Download - Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
1/60
DISUSUN OLEH :
Kelompok 2R
Nama Anggota :
1. Ainu Safira Corni (1206263332)
2. Denny Setyadarma (1206263351)
3. Gifari Setyarso (1206263295)
4. Jeriko Rama (1206201984)
Asisten : Denis Yanuardi
Dosen Pembimbing : Dr. Dianursanti, S.T., M.T.
LABORATORIUM PROSES DAN OPERASI TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2014
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM
UNIT DAN PROSES KIMIA I
FLUIDIS SI D N TR NSFER P N S D L M UNGGUN
TERFLUDIS SI
uNI
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
2/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 2
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-
Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum UOP 1 untuk modul Fluidisasi dan
Transfer Panas dalam Unggun Terfluidisasiini.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang
telah memberikan bantuan dalam melakukan praktikum dan juga menyelesaikan laporan
praktikum UOP 1 untuk modul ini. Pihak-pihak yang turut membantu penulis antara lain:
1. Ibu Dr. Dianursanti, S.T., M.T.. selaku dosen pembimbing praktikum modul fluidisasi dan
transfer panas dalam unggun terfluidisasi.
2. Denis Yanuardi selaku asisten laboratorium praktikum modul fluidisasi dan transfer panas
dalam unggun terfluidisasi yang telah banyak mendampingi praktikan selama kegiatan
praktikum.
3. Pihak-pihak lain yang turut membantu penulis, baik secara langsung maupun tidak
langsung selama penulisan proposal ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Ada pepatah yang mengatakan bahwa Tiada gading yang tak retak. Penulis-pun juga
menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan praktikum ini. Oleh
sebab itu, penulis memohon maaf apabila terjadi kesalahan teknis maupun non teknis di dalam
laporan praktikum ini. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk
perbaikan pada penulisan berikutnya.
Akhir kata, penulis berharap agar laporan praktikum UOP 1 untuk modul fluidisasi dan
transfer panas dalam unggun terfluidisasi ini dapat menjadi sumber referensi di bidang Teknik
Kimia yang bermanfaat bagi banyak pihak.
Terima kasih.
Depok, 9 November 2014
Penulis
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
3/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 3
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................Error! Bookmark not defined.
DAFTAR ISI ............................................................................................................................ 3
BAB I.PENDAHULUAN ....................................................................................................... 4
A. Latar Belakang................................................................................Error! Bookmark not defined.
B. Tujuan Percobaan........................................................................................................................... 5
C. Perumusan Masalah ........................................................................................................................ 5
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................ 6
A. Fenomena Fluidisasi ....................................................................................................................... 6
B. Fenomena pada Unggun Fluidisasi ................................................................................................. 7
C. Jenis-jenis Fluidisasi .....................................................................................................................13
D. Kelebihan dan Kekurangan Aplikasi Fluidisasi...........................................................................14
E. Perhitungan Fenomena Fluidisasi.................................................................................................15
F. Sifat dan Karakteristik Unggun Terfluidisasi................................................................................17
G. Perilaku Gelembung pada Ketinggian Unggun............................................................................21
H. Campuran Gas dan Padatan dalam Unggun Terfluidisasi............................................................22
I. Fluidisasi dan Transfer Panas........................................................................................................22
J. Penyimpangan dari Keadaan Ideal Fluidisasi................................................................................24
BAB III. PERCOBAAN ........................................................................................................ 27
BAB IV. PENGOLAHAN DATA ........................................................................................ 34
BAB V. ANALISIS ................................................................................................................49
BAB VI. KESIMPULAN ......................................................................................................58
SARAN ...................................................................................................................................59
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................60
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
4/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 4
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Fluidisasi adalah suatu fenomena berubahnya sifat suatu padatan ( bed) dalam
suatu reaktor menjadi bersifat seperti fluida dikarenakan adanya aliran fluida ke
dalamnya, baik berupa liquid maupun gas. Jika suatu aliran udara melewati partikel
unggun yang ada dalam tabung, maka aliran tersebut akan memberikan gaya seret (drag
force) pada partikel dan menimbulkanpressure drop sepanjang unggun.Pressure drop
akan naik jika kecepatansuperficial naik.
Kecepatan superfisial adalah laju alir udara pada kolom yang kosong,
sedangkan kecepatan interstitial adalah kecepatan udara di antara partikel unggun. Pada
kecepatan superfisial rendah, ungun mula-mula diam. Jika kecepatan superfisial
dinaikkan maka pada suatu saat gaya seret fluida menyebabkan unggun mengembang
dan menyebabkan tahanan terhadap aliran udara mengecil, sampai akhirnya gaya seret
tersebut cukup untuk mendukung gaya berat partikel unggun. Hal ini menyebabkan
unggun terfluidisasi dan sistem solid-fluida menunjukkan sifat-sifat seperti fluida.Kecepatan superfisial terendah yang dibutuhkan agar terjadi fluidisasi disebut minimum
fluidization velocity ( Umf ). Fluidisasi berhubungan dengan banyak proses industri
kimia, misalnya dalam proses katalisasi maupun dalam proses pemurnian gas. Proses
fluidisasi ini memiliki beberapa hal penting yang harus diperhatikan, seperti jenis dan
tipe fluidisasi, aplikasi dalam industri serta spesifikasi dan cara kerja alatnya.
Aplikasi fluidisasi dalam proses industri sangat banyak. Hal ini dimulai pada
tahun 1926 untuk Gasifier Winklerberskala besar laluFluidized-bed Catalytic Cracking
(FCC) crude oil menjadi bensin pada tahun 1942. Aplikasi tersebut semakin
berkembang dan pada tahun 1990 dapat diklasifikasikan menjadi proses-proses kimia
katalitik (seperti FCC dan sintesis Fischer-Tropsch), proses-proses kimia nonkatalitik
(seperti thermal cracking dan gasifikasi batubara), dan proses-proses fisik (seperti
pengeringan dan absorpsi). Selain itu, fluidisasi kontinu banyak dimanfaatkan dalam
pabrik pengolahan untuk memindahkan padatan dari satu tempat ke tempat lain.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
5/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 5
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
2. Tujuan Percobaan
Percobaan Fluidisasi dan Transfer Panas dalam Unggun Terfluidisasi ini
memiliki tujuan percobaan dalam pelaksanaannya, sebagai berikut :
1.Mengetahui perilaku partikel unggun (bed)dengan udara yang mengalir ke atas
2.Mengetahui hubungan antarapressure dropdan ketinggian unggun dengan laju alir
atau kecepatansuperficial fluida baik menggunakan heater maupun tidak.
3.Mengetahui dan memahami pengaruh transfer panas pada unggun terfluidisasi
4.Mengetahui hubungan antara transfer panas pada unggun terfluidisasi dengan
kecepatan superficial, pressure drop dan ketinggian unggun terhadap suatu
permukaan panas terendam maupun tidak terendam
5.Mengetahui karakteristik dan jenis-jenis fluidisasi
6.Mengetahui posisi Heater guna memeroleh proses transfer panas yang optimal
3. Perumusan Masalah
Berikut adalah perumusan masalah dari percobaan ini
1. Bagaimana hubungan antara ketinggian unggun dan pressure drop serta kaitannya
dengan kecepatan superfisial baik dengan menggunakan atau tidak menggunakan
heater.
2. Bagaimana pengaruh kecepatan superfisial dan kedalaman kerendaman (depth
immersion) suatu permukaan yang terendam dalam unggun terfluidisasi tarhadap
transfer panas pada unggun.
3. Bagaimana pengaruh laju alir fluida terhadap transfer panas dalam unggun
terfluidisasi yang meliputi suhu heater, koefisien transfer panas, kedalaman heater
dan kedalaman termokopelnya.
