metode flow-vewcity untuk mengukur dedit …ansn.bapeten.go.id/files/41101/0052.pdf · pengukuran...

9
Aplikasi /sotop don Radios;, /996 METODE FLOW-VEWCITY UNTUK MENGUKUR DEDIT ALIRAN DAN MENGUn KURV A DISTRIBUSI WAKTU TINGGAL DENGAN MODEL DEJANA BERDERET Sugiharto, Indrojono, Kushartono, Puguh Martyasa, Ojoli Soembogo, dan Slamet Sutikno Pusat Aplikasi lsotop dan Radiasi, BATAN ABSTRAK METODE FLOW-VELOCITY UNTUK MENGUKUR DEBIT ALiRAN DAN MENGUJI KURV A DlSTRI- BUSI WAKTU TINGGAL DENGAN MODEL BEJANA BERDERET. Teknile perunut radioisotop telah lama dikenal daD dapat digunalcan sobapi sebuab alat untule penyelidilean proses industri. Salah satu metode yang paling banya1c digunalcan untu1c mengu1cur debit aliran 8daIah metode flow-velo<:itv.Dalam pen:obaan ini tClah diuleur debit aliran di dalam saluran tertubap sistem proses simului. Sebagai pembanding digunalean metode leonvensional. Dari leedua metode penguleuran terse- but diperoloh perbodaan basil yang culeup berarti. disebablean oleh beberapa faIctor penguleuran. Model matematilea dapat digunaltan dan mompunyai kounbangan untule menggambar1can pols aliran, terutama untule memahami distribusi wa1ctuting- gal. Untule lceperluan ini diperkonallean model bejana berderet. Pema1caianmodel bejana berderet didasarlean pada leenyataan bahwa tidale ada bojana yang ideal. Dalam model ini bejana yang sesungguhnya diasumsi1can terdiri dari beberapa bejana berderet dengan u1curan same daD mompunyai sifat tercampur sempuma. ABSTRACT FLOW-VELOCITY METIIOD FOR MEASURING FLOW VOLUME AND TESTING THE RESIDENCE TIME DISTRIBUTION CURVE BY TANKS IN-SERIES MODEL. Radioactive tracer technique has been known and can be used as a tool in industrial process investigations. One of the methods which is most frequently used to measure the volume rate of flow is flow velo<:itymethod. In this experiment, the volume rate of flow was measured in closed conduit of process system simulation. Conventional method was used as the standard for comparison. Significant different results of the two methods duc to somo factors which influence measurement was obtained. Mathematical model can be applied and have benefit to describe the pattern or flow, especially to understand the residence time distribution. For this purpose, the Tanles in- Series model was introduced. Application of the Tanles in-Series model is based on the facts that there are no ideal vessel. In this model, the actual vessel is assumed to be subdivided into a large number of perfectly mixed-connected vessels of equal size. PENDAHULUAN Sejak ditemukannya unsur-unsur zat radioaktif maka berkembang pula teknik-teknik pengukuran debit a1iranmenggunakan perunut radioaktif. Dalam keberadaan- nya, teknik perunut radioaktif dapat melengkapi teknik- teknik pengukuran konvensional yang sudah ada. Oi samping itu, teknik perunut radioaktif.dapat mengatasi kelemahan-kelemaban yang dijumpai pada teknik pengu- kuran debit aliran menggunakan perunut non-radioaktif. Keuntungan pengukuran debit aliran dengan menggunakan perunut radioaktif antara lain: (a) pengukuran dapat dilaku- kan setempat (in-situ), dan (b)jumlah isotop yang diinjek- sikan sedikit karena radioisotop memancarkan radiasi (ter- utama sinar-a.) yang mampu menembus dinding saluran dan ditangkap oleh detektor yang sangat sensitif. Dengan keunggulan-keunggulan semacam ini diharapkan hasil pengukuran akan lebih akurat. Salah satu metode yang paling banyak digunakan untuk mengukur debit aliran adaIab metode flow-veloci- !y, karena mudab diaplikasikan. Dalam percobaan ini yang diukur adalah debit aliran air yang mengalir di dalam selang plastik. Sebagai pembanding diJakukan pula pengukuran debit aliran dengan metode konvensional, yaitu air yang mengalir di dalam selang plastik ditampung dalam waldo tertentu dan diukur volumenya. Penggunaan model bejana berderet dimaksudkan sebagai usaha untuk memahami proses yang terjadi di dalam sistem yang diamati. Kenyataan menunjukkan bah- wa dalam setiap proses yang sesungguhnya selalu terjadi pencampuran. Besamya pengaruh pencampuran di dalam sistem proses ditunjukkan oleh nilai (jumlah) bejana mo- del (N) dari kwva distribusi waldo tinggal. Oengan kata lain, dengan mengetahui nilai bejana model, maka dapat diketahui pala aliran yang terjadi di dalam sistem proses. TEORI Dalam teknik perunut radioaktif untuk mengukur debit aliran umumnya digunakan: (a) Metode Flow-Veloc- itY, (b) Metode Total-count. dan (c) Metode Continuous (total) SamoliDlt Dalam percobaan ini untuk mengukur laju aliran digunakan Metode Flow-Velocitv, sehingga yang akan dibahas banya metode Flow-Velocity. Metode Flow-Velocitv. Metode Flow-Velocity atau kadang-kadang disebut juga metode Pulse-Velocity merupakan salah satu metode yang paling mudah daD 1'::1

