDAHULUAN41.1 Tujuan Percobaan4BAB II TINJAUAN PUSTAKA52.1 Fenomena Fluidisasi52.2 Jenis Fluidisasi102.2.1 Fluidisasi Partikulat102.2.2 Fluidisasi Agregat atau Fluidisasi Gelembung112.2.3 Fluidisasi Kontinu112.3 Penurunan Tekanan122.4 Sifat dan Karakterisasi Partikel Unggun132.5 Perilaku Gelembung pada Ketinggian Unggun172.6 Campuran Gas dan Padatan dalam Unggun yang Terfluidisasi192.7 Sifat-sifat Perpindahan Massa dalam Unggun yang Terfluidisasi192.8 Sifat-sifat Perpindahan Panas Unggun Terfluidisasi19BAB III PERCOBAAN223.1 Prosedur Percobaan223.2 Hasil Pengamatan233.2.1 Percobaan 1233.2.2 Percobaan 224BAB IV PENGOLAHAN DATA264.1 Percobaan 1264.2 Percobaan 228BAB V ANALISIS385.1 Analisis Percobaan385.1.1 Percobaan 1395.1.2 Percobaan 2445.2 Analisis Hasil dan Grafik455.2.1 Percobaan 1455.2.2 Percobaan 2465.3 Analisis Kesalahan54BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN44DAFTAR PUSTAKA46

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

Menentukan hubungan antara Laju alir (Q) dengan Ketinggian Bed Menentukan H bed minimum Menentukan hubungan antara Laju Alir dengan Perubahan tekanan Mengetahui dan Menjelaskan Pengaruh Fluidisasi terhadap Transfer Panas Mengetahui Posisi Heater guna memeroleh Proses Transfer Panas yang Optimal

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Fenomena FluidisasiFluidisasi dapat terjadi ketika suatu aliran udara melewati suatu partikel unggun. Aliran udara tersebut akan memberikan gaya seret (drag force) pada partikel serta pressure drop sepanjang unggun. Pressure drop yang diberikan akan meningkat jika kecepatan superfisial[footnoteRef:1] dinaikkan. [1: Kecepatan Superfisial adalah kecepatan udara pada saat tabung kosong.]

Bila suatu fluida cair atau gas dialirkan melalui unggun (tumpunkan partikel padat), penurunan tekanan (pressure drop) fluida akibat dari hambatan partikel padat mengikuti persamaan Ergun:

Porositas unggun: 0,55 0,75

Dimana:fs = sphericity, perbandingan luas permukaan bola terhadap luas partikel sesungguhnya pada volume yang samae = bed porosity, perbandingan volume rongga unggun terhadap volume unggunVo = superficial velocity; Vo = V x e; V = laju alir rata-rataL = tinggi unggunR = density fluidaDp = diameter partikel

Jika laju alir fluida terus ditingkatkan, partikel padat mulai tergerak dan terangkat sampai terjadi suspensi sempurna (fluidized bed).Beberapa faktor yang memengaruhi fluidisasi, antara lain laju alir fluida dan jenis fluida, ukuran dan bentuk partikel, jenis dan densitas partikel, porositas unggun, distribusi aliran, distribusi bentuk ukuran fluida, diameter kolom fluidisasi, dan tinggi unggun.Berikut fenomena fluidisasi pada partikel unggun berdasarkan kecepatan superfisial udara yang melewati partikel.

a. Fenomena fixed bed fluidizationFenomena ini terjadi jika laju alir fluida kurang dari laju minimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi sehingga partikel berada dalam keadaan diam.

b. Fenomena minimum fluidizationFenomena ini terjadi jika laju alir fluida mencapai laju alir minimum (Umf) yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Partikel-partikel padat mulai terekspansi pada keadaan ini. Jika kecepatan aliran fluida kurang dari kecepatan Umf maka unggun akan diam (packed bed). Namun, jika kecepatan aliran fluida dinaikkan melebihi Umf, unggun tidak hanya terangkat, tetapi dapat saling berbenturan satu sama lain dan akhirnya partikel akan mengalami perpindahan massa dan bertindak seperti fluida.

c. Fenomena smooth fluidizationFenomena ini terjadi jika distribusi aliran dan kecepatan fluida merata serta densitas dan distribusi partikel dalam unggun homogen. Akibatnya, ekspansi pada setiap partikel padatan seragam.

d. Fenomena bubbling fluidizationFenomena ini terjadi jika gelembung-gelembung yang terdapat di dalam unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel yang tidak homogen.e. Fenomena slugging fluidizationFenomena ini terjadi jika lebar gelembung yang terjadi dapat mencapai diameter kolom yang terbentuk pada partikel padat. Hal yang dapat diamati dari keadaan ini adalah adanya penorakan pada partikel padat sehingga partikel padat terlihat seperti terangkat.f. Fenomena channeling fluidizationFenomena ini terjadi jika terbentuk saluran seperti tabung vertikal (channel) di dalam partikel unggun tadi.g. Fenomena disperse fluidizationFenomena ini terjadi jika kecepatan alir fluida telah melebihi kecepatan maksimum aliran fluida. Hal ini ditandai dengan adanya sebagian partikel akan terbawa aliran fluida dan ekspansi mencapai nilai maksimum.Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:1. Laju alir fluida dan jenis fluida2. Ukuran partikel dan bentuk partikel3. Jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel4. Porositas unggun5. Distribusi aliran,6. Distribusi bentuk ukuran fluida7. Diameter kolom8. Tinggi unggun

Faktor-faktor di atas merupakan variabel-variabel dalam proses fluidisasi yang akan menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut. Selain itu, fenomena pada gambar II. 2 dapat dijelaskan melalui persamaan Bernoulli dengan aliran laminer sebagai berikut, yaitu:

(1)dan P/ +gz=-F

Pada gambar II.2 tersebut, terlihat bahwa perbedaan tekanan sepanjang unggun secara linear berbanding lurus dengan laju alir volumetrik selama fluidisasi belum tercapai. Jika padatan berupa partikel seperti pasir, ketahanan partikel tersebut terhadap aliran fluida akan menurun dengan meningkatnya porositas partikel tersebut. Pengukuran P pada sepanjang unggun dapat dinyatakan dengan persamaan sbb.

(2)Maka bila Vs meningkat, meningkat dan P dijaga agar konstan. Dalam hal ini x juga akan meningkat, akan tetapi pengaruh dari kenaikan x ini lebih kecil dibandingkan pengaruh yang ditimbulkan oleh perubahan . Adapun hubungan x, P dan kecepatan aliran fluida dapat dilihat pada gambar II.10. Untuk kecepatan yang kurang dari kecepatan fluidisasi minimum (Umf) maka unggun akan berprilaku sebagai packed bed. Namun, jika kecepatan aliran fluida dinaikkan melebihi Umf, maka tidak hanya unggun yang terangkat, tetapi partikel akan bergerak dan akan saling berbenturan satu sama lain dan akhirnya keseluruhan massa partikel akan menjadi fluida.

