Kolom Dinding Basah

8/17/2019 Kolom Dinding Basah

1/22

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

“ Kolom Dinding Basah ’’

B. u!uan Percobaan

Untuk memperoleh koefisien transfer massa menyeluruh, dengan

melakukan percobaan penguapan air oleh udara di dalam kolom dinding

basah dengan mengamati kecepatan transfer massa.

". La#ar Bela$ang

Pada percobaan absorbsi ini alat yang digunakan adalah menara isian yang

berbentuk silinder, yang dilengkapi pemasukan gas dandistribusinya dari

bagian bawah, sedang pemasukan gas cair dari bagian atas. Pendistribusian

gas dari bagian bawah menara isian karena gas bersifat menyebar,dimana gas

bergerak dari bawah keatas. Sedangkan pendistribusian zat cair dilakukan

pada menara isian dari bagian atas karena zat cair akan bergerak dari tempat

yang tinggi ketempat yang rendah.

Percobaan ini menggunakan menara isian (packed bed) yangberbentuk

silinder, yang diisi dengan packing (raschig ring).Packing berfungsi untuk

memperbesar luas permukaan kontak fasa gas dan cair.Pendistribusian gas

dilakukan dari bagian bawah menara isian karena densitas gas lebih rendah

dibandingkan dengan liuid. Sedangkan pendistribusian zat cair dilakukan

pada menara isian dari bagian atas karena zat cair cenderung bergerak dari

tempat yang tinggi ke tempat yang rendah akibat pengaruh gaya gra!itasi."at

cair yang masuk berupa air (pelarut) yang disebut dengan weak liuor.

BAB II

25


2/22

LANDA%AN E&'II%

A. De(enisi Percobaan.

a. Kolom Basah

Pada kolom basah, kontak air dan udara ter#adi di kolom dengan

airdialirkan dari kolom bagian atas, sedangkan gas dari kolom isian bagianbawah,

dimana ter#adi kontak antara air dan udara di dalam kolom yangmenimbulkan

penurunan tekanan. Penurunan tekanan ini disebabkankarena adanya aliran udara

yang masuk dari bawah ke atas. Selain gesekanantara air dan dinding kolom #uga

menyebabkan aliran sekitar dinding men#adi lambat sehingga tekanannya

menurun.Berdasarkan teori, la#u alir air berbanding lurus dengan penurunan

tekanan untuk setiap la#u alir udara. Penurunan tekanan pada kolom basahlebih

besar dari pada penurunan tekanan pada kolom kering. $al inidisebabkan oleh

adanya zat cair di dalam menara sehingga mengurangi ruang yang tersedia untuk aliran

gas. dimana semakin besar la#u alir airpada la#u alir udara yang konstan, nilaihold

up semakin kecil karena tahanan udara terhadap air semakin kecil, sehingga #umlah air yang terperangkap semakin kecil pula. %alam percobaan ini, kesalahan

datatersebut kemungkinan disebabkan oleh pengaruh!al!e yang berfungsi untuk

mengatur la#u alir keluar dari zat cair dimana !al!e tersebut tidak dapat berfungsi

dengan baik.

b. Li)uid Hold U*

&iuid hold upmerupakan liuid(zat cair) yang terperangkap dalampacking

zat cair berupaliuid yang menempel sebagai film pada dindingrasching danliuid

yang tidak bisa lewat karena tertahan diantaracincinrasching yang bergerak karena

mendapat tekanan dari zat cair dibagian atas kolom dan tekanan udara dibagian

bawah kolom. %aripercobaan dapat dilihat bahwahold up ter#adi semakin

bertambahsebanding dengan bertambahnya la#u alir air terhadap la#u alir

udarakonstan. 'amun sebenarnya hal ini bertentangan dengan teori yang ada.

