dinamika proses tangki (dpt) - · pdf filevalve input dibuka dengan bukaan tertentu. kemudian...

MODUL PRAKTIKUM

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

DINAMIKA PROSES TANGKI

(DPT)

Koordinator LabTK

Dr. Pramujo Widiatmoko

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2016

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL DINAMIKA PROSES TANGKI (DPT)

DPT – 2016/PW 2

Kontributor:

Dr. Tri Partono Adhi, Dr. Winny Wulandari, Dr. Ardiyan Harimawan, Moch. Syahrir

Isdiawan B., Raissa Alistia


FTI - ITB


DPT – 2016/PW i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. ii

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1

BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN................................................................. 2

2.1 Tujuan Percobaan ............................................................................................................. 2

2.2 Sasaran Percobaan ............................................................................................................ 2

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN .................................................................................. 3

3.1 Skema Alat Percobaan ..................................................................................................... 3

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................................. 3

BAB IV PROSEDUR KERJA ................................................................................................... 4

4.1 Kalibrasi Luas Penampang Tangki .................................................................................. 4

4.2 Penentuan Laju Alir Input ................................................................................................ 4

4.3 Penentuan Laju Alir Output serta Parameter Model Matematika (k dan n) ..................... 5

4.4 Simulasi Gangguan .......................................................................................................... 6

LAMPIRAN ............................................................................................................................... 8

A. TABEL DATA MENTAH ................................................................................................ 8

B. PROSEDUR PERHITUNGAN ....................................................................................... 13


FTI - ITB


DPT – 2016/PW ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Rangkaian alat percobaan ..................................................................................... 3

Gambar 4. 1 Diagram alir percobaan kalibrasi luas penampang tangki .................................... 4

Gambar 4. 2 Diagram alir percobaan penentuan laju alir input ................................................. 5

Gambar 4. 3 Diagram alir percobaan penentuan laju alir output serta parameter model

matematika k dan n ............................................................................................... 6

Gambar 4. 4 Diagram alir percobaan simulasi gangguan ......................................................... 7

Gambar B. 1. Hubungan antara Volume terhadap Tinggi Air ................................................. 14

Gambar B. 2. Hubungan antara Perubahan Volume terhadap Selang Waktu ......................... 17

Gambar B. 3. Hubungan antara ln(-dh/dt) terhadap ln h ......................................................... 20


FTI - ITB


DPT – 2016/PW iii

DAFTAR TABEL

Tabel B. 1. Data Pengamatan Hubungan Volume terhadap Tinggi Air .................................. 13

Tabel B. 2. Hubungan antara Tinggi Air terhadap Waktu ....................................................... 15

Tabel B. 3. Hasil Perhitungan Perubahan Volume .................................................................. 16

Tabel B. 4. Hasil Perhitungan Laju ALir ................................................................................. 17

Tabel B. 5. Hubungan antara Ketinggian Air terhadap Waktu ................................................ 17

Tabel B. 6. Hasil Perhitungan Metode Linierisasi ................................................................... 19

Tabel B. 7. Hasil Perhitungan k dan n Menggunakan Metode Linierisasi .............................. 20

Tabel B. 8. Perhitungan Selisih h Hasil Integral dengan h Data Percobaan ............................ 21

Tabel B. 9. Hasil Perhitungan k dan n dengan Menggunakan Metode Integrasi ..................... 22


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 1

BAB I

PENDAHULUAN

Pabrik kimia merupakan rangkaian berbagai unit pengolahan yang terintegrasi secara

sistematik dan rasional. Tujuan pengoperasian pabrik secara keseluruhan adalah mengubah

bahan baku menjadi produk yang lebih bernilai guna. Dalam pengoperasiannya, pabrik akan

selalu mengalami gangguan (disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi,

pabrik harus terus mempertimbangkan aspek teknis, keekonomian, dan kondisi sosial untuk

mengurangi pengaruh signifikan dari perubahan-perubahan eksternal tersebut.

