laporan praktikum satuan operasi udt
DESCRIPTION
1TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN OPERASI
ALIRAN MELALUI UNGGUN DIAM DAN TERFLUIDISASI
MENGGUNAKAN UDARA SEBAGAI FLUIDA
OLEH :
KELOMPOK 2
Nama : Ariyo Dwisaputra (061330401008)
Jannatul Fitri (061330401011)
Maria Ulfa Srisundari(061330401014)
Millahi Nursyafa’ah (061330401017)
Rifa Nurjihanti (061330401021)
Sarah Swasti Putri (061330401024)
Kelas : 3KD
Dosen Pembimbing : Ir. Selastia Yuliati, M.Si.
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2014
1. TUJUAN PERCOBAAN
- Menentukan penurunan tekanan (h) pada unggun diam dan
terfluidisasi
- Membuktikan persamaan CARMAN – KONZENY
- Mengamati kelakuan fluidisasi
2. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN
o Alat yang digunakan :
1. Neraca analitik
2. Jangka sorong
3. Regulator
4. Piknometer 25 ml
5. Corong plastik
6. Gelas piala 500 ml
7. Peralatan fluidisasi
o Bahan yang digunakan :
1. Baliotini kasar 1kg
2. Baliotini Halus 1kg
3. DASAR TEORI
Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik cair maupun gas. Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat seperti fluida dengan viskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi sejumlah partikel padat berbentuk bola! Melalui unggun padatan ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut unggun diam atau fixed bed.
Kalau laju alir kemudian dinaikkan, akan sampai pada suatu keadaan di mana unggun padatan akan tersuspensi di dalam aliran gas yang melaluinya. Pada keadaan ini masing-masing butiran akan terpisahkan satu sama lain sehingga dapat bergerak dengan lebih mudah. Pada kondisi butiran yang dapat bergerak ini, sifat unggun akan menyerupai suatu cairan dengan viskositas tinggi, misalnya adanya kecenderungan untuk mengalir, mempunyai sifat hidrostatik dan sebagainya. Sifat unggun terfluidisasi ini
dapat dilihat pada Gambar 1b. Dalam dunia industri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti transportasi serbuk padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus, perpindahan panas (seperti pendinginan untuk bijih alumina panas), pelapisan plastic pada permukaan logam, proses drying dan sizing pada pembakaran, proses pertumbuhan partikel dan kondensai bahan yang dapat mengalami sublimasi, adsorpsi (untuk pengeringan udara dengan adsorben), dan masih banyak aplikasi lain.
Fenomena-fenomena yang dapat terjadi pada prose fluidisasi antara lain:1. Fenomena fixed bed yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju
minimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan tetap diam. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1a.
2. Fenomena minimum or incipient fluidization yang terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada kondisi ini partikel-partikel padat mulai terekspansi. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1b.
3. Fenomena smooth or homogenously fluidization terjadi ketika kecepatan dan distribusi aliran fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 3. Gambar 3 Fenomena smooth or homogenously fluidization
4. Fenomena bubbling fluidization yang terjadi ketika gelembung –gelembung pada unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel tidak homogen. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Fenomena bubbling fluidization.5. Fenomena slugging fluidization yang terjadi ketika gelembung-gelembung
besar yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel partikel padat. Pada kondisi ini terjadi penorakan sehingga partikel- partikel padat seperti terangkat. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Fenomena slugging fluidization
6. Fenomena chanelling fluidization yang terjadi ketika dalam ungggun partikel padatan terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertikal. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Fenomena chanelling fluidization.
7. Fenomena disperse fluidization yang terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan terbawa aliran fluida dan ekspansi mencapai nilai maksimum. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Fenomena disperse fluidization
Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:
1. laju alir fluida dan jenis fluida
2. ukuran partikel dan bentuk partikel
3. jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel
4. porositas unggun
5. distribusi aliran,
6. distribusi bentuk ukuran fluida
7. diameter kolom
8. tinggi unggun.