Upload: vuongdang

Post on 06-Feb-2018

221 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Aplikasi /sotop don Radios;, /996

METODE FLOW-VEWCITY UNTUK MENGUKUR DEDIT ALIRAN DANMENGUn KURV A DISTRIBUSI WAKTU TINGGAL DENGAN MODEL

DEJANA BERDERET

Sugiharto, Indrojono, Kushartono, Puguh Martyasa, Ojoli Soembogo, dan Slamet Sutikno

Pusat Aplikasi lsotop dan Radiasi, BATAN

ABSTRAK

METODE FLOW-VELOCITY UNTUK MENGUKUR DEBIT ALiRAN DAN MENGUJI KURV A DlSTRI-

BUSI WAKTU TINGGAL DENGAN MODEL BEJANA BERDERET. Teknile perunut radioisotop telah lama dikenal daDdapat digunalcan sobapi sebuab alat untule penyelidilean proses industri. Salah satu metode yang paling banya1c digunalcanuntu1cmengu1cur debit aliran 8daIah metode flow-velo<:itv.Dalam pen:obaan ini tClah diuleur debit aliran di dalam salurantertubap sistem proses simului. Sebagai pembanding digunalean metode leonvensional. Dari leedua metode penguleuran terse-but diperoloh perbodaan basil yang culeup berarti. disebablean oleh beberapa faIctor penguleuran. Model matematilea dapatdigunaltan dan mompunyai kounbangan untule menggambar1can pols aliran, terutama untule memahami distribusi wa1ctuting-gal. Untule lceperluan ini diperkonallean model bejana berderet. Pema1caianmodel bejana berderet didasarlean pada leenyataanbahwa tidale ada bojana yang ideal. Dalam model ini bejana yang sesungguhnya diasumsi1can terdiri dari beberapa bejanaberderet dengan u1curan same daD mompunyai sifat tercampur sempuma.

ABSTRACT

FLOW-VELOCITY METIIOD FOR MEASURING FLOW VOLUME AND TESTING THE RESIDENCE

TIME DISTRIBUTION CURVE BY TANKS IN-SERIES MODEL. Radioactive tracer technique has been known andcan be used as a tool in industrial process investigations. One of the methods which is most frequently used to measure thevolume rate of flow is flow velo<:itymethod. In this experiment, the volume rate of flow was measured in closed conduit ofprocess system simulation. Conventional method was used as the standard for comparison. Significant different results of thetwo methods duc to somo factors which influence measurement was obtained. Mathematical model can be applied and havebenefit to describe the pattern or flow, especially to understand the residence time distribution. For this purpose, the Tanles in-Series model was introduced. Application of the Tanles in-Series model is based on the facts that there are no ideal vessel. Inthis model, the actual vessel is assumed to be subdivided into a large number of perfectly mixed-connected vessels of equalsize.

