analisis percobaan mixing

ANALISIS HASIL

Perbandingan Np dan Re Baling-baling Besar vs Baling-baling Kecil(Perbandingan pada ukuran pengaduk berbeda)

0 200000 400000 600000 800000 10000000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

Baling-baling kecil

Baling-baling besar

RE

NP

GRAFIK 01

Perbandingan Np dan Re Turbin Besar vs Turbin Kecil(Perbandingan pada ukuran pengaduk berbeda)

GRAFIK 02

Re pengaduk besar > Re pengaduk kecil

Daya jangkau pada luas permukaan wadah pengaduk besar > pengaduk kecil

Analisis Perbedaan Ukuran Pengaduk

Makin besar jari-jari,Makin besar Re

Semakin kecil daya jangkau,Semakin lambat homogenisasi

Kebutuhan akan daya listrik pengaduk besar >pengaduk kecil

Kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan pengaduk besar akan lebih besar

karena jari-jari yang lebih besar. R yang lebih besar menghasilkan Massa yang

lebih besar. Hal ini membuat motor penggerak harus memberikan daya yang

lebih besar.

Kesimpulan : Pencampuran yang dihasilkan dengan pengaduk yang lebih kecil

menghasilkan turbulensi yang rendah (Re<<), sehingga disimpulkan dengan R

yang lebih besar akan dihasilkan pencampuran yang lebih baik.

Perbandingan Np dan Re Baling-baling Besar vs Turbin Besar (Perbandingan pada jenis pengaduk berbeda)

GRAFIK 03

Perbandingan Np dan Re Baling-baling Kecil vs Turbin Kecil (Perbandingan pada jenis pengaduk berbeda)

0 100000 200000 300000 400000 5000000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

Baling-balingTurbin

RE

NP

GRAFIK 04

Densitas dan Viskositas fluida yang digunakan relatif rendah

Kedua faktor ini tidak terlalu mempengaruhi nilai Re karena

nilai yang kecil, sehingga tidak menjadi parameter untuk

membandingkan jenis pengaduk yang berbeda. Re keduanya

cukup tinggi (300.000-500.000) karena larutan yang dipakai

relatif encer.

Re pengaduk jenis turbin> Re pengaduk baling-baling

Dp pengaduk turbin kecil > Dp pengaduk baling-baling

Np pengaduk jenis baling-baling > Np dari pengaduk jenis

turbin kecil

Propeler

Turbin

Analisis Perbedaan Jenis Pengaduk

Perbandingan Np dan Re Baling-baling Kecil 0o vs Baling-baling Kecil 30o

(Perbandingan pada jenis sudut berbeda)

50000 1000001500002000002500003000003500004000000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

Baling-baling tegakBaling-baling miring

RE

NP

GRAFIK 05

Perbandingan Np dan Re Turbin Kecil 0o vs Turbin Kecil 30o

(Perbandingan pada jenis sudut berbeda)

GRAFIK 06

Re pengaduk pada posisi 0° ≈ Re pengaduk pada kemiringan 30°.

Np pengaduk pada posisi 0° > Np pengaduk pada kemiringan 30°.

P pengaduk pada posisi 0° ≈ P pengaduk pada kemiringan 30°.

Hasil ini diberikan karena nilai Np yang relatif sama (tidak memiliki

delta yang cukup besar). Maka P hanya akan dipengaruhi oleh

Diameter pengaduk, dimana diameter yang digunakan sama.

Proses pencampuran dengan menggunakan posisi kemiringan 30o

dan pada sumbu 0o akan menghasilkan turbulensi yang tidak jauh

berbeda. Sehingga apabila hanya ditinjau dari nilai Re dan Np kita

belum bisa menentukan mana yang lebih efektif. Harus dilakukan

analisis pada jenis aliran yang terbentuk.

Analisis Perbedaan Sudut Pengaduk

ANALISIS GRAFIK

Analisis Perhitungan Kecepatan Angular Optimum pada

Pengaduk Jenis Baling-Baling Kecil , Sumbu Pengaduk 0o

300 600 900 120005

101520253035404550

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

f(x) = 2.59591552435314E-05 x + 0.00448934725099654f(x) = − 0.0493618292181266 x + 60.613760303237

w vs tLinear (w vs t)w vs PLinear (w vs P)

w (rpm)

t (se

kon)

P (w

att)

GRAFIK 07


Pengaduk Jenis Baling-Baling Besar, Sumbu Pengaduk 0o

300 600 900 12000

2

4

6

8

10

12

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

f(x) = 2.95255024614046E-05 x + 0.00231756469755165f(x) = − 0.0105916414733027 x + 13.8902820001291


w (rpm)

t (se

kon)

P (w

att)

GRAFIK 08

Peningkatan kecepatan angular pengaduk akan meningkatkan : F angular dan meningkatkan torsi

(τ). Peningkatan kecepatan angular pengaduk akan meningkatkan daya pengadukan (P).