Faktor-faktor di atas merupakan variabel-variabel dalam proses fluidisasi yang akan menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut. Pada praktikum fluidisasi ini fluida yang digunakan adalah udara tekan. Butiran padat yang akan difluidisasikan juga dapat bervariasi seperti butiran batu bara, batu bata, pasir, dan sebagainya.
Ukuran partikel juga divariasikan dengan melakukan pengayakan dengan mesh tertentu. Densitas partikel dapat juga divariasikan dengan menyampur partikel, baik yang berbeda ukuran maupun berbeda jenis. Selain itu variasi juga dapat dilakukan pada tinggi unggun. Dalam praktikum ini akan teramati fenomena-fenomena fluidisasi, Selama fluidisasi berlangsung juga dapat diamati kecepatan minimum fluidisasi secara visual. Dari hasil pengukuran tekanan dan laju alir fluida dibuat pula Kurva Karakteristik Fluidisasi, Karakteristik unggun terfluidakan digambarkan pada kurva karakteristik fluidisasi yang merupakan plot antara log U dan log ΔP. Persamaan yang digunakan adalah Persamaan Ergun dan Persamaan Wen Yu.
Proses fluidisasi biasanya dilakukan dengan cara mengalirkan fluida gas atau cair ke dalam kolom yang berisi unggun butiran-butiran padat. Pada laju alir yang kecil aliran hanya menerobos unggun melalui celah-celah/ ruang kosong antar partikel, sedangkan partikel-partikel padat tetap dalam keadaan diam. Kondisi ini dikenal sebagai fenomena unggun diam. Saat kecepatan aliran fluida diperbesar sehingga mencapai kecepatan minimum, yaitu kecepatan saat gaya seret fluida terhadap partikel-partikel padatan lebih atau sama dengan gaya berat partikel-partikel padatan tersebut, partikel yang semula diam akan mulai terekspansi, Keadaan ini disebut incipient fluidization atau fluidisasi minimum.
Jika kecepatan diperbesar, akan terjadi beberapa fenomena yang dapat diamati secara visual dan pada kondisi inilah partikel-partikel padat memiliki sifat seperti fluida dengan viskositas tinggi. Karena sifat-sifat partikel padat yang menyerupai sifat fluida cair dengan viskositas tinggi, metoda pengontakan fluidisasi memiliki beberapa keuntungan dan kerugian. Keuntungan proses fluidisasi, antara lain:
1. Sifat unggun yang menyerupai fluida memungkinkan adanya aliran zat padat secara kontinu dan memudahkan pengontrolan.
2. Kecepatan pencampuran yang tinggi membuat reaktor selalu berada dalam kondisi isotermal sehingga memudahkan pengendaliannya.
3. Sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi memungkinkan pemindahan jumlah panas yang besar dalam reaktor
4. Perpindahan panas dan kecepatan perpindahan mass antara partikel cukup tinggi.
5. Perpindahan panas antara unggun terfluidakan dengan media pemindah panas yang baik memungkinkan pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas permukaan kecil.
Sebaliknya, kerugian proses fluidisasi antara lain:
1. Selama operasi partikel-partikel padat mengalami pengikisan sehingga karakteristik fluidisasi dapat berubah dari waktu ke waktu
2. Butiran halus akan terbawa aliran sehingga mengakibatkan hilangnya sejumlah tertentu padatan
3. Adanya erosi terhadap bejana dan sistem pendingin4. Terjadinya gelombang dan penorakan di dalam unggun sering kali
tidak dapat dihindari sehingga kontak antara fluida dan partikel tidak seragam, Jika hal ini terjadi pada reaktor, konversi reaksi akan kecil.
2.1.2 Hilang Tekan (Pressure Drop)
Aspek utama yang akan ditinjau dalam percobaan ini adalah mengetahui besarnya hilang tekan (pressure drop) di dalam unggun padatan yang terfluidakan. Hal tersebut mempunyai arti yang cukup penting karena selain erat sekali hubungannya dengan besarnya energi yang diperlukan, juga bisa memberikan indikasi tentang kelakuan unggun selama operasi berlangsung. Penentuan besarnya hilang tekan di dalam unggun terfluidakan terutama dihitung berdasarkan rumus-rumus yang diturunkan untuk unggun diam, terutama oleh Balke, Kozeny, Carman, ataupun peneliti-peneliti lainnya.