PENDAHULUAN

Sejak ditemukannya unsur-unsur zat radioaktifmaka berkembang pula teknik-teknik pengukuran debita1iranmenggunakan perunut radioaktif. Dalam keberadaan-nya, teknik perunut radioaktif dapat melengkapi teknik-teknik pengukuran konvensional yang sudah ada. Oisamping itu, teknik perunut radioaktif.dapat mengatasikelemahan-kelemaban yang dijumpai pada teknik pengu-kuran debit aliran menggunakan perunut non-radioaktif.Keuntungan pengukuran debit aliran dengan menggunakanperunut radioaktif antara lain: (a) pengukuran dapat dilaku-kan setempat (in-situ), dan (b)jumlah isotop yang diinjek-sikan sedikit karena radioisotop memancarkan radiasi (ter-utama sinar-a.) yang mampu menembus dinding salurandan ditangkap oleh detektor yang sangat sensitif. Dengankeunggulan-keunggulan semacam ini diharapkan hasilpengukuran akan lebih akurat.

Salah satu metode yang paling banyak digunakanuntuk mengukur debit aliran adaIab metode flow-veloci-!y, karena mudab diaplikasikan. Dalam percobaan ini yangdiukur adalah debit aliran air yang mengalir di dalamselang plastik. Sebagai pembanding diJakukan pulapengukuran debit aliran dengan metode konvensional, yaitu

air yang mengalir di dalam selang plastik ditampung dalamwaldo tertentu dan diukur volumenya.

Penggunaan model bejana berderet dimaksudkansebagai usaha untuk memahami proses yang terjadi didalam sistem yang diamati. Kenyataan menunjukkan bah-wa dalam setiap proses yang sesungguhnya selalu terjadipencampuran. Besamya pengaruh pencampuran di dalamsistem proses ditunjukkan oleh nilai (jumlah) bejana mo-del (N) dari kwva distribusi waldo tinggal. Oengan katalain, dengan mengetahui nilai bejana model, maka dapatdiketahui pala aliran yang terjadi di dalam sistem proses.

TEORI

Dalam teknik perunut radioaktif untuk mengukurdebit aliran umumnya digunakan: (a) Metode Flow-Veloc-itY, (b) Metode Total-count. dan (c) Metode Continuous(total) SamoliDltDalam percobaan ini untuk mengukur lajualiran digunakan Metode Flow-Velocitv, sehingga yangakan dibahas banya metode Flow-Velocity.

Metode Flow-Velocitv. Metode Flow-Velocity

atau kadang-kadang disebut juga metode Pulse-Velocitymerupakan salah satu metode yang paling mudah daD

1'::1

Aplikasi /sotop don Radiasi, /996

paling banyak digunakan untuk mengukur laju aliran. Prin-sip Metode Flow-Velocity adalab seperti pada Gambar I.

Isotop diinjeksikan melalui titik injeksi dalamwaktu yang sangat singkat sehingga membentuk pulsa yangtajam. Dua buah detektor dipasang secara tetap pada din-ding loar pipa selang plastik yang akan diukur laju aliranaimya. Jarak antara kedua detektor tersebut adalab d.Masing-masing detektor dihubungkan dengan ratemeterdaDrekorder. Jarak antara titik injeksi dengan detektor per-tama adaIab L, dibuat cukup jauh untuk menjamin terja-dinya proses pencampuran antara isotop dengan air. Se-tiap kali isotop melewati detektor maka detektor akanmerekam daDratemeter akan mencacah serta rekorder akanmenggambarkan pulsa tersebut pada kertas rekorder. Wak-tu yang ditempuh oleh isotop yang bergerak dari detektorpertama ke detektor kedua adaIab t. Dalam percobaan inikarena diameter selang plastik diketahui maka kecepatanaliran linier fluida dapat diubab menjadi aliran volume.Aliran volume (debit) dapat dihitung menggunakan per-samaan berikut ini:

d.A I.Q= ,.....................t

di mana:Q =debit aliran (cm3/detik)d =jarak antara kedua detektor(meter)t =waktu yang ditempuh antara kedua detektor

(detik)A =luas penampang selang plastik (cm2)