Gambar II.10. Transition from packed bed to fluidized bed2.2 Jenis-jenis Fluidisasi2.2.1. Fluidisasi PartikulatFluidisasi Partikulat merupakan suatu proses fluidisasi di mana partikel-partikel bergerak menjauh satu sama lain dan gerekannya bertambah hebat dengan bertambahnya kecepatan. Tetapi, densitas hamparan rata-rata pada suatu kecepatan tertentu adalah sama di segala arah hamparan. Ciri dari proses ini adalah adanya ekspansi hamparan yang cukup besar tetapi seragam pada kecepatan yang cukup tinggi. Seiring dengan bertambahnya kecepatan fluida dan penurunan tekanan, maka unggun akan terekspansi dan pergerakan partikel semakin cepat. Jalan bebas rata-rata suatu partikel di antara tumbukan-tumbukan dengan partikel lainnya akan bertambah besar dengan meningkatnya kecepatan fluida. Akibatnya porositas unggun akan meningkat.

2.2.2 Fluidisasi Agregat/ Fluidisasi GelembungHamparan zat padat yang terfluidisasi dalam udara biasanya menunjukkan peristiwa yang dikenal dengan fludisasi agregat atau gelembung. Fluidisasi ini terjadi jika kecepatan gas di atas kecepatan fluidisasi minimum. Pada kondisi ini unggunakan mengalami bubbling dan rongga-rongga seperti gelembunguap akan membangkitkan sirkulasi partikel unggun.Dalam fluidisasi gelembung pengembangan volume hamparan terutama disebabkan oleh volume yang dipakai oleh gelembung gas karena fasa rapat pada umumnya tidak berekspansi dengan peingkatan aliran. Akan tetapi jika kecepatan ditambah maka hamparan akan mengembang secara seragam sehingga akhirnya gelembung mulai terbentuk. Dan jika kecepatan ditingkatka lagi sampai melewati titik gelembung, hamparan itu akan berangsur-angsur mengempis kembali, tetapi akan mengembung lagi. Dalam fluidisasi agregat fluida akan membuat gelembung pada padatan unggun dalam tingkah laku yang khusus. Gelembung fluida akan meningkat melalui unggun dan pecah pada permukaan unggun dan akan terjadi splashing di mana partikel unggun akan bergerak atas. Seiring dengan meningkatnya kecepatan fluida, prilaku gelembung akan bertambah besar. Kriteria untuk fluidisasi partikulat dan agregat dapat ditentukan dengan bilngan Froude : v2/(gDp) yang dipakai untuk menentukan apakah suatu sistem akan terfluidisasi partikulat atau terfluidisasi agregat.

2.2.3. Fluidisasi KontinuBila kecepatan fluida melalui hamparan zat padat cukup besar, maka semua partikel dalam hamparan itu akan terbawa ikut oleh fluida hingga memberikan suatu fluidisasi kontinu. Prinsip fluidisasi ini terutama diterapkan dalam pengangkutan zat padat dari suatu titik ke titik lain dalam suatu pabrik pengolahan di samping ada beberapa reaktor gas zat padat lama yang bekerja dengan prinsip ini. Contohnya adalah dalam tranportasi lumpur dan tranportasi pneumatic.Dalam fluidisasi, karena sifat-sifat partikel padat yang menyerupai sifat fluida cair dengan viskositas tinggi, metoda pengontakan fluidisasi memiliki beberapa keuntungan dan kerugian. Keuntungan proses fluidisasi, antara lain:1. Sifat unggun yang menyerupai fluida memungkinkan adanya aliran zat padat secara kontinu dan memudahkan pengontrolan.1. Kecepatan pencampuran yang tinggi membuat reaktor selalu berada dalam kondisi isotermal sehingga memudahkan pengendaliannya.1. Sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi memungkinkan pemindahan jumlah panas yang besar dalam reaktor.1. Perpindahan panas dan kecepatan perpindahan mass antara partikel cukup tinggi.1. Perpindahan panas antara unggun terfluidakan dengan media pemindah panas yang baik memungkinkan pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas permukaan kecil.

Sebaliknya, kerugian proses fluidisasi antara lain:1. Selama operasi partikel-partikel padat mengalami pengikisan sehingga karakteristik fluidisasi dapat berubah dari waktu ke waktu.1. Butiran halus akan terbawa aliran sehingga mengakibatkan hilangnya sejumlah tertentu padatan.1. Adanya erosi terhadap bejana dan sistem pendingin.1. Terjadinya gelombang dan penorakan di dalam unggun sering kali tidak dapat dihindari sehingga kontak antara fluida dan partikel tidak seragam. Jika hal ini terjadi pada reaktor, konversi reaksi akan kecil.

2.3. Penurunan Tekanan (Pressure Drop)Salah satu aspek yang akan ditinjau dalam percobaan ini adalah mengetahui besarnya penurunan tekanan (pressure drop) di dalam unggun padatan yang terfluidakan. Hal tersebut mempunyai arti yang cukup penting karena selain erat sekali hubungannya dengan besarnya energi yang diperlukan, juga bisa memberikan indikasi tentang kelakuan unggun selama operasi berlangsung. Penentuan besarnya hilang tekan di dalam unggun terfluidakan terutama dihitung berdasarkan rumus-rumus yang diturunkan untuk unggun diam, terutama oleh Balke, Kozeny, Carman, ataupun peneliti-peneliti lainnya.Pressure drop dalam Unggun DiamKorelasi-korelasi matematik yang menggambarkan hubuangan antara hilang tekan dengan laju alir fluida di dalam suatu sistem unggun diam diperoleh pertama kali pada tahun 1922 oleh Blake melalui metoda-metoda yang bersifat semi empiris, yaitu dengan menggunakan bilangan-bilangan tidak berdimensi. Untuk aliran laminer dengan kehilangan energi terutama disebabkan oleh gaya viscous, Blake memberikan hubungan :

(3)dimana:P/L= hilang tekan per satuan panjang/ tinggi unggungc = faktor gravitasi = viskositas fluida= porositas unggun yang didefinisikan sebagai perbandingan volume ruang kosong didalam unggun dengan volume unggunu = kecepatan alir superfisial fluidaS = luas permukaan spesifik partikel

2.4. Sifat dan Karakteristik Partikel Ungguna. Ukuran partikelPadatan dalam unggun yang terfluidisasi tak pernah sama dalam ukuran dan mengacu pada distribusi ukuran partikel tersebut. Untuk menghitung ukuran partikel rata-rata dengan menggunakan diameter rata-rata permukaan (dsv).