1.2.3 Hilang Tekan dalam Unggun Diam
Korelasi-korelasi matematik yang menggambarkan hubuangan antara hilang tekan dengan laju alir fluida di dalam suatu sistem unggun diam diperoleh pertama kali pada tahun 1922 oleh Blake melalui metoda-metoda yang bersifat semi empiris, yaitu dengan menggunakan bilangan-bilangan tidak berdimensi.
2.1.4 Kecepatan Minimum fluidisasi
Yang dimaksud dengan kecepatan minimum fluidisasi (dengan notasi Umf) adalah kecepatan superfisial fluida minimum dimana fluidisasi mulai terjadi. harganya diperoleh dengan mengombinasikan persaman Ergun dengan persamaan neraca massa pada unggun terfluidakan.
2.1.5 Karakteristik Unggun Terfluidakan
Karakteristik unggun terfluidakan biasanya dinyatakan dalam bentuk grafik antara penurunan tekanan (ΔP) dan kecepatan superfisial (u). Untuk keadaan yang ideal, kurva hubungan ini berbentuk seperti Gambar 8.
Gambar 8 Kurva karakteristik fluidisasi ideal
Garis A-B dalam grafik menunjukkan hilang tekan pada daerah unggun diam (porositas unggun = 0). Garis B-C menunjukkan keadaan dimana unggun telah terfluidakan. Garis D-E menunjukkan hilang tekan dalam daerajh unggun diam pada waktu menurunkan kecepatan alir fluida. Harga penurunan tekanannya, untuk kecepatan aliran fluida tertentu, sedikit lebih rendah dari pada harga penurunan tekanan pada saat awal operasi.
Penyimpangan dari keadaan ideal:
1. InterlockKarakteristik fluidisasi seperti digambarkan pada kurva fluidisasi ideal hanya terjadi pada kondisi yang betul-betul ideal dimana butiran zat padat dengan mudah saling melepaskan pada saat terjadi kesetimbangan antara gaya seret dengan berat partikel. Pada kenyataannya, keadaan di atas tidak selamanya bias terjadi karena adanya kecenderungan partikel-partikel untuk saling mengunci satu dengan lainnya (interlock), sehingga akan terjadi kenaikan hilang tekan (ΔP) sesaat sebelum fluidisasi terjadi. Fenomena interlock ini dapat dilihat pada Gambar 9, terjadi pada awal fluidisasi saat terjadi perubahan kondisi dari unggun tetap menjadi unggun terfluidakan.
2. Fluidisasi heterogen (aggregative fluidization)Jenis penyimpangan yang lain adalah kalau pada saat fluidisasi partikel-partikel padat tidak terpisah-pisah secara sempurna tetapi berkelompok membentuk suatu agregat. Keadaan yang seperti ini disebut sebagai fluidisasi heterogen atau aggregative fluidization. Tiga jenis fluidisasi heterogen yang biasa terjadi adalah karena timbulnya:a. penggelembungan (bubbling), ditunjukkan pada Gambar 10a,b. penorakan (slugging), ditunjukkan pada Gambar 10b,c. saluran-saluran fluida yang terpisahkan (chanelling), ditunjukkan pada Gambar 10c,
Gambar 9 Kurva karakteristik fluidisasi tidak ideal karena terjadi interlock
Gambar 10 Tiga jenis agregative fluidization
Bentuk kurva karakteristik untuk unggun terfluidakan yang mengalami penyimpangan dari keadaan ideal yang disebabakan oleh tiga jenis fenomena di atas dapat dilihat dalam pustaka (1) dan (3).