~ Ititik injeksi idj

rekorder

,etektor,edua

~ ~-.1\L-J;LI I

~t~

Gambar I. Teknik pengukuran .Iajualiran

Model Bejana Berderet. Secara tooretis terda-pat dua macam pola aliran ideal, yaitu pola aliran PIU2Flow dan pola aliran Stirred-Tank Reactor. Aliran PIU2Flow terjadi jika semua elemen fluida bergerak melaluibejana dengan laju yang sarna clandi dalam bejana diang-gap tidak terjadi pencampuran fluida baik ke arab depanmaupun ke arab belakang. Aliran Stirred-Tank Reactorterjadi hila pengaduk diasumsikan mempunyai efisiensiyang sempuma, yaitu pengaduk tersebut mampu mendis-tribusikan isotop yang diinjeksikan secara merata ke selu-rub volume bejana secara sangat cepat.

Pada model bejana berderet diasumsikan bahwasistem sesungguhnya yang diselidiki digambarkan sebagaisederetan bejana yang mempunyai ukuran sarna clan ber-

sifat sebagai bejana yang mempunyai pengaduk ideal.Gambar 2 memperJjhatkan model bejana berderet. Jumlabkeseluruhan dari masing-masing volume bejana sarnadengan volume sistem yang sesungguhnya. Respons mo-del bejana berderet terhadap isotop yang diinjeksikandapat digambarkan dengan menggunakan integral konvo-lusi atau transformasi Laplace sebagai berikut:

NN eN.1 e-N8

C(e) = 2(N -I) !

di mana:Ne

= jumlab (nilai) bejana, tidak berdimensi= waktu tidak berdimensi = waktulwaktu

tinggal rata-rata = tit'C(e) = konsentrasi tidak berdimensi = CICo pada

waktu

Jika N = I, maka model bejana berderet mengikuti modelaliran stirred-tank reactor dan jika N = -' makamodelbe-jana berderet mengikuti model aliran Rfyg-flow.

pengaduk pengaduk pengaduk. pengaduk

~-~bejanal bejana 2 bejana3 bejana n

Gambar 2. Model bejana berderet

Persamaan 2, akan menghasilkan kurva-kurva distribusiwaktu tinggal (RID-Residence Time Distribution) untukharga N yang berbeda-beda. Untuk menguji kurva RIDpercobaan, kurva RID tersebut dicocokkan dengan kurvaRID yang diperoleh dari perhitungan model. Secara teo-retis standar deviasi (momen kedua) dapat dinyatakansebagai cr2= IIN,di manaN adalabjumlabbejanamodel.Pencocokan kurva RID percobaan dengan kurva RIDmodel disebut CUiveFittin2. Besamya penyimpangan kur-va distribusi waktu tinggal yang diperoleh dari percobaanterhadap kurva distribusi waktu tinggal yang diperolehdengan perhitungan model ditentukan oleh harga kuadratrata-rata (RMS-Root Mean Square) clan dirumuskansebagai: .

RMS = ~L(Ec(e) -E (e,X)2INT 3

di mana:NT = jumlah dataEc (e) = distribusi waktu tinggal secara percobaanE (e,X) = distribusi waktu tinggal secara tooretis

Toori model menyatakan bahwa perbandingan kurva RIDpercobaan dengan kurva RID model dikatakan baik jikaharga RMS ~ 0,04.

162

Aplikasi /sotop dan Radiasi. /996

BAHAN DAN METODE

Bahan daD AIat. (a) Isotop 99mTcdengan energi140 keV dan waktu pam 6 jam; (b) Detektor sintilasi, rate-meter dan rekorder; (c) Peralatan injeksi; (d) Kolimator;(e) Kertas rekorder, kertas merang dan tissue; (f) Air be-bas mineral; (g) Sarong tangan; (h) Penghalang Ph; (i)Gelas ukur dan stopwatch, Surveymeter, daDmonitor per-orangan.

Percobaan. Pada percobaan ini sistem yang di-gunakan adalah suatu sistem proses tertutup yang diran-cang untuk keperluan simulasi serna guna. Pada percobaanlaju aliran, arab aliran dapat diatur melalui katup-katuppenghubung sedemikian rupa sehingga arab aliran tampakseperti Gambar 4.

