BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Perpindahan massa antar fase hampir dijumpai disetiap proses dalam teknik kimia, sebagai contoh : ekstraksi cair-cair, leaching, distilasi, absorbsi, pengeringan, dan pendinginan. Kontak antar fase gas dan cairan dapat terjadi dalam berbagai cara, misalnya : peristiwa dimana cairan dilewatkan ke dalam bentuk lapisan film yang bergerak melalui cairan gas dilewatkan melalui tray tower. Dengan adanya kontak antar gas dan cairan, maka akan terjadi perpindahan massa antara gas dan cairan. Oleh karena itu, diperlukan koefisien perpindahan massa dari fase gas ke cairan (kgg) atau sebaliknya (kgl).
I.2 Rumusan Masalah Praktikum WWC (Wetted Wall Coloumn) merupakan praktikum yang membahas tentang perpindahan massa antar fasa, yaitu gas dan cairan. Pada praktikum ini akan didapatkan besarnya koefisien perpindahan massa (kgl), kondisi operasi (temperature, tekanan, laju alir udara dan laju alir air) yang mempengaruhi besarnya kgl dan nilai bilangan tak berdimensi yaitu pengaruh bilangan Reynold terhadap bilangan Sheerwood.
I.3 Tujuan Instruksional Khusus 1. Menentukan besarnya kgl pada berbagai variabel operasi. 2. Menentukan pengaruh bilangan tak berdimensi bilangan Reynold terhadap bilangan Sheerwood.
I.4 Manfaat Percobaan 1. Mengetahui kondisi operasi yang mempengaruhi kgl 2. Mengetahui fenomena yang terjadi pada saat praktikum Wetted Wall Column
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Humidifikasi Humidifikasi adalah proses perpindahan atau penguapan air dari fase cair ke dalam campuran gas yang terdiri dari udara dan uap air karena adanya kontak antara cairan yang temperaturnya lebih tinggi dengan campurannya. Dalam proses humidifikasi, tergantung pada beberapa parameter, diantaranya:
Temperature Dry Bulb Temperature dry bulb adalah temperatur yang terbaca pada termometer terkena udara bebas namun terlindung dari radiasi dan kelembapan. Temperatur dry bulb sering disebut sebagai temperatur udara, sehingga tidak menujukkan adanya jumlah uap air di udara.
Temperature Wet Bulb Temperature wet bulb adalah temperatur kesetimbangan yang dicapai apabila sejumlah kecil cairan diuapkan ke dalam jumlah besar campuran uap gas yang tidak jenuh. Metode yang dapat digunakan untuk mengukur temperature wet bulb adalah dengan menggunakan termometer yang diselubungi kapas atau kain basah kemudian dialirkan gas yang mempunyai properties T dry dan humidity H. Pada keadaan steady state, air akan menguap ke dalam aliran gas. Kapas atau kain basah akan mengalami pendinginan hingga suhu konstan. Suhu inilah yang disebut T wet bulb. Dalam penerapannya, T wet bulb digunakan untuk menentukan humidity dari campuran air-udara.
Dew point Dew point adalah temperatur udara saat saturasi atau temperatur dimana uap air mulai mengembun ketika campuran udara dan uap air didinginkan.
Enthalpi Enthalpi adalah banyaknya kalor (energi) yang ada dalam udara setiap satu satuan massa.
Relative humidity Relative humidity adalah perbandingan antara fraksi mol uap dengan fraksi mol udara basah pada suhu dan tekanan yang sama (%).
Persen humidity Persen humidity adalah besarnya kandungan uap air dalam udara kering. y Humidity dinyatakan dengan y. Nilai y dapat dicari dengan menggunakan diagram psikrometrik, dengan mengetahui nilai temperature dry bulb dan temperature wet bulb.