PENGGUNAAN PROSES FLUIDISASI DALAM INDUSTRI
1. Operasi Secara Fisik (Physical Operation), seperti:
a. Transportasi: Sifat fluidisasi pada fluidized bed juga merupakan sifat yang sama dengan cairan dan sifat ini sangat efektif digunakan untuk alat transportasi dari bubuk padatan.
b. Heat Exchanger (HE): Fluidized bed dapat digunakan untuk HE operasi fisik dan kimia kareana kemampuannya untuk mempercepat perpindahan panas dan menjaga suhu menjadi konstan dengan ditunjukkan sebagian kecil dari bermacam penggunaan dalam lingkup ini.
c. Adsorpsi: Proses adsorpsi multistages fluid chart untuk pemisahan dan pemurnian kembali komponen gas.
2. Operasi Secara Kimia
Contoh: Reaksi gas dengan katalis padat dan reaksi padat dengan gas.
APLIKASI FLUIDISASI DALAM INDUSTRI
a. Gasifikasi : batubara
b. Transportasi
Fluidisasi dapat terfluidisasikan sama seperti cairan, sifat ini digunakan untuk transportasi padat berupa serbuk.
c. Pencampuran bubuk halus (dengan ukuran partikel berlainan)
d. HE
e. Pelapisan bahan peledak pada permukaan logam
f. Drying dan sizeing
INDUSTRI YANG MENGGUNAKAN METODA FLUIDISASI
1. Proses desulfurisasi batubara
Proses desulfurisasi batubara Tondongkurah, Sulawesi Selatan telah dilakukan dengan menggunakan larutan hidrogen peroksida yang diencerkan dalam asam sulfat berkonsentrasi 0,1 N.
2. Pembuatan Gas Sintetis Dari Batubara Dengan Teknologi Gasifikasi Unggun Terfluidisasi
Percobaan gasifikasi dilakukan terhadap contoh batubara Indonesia dengan menggunakan reactor gasifikasi sistem unggun terfluidisasi digunakan batubara ukuran halus (-48 + 65 mesh). Gas pereaksi masuk melalui plat distributor untuk mengangkat batubara dan pasir silica sebagai unggun material dalam zona reaksi sehingga unggun terfluidisasi dan terjadi proses pencampuran yang sempurna antara gas pereaksi dan batubara.
4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Mengisi kolom pengatur ukuran air
2. Menutup kran pengatur aliran air.
3. Memeriksa apakah pembacaan manometer pada posisi nol, bila tidak,
aturlah sampai pada titik nol.
4. Menjalankan pompa air, dan atur laju alir sampai 1 L/min
5. Mencatat tinggi unggun, pembacaan manometer dan jenis unggun
(unggun diam atau terfluidisasi)
6. Mentabulasikan pada tabel.
7. Mengulangi percobaan memakai balotini halus.
8. Menentukan rapat masa partikel dengan menimbang sejumlah balliotini
dengan volume tertentu ( yang diketahui)
5. DATA PENGAMATAN
a. Minggu pertama :
Tinggi unggun (mm)
Laju alir(L/min)
Penurunan tekanan
(mmH2O)
Jenis unggun
155,5 2 5,5 Fix bed157,5 4 8,6 Smooth160,5 6 11,9 Bubble167,5 8 14,4 Bubble179 10 16,35 Chanelling194 12 17,75 Chanelling230 14 18,15 Chanelling
252,5 16 18,45 Chanelling266 18 18,55 Chanelling275 20 18,85 Chanelling
b. Minggu kedua :
Tinggi unggun (mm)
Laju alir(L/min)
Penurunan tekanan
(mmH2O)
Jenis unggun
155 – 156 3 6,6 Fix bed156 – 160 5 10,1 Smooth157 – 165 7 12,4 Smooth160 – 180 9 14,5 Bubble165 – 190 11 16,5 Bubble170 – 210 13 18,2 Bubble175 – 245 15 18,4 Chanelling180 – 280 17 18,5 Chanelling185 – 290 19 18,6 Chanelling195 - 320 21 18,9 Chanelling
a. Densitas : 1 gr/mlb. Densitas udara : 1,8 gr/mlc. Viskositas udara : 1,81 x 10-4 kg/m3
