Upload
dedep-tohpati
View
55
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
DASAR PEMROSESAN UDARA
Materi Perkuliahan
• Proses termal udara : proses sensibel udara, proses laten udara, campuran antara proses sensibel dan laten terhadap udara
• Proses pencampuran termal udara• Mengambarkan garis aliran pemrosesan termal
udara pada diagram psikrometrik• Perhitungan perubahan entalpi, perubahan laju
kalor dan perubahan kadar uap air hasil pemrosesan termal udara
Tujuan Pembelajaran Umum• Mahasiswa dapat menjelaskan metoda pemrosesan
termal udara • Tujuan Pembelajaran Khusus• Mahasiswa dapat menghitung perubahan kalor dengan
menggunakan diagram psikrometrik pada pemrosesan termal udara
• Mahasiswa dapat menghitung perubahan kadar uap air didalam udara dengan menggunakan diagram psikrometrik pada pemrosesan termal udara
• Mahasiswa dapat mencari variabel sifat-sifat udara dengan menggunakan diagram psikrometrik pada pencampuran udara
Treatment udara
• Pemrosesan termal udara : suatu proses yang dilakuan untuk mengubah kalor sensibel dan atau mengubah kalor laten udara sesuai dengan kondisi yang diinginan.
• Mengubah kalor sensibel : - menurunkan kalor sensibel udara atau pendinginan sensibel udara (sensile cooling) - meningkatkan kalor sensibel udara atau pemanasan udara (sensible heating).
Treatment udara • Pemrosesan termal udara : suatu proses yang dilakuan untuk
mengubah kalor sensibel dan atau mengubah kalor laten udara sesuai dengan kondisi yang diinginan.
• Perubahan energi sensibel ditandai dengan perubahan temperatur tabung kering TDB
• Perubahan energi laten ditandai dengan perubahan rasio kelembaban ω
Treatment udara
• Mengubah kalor sensibel : - menurunkan kalor sensibel udara atau pendinginan sensibel udara (sensible cooling, Tdb↓, ω konstan) - meningkatkan kalor sensibel udara atau pemanasan udara (sensible heating , Tdb↑, ω konstan).• Mengubah kalor laten : - meningkatkan kalor laten atau melembabkan udara (humidification, ω↑ , Tdb konstan) - menurunkan kalor laten udara atau mengeringkan udara (dehumidification, ω↓, Tdb konstan).
Treatment udara • Gabungan proses sensibel dengan proses laten - pendinginan dan pelembaban udara (cooling and
humidification, Tdb↓, ω↑) - pendinginan dan pengeringan udara (cooling and
dehumidification, T db↓, ω↓) - pemanasan dan pengeringan udara (heating and
dehumidification, Tdb↑, ω↓) - pemansan dan pelembaban udara (heating and
humidification , Tdb↑, ω↑)
Diagram Proses Dasar Pemrosesan udara
• Laju perubahan kalor sensibel atau kalor laten terhadap udara adalah :
Q = ma ( h2 - h1) [kW] = (V/v) (h2 - h1) [kW]• Laju luaran atau masukan uap air ke atau dari
udara adalah adalah : mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s] ma = laju aliran udara [kg/s] h = entalpi udara [kJ/kg] ω = rasio kelembaban [kgv/kga) V = debit udara [ m³ /s] v = volume spesifik udara [ m³ /kg]
Pemanasan sensibel• Laju perubahan kalor pemanasan sensibel : Q = ma ( h2 - h1) atau [kW] Q = V/v (h2 - h1) [kW] sedangkan rasio kelembabannya konstan ω2 = ω1 = ω
Skema sistem pemanasan sensibel
• Udara sejumlah 2 kg/s mengalami proses pemanasan sensibel dari temperatur bola kering tdb 150C dan 50% RH hingga mencapai 30% RH.
Hitung laju perubahan energi sensiel udara dan berapa temperatur bola kering udara hasil proses.
• Penyelesaian : Pada proses pemanasan sensibel, temperatur bola kering, tdb
meningkat dan rasio kelembaban, ω konstan.• Kondisi awal proses : Kondisi akhir proses : ma1 = 2 kg/s ma2 = ma ,1 = ma = 2 kg/s Tdb,1 = 150 C RH1 = 50%
• Plot kondisi awal p roses pada diagram psikrometrik, diperoleh :
• awal proses : ω1 = 15,3 gv/kga dan h1 = 29 kJ/kga
• akhir proses : RH1 = 30% ; ω2 = ω 1 =15,3 gv/kga.