(4)di mana:dp = diameter partikel rata-rata yang secara umum digunakan untuk desain dsv = diameter dari suatu bidangb. Densitas padatanPadatan dapat dibedakan menjadi 3 bagian berdasarkan densitasnya yaitu bulk, skeletel, dan particle. Densitas bulk merupakan pengukuran berat dari keseluruhan partikel dibagi dengan volume partikel. Pengukuran ini menyertakan faktor kekosongan dalam pori-pori partikel. Skeletel adalah densitas suatu padatan jika porositasnya nol. Adapun densitas partikel adalah berat dari suatu partikel dibagi dengan volumenya dengan menyertakan pori-pori. Jika tidak ada nilai untuk densitas partikel, maka pendekatan untuk densitas partikel dapat diperoleh dengan membagi dua densitas bulk.c. SphericitySphericity merupakan faktor bentuk yang dinyatakan sebagai rasio dari area permukaan volume partikel bulat yang sama dengan partikel itu dibagi dengan area permukaan partikel.

(5)Material yang melingkar seperti katalis dan pasir bulat memiliki nilai sphericity sebesar 0.9 atau lebih.d. Kecepatan terminalKecepatan terminal suatu partikel (Ut) merupakan kecepatan gas yang dibutuhkan untuk mengatur partikel tunggal yang tersuspensi dalam aliran gas. Kecepatan terminal suatu partikel dinyatakan dalam persamaan:

(6)Dalam aliran laminer dan mengikuti Hukum Stokes:

(7)

(8)

Jadi, kecepatan terminal untuk partikel tunggal berbentuk bulat adalah

(9)untuk Rep < 0.4

Dan untuk partikel besar dengan Cd = 0.43

(10)untuk Rep > 500

Persamaan ini mengindikasikan bahwa untuk partikel yang berukuran kecil viskositas merupakan faktor dominan setiap gas dan untuk partikel berukuran besar densitas merupakan faktor yang terpenting. Kedua persamaan di atas mengabaikan gaya antar partikel. Secara umum kecepatan selip (Uselip) atau kecepatan efektif terminal untuk partikel dalam suspensi (U*t) adalah:

(11)Uselip = U*t = Ut . f(e)Kekosongan f(e) dari unggun yang terfluidisasi adalah fraksi mol yang terjadi oleh gas. Fungsi t dapat dinyatakan dengan pendekatan Kozeny-Charman berikut.

(12)f(e) = 0.1 e2/(1-e)Pendekatan lain yang digunakan untuk sistem banyak fasa yaitu korelasi Richardson-Zaki untuk partikel tunggal dalam suspensi, yaitu:

(13)U/Ut =enn merupakan fungsi dari dp/D dan bilangan Re yang divariasikan.e. Kecepatan Fluidisasi Minimum (Umf)

(14)Kecepatan fluidisasi minimum adalah kecepatan superficial terendah yang dibutuhkan untuk terjadinya fluidisasi. Umf dapat dicari dengan menggunakan persamaan Umf = m[(1135.7+0.0408Ar)0.5-33.71]/(rgdp)

Di mana bilangan Archimides (Ar) adalah :(15)Ar = rgdp3(rp-rg)g/m2Untuk memprediksi Umf, Ergun menurunkan suatu korelasi dengan cara menyamakan pressure drop pada saat Umf dengan berat unggun persatuan luas dan diperoleh persamaan sebagai berikut.

(16)Suku pertama persamaan Ergun dominan untuk aliran laminer sedangkan suku kedua dominan pada aliran turbulen. Pengukuran Umf dapat diperoleh dari grafik P vs Umf, yaitu sesuai titik potong atau antara bagian kurva yang datar seperti yang digambarkan pada gambar II.10.f. Batas partikelPartikel diklasifikasikan berdasarkan bagaimana partikel tersebut terfluidisasi dalam udara pada kondisi tertentu. Partikel tersebut dapat diklasifikasikan menjadi:1. Partikel halus1. Partikel kasar1. Kohesif, partikel yang sangat halus1. Unggun yang bergerak

g. Gaya antar partikelGaya antar partikel sering kali diabaikan dalam fluidisasi meskipun dalam banyak kasus gaya ini lebih kuat dibandingkan hydrodinamic yang digunakan dalam banyak korelasi. Gaya antar partikel yang berhubungan atau berkaitan dengan unggun yang terfluidisasi, misalnya van der waals, elektrostatik, dan kapilaritas.h. Daerah batas fluidisasi (fluidization regimes)Pada kecepatan gas rendah, suatu padatan dalam tabung unggun akan berada pada kondisi konstan seiring dengan bertambahnya kecepatan gas, gaya seret, dan gaya buoyant mengalahkan berat partikel serta gaya antar partikel tersebut. Pada fluidisasi minimum partikel memperlihatkan pergerakan yang minimal dan secara langsung unggun akan sedikit terangkat.i. Penurunan tekananPenurunan tekanan yang terjadi pada campuran dua fasa dinyatakan dalam beragam bentuk, seperti static head, akselerasi dan kehilangan friksi untuk gas dan padatan. Untuk aplikasi fluidisasi unggun di luar kondisi ketika akselerasi penurunan tekanan dapat diterima, penurunan tekanan akan dihasilkan dari static head padatan. Untuk itu, berat suatu partikel unggun jika dibagi dengan tinggi padatan akan menghasilkan densitas sesungguhnya dari unggun yang terfluidisasi. Formulanya dirumuskan sebagai berikut :

(17)DP/L=rp(1-e) (g/gc)2.5. Perilaku Gelembung pada Ketinggian ungguna. Perilaku GelembungGelembung yang lebih besar cenderung naik lebih cepat dibanding gelembung yang kecil sehingga antar gelembung akan terjadi tumbukan dan bergabung (coalescence) dan gelembung semakin bertambah besar. Dinding tabung juga mempengaruhi gerekan gelembung sehingga gelembung cenderung bergerak ke arah dalam unggun.Gelembung terjadi dalam kebanyakan unggun yang terfluidisasi dan peranannya sangat penting karena akibat laju dari perubahan massa atau energi di antara gas dan padatan dalam unggun. Gelembung terbentuk dalam unggun yang terfluidisasi dari ketidakstabilan sistem 2 fasa. Pengontrolan ukuran gelembung dapat diperoleh dengan mengontrol distribusi ukuran partikel atau dengan meningkatkan kecepatan gas.Mengacu pada teori gelembung dua fasa dan fluidisasi, semua gas yang dibutuhkan untuk fluidisasi minimum melewati unggun dalam proses pembentukan gelembung. Gelembung meningkat melalui unggun dalam 2 kondisi yang berbeda. Gelembung yang meningkat secara padat dapat terjadi pada kecepatan gas kurang dari Umf dan hal ini memberikan kesempatan untuk gas melewati partikel unggun dan sirkuit pendek melalui gelembung menuju ke permukaan unggun.