Percobaan laju aliran dilakukan sebagai berikut:(a) Detektor ditempatkan pada posisi tertentu menempelpada dinding lOaf selang plastik sedemikian rupa jarakantardetektor masing-masing 8 dan 9 meter; (b) Detektordihubungkan dengan ratemeter daD rekorder; (c) Isotopyang akan diinjeksikan disiapkan; (d) Sistem proses di-hidupkan; (e) Ratemeter daD rekorder untuk mencacahcacahan latar belakang dihidupkan; (f) Sebanyak 0,4 mlisotop 99mTcdiinjeksikan pada titik injeksi untuk jarakantardetektor 8 meter dan 0,6 ml isotop 99mTcuntuk jarakantardetektor 9 meter. Dengan cara demikian diperolehdata-data pengukuran laju aliran.

BASIL DAN PEMBAHASAN

Pemakaian isotop 99mTcdalam percobaan ini di-dasarkan pada suatu persyaratan, yaitu isotop yang diin-jeksikan dapat bercampur secara merata dengan mediayang diukur, yaitu air yang mengalir di dalam selang plas-tik. Satu atom zat radioaktif yang melewati titik pengam-atan selalu mempunyai peluang tertentu (p). Peluang initidak dipengaruhi oleh adanya atau tidak adanya atom-atomzat radioaktif tetangganya. Jika terdapat A atom zat radio-isotop, maka jumlah cacahan yang dicacat pada titikpengamatan mempunyai peluang Ap. Dalam percobaan inidetektor yang dipasang pada dinding selang plastik akanmencacat jumlah cacalian ketika isotop melewati detektor.

Data yang diperoleh dari percobaan ini berupakurva distribusi kontinue. Karena perhitungan-perhitungandilakukan secara analitik maka kurva distribusi kontinuetersebut harus diubah ke dalam bentuk distribusi diskrit.Data basil percobaan diperlihatkan pada Tabella daD lb.

Dari Tabel Ia, terlihat bahwa jumlah data cacah-an yang diperoleh detektor I (inDut) lebih banyak diban-dingkan dengan jumlah data cacahan yang diperolehdetektor 2 (output). Hal demikian dapat saja terjadi disebab-kan oleh adanya kekurangtelitian dalam melakukanpengukuran, terutarna saat mempersiapkan pengukuran.Untuk mengukur debit aliran. data-data dari Tabel la di-lakukan dengan cara mengambil waktu puncak, yaitu waktudi mana terjadinya cacahan paling tinggi.

Pada Tabel Ib, jumlah data cacahan yang diper-oleh pada detektor I daD detektor 2 sarna. Karena kurvayang dihasilkan tidak simetri, maka untuk menjaga keaku-

ratan perhitungan debit aliran perlu diajukan sO3tubesa-ran yang secara statistik menggambarkan waktu rata-ratalamanya atom-atom zat radioaktif tinggal di dalam beja-na. Besaran yang dimaksud adalah waktu tinggal rata-rata(MRT-Mean Residence Time).

Pada percobaan ini digunakan rekorder yangdilengkapi dengan pemutar kertas rekorder. Kecepatankertas masing-masing adalah 180 mmlmenit untuk jarakantardetektor 8 meter daD 160 mmlmenit untukjarak antardetektor 9 meter. Kecepatan kertas tersebut menunjukkankecepatan tinier air. Dengan menghitung waktu transit daridata-data Tabella daD Ib kemudian dimasukkan ke dalampersamaan I, maka debit aliran yang diukur dengan me-

lode flow-velocitYdiperoleh: QlIow.velocily= 353,5 :t 29 cm31detik.

Sebagai pembanding, pada percobaan ini dilaku-kan pula pengukuran dengan metode konvensional, yaituair yang mengalir dari selang plastik ditampung dan di-ukur volumenya dalam waktu tertentu. Data basil penguku-ran dengan metode konvensional diperlihatkan pada Tabel2. Debit aliran yang diukur dengan metode konvensionaldiperoleh Qkonvel1lional= 370 :t 30 cm3/detik

Dalam percobaan ini detektor I berfungsi sebagaiinDut daD detektor 2 berfungsi sebagai outDut rnasing-masing untuk pengukuran debit aliran untuk jarak antar-detektor 8 dan 9 meter. Pola aliran yang diamati hanyaditentukan oleh kurva RID yang dihasilkan oleh detektor2. Kurva RID dari percobaan daD kurva RID dari perhi-tungan model diperlihatkan pada Gambar 5. Dari perhi-tungan diperolehjumlah bejana model dan nilai RMS (RootMean SQuare)untuk masing-masing kurva.

