DINAMIKA PROSES PERAMBATAN PANAS [DPP] · PDF fileTujuan percobaan Dinamika Proses Perambatan Panas ini adalah mempelajari perilaku dinamik ... Pasang termokopel pada titik-titik yang

MODUL PRAKTIKUM

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

DINAMIKA PROSES PERAMBATAN PANAS

[DPP]

Koordinator LabTK

Dr. Dianika Lestari / Dr. Pramujo Widiatmoko

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2014

Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Dinamika Perambatan Panas - 2016

DPP ii

Kontributor:

Dr. Yogi Wibisono Budhi, Dr. Ardiyan Harimawan, Dhyna Analyes Trirahayu


DPP ii

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................................. 1

BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN .................................................................................... 2

2.1. Tujuan Percobaan .......................................................................................................................... 2

2.2. Sasaran Percobaan ......................................................................................................................... 2

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN ...................................................................................................... 3

3.1. Skema Alat Percobaan ................................................................................................................... 3

3.2. Alat dan Bahan Percobaan ............................................................................................................. 4

3.2.1. Alat ................................................................................................................................................ 4

3.2.2. Bahan ............................................................................................................................................. 4

BAB IV PROSEDUR PERCOBAAN .......................................................................................................... 5

4.1. Wet Test Meter .............................................................................................................................. 5

4.2. Reverse Flow Reactor .................................................................................................................... 5

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................................... 7

LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH .................................................................................................. 8

LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN ............................................................................................... 9


DPP 3

DAFTAR TABEL

Tabel A. 1. Data Kalibrasi Wet Test Meter .................................................................................... 8

Tabel A. 2. Data Pembacaan Termokopel ...................................................................................... 8


DPP 4

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3. 1. Skema Reaktor Aliran Bolak Balik ........................................................................... 3

Gambar 3. 2. Skema Pipa Reaktor Aliran Bolak Balik................................................................... 3

Gambar 4. 1. Diagram Alir Kerja ................................................................................................... 6

Gambar B. 1. Hasil Simulasi Temperatur ..................................................................................... 10


DPP 1

BAB I

PENDAHULUAN

Perubahan dan perpindahan panas tidak dapat dipisahkan dari suatu reaksi, baik reaksi

eksotermik maupun reaksi endotermik. Akumulasi panas (pada reaksi eksotermik) di dalam suatu

sistem menjadi faktor yang perlu diperhatikan karena dapat mengganggu keberjalanan proses.

Untuk menjaga sistem pada kondisi isotermal, transfer panas perlu dilakukan.

Panas memiliki sifat mengalir dari suhu tinggi ke suhu yang lebih rendah. Jadi ketika dua sistem

berada pada temperatur berbeda maka akan terjadi perpindahan panas namun, jika sistem

tersebut berada pada temperatur yang sama maka tidak terjadi perpindahan panas. Sifat panas

yang dinamik ini menjadi hal yang perlu diamati untuk mengetahui langkah – langkah yang

dapat dilakukan untuk memanfaatkan ataupun mengontrol keberadaan panas ini.

Reaktor aliran bolak balik (RABB) merupakan salah satu cara untuk menjalankan proses pada

keadaan tidak tunak. Pemanfaatan reaktor aliran bolak balik ini juga dapat menghemat energi

panas yang diperlukan untuk melangsungkan reaksi (jika reaksi bersifat endotermik). Bagaimana

sistem reaktor aliran bolak balik ini dapat menghemat penggunaan energi menjadi hal yang

menarik untuk diteliti. Untuk itu percobaan mengenai dinamika perambatan panas pada RABB

ini perlu dilakukan.


DPP 2

BAB II

TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN

2.1. Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan Dinamika Proses Perambatan Panas ini adalah mempelajari perilaku dinamik

dalam proses perambatan panas di sepanjang unggun inert pada reaktor bolak-balik.

2.2. Sasaran Percobaan

Sasaran percobaan Dinamika Proses Perambatan Panas adalah praktikan:

1. Mampu menggambarkan diagram alir reaktor aliran bolak-balik dan menjelaskan prinsip

kerjanya.

2. Mampu menentukan daerah operasi dan distribusi temperatur berdasarkan karakteristik

perambatan panas pada reaktor aliran bolak-balik.

3. Mampu mensimulasikan kelakuan dinamik dalam pemodelan komputer.

4. Mampu menghitung energy saving pada penggunaan reaktor bolak-balik berdasarkan

penurunan kebutuhan energi untuk pemanasan umpan.


DPP 3

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

3.1. Skema Alat Percobaan

Diagram skematik sistem reaktor aliran bolak balik yang digunakan pada percobaan ini dapat

dilihat pada Gambar 3.1. Detail dimensi dan penempatan termokopel pada reaktor ditunjukkan

pada Gambar 3.2.

