PERCOBAAN 3Perhitungan Keekonomian untuk Sirkulasi Alami & Sirkulasi Paksa

PROSEDUR PERHITUNGAN1. Menghitung tekanan rata-rata steam dan tekanan rata-rata sistem

(dan ), titik didih rata- rata (), serta laju alir rata-rata masukan dan laju alir sirkulasi sirkulasi (dan ).

2. Menghitung rasio sirkulasi rata-rata (R) dengan menggunakan persamaan:

3. Menghitung jumlah air yang terevaporasi dengan mengamati perubahan level pada tangki kondensat () dengan persamaan:

3.

4. Menghitung jumlah total kondensat yang terkumpul (Q) dengan menggunakan persamaan:

: selisih ketinggian awal tangki dan ketinggian akhir tangki di kondensat.

5. Menghitung keekonomisan () dengan menggunakan persamaan:

6. Memplot grafik yang menghubungkan nilai keekonomisan () sebagai sumbu-y terhadap tekanan sistem () sebagai sumbu-x.

HASIL PERHITUNGANAlami Paksa P1

(mmHg)Volum Condensate Qc (kg/2menit) Volum Condensate Qc (kg/2menit)

0 0 0 0 0175 0,175 80 0,08450 0,45 210 0,21630 0,63 400 0,4800 0,8 550 0,55

1050 1,05 870 0,870 0 0 0 100

90 0,09 410 0,41340 0,34 640 0,64510 0,51 810 0,81700 0,7 1000 1910 0,91 1210 1,21

0 0 0 0 200230 0,23 110 0,11420 0,42 320 0,32490 0,49 500 0,5600 0,6 760 0,76780 0,78 990 0,99

SIKLUS ALAMI

• Setelah didapatkan laju alir kondensate setiap selang waktu 2 menit, maka kita dapat dilakukan tahapan perhitungan data yang ketiga. Berikut ini merupakan tabel hasil perhitungannya

P1(mmH

g)

P2 avg(lb/in2) T7 avg F2 F3 R dL2

(m) Qc avg We Ec

0 23 107,6666667 10 5 0,5 60 0,518 1056,000 2040,580

100 23 118,8333333 10 5 50 0,425 880,000 2070,588

200 23 94,5 10 5 20 0,420 352,000 838,095

SIKLUS PAKSA

P1(mmHg)

P2 avg(lb/in2) T7 avg

F2 F3 R dL2 (m) Qc avg We Ec

0 23 102 10 5 0,5 45 0,352 792,000 2252,133100 21,5 100,8333

33310 5 40 0,678 704,000 1037,838

200 23 91,16666667

10 5 25 0,447 440,000 985,075

GRAFIK HUBUNGAN P1 & EC

0 50 100 150 200 250900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

2300

2500

Sirkulasi AlamiSirkulasi Paksa

P1

Ec

ANALISA• Tingkat kekonomisan evaporator dipengaruhi suhu umpan. Apabila

suhu umpan lebih rendah dari titik didih maka entalpi penguapan pemanas sebagian akan digunakan untuk proses pemanasan dan hanya sebagian sisanya yang digunakan untuk proses evaporasi itu sendiri. • Terdapat kajanggalan pada data yang dihasilkan, yakni semakin tinggi

tekanan maka nilai keekonomisan akan semakin berkurang. Padahal seharusnya semakin tinggi tekanan, nilai keekonomisan juga semakin tinggi, nilai keekonomisan akan meningkat. Sesuai dengan persamaan,

• Jika dibandingkan antar tekanan sistem, maka tekanan sistem 200 mmHg memiliki nilai keekonomisan yang paling tinggi dan tekanan sistem 0 mmHg memiliki nilai keekonomisan yang paing rendah.• Apabila dilihat dari grafik terdapat ketidaksesuaian data terhadap

teori yang mengatakan tingkat keekonomisan sirkulasi paksa cukup jauh lebih besar dibandingkan dengan sirkulasi alamiah,karena pada sirkulasi paksa laju evaporator lebih tinggi sehingga pada evaporator terjadi perpindahan panas yang lebih baik dibandingkan pada sirkulasi alamiah, karena driving force yang dialami oleh evaporasi paksa lebih tinggi dibandingkan dengan alami