h1 = 36 kJ/kga
cari Tdb,2 = 230C
• Qs = ma ( h2 - h1)
= 2 kga/s (36 -29 ) kJ/kga
= 14 kW
1 2••
•
Pendinginan sensibel• Laju perubahan kalor sensibel atau kalor laten terhadap
udara adalah : Q = ma ( h2 - h1) [kW] = (V/v) (h2 - h1) [kW]• akhir proses hanya mencapai batas garis jenuh• rasio kelembaban konstan, ω2 = ω1 = ω
Pendinginan sensibel Pendinginan
Pendinginan dan dehumidifikasi
Pendinginan dan dehumidifikasi
• Laju perubahan kalor pendinginan dan dehumidifikasi adalah : Q = ma ( h2 - h1) atau [kW]
Q = V/v (h2 - h1) [kW] sedangkan pengembunan yang terjadi atau kondensasi uap air
adalah : mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s]
5.Berapa daya yang dibutuhkan untuk mendinginkan 1000 liter per detik udara dari 32 0CDB dan 70% rh menjadi 260CDB dan 100% RH? Berapa l/jam air yang terkondensasi ?
Jawab:
•
•
12
• TDB1 = 32 ⁰C TDB2 = 26⁰C RH1 = 70 % V = 1 m³/s RH = 100 % Dari karta Psikrometri : Dari karta Psikrometri : h1 = kJ/kga h2 = kJ/kga
ω1 = gv/kga ω = gv/kga
ν1 = m³/kga ν2 = m³/kga
ν = (ν2 – ν1)/2 = m³/kga
• Q = ma (h2 - h1) = V/v (h2 - h1) = =• mw = ma ( ω2 – ω1) = V/v ( ω2 – ω1) = =
Metoda lain dehumidifikasi :Dehumidifikasi dengan desicant
Pendinginan dan dehumidifikasi dengan bahan hidrat desicant
Demidifier dengan sistem Refrigerasi
Humidifikasi dengan uap air• Dengan memasukkan uap air ke dalam aliran udara : a. terjadi penambahan uap air, panas laten udara meningkat ,rasio kelembaban udara, ω meningkat mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s] b.Temperatur, TDB udara meningkat, panas sensibel udara meningkat, c. Laju pemindahan panas : Q = ma ( h2 - h1) . [kW]
Pelembaban dengan uap air
Pemanasan dan Pelembaban
6.Berapa daya yang dibutuhkan untuk melembabkan dan memanaskan 1000 liter per detik udara dari 50CDB dan 30% RH menjadi
35 0CDB dan 70% rh? Berapa l/jam uap air yang
diuapkan ? Jawab:
Pendinginan dengan penguapan air(Evaporative cooling)
• Dengan menguapkan air pada temperatur lingkungan ke dalam aliran udara :
a. terjadi penambahan uap air, panas laten udara meningkat ,kelembaban udara meningkat : mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s] b.Terjadi proses -pendinginan, TDB udara menurun, panas sensibel udara menurun QS = ma ( h2 - h1) . [kW]
Evaporative cooling
Pemetaan proses Evaporative cooling
7.Berapa daya yang dibutuhkan untuk melembabkan 1000 liter per detik udara dari 40 0CDB dan 30% RH menjadi 90%RH? Berapa l/jam air yang diuapkan ?
Jawab:
Pencampuran udara • Proses pencampuran udara adalah proses di mana dua arus
udara dicampurkan dan membentuk arus ketiga. • Proses ini banyak dijumpai pada sistem pengkondisian udara. • Yang paling umum dijumpai adalah pencampuran antara
udara luar dengan udara balik dari ruangan.
1
3
2
Q 1, db 1, wb 1
Q 2, db 2, wb 2
Q 3, db 3, wb 3
Menentukan hasil pencampuran dengan diagram psikrometri :
• Kondisi udara campuran akan terletak pada garis lurus yang menghubungkan antara kedua kondisi udara.
• Posisi dari kondisi udara hasil pencampuran pada garis pencampuran akan berbanding terbalik terhadap debit dari udara asalnya.
Hasil pencampuranHasil pencampuran:
Temperatur tabung kering hasil pencampuran:
3
22113 m
dbxmdbxmdb
atau:
3
22113 Q
dbxQdbxQdb
Kelembaban akhir hasil pencampuran:
3
22113 Q
WxQWxQW
8.Udara luar dan udara balik dicampurkan sebagaimana 8.Udara luar dan udara balik dicampurkan sebagaimana diagram di bawah. Tentukan temperatur tabung diagram di bawah. Tentukan temperatur tabung
kering dan tabung basah udara hasil pencampuran.kering dan tabung basah udara hasil pencampuran.
OA 1000 cfm90 0F db, 72 0F wb
2000 cfm75 0F db, 50% RH
RA
1
2
3