Jumlah bejana model untuk kurva RID masing-masing N = 5,02untukkurva II daDN = 6,9 untukkurvaIv. Hal ini menunjukkan bahwa pola aliran yang terjadidi dalam selang plastik cenderung mengikuti pola aliranFlu~-Flow, artinya kemungkinan terjadinya pencampuranke arab depan rnaupun belakang kecil.

Nilai RMS untuk kurva RID masing-masing 0,08untuk kurva II daD 0,05 untuk kurva IV. Data RMS inimenunjukkan bahwa penyimpangan Curve Fittin~ lebihbesar dari 0,04 (Curve Fittin~ dikatakan baik jika nilaiRMS-nya 0,04). Hal ini kemungkinan besar disebabkanoleh fluktuasi data percobaan yang cukup besar. Kondisiseperti ini dapat saja terjadi dalam setiap pengukuran, kare-na nilai RMS ditentukan oleh jumlah dan data kurva RID.

KESIMPULAN

Dari percobaan dapat dihitung besaran-besaran :debit aliran (Q), jumlah bejana model (N) dan akar ku-adrat rata-rata (RMS). Dari perhitungan diperoleh N = 5,0untuk kurva RID II dan N = 6,9 untuk kurva RID IV.Hasil ini menunjukkan bahwa aliran yang terjadi di dalamselang plastik cenderung mengikuti pola aliran Dlu~-flow,artinya pengaruh pencampuran kearah depan maupunbelakang kecil.

Dalam percobaan ini belum didapatkan basil yangmemuaskan, karena dari basil perhitungan debit alirandengan menggunakan metode konvensional dan metode

163

Aplikasi Isotop don Radiasi. J996

flow-velocity diperoleh perbedaan yang cukup besar. Disamping itu, harga RMS antara kurva distribusi waktu ting-gal percobaan dan model bejana berderet 0,04 yang ber-arti kedua kurva tersebut tidak cocok.

DAFTAR PUSTAKA

L CHARLTON, 1.S., Radioisotope Techniques for Prob-lem Solving,in Industry Process Plants, Leonard Hill(1986).

UCAPAN TERIMA KASm 2. lAEA, Guidebook on Radioisotope Tracers in Industry,lAEA, Vienna (1990).

Terima kasih yang sebesar-besarnya kami sampai-kan kepada Dr. Thyn yang telah memberikan saran-sarancara memperlakukan data dan kepada Sdr. Ali Arman yangtelah membantu pengetikan grafik.

3. SHARMA,B.V., Mathematical Analysisof Tracer Data,Larsen & Toubro Limited.

Tabel 2. Hasil pengukuran debit aliran dengan metodekonvensional

1~d.

Tabel La. Caeahan netto yang dihasilkan dari pereobaan. Tabel Lb. Caeahan netto yang dihasilkan daTipereobaanJarak antardetektor 8 meter, cacahan Jatar bela- Jarak antardetektor 9 meter. Caeahan Jatar be-kang 20 cps lakang 20 cps.

-Waktu Caeahan pada Waktu Cacahan pada(detik) detektor I (detik) detektor II Waktu Cacahan pada Waktu Cacahan pada

(cps) (eps) (detik) detektor I (detik) detektor II(cps) (cps)

0 0 12 01 50 13 159 0 0 11,88 02 135 14 245 1,25 76 13,13 203 232 15 286 2,50 212 14,38 884 278 16 315 3,75 325 15,63 1985 320 17 278 5.00 380 16,88 3836 257 18 225 6,25 343 18,13 4647 242 19 180 7.50 262 19,38 4208 184 20 103 8,75 178 20,63 3389 120 21 65 10,00 118 21,88 24010 99 22 40 11,25 88 23,13 15711 66 23 65 12,50 63 24,38 9612 48 24 21 13,75 45 25,63 4813 35 25 0 15.00 25 26,88 2014 23 16,25 0 28,13 015 0

Waktu Volume Debit(detik) (em3) (cm3/detik)