2.2 Wetted Wall Column
Gambar 2.1. Wetted Wall Column
Ketika dinding kolom dibasahi dan terisolasi dari lingkungannya sehingga sistem operasi merupakan sistem adiabatik dan cairan diresirkulasi dari bagian dasar kolom melalui reservoir ke puncak kolom, sistem operasi digambarkan sebagai humidifikasi adiabatik. Dalam keadaan ini, hubungan antara komposisi
gas dan suhu gas dan cairan dapat dihitung dari termodinamika properti dan neraca massa dan energi. Berdasarkan pertimbangan, dinding kolom yang dibasahi sebagai humidifier adiabatik dengan ketentuan untuk kontrol suhu cairan di reservoir dan penambahan "make up" cairan ke reservoir pada suhu terkontrol. Asumsikan bahwa gas dan cairan seluruh sistem pada awalnya pada suhu yang sama. Massa dari cairan ditransfer sebagai proses penguapan, penurunan suhu yang diperlukan sebagai panas laten penguapan. Suhu cairan yang jatuh di bawah suhu gas, panas ditransfer dari gas ke cairan. Dengan cara ini gas didinginkan dan dilembabkan. Jika cairan masuk ke puncak kolom, harus dipertahankan pada suhu cairan keluar, tingkat suhu menurun cair, dan gradien suhu cairan melalui kolom menurun sedangkan suhu dan kelembaban gas yang masuk tetap konstan . Suhu gas yang keluar akan menurun karena suhu cairan berkurang karena kecepatan transfer panas yang lebih besar diperoleh dengan perbedaan besar dalam suhu antara gas dan cairan. Suhu gas buang akan selalu lebih tinggi dari cairan masuk. Proses pendinginan ini akan berlanjut sampai laju transfer panas dari gas ke cairan hanya setara dengan panas laten yang dibutuhkan untuk menguapkan cairan.
2.3. Bilangan Tak Berdimensi Terdapat beberapa faktor bilangan yang mempengaruhi koefisien perpindahan massa (kgl) diantaranya meliputi: Bilangan Reynold (NRe) Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia vρ
y viskos μ/L y
f
gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentifikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen. Dengan perumusan nilai bilangan sebagai berikut. ρv L μ
vL v
Dimana: vs = kecepatan fluida, L = panjang karakteristik, μ
v
ν
v
l
fl
, fl
:ν
μ / ρ,
G y G y v
ρ = kerapatan (densitas) fluida. Bilangan Schmidt Bilangan Schmidt merupakan rasio dari momentum dan difusivitas massa. Bilangan ini digunakan untuk menentukan sifat aliran-aliran fluida dimana pada aliran tersebut proses konveksi-difusi momentum dan massa berlangsung secara simultan. Dengan perumusan sebagai berikut. μ ρ Dimana: V = viskositas kinematis ( ) dalam satuan unit (m2/s) D = difusivitas massa (m2/s) = viskositas dinamis dari aliran fluida (N.s/m 2) = densitas dari fluida (kg/m3) Bilangan Sheerwood Bilangan Sheerwood (Nusselt) merupakan bilangan tak berdimensi yang digunakan untuk mengetahui besarnya koefisien transfer massa (kgl) dimana merupakan rasio dari koefisien konveksi transfer massa dengan difusivitas transfer massa. KL dimana L = panjang kolom perpindahan massa (m) D = difusivitas massa (m2.s-1) K = Koefisien transfer massa (m.s-1)
2.4. Pengertian tentang Koefisien Perpindahan Massa Koefisien perpindahan massa merupakan besaran empiris yang diciptakan untuk memudahkan persoalan-persoalan perpindahan massa antar fase, yang akan dibahas disini adalah koefisien perpindahan massa dari fase gas ke fase cair, atau sebaliknya dari suatu zat. Untuk menelaah hal ini dapat diperhatikan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Pengaruh koefisien perpindahan massa dari fase gas ke fase cair atau dari fase cair ke fase gas
Koefisien perpindahan massa dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya: 1. Kondisi Operasi Kondisi operasi dapat berupa laju alir, temperatur dan tekanan. 2. Kondisi Alat Kondisi alat meliputi diameter dan tinggi/panjang alat. 3. Sifat Bahan Sifat bahan dapat berupa densitas, viskositas, diffusivitas.