4. Bagaimanakah posisi heater yang baik untuk mendapatkan hasil transfer panas yang
optimal pada unggun terfluidisasi.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
6/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 6
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.Fenomena Fluidisasi
Fluidisasi adalah suatu fenomena berubahnya sifat suatu padatan (bed) dalam suatu
reaktor menjadi bersifat seperti fluida dikarenakan adanya aliran fluida ke dalamnya, baik
berupa liquid maupun gas. Hal ini dikarenakan adanya kontak antara butiran-butiran padatan
dengan fluida baik cair maupun gas dengan cara mengalirkannya melalui padatan tersebut.
Pada percobaan ini, padatan unggun (bed) memiliki perilaku menyerupai fluida setelah
dialirkan fluida berupa gas dari bawah unggun.
Gambar 1. Skema awal proses fluidisasi
(Sumber :http://tekim.undip.ac.id)
Ketika udara awal dengan kecepatan relatif rendah dilewatkan dari bawah unggun
melewati padatan, maka akan terjadi penurunan tekanan (pressure drop) pada sistem, di mana
P1>P2akibat adanya hambatan partikel padatan terhadap aliran udara. Apabila kecepatan fluida
berangsur-angsur dinaikkan, maka nilai pressure drop (P) oleh tahanan partikel juga akan
meningkat, namun partikel unggun tetap tidak bergerak dan tinggi unggun pun tidak berubah.
P2
P1
Padatan unggun
Fluida mengalir dari bawah unggun
http://tekim.undip.ac.id/staf/widiasa/files/2012/03/Fluidisasi_01.ppthttp://tekim.undip.ac.id/staf/widiasa/files/2012/03/Fluidisasi_01.ppthttp://tekim.undip.ac.id/staf/widiasa/files/2012/03/Fluidisasi_01.ppt -
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
7/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 7
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Saat kecepatan fluida diperbesar hingga mencapai kecepatan minimum, yaitu kecepatan di
mana gaya seret fluida terhadap partikel-partikel padatan lebih atau sama dengan gaya berat
partikel-partikel padatan tersebut, partikel yang semula diam akan mulai terekspansi (partikel-
partikel solid memiliki jarak bebas rata-rata antar partikel dan partikel-partikel didukung oleh
gaya seret fluida) dan jika laju alir fluida semakin ditingkatkan maka partikel padat mulai
tergerak dan terangkat sampai terjadi suspensi sempurna (fluidized bed) dan pada suatu saat
pressure drop mulai mencapai nilai yang konstan walaupun kecepatan superfisial terus
dinaikkan dan sama dengan berat efektif padatan per satuan luas.
Gambar 2. Skema fluidisasi dimana unggun diam (kiri), unggun
terfluidakan (kanan)
(Sumber :http://tekim.undip.ac.id)
B.Fenomena pada Unggun Fluidisasi
Konsep dasar dari suatu partikel unggun yang terfluidisasi dapat diilustrasikan
dengan fenomena yang terjadi saat adanya perubahan laju alir gas seperti pada gambar di
bawah ini:
http://tekim.undip.ac.id/staf/widiasa/files/2012/03/Fluidisasi_01.ppthttp://tekim.undip.ac.id/staf/widiasa/files/2012/03/Fluidisasi_01.ppthttp://tekim.undip.ac.id/staf/widiasa/files/2012/03/Fluidisasi_01.ppt -
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
8/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 8
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Gambar 3. Ilustrasi fluidisasi partikel unggun melalui perubahan laju alir gas
(Sumber: McCabe, Warren L. dkk. 399:499)
Berdasarkan gambar di atas, fenomena-fenomena yang dapat terjadi pada proses
fluidisasi partikel padatan unggun saat dilewatkan aliran fluida dengan kecepatan superfisial
tertentu dapat dibagi dalam beberapa peristiwa berikut ini :
a)
FenomenaFixed Bed
Fenomena ini merupakan fenomena yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju
minimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan tetap
diam dan tidak bergerak sehingga unggun berlaku sebagaifixed beddan kondisi ini ditunjukkan
dengan gambar 4.
Gambar 4. Fenomena F ixed Bed
(Sumber: McCabe, Warren L.)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
9/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 9
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
b) FenomenaMinimum or Incipient Fluidization
Fenomena ini merupakan fenomena yang terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju
alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada kondisi ini partikel-partikel padat
mulai terekspansi. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 5. Fenomena Minimum F luidization
(Sumber: McCabe, Warren L.)
c)Fenomena Smooth or Homogenously Fluidization
Fenomena ini merupakan fenomena yang terjadi ketika kecepatan dan distribusi aliran
fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama atau homogen sehingga
ekspansi pada setiap partikel padatan seragam. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 6. Fenomena Homogenously F lu idization
(Sumber: McCabe, Warren L.)
d) FenomenaBubbling Fluidization
Fenomena ini merupakan fenomena dimana terjadi ketika gelembung-gelembung pada
unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel tidak homogen. Terjadinya gelembung-
gelembung gas pada unggun menyebabkan sirkulasi partikel padatan menjadi lebih turbulen.
Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 7.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
10/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 10
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Gambar 7. Fenomena bubbling fluidization
(Sumber: McCabe, Warren L.)
e) Fenomena Slugging Fluidization
Fenomena ini merupakan fenomena yang terjadi ketika gelembung-gelembung besar
yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel-partikel padat. Pada kondisi
ini terjadi penolakan sehingga partikel-partikel padat seperti terangkat. Kondisi ini dapat dilihat
pada gambar 8.
Gambar 8. Fenomena Slugging Fluidization
(Sumber: McCabe, Warren L.)
f) Fenomena Chanelling Fluidization
Fenomena ini merupakan fenomena yang terjadi ketika dalam unggun partikel padatan
terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertikal. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 9.
Gambar 9. Fenomena Chanell ing F lu idization
(Sumber: McCabe, Warren L.)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
11/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 11
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
2
2 3
150 (1 )
( )
s
p
V xF
D
g) FenomenaDisperse Fluidization
Fenomena ini merupakan fenomena yang terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui
kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan terbawa aliran
fluida dan ekspansi mencapai nilai maksimum. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 10.
Gambar 10. Fenomena Disperse Fluidization(Sumber: McCabe, Warren L.)
Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor
berikut:
a. Laju alir fluida dan jenis fluida
b. Ukuran partikel dan bentuk partikel
c. Jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel
d. Porositas unggun
e. Distribusi aliran,
f. Distribusi bentuk ukuran fluida
g. Diameter kolom
h. Tinggi unggun.
Fenomena sistem gas-padat dapat direpresentasikan dalam persamaan Bernoully
dengan aliran laminer yaitu :
...(1)
P gz F...(2)
dengan gambar sebagai berikut :
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
12/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 12
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
2
2 3
150 (1 )
( )
s
p
V xP
D
Gambar 11. Fenomena Fluidisasi Gas-Padat
(Sumber: McCabe, Warren L.)
Pada gambar terlihat bahwa besarnya penurunan tekanan sepanjang unggun berbanding
lurus dengan laju alir volumetrik selama fluidisasi belum tercapai. Pada praktikum ini, butiran
padatan yang digunakan dapat bervariasi seperti butiran pasir ataupun butiran lainnya. Ukuran
partikel juga dapat divariasikan dengan mengatur ukuran partikel dengan proses pengayakan
dengan mesh tertentu. Jika padatan berupa partikel seperti pasir, ketahanan partikel tersebut
terhadap aliran flida akan menurun dengan meningkatknya porositas partikel tersebut.
PengukuranPpada sepanjang unggun dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut
Maka bila Vs meningkat, meningkat danP dijaga agar konstan. Dalam hal inixjuga akan
meningkat, akan tetapi pengaruh dari kenaikanx ini lebih kecil dibandingkan pengaruh yang
ditimbulkan oleh perubahan . Adapun hubungan x, P dan kecepatan aliran fluida dapat
dilihat pada gambar dibawah ini.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
13/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 13
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Gambar 12. Grafik Transisi dari Fenomena Packed Bedke F lu idized Bed
(Sumber: McCabe, Warren L.)
