bab iii tangki berpengaduk kelompok 5 print - copy

8/19/2019 BAB III Tangki Berpengaduk Kelompok 5 Print - Copy

1/22

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Penentuan Pola Aliran pada Tangki Berpengaduk

Pada percobaan tangki berpengaduk ini telah ditentukan pola aliran dari setiap

impeller yang digunakan. Pola aliran yang terbentuk dipengaruhi oleh jenis impeller.

Berikut ini adalah pola aliran yang terbentuk dari masing masing impeller.

1. Propeller

Pola aliran atau sirkulasi dimulai dari dasar, kemudian bergerak ke bagian

permukaan kedua sisi, dan selanjutnya ke atas. Dari atas bergerak kebawah dan begitu

seterusnya. Hal ini sesuai dengan gambar 1.7 b, 1.9 c dan .1.

Gamar 3.1. Pola !liran Pengaduk Propeller

2. Paddle

Pola aliran atau sirkulasi yang terjadi pada impeller jenis paddle adalah radial.

!rah aliran yang terjadi tegak lurus dengan pengaduk. "ni sesuai dengan gambar 1.7 c,

1.9 dan .#.

Gamar 3.!. Pola !liran Pengaduk Paddle

. $urbin


2/22

Pola aliran yang terbentuk pada impeller jenis ini adalah radial dan tangensial.

!liran dimulai dari dasar bergerak melingkar mengelilingi pengaduk dengan arah yang

saling berlawanan. !liran yang bergerak di dinding membentuk aliran tegak lurus

terhadap pengaduk. Pada kecepatan pengadukan yang tinggi, terjadi %orteks pada aliran.

Hal ini sesuai seperti yang digambarkan pada gambar 1.9 a, 1.9 c dan .

Gamar 3.3. Pola !liran Pengaduk $urbin

3.!. Penentuan "arakteri#tik Da$a Pengaduk

3.!.1. Huungan antara "e%epatan Pengaduk dengan NPo untuk Tipe Pengaduk

Paddle A& B& dan Turin dalam Tangki Tanpa Sekat

Bilangan daya &'Po( merupakan nilai yang menunjukkan seberapa besar daya

yang ditimbulkan dalam proses pengadukan. Bilangan daya ini dipengaruhi oleh

kecepatan pengadukan, gaya, dan diameter pengaduk. )emakin besar kecepatan pengadukan, semakin besar gaya yang ditimbulkan &*c+abe, 19-(. Pernyataan ini

didukung dari gambar graik dibawah ini /


3/22

0 50 100 150 200 250 300 3500

0.01

0.01

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

Paddle A Of Center

Paddle A Center

Paddle B Of Center

Paddle B Center

Turbin Of Center

Turbin Center

Kecepatan Pengadukan (rpm)

Gaya (N)

Gamar 3.'. 0raik hubungan ecepatan Putaran Pengaduk 2s 0aya Impeller tanpa

sekat

Pada gambar .3. dapat dilihat hubungan antara kecepatan pengaduk dengan

gaya untuk tipe pengaduk, paddle !, B, dan turbin dalam tangki tanpa sekat. Pada pengaduk paddle ! dengan posisi center dari laju putaran #4 rpm sampai #44 rpm

menunjukkan perubahan gaya mulai dari 174 rpm secara bertahap mulai dari 4.41 '

sampai 4.1 ' dan membentuk %orte5 pada #44 rpm, kenaikan yang terjadi pada posisi

ini cenderung bertahap dengan perbedaan yang kecil, sedangkan pada posisi o center

untuk paddle yang sama perbedaan yang didapat adalah pada 144 rpm mulai terjadi

kunaikan gaya sebesar 4.41' sampai 4.-3 ' dan membentuk %orte5 pada #14 rpm

sedangkan perbedaan nilai gaya yang dihasilkan lebih besar dari paddle pada posisicenter, hal yang sama juga terjadi pada paddle B.