Gambar 3.1. Skema Reaktor Aliran Bolak Balik

Gambar 3.2. Skema Pipa Reaktor Aliran Bolak Balik


DPP 4

3.2. Alat dan Bahan Percobaan

3.2.1. Alat

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah:

1. Reaktor pipa

2. Pemanas elektrik

3. Valve aliran udara

4. Set alat termokopel

5. Wet test meter

6. Manometer

7. Blower

8. Laptop

3.2.2. Bahan

Material yang digunakan pada percobaan ini adalah:

1. Udara

2. Dolomit (material unggun inert)


DPP 5

BAB IV

PROSEDUR PERCOBAAN

4.1. Kalibrasi Manometer dengan Wet Test Meter

1. Cek posisi gelembung di bagian atas wet test meter dan pastikan posisinya berada di

tengah.

2. Hubungkan outlet reaktor aliran bolak balik (RABB) ke inlet wet test meter.

3. Aturan bukaan valve dan nyalakan blower sehingga aliran udara dapat mengalir.

4. Atur perbedaan ketinggian cairan pada manometer dan catat waktu yang diperlukan

untuk mendapatkan volume udara tertentu, misalnya 2 L.

5. Variasikan perbedaan ketinggian pada manometer dengan mengantur bukaan valve

pada blower.

6. Dari data percobaan tersebut, kurva kalibrasi manometer terhadap wet test meter

dapat diperoleh.

4.2. Reverse Flow Reactor

1. Pasang termokopel pada titik-titik yang ada pada reaktor

2. Buka valve 2 dan 2’ (tutup 3 dan 3’).

3. Nyalakan blower untuk mengalirkan udara ke dalam reaktor dengan menyambungkan

kabel blower ke sumber listrik.

4. Atur ketinggian manometer dengan mengatur bukaan valve blower

5. Nyalakan heater dengan menghubungkan kabel heater ke sumber listrik dan menekan

tombol ON, kemudian atur temperatur pemanasan sesuai variasi.

6. Amati profil panas di sepanjang reaktor hingga dicapai keadaan tunak.

7. Buka valve 3 dan 3’ (tutup 2 dan 2’)

8. Amati profil panas di sepanjang reaktor hingga dicapai switching time (misalnya: 30

menit).

9. Setelah alat SELESAI digunakan, turunkan temperatur secara perlahan-lahan,

matikan blower dengan mencabut alat dari sumber listrik, matikan termokopel dengan

menekan tombol OFF, matikan heater dengan memutar skala ke angka nol, dan

TUTUP SELURUH VALVE.


DPP 6

Gambar 4.1. Diagram Alir Kerja


DPP 7

DAFTAR PUSTAKA

Budhi, Y.W. 2005. ”Reverse Flow Reactor Operation for Control of Catalyst Surface Coverage”,

Disertasi Doktor, Technische Universiteit Eindhoven .

Budhi, Y.W. 2008. “Diktat Kuliah TK5058 Intensifikasi Proses“, Institut Teknologi Bandung,

Bandung.


DPP 8

LAMPIRAN A

TABEL DATA MENTAH

A.1 Data Kalibrasi Wet Test Meter

Tabel A. 1. Data Kalibrasi Wet Test Meter

Δh manometer (cm) Q (L/s)

A.2 Data Pengamatan Temperatur pada Termokopel

Tabel A. 2. Data Pembacaan Termokopel

t (menit) Temperatur yang Terbaca pada Termokopel

1 2 3 4 a b c

Sw

itch

ing

Tim

e 1

0

5

10

15

20

25

30

Sw

itch

ing

Tim

e 2

35

40

45

50

55

60

Sw

itch

ing

Tim

e 3

65

70

75

80

85

90


DPP 9

LAMPIRAN B

CONTOH PERHITUNGAN

B.1 Perhitungan Laju Alir Udara

Kalibrasi manometer menggunakan wet test meter

Persamaan: v =

v √ ( )

v √ / v √

Keterangan:

v = laju alir udara (m/s)

Q = laju alir 9eactor9ic (m3/s)

D = diameter 9eactor (m)

H = perbedaan ketinggian manometer (m)

menghasilkan persamaan regresi sebagai berikut:

v = 0.6286 H0.5

+ 0.0276

Perbedaan ketinggian manometer yang digunakan: 3 cm (0.03 m)

v = 0.6286H0.5

+ 0.0276 = 0.6286(0.03)0.5

+ 0.0276 = 0.1365 m/s

B.2 Simulasi mengunakan FlexPDE

Gambar B.1 menunjukkan profil temperatur pada RABB hasil simulasi menggunakan flexPDE.


DPP 10

Gambar B. 1. Hasil Simulasi Temperatur

Documents

DINAMIKA PROSES PERAMBATAN PANAS [DPP] · PDF fileTujuan percobaan Dinamika Proses Perambatan Panas ini adalah mempelajari perilaku dinamik ... Pasang termokopel pada titik-titik yang