Untuk kecepatan yang kurang dari kecepatan fluidisasi minimum (Umf) maka unggun
akan berperilaku sebagaipacked bed.Namun, jika kecepatan aliran fluida dinaikkan melebihi
Umf, maka tidak hanya unggun yang terangkat, tetapi partikel akan bergerak dan akan saling
berbenturan satu sama lain dan akhirnya keseluruhan massa partikel akan menjadi fluida.
C.Jenis-jenis Fluidisasi
1. Fluidisasi Partikulat
Fluidisasi Partikulat merupakan suatu proses fluidisasi di mana partikel-partikel
bergerak menjauh satu sama lain dan gerekannya bertambah hebat dengan bertambahnya
kecepatan. Tetapi, densitas hamparan rata-rata pada suatu kecepatan tertentu adalah sama di
segala arah hamparan. Ciri dari proses ini adalah adanya ekspansi hamparan yang cukup besar
tetapi seragam pada kecepatan yang cukup tinggi. Seiring dengan bertambahnya kecepatan
fluida dan penurunan tekanan, maka unggun akan terekspansi dan pergerakan partikel semakin
cepat. Jalan bebas rata-rata suatu partikel di antara tumbukan-tumbukan dengan partikel lainnya
akan bertambah besar dengan meningkatnya kecepatan fluida. Akibatnya porositas unggun
akan meningkat.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
14/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 14
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
2. Fluidisasi Agregat/ Fluidisasi Gelembung
Hamparan zat padat yang terfluidisasi dalam udara biasanya menunjukkan peristiwa yang
dikenal dengan fludisasi agregat atau gelembung. Fluidisasi ini terjadi jika kecepatan gas di
atas kecepatan fluidisasi minimum. Pada kondisi ini unggunakan mengalami bubbling dan
rongga-rongga seperti gelembunguap akan membangkitkan sirkulasi partikel unggun.
Dalam fluidisasi gelembung pengembangan volume hamparan terutama disebabkan oleh
volume yang dipakai oleh gelembung gas karena fasa rapat pada umumnya tidak berekspansi
dengan peingkatan aliran. Akan tetapi jika kecepatan ditambah maka hamparan akan
mengembang secara seragam sehingga akhirnya gelembung mulai terbentuk. Dan jika
kecepatan ditingkatka lagi sampai melewati titik gelembung, hamparan itu akan berangsur-
angsur mengempis kembali, tetapi akan mengembung lagi.
Dalam fluidisasi agregat fluida akan membuat gelembung pada padatan unggun dalam
tingkah laku yang khusus. Gelembung fluida akan meningkat melalui unggun dan pecah pada
permukaan unggun dan akan terjadi splashingdi mana partikel unggun akan bergerak atas.
Seiring dengan meningkatnya kecepatan fluida, prilaku gelembung akan bertambah besar.
Kriteria untuk fluidisasi partikulat dan agregat dapat ditentukan dengan bilngan Froude
: v2/(gDp) yang dipakai untuk menentukan apakah suatu sistem akan terfluidisasi partikulat atau
terfluidisasi agregat.
3. Fluidisasi Kontinu
Bila kecepatan fluida melalui hamparan zat padat cukup besar, maka semua partikel
dalam hamparan itu akan terbawa ikut oleh fluida hingga memberikan suatu fluidisasi kontinu.
Prinsip fluidisasi ini terutama diterapkan dalam pengangkutan zat padat dari suatu titik ke titik
lain dalam suatu pabrik pengolahan di samping ada beberapa reaktor gas zat padat lama yang
bekerja dengan prinsip ini. Contohnya adalah dalam tranportasi lumpur dan tranportasi
pneumatic.
D.Kelebihan dan Kekurangan aplikasi fluidisasi
Pada proses fluidisasi, sifat-sifat partikel-partikel padatan menyerupai sifat fluida cair
dengan viskositas tinggi, sehingga metoda pengontakan fluidisasi ini memiliki kekurangan dan
kelebihan. Kelebihan dari aplikasi fluida adalah :
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
15/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 15
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Sifat unggun yang menyerupai fluida akan memungkinkan adanya aliran zat padat yang
bergerak secara kontinu dan memudahkan dalam pengoperasiannya dengan sistem otomatis
dan pengontrolannya.
Laju pencampuran antar padatan yang tinggi akan membantu pencapaian kondisi isotermalyang lebih cepat dan membuat reaktor dapat selalu berada dalam kondisi isotermal sehingga
memberi kemudahan dalam pengendalian kondisi operasi.
Sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi memungkinkan perpindahan
sejumlah panas yang besar dalam reaktor.
Laju perpindahan panas dan perpindahan massa antar partikel cukup tinggi.
Fluidisasi dapat dilakukan untuk jenis operasi dengan skala yang besar.
Perpindahan panas antara medium perpindahan panas (partikel fluida) dengan partikel-partikel padatan terfluidakan yang muncul di permukaan sangat cepat dan baik sehingga
memungkinkan pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas permukaan yang kecil.
Kekurangan dari aplikasi fluida adalah :
Selama operasi karakteristik fluidisasi dapat berubah dari waktu ke waktu akibat pengikisan
yang dialami oleh partikel-partikel padatan (solid).
Proses fluidisasi seringkali menyebabkan adanya erosi terhadap bejana dan sistem
pendingin.
Terjadinya gelombang dan penorakan di dalam unggun sering kali tidak dapat dihindari
sehingga kontak antara fluida dan partikel tidak seragam. Jika hal ini terjadi pada reaktor,
konversi reaksi akan kecil.
Laju pencampuran yang cepat pada partikel padat juga dapat menimbulkan waktu tinggal
yang tidak seragam di dalam reaktor.
Kesulitan untuk menggambarkan aliran gas dan bagaimana gas dapat membentuk
gelembung pada partikel unggun, dan kesulitan untuk menggambarkan kontak antara gas
dan partikel secara efisien.
E.Perhitungan Fenomena Fluidisasi
Bila cairan atau gas dilewatkan pada unggun partikel padat pada kecepatan rendah dari
bawah ke atas, unggun tidak bergerak. Pada keadaan tersebut, penurunan tekanan di sepanjang
unggun dinyatakan dalam persamaan berikut :
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
16/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 16
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
.
3 1 =
150 1 /+ 1,75
Keterangan :
S = sphericity, perbandingan luas permukaan bola terhadap luas partikel
sesungguhnya pada volume yang sama
= bed porosity, perbandingan volume rongga/sela unggun terhadap
volume unggun
Vo = superficial velocity, Vo= V., V = laju alir rata-rata
L = tinggi unggun
= density fluida
Dp = diameter partikel
Persamaan (4) disebut persamaan ERGUN. Bila kecepatan fluida yang melewati
unggun dinaikkan maka perbedaan tekanan di sepanjang unggun akan meningkat pula. Pada
saat perbedaan tekanan sama dengan berat unggun dibagi luas penampang, maka unggun akan
mulai bergerak dan melayang ke atas. Partikel padat ini kemudian akan bergerak-gerak dan
mempunyai perilaku sebagai fluida. Keadaan unggun seperti ini dikenal sebagai unggun
terfluidakan (fluidized bed).
a. Penurunan Tekanan (Pressure Drop) atau P
Penentuan besarnya penurunan tekanan dalam unggun terfluidakan dihitung
berdasarkan rumus-rumus yang diturunkan untuk unggun diam (persamaan Ergun) dan
diturunkan oleh Blake, Carman maupun peneliti-peneliti lainnya.
