Laporan Fluidisasi
-
Upload
fidihananoviyanti -
Category
Documents
-
view
49 -
download
6
description
Transcript of Laporan Fluidisasi
LABORATORIUM SATUAN OPERASI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015
MODUL : FLUIDISASI
PEMBIMBING : Ir. Umar Khayam
Oleh :
Kelompok : VI (Enam)
Nama : 1. Fidihana Noviyanti NIM.121411043
2. Sandra Sopian NIM.121411058
Kelas : 2B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
Praktikum : 22 Mei 2014Penyerahan : 30 Mei 2014
(Laporan)
FLUIDISASI
I. TUJUAN
1. Membuat kurva karakteristik fluidisasi.
2. Menentukan rapat massa butiran padat.
3. Menentukan harga kecepatan alir minimum Umf dari kurva karakteristik dan dari
perhitungan.
4. Mengetahui pengaruh ukuran partikel dan tinggi unggun terhadap Umf.
DATA PENGAMATAN
ukuran0.2 s/d 0.355 mm 0.355 s/d 0.63
mm0.63 s/d 1 mm
pikno kosong (Wa) 33.22 33.22 33.22pikno isi air penuh (Wb) 58.46 58.46 58.46pikno isi padatan setengah (Wc)
52.86 45.87 49.99
pikno isi padatan + air( Wd)
66.53 65.29 66.55
1. Ukuran partikel sangat halus
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 4 cmnaik turun
7 0.000116 0.3 0.48 0.000133 0.3 1.29 0.000150 0.3 1.010 0.000166 0.5 1.211 0.000183 0.7 1.312 0.000200 1.1 1.413 0.000216 1.5 1.514 0.000233 1.7 1.715 0.000250 1.9 1.9
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 5 cmnaik turun
7 0.000116 0.7 1.48 0.000133 0.9 1.59 0.000150 0.9 1.8
10 0.000166 2.0 1.911 0.000183 2.0 2.012 0.000200 2.1 2.113 0.000216 2.4 2.314 0.000233 2.5 2.515 0.000250 2.5 2.5
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 6 cmnaik turun
7 0.000116 0.5 1.88 0.000133 0.9 2.09 0.000150 1.5 2.1
10 0.000166 1.9 2.111 0.000183 2.4 2.312 0.000200 2.6 2.413 0.000216 2.7 2.714 0.000233 2.8 2.815 0.000250 2.8 2.8
2. Ukuran Partikel sedang
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 4 cmnaik turun
7 0.000117
1.0 1.2
8 0.000133
1.3 1.5
9 0.000150
1.6 1.8
10 0.000167
2.0 1.9
11 0.000183
2.0 2.0
12 0.000200
2.1 2.3
13 0.00021 2.3 2.4
714 0.00023
32.4 2.4
15 0.000250
2.5 2.5
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 5 cmnaik turun
7 0.000117
1.8 1.5
8 0.000133
2.1 1.9
9 0.000150
2.4 2.1
10 0.000167
2.7 2.9
11 0.000183
2.9 2.9
12 0.000200
3.0 3.0
13 0.000217
3.2 3.1
14 0.000233
3.3 3.3
15 0.000250
3.3 3.3
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 6 cmnaik turun
7 0.000117
1.9 1.8
8 0.000133
2.5 2.2
9 0.000150
2.9 2.6
10 0.000167
3.2 3.2
11 0.000183
3.5 3.4
12 0.000200
3.8 3.9
13 0.00021 4.0 4.0
714 0.00023
34.1 4.2
15 0.000250
4.3 4.3
3. Ukuran Partikel kasar
Q (lt/men) Q (m3/s) unggun 4, 5 dan 6 cm
naik turun7 0.00011
70 0
8 0.000133
0 0
9 0.000150
0 0
10 0.000167
0 0
11 0.000183
0 0
12 0.000200
0 0
13 0.000217
0 0
14 0.000233
0 0
15 0.000250
0 0
Fluidisasi partikel berukuran 0.2 s/d 0.355
Q (L/menit)
Q (m3/s) unggun 4 cm unggun 5 cm unggun 6 cmnaik turun naik turun naik turun