Dinamika proses menunjukkan unjuk kerja proses yang profilnya selalu berubah terhadap

waktu, terjadi selama sistem proses belum mencapai kondisi tunak. Keadaan dinamika terjadi

ketika ada gangguan terhadap kondisi proses tunak. Agar proses selalu stabil, karakteristik

dinamika sistem proses dan sistem pemroses harus diidentifikasi. Pemahaman terhadap

dinamika peralatan dan perlengkapan operasi akan memudahkan pengendalian, pencegahan

kerusakan, dan pemonitoran tempat terjadi kerusakan pada kondisi unjuk kerja peralatan

berkurang atau peralatan bekerja tidak sesuai dengan spesifikasi operasinya. Pembelajaran

tentang dinamika proses juga penting untuk meramalkan kelakuan proses dalam suatu kondisi

tertentu. Peramalan kelakuan proses perlu dilakukan dalam perancangan pengendalian proses,

yang bertujuan untuk:

Menekan pengaruh gangguan.

Menjamin kestabilan proses.

Mengoptimalkan performa sistem proses.

Menjaga keamanan dan keselamatan kerja.

Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan.

Menjaga agar operasi tetap ekonomis.

Memenuhi persyaratan lingkungan.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 2

BAB II

TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN

2.1 Tujuan Percobaan

Dengan melaksanakan praktikum ini, praktikan diharapkan dapat mempelajari dinamika

(perilaku) proses tidak tunak (unsteady state) melalui sistem fisik sederhana.

2.2 Sasaran Percobaan

Sasaran yang ingin dicapai dengan melaksanakan praktikum ini adalah praktikan mampu:

1. mengenali dan mendefinisikan keadaan tunak dan tidak tunak untuk sistem-sistem

fisik sederhana.

2. membangun model metematika untuk sistem-sistem fisik sederhana yang berada

dalam keadaan tidak tunak.

3. menentukan parameter-parameter model matematika yang telah dibangun dari

rangkaian data percobaan.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 3

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

3.1 Skema Alat Percobaan

Rangkaian peralatan untuk percobaan dinamika proses pengosongan tangki dapat dilihat pada

Gambar 3.1.

3.2 Alat dan Bahan

Alat – alat yang digunakan pada percobaan ini adalah:

Satu set peralatan percobaan dinamika proses pengosongan tangki

Stopwatch

Gelas kimia

Gelas ukur

Ember

Kain lap

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

Air

Tangki 1

Tangki 2

Reservoir Reservoir

Bak penampungan air

k1, n1

Q3

k2, n2

Q4

Q1 Q2 (valve untuk gangguan)

Gambar 3.1. Rangkaian alat percobaan


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 4

BAB IV

PROSEDUR KERJA

4.1 Kalibrasi Luas Penampang Tangki

Tangki 1 mula – mula dikosongkan, kemudian diisi dengan sejumlah air yang volumenya

telah diketahui menggunakan gelas ukur. Tinggi permukaan air dalam tangki pada setiap

volume air tertentu dicatat. Percobaan diulangi sebanyak minimal 6 kali. Setelah data – data

diperoleh, dibuat kurva antara volume air terhadap ketinggian air dalam tangki. Gradien

kurva ini menyatakan luas penampang tangki. Prosedur ini kemudian dilakukan juga untuk

tangki 2. Diagram alir percobaan kalibrasi luas penampang tangki dapat dilihat pada Gambar

4.1.

Gambar 4. 1 Diagram alir percobaan kalibrasi luas penampang tangki

4.2 Penentuan Laju Alir Input

Untuk mengetahui laju alir input, mula – mula tangki dikosongkan, valve output ditutup, dan

valve input dibuka dengan bukaan tertentu. Kemudian dilakukan pencatatan waktu untuk

setiap penambahan ketinggian air tertentu. Ketinggian air dalam tangki dikorelasikan dengan


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 5

volume air dengan mengalikan ketinggian air dan luas penampang tangki. Kemudian dibuat

kurva antara volume air terhadap waktu. Gradien kurva ini menyatakan laju alir volumetrik

input. Prosedur kemudian dilakukan juga untuk beberapa variasi bukaan valve. Diagram alir

percobaan penentuan laju alir input dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4. 2 Diagram alir percobaan penentuan laju alir input

4.3 Penentuan Laju Alir Output serta Parameter Model Matematika (k dan n)

Tangki mula - mula diisi hingga penuh, kemudian valve output dibuka dengan bukaan

tertentu dan dilakukan pencatatan waktu untuk setiap penurunan ketinggian air tertentu.