Jika laju fluida (aliran gas) dinaikkan makapressure dropoleh tahanan partikel padat
juga meningkat. Jika laju alir fluida terus ditingkatkan, partikel padat mulai tergerak dan
terangkat sampai terjadi suspensi sempurna (fluidized bed). Pada kondisi inipressure dropakan
konstan.
b. Penurunan Tekanan dalam Unggun Diam
Korelasi-korelasi matematik yang menggambarkan hubungan antara penurunan
tekanan dengan laju alir fluida di dalam suatu sistem unggun diam diperoleh pertama kali pada
tahun 1922 oleh Blake melalui metode yang bersifat semi empiris yaitu dengan menggunakan
bilangan-bilangan tak berdimensi. Untuk aliran laminar di mana kehilangan energi utama
disebabkan oleh viscous losses, Blake memberikan hubungan :
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
17/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 17
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
=
3
di mana :
: penurunan tekanan per satuan panjang atau tinggi unggun
: faktor konversi : viskositas fluida : porositas unggun yang didefinisikan sebagai perbandingan volume ruang kosong dan dalamunggun dengan volume unggun
: kecepatan alir superfisial fluida : luas permukaan spesifik partikel
c. Kecepatan Minimum Fluidisasi
Kecepatan minimum fluidisasi dengan notasi Vomadalah kecepatan superfisial fluida
minimum di mana fluidisasi mulai terjadi. Nilainya diturunkan dari persamaan berikut :
150 1 3 +
1,75 3
= ( )
d. Penurunan Tekanan dalam Unggun Terfluidakan
Pressure droppada unggun terfluidakan:
= 1 ( )
F.Sifat dan Karakteristik Unggun terfluidisasi
a. Ukuran partikel
Padatan dalam unggun yang terfluidisasi tak pernah sama dalam ukuran dan mengacu
pada distribusi ukuran partikel tersebut. Untuk menghitung ukuran partikel rata-rata dengan
menggunakan diameter rata-rata permukaan (dsv).
pi
isv
d
xd
1
di mana:
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
18/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 18
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
dp = diameter partikel rata-rata yang secara umum digunakan untuk desain
dsv = diameter dari suatu bidang
b. Densitas padatan
Padatan dapat dibedakan menjadi 3 bagian berdasarkan densitasnya yaitu bulk, skeletel,
dan particle.Densitas bulk merupakan pengukuran berat dari keseluruhan partikel dibagi
dengan volume partikel. Pengukuran ini menyertakan faktor kekosongan dalam pori-pori
partikel. Skeletel adalah densitas suatu padatan jika porositasnya nol. Adapun densitas
partikel adalah berat dari suatu partikel dibagi dengan volumenya dengan menyertakan pori-
pori. Jika tidak ada nilai untuk densitas partikel, maka pendekatan untuk densitas partikel
dapat diperoleh dengan membagi dua densitas bulk.
c. Sphericity
Sphericity merupakan faktor bentuk yang dinyatakan sebagai rasio dari area permukaan
volume partikel bulat yang sama dengan partikel itu dibagi dengan area permukaan partikel.
v
sv
d
d
Material yang melingkar seperti katalis dan pasir bulat memiliki nilaisphericitysebesar 0.9
atau lebih.
d. Kecepatan terminal
Kecepatan terminal suatu partikel (Ut) merupakan kecepatan gas yang dibutuhkan untuk
mengatur partikel tunggal yang tersuspensi dalam aliran gas. Kecepatan terminal suatu
partikel dinyatakan dalam persamaan:
2/1
3
)(4
dg
gpp
tC
gdU
Dalam aliran laminer dan mengikuti Hukum Stokes:
p
dCRe
24
gp
pUdRe
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
19/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 19
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Jadi, kecepatan terminal untuk partikel tunggal berbentuk bulat adalah
18
)( 2
pgp
t
dg
U
untukRep < 0.4
Dan untuk partikel besar dengan Cd= 0.43
2/1
)(1,3
g
pgp
t
gdU
untukRep > 500
Persamaan ini mengindikasikan bahwa untuk partikel yang berukuran kecil viskositas
merupakan faktor dominan setiap gas dan untuk partikel berukuran besar densitas
merupakan faktor yang terpenting. Kedua persamaan di atas mengabaikan gaya antar
partikel. Secara umum kecepatan selip (Uselip) atau kecepatan efektif terminal untuk partikel
dalam suspensi (U*t) adalah:
Uselip= U*t= Ut. f(e)
Kekosongan f(e) dari unggun yang terfluidisasi adalah fraksi mol yang terjadi oleh gas.
Fungsi t dapat dinyatakan dengan pendekatan Kozeny-Charman berikut.
f(e) = 0.1 e2/(1-e)
Pendekatan lain yang digunakan untuk sistem banyak fasa yaitu korelasi Richardson-Zaki
untuk partikel tunggal dalam suspensi, yaitu:
U/Ut=en
n merupakan fungsi dari dp/D dan bilangan Re yang divariasikan.
e. Kecepatan Fluidisasi Minimum (Umf)
Kecepatan fluidisasi minimum adalah kecepatan superficial terendah yang dibutuhkan untuk
terjadinya fluidisasi. Umf dapat dicari dengan menggunakan persamaan
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
20/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 20
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Umf = m[(1135.7+0.0408Ar)0.5-33.71]/(rgdp)
Di mana bilangan Archimides (Ar) adalah :
Ar = rgdp3(rp-rg)g/m2
Untuk memprediksi Umf, Ergun menurunkan suatu korelasi dengan cara menyamakan
pressure drop pada saat Umf dengan berat unggun persatuan luas dan diperoleh persamaan
sebagai berikut.
Suku pertama persamaan Ergun dominan untuk aliran laminer sedangkan suku keduadominan pada aliran turbulen. Pengukuran Umf dapat diperoleh dari grafikP vs Umf, yaitu
sesuai titik potong atau antara bagian kurva yang datar seperti yang digambarkan pada
gambar II.10.
f. Batas partikel
Partikel diklasifikasikan berdasarkan bagaimana partikel tersebut terfluidisasi dalam
udara pada kondisi tertentu. Partikel tersebut dapat diklasifikasikan menjadi:
Partikel halus
Partikel kasar
Kohesif, partikel yang sangat halus
Unggun yang bergerak
g. Gaya antar partikel
Gaya antar partikel sering kali diabaikan dalam fluidisasi meskipun dalam banyak kasus
gaya ini lebih kuat dibandingkan hydrodinamicyang digunakan dalam banyak korelasi. Gaya
antar partikel yang berhubungan atau berkaitan dengan unggun yang terfluidisasi, misalnya van
der waals, elektrostatik, dan kapilaritas.
h. Daerah batas fluidisasi (fluidization regimes)
Pada kecepatan gas rendah, suatu padatan dalam tabung unggun akan berada pada
kondisi konstan seiring dengan bertambahnya kecepatan gas, gaya seret, dan gaya buoyant
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
21/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 21
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
mengalahkan berat partikel serta gaya antar partikel tersebut. Pada fluidisasi minimum partikel
memperlihatkan pergerakan yang minimal dan secara langsung unggun akan sedikit terangkat.
i. Penurunan tekanan
Penurunan tekanan yang terjadi pada campuran dua fasa dinyatakan dalam beragam
bentuk, seperti static head, akselerasi dan kehilangan friksi untuk gas dan padatan. Untuk
aplikasi fluidisasi unggun di luar kondisi ketika akselerasi penurunan tekanan dapat diterima,
penurunan tekanan akan dihasilkan dari static head padatan. Untuk itu, berat suatu partikel
unggun jika dibagi dengan tinggi padatan akan menghasilkan densitas sesungguhnya dari
unggun yang terfluidisasi. Formulanya dirumuskan sebagai berikut :
DP/L=rp(1-e) (g/gc)
G. Perilaku Gelembung pada Ketinggian unggun
a. Perilaku Gelembung
Gelembung yang lebih besar cenderung naik lebih cepat dibanding gelembung yang
kecil sehingga antar gelembung akan terjadi tumbukan dan bergabung (coalescence) dan
gelembung semakin bertambah besar. Dinding tabung juga mempengaruhi gerekan
gelembung sehingga gelembung cenderung bergerak ke arah dalam unggun.
Gelembung terjadi dalam kebanyakan unggun yang terfluidisasi dan peranannya sangat
penting karena akibat laju dari perubahan massa atau energi di antara gas dan padatan dalam
unggun. Gelembung terbentuk dalam unggun yang terfluidisasi dari ketidakstabilan sistem
2 fasa. Pengontrolan ukuran gelembung dapat diperoleh dengan mengontrol distribusi
ukuran partikel atau dengan meningkatkan kecepatan gas.