Bila terjadi perpindahan massa dari fase cair ke fase gas pada bidang selang film cair – gas dalam hal ini adalah penguapan air dari permukaan cairan ke permukaan atau aliran udara, maka kecepatan perpindahan massa persatuan luas permukaan perpindahan massa dalam arah y dinyatakan oleh hukum Fich ke 2 sebagai berikut : NAy = JAY + XA ( NAy + NBy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) dimana : NAy
= fluks massa komponen A (dalam hal ini air) dalam arah y karena terbawa aliran fluida (gr mole / cm2 det)
NBy
= fluks massa komponen B (dalam hal ini udara) dalam arah y karena dimana aliran fluida (gr mole / cm2 det)
XA
= fraksi mol uap air difase gas yang merupakan fungsi dari y dan z
JAY
= fluks massa komponen A dalam arah y karena difusi molekuler (gr mol / cm2 det)
Maka persamaan (1) dapat ditulis kembali sebagai berikut : NAy – XA ( NAy + NBy ) = JAy . . . . . . . . . . . . . . . (2) Menurut Hukum Fich pertama, maka JAy = – C DAB XA / y . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) Pemecahan persamaan (3) untuk menentukan besarnya J Ay memerlukan persyaratan bahwa XA/y diketahui lebih dulu. Guna memecahkan persoalan – persoalan yang rumit pada alirannya, maka penggunaan persamaan (3) akan sangat menyulitkan. Oleh karena itu, didefinisikan koefisien perpindahan massa sebagai berikut : JAy∝ = kg. LoC ( XAo – XA ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4) Dimana ( XAo – XA) adalah beda konsentrasi dan dinyatakan dengan fraksi mol dalam arah perpindahan massa y. Pendefinisian ( X Ao – XA) ini menentukan definisi yang tepat dari kg.LoC (tanda LoC dari fase gas diganti huruf g). Pernyataan lokal disini dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa kg dapat berbeda-beda dari satu posisi lain pada permukaan bidang selang dimana perpindahan massa terjadi. Agar lebih memudahkan pemakaian, maka didefinisikan kg rata-rata yang dinyatakan dengan kgl sebagai berikut : ∫
∫
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)
Menurut definisi diatas maka kgl = harga rata-rata kg.LoC untuk seluruh permukaan perpindahan massa s. Tentang ( XAo – XA) pada umumnya dilakukan pendefinisian sebagai berikut : XAO
= fraksi mol komponen A pada fase gas tepat dipergunakan bidang selang
XA
= fraksi mol rata-rata komponen A di fase gas atau dengan rumus : L
A
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6)
= luas penampang aliran gas yang tegak lurus terhadap permukaan perpindahan massa f
XA
j
“Cup-mixing average”
XA.LoC.
2.5. Perpindahan Massa pada Wetted Wall Column Guna menelaah perpindahan massa dalam wetted wall column, perhatikan gambar 2.3.
Gambar 2.3. Penampang membujur dari wetted wall column untuk bagian dimana perpindahan massa fasa diukur/ditelaah.
Kita tinjau sistem setinggi dz. Neraca material komponen A yang dilakukan terhadap segmen tersebut menghasilkan persamaan differensial sebagai berikut : J
z
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (7)
dimana, W = laju alir massa gas dalam arah z (gr mole/det) Dengan menggunakan kenyataan bahwa penambahan laju alir massa dalam arah z hanyalah karena adanya fluks massa J Ay maka dapat dituliskan hubungan sebagai berikut: J
z
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8)
Persamaan (7) dan (8) akan menghasilkan hubungan : J
-
z
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (9)
Dengan menggunakan (4) maka persamaan (9) dapat diubah menjadi : L -
z . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)
-
Dalam menyelesaikan persamaan (10) maka perlu penganggapan bahwa X A ratarata (lihat persamaan (6)), maka anggapan tersebut dapat digunakan. Selanjutnya dengan mengabaikan perubahan total dari W sepanjang kolom, maka integrasi persamaan (10) untuk Z=0 sampai Z=L menghasilkan : ∫
L
L
L
∫
z L (
L
O-
. . . . . . . . . . . (11)
) -
Ruas kiri adalah definisi kgl sedang ekspansi parsiil, ruas kanan dapat dengan mudah diintegrasikan. l
L -
O
l
( (
OO-
)
-
)L -
L
. . . . . . . . . . . (12)
Dengan persamaan ini maka kgl dapat ditentukan dari data percobaan. Korelasi empiris dimensi dapat diketahui bahwa kgl dipengaruhi oleh NRe, NSc, dan faktor geometris kolom (L/D). Pengaruh faktor-faktor tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut l
N
x
f N ,N ,L/
) . . . . . . . . . . . . . . . . (13)