Volume air dalam tangki dikorelasikan dengan ketinggian air di dalam tangki dengan

mengalikan ketinggian air dan luas penampang tangki. Kemudian dibuat kurva antara

volume air terhadap waktu. Gradien kurva ini menyatakan laju alir volumetrik output.

Parameter k dan n diperoleh dari pengolahan data – data hasil percobaan. Prosedur

kemudian dilakukan juga untuk beberapa variasi bukaan valve. Prosedur ini dilakukan

untuk tangki 1 dan 2. Diagram alir percobaan penentuan laju alir output serta parameter

model matematika k dan n dapat dilihat pada Gambar 4.3.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 6

Gambar 4. 3 Diagram alir percobaan penentuan laju alir output serta parameter model

matematika k dan n

4.4 Simulasi Gangguan

Percobaan simulasi gangguan dilakukan pada tangki 1 karena percobaan ini harus dilakukan

dengan salah satu laju alir dijaga konstan. Tangki 1 mula - mula dikosongkan dan semua

valve ditutup. Kemudian valve input (Q1) dan valve output (Q3) dibuka secara bersamaan

dengan bukaan tertentu. Ketinggian air setiap rentang waktu tertentu kemudian dicatat.

Pencatatan dilakukan hingga kondisi tunak, yaitu saat ketinggian air dalam tangki tidak

berubah lagi. Setelah mencapai keadaan tunak, kondisi ini diberi gangguan. Gangguan dapat

berupa penambahan atau pengurangan bukaan valve input atau valve output, selain itu

gangguan juga dapat berupa penambahan aliran input dengan membuka valve gangguan (Q2).

Setelah diberi gangguan, dilakukan kembali pencatatan ketinggian air setiap rentang waktu

tertentu dan pencatatan dihentikan pada saat sistem mencapai kondisi tunak. Diagram alir

percobaan simulasi gangguan dapat dilihat pada Gambar 4.4.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 7

Gambar 4. 4 Diagram alir percobaan simulasi gangguan


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 8

LAMPIRAN

A. TABEL DATA MENTAH

1. Perhitungan Luas Penampang Tangki

Tangki 1 Tangki 2

No Volume (mL) h (cm) No Volume (mL) h (cm)

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

2. Perhitungan Laju Alir Input

...% bukaan ...% bukaan ...% bukaan ...% bukaan

No h (cm) t (s) No h (cm) t (s) No h (cm) t (s) No h (cm) t (s)

1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

4 4 4 4

5 5 5 5

6 6 6 6

7 7 7 7

8 8 8 8

9 9 9 9

10 10 10 10

11 11 11 11

12 12 12 12

13 13 13 13


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 9

...% bukaan ...% bukaan ...% bukaan ...% bukaan


14 14 14 14

15 15 15 15

16 16 16 16

17 17 17 17

18 18 18 18

19 19 19 19

20 20 20 20

3. Perhitungan Laju Alir Output

100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan


1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

4 4 4 4

5 5 5 5

6 6 6 6

7 7 7 7

8 8 8 8

9 9 9 9

10 10 10 10

11 11 11 11

12 12 12 12

13 13 13 13

14 14 14 14

15 15 15 15

16 16 16 16

17 17 17 17

18 18 18 18


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 10

4. Perhitungan Parameter k dan n

No h (cm) 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) t (s) t (s) t (s)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 11

5. Simulasi Gangguan

Sebelum diberi gangguan

%bukaan input 1 =

%bukaan input 2 =

%bukaan output =



FTI - ITB


DPT – 2016/PW 12

Setelah diberi gangguan

%bukaan input 1 =

%bukaan input 2 =

%bukaan output =



FTI - ITB


DPT – 2016/PW 13

B. PROSEDUR PERHITUNGAN

1. Perhitungan luas penampang tangki

a. Perhitungan dari volume dan ketinggi air

Misalkan data pengamatan yang telah didapat dari percobaan disajikan pada Tabel B.1.