Mengacu pada teori gelembung dua fasa dan fluidisasi, semua gas yang dibutuhkan
untuk fluidisasi minimum melewati unggun dalam proses pembentukan gelembung.
Gelembung meningkat melalui unggun dalam 2 kondisi yang berbeda. Gelembung yang
meningkat secara padat dapat terjadi pada kecepatan gas kurang dari Umf dan hal ini
memberikan kesempatan untuk gas melewati partikel unggun dan sirkuit pendek melalui
gelembung menuju ke permukaan unggun.
Kecepatan suatu gelembung yang bertambah besar melalui fluida unggun dinyatakan
dalam rumus:
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
22/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 22
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Uhr= 0.71(gDb)0.5
Jika terjadi slugging, berlaku persamaan
Uhr= Uslug = 0.35(gD)0.5
Jadi kecepatan aktual peningkatan gelembung dalam unggun yang terfluidisasi
dinyatakan dengan rumus:
Ub= (U-Umf)+Ubr
b. Ketinggian unggun
Tinggi unggun dapat diplot terhadap kecepatan superficial. Untuk kecepatan superficial
tinggi permukaan berfluktuasi karena pecahnya gelembung di permukaan sehinggaketinggian unggun hanya dapat diukur dengan perkiraan.
H. Campuran Gas dan Padatan dalam Unggun yang Terfluidisasi
a. Pola aliran gas
Keberadaan dan pergerakan dari gelembung gas unggun yang terfluidisasi menghasilkan
pengaruh pada pola aliran gas. Penelitian telah dilakukan pada aliran gas ini. Namun
hasilnya kurang memuaskan dan secara khusus tergantung dari alat yang digunakan.
b. Pola aliran padatan
Pergerakan dari partikel padatan dalam gas unggun yang terfluidisasi tekah dipelajari
dengan menggunakan bermacam-macam teknik. Jadi secara umum ditemukan bahwa bila
suhu pencampuran tinggi, maka padatan unggun akan tercampur secara menyeluruh.
I.Fluidisasi dan Transfer Panas
1.Pengaruh Fluidisasi terhadap Transfer Panas
Campuran antara fluida dengan butiran padat serta pergerakan yang disebabkan oleh
fluida menyebabkan panas yang diberikan dapat tersebar secara merata. Semakin cepat aliran
fluida, maka transfer panas juga semakin bagus. Pada unggun, partikel yang terlibat bersifat
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
23/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 23
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
isotermal. Hal ini disebabkan meratanya seluruh campuran dan area kontak yang luas antara
gas dan partikel.
2. Sifat-Sifat Perpindahan Panas Unggun Terfluidisasi
Unggun yang terfluidisasi oleh gelembung-gelembung tercampur dengan sangat baik
karena pertikel-partikel unggun tersirkulasi oleh gelembung udara yang naik. Akibatnya suhu
unggun sangat seragam, walaupun terdapat reaksi yang sangat eksoterm. Jika luas permukaan
tranfer panas antara gas dan unggun cukup tinggi sehingga gas dan pertikel cepat mencapai
suhu yang sama. Laju transfer panas yang tinggi juga dapat diperoleh antara permukaan panas
yang tercelup di dalam unggun dengan unggun itu sendiri. Tiga mekanisme yang
menyumbangkan transfer panas antara unggun terfluidisasi dan permukaan adalah sebagai
berikut.
Untuk partikel unggun dengan diameter lebih kecil dari 500 dan densitas lebih kecil dari
4000 kg/m3(kecuali partikel halus yang sangat kohesif), mekanisme utama adalah adanya
sirkulasi antara bulk unggun dan partikel yang berdekatan dengan permukaan panas
(particle convective mechanism). Partikel mampu mentransfer banyak panas karena
mempunyai kapasitas panas. Pada saat awal partikel berdekatan dengan permukaan panas,
terdapat gradien suhu lokal yang besar yaitu adanya perbedaan suhu yang besar antara bulkunggun dengan permukaan sehingga laju perpindahan panas sangat besar. Tapi, semakin
lama suhu unggun semakin mendekati suhu permukaan. Jadi untuk selang waktu tertentu
laju transfer panas semakin tinggi jika pertikel bersinggungan dengan permuikaan panas
dalam resident time yang singkat yang dapat diperoleh dengan mengatur kondisi operasi.
Tetapi harus diingat bahwa resident time yang kecil untuk memperoleh koefisien
perpindahan panas yang paling tinggi dibatasi oleh konduktivitas panas gas dan jarak jalur
transfer panas terpendek di mana panas mengalir secara konduksi antara partikel unggun
dan permukaan panas.
Untuk partikel unggun dengan ukuran atau densitas yang lebih besar, kecepatan interstitial
yang terjadi adalah turbulen, yang berarti bahwa transfer panas konveksi melalui gas
menjadi penting. Jika transfer panas mode ini menjadi dominan, maka transfer panas akan
naik dengan naiknya diameter partikel. (karena makin besar partikel, makin besar turbulensi
kecepatan interstitial).
Untuk partikel unggun dengan temperatur yang lebih tinggi, partikel akan terdapat
perbedaan temperatur yang sangat besar antara unggun dan permukaan panas sehingga
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
24/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 24
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
transfer panas secara radiasi menjadi penting. Perpindahan kalor ke permukaan dalam
sistem padat-gas koefisien perpindahan panas ke permukaannya sangat tergantung pada
kualitas fluidisasi yang terjadi (Coulson, 1968:215).
Salah satu persamaan empiris yang dapat digunakan untuk menghitung koefisien
perpindahan panas dari heateri yang ditempatkan secara vertikal di dalam unggun adalah
persamaan empiris dari Wender-Cooper.
= = 0,01844 1
,3
,3 ,
,66
...(20)Keterangan :
- Dp= diameter partikel unggun;
- kg= konduktivitas termal gas;
- CR= faktor korelasi, jika heater diletakkan vertikal, maka CR= 1;
- = fraksi gas pada unggun terfluidisasi. Secara estimasi, nilai bisa dirumuskan:
- Cg= kapasitas panas gas, dalam hal ini udara;
- g = densitas udara;
- Cs= kapasitas panas partikel unggun;
- Re = bilangan tak berdimensi Reynold
J.Penyimpangan dari keadaan ideal fluidisasi
1.Interlock
Karakteristik fluidisasi seperti digambarkan pada kurva fluidisasi ideal hanya terjadi pada
kondisi yang betul-betul ideal dimana butiran zat padat dengan mudah saling melepaskan
pada saat terjadi kesetimbangan antara gaya seret dengan berat partikel. Pada kenyataannya,
keadaan di atas tidak selamanya bisa terjadi karena adanya kecenderungan partikel-partikel
untuk saling mengunci satu dengan lainnya (interlock), sehingga akan terjadi kenaikan
hilang tekan (P) sesaat sebelum fluidisasi terjadi. Fenomena interlock ini dapat dilihat pada
dibawah, terjadi pada awal fluidisasi saat terjadi perubahan kondisi dari unggun tetap
menjadi unggun terfluidakan.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
25/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 25
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Umf
Gambar 13. Kurva Karakteristik Fluidisasi saat terjadi interlock(Sumber: McCabe, Warren L.)
2. Fluidisasi Heterogen (Aggregative Fluidization)
Jenis penyimpangan yang lain adalah kalau pada saat fluidisasi partikel-partikel padat
tidak terpisah-pisahkan secara sempurna tetapi berkelompok membentuk suatu agregat.
Keadaan yang seperti ini disebut sebagai fluidisasi heterogen atau aggregative fluidization.