)edangkan untuk perbandingan daya yang dihasilkan adalah paddle B

menghasilkan gaya yang lebih besar dari paddle ! baik diposisi center maupun o

center, hal ini disebabkan oleh lebar paddle B yang lebih besar dai paddle !.

emudian, dari gambar graik juga memperlihatkan nilai gaya yang tetap berada

dititik nol walaupun laju putaran bertambah. )ecara umum pada tiap6tiap pengaduk, laju

putaran #4694 rpm berada di titik nol. Hal ini terjadi karena perubahan gaya yang sangat


4/22

kecil sehingga tidak dapat dibaca menggunakan alat nerasa pegas. adi kemampuan

pengaduk jenis paddle untuk melakukan pengadukan berada dikondisi 94 rpm atau

diatasnya. ika kecepatan masih minimum maka waktu yang dibutuhkan pengaduk

untuk melakukan sekali putaran lebih besar.

Dari penjelasan graik diatas menunjukkan semakin besar laju putaran, semakin

besar nilai gaya yang dihasilkan. Perubahan gaya yang terus meningkat secara langsung

memberikan pengaruh pada daya yang dibutuhkan dalam proses pengadukan karena

gaya berbanding lurus dengan daya. )emakin besar gaya maka daya juga akan terus

megalami kenaikan dan begitu juga bilangan daya &'Po(. Bilangan daya dapa dihitung

dengan menggunakan persamaan Po 8 P&:'D-(. Dari persamaan tersebut dapat dilihat

bahwa daya berbanding lurus dengan bilangan daya. ;ntuk membuktikan hal tersebut

dapat dilihat dari gambar dibawah ini/

0 100 200 300 400 500 600 7000

0

0

0

0

0

0

0

Paddle A Of Center

Paddle A Center

Paddle B Of Center

Paddle B Center

Turbin Of Center

Turbin Center

Reynold Number

Power Number

Gamar 3.(. 0raik Hubungan ecepatan Putaran Pengaduk 2s 'Po Impeller tanpa

sekat

Berdasarkan graik diatas, sebagian besar bilangan


5/22

x10−5 dan meningkat hingga 7.==9 x10

−4 . ;ntuk paddle B juga mengalami

peningkatan dimulai pada laju putaran 1=4 rpm sebesar #.91# x

10

−5

hingga -.4#

x10−4 pada 194 rpm. Begitu juga dengan paddle ! o center sebesar 3.3-

x10−6 pada laju putaran 144 rpm dan terus mengalami kenaikan sampai 3.=7=-

x10−3 pada #14 rpm. ;ntuk paddle B o center terjadi kenaikan dimulai dari

1.#9- x10−6 pada laju putaran 4 rpm sampai dengan #.=34=#7 x10

−3 pada 174

rpm. Bilangan daya terbesar terjadi pada pengadukan dengan menggunakan paddle !

pada posisi o center karena memiliki diameter pengadukan yang paling besar diantara

yang lainnya karena bilangan daya berbanding terbalik dengan diameter pengaduk

&0eankoplis, 199(.

3.!.!. Huungan antara "e%epatan Pengaduk dengan NPo untuk Tipe

Pengaduk Propeller & Paddle& dan Turin dalam Tangki Ber#ekat.

ecepatan pengaduk mempengaruhi nilai 'po (power number) dalam tangki

berpengaduk yang memiliki sekat. Pengaruh yang terjadi dapat dilihat pada gambar .=

berikut.

0 50 100 150 200 250 300 3500

0

00

0

0

0

0

0

0

0.01

Paddle A Of Center

Paddle A Center

Paddle B Center

Paddle B Of Center

Turbin Center

Turbin Of Center

Kecepatan Pengadukan (rpm)

Power Number

Gamar 3.). 0raik Hubungan ecepatan Putaran Pengaduk 2s 'po "mpeller dengan

sekat


6/22

Berdasarkan 0ambar diatas, umumnya kecepatan pengaduk dan 'Po dari tipe

pengaduk jenis paddle terjadi kenaikan. )emakin tinggi nilai kecepatan pengaduk, maka

semakin tinggi pula nilai 'Po dari masing6masing pengaduk. Pada paddle ! 'po

mengalami kenaikan dan penurunan dimulai dari kecepatan 114 rpm, 'Po meningkat

dari 4 menjadi 7.417 x10−6 dan terus naik hingga 1.=9737 x10

−3 pada 1-4

rpm. ;ntuk pengaduk jenis paddle B kenaikan bilangan daya dimulai dari 114 rpm

sebesar =.9#7 x10−6 , dan terus naik hingga 1.17-1 x10

−3 pada 1-4 rpm.

