Mesin Humidifier, Dehumidifier Dan Kondensor

8/20/2019 Mesin Humidifier, Dehumidifier Dan Kondensor

1/19

MESIN HUMIDIFIER,

DEHUMIDIFIER, DAN

KONDENSOR

Oleh

Bambang Susilo


2/19

GAS IDEAL

Gas

Real / Nyata (ex.: Uap super panas)

Ideal

Gas Ideal adalah gas yang memenuhi persamaan :

p.v = RT p = tekanan (pa)

v = volume spesifik (m3

/kg)R = Konstanta gas (kJ/kg.oK)

T = Suhu Mutlak (oK)

Untuk m kg gas :

p.m.v = mRT atau p.V = mRT


3/19

m = n.M n = Jumlah molekul

M = Berat mol gas (kg/Mol)

pV = n M R T

Ro = Konstanta gas universal

= 8 314.3 N m/mol °K.

p.V = n Ro.T Persamaanumum gas ideal

MR = Ro

R=Ro / M


4/19

Oksigen :

M = 32 kg/mol

R = Ro/M = (8314 J/mol.oK)/(32 kg/mol)= 259.8 N m/kg °K.

Nitrogen :

M = 28 kg/mol

R = Ro/M = (8314 J/mol.oK)/(28 kg/mol)

= 296.93 N m/kg °K.

Karbon Dioksida (CO2) :

M = 44 kg/mol

R = Ro/M = (8314 J/mol.oK)/(44 kg/mol)

= 188,96 J/kg °K.


5/19

Contoh 3.7.

Sebuah wadah dengan volume 0.2 m3 berisi nitrogen pada

1.013 bar dan suhu 15 °C. Jika 0.2 kg nitrogen sekarangdipompa ke dalam wadah tersebut, hitung tekanan yang

terjadi bila wadah tersebut telah kembali ke suhu awalnya.

Berat molekul nitrogen adalah 28, dan nitrogen diasumsikan

sebagai gas sempurna.

p1 V1 = m1 R T1m1 = p1 V1/R T1

=1.013 x 105 x 0.2/(296.9 x 288) = 0.237 kg

m2 = 0.2 + 0.237 = 0.437 kg.

p2 V2 = m2 R T2 dimana v1 = v2 dan T1 = T2

p2 = m2 R T2 / V2= (0.437 x 296.9 x 288)/0.2 = 1,87 bar


6/19

TERMODINAMIKA CAMPURANTAK BEREAKSI


7/19

TTT

Gas A, massa m A Gas B, massa mB Campuran A+B massa m = m A

+ mB

Gambar 7.1. Konsep tekanan parsial

tekanan parsial adalah tekanan dari komponen gas jika

dan hanya jika zat tersebut menempati volume

campuran pada temperatur yang sama”.

Dalton sebagai berikut : “Tekanan dari campuran gas

sama dengan jumlah tekanan parsial tekanan komponen

yang menyusunnya

imm

i p p


8/19

Tabel 7.1. Komposisi dan sifat termodinamika udara

Komponen

(Berat molekul Wt)

Simbol

kimia

Analisis

volumetrik

(% v)

Analisis Gravimetrik

( % w)

Oksigen (31,999) O2 20,95 23,14

Nitrogen (28,013) N2 78,09 75,53

Argon (39,948) Ar 0,93 1,28

Karbon dioksida

(44,01)

CO2 0,03 0,05

Tabel 7.2. Komposisi oksigen dan nitrogen dalam

udara

Komponen

(Berat molekul Wt)

Analisis

volumetrik

(% v)

Analisis

gravimetrik

(% w)

Oksigen (31,999) 21 23,3

Nitrogen (28,013) 79 76,67

Nitrogen : Oksigen 3,76 : 1 3,29 : 1


9/19

Contoh 7.1.

Suatu bejana dengan volume 0,4 m3 berisi 0,45 kg

karbon monoksida (28) dan 1 kg udara pada 15o

C.Hitung tekanan parsial masing-masing komponen gas

dan tekanan total di dalam wadah. Analisis gravimetri

menunjukkan komposisi udara terdiri dari 23,3 % oksigen

(32), dan 76,7 % Nitrogen (28).

Solusi :

Massa oksigen =

Massa Nitrogen =

kg233,01x100

3,23

kg767,01x100

7,76

M

R

R o


10/19

MV

TmR p o

VM

TR m p

i

oi

i

4,0x32

288x314,8x233,0 p

2O43,59 kN/m2 =

5

3

10

10x59,43=0,4359 bar

4,0x28

288x314,8x767,0p

2N164 kN/m2 =

5

3

10

10x164 = 1,64 bar

4,0x28288x314,8x45,0

pCO 96,2 kN/m2 =

5

3

10

10x2,96 =0,962 bar

i p p = 0,436 + 1,64 + 0,962 = 3,038 bar


11/19

Gibbs-Dalton sebagai berikut :

Energi dalam, entalpi, dan entropi dari campuran gas berturut-

turut sama dengan jumlah dari energi dalam, entalpi, dan entrop

dari komponen gas yang menyusunnya.