(18)Kecepatan suatu gelembung yang bertambah besar melalui fluida unggun dinyatakan dalam rumus:Uhr = 0.71(gDb)0.5

Jika terjadi slugging, berlaku persamaan(19)Uhr = Uslug = 0.35(gD)0.5

Jadi kecepatan aktual peningkatan gelembung dalam unggun yang terfluidisasi dinyatakan dengan rumus:

(20)Ub = (U-Umf)+Ubrb. Ketinggian unggunTinggi unggun dapat diplot terhadap kecepatan superficial. Untuk kecepatan superficial tinggi permukaan berfluktuasi karena pecahnya gelembung di permukaan sehingga ketinggian unggun hanya dapat diukur dengan perkiraan.

2.6. Campuran Gas dan Padatan dalam Unggun yang Terfluidisasia. Pola aliran gasKeberadaan dan pergerakan dari gelembung gas unggun yang terfluidisasi menghasilkan pengaruh pada pola aliran gas. Penelitian telah dilakukan pada aliran gas ini. Namun hasilnya kurang memuaskan dan secara khusus tergantung dari alat yang digunakan.b. Pola aliran padatanPergerakan dari partikel padatan dalam gas unggun yang terfluidisasi tekah dipelajari dengan menggunakan bermacam-macam teknik. Jadi secara umum ditemukan bahwa bila suhu pencampuran tinggi, maka padatan unggun akan tercampur secara menyeluruh.

2.7. Sifat-sifat Perpindahan Massa Dalam Unggun yang TerfluidisasiPerpindahan massa dalam unggun yang terfluidisasi dapat terjadi dengan beragam cara. Perpindahan massa unggun ke permukaan sangat penting dalam aplikasi pelapisan. Perpindahan dari permukaan padatan ke fasa gas sangat penting dalam proses pengeringan, sublmasi dan desorbsi. Perpindahan massa dapat menjadi suatu pembatas dalam sistem reaksi kimia. Karena pertikel-partikel saling berdekatan dari gas yang mengelilingi partikle tersebut, maka koefisien perpindahan massa selalu lebih kecil dari suatu pertikel tunggal yang bergerak dalam udara bebas.

2.8. Sifat-sifat Perpindahan Panas Unggun TerfluidisasiUnggun yang terfluidisasi oleh gelembung-gelembung tercampur dengan santgat baik karena pertikel-partikel unggun tersirkulasi oleh gelmbung udara yang naik. Akibatnya suhu unggu sangat seragam, walaupun terdapat reaksi yang sangat eksoterm. Jika luas permukaan tranfer panas antara gas dan unggun cukup tinggi sehingga gas dan pertikel cepat mencapai suhu yang sama. Laju transfer panas yang tinggi muga dapat diperoleh antara permukaan panas yang tercelup di dalam unggun dengan unggunnya itu sendiri. Tiga mekanisme yang menyumbangkan transfer panas antara unggun terfluidisasi dan permukaan adalah :

1. Untuk partikel unggun dengan diameter < 500 dan densitas < 4000 kg/m3 (kecuali paertikel halus yang sangat kohesif), mekanisme utama adalah adanya sirkulasi antara bulk unggun dan partikel yang berdekatan denghan permukaan panas (Particle Convective Mechanism). Partikel mampu mentransfer banyak panas karena mempunyai kapasitas panas pada saat awal partikel berdekatan dengan permukaan panas, terdapat gradien suhu lokal yang besar yaitu adanya perbedaan suhu yang besar antara bulk unggun dengan permukaan sehingga laju perpindahan panas sangat besar. Tapi, semakin lama suhu unggun semakin mendekati suhu permukaan. Jadi untuk selang waktu tertentu laju transfer panas semakin tinggi jika pertikel bersinggungan dengan permuikaan panas dalam recident time yang singkat yang dapat diperoleh dengan mengatur kondisi operasi. Tetapi harus diingat bahwa recident time yang ekstrim kecil untuk memeroleh koefisien perpindahan panas yang paling tinggi dibatasi oleh konduktivitas panas gas dan jarak jalur transfer panas terpendek di mana panas mengalir secara konduksi antara partikel unggun dan permukaan panas.

1. Untuk unggun dalam ukuran atau densitas yang lebih besar, kecepatan interstisial adalah turbulen yang berarti bahwa transfer panas konveksi melalui gas menjadi penting. Jika transfer panas mode ini menjadi dominan maka transfer panas akan naik dengan naiknya diameter partikel (karena makin besar partikel maka makin besar turbulensi kecepatan interstisial).

1. Untuk suhu yang lebih tinggi akan terdapat perbedaan suhu yang sangat besar antara unggun dan permukaan panas sehingga transfer panas secara radiasi menjadi penting.

Perpindahan kalor ke permukaan dalam sistem padat-gas koefisien perpindahan panas ke permukaannya sangat tergantung pada kualitas fluidisasi yang terjadi (Coulson, 1968:215). Untuk menghitung koefisien perpindahan panas tersebut dapat digunakan persamaan Dow dan Jacob berikut.

(21)dimana: h= koefisien perpindahan panask = konduktivitas termal gasD = diameter partikelDt = diameter tubeL = panjang unggune= kekosongan unggunrs= densitas padatanr= densitas gasCs =kapasitas panas padatanCp =kapasitas panas gas pada tekanan konstanm= viskositas gasUc =kecepatan superficial dalam tube kosong

BAB IIIPERCOBAAN3.1 Prosedur Percobaan3.1.1 Prosedur Percobaan 1a. Penurunan Laju Alir

1. Mengatur laju alir udara dengan mengatur keran atau knop aliran udara sebesar Q = 1.7 L/s.2. Mencatat ketinggian unggun awal (ho).3. Mengurangi laju alir udara secara bertahap sehingga diperoleh variasi laju udara dari 1.6 L/s ; 1.4 L/s ; 1.2 L/s ; 1 L/s ; 0.8 L/s ; 0.6 L/s ; dan 0.4 L/s.4. Mencatat ketinggian fluida dalam unggun (h1) dalam tiga posisi setiap penurunan laju alir udara.5. Mencatat nilai tekanan 1 dan 2 (P1 dan P2) setiap penurunan laju alir udara.

b. Kenaikan Laju Alir

1. Mengatur laju alir udara dengan mengatur keran atau knop aliran udara sebesar Q = 0.4 L/s.2. Mencatat ketinggian unggun awal (ho).3. Menaikkan laju alir udara secara bertahap sehingga diperoleh variasi laju udara dari 0.4 L/s ; 0.6 L/s ; 0.8 L/s ; 1 L/s; 1.2 L/ s; 1.4 L/s; 1.6 L/s ; dan 1.7 L/s.4. Mencatat ketinggian fluida dalam unggun (h1) dalam tiga posisi setiap penurunan laju alir udara.5. Mencatat nilai tekanan 1 dan 2 (P1 dan P2) setiap penurunan laju alir udara.