Neraca Energi untuk Sirkulasi Alami dan Sirkulasi Paksa

PERCOBAAN 4

PROSEDUR PERHTUNGAN1. Mencari data-data entalpi masukan dengan menggunakan steam table, yaitu: pada , pada , pada , dan pada .2. Menghitung perubahan level pada tangki masukan, kondensat, dan konsentrat(, , ). Menghitung jumlah total kondensat yang terkumpul dengan menggunakan persamaan:

dL2 : selisih antara ketinggian awal tangki dan ketinggian akhir tangki di kondensat.3.Menghitung massa air umpan, air yang terevaporasi, dan konsentrat (, , ) dengan menggunakan persamaan:

4.Dimana, , adalah konstanta kalibrasi masing-masing tangki, yaitu sebesar 110 kg/m, 17.6 kg/m, dan 17.6 kg/m.

5.Menghitung neraca massa dengan menggunakan persamaan berikut:

6.Menghitung neraca energi dengan menggunakan persamaan berikut:

7.Menghitung kesalahan relative dari neraca massa dengan menggunakan persamaan berikut:

8.Menghitung kesalahan relative dari neraca energy dengan menggunakan persamaan berikut :

HASIL PERHITUNGAN

Jenis Sirku-

lasiP1

Rata-rata Entalpi

T3(oC) T5(oC) T8(oC) P2(Psi) hf (kj/kg) Hs

(kj/kg)he

(kj/kg)hc

(kj/kg)hs

(kj/kg)

Alami 0

108 69,83

75,17 23,00

292,3 2695,8 2688 314,7 474,5

100 96,67 58,83 52,33 22,83 246,3 2695,3 2670,3 219,1 473,2

200 88,67 54,67 46,67 23,00 228,9 2695,8 2657,4 195,4 474,5

0 74,5 56,00 43,50 23,00 234,4 2692,5 2633,8 182,2 465,4Paksa 100 94,83 63,17 41,5 21,50 264,4 2695,8 2667,3 173,8 474,5

200 84,83 56,00 39,33 23,00 234,4 2692,5 2651 164,7 465,4

Jenis Sirkulasi

P1 (mmHg)

Rata-rata

dL1 (m) dL2 (m) dL3(m) P2 (Psi)

Alami0 -0,0012 0,012 0,01 23,00

100 -0,0014 0,01 0,006 22,83200 -0,0018 0,004 0,008 23,00

0 -0,0012 0,0092 0,009 23,00Paksa 100 -0,0014 0,005 0,008 21,50

200 -0,0018 0,009 0,005 23,00

Jenis Sirkulasi

P1(mmHg)

Rata-rataWf (kg/m) We (kg/m) Wc (kg/m)

dL1(m) dL2(m) dL3(m)

Alami

00,0012 0,012 0,01

0,132 0,2112 0,176

100 0,0014 0,01 0,006 0,154 0,176 0,1056

200 0,0018 0,004 0,008 0,198 0,0704 0,1408

0

0,0012 0,0092 0,009 0,132 0,16192 0,1584

Paksa100

0,0014 0,005 0,008 0,154 0,088 0,1408

200

0,0018 0,009 0,005 0,198 0,1584 0,088

Jenis Sirkulasi

P1 (mmHg) Wf(kg/m) We(kg/m) Wc(kg/m) Qc

KR (%)

Neraca Massa

Neraca Energi

Alami

00,132 0,2112 0,176

0,308393,33 36,01

1000,154 0,176 0,1056

0,296282,86 37,32

2000,198 0,0704 0,1408

0,294206,67 61,92

00,132 0,2112 0,176

0,35342,67

32,47

Paksa 1000,154 0,176 0,1056

0,68248,57

67,49

2000,198 0,0704 0,1408

0,45224,44

44,48