d. Viskositas kinematic : -e. Ukuran partikel : 0,491 mmf. Densitas partikel : 2,089 gr/mlg. Tinggi kolom : 0,55 mh. Diameter kolom : 0,06 mi. Masa partikel : 0,35 kgj. Berat pikno : 31,02 grk. Berat pikno + air : 55,53 grl. Berat pikno + pasir : 52,92 grm. Berat air : 14,03 grn. Berat pasir : 21 gro. Diameter partikel : 0,1 cm = 1 x 10-3
Minggu pertama :
PRAKTIKUM
0 5 10 15 20 250
50
100
150
200
250
300
155.5 157.5 160.5167.5
179194
230
252.5266
275
LAJU ALIR VS TERFLUIDISASI (PRAKTIKUM)
TERFLUIDISASI
LAJU ALIR
TERF
LUID
ISAS
I(Tin
ggi u
nggu
n)
0 5 10 15 20 250
50
100
150
200
250
300
f(x) = 7.56818181818182 x + 120.5R² = 0.927608673708678
LAJU ALIR VS TERFLUIDISASI (PRAKTIKUM)
TERFLUIDISASI Linear (TERFLUIDISASI )
LAJU ALIR
TERF
LUID
ISAS
I(Tin
ggi U
nggu
n)
Teoritis
1 2 3 4 5 6 7 8 90
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
f(x) = − 3108350 x + 20992000R² = 0.599382536414282
GRAFIK UNGGUN DIAM
HLinear (H)
LAJU ALIR
H
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
500000
f(x) = 13858.3333333333 x + 178700R² = 0.950484939717628
GRAFIK UNGGUN TERFLUIDISASI(LAJU ALIR VS H)
HLinear (H)
LAJU ALIR
H
0 5 10 15 20 250
50
100
150
200
250
300
f(x) = 7.79848484848485 x + 121.966666666667R² = 0.937138223029949
GRAFIK HUBUNGAN TITIK MAKSIMUM VS LAJU ALIR
TITIK MAKSIMUM Linear (TITIK MAKSIMUM )
LAJU ALIR
TITI
K M
AKSI
MUM
Minggu kedua :
PRAKTIKUM
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
50
100
150
200
250
155 156 157 160 165 170 175 180185
195
LAJU ALIR VS TERFLUIDISASI (PRAKTIKUM)
TERFLUIDISASI
LAJU ALIR
TERF
LUID
ISAS
I (Ti
nggi
Ung
gun)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
50
100
150
200
250
f(x) = 2.20606060606061 x + 143.327272727273R² = 0.950528007346189
LAJU ALIR VS TERFLUIDISASI (PRAKTIKUM)
TERFLUIDISASI
Linear (TERFLU-IDISASI )
LAJU ALIR
TERF
LUID
ISAS
I (Ti
nggi
Ung
gun)
TEORITIS
0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
f(x) = − 2.401975 x + 5.401975R² = 1
GRAFIK UNGGUN DIAM
Series2Linear (Series2)
LAJU ALIR
H
4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
5
10
15
20
25
f(x) = 0.3875 x + 12.9713888888889R² = 0.969018592967226
GRAFIK UNGGUN TERFLUIDISASI (LAJU ALIR VS H)
HLinear (H)
LAJU ALIR (L/min)
H (m
mH2
O)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
50
100
150
200
250
300
350
f(x) = 9.65151515151515 x + 103.681818181818R² = 0.943743211530455
GRAFIK HUBUNGAN TITIK MAKSIMUM VS LAJU ALIR
TITIK MAKSIMUM
Linear (TITIK MAK-SIMUM)
LAJU ALIR
TITI
K M
AKSI
MUM
6. PERHITUNGAN
a. Menentukan berat jenis partikel
1. Berat piknometer : 31,02 gr
2. Berat pikno + air : 55,53 gr
3. Berat air (c) : 24,51 gr
4. Berat pikno + pasir : 52,92 gr
5. Berat pikno + pasir + air : 66,95 gr
6. Berat zat padat (m) : 21,9 gr
7. Berat air (q) : 14,03 gr
8. Vol. pikno : c/p = 24,51 gr / 1 gr/ml = 24,51 ml
9. Vol. air : q/p = 14,03 gr / 1 gr/ml = 14,03 ml
10. Vol. pasir : vol. pikno – vol air
: 24,51 ml – 14,03 ml = 10,48 ml
11. Berat jenis pasir : 21,9 gr / 10,48 gr = 2,09 gr
b. Penentuan unggun diam dan terfluidisasi
1. Minggu pertama :- Unggun diam ( 2 L/min )
A = π/4 (D)2 = ¼ x 3,14 x (0,06)2 = 2,83 x 10-3 m2
Volbed = π x r2 x t = 3,14 x (0,03)2 x 0,55 = 1,554 x 10-3 m3