Tabel B. 1. Data Pengamatan Hubungan Volume terhadap Tinggi Air

Tangki 1

No Volume (mL) h (cm)

1 3000 6,3

2 4000 8,5

3 5000 10,6

4 6000 12,4

5 7000 14,3

6 8000 16,2

7 9000 18,3

8 10000 20,2

Volume dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dengan:

V = volume air (mL)

A = luas penampang tangki (cm2)

h = tinggi air dalam tangki (cm)

Sehingga luas penampang tangki dapat diketahui dari gradien garis hubungan antara volume

dan tinggi air. Pengaluran garis hubungan antara volume dan tinggi air dari Tabel 1 disajikan

pada Gambar B.1.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 14

Gambar B. 1. Hubungan antara Volume terhadap Tinggi Air

Keterangan: grafik tersebut harus dilewatkan koordinat (0,0)

Dari Gambar B.1, dapat diketahui bahwa luas penampang tangki sama dengan gradien yaitu

489,13 cm2.

b. Perhitungan dari keliling tangki

Dari keliling tangki, dapat diketahui diameter dalam tangki dengan menggunakan rumus:

Dengan:

D = diameter dalam tangki (cm)

K = keliling dalam tangki (cm)

Luas penampang tangki dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dengan:

A = luas penampang tangki (cm2)

D = diameter dalam tangki (cm)

2. Perhitungan laju alir input dan output

Misalkan data pengamatan yang telah didapat dari percobaan disajikan pada Tabel B.2.

y = 489.13x R² = 0.9978

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 5 10 15 20 25

V (mL)

h (cm)


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 15

Tabel B. 2. Hubungan antara Tinggi Air terhadap Waktu

100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan

No h (cm) t (s) No h (cm) t (s) No h (cm) t (s)

1 6 0,00 1 6 0,00 1 6 0,00

2 8 3,40 2 8 4,10 2 8 6,16

3 10 7,23 3 10 7,53 3 10 12,51

4 12 10,15 4 12 11,62 4 12 17,68

5 14 13,68 5 14 15,05 5 14 23,62

6 16 18,01 6 16 18,57 6 16 29,82

7 18 20,77 7 18 23,18 7 18 34,73

8 20 24,57 8 20 26,69 8 20 40,70

9 22 28,14 9 22 30,95 9 22 46,49

10 24 32,05 10 24 34,65 10 24 53,01

11 34 50,85 11 34 54,84 11 34 87,36

12 36 55,49 12 36 58,81 12 36 93,20

13 38 59,63 13 38 63,04 13 38 99,57

14 40 64,39 14 40 67,18 14 40 105,15

15 42 68,86 15 42 71,85 15 42 110,55

16 44 73,01 16 44 76,61 16 44 116,55

17 46 77,48 17 46 80,87 17 46 122,34

18 48 82,13 18 48 85,27 18 48 128,69

19 50 86,56 19 50 89,37 19 50 134,41

Perlu dihitung perubahan volume terlebih dahulu dengan menggunakan rumus:

Dengan:

∆V = perubahan volume (mL)

A = luas penampangtangki (cm2)

∆h = perubahan ketinggian air (cm)

Hasil perhitungan perubahan volume disajikan pada Tabel B.3.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 16

Tabel B. 3. Hasil Perhitungan Perubahan Volume

100% bukaan output 75% bukaan output 50% bukaan output

No h (cm) t (s) ∆V (cm3) No h (cm) t (s) ∆V (cm3) No h (cm) t (s) ∆V (cm3)