3.1.2. Percobaan 21. Mengatur heater agar berada di dalam unggun Suhu heater diset pada nilai 80oC.2. Dengan cara yang sama termokopel diset dalam kondisi tercelup.3. Mengatur laju alir udara (Q = 1.7 L/s) dengan mengatur knop aliran udara.4. Mencatat datadata berikut dengan cara mengubahubah knop temperature indicator: temperatur bed (T2) dan temperatur udara (T3).5. Mencatat ketinggin bed (Hb) yang terfluidisasi.6. Mencatat ketinggian fluida pada kedua manometer.7. Mengulangi langkah 1-6 dengan mengubah setingan suhu heater menjadi 120oC.8. Mengulangi langkah 1-7 dengan variasi laju alir udara masing-masing 1.6 L/s; 1.4 L/s; 1.2 L/s; 1 L/s; 0.8 L/s; 0.6 L/s; dan 0,4 L/s.9. Mengulangi langkan 1-8 untuk kondisi termokopel tidak tercelup.

3.2. Hasil Pengamatan3.2.1. Percobaan 1Tabel 1. Data Q, Hbed, P (decreasing flowrate)Q (L/s)H Bed (cm)P1P2P

1.79.2561

1.68.44.85.91.1

1.48.14.35.81.5

1.27.83.75.72

17.53.65.62

0.86.72.95.62.7

0.65.82.85.42.6

0.45.72.752.3

Tabel 2. Data Q, Hbed, P (increasing flowrate)Q (L/s)H Bed (cm)P1P2P

0.45.72.752.3

0.65.82.75.32.6

0.86.22.85.62.8

17.42.95.72.8

1.28.53.65.72.1

1.49.84.25.81.6

1.610.44.85.91.1

1.710.9561

3.2.2. Percobaan 2

Tabel 3. Data Q, Hbed, T1, T2, T3, P dengan variasi posisi termokopel saat T = 80OC

T = 80OCQ (m3/s)Hb (m)T1 ( C )T2 ( C )T3 ( C )P1 (mmH2o)P2 (mmH2o)

TERMOKOPELTERCELUP0.0010.06747502635.8

0.0010.0714848262.95.8

0.0010.0724846252.95.8

0.00160.097347294.85.9

0.00160.0917250304.85.9

0.00160.0927052304.45.9

TERMOKOPELTERANGKAT0.0010.0743951323.35.8

0.0010.0743850313.25.7

0.0010.0783648303.35.8

0.00160.0956493056

0.00160.0915750314.66

0.00160.0936051314.45.9

Tabel 3. Data Q, Hbed, T1, T2, T3, P dengan variasi posisi termokopel saat T = 120oC

120oCQHbT1T2T3P1P2

(m3/s)(m)( C )( C )( C )mmH2ommH2o

Di dalam Bed0,0010,074311154302,85,8

0,0010,07439756292,85,8

0,0010,07479157282,85,8

0,00160,091011960274,76

0,00160,094311667304,86

0,00160,088711571314,66

Di luar Bed0,0010,07438968333,25,9

0,0010,07538664323,25,8

0,0010,07838463303,35,9

0,00160,09607665304,96

0,00160,09107569334,96

0,00160,09108071344,86

BAB IVPENGOLAHAN DATA4.1 PERCOBAAN 1Tabel 1. Data Q, Hbed, P (decreasing flowrate)Q (L/s)H Bed (cm)P1P2P

1.79.2561

1.68.44.85.91.1

1.48.14.35.81.5

1.27.83.75.72

17.53.65.62

0.86.72.95.62.7

0.65.82.85.42.6

0.45.72.752.3

Tabel 2. Data Q, Hbed, P (increasing flowrate)Q (L/s)H Bed (cm)P1P2P

0.45.72.752.3

0.65.82.75.32.6

0.86.22.85.62.8

17.42.95.72.8

1.28.53.65.72.1

1.49.84.25.81.6

1.610.44.85.91.1

1.710.9561

Pada percobaan 1, praktikan ingin mengetahui hubungan antara laju alir udara yang diberikan dengan ketinggian unggun dan pressure drop yang dihasilkan. Ketinggian unggun yang diperoleh merupakan ketinggian rata-rata unggun yang ditinjau melalui tiga sisi saat udara mengalir di dalam unggun. Sedangkan, pressure drop yang diperoleh merupakan ketinggian cairan pada manometer. Dari data yang diperoleh, praktikan dapat membuat dua grafik, yaitu dan grafik hubungan Q dengan Hbed dan grafik hubungan Q dengan P.

Grafik 1. Hubungan Q dengan Hbed

Grafik 2. Hubungan Q dengan P

4.2 PERCOBAAN 2Tabel 3. Data Q, Hbed, T1, T2, T3, P dengan variasi posisi termokopel saat T = 80OC

T = 80OCQ (m3/s)Hb (m)T1 ( C )T2 ( C )T3 ( C )P1 (mmH2o)P2 (mmH2o)

TERMOKOPELTERCELUP0.0010.06747502635.8

0.0010.0714848262.95.8

0.0010.0724846252.95.8

0.00160.097347294.85.9

0.00160.0917250304.85.9

0.00160.0927052304.45.9

TERMOKOPELTERANGKAT0.0010.0743951323.35.8

0.0010.0743850313.25.7

0.0010.0783648303.35.8

0.00160.0956493056

0.00160.0915750314.66

0.00160.0936051314.45.9

Tabel 3. Data Q, Hbed, T1, T2, T3, P dengan variasi posisi termokopel saat T = 120oC

120oCQHbT1T2T3P1P2

(m3/s)(m)( C )( C )( C )mmH2ommH2o

Di dalam Bed0,0010,074311154302,85,8

0,0010,07439756292,85,8

0,0010,07479157282,85,8

0,00160,091011960274,76

0,00160,094311667304,86

0,00160,088711571314,66

Di luar Bed0,0010,07438968333,25,9

0,0010,07538664323,25,8

0,0010,07838463303,35,9

0,00160,09607665304,96

0,00160,09107569334,96

0,00160,09108071344,86

Dari data di atas, dapat diperoleh grafik-grafik berikut ini:

Grafik 3. Hubungan antara suhu heater (T1) dengan percobaan pada saat T = 80oC






Pada percobaan kedua, digunakan heater sehingga peristiwa fluidisasi yang terjadi mempengaruhi perpindahan panas.