ɛ (porositas bed) = massa partikel / p partikel x volbed
= 0,22 kg / 2.09 kg/m3 x 1,554 . 10-3
= 0,068
Vsm = Q.10-3 / A
= 2.10-3 L/min / 2,3.10-3 m2
= 0,707 L/min.m-2 x 1 menit/60 sekon
= 1,178.10-3
Re = 1000 (aliran laminasi)
- Unggun terfluidisasi
1. 4 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,1575/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 2,6 x 103 mmH2O
2. 6 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,1605/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 2,65 x 10-3 mmH2O
3. 8 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,1675/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 2,76 x 10-3 mmH2O
4. 10 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,179/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 2,95 x 10-3 mmH2O
5. 12 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,194/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 3,2 x 10-3 mmH2O
6. 14 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,23/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 3,8 x 10-3 mmH2O
7. 16 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,2525/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 4,16 x 10-3 mmH2O
8. 18 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,266/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 4,39 x 10-3 mmH2O
9. 20 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,275/1,18 (1 – 0,068) (2090 – 1,18) 103 mmH2O
= 4,54 x 10-3 mmH2O
2. Minggu kedua :- Unggun diam ( 3 L/min )
A = π/4 (D)2 = ¼ x 3,14 x (0,06)2 = 2,83 x 10-3 m2
Volbed = π x r2 x t = 3,14 x (0,03)2 x 0,155 = 4,3803 x 10-4 m3
ɛ (porositas bed) = massa partikel / p partikel x volbed
= 0,35 kg / 2.090 kg/m3 x 4,3803 x 10-4 m3 = 0,382
Vsm = Q.10-3 / A
= 3.10-3 L/min / 2,83.10-3 m2
= 1,06
Re = 1000 (aliran laminasi)
- Unggun terfluidisasi1. 5 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,156/1,18 (1 – 0,382) (2.09 – 1,18) 103 mmH2O
= 15,53 mmH2O
2. 7 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,157/1,18 (1 – 0,382) (2,09 – 1,18) 103 mmH2O
= 15,69 mmH2O
3. 9 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,16/1,18 (1 – 0,382) (2,09 – 1,18) 103 mmH2O
= 16,17 mmH2O
4. 11 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,165/1,18 (1 – 0,382) (2,09 – 1,18) 103 mmH2O
= 16,97 mmH2O
5. 13 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,17/1,18 (1 – 0,382) (2,09 – 1,18) 103 mmH2O
= 17,77 mmH2O
6. 15 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,175/1,18 (1 – 0,382) (2,09 – 1,18) 103 mmH2O
= 18,58 mmH2O
7. 17 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,18/1,18 (1 – 0,382) (2,090 – 1,18) 103 mmH2O
= 19,38 mmH2O
8. 19 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,185/1,18 (1 – 0,382) (2,090 – 1,18) 103 mmH2O
= 20,18 mmH2O
9. 21 L/min
h = L/pa (1-ɛ) (ps – pa) 103 mmH2O
= 0,195/1,18 (1 – 0,382) (2,090 – 1,18) 103 mmH2O
= 21,79 mmH2O
ANALISA PERCOBAAN
Pada percobaan ini kami menggunakan pasir sebagai bahan utama dan
setelah percobaan yang telah dilakukan, dapat dianalisa bahwa Fluidisasi adalah
metode pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik cair maupun gas.
