lampiran drying 1

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN

A.1 Perhitungan % Berat Air Awal

Menit ke Berat pasir

30 40,38

40 38,54

50 38,53

60 38,53

Berat Cawan : 59,20 gram

Berat Cawan + berat sampel basah : 109,61gram

Berat sampel basah (Wb) : 50,41 gram

Berat sampel kering/ konstan (Wc) : 38,53 gram

Maka berat air di pasir mula-mula adalah

¿ Wb−WcWb

x100 %

¿ 50,41−38,5350,41

x100 %=23,57 %

A.2 Penentuan Kecepatan Pengeringan Berdasarkan Percobaan

A.2.1 Percobaan 1

Tray kosong (WT) : 349,7 gram = 0,3497 Kg

Tray + pasir basah (Wm) : 949,7 gram = 0,9497 Kg

Pasar basah : 0,9497kg – 0,347kg

= 0,6 kg

Luas Tray (A) : p x l = 0,275 m x 0,18 m

= 0,0495 m2

Suhu udara kering (Tg) : 30,352 C

Suhu bola basah udara pengering (Tw) : 40,064 C

Laju alir fluida / udara pengering (v) : 0,695 m/s

Luas penampang drier ujung (A1) : 0,022 m2 x 0,022 m2

= 0,0484 m2

Luas penampang drier tengah (A2) : 0,028 m2 x 0,028 m2

= 0,784 m2

Tebal lapisan pasir dalam tray (Δx) : 0,005 m

Contoh perhitungan.

Massa pasir dan tray diperoleh dari Tabel 1 pada hasil percobaan 1.

Massa pasir kering pada menit ke 10 = 0,5775 kg


X1 = MassaPasir Basah−MassaPasir Kering

Massa Pasir Basah

= 0,6−0,5775

0,6 = 0,0375


Massa Pasir Basah

= 0,6−0,5732

0,6 = 0,044666667

ΔX = X2 – X1

= 0,0375– 0,0447= -0,0375

Nc = −Ls∆ XA ∆θ

Nc = −0,5775(−0,0375)

0,0495( 1060

) = 2,625 kg/m2jam

Dengan perhitungan yang sama dapat di peroleh data selanjutnya dan dapat

ditabulasikan seperti pada tabel berikut.

Waktu (menit)

massa pasir + tray(kg)

pasir basah (kg)

Air yang teruapkan (kg air/kg padatan)

kadar air dalam bahan (kg air/kg

padatan)beda kadar air

(∆x)

Laju pengeringan

(kg/m2 jam)

0 0,9497 0,6 0 0,2357 0 0

10 0,9272 0,5775 0,0375 0,1982 -0,03752,625

20 0,9229 0,5732 0,044667 0,191033333 -0,0071666670,497931313

30 0,91938 0,56968 0,050533 0,185166667 -0,0058666670,405105778

40 0,91602 0,56632 0,056133 0,179566667 -0,00560,384411152

50 0,91274 0,56304 0,0616 0,1741 -0,0054666670,373085091

60 0,9097 0,56 0,066667 0,169033333 -0,0050666670,343919192

70 0,90614 0,55644 0,0726 0,1631 -0,0059333330,400187152

80 0,90272 0,55302 0,0783 0,1574 -0,00570,382086545

90 0,89856 0,54886 0,085233 0,150466667 -0,0069333330,461264162

A.2.2. Percobaa II

Tray kosong (WT) : 341,34 gram = 0,34134 Kg

Tray + pasir basah (Wm) : 941,34gram = 0,94134 Kg

Pasir basah : 0,9497kg – 0,34134kg

= 0,6 kg


= 0,051336 m2

Suhu udara kering (Tg) : 30,1 0C

Suhu bola basah udara pengering (Tw) : 44 C


Penentuan kecepatan pengeringan

Contoh perhitungan.