1 6 0,00 0,00 1 6 0,00 0,00 1 6 0,00 0,00

2 8 3,40 978,26 2 8 4,10 978,26 2 8 6,16 978,26

3 10 7,23 1956,52 3 10 7,53 1956,52 3 10 12,51 1956,52

4 12 10,15 2934,78 4 12 11,62 2934,78 4 12 17,68 2934,78

5 14 13,68 3913,04 5 14 15,05 3913,04 5 14 23,62 3913,04

6 16 18,01 4891,30 6 16 18,57 4891,30 6 16 29,82 4891,30

7 18 20,77 5869,56 7 18 23,18 5869,56 7 18 34,73 5869,56

8 20 24,57 6847,82 8 20 26,69 6847,82 8 20 40,70 6847,82

9 22 28,14 7826,08 9 22 30,95 7826,08 9 22 46,49 7826,08

10 24 32,05 8804,34 10 24 34,65 8804,34 10 24 53,01 8804,34

11 34 50,85 13695,64 11 34 54,84 13695,64 11 34 87,36 13695,64

12 36 55,49 14673,90 12 36 58,81 14673,90 12 36 93,20 14673,90

13 38 59,63 15652,16 13 38 63,04 15652,16 13 38 99,57 15652,16

14 40 64,39 16630,42 14 40 67,18 16630,42 14 40 105,15 16630,42

15 42 68,86 17608,68 15 42 71,85 17608,68 15 42 110,55 17608,68

16 44 73,01 18586,94 16 44 76,61 18586,94 16 44 116,55 18586,94

17 46 77,48 19565,20 17 46 80,87 19565,20 17 46 122,34 19565,20

18 48 82,13 20543,46 18 48 85,27 20543,46 18 48 128,69 20543,46

19 50 86,56 21521,72 19 50 89,37 21521,72 19 50 134,41 21521,72

Perubahan volume juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dengan:

∆V = perubahan volume (mL)

Q = laju alir (mL/s)

∆t = selang waktu (s)

Sehingga laju alir dapat diketahui dari gradien garis hubungan antara perubahan volume

terhadap selang waktu. Pengaluran garis hubungan antara perubahan volume terhadap selang

waktu disajikan pada Gambar B.2.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 17

Gambar B. 2. Hubungan antara Perubahan Volume terhadap Selang Waktu

Dari Gambar B.2, laju alir tiap bukaan disajikan pada Tabel B.4.

Tabel B. 4. Hasil Perhitungan Laju ALir

Bukaan Laju Alir (mL/s)

100% 256,96

75% 245,01

50% 159,61

3. Perhitungan parameter k dan n

Misalkan data pengamatan yang didapat dari percobaan disajikan pada Tabel B.5.

Tabel B. 5. Hubungan antara Ketinggian Air terhadap Waktu

h (cm) 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) t (s) t (s) t (s)

54 0,00 0,00 0,00 0,00

52 2,82 3,97 4,78 13,48

50 5,90 7,00 9,11 26,00

48 9,33 10,45 14,01 38,90

46 12,34 13,50 18,42 52,69

y = 256.96x R² = 0.9966 y = 245.01x

R² = 0.9989

y = 159.61x R² = 0.9992

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

∆V (mL)

t (s)

100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 18

h (cm) 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) t (s) t (s) t (s)

44 15,43 17,27 23,34 65,72

42 18,91 20,62 28,03 78,98

40 22,26 24,37 33,13 93,35

38 25,60 27,99 38,34 107,81

36 29,03 31,55 43,50 120,74

34 32,47 35,22 48,49 136,20

24 51,01 55,65 75,86 216,94

22 54,78 59,82 81,70 235,10

20 59,11 63,97 87,90 253,43

18 63,36 68,55 94,14 270,05

16 67,58 72,99 100,04 289,35

14 71,98 78,14 106,45 309,37

12 76,45 82,97 113,18 330,77

10 80,98 88,08 120,22 352,24

8 86,49 93,59 127,62 377,05

6 91,60 99,11 135,42 403,52

a. Perhitungan dengan Metode Linierisasi

Hubungan antara laju perubahan ketinggian air terhadap ketinggian air ditunjukkan dengan

rumus:

Dengan:

h = ketinggian air (cm)

t = waktu (s)

k = parameter

n = parameter

Hubungan yang ditunjukkan rumus tersebut dapat dilinierkan menjadi:


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 19

Dari hubungan linierisasi tersebut, pengaluran garis hubungan antara ln(-dh/dt) terhadap ln h

menghasilkan gradien bernilai n dan titik potong yang dapat digunakan untuk menghitung

nilai k.

Hasil perhitungan dengan metode linierisasi disajikan pada Tabel B.6.

Tabel B. 6. Hasil Perhitungan Metode Linierisasi

h (cm) ln h 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) ln(-dh/dt) t (s) ln(-dh/dt) t (s) ln(-dh/dt) t (s) ln(-dh/dt)