Setiap komponen mempunyai energi dalam, entalpi, dan entropi d

mana apabila masing-masing komponen tersebut menempatsendiri volume campuran pada temperatur yang sama.

mu =mAuA + mBuB + dst. Atau iiummu (7.5.)

mh =mAhA + mBhB + dst. Atau iihmmh (7.6.)

ms =mAsA + mBsB + dst. Atau iismms (7.7.)


12/19

Gas cp cv Cp Cv M RBM

pndekatan

Diatomik

CO 1,041 0,7449 1,398 29,265 20,867 28,01 0,2968 28

H2 1.4323 1,01965 1,405 28,889 20,574 2,016 4,124 2

N2 1,040 0,7436 1,4 29,140 20,825 28,016 0,2968 28

O2 0,9182 0,6586 1,394 29,391 21,076 32 0,2598 32

Monatomik

Ar 0,5234 0,3136 1,668 20,892 12,577 39,95 0,2081 40

He 5,234 3,1568 1,659 20,934 12,619 4,003 2,077 4

Triatomik

CO2 0,8457 0,6573 1,29 37,220 28,906 44,01 0,1889 44

SO2 0,6448 0,5150 1,25 41,324 33,009 64,06 0,1298 64

Hidrokarbon

C2H6 1,7668 1,4947 1,18 53,130 44,8155 30,07 0,2765 30

CH4 2,2316 1,7124 1,30 35,797 27,482 16,04 0,5183 16

C3H8 1,6915 1,507 1,12 74,567 66,252 44,09 0,1886 44

Tabel 7.1. Tabel termodinamika beberapa jenis gas


13/19

Campuran Gas

dengan Uap

Oleh :


14/19

Cair

uap

Contoh 7.11.

Suatu ruang 0,3 m3 berisi udara dengan tekanan 0,7 bar dan

temperatur 75 oC. Air disuntikan ke dalam ruang dengan

temperatur ruang dipertahankan konstan. Hitung massa air yang

harus disuntikkan sehingga ruang dipenuhi uap jenuh. Jika

penyuntukkan air dilanjutkan sampai total massa air 0,7 kg,

dapatkan tekanan total dalam ruang. Selanjutnya ruang

dipanaskan sehingga seluruh air terevaporasi. Hitung tekanan

total dan panas yang disuplai.


15/19

Solusi :

s : uap (steam), w = air dalam fase cair

a = udara.

tabel uap :

T= 75 oC Pg = 0,3855 bar dan vg = 4,133 m3/kg

kg0726,0kg/m133,4

m3,0m

3

3

s

P = pa + ps

= 0,7 + 0,3855= 1,0855 bar

total massa air masuk 0,7 kg

Uap kering : ms

kg

Fase cair : 0,7-ms kg


16/19

ms x 4,133 + (0,7-ms) x 0,001026 = 0,3

ms(4,133 –

0,001026) = 0,3 –

(0,7)(0,001026)ms = 0,0724 kg

volume fase cair diabaikan karena sangat kecil dibandingkan

volume campuran udara – uap

mw = 0,7 – 0,0724 = 0,6276 kg.

vs = 0,0724 kg x 4,133 m3/kg = 0,2993 m3.

Ruang : udara, uap kering jenuh dan air

T1 = T2

Pa1.Va1 = Pa2.Va2.

Pa2 = 0,7 x (0,3 / 0,2993) = 0,7017 bar.

PT

= pa + ps = 0,7017 + 0,3855 = 1,0872 bar.


17/19

Ruang dipenuhi : uap jenuh dan udara

O,7 vg = 0,3vg = 0,3 / 0,7 = 0,4286 m3/kg.

Tabel jenuh : p = 4,35 bar .

T = 146,6 oC = 419,6 oK.

1a

1a

3a

3a

T

p

T

pUdara :

bar 8439,0348

6,419x7,0 p 3a

Total tekanan di dalam ruang = 4,35 + 0,8439

= 5,194 bar.


18/19

Q = (U2 – U1)

U1 = mw1 + maua1 + ms1us1

U2 = maua2 + ms2us2

Q = ms2us2 - ms1us1 - mw1 uw1 + macv (T2 - T1)

kg2102,010x348x287,0

3,0x10x7,0

TR

V p

m 3

5

a

aa

Q = 0,7x2556,8 –0,0724x2475,3-0,6276x313,5

+0,2102x0,718(419,6-348)

= 1 424,6 kJ.


19/19

SCHOENEST

DANK

Documents

Mesin Humidifier, Dehumidifier Dan Kondensor