Tiga jenis fluidisasi heterogen yang biasa terjadi adalah karena timbulnya :
a) Penggelembungan (bubbling, gambar 14a)
b) Penorakan (slugging, gambar 14b)
c) Saluran-saluran fluida yang terpisah (channeling, gambar 14c)
d) Spouting(gambar 14d)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
26/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 26
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
(a) (b) (c) (d)
Gambar 14. Kurva Karakteristik Fluidisasi Heterogen
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
27/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 27
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
BAB III
PERCOBAAN
A. Instrumentasi Percobaan (Alat dan Bahan)
Berikut adalah penjelasan tiap komponen dari alat fluid bed heat transfer unit H692 yang
digunakan pada percobaan ini :
Gambar 15. Flu id Bed Heat TransferUnit H692
1)
Chamber
Data spesifikasi chamber:
o Diameter chamber: 105 mm
o Luas chamber: 8,66 x 10-3m2
o Panjang chamber: 220 mm
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
28/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 28
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Chambermerupakan tabung yang berisi partikel unggun (bed). Chamber terdiri dari
sebuah tabung kaca dengan pelat logam di bagian atas dan di bagian bawah bed. Chamber
memiliki saluran udara pada bagian bawah untuk jalur masuk udara ke dalam chamberdan
pada bagian atas untuk jalur keluar udara tersebut dari chamber. Udara memasuki unggun
melalui pelat bawah dan filter distribusi. Tujuan dari pelat distribusi adalah untuk
mendistribusikan udara saat proses operasi unggun dan untuk memastikan bahwa materi
unggun tidak akan jatuh saat unit dimatikan.
Udara dari sistem bertekanan memasuki unit melalui katup reduksi sehingga pengaturan
laju alir udara dapat dilakukan. Setelah itu, udara mengalir melalui dua rotameter yang
dihubungkan secara seri. Udara kemudian keluar melalui unggun dan menuju ke pipa keluaran.
Pada dinding chamber, terdapat semacam garis ukur untuk mengukur ketinggian
unggun selama proses pengamatan. Selain itu, pada bagian atas chamberterdapat pula penahan
sekaligus penyaring unggun yang menahan agar unggun tidak jatuh saat tidak ditiupkan udara.
Di bagian dalam chamber, terdapat tiga batang besi yang menggantung yaitu batang
termokopel, heater, dan manometer. Ketiganya digunakan untuk mengukur variabel suhu dan
tekanan dalam chamber baik saat sebelum terjadi fluidisasi ataupun saat kondisi fluidisasi
tercapai. Elemen pemanas listrik (heater) yang dipasang pada pelat atas unggun tersebut sangat
mudah untuk dipindahkan ke atas ataupun ke dalam unggun. Kekuatan dari elemen dapat diatur
dari agregat thyristor.
2)Cyli nder Mounting
Bagian ini terdiri dari elemen pemanas (heater), termokopel, dan pengukur tekanan.
Ketiga alat tersebut dapat digerakkan secara vertikal untuk disesuaikan dengan ketinggian bed
di dalam bed chamber. Tiga elemen ini sudah terhubung dengan masing-masing alat
pengukurnya yaitu indikator suhu, indikator tekanan manometer, dan kontrol suhu pemanas.
Spesifikasi elemen heater:
o 12.7 mm diameter x 37 mm panjang
o Surface area16 cm2
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
29/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 29
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
3) I ndikator suhu
Pada permukaan heater, terdapat dua buah termokopel yang berfungsi untuk mengukur
temperatur permukaan heaterdan yang lainnya berfungsi untuk melindungi dari nilai setting
yang berlebih. Temperatur dari permukaan heater, bed, serta udara masuk yang mengalir akan
ditampilkan pada panel display. Temperatur yang terbaca adalah temperatur heater (T1),
temperatur di sekitarprobe temperatur (T2), dan temperatur udara yang keluar dari kompresor
dan masuk ke dalam unggun (T3) seperti ditunjukkan pada gambar 21.
4) Kontrol Suhu
Variabel transformer merupakan alat untuk mengontrol laju perpindahan panas dari
heater. Pada permukaan heater, terdapat dua buah termokopel yang berfungsi untuk mengukur
temperatur permukaan heater dan yang satunya lagi berfungsi untuk melindungi dari nilai
settingyang berlebih.
Temperatur dari permukaan heater, bed, serta udara masuk yang mengalir akan
ditampilkan pada panel displaylainnya. Pada bagian lain terdapat dua buah manometer yang
berisi fluida untuk mengukur penurunan tekanan udara yang mengalir sebelum dan sesudah
melewati bed chamber.
5) Unggun
Gambar 16. Unggun Terfluidisasi
Spesifikasi elemen unggun :
FusedAlumina (Al2O3putih)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
30/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 30
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Densitas 3770 kg/m3
Ukuran material 250m-320m
Ukuran Buti r 54 80 100
Ukuran Rata-Rata Partikel (mm) 320 177 125
Ukuran Partikel Minimum (mm) 460 274 194
Ukuran Partikel Maksimum (mm) 460 274 194
Perkiraan Densitas (kg/m3) 1720 1620 1560
Partikel unggun (bed) yang digunakan dalam percobaan ini adalah alumina. Pada
dasarnya, jenis bed yang digunakan dapat diganti-ganti sesuai dengan kebutuhan. Namun,
karena keterbatasan (misalnya harus melepas beberapa komponen alat), maka dalam percobaanini variasi bedtidak dilakukan.
6) Manometer
Pada bagian lain alat ini terdapat dua buah manometer yang berisi fluida air. Manometer
pertama digunakan untuk mengukur penurunan tekanan unggun sedangkan manometer kedua
digunakan untuk mengukur penurunan tekanan udara sebelum dan sesudah melewati orifice.
7) Pengukur Laju Ali r
Spesifikasi pengukur laju alir :
Fluida yang digunakan : udara
Densitas fluida : 1.2 kg/m3
Pengukur laju alir ini sangatlah penting karena semua hasil pengukuran harus ada
variasi kecepatan laju fluida untuk mendapatkan nilai kecepatan fluidisasi. Nilai yang tertera
pada tabung ini berkisar antara 0,2-1,7 m3/s. Kita dapat menentukan besarnya laju alir dengan
memutarvalveyang ada pada bagian bawah. Pada alat pengukur laju alir udara ini, terdapat
penunjuk besanya kecepatan berupa beban yang akan terangkat saat udara diperbesar.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
31/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 31
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
B. Prosedur Percobaan
Percobaan 1
a.
Penurunan Laju Alir
1. Mengatur laju alir udara dengan mengatur keran atau knop aliran udara sebesar Q = 1.7
L/s.
2. Mencatat ketinggian unggun awal (Ho).
3. Mengurangi laju alir udara secara bertahap sehingga diperoleh variasi laju udara dari
1.6 L/s ; 1.4 L/s ; 1.2 L/s ; 1 L/s ; 0.8 L/s ; 0.6 L/s ; dan 0.4 L/s.
4. Mencatat ketinggian fluida dalam unggun dalam tiga posisi setiap penurunan laju alir
udara, yaitu sisi kanan (H1), tengah (H2) dan kiri (H3).
5. Mencatat nilai tekanan 1 dan 2 (P1dan P2) setiap penurunan laju alir udara.
b. Kenaikan Laju Alir
1. Mengatur laju alir udara dengan mengatur keran atau knop aliran udara sebesar Q = 0.4
L/s.
2. Mencatat ketinggian unggun awal (Ho).
3. Menaikkan laju alir udara secara bertahap sehingga diperoleh variasi laju udara dari 0.4
L/s ; 0.6 L/s ; 0.8 L/s ; 1 L/s; 1.2 L/ s; 1.4 L/s; 1.6 L/s ; dan 1.7 L/s.
4. Mencatat ketinggian fluida dalam unggun dalam tiga posisi setiap penurunan laju alir
udara, yaitu yaitu sisi kanan (H1), tengah (H2) dan kiri (H3).
5. Mencatat nilai tekanan 1 dan 2 (P1dan P2) setiap penurunan laju alir udara.
Percobaan 2
1. Mengatur heater agar berada di dalam unggun Suhu heater diset pada nilai 80 oC.
2. Dengan cara yang sama termokopel diset dalam kondisi tercelup.
3. Mengatur laju alir udara (Q = 1.7 L/s) dengan mengatur knop aliran udara.
4. Mencatat datadata berikut dengan cara mengubahubah knop temperature indicator:
tempetatur termokopel dalam heater (T1), temperatur termokopel (T2) dan temperatur
udara (T3).