26


3/22

c. Disol+ed &,-gen D&/

% adalah banyaknya oksigen yang terlarut yang dikandung di dalamzat

cair setelah dilakukannya absorpsi. Semakin besar la#u alir udaramaupun la#u alir

air maka %nya akan semakin besar. *isalnya absorbent(dalam hal ini air) yang

masuk dengan la#u yang terus ditingkatkansedangkan la#u alir gas yang masuk

dibuat konstan, maka la#u alir air yangtertinggi akan mampu melucuti oksigen

terbanyak karena #umlah debit airyang masuk semakin besar sehingga luas

permukaan kontak antara fluidaair dan gas semakin besar. Begitu #uga sebaliknya

la#u alir udara tertinggiakan melepaskan oksigen terbanyak terhadap air dengan

ketentuan airmasih memiliki kemampuan menyerap yang bagus.Pada la#u alir air

+ &menit dan la#u alir udara - &menit diperoleh% sebesar ,/ mg&, dan

pada la#u alir air 0 &menit dengan la#u alirudara yang sama diperoleh nilai % yang

lebih tinggi yakni ,1 mg&.untuk lebih #elasnya dapat dilihat pada 2ambar 3.4 untuk

kolom basah.

d. Disol+ed &,-gen D&/

% adalah banyaknya oksigen yang terlarut yang dikandung di dalamzat cair

setelah dilakukannya absorpsi. Semakin besar la#u alir udaramaupun la#u alir air

maka %nya akan semakin besar. *isalnyaabsorbent(dalam hal ini air) yang

masuk dengan la#u yang terus ditingkatkan sedangkan la#u alir gas yang masuk

dibuat konstan, maka la#u alir air yangtertinggi akan mampu melucuti oksigen

terbanyak karena #umlah debit airyang masuk semakin besar sehingga luas

permukaan kontak antara fluidaair dan gas semakin besar. Begitu #uga sebaliknya

la#u alir udara tertinggiakan melepaskan oksigen terbanyak terhadap air dengan

ketentuan airmasih memiliki kemampuan menyerap yang bagus.Pada la#u alir air

+ &menit dan la#u alir udara - &menit diperoleh% sebesar ,/ mg&, dan

pada la#u alir air 0 &menit dengan la#u alirudara yang sama diperoleh nilai % yang

lebih tinggi yakni ,1 mg&.untuk lebih #elasnya dapat dilihat pada 2ambar 3.4 untuk

kolom basah.2ambar 3.4 $ubungan antara % terhadap la#u alir air pada setiap

la#u alirudara .

27


4/22

e. Nilai Koe(isien 0ilm *ada "airan1 2as dan Keseluruhan

5&a merupakan koefisien lapisan film yang terbentuk pada saatter#adinya proses

perpindahan massa secara keseluruhan pada kolom(packed), dimana nilainya

dipengaruhi oleh besarnya koefisien film dalamcairan dan koefisien film yang

terbentuk pada gas, serta la#u perpindahanmassa pada saaat penyerapan'ilai koefisien

film dalam cairan dan koefisien film yang terbentuk pada gas ini dipengaruhi oleh

la#u alir dari udara dan air yang terdapatpada kolom basah. Semakin besar la#u alir

udara dan air yang diberikan,nilai koefisien film dalam cairan dan koefisien film

yang terbentuk padagas akan semakin besar, hal ini dikarenakan nilai koefisien

film tersebutberbanding lurus dengan la#u alir gas dan zat cair.%isamping faktor

la#u alir udara dan air, nilai koefisien film dalamcairan dan koefisien film yang

terbentuk pada gas #uga dipengaruhi olehpacking yang dipakai padapacked,

dimana semakin besar ukuran packingyang digunakan maka difussi!itas yang

ter#adi akan semakin besar, yangmengakibatkan bertambahnya nilai bilangan

Schmitz sehingga nilai koefisien film dalam cairan dan koefisien film yang

terbentuk pada gas #uga akan semakin besar.

(.0looding

6looding adalah keluarnya zat cair pada bagian atas kolom isian yangdisebabkan

tidak adanya ruang kosong didalam kolom. "at cair telahmengisi seluruh bagian

kolom sehingga tidak ada lagi laluan yang tersedia bagi gas.