8,6 2750 319776,8 2700 397068,1 2995 369757,1 2700 380288,3 3200 38554

Aplikasi fsotop don Radiasi. 1996

CIO)

II

Gambar 3. Kurva-kurva distribusi waktu tinggal (RID) un-

tuk model bejanaberderet

II

_J

165

-1'11'1

lnJe!<Sl

15

rrF--.fF

I

;katup r:motor

Ipengaduk

S :pengaduk i

PI :pengubah i~ "

P :pompa air i II

~ . I &6 I-. --;;.. :arah al~ran:

D1 :detektor IiD2 :detektor III

SP :selang "

,

plastik

I

1 . .~ 12

t

I'

II

II

~~

~ii

iX

I

I

~~ !i

I

' ,I i

i I : II

II, :. f! I

~ i II P ,.

Xeterangan:

K

MP

.i\

141

i I

: I1 i

1~liI_"~p'

;~~7'1J16, I - 'I I

i !

IIi '

i ~,':!::i;I . ! : 8 - ': ! i

I ~, '" --'- ---7 : ',-' ~i--J ,

~---+-- - ---~--I 1119. ,I, '

., <"'.I

i: iI I 1-,- ,!:

.; I l~

.

' I

II

I

'

': .10 .ii,or- --li-'-.~.-.Ii,i I

! '

1I

I

r1

I

_.~.-

K ~

.

! iiI '

I i

I :

II -

I~

I ~ 5! i

I

~- - ..K KI "

, i

I

i

i i.

; I'

i I

K

4,

I .

»2 SP 1>1

Gambar 4. Rancangan sistem simulasi

f-4"p

t§'~,

~0

.g

§-"~'""'-

is

-~,

---\Q\Q0\

"

- - II--II

O~II

I III

~--III~-

, II!'

DO ~

- I I"

~- -1n~-llil

d~1(:1

- - -i Ii~ - -1111

~

Sr.EI'iP, : 51""T=:: "nU~"'"

"~\;v:a,...;.Ji TRACJ:;R

Sl:tl'lA: 1 : 1U

Aplikasi [SOlOpdon Radiasi. 1996

PERBANDINOANKURVAPERCOBAANDENOANKURVAMODEL

00

08N=4.6

0.1

0.8

$' 0.5W

RMS=O06

0.4

0.3

0.2

O.t

a0 05 15

8

---..--- --- .---"-

N=').O2RMS=O.OI3

t---,--Iii ~ is !~.,; !1

0~ a

N"

N=4,O9

RMS=O,O4

"2 2.51.5

e

N=6,9

RMS=O,O5

.""-'~"""f\

+ '-.-"'--"" -.. ._~2~

05 . 15'J

r- =1-+- KuroIoI

. (PI,coboo.t

I-+- K""'""'.dl:!L 1

2.5

[ --=.- fj::'::~:-I-~:~~=~od~ .

I"-=-x~f~:~~~an~

l.:-. KU..::O~j

3

, --

~

-)1(- Kurva IV

I (Percobaan)

1-:- Kmv~~:8~

2.5

Gambar 5. Perbandingan kurva percobaan dengan kurva model bejana berderet

167

00

0.8

0.1

0.8

i' 0.5;;r

04

0.3

0.2

0.1

0IIco

;; 0 d

1

09

0.8

0.7.

0.6ii 05iii

0.4

0.3

0.2

0.1

0 --t0 0.5

1.2

0.8

ii 0.6iii

0.4

0.2

00

Aplikasi Isotop don Radiasi, J996

KURVA PERCOBAAN

KURVA PERCOBAAN

500

450

--, __h ---

400

200 + (:~:

t' /

50+foV-

0

350

300

~ 250u

'Y,

5 10

"x')(--'x I

15 20

t (detikl

Gambar 6. Kurva hasil percobaan

25

~;~:-~

25

I

:':'X-- Ku;"; iiq, --6;-- Kurva IV!

30

168

350,

300

250

200enG.u

150

100

50

00 5

I5<

j{

I15 20

t (dl'lik)

Aplikasi l3otop don Radiasi, J996

LILI ARLINA BARDAN

Menurut Anda metode mana yang paling baikdipakai untuk penelitian ini? MRT atau Peak to Peak?

