dasar pemrosesan termal udara 1

38
DASAR PEMROSESAN UDARA

Upload: dedep-tohpati

Post on 07-Aug-2015

52 views

Category:

Education


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dasar pemrosesan termal udara 1

DASAR PEMROSESAN UDARA

Page 2: Dasar pemrosesan termal udara 1

Materi Perkuliahan

• Proses termal udara : proses sensibel udara, proses laten udara, campuran antara proses sensibel dan laten terhadap udara

• Proses pencampuran termal udara• Mengambarkan garis aliran pemrosesan termal

udara pada diagram psikrometrik• Perhitungan perubahan entalpi, perubahan laju

kalor dan perubahan kadar uap air hasil pemrosesan termal udara

Page 3: Dasar pemrosesan termal udara 1

Tujuan Pembelajaran Umum• Mahasiswa dapat menjelaskan metoda pemrosesan

termal udara • Tujuan Pembelajaran Khusus• Mahasiswa dapat menghitung perubahan kalor dengan

menggunakan diagram psikrometrik pada pemrosesan termal udara

• Mahasiswa dapat menghitung perubahan kadar uap air didalam udara dengan menggunakan diagram psikrometrik pada pemrosesan termal udara

• Mahasiswa dapat mencari variabel sifat-sifat udara dengan menggunakan diagram psikrometrik pada pencampuran udara

Page 4: Dasar pemrosesan termal udara 1

Treatment udara

• Pemrosesan termal udara : suatu proses yang dilakuan untuk mengubah kalor sensibel dan atau mengubah kalor laten udara sesuai dengan kondisi yang diinginan.

• Mengubah kalor sensibel : - menurunkan kalor sensibel udara atau pendinginan sensibel udara (sensile cooling) - meningkatkan kalor sensibel udara atau pemanasan udara (sensible heating).

Page 5: Dasar pemrosesan termal udara 1

Treatment udara • Pemrosesan termal udara : suatu proses yang dilakuan untuk

mengubah kalor sensibel dan atau mengubah kalor laten udara sesuai dengan kondisi yang diinginan.

• Perubahan energi sensibel ditandai dengan perubahan temperatur tabung kering TDB

• Perubahan energi laten ditandai dengan perubahan rasio kelembaban ω

Page 6: Dasar pemrosesan termal udara 1

Treatment udara

• Mengubah kalor sensibel : - menurunkan kalor sensibel udara atau pendinginan sensibel udara (sensible cooling, Tdb↓, ω konstan) - meningkatkan kalor sensibel udara atau pemanasan udara (sensible heating , Tdb↑, ω konstan).• Mengubah kalor laten : - meningkatkan kalor laten atau melembabkan udara (humidification, ω↑ , Tdb konstan) - menurunkan kalor laten udara atau mengeringkan udara (dehumidification, ω↓, Tdb konstan).

Page 7: Dasar pemrosesan termal udara 1

Treatment udara • Gabungan proses sensibel dengan proses laten - pendinginan dan pelembaban udara (cooling and

humidification, Tdb↓, ω↑) - pendinginan dan pengeringan udara (cooling and

dehumidification, T db↓, ω↓) - pemanasan dan pengeringan udara (heating and

dehumidification, Tdb↑, ω↓) - pemansan dan pelembaban udara (heating and

humidification , Tdb↑, ω↑)

Page 8: Dasar pemrosesan termal udara 1

Diagram Proses Dasar Pemrosesan udara

Page 9: Dasar pemrosesan termal udara 1

• Laju perubahan kalor sensibel atau kalor laten terhadap udara adalah :

Q = ma ( h2 - h1) [kW] = (V/v) (h2 - h1) [kW]• Laju luaran atau masukan uap air ke atau dari

udara adalah adalah : mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s] ma = laju aliran udara [kg/s] h = entalpi udara [kJ/kg] ω = rasio kelembaban [kgv/kga) V = debit udara [ m³ /s] v = volume spesifik udara [ m³ /kg]

Page 10: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pemanasan sensibel• Laju perubahan kalor pemanasan sensibel : Q = ma ( h2 - h1) atau [kW] Q = V/v (h2 - h1) [kW] sedangkan rasio kelembabannya konstan ω2 = ω1 = ω

Page 11: Dasar pemrosesan termal udara 1

Skema sistem pemanasan sensibel

Page 12: Dasar pemrosesan termal udara 1

• Udara sejumlah 2 kg/s mengalami proses pemanasan sensibel dari temperatur bola kering tdb 150C dan 50% RH hingga mencapai 30% RH.

Hitung laju perubahan energi sensiel udara dan berapa temperatur bola kering udara hasil proses.

• Penyelesaian : Pada proses pemanasan sensibel, temperatur bola kering, tdb

meningkat dan rasio kelembaban, ω konstan.• Kondisi awal proses : Kondisi akhir proses : ma1 = 2 kg/s ma2 = ma ,1 = ma = 2 kg/s Tdb,1 = 150 C RH1 = 50%

Page 13: Dasar pemrosesan termal udara 1

• Plot kondisi awal p roses pada diagram psikrometrik, diperoleh :

• awal proses : ω1 = 15,3 gv/kga dan h1 = 29 kJ/kga

• akhir proses : RH1 = 30% ; ω2 = ω 1 =15,3 gv/kga.

h1 = 36 kJ/kga

cari Tdb,2 = 230C

• Qs = ma ( h2 - h1)