Peningkatan kecepatan angular pengaduk akan :

meningkatkan turbulensi larutan (kenaikan nilai Re)

Penyebaran komponen-komponen larutan tersebar yang lebih acak

Homogenisasi larutan akan lebih cepat

Waktu pengadukan lebih singkat

Dari perpotongan grafik t vs ω dan P vs ω , akan didapatkan :

ω opt (sumbu x)

P opt (sumbu y bagian kanan)

t opt (sumbu y bagian kiri)

Peningkatan jari-jari (R) impeler akan menyebabkan kenaikan

nilai Re yang cukup drastis. Hal ini menyatakan bahwa turbulensi

yang terjadi untuk impeler yang lebih besar akan lebih tinggi

dibandingkan dengan turbulensi yang dihasilkan oleh (R) yang

kecil.

Daya jangkau impeler besar juga mendukung homogenisasi yang

lebih cepat karena bisa menghantarkan daya putar ke seluruh

bagian tangki lebih baik.


Pengaduk Jenis Baling-Baling Kecil, Sumbu Pengaduk 30o

300 600 900 12000

5

10

15

20

25

30

35

40

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

f(x) = 2.42575877835968E-05 x + 0.00462885549390564

f(x) = − 0.041130576372047 x + 46.0158602156219

w vs t

Linear (w vs t)

w vs P

Linear (w vs P)

w (rpm)

t (se

kon)

P (w

att)

GRAFIK 09


Pengaduk Jenis Baling-Baling Besar, Sumbu Pengaduk 30o

GRAFIK 10

Pada pengadukan dengan sumbu 30o , terdapat daerah

pola aliran incline yang menghindari pola aliran vortex.

Dengan menghindari jenis pusaran vortex, turbulensi

yang dihasilkan oleh pengaduk akan makin besar dan

mempercepat waktu homogenisasi.

Grafik ini memberikan hasil yang cenderung sama

dengan grafik pertama di mana hubungan antara

kecepatan pengadukan dengan daya berbanding lurus

sedangkan kecepatan pengadukan dengan waktu untuk

mencapai kehomogenan berbanding terbalik.

Perhitungan Kecepatan Angular Optimum pada Pengaduk Jenis Turbin Kecil Analisis Perhitungan Kecepatan Angular Optimum pada

Pengaduk Jenis Turbin Kecil , Sumbu Pengaduk 0o

300 600 900 12000

2

4

6

8

10

12

14

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

f(x) = 3.0047731336364E-05 x + 0.00164701149788094f(x) = − 0.0107561633932929 x + 15.0740514151972


w (rpm)

t (se

kon)

P (w

att)

GRAFIK 11


Pengaduk Jenis Turbin Besar, Sumbu Pengaduk 0o

GRAFIK 12

Pada grafik ini cenderung sama dengan grafik 07 dan grafik 08 dimana

hubungan antara kecepatan pengadukan dengan daya berbanding lurus.

Kecepatan pengadukan dengan waktu untuk mencapai kehomogenan

berbanding terbalik.

Kenaikan ukuran (R) impeler mempengaruhi nilai Re sehingga menjadi lebih

besar yang menyebabkan pengadukan menjadi lebih turbulen.

Perbedaan hanya terdapat pada nilai kecepatan pengadukan optimum,

waktu optimum, serta daya optimum yang didapat dari perpotongan garis

garis P vs ω dan t vs ω pada grafik.


Pengaduk Jenis Turbin Kecil , Sumbu Pengaduk 30o

GRAFIK 13


Pengaduk Jenis Turbin Besar, Sumbu Pengaduk 30o

GRAFIK 14

Pada grafik ini cenderung sama dengan grafik 09 dan grafik 10 dimana

hubungan antara kecepatan pengadukan dengan daya berbanding lurus.

Kecepatan pengadukan dengan waktu untuk mencapai kehomogenan

berbanding terbalik.

Perubahan sudut memungkinkan praktikan menghindari pembentukan aliran

vortex dan menghasilkan pola aliran incline, yang menaikan kemampuan

turbulensi.

Perbedaan hanya terdapat pada nilai kecepatan pengadukan optimum,

waktu optimum, serta daya optimum yang didapat dari perpotongan garis

garis P vs ω dan t vs ω pada grafik.

RANGKUMAN

Jenis Pengaduk Sumbuωopt (rpm) topt (s) Popt (watt)

Baling-Baling

Besar0

30

Kecil0

30

Turbin

Besar0

30

Kecil0

30

Kesimpulan Apabila tujuan utama dari praktikum ini adalah menentukan kondisi optimum

homogenisasi (pencampuran), akan digunakan :

Pengaduk jenis turbin berukuran besar (Re>>>)

Voltase tertinggi (10 V) rpm tinggi.

Memposisikan pengaduk pada posisi sumbu 30° dari garis normal

Membutuhkan Daya (P) yang besar

Apabila tujuan utama dari praktikum ini adalah menentukan kondisi pemakaian daya

yang ekonomis, akan digunakan :

Pengaduk jenis propeler berukuran besar (Re>>)

Voltase tertinggi (10 V)

Memposisikan pengaduk pada posisi sumbu 30° dari garis normal

Membutuhkan Daya (P) yang relatif kecil, karena sama dengan posisi 0o namun dengan waktu

yang cenderung berbeda.

analisis percobaan mixing

Documents