pengendalian penukar panas

5
Variabel Sistem Pengendalian Penukar Panas Control Objective T = T ss State Va riable T (Temperatur) Output Va riable T Input (disturbance) T C  (laju alir fluida dingin) Input (man ip ul ated) ! ("aju air pemanas) Parameter Cp# $# p %onfigurasi eed back  $nalisa &erajat %ebebasan Sistem Pengendalian Penukar Panas Va riabel Terlibat C # ! # T Cin # T ! # T Cout '  eraca massa dan energi dT*dt +, Va riabel diketa-ui C # T ! # T Cout +. Va riabel dimanipulasi ! +, $&% / $sumsi+asumsi 0 "aju alir fluida dingin konstan Te mperatur fluida panas konstan Cp#  µ #  ρ  metanol kon stan pada rentang su-u operasi &ata+data 1ang digunakan dalam pengendalian ini adala- (conto- kasus !2+3/,) Te kanan operasi# P = , atm Te mperatur air panas# T !  = ,// o C &ensitas air panas#  ρ a  = 45 kg*m . &ensitas metanol#  ρ m = 676 kg*m . %apasitas panas metanol# Cp m  = ,#,8,/  9*kmol % %apasitas panas air# C Pa = 6#38,/ 5  9*kmol8% Te mperatur metanol keluar keadaan tunak# T ss  = 6.#. o C "aju alir metanol# = 6#5:8,/ +5  kmol*s &imen si alat 0 panjan g = : #.5 m

Upload: dimas-setyawan

Post on 01-Mar-2018

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

7/25/2019 Pengendalian Penukar Panas

http://slidepdf.com/reader/full/pengendalian-penukar-panas 1/5

Variabel Sistem Pengendalian Penukar Panas

Control Objective T = Tss

State Variable T (Temperatur)

Output Variable T

Input (disturbance) TC (laju alir fluida dingin)

Input (manipulated) ! ("aju air pemanas)

Parameter Cp# $# p

%onfigurasi eed back  

$nalisa &erajat %ebebasan Sistem Pengendalian Penukar Panas

Variabel Terlibat C# !# TCin# T!# TCout ' eraca massa dan energi dT*dt +,

Variabel diketa-ui C# T!# TCout +.

Variabel dimanipulasi ! +,

$&% /

$sumsi+asumsi 0

"aju alir fluida dingin konstan

Temperatur fluida panas konstan

Cp#  µ #  ρ   metanol konstan pada rentang su-u operasi

&ata+data 1ang digunakan dalam pengendalian ini adala- (conto- kasus !2+3/,)

• Tekanan operasi# P = , atm

• Temperatur air panas# T! = ,// oC

• &ensitas air panas#  ρ a = 45 kg*m.

• &ensitas metanol#  ρ m = 676 kg*m.

• %apasitas panas metanol# Cpm = ,#,8,/ 9*kmol % 

• %apasitas panas air# CPa = 6#38,/5 9*kmol8% 

• Temperatur metanol keluar keadaan tunak# Tss = 6.#. oC

• "aju alir metanol# = 6#5:8,/+5 kmol*s

• &imensi alat 0 panjang = :#.5 m

7/25/2019 Pengendalian Penukar Panas

http://slidepdf.com/reader/full/pengendalian-penukar-panas 2/5

&in = :/#3 mm

Neraca Massa

( )= +in out  

d mm m

dt 

( )= +in out  

dρV  ρF ρF 

dt 

$kumulasi massa /=)(

dt 

V  ρd 

$sumsi densitas tetap#

out in   F  F    = (,)

Neraca Energi

= + 'in out  

dH  H H Q

dt 

( )( ( + )

= ( + ) + ( + ) ' +m m C C m m C Cout a H H ref  

dρCpV T Tref  ρ Cp F T Tref ρ Cp F T Tref ρ F T T 

dt 

Tref = / ;

= + 'm m C C m m C a a H H  

dT  ρCpV ρ Cp F T ρ Cp F T ρ Cp F T 

dt (:)

Substitusi persasaam (,) ke persamaan (:)

= + 'C C a a

C H 

m m

 F Fρ CpdT T T F 

dt V Vρ VCp(.)

Stead1 state 0

C C#ss

! !#ss

dTss/

dtT Tss

T T

=

==

=

# #= + 'C C a a

C ss ss H ss

m m

 F Fρ CpdT T T F 

dt V Vρ VCp(5)

7/25/2019 Pengendalian Penukar Panas

http://slidepdf.com/reader/full/pengendalian-penukar-panas 3/5

Persamaan (.) < (5)

# #

( + )= ( + ) + ( + ) ' ( + )

 ss a a

C C ss ss H H ss

m m

d T Tρ Cp F F T T T T F F  

dt V Vρ VCp

= + '  a a

C H 

m m

 ρ CpdT F F  T T F 

dt V Vρ VCp

"aplace 0

a aC !

m m

Cp

sT (s) T (s) T (s) (s)V V VCp

 ρ 

 ρ + = +

( ) ( ) ( ) ρ 

 ρ 

 + = + ÷  

a aC H 

m m

Cp F F  s T s T s F s

V V VCp

Fungsi Trasnfer :

( ) ( )

,( ) = ( ) ' ( )

' '

 F V    a a

C H  F F V V m m

 ρ CpT s T s F s

 ρ VCp s s()

Fungsi Transfer disturbance (Gd) :

( ) ,= = =

( ) ( ' ) ( ',)

,=

,,#47 ',

 F V 

V  F V F C 

T sGd 

T s s s

Gd  s

(3)

Fungsi transfer proses (Gp) :

( )

( ) ,= = =

( ) ( ' ) ',

:73#:=

,,#47 ',

V  F a a a a

 F    V V    F  H m m m m

 ρ Cp ρ CpT sGp

 F sρ VCp s ρ VCp   s

Gp s

7/25/2019 Pengendalian Penukar Panas

http://slidepdf.com/reader/full/pengendalian-penukar-panas 4/5

Tanpa pengendali

&engan PI Controller 

7/25/2019 Pengendalian Penukar Panas

http://slidepdf.com/reader/full/pengendalian-penukar-panas 5/5