Pertama kami mengisi kolom dan mengatur udara dengan cara menutup kran dan
pompa udara dinyalakan serta memeriksa pembacaan manometer dan apabila
tidak di posisi nol maka, kami harus mengaturnya terlebih agar di posisi nol, dan
juga laju aliran udara telah disetting maka butiran-butiran padatan akan mulai
bergerak karena dialiri fluida (udara). Semakin tinggi laju aliran udara yang
diberikan terhadap butiran-butiran padatan di dalam bed, maka pergerakan
butiran-butiran padatan tersebut semakin cepat. Kita dapat melihat kenaikan tinggi
butiran padatan yang terangkat keatas akibat laju aliran udara yang diberikan
terhadap butiran-butiran padat semakin meningkat, sehingga penurunan tekanan
menjadi lebih besar.
Aspek utama yang akan ditinjau dalam percobaan ini adalah mengetahui
besarnya pressure drop (beda tekan) di dalam unggun padatan yang terfluidakan.
Hal ini mempunyai arti yang cukup penting karena selain erat sekali hubungannya
dengan besarnya energi yang diperlukan juga bisa memberikan indikasi tentang
kelakuanunggung selama operasi berlangsung.Penentuan besarnya hilang tekan
di dalam unggun terfluidakan. Jenis unggun terbagi menjadi 2, yaitu unggun diam
dan unggun terfluidisasi. Pada laju alir yang cukup rendah butiran padat akan
tetap diam karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa
menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian
disebut unggun diam atau fixed bed sedangkan yang terfluidisai adalah Pada laju
alir yang cukup tinggi butiran padat akan bergerak karena gas mengalir melalui
ruang antar partikel dan menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut.
Pada percobaan minggu pertama kami mengambil interval pembacaan
yang yaitu sebesar 2 L/min. Dimana unggun diam dapat kita lihat saat laju udara 2
L/min, dan unggun terfluidisasi dapat kita lihat saat laju udara diberikan pada
kenaikan 4-20 L/min. Sedangkan pada percobaan minggu kedua kami
menggunakan interval pembacaan sebesar 2 L/min dimana unggun diam terjadi
pada laju alir 3 L/min dan unggun terfluidisasi pada laju alir 5-21 L/min. Butiran
padat terlihat tidak terlalu banyak bergerak pada saat unggun diam. Sedangkan
jenis unggun terfluidisasi dapat terlihat ketika butiran-butiran padatan terangkat
keatas karena laju aliran udara yang besar. Dimana di unggun terfluidisasi ini
dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti Laju alir fluida dan jenis fluida, Ukuran
partikel, Jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel, Porositas
unggun, Distribusi aliran, Distribusi bentuk aliran fluida, Diameter kolom dan
Tinggi
KESIMPULAN
Fluidisasi adalah peristiwa dimana unggun berisi butiran padat berkelakuan
seperti fluida karena di aliri udara.
Semakin besar laju alir udara yang diberikan, maka akan semakin besar pula
penurunan tekanannya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi fluidisasi:
1. Laju alir fluida dan jenis fluida
2. Ukuran partikel
3. Jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel
4. Porositas unggun
5. Distribusi aliran
6. Distribusi bentuk aliran fluida
7. Diameter kolom
8. Tinggi
Percobaan minggu pertama unggun diam pada laju alir 2 L/min. Sedangkan
unggun terfluidisasi pada laju alir 4-20 L/min dengan interval pembacaan sebesar
2 L/min.
Percobaan minggu kedua unggun diam pada laju alir 3 L/min. Sedangkan
unggun terfluidisasi pada laju alir 5-21 L/min dengan interval pembacaan sebesar
2 L/min.
GAMBAR ALAT
Alat Fluidisasi unggun
Neraca DigitalPiknometer
Pompa