Laporan Praktikum Evaporator (Alami 100 Dan 200 MmHg)

8/18/2019 Laporan Praktikum Evaporator (Alami 100 Dan 200 MmHg)

1/12

Hasil Perhitungan

Variasi Laju Evaporasi dengan suhu

Langkah Pengolahan Data

• Menghitung tekanan uap rata-rata (P2) dan menggunakan data tersebut untuk mengetahui

suhu uap dengan menggunakan uap table

• Menghitung perbedaan temperatur (ΔTE = Tuap – T7)

• Plot L2 s !aktu" tentukan slope dari plot tersebut (#2)

• Menghitung la$u rata-rata dari eaporasi (E) dengan rumus%

E = 60 x S2 x C2

&imana %

'2 adalah ator kalibrasi untuk tangki kondensat sebesar *7+, kgm

Table + .asil Pengolahan data sirkulasi alami P *// mm.g

P1 L2 F2 F3C2 WE R Q EC

L1(mmH

g) (m) (L/hr) (L/hr)

0.038 0 0.06 5 7 17.6 1.056 1.4 1.060 0.996

0.038 100 0.13 5 7 17.6 2.288 1.4 2.296 0.996

0.037 200 0.19 5 7 17.6 3.344 1.4 3.356 0.996

Table + .asil Pengolahan data sirkulasi alami P 2// mm.g

ρ π dLd Q 2

0*=


2/12

Table + .asil perhitungan la$u rata-rata eaporasi tiap-tiap tekanan

&imana slope untuk menghitung E didapatkan dari graik diba!ah ini %

0 2 4 6 8 10 120

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

f(x) = 0x 0.05

R! = 0.73

Grafk L2 vs Waktu pada P1 = 0 mmHg

" (m#$)

L2 (m)

1ambar + 1raik L2 s aktu pada tekanan / mm.g

/ mm.g *// mm.g 2// mm.g

S2 C2 E S2 C2 E S2 C2 E

/+//22 *7+, 2+3232 /+//4* *7+, 4+553, /+//5 *7+, 5+24


3/12

0 2 4 6 8 10 120

0.05

0.1

0.15

0.2

f(x) = 0.01x 0.08

R! = 0.98


" (m#$)

L2 (m)

1ambar + 1raik L2 s aktu pada tekanan *// mm.g

0 2 4 6 8 10 120

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

f(x) = 0.01x 0.17

R! = 0.85


" (m#$)

L2 (m)

1ambar + 1raik L2 s aktu pada tekanan 2// mm.g

&ari graik tersebut" dapat dibuat hubungan la$u rata-rata eaporasi dengan perbedaan

temperature (dT)+ .asil pengolahan datan6a adalah sebagai berikut %

Table + Pengolahan data pada sirkulasi alami


4/12

E log E dT log dT

2+323 /+3,, *4+,3 *+27/

4+550 /+32 *5+*0 *+*4/

5+24/ /+723 *4+45 *+275

&ari dari tersebut praktikan dapat memplot ke dalam graik untuk menentukan korelasi Log E

dan Log dTe sebagai berikut %

0.000 0.500 1.000 1.500 2.0000.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

Grafk Log E vs Log dT

L%g &'

L%g E

1ambar + 1ragik Log E s Log dT

Analisis ee!ono"isan

Tu$uan perobaan adalah untuk menentukan dan membandingkan keekonomisan (massa air

6ang tereaporasi massa air 6ang terkondensasi) pada operasi sirkulasi alamiah dan paksa+

&iketahui%


5/12

82 = */ lthr" 83 = 5 lthr

Langkah perhitungan%

Menghitung tekanan rata-rata uap dan s6stem (P2" P*)" titik didih

rata-rata (T7)" la$u alir rata-rata masukan dan sirkulasi (82" 83)+

Menghitung rasio sirkulasi rata-rata (9) " 6aitu%

0"**/

0"*%"

2

3===

hr Lhr

L

RContoh F

F R

Menghitung $umlah air 6ang tereaporasi dari perubahan leel pada

tangki kondensat L2+2+

2 LC W E =

" dengan nilai '2 = *7+, kgm+

Menghitung : ($umlah total kondensat 6ang terkumpul) dengan

menggunakan persamaan olume 6ang ditempati air dalam tangki kondensat dikalikan

massa $enisn6a+

( ) 332 *///2++0* mkg

xmdLd Q π =

dimana

dL2 adalah selisih antara ketinggian a!al tangki dan ketinggian akhir tangki di

kondensat+

: (kgmenit) 6ang diambil adalah pada saat t =*/ menit+

Menghitung keekonomisan" E 6aitu%Q

W E E C =

;erikut disa$ikan data .asil Perhitungan

Table + .asil perhitungan keekonomisan pada sirkulasi alami

P* L2 82 83

'2 E 9 : E'(mm.g

)(m) (Lhr) (Lhr)