6 0.000100 1.2 1.6 1.5 1.6 1.9 1.87 0.000116 1.4 1.4 2.0 2.0 1.9 2.28 0.000133 1.8 1.7 2.5 2.4 2.9 2.69 0.000150 2.0 2.0 3.0 2.9 3.3 3.110 0.000166 2.4 2.2 3.5 3.3 3.7 3.511 0.000183 2.7 2.5 3.6 3.5 4.0 3.812 0.000200 3.0 2.6 3.8 3.8 4.2 4.213 0.000216 3.2 2.8 4.0 3.9 4.4 4.314 0.000233 3.1 2.9 4.0 4.0 4.4 4.5
15 0.000250 3.0 3.0 4.0 4.0 4.5 4.5
Fluidisasi Partikel Ukuran 0.355 s/d 0.6300 mm
Q (L/menit) Q (m3/s) unggun 4 cm unggun 5 cm unggun 6 cmNaik Turun Naik Turun Naik Turun
7 0.000116 0.1 0.3 0.7 0.6 0.4 0.58 0.000133 0.3 0.4 0.9 0.7 0.6 0.79 0.000150 0.5 0.5 1.1 1.0 0.8 0.8
10 0.000166 0.6 0.7 1.2 1.1 1.0 1.011 0.000183 0.7 0.8 1.4 1.3 1.1 1.212 0.000200 0.8 1.0 1.5 1.5 1.3 1.313 0.000216 1.0 1.1 1.7 1.6 1.5 1.514 0.000233 1.1 1.2 1.9 1.9 1.6 1.715 0.000250 1.2 1.2 2.0 2.0 1.9 1.9
Fluidisasi Partikel Ukuran 0.6300 s/d 1.000 mm
Q (Lt/menit)
Q (m3/s) unggun 4 cm unggun 5 cm unggun 6 cmNaik Turun Naik Turun naik turun
7 0.000116 0 0 0.1 0.1 0.3 0.38 0.000133 0.1 0.1 0.2 0.2 0.5 0.59 0.000150 0.3 0.2 0.3 0.3 0.6 0.610 0.000166 0.4 0.3 0.4 0.4 0.8 0.811 0.000183 0.4 0.3 0.5 0.5 0.9 0.912 0.000200 0.5 0.4 0.6 0.6 1.0 1.013 0.000216 0.5 0.5 0.7 0.7 1.2 1.214 0.000233 0.7 0.6 0.8 0.8 1.3 1.315 0.000250 0.7 0.7 0.9 0.9 1.5 1.5
PENGOLAHAN DATA
Menghitung Rapat Massa Partikel
1. Ukuran partikel 0,200-0,355 mm
a. Menghitung volume piknometer
Volume piknometer = volume air penuh
Volumeair penuh= Massaair penuhRapatmassaair
Rapat massa air ρa (1 atm, 250 C) = 0,9971 gr/mL= 997,1 kg/m3
massa air=W b−W a
Volumeair penu h=0,05846 kg−0,03322 kg
997,1 Kg /m3
Volume piknometer=2,531 x10−5 m3
\
b. Menghitung volume air pada pikno berisi padatan dan air sampai penuh
Volumeair penuh=massa air dalam piknometerrapat massa air
massa air dalam piknometer=W d−W c
Volumeair penuh=0,06653 kg−0,05286 kg
997,1 Kg /m3
Volumeair penuh=1,37 x10−5 m3
c. Menghitung rapat massa butiran
Rapat massa butiran ρp=massa butiranvolumebutiran
massa butiran=W c−W a
Rapat massa butiran ρp=0,05286−0,03322
2,531 x10−5−1,37 x10−5
Rapat massa butiran ρp=1691,64 Kg /m3
2. Ukuran partikel 0.355-0.630 mm
d. Menghitung volume piknometer
Volume piknometer = volume air penuh
Volumeair penuh= Massaair penuhRapatmassaair
Rapat massa air ρa (1 atm, 250 C) = 0,9971 gr/mL= 997,1 kg/m3
massa air=W b−W a
Volumeair penu h=0,05846 kg−0,03322 kg
997,1 Kg /m3
Volume piknometer=2,531 x10−5 m3
e. Menghitung volume air pada pikno berisi padatan dan air sampai penuh
Volumeair penuh=massa air dalam piknometerrapat massa air
massa air dalam piknometer=W d−W c
Volumeair penuh=0,06529 kg−0,04587 kg
997,1 Kg /m3
Volumeair penuh=1,947 x10−5 m3
f. Menghitung rapat massa butiran
Rapat m assabutiran ρp=massa butiranvolumebutiran
massa butiran=W c−W a
Rapat massa butiran ρp=0,04587−0,03322
2,531 x10−5−1,947 x10−5