= 2 kga/s (36 -29 ) kJ/kga

= 14 kW

1 2••

Page 14: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pendinginan sensibel• Laju perubahan kalor sensibel atau kalor laten terhadap

udara adalah : Q = ma ( h2 - h1) [kW] = (V/v) (h2 - h1) [kW]• akhir proses hanya mencapai batas garis jenuh• rasio kelembaban konstan, ω2 = ω1 = ω

Page 15: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pendinginan sensibel Pendinginan

Page 16: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pendinginan dan dehumidifikasi

Page 17: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pendinginan dan dehumidifikasi

Page 18: Dasar pemrosesan termal udara 1

• Laju perubahan kalor pendinginan dan dehumidifikasi adalah : Q = ma ( h2 - h1) atau [kW]

Q = V/v (h2 - h1) [kW] sedangkan pengembunan yang terjadi atau kondensasi uap air

adalah : mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s]

Page 19: Dasar pemrosesan termal udara 1

5.Berapa daya yang dibutuhkan untuk mendinginkan 1000 liter per detik udara dari 32 0CDB dan 70% rh menjadi 260CDB dan 100% RH? Berapa l/jam air yang terkondensasi ?

Jawab:

12

Page 20: Dasar pemrosesan termal udara 1

• TDB1 = 32 ⁰C TDB2 = 26⁰C RH1 = 70 % V = 1 m³/s RH = 100 % Dari karta Psikrometri : Dari karta Psikrometri : h1 = kJ/kga h2 = kJ/kga

ω1 = gv/kga ω = gv/kga

ν1 = m³/kga ν2 = m³/kga

ν = (ν2 – ν1)/2 = m³/kga

• Q = ma (h2 - h1) = V/v (h2 - h1) = =• mw = ma ( ω2 – ω1) = V/v ( ω2 – ω1) = =

Page 21: Dasar pemrosesan termal udara 1

Metoda lain dehumidifikasi :Dehumidifikasi dengan desicant

Page 22: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pendinginan dan dehumidifikasi dengan bahan hidrat desicant

Page 23: Dasar pemrosesan termal udara 1

Demidifier dengan sistem Refrigerasi

Page 24: Dasar pemrosesan termal udara 1

Humidifikasi dengan uap air• Dengan memasukkan uap air ke dalam aliran udara : a. terjadi penambahan uap air, panas laten udara meningkat ,rasio kelembaban udara, ω meningkat mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s] b.Temperatur, TDB udara meningkat, panas sensibel udara meningkat, c. Laju pemindahan panas : Q = ma ( h2 - h1) . [kW]

Page 25: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pelembaban dengan uap air

Page 26: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pemanasan dan Pelembaban

Page 27: Dasar pemrosesan termal udara 1

6.Berapa daya yang dibutuhkan untuk melembabkan dan memanaskan 1000 liter per detik udara dari 50CDB dan 30% RH menjadi

35 0CDB dan 70% rh? Berapa l/jam uap air yang

diuapkan ? Jawab:

Page 28: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pendinginan dengan penguapan air(Evaporative cooling)

• Dengan menguapkan air pada temperatur lingkungan ke dalam aliran udara :

a. terjadi penambahan uap air, panas laten udara meningkat ,kelembaban udara meningkat : mw = ma ( ω2 – ω1) [L/s] b.Terjadi proses -pendinginan, TDB udara menurun, panas sensibel udara menurun QS = ma ( h2 - h1) . [kW]

Page 29: Dasar pemrosesan termal udara 1

Evaporative cooling

Page 30: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pemetaan proses Evaporative cooling

Page 31: Dasar pemrosesan termal udara 1

7.Berapa daya yang dibutuhkan untuk melembabkan 1000 liter per detik udara dari 40 0CDB dan 30% RH menjadi 90%RH? Berapa l/jam air yang diuapkan ?

Jawab:

Page 32: Dasar pemrosesan termal udara 1

Pencampuran udara • Proses pencampuran udara adalah proses di mana dua arus

udara dicampurkan dan membentuk arus ketiga. • Proses ini banyak dijumpai pada sistem pengkondisian udara. • Yang paling umum dijumpai adalah pencampuran antara

udara luar dengan udara balik dari ruangan.

Page 33: Dasar pemrosesan termal udara 1

1

3

2

Q 1, db 1, wb 1

Q 2, db 2, wb 2

Q 3, db 3, wb 3

Page 34: Dasar pemrosesan termal udara 1
Page 35: Dasar pemrosesan termal udara 1

Menentukan hasil pencampuran dengan diagram psikrometri :

• Kondisi udara campuran akan terletak pada garis lurus yang menghubungkan antara kedua kondisi udara.

• Posisi dari kondisi udara hasil pencampuran pada garis pencampuran akan berbanding terbalik terhadap debit dari udara asalnya.

Page 36: Dasar pemrosesan termal udara 1
Page 37: Dasar pemrosesan termal udara 1

Hasil pencampuranHasil pencampuran:

Temperatur tabung kering hasil pencampuran:

3

22113 m

dbxmdbxmdb

atau:

3

22113 Q

dbxQdbxQdb

Kelembaban akhir hasil pencampuran:

3

22113 Q

WxQWxQW

Page 38: Dasar pemrosesan termal udara 1

8.Udara luar dan udara balik dicampurkan sebagaimana 8.Udara luar dan udara balik dicampurkan sebagaimana diagram di bawah. Tentukan temperatur tabung diagram di bawah. Tentukan temperatur tabung

kering dan tabung basah udara hasil pencampuran.kering dan tabung basah udara hasil pencampuran.

OA 1000 cfm90 0F db, 72 0F wb

2000 cfm75 0F db, 50% RH

RA

1

2

3