NRe = bilangan Reynold untuk aliran gas NSc = bilangan Schmidt untuk fasa gas L/D = perbandingan panjang kolom terhadap diameter kolom Suatu proses dimana terjadi suatu perpindahan suatu unsur pokok dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dinamakan perpindahan massa. Perpindahan massa yang terjadi dari suatu unsur yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dipengaruhi oleh ciri aliran liquid, seperti pada kasus heat transfer, mekanisme perpindahan massa terjadi dengan cepat. Jika sejumlah campuran gas yang terdiri dari dua jenis molekul atau lebih, dimana konsentrasi masing-masing berbeda, maka masing-masing molekul ini cenderung menuju ke komposisi yang sama seragam. Proses ini terjadi secara alami. Perpindahan massa makroskopis ini tidak tergantung pada konveksi dalam sistem. Proses ini didefinisikan sebagai difusi molekul. Pada persamaan perpindahan massa ditunjukkan hubungan antara flux dari substan yang terdifusi dengan gradient konsentrasi. J
,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (14)
Dimana JA,Z merupakan molar flux pada Z, merupakan perubahan konsentrasi serta DAB adalah diffusivitas massa atau koefisien diffusivitas komponen A yang terdifusi melalui komponen B. Karena perpindahan masssa atau diffusi hanya terjadi dalam campuran, maka pengaruh dari tiap komponen harus diperhitungkan. Misalnya, untuk mengetahui laju diffusi dari setiap komponen relative terhadap kecepatan campuran. Kecepatan campuran harus dihitung dari kecepatan rata-rata tiap komponen. Persamaan di atas dik
l
H
F
’,
adalah koefisien diffusivitas. Koefisien diffusivitas tergantung pada: 1. Tekanan 2. Temperatur 3. Komposisi Sistem
AB
Koefisien diffusivitas masing-masing fase berbeda-beda. Koefisien diffusivitas untuk gas lebih tinggi, yaitu antara 5.10-6 – 10-5 m2/s , untuk liquid 10-10– 10-9 m2/s dan untuk solid 10-14 -10-10 m2/s. Perpindahan massa konvektif termasuk perpindahan antara fluida yang bergerak atau dua fluida yang bergerak yang tidak tercampur. Model ini tergantung pada mekanisme perpindahan dan karakteristik gerakan fluida. Persamaan laju perpindahan massa konvektif sebagai berikut: N dimana, NA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (15)
= perpindahan massa molar zat A = perbedaan konsentrasi antara permukaan dengan konsentrasi ratarata fluida = koefisien perpindahan massa konvektif
Mekanisme perpindahan massa antar permukaan dan fluida termasuk perpindahan massa molekul melalui lapisan tipis fluida stagnan dan aliran laminar. Beberapa operasi perpindahan massa yang termasuk difusi suatu komponen gas ke suatu komponen yang tidak berdifusi antara lain adalah absorbsi dan humidifikasi. Persamaan yang digunakan untuk menggambarkan koefisien perpindahan massa konvektif adalah: N
,
PP P ( - )l P
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (16)
dimana: NAZ = laju perpindahan molar DAB
= diffuisivitas
P
= tekanan
R
= konstanta gas
T
= temperature
Z
= jarak
Persamaan ini diperoleh dari teori lapisan atau film theory, dimana gas melewati permukaan liquid. Teori lapisan ini didasarkan pada model dimana tahanan untuk berdifusi dari permukaan liquid ke aliran gas diasumsikan terjadi dalam suatu stagnan film atau laminar film tebal. Dengan kata lain, menunjukkan tebal lapisan liquid. 1. Transfer massa dari gas ke film falling liquid 2. Transfer massa dalam wetted wall column
Kebanyakan data dari transfer massa antara permukaan pipa dan aliran fluida telah ditentukan dengan menggunakan wetted wall columns. Alasan mendasar untuk menggunakan kolom-kolom ini untuk penyelidikan transfer massa adalah untuk mengontakkan luas area antara 2 fase sehingga dapat dihitung dengan tepat. Koefisien
transfer
massa
konvektif
untuk
jatuhnya
liquid
film
dikorelasikan oleh Vivian dan pecamenet dengan korelasi: KL
,
/
/
ρ μ
,
. . . . . . . . . . . (17)
dimana : Z
= panjang
DAB
= diffusivitas massa antara komponen A dan B = densitas liquid B = viskositas liquid B
g
= percepatan gravitasi
Sc
= schimdt number (dievaluasikan pada temperatur film liquid)
Re
= reynold number
2.6. Teori Penetrasi Teori penetrasi yang dinyatakan oleh Trey Ball menyatakan kontak 2 fluida. Pada gambar (a) gelembung gas membesar melalui liquid yang mengabsorbsi gas. Partikel liquid mula-mula berada di puncak gelembung dimana partikel liquid siap sepanjang permukaan gelembung. Pada gambar (b) terlihat dimana liquid dengan gerakan turbulen memperlihatkan arus eddy constant.