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
32/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 32
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
5. Mencatat ketinggin bed tiga kali, yaitu sisi kanan (H1), tengah (H2) dan kiri (H3),
6. Mencatat ketinggian fluida pada kedua manometer.
7. Mengulangi langkah 1-6 dengan mengubah setingan suhu heater menjadi 120oC.
8. Mengulangi langkah 1-7 dengan variasi laju alir udara masing-masing 1.6 L/s; 1.4 L/s; 1.2
L/s; 1 L/s; 0.8 L/s; 0.6 L/s; dan 0,4 L/s.
9. Mengulangi langkan 1-8 untuk kondisi termokopel tidak tercelup.
C. Data Pengamatan
Percobaan 1
a.
Penurunan Laju Alir
Nilai Ho(pengukuran 3 kali) = 5.7, 5.7 dan 5.6
Tabel 1. Data Percobaan Unggun Terfluidisasi Laju Alir Turun
U (L/s) H1 (cm) H1 (cm) H2 (cm) P1 (cmH2O) P2 (cmH2O)
1.7 9.6 9.7 9.9 5.1 5.8
1.6 9.5 8.7 9.3 4.8 5.91.4 8.2 9.2 9.2 4.2 5.8
1.2 7.5 8.2 8.1 3.6 5.7
1 6.5 6.9 7.4 3.1 5.6
0.8 5.7 5.5 6.9 2.5 5.5
0.6 5.6 5.5 5.6 2.9 5.2
b. Kenaikan Laju Alir
Tabel 2. Data Percobaan Unggun Terfluidisasi Laju Alir Naik
U (L/s) H1 (cm) H1 (cm) H2 (cm) P1 (cmH2O) P2 (cmH2O)
0.6 5.6 6.2 5.6 2.9 5.2
0.8 5.5 5.5 5.7 2.4 5.5
1 6.7 6.9 7.1 3.1 5.6
1.2 7.3 8.2 8.4 3.6 5.7
1.4 7.8 8.2 8.4 4.2 5.9
1.6 8.7 9.2 9.4 4.9 5.9
1.7 8.9 9.7 9.9 5.1 5.9
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
33/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 33
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Percobaan 2
Nilai Ho(pengukuran 3 kali) = 5.8, 4.8 dan 4.8
Saat suhu heater adalah 80 oC
Tabel 3. Data Percobaan Transfer Panas saat Suhu Heater 80OC
T = 80 C U (L/s) H1
(cm)
H2
(cm)
H3
(cm)
P1
(cmH2O)
P2
(cmH2O)
T1 (oC) T2 (oC) T3 (oC)
TE
RMOKOPEL
TERCELUP
1 6.5 7.1 7.4 2.9 5.6 73 65 23
1 7 6.9 7.2 2.8 5.7 68 64 25
1 7.2 6.9 7.2 2.9 5.7 61 66 25
1.4 8.1 7.9 7.4 4.1 5.9 44 44 24
1.4 8.4 7.8 7.8 4.1 5.9 47 47 251.4 8.5 7.9 8.2 4.1 5.9 44 49 26
TERMOKOPEL
DIATAS
1 7.5 7.7 9 3 5.8 51 58 30
1 8 8.2 8.9 3 5.8 50 56 29
1 7.5 7.7 9.9 3 5.8 52 54 29
1.4 9 9.7 10.4 3.9 6 44 52 29
1.4 9.5 10.2 10.2 4.1 6 46 51 29
1.4 10 10.2 10.9 4.1 6 44 50 29
Saat suhu heater adalah 120
o
C
Tabel 4. Data Percobaan Transfer Panas saat Suhu Heater 120OC
T = 120 C U (L/s) H1
(cm)
H2
(cm)
H3
(cm)
P1
(cmH2O)
P2
(cmH2O)
T1 (oC) T2 (oC) T3 (oC)
TERMOKOPEL
TERCELUP
1 7.2 7.2 7.1 2.9 5.6 108 81 25
1 7.3 7.2 7.7 2.8 5.7 93 81 26
1 7.7 7.2 7.9 2.9 5.7 91 85 27
1.4 8.7 7.8 8.4 4.1 5.9 78 65 27
1.4 8.5 8 8.9 4.1 5.9 82 66 27
1.4 8.6 8.1 8.9 4.1 5.9 82 68 28
TERMOKOPEL
DIATAS
1 7 7.2 7.9 3 5.8 88 60 28
1 7.5 7.2 7.4 3 5.8 88 57 28
1 7.5 7.4 7.9 3 5.8 89 57 28
1.4 9.5 8.7 9.1 3.9 6 89 56 28
1.4 9 9.2 10.4 4.1 6 88 58 29
1.4 9 10.2 9.9 4.1 6 87 60 29
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
34/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 34
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
BAB IV
PENGOLAHAN DATA
Percobaan 1
Berikut ini adalah tabel dan hasil perhitungan untuk perilaku unggun terfluidisasi dengan laju
alir naik dan laju alir turun.
Ketinggian awal bed (Ho) adalah 5,667 cm.
Tabel 5. Pengolahan data percobaan 1 laju alir naik
Laju Alir Naik
U(L/s) H1(cm) H2(cm) H3(cm) Hb(cm) H(cm) P1(cmH2O) P2(cmH2O) P(cmH2O)
0.6 5.6 6.2 5.6 5.800 0.133 2.4 5.2 2.8
0.8 5.9 6.3 6.4 6.200 0.533 2.9 5.5 2.6
1.0 6.7 6.9 7.1 6.900 1.233 3.1 5.6 2.5
1.2 7.3 8.2 8.4 7.967 2.300 3.6 5.7 2.1
1.4 7.8 8.2 8.4 8.133 2.467 4.2 5.9 1.7
1.6 8.7 9.2 9.4 9.100 3.433 4.9 5.9 1.0
1.7 8.9 9.7 9.9 9.500 3.833 5.1 5.9 0.8
Tabel 6. Pengolahan data percobaan 1 laju alir turun
Laju Alir Turun
U
(L/s)
H1
(cm)
H2
(cm)
H3
(cm)
Hb
(cm)
H
(cm)
P1
(cmH2O)
P2
(cmH2O)
P
(cmH2O)
1.7 9.6 9.7 9.9 9.733 4.067 5.1 5.8 0.7
1.6 9.5 8.7 9.3 9.167 3.500 4.8 5.9 1.1
1.4 8.2 9.2 9.2 8.867 3.200 4.2 5.8 1.6
1.2 7.5 8.2 8.1 7.933 2.267 3.6 5.7 2.1
1.0 6.5 6.9 7.4 6.933 1.267 3.1 5.6 2.50.8 5.7 5.5 6.9 6.033 0.367 2.9 5.5 2.6
0.6 5.7 5.7 5.9 5.767 0.100 2.5 5.3 2.8
Dimana :
- U = laju alir superfisial udara yang masuk ke dalam unggun
- P1= nilai tekanan pada manometer saat batang manometer di atas unggun (tekanan
udara di luar unggun)
- P2= nilai tekanan pada manometer saat batang manometer di dalam unggun (tekanan
dalam unggun)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
35/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 35
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
- P = penurunan tekanan pada unggun saat laju alir udara tertentu
- Hb = tinggi unggun setelah dialiri udara dengan laju tertentu
- H = perubahan ketinggian unggun sebelum dan setelah dialiri udara
Grafik 1. Kurva Pengaruh Perubahan Laju Alir Superfisial Udara terhadap Perubahan
Ketinggian Bed
Grafik 2. Kurva Pengaruh Perubahan Laju Alir Superfisial Udara terhadap Penurunan
Tekanan (Pressure Drop)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000
U(L/s)
H (cm)
U vs H
Increasing Flowrate
Decreasing Flowrate
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
U(L/s)
P (cmH2O)
U vs P
Increasing Flowrate
Decreasing Flowrate
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
36/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 36
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Dari Grafik 1 dan 2, maka dapat ditentukan bahwa laju alir superfisial udara minimum yang
dapat menyebabkan fluidisasi adalah 0,6 liter/sekon. Pada laju alir di atas 1 liter/ sekon, terjadi
kondisi fluidisasi sempurna, sementara rentang laju alir 0,6 sampai 1 liter/sekon merupakan
daerah transisi dari kondisifixedbed menuju kondisi fluidisasi. Pada laju alir kurang dari 0,6
liter/sekon merupakan kondisi fixed bed. Meskipun kondisi fluidisasi dikatakan berada pada
rentang laju alir superfisial udara di atas 1 liter/sekon, namun praktikan mengatakan bahwa laju
alir minimum fluidisasi berada pada nilai 0,6 liter/sekon karena pada laju alir inilah bed
(unggun) mulai mengalami kondisi tepat akan bergerak sesuai dengan definisi laju alir
minimum fluidisasi. Selain itu, dari Grafik 2, terlihat bahwa nilai pressure drop maksimum
yang terjadi pada sistem unggun terfluidisasi ini adalah 1,2 cm-H2O.