Rapat massa butiran ρp=2166,09 Kg /m3
3. Ukuran partikel 0.630-1.000 mm
g. Menghitung volume piknometer
Volume piknometer = volume air penuh
Volumeair penuh= Massaair penuhRapatmassaair
Rapat massa air ρa (1 atm, 250 C) = 0,9971 gr/mL= 997,1 kg/m3
massa air=W b−W a
Volumeair penu h=0,05846 kg−0,03322 kg
997,1 Kg /m3
Volume piknometer=2,531 x10−5 m3
h. Menghitung volume air pada pikno berisi padatan dan air sampai penuh
Volumeair penuh=massa air dalam piknometerrapat massa air
massa air dalam piknometer=W d−W c
Volumeair penuh=0,06655 kg−0,04999 kg
997,1 Kg /m3
Volumeair penuh=1,66 x10−5 m3
i. Menghitung rapat massa butiran
Rapat massa butiran ρp=massa butiranvolumebutiran
massa butiran=W c−W a
Rapat massa butiran ρp=0,0499−0,03322
2,531 x10−5−1,66 x10−5
Rapat massa butiran ρp=1915,04 Kg /m3
Menghitung Umf Berdasarkan Perhitungan
a) Rapat massa udara ( P = 1atm )
Tf = 298 K
ρ f = 28,97 (1
22,414¿( 273,2
T f
)
= 28,97 (1
22,414¿( 273,2
298)
= 1,18 kg/m3
b) Laju alir linear linear udara ( U )
Menghitung luas tabung (A) :
Keliling =πD
19 cm = (3,14) D
Diameter luar = 6,05 cm ≈ 6,05 x 10-2 m
Tebal tabung = 0,8 cm ≈ 0,8 x 10-2 m
Diameter dalam (D) = D luar – tebal
= 6,05 x 10-2 m – 0,8 x 10-2 m
= 5,25 x 10-2 m
Luas tabung (A) = 14
π D2
= 14
(3,14 )(0,0525)2
= 2,164 x 10-3 m2≈
U = QA
dimana Q = laju alir volume (m3/s)
Q (L/menit) Q (m3/s) A (m2) U (m/s)
7 0.000116 0,002164
0,002164
0,002164
0,002164
0,002164
0,002164
0,002164
0.0491238 0.000133 0.0561409 0.000150 0.06315810 0.000166 0.07017511 0.000183 0.07719312 0.000200 0.08421113 0.000216 0.09122814 0.000233 0.09824615 0.000250 0.105263
c) Bilangan Reynold
NRE = ρu D
μ
ρ Ukuran Partikel 0,630 – 1,000 = 1915,04 kg/m3
ρ Ukuran Partikel 0,355 – 0,630 = 2166,09 kg/m3
ρ Ukuran Partikel 0,2-0,355 = 1691,64 kg/m3
D Padatan Ukuran Partikel 0,630 – 1,000 = 0,000815 m
D Padatan Ukuran Partikel 0,355 – 0,630 = 0,0004925 m
D Padatan Ukuran Partikel 0,200 – 0,355 = 0,0002775 m
μ udara = 0,0000186 kg/ms
U (m/s) Bilangan Reynold
0,630 – 1,000 0,355 – 0,630 0,2 – 0,355
0.049123 9635,93 5765,85 1239.7750.056140 10324,21 6177,70 1416.8710.063158 11012,49 6589,54 1593.9930.070175 11700,77 7001,39 1771.0890.077193 12389,05 7413,24 1948.2110.084211 13077,33 7825,08 2125.3320.091228 13765,61 8236,93 2302.4280.098246 14453,89 8648,78 2479.55
0.105263 15142,17 9060,62 2656.646
Ukuran Partikel 0,630 – 1,000
NRE > 1000 (Turbulen)
Umf =Dp x ( ρp−ρf )
24,5 ρf
= 0,000815 x(2040−1,18)
24,5 x1,18
= 0.057 m/s
Ukuran Partikel 0,355 – 0,630
NRE > 1000 (Turbulen)
Umf =Dp x ( ρp−ρf )
24,5 ρf
= 0,0004925 x(2020−1,18)
24,5 x1,18
= 0.034 m/s
Ukuran Partikel 0,200 – 0,355
NRE> 1000 (Turbulen)
Umf =Dp x ( ρp−ρf )
24,5 ρf
= 0,0002775 x(1691,64−1,18)
24,5 x1,18
= 0.016 m/s
Menghitung Umf Berdasarkan Kurva Karakteristik
a) Fluidisasi Padatan Diameter 0.630 – 1.000
Lajualir Q (L/menit)
Lajualir Q (m3/s)
