BAB 1

PENDAHULUAN

A. Latar BelakangDalam industri kimia, proses transportasi sangat berperan penting dalam penyaluran bahan baku maupun produuk yang dihasilkan dari unit proses dan unit operasi. Bahan baku dalam jenis cair umumnya cenderung lebih mudah untuk ditangani dibandingkan dengan jenis padatan.

Dalam pelaksanannya fluida dialirkan dari tempat yang satu ke tempat yang lain dengan menggunakan pompa atau blower. Alat yang digunakan untuk mendistribusikan fluida tersebut bergantung pada jenis fluida yang yang akan dialirkan. Untuk fluida cair digunakan pompa, sedangkan blower digunakan untuk mengalirkan gas, pada system pengoprasiannya pompa dipengaruhi oleh bebearapa factor yaitu tinggi tekanan pompa, laju alira volumetric dan daya pompa yang dibutuhkan. Spesifikasi ini berpengaruh pada pemilihan pompa yang digunakan dalam unit proses.Dalam industri juga sering terdapat masalah dalam hal sifat dinamis yang tidak stabil dalam pengoperasiannya, Hal ini sering terjadi pada sistem pure capacity. Sistem pure capacity merupakan suatu sistem terintegrasi dimana saat terjadinya proses didapatkan respon yang tidak stabil. Salah satu contohnya adalah sistem tangki dengan aliran output yang diatur menggunakan pompa. Jika hal ini belum dapat diatasi, maka proses akan terus berlangsung, sehingga menimbulkan efek yang sangat besar terhadap proses berikutnya atau sering disebut snowball effect. Maka dari itu, perlu adanya sistem pengendalian dalam prosesnya. Kajian mengenai dinamika proses yang timbul pada sistem pure capacity ini jarang sekali dijumpai. Oleh karena itu, penelitian ini mengambil topik dinamika pengaruh pemanas coil pada proses sistem pure capacity sehingga dapat diketahui pengaruh input dan kecepatan pada pompa terhadap dinamika ketinggian dan suhu cairan pada tangki.Dalam penelitian ini sistem yang diterapkan adalah sistem pure capacity dengan t untuk mempelajari dinamika proses pada sistem pure capacity. Sistem pure capacity pada penelitian ini dirancang menggunakan dua tangki yang disusun secara seri. Laju alir volumetrik keluaran tangki 1 diatur menggunakan pompa dan pengaturan suhu lalu dialirkan menuju tangki 2 sehingga mempengaruhi level pada kedua tangki.B. Tinjauan Pustaka1. Aliran FluidaKapasitas merupakan kemampuan daya tampung dari suatu alat. Sedangkan kapasitas pompa sendiri merupakan kemampuan pompa untuk dapat mengalirkan cairan (fluida) sampai batas kemampuannya. Karena dalam pengiperasiannya cairan yang dipindahkan dari pompa jumlahnya tertentu, maka dalam pompa terdapat istilah kapasitas volumetris pompa. Kapasitas volumetris pompa adalah banyaknya cairan yang dipindahkan oleh pompa setiap satuan waktu.

Pada penelitian ini kapasitas pemimmpaan dapat berubah-ubah sekalan dengan perubahan temperatur pada fluida yang dialirkan. Semakin tinggi suhu fluida cair yang dialirkan maka menurunnya kapasitas cair yang keluar dari pompa.

2. Pure CapacitySifat dinamis pada suatu sistem seringkali tidak stabil dalam pengoperasiannya. Masalah yang sering terjadi adalah proses pada sistem pure capacity. Sistem pure capacity merupakan suatu sistem terintegrasi dimana saat terjadinya proses didapatkan respon yang tidak stabil. Salah satu contohnya adalah sistem tangki dengan aliran output yang diatur menggunakan pompa.

C. Tujuan PenelitianTujuan yang akan dicapai dari pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mempelajari Pengaruh Suhu pemanas coil terhadap dinamika proses pada sistem pure capacity.

2. Menganalisis kestabilan respon yang diperoleh dari pengaruh suhu pemanas coil pada sistem pure capacity dengan cara:

Pengamatan yang dilakukan di laboratorium.

Simulasi model matematika sistem pure capacity dengan pemrograman komputer.

Membuat Nyquist Plot atau Bode Diagram.

D. Perumusan MasalahPermasalahan yang muncul dalam penelitian ini adalah suhu fluida yang mempengaruhi laju alir fluida dan respon pure capacity yang tidak stabil sehingga diperlukan percobaan di dalam laboratorium dan simulasi pemrograman komputer untuk pemodelan secara matematis. Hal tersebut dilakukan untuk menganalisis respon yang tidak stabil dari sistem pure capacity dan pengaruh suhu cairan.

E. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan tugas akhir penelitian ini adalah:

1. Permodelan sistem pure capacity menggunakan 2 tangki berbentuk balok dengan volume masing-masing 10 liter yang tersusun secara seri dengan coil pemanas di masing- masing tangki. Cairan pada tangki 1 dialirkan menggunakan pompa ke tangki

2. Gangguan yang digunakan adalah:

a. Perubahan laju alir volumetrik arus umpan tangki 1 mengikuti fungsi tahap (step increase/step decrease).

b. Perubahan suhu tangki 1 yang mempengaruhi laju alir volumetrik arus keluaran tangki 1 c. Perubahan speed pump pada aliran keluar tangki 1 mengikuti fungsi tahap (step increase/step decrease). Perubahan speed pump diatur menggunakan wattmeter.

3. Model matematika (persamaan diferensial biasa) sistem pure capacity diselesaikan secara analitis dengan transformasi Laplace.

4. Dinamika suhu dan level pada sistem pure capacity yang diperoleh melalui pengamatan di laboratorium akan dibandingkan dengan penyelesaian model matematika menggunakan software berupa Microsoft Excel dan Scilab.

5. Analisis kestabilan sistem pure capacity juga dilakukan melalui Nyquist Plot atau Bode Diagram.F. Landasan TeoriBerdasarkan tinjauan pustaka proses pure capacity dipengaruhi oleh suhu masing-masing pada setiap tangki maka dapat ditentukan dengan 2 dasar yaitu:1. Neraca massa

Laju alir massa masuk masuk laju alir massa keluar = laju alir massa akumulasi

2. Neraca energi

EMBED Equation.3

EMBED Word.Document.12 \s

_1325590117.unknown