;ntuk paddle ! o center kenaikan terjadi pada 144 rpm sebesar 3.3- x10−6 dan

terus meningkat menjadi 1.=44#= x10−3

pada laju putaran 134 rpm. ;ntuk paddle

B o center dimulai pada kecepatan 114 rpm sebesar =.-19=3 x10−6 kemudian terus

meningkat sampai 174 rpm sebesar 3.39-# x10−3 .

Dari kedua gambar graik dapat dilihat bahwa tangki yang menggunakan sekat,

nilai bilangan daya (power)-nya lebih besar dibandingkan dengan tangki tanpa sekat.

Besarnya bilangan daya (power) disebabkan karena pada tangki bersekat, daya yang

digunakan lebih besar dan dipengaruhi oleh daun sekat sehingga memperlambat

pengadukan &0eankoplis, 199(.

3.!.3. Huungan antara NPo dengan N*e untuk Tipe Pengaduk Propeller& Paddle

dan Tangki dalam Tangki Tanpa Ber#ekat dan Ber#ekat

Hubungan antara bilangan daya &'Po( dengan bilangan reynold &'


7/22

Gamar 3.+. 0raik Hubungan '


8/22

µ

ρ


9/22

LAMPI*AN A

-NTH PE*HIT/NGAN

A Pengukuran Dimen#i Alat

1 $angki

Diameter tangki 8 #,7 cm

$inggi tangki 8 3#. cm

2olume tangki 8#7,1# @

# Impeller

• Propeller

umlah daun pengaduk / 1 buahDiameter / 4.413 m

• Paddle !

• umlah daun / # buah

• Diameter / 4,#4- m

• Panjang daun pengaduk / 4,47- m

• @ebar daun pengaduk / 4,43= m

• Paddle B

• umlah daun / # buah

• Diameter / 4,17- m

• Panjang daun pengaduk / 4,4=# m

• @ebar daun pengaduk / 4,4=1 m

B -onto0 Per0itungan Menentukan "arakteri#tik Da$a Pengaduk

*isalkan pada paddle.

a @aju Putaran, A

1- rpm 8 1- ( 2 x 22/760 )rad /s 8 13.13#-713

rads

b $or>ue, $ &'m(

$ 8 0aya 5 panjang lengan tor>ue

8 4.1 ' 5 4.11 m

84.411 'm

c Daya, P &att(


10/22

P 8 $or>ue 5 laju putaran

8 4.4115 13.13#-713 rads 8 4.1---71 ' rads

d Bilangan Daya

- D N

P N

Po

ρ =

8

0.155571

997.08 x 14.142857143 x0.175

5 8 1.4#913C64-

e Bilangan


11/22

Tael 1. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle dengan )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju

putaran 0aya, $or>ue,$ Daya,

Power

'umber


12/22

Tael !. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle $anpa )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber ue,$ Daya,

Power

'umber


13/22

# 4 .13 4 4 4 4 13.-91=1

34 3.1=====

7

4

4 4 4 191.=3#13

3

-4 -.#

4

4 4 4 #9.#4#=

- =4 =.# 4 4 4 4 #7.479=#1

=

74 7.#=====

7

4

4 4 4 3.9#=#7-

7

4 .7

4

4 4 4 #.77#3# 94 9.3# 4 4 4 4 34.=1933#

9

144 14.3=====

7

4.41

4.4411 4.411-1 3.3-C64= 37.3==4--

14

114

11.-1

4.4#

4.44##

4.4#-#9

1.49C64- -#=.1#=-9

11 1#4 1#.-= 4.4 4.44 4.43133 #.7741#C64- -73.1-9#=3#

1#

14 1.=4====

7

4.4-

4.44--

4.473=

7 =.-911C64- =##.44-=9=

1

134 13.=-

4.47

4.4477 4.11#47 4.444119737 ==9.-#3739

13 1-4 1-.7 4.49 4.4499 4.1--3 4.444#4#9 717.=9944

1-

1=4 1=.73====

7

4.1

4.411

4.13#1

4.444#91# 7=-.-3-=-=

1=

174 17.79

4.