BAB III

28


5/22

3AE'I DAN 3E&DE

A. 3a#eri

4. Ala# Percobaan

5olom dinding basah

7hermostat

Pompa

8ompressor

7hermometer

6lowmeter.

2. Bahan Percobaan 9

:ir

B. 3e#ode

Prosedur $er!a 5

+. leh compressor, udara dimasukan kedalam kolom dinding basah

setelahmelalui flowmeter. leh pompa dengan kecepatan alir konstan,

airdialirkan melalui thermostat melalui bagian atas tangki kekolom

dindingbasah, lalu air akan meluber dan #atuh mengalir dalam bentuk lapisan

tipis pada dinding kolom sambil berkontak dengan udara.

3. Bila aliran air dalam bentuk lapisan tipis (filim air) sudah setabil sertakeadaan

steady state telah tercapai, maka suhu dan kelembaban masingmasing baik

udara masuk maupun udara keluar dapat dicari dngan mengamati suhu

thermometer bola basah dan suhu thermometer bolakerring.

0. :matilah suhu air masuk dan suhu air keluar.

4. Ubalah aliran dan ulangilah perlakuan yang sama seperti langkah

langkah+sampai dengan langkah 3.

". 2ambar 'ang$aian Percobaan

29


6/22

BAB I6

30


7/22

HA%IL KE'JA P'AKEK DAN PE3BAHA%AN

A. Hasil Ker!a Pra$#e$

'o.

Per

cob

aan

;a

ktu

:liran :ir

:liran

Udara

Suhu Udara *asuk Suhu Udara 5eluar

*e

nit

&*e

nit

7 o8 '& m

SB5

t+

SBB

tw+

3,>

- = ,=34=

0= 0,1 3,= +,4 0-,/ 00,1 3,1

> = ,-4=

0= 0+,+ 3,0 +,/ 0> 04 0,

/ = ,>4=

0= 03 3+ ++ 0>,0 04,+ 0,3

? @ ,= m

& @ +, m

Aiscositas udara 0o8 @ +/,=-4 +- kgm.sec

%ensitas udara 0o8 @ +,3=4 kgm0

B. Pembahasan

+. :liran :ir

%ata >

31


8/22

Jamm Jam

mnt

ltr

mmnt ltr Q 0

0

0-,+

-

+

+-, =

×

×=

%ata /

Jamm Jam

mnt

ltr

mmnt ltr Q 0

0

43,+

-

+

+>, =

×

×=

3. :liran Udara

Jamm Jam

mnt

ltr

mmnt ltr Q 0

0

+,3+

-

+

+0= =

×

×=

0. a. *encari kecepatan udara (m#am)

jammm x

jamm

A

QV

m x A

mm x xR D

D A

A

Q

V

=134,3->=++/=,>

+,3

+/=,>)+,(4

+,=,33

4

3=

0

3=3

3

===

=×=

===

×=

=

−

−π

π

b. *encari kecepatan air (m#am)

%ata >

jammm x

jamm

A

QV =1/>,4=/

+/=,>

0-,3=

0

=== −

%ata /

jammm x

jamm

A

QV 0+/,=0=

+/=,>

43,3=

0

===−

4. *encari harga P:+ (udara masuk) dan P:3 (udara keuar) (mm$g)

a. *encari $arga P:+ (udara masuk)

%ata >• (Udara *asuk) $umidity diperoleh dari grafik untuk $+@,+3

.+.3,.+/

31

>-.+/

31

+

+

+

+

=

−⇒

=

− PA PA

H PA PT

PA

mmHg PA

mmHg PA

PAmmHg PA

PA PA

PA

PA

3/>>,+3+

4/10,+3+-4,+

+-4,4/10,+3

+-4,)>-(

+-4,>-

+

++

++

+

+

=

==−=

×−=

=−

32


9/22

%ata /

• (Udara *asuk) $umidity diperoleh dari grafik untuk $+@,++

++,+/

31

>-+/

31

+

+

+

+

=

−⇒

=

− PA PA

H PA PT

PA

mmHg PA

mmHg PA

PAmmHg PA

PA PA

PA

PA

304-,+0+

4-//,+0+>>,+

+>>,4-//,+0

++,)>-(

++,>-

+

++

++

+

+

===

−=×−=

=−

b. *encari $arga P:3 (Udara keluar)