54 0,00 0,00 0,00 0,00

52 3,95 2,82 -0,34 3,97 -0,69 4,78 -0,87 13,48 -1,91

50 3,91 5,90 -0,39 7,00 -0,56 9,11 -0,82 26,00 -1,87

48 3,87 9,33 -0,44 10,45 -0,55 14,01 -0,85 38,90 -1,87

46 3,83 12,34 -0,43 13,50 -0,52 18,42 -0,83 52,69 -1,88

44 3,78 15,43 -0,43 17,27 -0,55 23,34 -0,85 65,72 -1,88

42 3,74 18,91 -0,45 20,62 -0,54 28,03 -0,85 78,98 -1,88

40 3,69 22,26 -0,46 24,37 -0,55 33,13 -0,86 93,35 -1,90

38 3,64 25,60 -0,47 27,99 -0,56 38,34 -0,87 107,81 -1,91

36 3,58 29,03 -0,48 31,55 -0,56 43,50 -0,88 120,74 -1,90

34 3,53 32,47 -0,48 35,22 -0,57 48,49 -0,89 136,20 -1,92

24 3,18 51,01 -0,53 55,65 -0,62 75,86 -0,93 216,94 -1,98

22 3,09 54,78 -0,54 59,82 -0,63 81,70 -0,94 235,10 -1,99

20 3,00 59,11 -0,55 63,97 -0,63 87,90 -0,95 253,43 -2,01

18 2,89 63,36 -0,57 68,55 -0,64 94,14 -0,96 270,05 -2,02

16 2,77 67,58 -0,58 72,99 -0,65 100,04 -0,97 289,35 -2,03

14 2,64 71,98 -0,59 78,14 -0,67 106,45 -0,98 309,37 -2,05

12 2,48 76,45 -0,60 82,97 -0,68 113,18 -0,99 330,77 -2,06

10 2,30 80,98 -0,61 88,08 -0,69 120,22 -1,01 352,24 -2,08

8 2,08 86,49 -0,63 93,59 -0,71 127,62 -1,02 377,05 -2,10

6 1,79 91,60 -0,65 99,11 -0,73 135,42 -1,04 403,52 -2,13

Dari Tabel B.6, pengaluran grafik hubungan antara ln (-dh/dt) terhadap ln h disajikan pada

Gambar B.3.


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 20

Gambar B. 3. Hubungan antara ln(-dh/dt) terhadap ln h

Hasil perhitungan k dan n disajikan pada Tabel B.7.

Tabel B. 7. Hasil Perhitungan k dan n Menggunakan Metode Linierisasi

Persentase Bukaan Valve Output k n

100% 199,27 0,12

75% 203,28 0,08

50% 135,88 0,11

25% 43,04 0,14

b. Perhitungan dengan Metode Integrasi

Dari rumus hubungan antara perubahan ketinggian terhadap ketinggi air, dapat dicari

ketinggian air pada saat tertentu dengan cara integral.

∫

∫

√

y = 0.1213x - 0.8979 R² = 0.9192

y = 0.0824x - 0.8779 R² = 0.7184

y = 0.1x - 1.2364 R² = 0.9625

y = 0.1272x - 2.3743 R² = 0.9769

-2.50

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

ln(-dh/dt)

ln h



FTI - ITB


DPT – 2016/PW 21

Dari rumus tersebut, k dan n ditebak sehingga selisih antara h hasil integral dan h data

percobaan mempunyai selisih minimum. Metode integrasi ini menggunakan bantuan fitur

Solver pada Microsoft Excel.

Perhitungan selisih h hasil integral dengan h data percobaan disajikan pada Tabel B.8.

Tabel B. 8. Perhitungan Selisih h Hasil Integral dengan h Data Percobaan

h (cm)


k = 97,96 k = 96,43 k = 72,43 k = 18,50

n = 0,3 n = 0,28 n = 0,27 n = 0,36

t (s) h integral |∆h| t (s) h integral |∆h| t (s) h integral |∆h| t (s) h integral |∆h|