SUGIHARTO

1. Kedua-duanya baik, hanya saja metode Peak to PeaklOOihpraktis digunakan (kalau kurva yang diperoleh ber-bentuk simetri gauss), tetapi peneraPan metode peak topeak mempunyai kesalahan lebih besar (jika kurva yangdiperoleh cenderung miring - skew).

2. Kalau kurva percobaan berbentukk simetri Gauss, makapasti, nilai Peak = nilai NMR. Jika lebar kurva input>lebar kurva output, maka hanya metode Peak to Peakyang dapat digunakan.

KABUL MULYONO

Bagaiamna menurut penjelasan Anda tentang per-bedaan besarnya bejana dan diameter viva yang digunakan,apakah basil laju aliran daDbagaimana masalah belokan-belokan sistem viva instalasi antara prototip percobaandengan aplikasi lapangan?

SUGIHARTO

Persamaan differensial untuk model bejana ber-defat VdCi/dt= Q (Ci-l- Ci), V = Volumesistemproses,Q = debit aliran.Sedangkan Q = V.A, A = luas penampangviva.

Persamaan datar dapat ditulis dCi/dt= A (Ci-l -Ci)

dari persamaan ini terlihat bahwa diameter viva tidal<mempengaruhi pengukuran, karena A = konstan. Tentusaja untuk viva dengan diameter yang lOOihbesar maka iso-top yang diinjeksikan juga harus lebih besar agar secarasignifikan dapat dibedakan dengan laju cacahan latar be-lakang.

Dalam model bejana berderet, sistem yang sesung-guhnya dapat dinyatakan sOOagaisistem yang tersusun darisejumlah bejana model.

ContohDari basil perhitungan diperoleh n = 4,09 ini

artinya menurut model sistem proses tersebut disusun oleh4,09. bejana model.

Adanya belokan-belokan pada rig percobaan si-mulasi mengakibatkan teljadinya turbulensi pada aliran,sehingga memperbesar teljadinya percampuran'

Dalam percobaan, kami melakukan pendekatandengan mengajukkan model bejana berderet untuk mema-hami dinamika sistem proses dengan cara menganalisiskurva-kurva RTD.

DISKUSI

Di lapangan, model bejana berderet dapat di-aplikasikan pada sistem yang sebenarnya, karena sistemproses di lapangan dapat disimulasikan dalam sistem prosessimulasi.

ZAINAL ABIDIN

1. Fenomena apa yang dapat diambil dari perbedaan kur-va ideal daD percobaan?

2. Pengaruh Scaling daD korasi dapat terdeteksi?

SUGIHARTO

1. Kurva ideal dibangun dari anggapan-anggapan aliranideal yang dinyatakan dalam persamaan differensial.Data-data percobaan digunakan untuk menyelesaikanpersamaan diferensial clan dinyatakan dalam bentukkurva, kemudian kuva percobaan dibandingkan dengankurva ideal. Perbedaan kurva ideal dengan kurva per-cobaan menunjukan tingkat kesesuaian 'fitting' clandin-yatakan dalam nilai RMS (Root Mean Square). Menu-rut teori 'fitting' baik, jika RMS <= 0,04, sedangkanbentuk (lebar clan tinggi) kurva menentukan besarnyapengaruh proses pencampuran yang teljadi di dalamsistem proses.

2. Pengaruh Scaling clankorosi secara prinsip dapat dide-teksi dengan model matematika, karena kurva RTD yangdihasilakan hanya dipengaruhi oleh pola aliran di dalamsistem proses.

SRI WAHYUNI

Anda melakukan pengukkuran clan perhitungandari model matematiks.1. Dengan cara apa memecahkan masalah dari model

matematika tersebut?2. Jika secara komputasi, program clan bahasa apa yang

Anda pakai?

SUGIHARTO

I. Dengan cara menganalisis kurvalfungsi distribusi wak-tu tinggal {RTD (Residensi Time Distribution)}.

2. Dalam menghitung/menganalisis fungsi RTD, kamimenghitung secara manual numerik tidal<dengan pro-gram komputer.

Model matematika dapat diprogram ke dalambahasa basic/Quick Basic.

1£0