%ata >

C (Udara keluar) $umidity diperoleh dari grafik untuk $3@,04

.04,.+/

31

>-.+/

31

3

3

3

3

=

−⇒

=

− PA PA

H PA PT

PA

mmHg PA

mmHg PA

PAmmHg PA

PA

PA

4>+1,01

-0++,4+=4>,+

=4>,-0++,4+

=4>,>-

3

3

33

3

3

==

−=

=−

%ata /

C (Udara keluar) $umidity diperoleh dari grafik untuk $3@,0=

.0=,.+/

31

>-.+/

31

3

3

3

3

=

−⇒

=

− PA PA

H PA PT

PA

mmHg PA

mmHg PA

PAmmHg PA

PA

PA

-444.4

/===,43=44,+

=44,/===,43

=-0,>-

3

3

33

3

3

==

−=

=−

33


10/22

=. *encari P:;+ dan P:;3 (mm$g)

%ata >

a. *encari P:;+ (suhu udara masuk)

mmHg PAw

PAw

PAw

PAw

twt PAw PA

-/>>,+>

4,=3/>>,+3

4,=3/>>,+3

)0,3+,0+(=,3/>>,+3

)(=,

+

+

+

+

+

=

+=−=

−−=−−=

b. *encari P:;3 (suhu udara keluar)

mmHg PAw

PAw

PAw

PAw

twt PAw PA

1>+1,4

=,+4>+1,01

=,+4>+1,01

)040>(=,4>+1,01

)(=,

3

3

3

3

33

=

+=−=

−−=−−=

%ata /

a. *encari P:;+ (suhu udara masuk)

mmHg PAw

PAw PAw

PAw

twt PAw PA

>04-,+/

=,=304-,+0=,=304-,+0

)3+03(=,304-,+0

)(=,

+

+

+

+

+

=+=−=

−−=−−=

b. *encari P:;3 (suhu udara keluar)

34


11/22

mmHg PAw

PAw

PAw

PAw

twt PAw PA

3444,43

-,+-444,4

-,+-444,4

)+,040,0>(=,-444,4

)(=,

3

3

3

3

33

=+=−=

−−=−−=

-. *encari ln

mmHg

mmHg

mmHg

mmHg

mmHg

mmHg mmHg

mmHg mmHg

mmHg mmHg

mmHg mmHg mmHg mmHg

PA PAw

PA PAw

PA PAw PA PAw PA

443,0

3/++,+

1,0

-,0log00,3

1,0

=,+

4,=log00,3

=,+4,=

4>+1,011>+1,4

3/>>,+3-/>>,+>log00,3

)4>+1,011>+1,4()3/>>,+3-/>>,+>(

log00,3

)()(ln

33

++

33++

=

=

=

−

=

−−

−−−=

−−

−−−=∆

%ata /

35


12/22

mmHg

mmHg

mmHg

mmHg

mmHg

mmHg mmHg

mmHg mmHg

mmHg mmHg

mmHg mmHg mmHg mmHg

PA PAw

PA PAw

PA PAw PA PAw PA

+=/+,0

3041,+1,0

40>=,0log00,3

1,0

-,+

=,=log00,3

-,+=,=

-444,43444,43

304-,+0>04-,+/log00,3

)-444,43444,43()304-,+0>04-,+/(

log00,3

)()(ln

33

++

33++

=

=

=

−

=

−−

−−−=

−

−−−−

=∆

>. *enghitung 'ilai KG( ). 3 jamatmmkg

Density udara pada suhu 300C = 1,2054 kg!3 " q ρ #

%ata >

jammV

jamm jammudarakecair kecV

1=-,+0-=

3

=134,3->=+=1/>,4=/

3

..