Massa Pasir Basah

= 0,6−0,59991

0,6 = 0,00015


Massa Pasir Basah

= 0,6−0,59589

0,6 = 0,222298936

ΔX = X2 – X1

= 0,00015– 0,222298936= -0,00015


Nc = −0,59991(−0,00015)

0,051336( 1060

) = 0,010517356 kg/m2jam



Waktupasir dan tray(kg)

pasir basah (kg)

Air yang teruapkan (kg air/kg padatan kering)

kadar air dalam bahan (kg air/kg padatan kering)

beda kadar air (∆x)

Laju pengeringan (kg/m2 Jam)

0 0,94134 0,6 0 0,222448936 0 010 0,94125 0,59991 0,00015 0,222298936 -0,00015 0,01051735620 0,93723 0,59589 0,00685 0,215598936 -0,0067 0,46662727930 0,93213 0,59079 0,01535 0,207098936 -0,0085 0,58692321240 0,92817 0,58683 0,02195 0,200498936 -0,0066 0,45267391350 0,92413 0,58279 0,028683333 0,193765603 -0,006733333 0,45863947360 0,91927 0,57793 0,036783333 0,185665603 -0,0081 0,54712868270 0,91312 0,57178 0,047033333 0,175415603 -0,01025 0,68498655980 0,90723 0,56589 0,05685 0,165598936 -0,009816667 0,64926992890 0,89341 0,55207 0,079883333 0,142565603 -0,023033333 1,48620995

Percobaan III

Tray kosong (WT) : 348,66gram = 0,348664 Kg


Pasir basah : 0,9497kg – 0,34134kg

= 0,6 kg


= 0,05106 m2

Suhu udara kering (Tg) : 30 0C

Suhu bola basah udara pengering (Tw) : 49 0C



Contoh perhitungan.





Massa Pasir Basah

= 0,6−0,59935

0,6 = 0,221365603


Massa Pasir Basah

= 0,6−0,59551

0,6 =0,214965603

ΔX = X2 – X1

= 0,214965603– 0,221365603= -0,001083333


Nc = −0,59935(−0,001083333)

0,05106( 1060

) = 0,010517356 kg/m2jam



Waktu massa pasir dan tray(kg)

pasir basah (kg)

Air yang teruapkan (kg air/kg padatan

kering)

kadar air dalam bahan(kg air/kg padatan kering)



0 0,94866 0,6 0 0,222448936 0 0

10 0,94801 0,59935 0,001083333 0,221365603 -0,001083333 0,076297983

20 0,94417 0,59551 0,007483333 0,214965603 -0,0064 0,447857109

30 0,93915 0,59049 0,01585 0,206598936 -0,008366667 0,580544418

40 0,93427 0,58561 0,023983333 0,198465603 -0,008133333 0,559689933

50 0,92933 0,58067 0,032216667 0,190232269 -0,008233333 0,56179197

60 0,92517 0,57651 0,03915 0,183298936 -0,006933333 0,469698707

70 0,91718 0,56852 0,052466667 0,169982269 -0,013316667 0,889634704

80 0,90527 0,55661 0,072316667 0,150132269 -0,01985 1,298320623

90 0,892 0,54334 0,094433333 0,128015603 -0,022116667 1,412088092

Percobaan IV

Tray kosong (WT) : 348,66gram = 0,348664 Kg


Pasir basah : 0,94866 kg – 0,34866 4kg

= 0,6 kg


= 0,05106 m2

Suhu udara kering (Tg) : 31 0C

Suhu bola basah udara pengering (Tw) : 52 0C



Contoh perhitungan.