(a)
(b)
Gambar 2.4. Teori Penetrasi
Mula-mula partikel gas terlarut tidak seragam dan mula-mula arus eddy dianggap diam, jika arus eddy dibiarkan berkontak dengan gas pada permukaannya, konsentrasi liquid permukaan gas CA yang berada pada kelarutan keseimbangan gas dari liquid selama partikel liquid menjadi penentu difusi unsteady state atau penetrasi solute pada arah Z. Untuk waktu yang pendek dan difusinya berlangsung pelan di dalam molekul solute yang larut tidak pernah mencapai kedalaman Zp sesuai dengan ketebalan arus eddy. Keadaan puncak yang ada pada fenomena transfer massa dalam dinding kolom yang dibasahi adalah : CA0 pada 9 = 0 , untuk semua Z CA pada Z = 0 , 9 > 0 CA0
∞,
9
2.7. Teori Film Gambar di berikut ini memperlihatkan cairan yang sedang jatuh pada lapisan (film) dengan aliran laminer ke dasar pada permukaan rotameter yang vertikal berkontak dengan gas A yang larut ke dalam cairan dengan konsentrasi A yang seragam CA0 dari pada A pada puncaknya.
Gambar 2.5. Teori Film Pada permukaan cairan, konsentrasi gas terlarut C A , yang berada dalam keseimbangan dengan tekanan A pada fase gas karena C A > CA0 gas terlarut ke dalam cairan. Koefisien perpindahan massa Kgl dengan sejumlah gas terlarut setelah liquid terjenuh sejauh L dan dihitung.
Masalah ini dapat dipecahkan dengan penyelesaian simultan persamaan kontinuitas. Untuk komponen A dengan persamaan yang menggambarkan liquid yaitu persamaan laminer. Persamaan simultan dan jumlah persamaan diferensial partikel menjadi lebih mudah dengan beberapa asumsi : 1. Tidak ada reaksi kimia 2. Pada arah A kondisinya tidak berubah 3. Kondisinya steady state 4. Kecepatan adsorbsi gas sangat kecil 5. Difusi A pada arah yang diabaikan dibandingkan dengan gerakan ke dasar 6. Sifat-sifat fisiknya konstan.
BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan Bahan : - Udara - Air Alat : - Stopwatch - Thermometer 3.2 Variabel Percobaan Variabel Tetap
Variabel Berubah
: Waktu Kalibrasi Air
= 10 detik
Volume Wet Gas Meter
= 10 L
Laju Alir Udara Tetap
=
Laju Alir Air Tetap
=
: Laju Alir Rotameter Udara = Laju Alir Rotameter Air
=
3.3 Gambar Alat Utama
Gambar 3.1. Alat Praktikum WWC
Keterangan : 1. Blower 2. Rotameter udara 3. Rotameter air 4. Kolom perpindahan massa
3.4 Respon 1. Kalibrasi Rotameter Udara Waktu yang dibutuhkan (detik) untuk 1 kali putaran dengan volume wet gas meter 10 L. 2. Kalibrasi Rotameter Air Volume air yang ditampung (ml) dalam waktu 10 detik pada setiap laju alir. 3. Tahap Operasi Suhu (0C) Wet Bulb dan Dry Bulb di dasar dan puncak kolom pada variabel laju alir air dan variabel laju alir udara pada waktu 10 menit. 4. Analisa Data Hasil Percobaan Mahasiswa diharapakan dapat : a. Membuat kurva hubungan koefisien transfer massa (kgl) dengan laju alir dan dapat menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi. b. Mengetahui pengaruh NRe terhadap NSh. c. Mencari konstanta a dan b dari persamaan bilangan tak berdimensi yang telah disusun
3.4 Data yang Dibutuhkan 1.
Waktu untuk 1 kali putaran jarum wet gas meter (sekon)
2.
Volume air selama 10 detik (ml)
3.
Td dan Tw input
4.
Td dan Tw output
3.6 Prosedur Percobaan Pelaksanaan pekerjaan dapat dibagi dalam dua tahap yaitu tahap persiapan dan tahap operasi.
A. Tahap Persiapan 1. Kalibrasi Rotameter Udara
Menjalankan rotameter udara
Mengisi wet gas meter dengan air sampai level tertentu sehingga putaran jarum konstan
Menghubungkan wet gas meter dengan pipa keluaran udara
Mengatur skala rotameter udara
Menghitung waktu yang diperlukan untuk jarum pada wet gas meter melakukan satu putaran
Mengulangi sampai 3x
Mengulangi langkah di atas untuk skala rotameter udara yang lain,
2. Kalibrasi Rotameter Air
Mengalirkan air dengan membuka kran pada jarak tertentu
Mengatur skala rotameter air
Mengalirkan air selama 10 detik dan menampung airnya untuk mengetahui volumenya.