=

+=+=

atm jammkg

atm jammkg

mmHg

mmHg

atm

jammm x

mmkg

PA

PA PA

PT

L

Rq

KG

..++00,0--

)131/,/(..11/1,4

443,0

)3/>>,+34>+1,01(

+

1=-,+0-=+3

=,3=4,+

ln

3

3

3

0

+3

==

−

=

∆−

= ρ

%ata /

jammV

jamm jammudarakecair kecV

++00,+0-40

3

=134,3->=+0+/,=0=

3

..

=

+=+=

36


13/22

atm jammkg

atm jammkg

mmHg

mmHg

atm

jammm x

mmkg

PA

PA PA

PT

L

Rq

KG

../0>>,0=-

)->13,/(..++4+,4+

+=/+,0

)304-,+0-444,4(

+

++00,+0-40+3

=,3=4,+

ln

3

3

3

0

+3

=

=

−

=

∆

−

=

ρ

/. *enghitung $arga Bilangan ?eynold

%ik 9

%ensity udara pada suhu 0

o

8 @ +,3=4 kgm

0

Aiscositas udara pada suhu 0

o

8 @ +/,=-4 +

-

kgm.sec

A udara @ 3->=+,-134 m#am

Aiscositas udara 0

o

8 @ +/,=-4 +

-

kgm.sec 0- sec#am

@ ,--/ kgm.#am

υ

ρ vd ..?e =

jammkg

jammmxmkg

.--/,

=134,3->=++,3=4,+ 0 ×=

@ 4/3>,0/

37


14/22

". 2'A0IK

2rafik mencari $+

untuk data >

38


15/22

2rafik mencari $+

untuk data /

39


16/22

2rafik mencari $3

untuk data >

40


17/22

2rafik mencari $3

untuk data /

41


18/22

D. abulasi Da#a

45


19/22

46

'o.

;ak

tu

*

m*

:liran :ir :lir

an

Uda

ra

Suhu Udara *asuk Suhu Udara 5eluar P:+

mmhg

P:3

mmhg

P:;+

mmhg

P:;3

mmhg

(ln


20/22

? @ ,= m

& @ +, m

Aiscositas udara 0o8 @ +/,=-4 +- kgm.sec

%ensitas udara 0o8 @ +,3=4 kgm0

47


21/22

BAB 6

KE%I3PULAN DAN %A'AN

A. KE%I3PULAN

%ari percobaan yang saya lakukan dapat dissimpulkan bahwa 9

+. 5oefisien transfer massa menyeluruh adalah 52+ @0=/,+- 5gm3.#am.atm

dan 523 @40-,>- 5gm3.#am.atm

3. Suhu udara keluar akan lebih tinggi daripada suhu udara masuk karna

udara menyerap panas dari air panas.

0. 5elembapan udara keluar akan lebih tinggi daripada kelembapan udara

masuk.

4. Semakin lama waktu pengamatan yang dilakukan, maka selisih antara

suhu bola basah dan bola kering pada udara masuk dan keluar akan

semakin besar.

B. S:?:'

Sebaiknya pratikan lebih teliti ketika men#aga temperature selama

berlangsungnya percobaan

47


22/22

BAB 6I

DA0A' PU%AKA

8oulson and ?ichardsonDs, 33,8hemical Engineering,= th Edition, Butterworth

$einemann, 7okyo

2eankoplis, 8. F., +110,7ransport Processes and Unit peration, 0nd

Edition,Prentice $all, Gnc, U.S.:

*c8abe, ;. &., and F. 8., Smith. +111.perasi 7eknik 5imia, edisi keempat, #ilid

3, Erlangga, Fakarta

?. ;elty, Fames, dkk.34.%asardasar 6enomena 7ransport Edisi 5e4.

Fakarta9Erlangga

48

Kolom Dinding Basah

Documents

Transcript of Kolom Dinding Basah