A (m2) U (m/s) log U Log ΔP (cmH2O)Unggun 4 cm
Unggun 5 cm
Unggun 6 cm
7 0.000116 0,002164 0.049123 -1.308 0 -1 -0.522888 0.000133 0,002164 0.056140 -1.250 -1 -0.6989 -0.301039 0.000150 0,002164 0.063158 -1.199 -0.52288 -0.5228 -0.22185
10 0.000166 0,002164 0.070175 -1.153 -0.39794 -0.3979 -0.0969111 0.000183 0,002164 0.077193 -1.112 -0.39794 -0.3010 -0.0457612 0.000200 0,002164 0.084211 -1.074 -0.30103 -0.2218 013 0.000216 0,002164 0.091228 -1.039 -0.30103 -0.1549 0.07918114 0.000233 0,002164 0.098246 -1.007 -0.1549 -0.0969 0.11394315 0.000250 0,002164 0.105263 -0.977 -0.1549 -0.0457 0.176091
Kurva karakteristik fluidisasi setiap unggun :
-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
Unggun 4 cm
Naik
Log U
Log
∆P
(Tidak terfluidisasi)
-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
unggun 5 cm
Naik
log U
log
∆P
(Tidak terfluidisasi)
-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.950
2
4
6
8
10
12
unggun 6 cm
unggun 6 cm
Log U
log
∆P
(Tidak terfluidisasi)
b) Fluidisasi Padatan Diameter 0,355 – 0,630
Lajualir Q (L/menit)
Lajualir Q (m3/s)
A (m2) U (m/s) log U Log ΔP (cmH2O)Unggun 4 cm
Unggun 5 cm
Unggun 6 cm
7 0.000116 0,002164 0.04912 -1.308 -1 -0.1549 -0.39798 0.000133 0,002164 0.05614 -1.250 -0.52288 -0.04576 -0.22189 0.000150 0,002164 0.06315 -1.199 -0.30103 0.04139 -0.096910 0.000166 0,002164 0.07017 -1.153 -0.22185 0.07918 011 0.000183 0,002164 0.07719 -1.112 -0.15490 0.14612 0.0413912 0.000200 0,002164 0.08421 -1.074 -0.09691 0.17609 0.1139413 0.000216 0,002164 0.09122 -1.039 0 0.23044 0.1760914 0.000233 0,002164 0.09824 -1.007 0.041393 0.27875 0.2041015 0.000250 0,002164 0.10526 -0.977 0.079181 0.30103 0.27875
Kurva karakteristik fluidisasi setiap unggun :
-1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1 -0.9
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
Unggun 4 cm
NaikTurun
Log U
Log
∆P
log Umf = -1,007
Umf = 10(-1,007)
Umf = 0.098 m/detik
-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Unggun 5 cm
NaikTurun
Log U
Log
∆P
log Umf = -1.01
Umf = 0.098
Umf = 0.098 m/detik
-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95
-0.5
-0.4-0.3-0.2-0.1
00.10.20.30.4
unggun 6 cm
NaikTurun
Log U
log
∆P
log Umf = -1.20
Umf = 0.063
Umf = 0.063 m/detik
c) Fluidisasi Padatan Diameter 0,200 – 0,355
Q (L/men)
Q (m3/s) A (m2) U (m/s) log U Log ΔP (cmH2O)Unggun 4 cm
Unggun 5 cm
Unggun 6 cm
6 0.000100 0,002164 0.0421 -1.37566 0.07918 0.17609 0.278757 0.000116 0,002164 0.0491 -1.30872 0.14612 0.30103 0.278758 0.000133 0,002164 0.0561 -1.25072 0.25527 0.39794 0.462399 0.000150 0,002164 0.0631 -1.19957 0.30102 0.47712 0.5185110 0.000166 0,002164 0.0701 -1.15381 0.38021 0.54406 0.5682011 0.000183 0,002164 0.0771 -1.11242 0.43136 0.55630 0.6020612 0.000200 0,002164 0.0842 -1.07463 0.47712 0.57978 0.6232413 0.000216 0,002164 0.0912 -1.03987 0.50514 0.60206 0.6434514 0.000233 0,002164 0.0982 -1.00769 0.49136 0.60206 0.64345