Mengukur volume air
Mengulangi sampai 3x
Mengulangi langkah diatas untuk skala rotameter air yang lain.
B. Tahap Operasi 1.
Mengalirkan air dari kran air pada penunjukkan skala rotameter tertentu
2.
Mengalirkan udara pada penunjukkan skala rotameter udara tertentu
3.
Mengukur suhu wet bulb (ujung termometer diselubungi kapas basah) dan dry bulb pada puncak dan dasar kolom
4.
Membaca dan mencatat suhu pada termometer setelah 10 menit.
5.
Ulangi langkah 1-4 sebanyak 4 skala lainnya.
3.7 Analisa Hasil Percobaan Dari percobaan didapatkan data waktu untuk 1 kali putaran jarum wet gas meter (sekon), volume air selama 10 detik (ml), Td dan Tw pada input, serta Td dan Tw pada output. 1. Dengan menggunakan persamaan berikut : Quk = Qum = Vm =
x (1+Ym) 22,4
Vk =
x (1+Yk) 22,4
Dalam persamaan ini: Quk
= debit air keluar (m3/s)
Qum
= debit air masuk (m3/s)
Vm
= volume udara masuk (m3)
Vk
= volume udara keluar (m3)
Td in
= suhu dry bulb masuk (K)
Td out
= suhu dry bulb keluar (K)
Pm
= tekanan udara masuk (N/m2)
Pk
= tekanan udara keluar (N/m2)
Ym
= molal humidity udara masuk (mol air/mol udara kering)
Yk
= molal humidity udara keluar (mol air/mol udara kering)
Karena pada percobaan ini Pm = Pk = 1 atm, maka persamaan menjadi:
Ym, Yk dapat di cari pada diagram Psikometrik: Tw diplotkan pada garis 100% humidity, kemudian ditarik sejajar garis saturai adiabatis ke Td, maka diperoleh Y. Tw in, Td in → Ym
Tw out, Td out → Yk 2. Perhitungan Bilangan Reynold NRe = V= NRe air =
; D = Diameter Kolom
3. Perhitungan Tebal Lapisan film ]1/3 ; g = konstanta gravitasi = 9,8 m/s
=[
4. Perhitungan Bilangan Reynold Udara NRe udara = 5. Perhitungan Koefisien Perpindahan Massa (Kgl) Kgl = → plot Tw in ;
= Ym
→ plot Tw out ;
= Yk
Dimana: W= BM udara = 28,97 kg/mol ’
din
100% relative humidity
6. Perhitungan Bilangan Sherwood NSh = Dimana: Kgl
= koefisien transfer massa udara (mol/m2.s)
Pm
= tekanan parsiil rata-rata udara (N/m2)
Pt
= tekanan total = 1,0132 x 105 N/m2
R
= konstanta gas ideal = 8,314 Nm/kmol.K
T
= temperature absolut = 303 K
DAB
= diffusivitas air udara, interpolasi dari data yang didapat pada Treyball table 2-1, yaitu 2,6384 x 105 m2/s
YA1
=
YA2
=
Pm
=
PA1
=
Pt
PA2
=
Pt
P1
= Pt – PA1
P2
= Pt – PA2
7. Perhitungan Bilangan Sherwood (Persamaan) NSh = a(NRe)b ; a dan b dicari dengan persamaan Least Square. 8. Perhitungan Persentase Kesalahan: % kesalahan (% error) =
| x 100%
DAFTAR PUSTAKA Bird ,
w
,
L
F
, E N “Transport Phenomena” J
Willey and Jason. 1968. w , GG “Unit Operations” J ,
L
J
l y&
,I
N w
“Unit Operation” M G w H ll N w
95
M
95
Treybal, RE. .Mass Transfer Operation. 3rd ec. Mc Graw Hill Book Co. Book of Japan.1980.
LAMPIRAN
Membuat grafik kalibrasi 1. Dari data hasil kalibrasi rotameter udara didapatkan debit (volume/waktu) di tiap skala rotameter. 2. Plotkan di grafik antara debit dengan skala rotameter yang digunakan (sumbu x merupakan skala rotameter dan sumbu y merupakan debit yang didapat) 3. Ulangi langkah diatas untuk pembuatan grafik kalibrasi air.