Gambar 4.1 Pressure drop versus kecepatan fluida untuk packed dan fluidized bedsGambar 4.1 di atas analog dengan grafik 4.2. Garis lurus OA merupakan region packed bed. Di sini, partikel tidak berpindah relatif satu sama lain dan pemisahan nya konstan. Kehilangan tekanan versus kecepatan fluida pada zona ini digambarkan dalam persamaan Ergun berikut.

(4.1)Daerah BC merupakan daerah unggun terfluidisasi. Pada titik A, peningkatan pressure drop lebih tinggi daripada nilai yang diprediksi. Kenaikan ini terjadi ketika kecepatan fluidisasi minimum dicapai; disini diperlukan gya tarik interpartikel yang lebih besar karena pada kondisi yang demikian partikel unggun saling berasosiasi. Persamaan yang berlaku untuk daerah ini adalah

(4.2)Untuk mengetahui besarnya kecepatan superficial di semua region, persamaan (4.1) dan 4.2 dikombinasikan sehingga diperoleh persamaan,(4.3)Dari persamaan tersebut diperoleh bilangan tak berdimensi, Ar (Archimedes number) yang didefinisikan dengan

(4.4)

(4.5)dengan nilai Reynolds number,

(4.6)Dengan menentukan Ar dari persamaan (4.5), kemudian mendapatkan nilai Re dari persamaan (4.4), dapat ditentukan nilai U (dalam perhitungan penulis mengganti lambang U dengan v).Untuk menggunakan persamaan (4.5) dan (4.4) diperlukan harga viskositas dan podositas. Karena yang sedang diujicoba adalah pengaruh fluidisasi terhadap perpindahan panas, maka nilai viskositas merupakan fungsi suhu; untuk menghitungnya digunakan persamaan Hagen-Poiseuille berikut.

(4.7)Perhitungan porositas menggunakan persamaan,

(4.8)Nilai pressure drop dapat dihitung terlebih dahulu dari persaman hidrosatis, P = .g.H. Berikut adalah tabulasi perhitungan untuk mendapatkan harga kecepatan superfisial.Untuk menyelediki pengaruh fluidisasi terhadap transfer panas, hendak dicari nilai koefisien perpindahan panas gas terhadap partikel (hc). Bed yang digunakan dalam percobaan berbentuk bola dan dari perhitungan menggunakan persamaan Ergun didapat bahwa aliran fluidanya laminar. Untuk memperoleh nilai hc, terlebih dahulu dihitung nilai bilangan Nusselt, karena bilangan Nusselt sebanding dengan hc,

(4.9)Untuk partikel berbentuk bola, digunakan persamaan empiris yang dikemukakan oleh Morelus dan Schweinzer,

(4.10)dimanaAr merupakan Archimedes number yang telah dinyatakan dalam persamaan (4.5) dan Pr merupakan bilangan Prandtl,

(4.11)Nilai Cp (kapasitas panas pada tekanan konstan) merupakan fungsi suhu berdasarkan persamaan,

(4.12)Nilai konstanta-konstanta a, b, dan c untuk udara diperoleh dari buku Basic Calculation of Chemical Engineering (Himmeblau), yaituaBcd

28.944.15E-033.19E-06-1.97E-09

Selain itu, nilai konduktivitas termal, k, juga merupakan fungsi suhu berdasarkan persamaan,

(4.13)Berikut disajikan nilai konduktivitas termal udara pada berbagai suhuTk (W/m K)

-1500.0116

-1000.016

-500.0204

00.0243

200.0257

400.0271

600.0285

800.0299

1000.0314

1200.0328

1400.0343

1600.0358

1800.0372

2000.0386

2500.0421

3000.0454

3500.0485

4000.0515

sumber: engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html

Dengan mengeplot k terhadap T, akan diperoleh grafik seperti di atas, sehingga untuk udara, hubungan konduktivitas termal dan temperatur dinyatakan dalam persamaan,

(4.14) Berikut adalah tabulasi perhitungannya:

T= 80OCQ (m3/s)T3 (K)Cp (J/mol.K)K (W/m.K)PrNuh(W/m2.K)

TERMOKOPELTERCELUP0.00129930.412705370.02513450.96080.0942830.273594

0.00129930.412705370.02513467.06650.0925430.268545

0.00129830.407178610.02506468.28610.0926230.268028

0.001630230.429302770.02534109.86930.1981730.579874

0.001630330.43484090.02541109.58660.1980050.580982

0.001630330.43484090.02541149.43620.1679490.492793

TERMOKOPTERANGKAT0.00130530.445925570.02555396.45740.0996180.293908

0.00130430.440381830.02548397.47410.0997020.293351

0.00130330.43484090.02541398.49660.0997870.292793

0.001630330.43484090.0254199.624140.208280.61113

0.001630430.440381830.02548139.11590.1740660.512148

0.001630430.440381830.02548149.05280.1678070.493732

Kondisi TermokopelT = 120oC

Q(m3/s)T3(K )Cp(J/mol.K)K(W/m.K)(Ns/m2)PrArNuhc(W/m2.K)

(termokopel)tercelup0,00130330,434840,025410,399244966478,19590,1805860,0905820,265785