Massa Pasir Basah

= 0,6−0,54234

0,6 = 0,217257895


Massa Pasir Basah

= 0,6−0,53851

0,6 = 0,210232563

ΔX = X2 – X1

= 0,217257895–0,210232563 = -0,005191041


Nc = −0,54234(−0,005191041)

0,05106 (1060

) = 0,330823661



Waktumassa

pasir dan tray(kg)

pasir basah (kg)

Air yang teruapkan (kg air/kg padatan

kering)

kadar air dalam bahan(kg air/kg padatan kering)



0 0,89383 0,54517 0 0,222448936 0 0

10 0,891 0,54234 0,005191041 0,217257895 -0,005191041 0,330823661

20 0,88717 0,53851 0,012216373 0,210232563 -0,007025332 0,444560669

30 0,88333 0,53467 0,019260047 0,203188889 -0,007043674 0,442543057

40 0,87541 0,52675 0,033787626 0,18866131 -0,014527579 0,899224677

50 0,87019 0,52153 0,043362621 0,179086315 -0,009574995 0,586797546

60 0,86732 0,51866 0,048627034 0,173821902 -0,005264413 0,320850812

70 0,86215 0,51349 0,058110314 0,164338622 -0,00948328 0,572217353

80 0,85913 0,51047 0,063649871 0,158799065 -0,005539556 0,332288765

90 0,85532 0,50666 0,070638516 0,15181042 -0,006988646 0,416083108

A.3 Penentuan Kecepatan Pengeringan Berdasarkan Teoritis

A1 = 22 x 22 cm = 484 cm2 = 484 x 10-4 m2

A2 = 28 x 28 cm = 784 cm2 = 784 x 10-4 m2

Tg = 41,89oC = 314,889 K

Tw = 29,44oC = 302,44 K

Tf = (314,889 +302,44) / 2 = 308,819 K

µ = 1,89 .10-5 kg/m.s

ρ = 1,1455 kg/m3

Cp = 1004,8 J/kg.K

NPr = 0,7056 (Appendix A.3-3, Geankoplis)

Laju Alir (v) = 0,6006467 m/s

Pada Tw = 29,4 oC λw = 2555270 J/kg (Appendix A.2-9, Geankoplis)

Perhitungan Laju Udara pada A2 :

U2 = A1U1

A2

Perhitungan Reynold Number :

NRe =ρ .U1 . L

μ

Perhitungan Nusselt Number :

NNu = 0,664 x (NRe)0,5 x (NPr)1/3

Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Konvektif:

h = N Nu . k

l

Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Overall :

U = 1

1h+∆ x

k

dimana : Δx = Ketebalan Pasir (m)

Perhitungan Laju Perpindahan Panas :

q1= h.A.(Tg – Tw)

q2= U.A.(Tg – Tw)

q total = q1 + q2

Perhitungan Jumlah Air yang teruapkan :

m = q total/ λw

Perhitungan Laju Pengeringan :

Nc = 3600.m/A

Dimana : A = Luas permukaan tray

Perhitungan Laju Udara pada A2 :

U2 = A1U1

A2

= 484. 10−4 x 0,284583333784.10−4

= 0,17568665 m/s

NRe =1,1455.0,3708.2,89

1,89 .10−5

= 30773,00398 < 300.000 Laminer

NNu= 0,664 x (6,4950 x 104)0,5 x (0,704)1/3

= 103,698518

h = 103,698518 x 0,0267837

0,275

= 19,35851246 W/m2.K

U = 1

128,1239976

+ 0,0050,25

= 13,95539767 W/m2.K

q1= 103,698518.0,0495.( 314,88889-302,4444) = 11,92484368 W

q2= 36,27.0,0509.( 314,88889-302,4444) = 8,596524964 W

q total = 11,92484368 + 8,596524964 = 20,52136864 W

m = q total/ λw

= 20,52136864 / 2555270 = 8,031E-06 kg/s

Nc = 3600.m/A

= 3600. 8,031E-06 / 0,0495

= 0,584072593 kg/m2.s

Sehingga persentase error diperoleh :

% error = |teori−percobaanteori | x 100%

=|0,584072593−0,5857583110,584072593 |

= 0,28 %

Untuk perhitungan percobaan 2,3, dan 4 sama dengan percobaan 1

lampiran drying 1

Documents