4.431

4.737=1

4.44131#93 1.9##91

17 14 1.3 4.3- 4.439- 4.9#- 4.44#14-=3 =1.#9=

1

194 19.====

7

4.-

4.4--

1.497==

7 4.44#941= 949.4--417

19

#44 #4.9

4.-#

4.4-7#

1.197=

7 4.4474399 9-=.9#147

#4 #14 #1.9 4.-3 4.4-93 1.4-=1# 4.443=7=- 1443.7771#

Tael '. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle dengan )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber


14/22

1 #4 #.49 4 4 4 4 9-.=9#147

# 4 .13 4 4 4 4 13.-91=1

34 3.1=====7 4 4 4 4 191.=3#13

3 -4 -.# 4 4 4 4 #9.#4#=

- =4 =.# 4 4 4 4 #7.479=#1

= 74 7.#=====7 4 4 4 4 3.9#=#7-

7 4 .7 4 4 4 4 #.77#3#

94 9.3# 4 4 4 4 34.=1933#

9 144 14.3=====7 4.41 4.4411 4.411-1 3.3-C64= 37.3==4--

14 114 11.-1 4.43 4.4433 4.4-4=-7 #.=47=C64- -#=.1#=-9

11 1#4 1#.-= 4.3 4.437 4.-934 4.444974-1 -73.1-9#=3#

1# 14 1.=4====7 4.-- 4.4=4- 4.##4 4.444=99-4# =##.44-=9=1 134 13.=- 4.93 4.143 1.-1-1-37 4.441=44#= ==9.-#3739

+ Paddle B +enter

Diameter / 4,#4- m

Panjang daun pengaduk / 4,47- m @ebar daun pengaduk / 4,43= m

Tael (. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle $anpa )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber


15/22

Tael ). Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle dengan )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber

ue,$ Daya,

Power

'umber


16/22

&rpm( &raddet( &'( &'m6#( &watts( Po 're

1

#4 #.49

4

4 4 4 9-.=9#147

# 4 .13 4 4 4 4 13.-91=1

34 3.1=====

7

4

4 4 4 191.=3#13

3

-4 -.#

4

4 4 4 #9.#4#=

- =4 =.# 4 4 4 4 #7.479=#1

=

74 7.#=====

7

4

4 4 4 3.9#=#7-

7

4 .7

4.41

4.4411 4.449#147 1.#9-C64= #.77#3#

94 9.3# 4.4# 4.44## 4.4#47#3 -.3#C64= 34.=1933#

9

144 14.3=====

7

4.4

4.44 4.43-3 1.-9C64- 37.3==4--

14 114 11.-1 4.43 4.4433 4.4-4=-7 #.=47=C64- -#=.1#=-9

11 1#4 1#.-= 4.47 4.4477 4.49=71# =.3==#C64- -73.1-9#=3#

1#

14 1.=4====

7

4.1

4.411 4.139=7

4.4441#71

# =##.44-=9=

1

134 13.=-

4.3

4.473 4.-3437

4.444-1=#

= ==9.-#3739

13 1-4 1-.7 4.- 4.4-- 4.=- 4.4411#71=7 717.=9944

1-

1=4 1=.73====

7

4.=#

4.4=# 1.13#1##7

4.44149-

9 7=-.-3-=-=

1=

174 17.79

4.71

4.471 1.9=-9

4.44#=34=#

7 1.9##91

Tael ,. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle dengan )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber


17/22

3

-4 -.#

4

4 4 4 #9.#4#=

- =4 =.# 4 4 4 4 #7.479=#1

=

74 7.#=====

7

4

4 4 4 3.9#=#7-

7

4 .7

4

4 4 4 #.77#3#

94 9.3# 4 4 4 4 34.=1933#

9

144 14.3=====

7

4

4 4 4 37.3==4--

14114

11.-14.41

4.44114.41#==3

7 =.-19=3C64= -#=.1#=-9

11 1#4 1#.-= 4.4 4.44 4.43133 #.7741#C64- -73.1-9#=3#

1#

14 1.=4====

7

4.=

4.4== 4.943 4.4447=493 =##.44-=9=

1

134 13.=-

4.7

4.477

1.1#4=

7 4.4411973== ==9.-#3739

13 1-4 1-.7 4.9 4.499 1.--3 4.44#4#9 717.=9944

1-

1=4 1=.73====

7

1.1

4.1#1

#.4#=3=

7 4.44#141- 7=-.-3-=-=

1=

174 17.79

1.

4.13

#.-3333=

7 4.44339-# 1.9##91

C $urbin +enter

Tael . Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk turbin $anpa )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber


18/22

9 144 14.3=====7 4 4 4 4 #1=.37

14 114 11.-1 4 4 4 4 #.-71=#=

11 1#4 1#.-= 4 4 4 4 #=4.#=44173

1# 14 1.=4====7 4 4 4 4 #1.93-##

1 134 13.=- 4 4 4 4 4.===7

13 1-4 1-.7 4 4 4 4 #-.#-4#1

1- 1=4 1=.73====7 4 4 4 4 37.41-==

1= 174 17.79 4 4 4 4 =.741=91

17 14 1.3 4 4 4 4 94.944#=1

1 194 19.====7 4 4 4 4 31#.47=49

19

#44

#4.9

4.41

4.4411

4.4#4#=

7 9.-=#C64= 3.7===9-7#4 #14 #1.9 4.41 4.4411 4.4#317 1.194C64- 3--.3--44-

#1

##4

#.4#====7

4.41

4.4411

4.4#-#9

1.334-C64- 377.13=-

##

#4

#3.47

4.41

4.4411

4.4#=34

7 1.7#=C64- 39.17

# #34 #-.1# 4.4# 4.44## 4.4--#=3 3.47-C64- -#4.-#443

#3

#-4

#=.1=====7

4.4#

4.44##

4.4-7-==

7 3.1#=1C64- -3#.#4=9=

#-

#=4

#7.#1

4.4#

4.44##

4.4-9=9

-.=44C64- -=.9=7433

#= #74 #.#= 4.4# 4.44## 4.4=#17# =.-37-1C64- --.--49#

#7 #4 #9.4====7 4.4 4.44 4.49=71# 4.44411-91 =47.#773

# #94 4.- 4.4 4.44 4.1441== 4.44414749 =#.9=174

Tael 12. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk turbin dengan )ekat

Pengamatan

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber


19/22

9 144 14.3=====7 4 4 4 4 #1=.37

14 114 11.-1 4 4 4 4 #.-71=#=

11 1#4 1#.-= 4 4 4 4 #=4.#=44173

1# 14 1.=4====7 4 4 4 4 #1.93-##

1 134 13.=- 4 4 4 4 4.===7

13 1-4 1-.7 4 4 4 4 #-.#-4#1

1- 1=4 1=.73====7 4 4 4 4 37.41-==

1= 174 17.79 4 4 4 4 =.741=91

17 14 1.3 4 4 4 4 94.944#=1

1 194 19.====7 4 4 4 4 31#.47=49

19 #44 #4.9 4.41 4.4411 4.4#4#=7 9.-=#C64= 3.7===9-7

#4 #14 #1.9 4.41 4.4411 4.4#317 1.194C64- 3--.3--44-#1 ##4 #.4#====7 4.4# 4.44## 4.4-4=-7 #.=1C64- 377.13=-

## #4 #3.47 4.4 4.44 4.47933# -.171-C64- 39.17

# #34 #-.1# 4.1 4.411 4.#7=# 4.444#4379 -#4.-#443

#3 #-4 #=.1=====7 4.- 4.4- 1.44731=7 4.4443##47 -3#.#4=9=

#- #=4 #7.#1 4.3 4.433 1.197=7 4.4411#=41- -=.9=7433

#= #74 #.#= 4.- 4.4-- 1.--3 4.441==7= --.--49#

#7 #4 #9.4====7 4.= 4.4== 1.93#3 4.44##71#1 =47.#773

# #94 4.- 4.7 4.477 #.7#4=7 4.44439== =#.9=174

#9 44 1.3 4.9 4.499 .14= 4.443394733 =-4.=-443-

$urbin E +enter

Tael 11. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk Paddle $anpa )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju

putaran

0aya, $or>ue,$ Daya, Power

'umber


20/22

94 9.3# 4 4 4 4 19-.19-411

9 144 14.3=====

7

4 4 4 4 #1=.37

14 114 11.-1 4 4 4 4 #.-71=#=

11 1#4 1#.-= 4 4 4 4 #=4.#=44173

1# 14 1.=4====

7

4 4 4 4 #1.93-##

1 134 13.=-

4 4 4 4 4.===7

13 1-4 1-.7 4 4 4 4 #-.#-4#1

1- 1=4 1=.73====

7

4 4 4 4 37.41-==

1= 174 17.79

4 4 4 4 =.741=91

17 14 1.3 4 4 4 4 94.944#=1

1 194 19.====

7

4 4 4 4 31#.47=49

19 #44 #4.9

4 4 4 4 3.7===9-7

#4 #14 #1.9 4 4 4 4 3--.3--44-

#1 ##4 #.4#====

7

4 4 4 4 377.13=-

## #4 #3.47

4 4 4 4 39.17

# #34 #-.1# 4 4 4 4 -#4.-#443

#3 #-4 #=.1=====

7

4 4 4 4 -3#.#4=9=

Tael 1!. Data Penentuan arakteristik Daya Pengaduk turbin dengan )ekat

Pengamata

n

@aju

Putaran

@aju


Power

'umber


21/22

34 3.1=====

7 4 4 4 4 =.7-913

3

-4 -.#

4 4 4 4 14.331=79

- =4 =.# 4 4 4 4 14.14447

=

74 7.#=====

7 4 4 4 4 1-1.13-

7

4 .7

4 4 4 4 17.-4==7

94 9.3# 4 4 4 4 19-.19-411

9144 14.3=====

7 4 4 4 4 #1=.37

14 114 11.-1 4 4 4 4 #.-71=#=

11 1#4 1#.-= 4 4 4 4 #=4.#=44173

1#

14 1.=4====

7 4 4 4 4 #1.93-##

1

134 13.=-

4 4 4 4 4.===7

13 1-4 1-.7 4 4 4 4 #-.#-4#1

1-

1=4 1=.73====

7 4 4 4 4 37.41-==

1=

174 17.79

4 4 4 4 =.741=91

17 14 1.3 4.41 4.4411 4.4#47#3 =.3===7C64= 94.944#=1

1

194 19.====

7 4.4# 4.44##

4.437-4

7 1.=4--9C64- 31#.47=49

19

#44 #4.9

4.4 4.44 4.4=94 #.9-=7C64- 3.7===9-7

#4 #14 #1.9 4.4 4.44 4.193#3 9.-3#-C64- 3--.3--44-

#1

##4 #.4#====

7 4.1 4.411

4.#-#9

4.4441334

- 377.13=-

##

#4 #3.47

4. 4.431

1.44=#=-

4.444=--4=

7 39.17

#

#34

#-.1# 4.3 4.4-# 1.#==

4.4449141

-#4.-#443

#3

#-4 #=.1=====

7 4.- 4.4--

1.391==

7

4.441#41-

-3#.#4=9=


22/22

#-

#=4 #7.#1

4.= 4.4== 1.79=4

4.441=94#

-=.9=7433

#=

#74

#.#= 4.7- 4.4#- #.13-

4.44#3--1

3 --.--49#

#7

#4 #9.4====

7 4. 4.49=

#.=-

4.44#44

- =47.#773

bab iii tangki berpengaduk kelompok 5 print - copy

Documents