0,00130230,42930,025340,399244966479,42960,1805860,090660,265279

0,00130130,423770,025270,399244966480,67020,1805860,0907370,264771

0,001630030,418240,02520,108128845130,51942,461960,1816670,52864

0,001630330,434840,025410,099811241119,5492,8893830,1890680,554759

0,001630430,440380,025480,116446448139,11592,1228120,1740660,512148

tidak tercelup0,00130630,451470,025620,359320469427,08190,2229460,095550,282678

0,00130530,445930,025550,346012304412,31560,2404260,0975660,287853

0,00130330,434840,025410,346012304414,43640,2404260,0977310,28676

0,001630330,434840,025410,091493638109,58663,4386050,1980050,580982

0,001630630,451470,025620,091493638108,74773,4386050,1975030,5843

0,001630730,457020,025690,099811241118,33222,8893830,1884310,558982

Grafik 9. Koefisien perpindahan panas saat T = 80oC

Grafik 10. Koefisien perpindahan panas saat T = 120oC

BAB VANALISIS5.1 Analisis Percobaan5.1.1 Percobaan 1Percobaan pertama ini dilakukan untuk mencapai tujuan dari praktikum fluidisasi dan transfer panas, yaitu untuk mengamati perilaku partikel unggun dengan udara mengalir ke atas, menyelidiki hubungan antara ketinggian unggun dengan penurunan tekanan (pressure drop) dan hubungan antara kecepatan superfisial dengan penurunan tekanan (pressure drop). Pada percobaan pertama ini yang diukur adalah pressure drop 1 dan 2 (P1 dan P2) dan ketinggian unggun dalam berbagai laju alir udara yang akan diubah-ubah. Pada percobaan ini, tidak digunakan heater dan thermocouple karena tujuan dari percobaan pertama ini hanya ingin megetahui perilaku partikel dengan udara mengalir ke atas. Ketinggian unggun yang diukur merupakan ketinggian unggun rata-rata yang diambil dari 3 titik yang berbeda, karena ketinggian partikel saat terfluidisasi pada setiap titik tidaklah sama sehingga diukur dari berbagai titik yang berbeda. Pertama, kita akan melakukan percobaan yang bertujuan untuk mengetahui perilaku partikel unggun dengan mengalirkan udara ke atas. Percobaan ini dilakukan dngan merubah besar laju aliran udara sehingga akan terlihat perubahan perilaku partikel unggun. Pertama, praktikan mengalirkan udara dengan kecepatan 1.7 L/s yang merupakan kecepatan maksimumnya. Kecepatan yang digunakan di awal praktikum merupakan kecepatan maksimum karena apabila unggun diberikan kecepatan maksimum, maka dapat dipastikan bahwa unggun telah terfluidisasi. Pada saat yang bersamaan, praktikan mengukur ketinggian dari unggun dan juga mencatat pressure drop P1 dan P2. Kemudian, praktikan mulai untuk menurunkan kecepatan udara secara bertahap menjadi 1.6 L/s ; 1.4 L/s ; 1.2 L/s ; 1 L/s ; 0.8 L/s ; 0.6 L/s ; dan 0.4 L/s. Penurunan kecepatan aliran udara dari kecepatan superfisial maksimum ini bertujuan untuk memisahkan partikel yang tadinya rapat dan memiliki gaya kohesi antar partikel yang besar karena laju alir yang besar dapat memberikan drag force yang besar sehingga gaya kohesi antar partikel dapat dihilangkan. Selain itu, kecepatan yang digunakan dimulai dari kecepatan maksimum karena ketika diberikan kecepatan maksimum, maka dapat dipastikan bahwa bed terfluidisasi. Dengan demikian, ketika sudah tidak terjadi fluidisasi lagi (kecepatan udara yang diberikan lebih kecil daripada kecepatan minimum fluidisasi, Umf), ketinggian bed saat itu merupakan ketinggian awal bed (ada udara yang terperangkap di antara bed).Pada saat kecepatan superfisial dinaikkan, gaya seret fluida menyebabkan partikel unggun mengembang dan mengakibatkan tahanan terhadap aliran udara menjadi lebih kecil, sampai pada akhirnya drag force cukup untuk mendukung gaya berat partikel unggun. Pada saat ini terjadi keseimbangan antara gaya dorong udara dengan berat efektif partikel partikel unggun. Pada keadaan ini partikelpartikel unggun tepat akan bergerak dan kecepatan aliran udaranya disebut kecepatan minimum fluidisasi (Umf). Jika kecepatan udara di atas kecepatan minimum fluidisasi (Umf), unggun akan mulai membentuk gelembung gas atau biasa disebut aggregative fluidization dan ronggarongga seperti gelembung uap akan membangkitkan sirkulasi unggun. Hal ini dapat terjadi akibat dari adanya pergerakan partikelpartikel unggun karena gaya dorong udara sekarang dapat melampaui besarnya berat dari partikel unggun. Maka, hasil dari percobaan ini dapat diketahui nilai pressure drop sebelum dan sesudah terjadinya fluidisasi dan kecepatan minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya fluidisasi.

5.1.2 Percobaan 2Sesuai dengan tujuan percobaan, pada percobaan 2 ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan superfisial dan posisi termokopel pada koefisien transfer panas. Oleh karena itu, pada percobaan ini, data yang diambil ialah ketinggian bed, suhu heater, suhu udara, suhu unggun, dan pressure drop pada thermocouple tercelup/tidak tercelup. Sama halnya dengan percobaan 1, pada percobaan 2 ini ketinggian bed yang diukur ialah ketinggian bed rata-rata pada bed chamber yang dikarenakan ketinggian bed pada tiap titik dalam bed chamber tidak selalu sama, khususnya ketika terjadi fluidiasi.Selain itu, pada percobaan ini, suhu heater yang diberikan juga divariasi, yaitu pada suhu 80oC, dan 120oC. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap koefisien transfer panas. Suhu pada heater dimulai dengan suhu terendah terlebih dahulu, yaitu 80oC. Hal ini dikarenakan jika menggunakan suhu yang lebih tinggi terlebih dahulu, maka ketika ingin menggunakan suhu yang terendah akan sulit dicapai. Maksud dari termokopel tercelup dan tidak tercelup adalah termokopel tercelup di dalam bed ataupun berada diatas bed saat terjadi fluidisasi. Hal ini bertujuan untuk mengetahui proses penyebaran transfer panas terjadi secara merata di dalam chamber atau tidak. Pengukuran pressure drop dan suhu dilakukan sebanyak 3 kali dalam rentang waktu 3 menit. Hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap suhu yang digunakan.

5.2 Analisis Hasil dan Grafik5.2.1 Percobaan 15.2.1.1 Hubungan Q dengan Hbed

Dari grafik diatas dapat diketahui hubungan antara nilai laju alir udara (Q) dengan ketinggian unggun (Hbed) yang berbanding lurus. Nilai Q nilainya sebanding dengan kecepatan superfisial (v). Hal ini dapat dilihat dari persamaan Q = Av, sehingga nilai Q dapat merepresentasikan nilai v. Grafik diatas menunjukkan dua data yang diperoleh, yaitu Q pada penurunan laju alir (warna biru muda) dan peningkatan laju alir (warna biru tua). Peristiwa fluidisasi ditandai dengan meningkatnya nilai ketinggian unggun. Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa fluidisasi mulai terjadi pada saat laju alir volumetrik udara nya bernilai 0.8 L/s. Dari grafik juga dapat dilihat bahwa nilai Q berbanding lurus dengan ketinggian bed. Semakin besar nilai Q maka nilai ketinggian unggun juga semakin meningkat yang disebabkan oleh gaya seret yang diakibatkan aliran udara sudah melebihi gaya berat dari partikel unggun itu sendiri.

Selain itu, kita juga dapat melihat perbedaan antara grafik yang menunjukkan penurunan laju alir udara dengan grafik kenaikkan laju alir udara, yaitu pada penurunan laju alir nilai H bed-nya lebih rendah jika dibandingkan dengan H bed pada kenaikkan laju alir udara. Hal ini dapat terjadi karena pada saat laju alir dinaikkan dari keadaan minimum sampai keadaan maksimum, masih terdapat sisa udara dalam ruang-ruang kosong unggun saat partikel unggun belum terfluidisasi, sehingga pada saat terjadi fluidisasi, ketinggian dari unggun lebih tinggi jika dibandingkan dengan saat laju alir udara diturunkan.