54 0,00 54,00 0,00 0,00 54,00 0,00 0,00 54,00 0,00 0,00 54,00 0,00

52 2,82 52,16 0,16 3,97 51,64 0,36 4,78 51,93 0,07 13,48 51,89 0,11

50 5,90 50,17 0,17 7,00 49,86 0,14 9,11 50,07 0,07 26,00 49,96 0,04

48 9,33 47,98 0,02 10,45 47,85 0,15 14,01 47,99 0,01 38,90 48,00 0,00

46 12,34 46,08 0,08 13,50 46,10 0,10 18,42 46,14 0,14 52,69 45,93 0,07

44 15,43 44,16 0,16 17,27 43,96 0,04 23,34 44,10 0,10 65,72 44,01 0,01

42 18,91 42,03 0,03 20,62 42,08 0,08 28,03 42,17 0,17 78,98 42,08 0,08

40 22,26 40,00 0,00 24,37 40,00 0,00 33,13 40,11 0,11 93,35 40,03 0,03

38 25,60 38,01 0,01 27,99 38,02 0,02 38,34 38,03 0,03 107,81 38,00 0,00

36 29,03 36,00 0,00 31,55 36,11 0,11 43,50 36,00 0,00 120,74 36,22 0,22

34 32,47 34,01 0,01 35,22 34,16 0,16 48,49 34,07 0,07 136,20 34,13 0,13

24 51,01 23,92 0,08 55,65 23,90 0,10 75,86 24,00 0,00 216,94 23,96 0,04

22 54,78 22,00 0,00 59,82 21,94 0,06 81,70 21,98 0,02 235,10 21,86 0,14

20 59,11 19,86 0,14 63,97 20,03 0,03 87,90 19,89 0,11 253,43 19,80 0,20

18 63,36 17,82 0,18 68,55 17,98 0,02 94,14 17,85 0,15 270,05 18,01 0,01

16 67,58 15,86 0,14 72,99 16,06 0,06 100,04 15,97 0,03 289,35 16,00 0,00

14 71,98 13,90 0,10 78,14 13,90 0,10 106,45 13,99 0,01 309,37 14,00 0,00

12 76,45 11,98 0,02 82,97 11,96 0,04 113,18 12,00 0,00 330,77 11,98 0,02

10 80,98 10,13 0,13 88,08 10,00 0,00 120,22 10,01 0,01 352,24 10,06 0,06

8 86,49 8,00 0,00 93,59 8,00 0,00 127,62 8,02 0,02 377,05 8,00 0,00

6 91,60 6,17 0,17 99,11 6,13 0,13 135,42 6,06 0,06 403,52 6,00 0,00

jumlah = 1,60 jumlah = 1,69 jumlah = 1,18 jumlah = 1,16


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 22

Hasil perhitungan k dan n metode integrasi disajikan pada Tabel B.9.

Tabel B. 9. Hasil Perhitungan k dan n dengan Menggunakan Metode Integrasi

Bukaan Valve Output k n Σ|∆h| (cm)

100% 97,96 0,30 1,60

75% 96,43 0,28 1,69

50% 72,43 0,27 1,18

25% 18,50 0,36 1,16


FTI - ITB


DPT – 2016/PW 23

LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA

No Bahan Sifat Bahan Tindakan Penanggulangan

1 Air (H2O) • Titik leleh

0oC (1atm).

• Titik didih

100oC (1

atm).

• Stabil

terhadap

reaksi.

• Viskositas

0.860 cP pada

26oC.

• Pelarut yang

baik.

• Konduktivitas

termal 0.61

W/m.K (26oC)

Tidak memerlukan penanggulangan secara

khusus.

Kecelakaan yang mungkin terjadi Penanggulangan

Hubungan arus pendek akibat listrik

yang kontak dengan air

Usahakan untuk memutus hubungan arus listrik pada alat.

Apabila hal ini tidak dapat dilakukan, hubungi pihak

berwenang.

Terjatuh dari tangga pada saat

melakukan percobaan

Berikan pertolongan medis secukupnyaapabila terjadi luka atau

memar

Terpeleset akibat genangan air yang

diakibatkan oleh kebocoran dari

sambungan selang.

Pastikan semua sambungan selang terpasang dengan baik dan

benar, sehingga tidak ada air yang bocor dan menggenang.

Bersihkan apabila terjadi genangan air

Perlengkapan keselamatan kerja

Jas lab Google Rubber boat

Prosedur Keselamatan Kerja

Tahapan

Percobaan Prosedur Keselamatan Kerja

Pengecekan

alat

Pastikan semua sambungan selang terpasang dengan baik, terutama selang

blowdown.

Pastikan listrik pada pompa terhubung dengan baik dan benar.

Percobaan Berhati-hati dalam menaiki tangga percobaan, usahakan agar alas kaki kering

pada saat menaiki tangga percobaan.

Pasca

Percobaan Putus hubungan arus pada semua peralatan yang menggunakan sumber listrik.

Asisten Pembimbing Koordinator Lab TK

dinamika proses tangki (dpt) - · pdf filevalve input dibuka dengan bukaan tertentu. kemudian...

Documents