6/12

/ /+/, 5 7 *7+, *+/5, *+0 *+/,/ /+,

*// /+*3 5 7 *7+, 2+244 *+0 2+2, /+,

2// /+* 5 7 *7+, 3+300 *+0 3+35, /+,

Analisis #era$a %assa dan Energi

Menghitung neraa energi untuk kedua $enis sirkulasi" 6aitu sirkulasi alamiah dan sirkulasi

paksa dengan menggunakan langkah perhitungan sebagai berikut%

• Menari entalpi (k


7/12

' = massa air konsentrat (kg)

: = massa steam terkondensasi (kg)

h8 = entalpi umpan pada T5 (k


8/12

@nalisis

Variasi Laju Evaporasi dengan Suhu

.asil pengamatan pada praktikum ini dapat dilihat bah!a tekanan dari uap (P 2) berubah dari

!aktu ke !aktu+ Perubahan pada tekanan uap 6ang dilihat ini akan mempengaruhi la$u

eaporasi+ Perhitungan pertama 6ang dilakukan adalah menghitung nilai P2 rata-rata+ >emudian"

data P2 rata-rata tersebut ini dipakai untuk menari nilai suhu uap pada kondisi tekanan uap

tersebut+ Antuk memperoleh suhu uap pada kondisi tekanan uap tertentu" dapat dilakukan dengan

membaa tabel uap atau software physprop+ >emudan setelah diperoleh suhu uap pada kondisi

tekanan tertentu+ .al berikut 6ang selan$utn6a dilakukan adalah menghitung rata-rata suhu

keluaran (T7)+ Bilai ini akan digunakan untuk mengetahui besarn6a selisih antara suhu uap

dengan suhu keluaran+

>emudian 6ang selan$utn6a dihitung adalah la$u eaporasi tiap kondisi tekanan sistem+

Langkah a!aln6a adalah melakukan plotting antara besarn6a leel kondensat (L2) dengan !aktu+

#lope 6ang didapatkan dari graik ini akan digunakan untuk menghitung besarn6a la$u eaporasi+

Menghitung la$u eaporasi pada kasus ini menggunakan persamaan E = ,/ C # 2 C '2+ >emudian

akan diperoleh besarn6a la$u eaporasi untuk setiap tekanan sistem+ #elan$utn6a hal 6ang

berikutn6a dilakukan adalah membuat plotting antara nilai logaritma dari selisih suhu uap dan

suhu keluaran dengan nilai logaritma dari besarn6a la$u eaporasi+Pada perobaan ini praktikan akan mengamati pengaruh perbedaan temperatur antara sistem

dan uap terhadap la$u eaporasi+ &ari graik L2 s t didapatkan bah!a seiring dengan naikn6a

!aktu maka tinggi kondensat semakin besar+ .al ini dikarenakan proses eaporasi 6ang ter$adi

seiring dengan !aktu sehingga men6ebabkan adan6a kondensat 6ang terkumpul hingga

menapai ketinggian tertentu+ #elain itu kelinierisasian 6ang besar menun$ukan kenaikan

ketinggian kondensat enderung naik seara signiikan+ .al ini ditandai dengan nilai dera$at

linerisasi 6ang mendekati *+Pada semua nilai P*" didapatkan data T7 (titik didih air) 6ang enderung konstan pada !aktu

/" 2" 0" ," 4 dan */ menit+ .al itu ter$adi karena T7 merupakan titik didih air pada P *+ Bilai P2

mengalami luktuasi seiring ber$alann6a !aktu+ .al tersebut membuat nilai Ts $uga luktuati

sehingga perlu diari P2 dan Ts rata-ratan6a dengan nilai T7 6ang konstan sehingga nilai la$u

eaporasi semakin keil+ .al ini ter$adi dikarenakan keadaan belum steady" sehingga dapat kita

lihat pada t di atas 2 menit" keadaan sudah mulai konstan+ .al ini dikarenakan karena tekanan

sudah berada diatas * bar" sehingga keadaan sudah sangat steady+


9/12

1raik hubungan log E dengan log DTs diperoleh dengan menghitung nilai E pada masing –

masing tekanan melalui persamaan %

E=60 x S2 x C

2

#eperti 6ang kita ketahui bah!a la$u eaporasi bergantung pada perbedaan suhu+ #emakin besar

perbedaan suhu maka la$u eaporasi akan semakin besar" dan sebalikn6a+

E=Q

H

E=U E A

E∆T

E

&engan ∆T E=T s−T 7

@E = luas permukaan perpindahan panas AE = >oeisien perpindahan panas

;erdasarkan hukum termodinamika" tekanan dan suhu saling berpengaruh+ >etika

tekanan dinaikkan" maka suhu akan naik atau sebalikn6a+ &alam perobaan ini" ketika tekanan

uap turun" maka akan ter$adi penurunan titik didih dari uap 6ang digunakan+ ;erdasarkan rumus%