Kurva karakteristik fluidisasi setiap unggun :
-1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1 -0.90
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6Unggun 4 cm
Naik
Log U
log
∆P
log Umf = -1.05
Umf = 0.089
Umf = 0.089 m/detik
-1.4 -1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.950
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
unggun 5 cm
Naik
Log U
Log
∆ P
log Umf = -1.30
Umf = 0.05
Umf = 0.05 m/detik
-1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1 -0.90
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
unggun 6 cm
Naik
Log U
log
∆P
log Umf = -1.15
Umf = 0.071
Umf = 0.071 m/detik
Tabel Harga Umf
Diameter butiran (mm)
Umf (m/s) berdasarkan kurva karakteristik
Umf (m/s) berdasarkan perhitungan
Unggun 4 cm
Unggun 5 cm
Unggun 6 cm
20 <Nre< 1000
NRe> 1000
0.630-1.000 Tidak terfluidisas
i
Tidak terfluidisas
i
Tidak terfluidisas
i
(Tidak ada) 0.057 m/s
0.355-0.630 0.098 m/s 0.098 m/s 0.063 m/s (Tidak ada) 0.034 m/s
0.200 – 0.355 0.089 m/s 0.05 m/s 0.071 m/s (Tidak ada) 0.016 m/s
KESIMPULAN
1. Nilai Umf dapat diperoleh dengan perhitungan dan dengan menggunakan kurva
karakteristik fluidisasi. Perhitungan dipengaruhi oleh nilai bilangan reynold dan diameter
partikel sedangkan kurva karakteristik fluidisasi dipengaruhi oleh beda tekanan dan cara
pembacaan grafik.
2. Rapat massa partikel :
ρ Ukuran Partikel 0.630 – 1.000 = 1915,04 kg/m3
ρ Ukuran Partikel 0.355 – 0.630 = 2166,09 kg/m3
ρ Ukuran Partikel 0.200 – 0.355 = 1691,64 kg/m3
D Padatan Ukuran Partikel 0,630 – 1,000 = 0,000815 m
D Padatan Ukuran Partikel 0,355 – 0,630 = 0,0004925 m
D Padatan Ukuran Partikel 0,200 – 0,355 = 0,0002775 m
μ udara = 0,0000186 kg/ms
3. Nilai Umf
Berdasarkan Perhitungan
Ukuran Diameter Partikel 0,630 – 1,000
Umf = 0.057 m/s
Ukuran Diameter Partikel 0,355 – 0,630
Umf = 0.034 m/s
Ukuran Diameter Partikel 0,200 – 0,355
Umf = 0.016 m/s
Kurva Karakteristik Fluidisasi
Ukuran Diameter Partikel 0,630 – 1,000
Tidak Terfluidisasi
Ukuran Diameter Partikel 0,355 – 0,630
Tinggi Unggun 4 cm, Umf = 0.098 m/detik
Tinggi Unggun 5 cm, Umf = 0.098 m/detik
Tinggi Unggun 6 cm, Umf = 0.063 m/detik
Ukuran Diameter Partikel 0,200 – 0,355
Tinggi Unggun 4 cm, Umf = 0.089 m/detik
Tinggi Unggun 5 cm, Umf = 0.050 m/detik
Tinggi Unggun 6 cm, Umf = 0.071 m/detik
4. Semakin tinggi unggun maka semakin tinggi nilai Umf, Sementara semakin besar ukuran
diameter partikel maka semakin besar nilai dari Umf.
5. Zeolit lebih mudah terfluidisasi dibanding pasir silica, dengan waktu yang relative cepat
untuk membuat seluruh permukaan partikelnya merata.
DAFTAR PUSTAKA
Djauhari, Agus.”Modul Praktikum Fluidisasi Padat Gas”.Bandung : Politeknik NegeriBandung
“Fluidisasi-Layanan Akademik Teknik Kimia ITB”. Dari situs akademik.che.itb.ac.id