5.2.1.2 Hubungan Q dengan P

Dari grafik diatas dapat diketahui hubungan antara laju alir udara (Q) dengan pressure drop (P). Dari grafik terlihat bahwa sebelum terjadinya fluidisasi yaitu sebelum nilai Q 0.8 L/s, pressure drop yang dihasilkan akibat aliran udara semakin meningkat. Pressure drop semakin meningkat dengan meningkatnya laju alir untuk mengatasi gaya seret dan gesekan antara aliran udara dengan partikel unggun dan antar-partikel unggun itu sendiri. Hubungan antara Q dan pressure drop yang sebanding ini juga dapat dibuktikan dari persamaan Ergun dimana semakin besar Q, maka semakin besar pula nilai pressure drop nya. Secara teoritis, setelah terjadinya fluidisasi, nilai pressure drop cenderung konstan. Hal ini dikarenakan gaya seret yang terjadi telah melebih gaya berat dari unggun. Selain itu, setelah terjadinya fluidisasi partikel-partikel sudah tidak saling berkontakan satu sama lain sehingga gaya gesek yang dihasilkan antar partikel sudah tidak ada. Namun, hasil dari percobaan yang telah dilakukan oleh praktikan tidak sesuai dengan teori yang ada. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor yang akan dibahas lebih lanjut di dalam Analisis Kesalahan.5.2.2 Percobaan 2Setelah melakukan percobaan 2 maka didapat hasil berupa ketinggian unggun, suhu udara, suhu unggun, suhu termokopel dan tekanan. Setelah melalui pengolahan data didapatkan nilai koefisien transfer panas. Nilai koefisien ini tidak berbeda jauh antara yang termokopel tercelup dan termokopel terangkat. Sehingga dapat dikatakan bahwa ketinggian termokopel tidak berpengaruh terhadap transfer panas. Hal ini disebabkan oleh adanya gelembung gelembung udara saat terjadi fluidisasi yang menyebabkan panas tersebar ke semua area chamber.Namun, hal yang berbeda terlihat ketika diubah laju aliran masuk. Nilai k pada laju alir lebih besar terlihat lebih tinggi daripada laju alir yang kecil. Hal ini membuktikan bahwa kecepatan superfisial mempengaruhi transfer panas pada unggun. Ketika, kecepatan udara dinaikkan, turbulensi udara semakin meningkat pula. Akibatnya, fenomena bubbling yang terjadi semakin besar. Gelembung yang terjadi semakin besar dalam waktu yang singkat. Maka, transfer panas lebih mudah dilakukan karena pergerakan dari medium penghantar (udara) semakin besar.Perubahan waktu juga menyebabkan temperatur unggun akan mendekati temperatur permukaan sehingga laju transfer panas akan turun. Fenomena tersebut dapat dilihat pada grafik percobaan dengan suhu unggun, pada saat termokopel tercelup, yang artinya termokopel mengukur suhu bed, pada saat awal suhu yang terukur tinggi, yang kemudian berubah turun akibat adanya pengaruh suhu permukaan.

5.3 Analisis Kesalahan Alat penunjuk pada compressor tidak stabil (cenderung turun sedikit demi sedikit). Hal tersebut tentunya mempengaruhi besarnya kecepatan superfisial yang diberikan pada unggun sehingga hasil yang didapat dapat menjadi kurang tepat. Pembacaan tinggi unggun yang hanya memperkirakan tinggi bed (karena bubbling fluidisasi terjadi begitu cepat) menyebabkan perhitungan yang sesuai menjadi kurang akurat. Ketinggian unggun yang diperoleh datanya merupakan ketinggian unggun rata-rata pada tiga titik yang berbeda. karena ketinggian unggun di setiap titik berbeda-beda. Kedalaman dari termokopel maupun heater yang dicelupkan ke dalam ungguun tidak selalu sama untuk setiap percobaan sehingga mempengaruhi nilai temperatur yang diperoleh yang kemudian akan mempengaruhi perhitungan proses transfer panasnya.

BAB VIKESIMPULANKesimpulan dari percobaan fluidisasi antara lain :1. Pada laju alir/kecepatan superfisial yang rendah, unggun tidak bergerak sehingga ketinggian unggun tidak mengalami perubahan, hal ini menadakan bahwa unggun belum mengalami fluidisasi, tetapi ketika kecepatan superfisial dinaikan sedikit demi sedikit, maka pada kecepatan tertentu unggun akan mulai bergerak seperti fluida yang menandakan telah terjadinya fluidisasi.2. Peningkatan nilai Q tidak akan mengubah ketinggian bed sampai Q mencapai laju alir minimum (0,6 L/s). 3. Pada hubungan laju alir udara terhadap pressure drop berdasarkan teori, P akan meningkat jika laju alir udara akan meningkat sampai tepat terjadi fluidisasi. Setelah terjadi fluidisasi, nilai P cenderung konstan. Namun, yang terjadi pada perccobaan ini adalah nilai P mengalami penurunan apabila laju alir ditingkatkan. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor.4. Posisi termokopel tidak berpengaruh terhadap fluidisasi, sehingga tidak ada pengaruh transfer panas terhadap fluidisasi.5. Nilai v (kecepatan superfisial) sebanding dengan nilai koefisien transfer panas.

SARAN

Kesimpulan dari percobaan fluidisasi antara lain :1. Pada saat praktikum dijalankan, posisi manometer dari alat cenderung tidak stabil dan sering mengalami penurunan. Praktikan harus terus memantau posisi manometer agar laju alir dalam unggun sesuai dengan apa yang diinginkan2. Pada saat mengukur tinggi unggun, praktikan akan kesulitan untuk menentukan tinggi unggun karena harus mengukur ketinggian unggun pada saat terjadi bubbling. Lebih baik praktikan lebih jeli dalam menentukan tinggi unggun dan mengukur tinggi unggun di lebih dari 1 titik.3. Nilai T1, T2, dan T3 dalam percobaan 2 terkadang tidak stabil dan praktikan akan sulit menentukannya karena nilai tersebut selalu berubah ubah. Praktikan harus menunggu untuk menentukan nilai T1, T2, dan T3 dimana nilai sudah mulai stabil.

DAFTAR PUSTAKA

Kreith, Frank. 1997. Prinsip-prinsip Perpindahan Panas Edisi 3. Jakarta: Erlangga.J.P. Holman. 1997. Perpindahan Kalor, ed. 6, Jakarta: Penerbit Erlangga.

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA4 | UNIVERSITAS INDONESIA

Documents

Laporan Akhir Fluidisasi Kelompok 5 Rabu