E= K 1U

E∆T

E


10/12

uap akan turun sehingga la$u eaporasi 6ang ter$adi tidak maksimal+ .al ini men6ebabkan

ketinggian kondensat 6ang ter$adi akan lebih keil+

Analisis ee!ono"isan

Bilai keekonomisan eaporator (eisiensi) dapat dideinisikan sebagai

EC =W

E

QC

&imana

W E (kg) adalah ban6ak air 6ang tereaporasi" dan

QC (kg) adalah uap air 6ang terkondensasi dalam proses eaporasi air 6ang terkumpul dari

uap trap

&alam industri" untuk kepentingan ekonomi dilakukan perbandingan nilai eisiensi uap 6ang

digunakan terhadap la$u eaporasin6a+ .al ini men6angkut penggunaan energi listrik sebagai

utilitasn6a+ dealn6a bilamana umpan air memasuki eaporator (titik didih T, sama dengan T7)

dengan tidak ada panas 6ang terbuang" nilai keekonomisann6a (E) adalah *+ .al ini

dimaksudkan setiap * kg uap 6ang terkondensasi akan menguapkan * kg air pula+ Bamun pada

ken6ataann6a tetap ada se$umlah kalor 6ang akan dilepaskan ke lingkungan+ >emudian hal ini

akan disebut tambahan uap (:L) akan terkondensasi $uga+ #ehingga nilai E 6ang sesuai dengan

ken6ataan dapat dirumuskan sebagai

EC =

W E

QC +Q L=

W E

Q

&engan E = :' sehingga

EC =W E

QC +Q L=

W E

1+Q L

W E

>edua $enis sirkulasi 6ang ter$adi pada eaporator di praktikum ini sirkulasi alami dan paksa

pada dasarn6a han6a akan berbeda pada ban6ak air 6ang tereaporasi+ Pada sirkulasi alami"


11/12

$umlah air 6ang tereaporasi han6a berdasarkan aliran alami sa$a sedangkan pada sirkulasi paksa

ter$adi pemaksaan aliran 6ang men6ebabkan $umlah air 6ang tereaporasi men$adi semakin

ban6ak+ .al ini karena perpindahan massa pada aliran paksa akan semakin besar $uga+

esalahan 9elati Beraa Massa dan Energi

Sir!ulas

iP

r

+"ass,- .

/

+energi,-

.

ala"i

7,

/00+2/7 55+77

,,

/27+77 7*+47

5,

/32+4/ *,2+02

pa!sa 7,

/3+2 03+47

,,

/

*5+42 */,+,2


12/12

5,

/20+*0 ,+3*

&ari tabel diatas kita dapat mengamati bah!a perhitungan untuk neraa massa

menghasilkan hasil 6ang ukup baik" dimana seara keseluruhan tidak ada kesalahan 6ang

melebihi 5/?+ .al ini bisa dianggap baik untuk sebuah perobaan+ Bamun untuk neraa

energi" tabel tersebut menun$ukkan kesalahan relatie 6ang sangat besar (F5/?)+ &imana

hasil ini oleh kelompok kami diduga karena selain kesalahan kesalahan 6ang dilakukan

selama perobaan termasuk dalam pengukuran" dsb ada $uga aktor heat loss atau

hilangn6a panas ke lingkungan selama proses berlangsung+ Heat Loss ini mengakibatkan

ban6ak energi 6ang terbuang ke lingkungan sehingga pada perhitungan tidak menghasilkan

nilai 6ang akurat+ .al ini dapat ter$adi" karena mungkin insulasi dari alat perobaan 6ang

kurang sempurna" dimana memungkinkan ban6akn6a panas 6ang hilang ke lingkungan+

#eharusn6a kesalahan ini bisa diperkeil lagi dengan menambah kualitas dari insulasi 6ang

terpasang pada alat perobaan itu sendiri+

Documents

Laporan Praktikum Evaporator (Alami 100 Dan 200 MmHg)