Percobaan 2
Tabel 7.Data Q, Hbed, T1, T2, T3dan P dengan variasi posisi termokopel saat T = 80oC
T = 80 C Q
(m3/s)
Hb P1(mmH2O) P2(mmH2O) T1(OC) T2(OC) T3(OC)
TERM
OKOPEL
TERCELUP
0,0010 0,070 2,900 3,600 73,000 65,000 23,000
0,0010 0,070 2,800 5,700 68,000 64,000 25,000
0,0010 0,071 2,900 5,700 61,000 66,000 25,000
0,0014 0,078 4,100 5,900 44,000 44,000 24,0000,0014 0,080 4,100 5,900 47,000 47,000 45,000
0,0014 0,082 4,100 5,900 44,000 49,000 46,000
TERMOKOPEL
TERANGKAT
0,0010 0,081 3,000 5,800 51,000 58,000 30,000
0,0010 0,084 3,000 5,800 50,000 56,000 29,000
0,0010 0,080 3,000 5,800 52,000 54,000 29,000
0,0014 0,097 3,900 6,000 44,000 52,000 29,000
0,0014 0,100 4,100 6,000 46,000 51,000 29,000
0,0014 0,104 4,100 6,000 44,000 50,000 29,000
Tabel 8. Data Q, Hbed, T1, T2, T3dan P dengan variasi posisi termokopel saat T = 120oC
T = 120
OC
Q
(m3/s)
Hb
(m)
P1
(mmH20)
P2
(mmH2O)
T1
(OC)
T2
(OC)
T3
(OC)
T
ERMOKOPEL
TERCELUP
0,00100 0,072 2,900 5,700 108,000 81,000 25,000
0,00100 0,074 3,000 5,700 93,000 81,000 26,000
0,00100 0,076 2,900 5,700 91,000 85,000 27,000
0,00140 0,083 4,100 5,900 78,000 65,000 27,000
0,00140 0,085 4,100 5,900 82,000 66,000 27,000
0,00140 0,085 4,100 6,000 82,000 68,000 28,000
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
37/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 37
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
T
ERMOKOPEL
TERANGKAT
0,00100 0,074 2,700 5,800 88,000 60,000 28,000
0,00100 0,074 2,700 5,800 88,000 57,000 28,000
0,00100 0,076 2,800 5,800 89,000 57,000 28,000
0,00140 0,091 3,900 6,000 89,000 56,000 28,000
0,00140 0,095 4,100 6,000 88,000 58,000 29,000
0,00140 0,097 4,200 6,000 87,000 60,000 29,000
Dari data percobaan diatas, dapat dibuat grafik sebagai berikut:
Grafik 3. Hubungan antara Suhu Heater (T1) dengan Percobaan pada saat T= 80oC
Grafik 4. Hubungan antara Suhu Heater (T1) dengan Percobaan pada saat T= 120oC
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
suhu(C)
percobaan
Grafik percobaan vs suhu heater (T1) pada T 80oC
Q=1 termokople tercelubT1
Q=1,4 termokople
tercelup T1
Q=1 termokople tidak
tercelup T1
Q=1,4 termokopel tidak
tercelup T1
0
20
40
60
80
100
120
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Suhu(C)
Percobaan
Grafik Percobaan vs Suhu Heater (T1) pada T 120oC
Q=1, Termokopel Tercelup
Q=1.4, Termokopel Tercelup
Q = 1, Termokopel Tidak
Tercelup
Q = 1.4, Termokopel Tidak
Tercelup
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
38/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 38
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Grafik 5. Hubungan antara Suhu Termokopel (T2) dengan Percobaan pada saat T= 80oC
Grafik 6. Hubungan antara Suhu Termokopel (T2) dengan Percobaan pada saat T= 120oC
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4
suhu(C)
percobaan
Grafik percobaan vs suhu termokopel (T2) pada T 80oC
Q=1 termokopel tercelup T2
Q=1,4 termokopel tercelup
T2
Q=1 termokople tidak
tercelup T2
Q=1,6 termokopel tidak
tercelup T2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Suhu(C
)
Percobaan
Grafik Percobaan vs Suhu Termokopel (T2) pada T 120oC
Q=1, Termokopel Tercelup
Q=1.4, Termokopel Tercelup
Q = 1, Termokopel Tidak
Tercelup
Q = 1.4, Termokopel Tidak
Tercelup
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
39/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 39
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Grafik 7. Hubungan antara Suhu Udara (T3) dengan Percobaan pada saat T= 80oC
Grafik 8. Hubungan antara Suhu udara (T3) dengan Percobaan pada saat T= 120oC
Pada percobaan kedua, digunakan heater sehingga peristiwa fluidisasi yang terjadi
mempengaruhi perpindahan panas.
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4
suhu(C)
percobaan
Grafik percobaan vs suhu udara (T3) pada T 80oC
Q=1 termokopel tercelup T3
Q=1,4 termokopel tercelup
T3
Q=1 termokopel tidak
tercelup T3
Q=1,4 termokopel tidak
tercelup T3
24,5
25
25,5
26
26,5
27
27,5
28
28,5
29
29,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Suhu(C)
Percobaan
Grafik Percobaan vs Suhu udara (T3) pada T 120oC
Q=1, Termokopel Tercelup
Q=1.4, Termokopel Tercelup
Q = 1, Termokopel Tidak
Tercelup
Q = 1.4, Termokopel Tidak
Tercelup
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
40/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 40
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Gambar 16Pressure drop versus kecepatan fluida untuk packed dan fluidized beds
Gambar 4.1 di atas analog dengan grafik 4.2. Garis lurus OA merupakan regionpacked bed. Di
sini, partikel tidak berpindah relatif satu sama lain dan pemisahan nya konstan. Kehilangan
tekanan versus kecepatan fluida pada zona ini digambarkan dalam persamaan Ergun berikut.
sv
f
sv x
U
x
U
H
p 2
323
21
75.11
150
..(1)
Daerah BC merupakan daerah unggun terfluidisasi. Pada titik A, peningkatan pressure drop
lebih tinggi daripada nilai yang diprediksi. Kenaikan ini terjadi ketika kecepatan fluidisasi
minimum dicapai; disini diperlukan gya tarik interpartikel yang lebih besar karena pada kondisi
yang demikian partikel unggun saling berasosiasi. Persamaan yang berlaku untuk daerah ini
adalah:
gHp
fp 1
..(2)
Untuk mengetahui besarnya kecepatan superficial di semua region, melalui kedua persamaan
diatas dikombinasikan sehingga diperoleh persamaan berikut ini:
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
41/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 41
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
..(3)
Dari persamaan tersebut diperoleh bilangan tak berdimensi, Ar (Archimedes number) yang
didefinisikan dengan
233
Re1
75.1Re1
150
Ar
..(4)
atau
2
3
svfpf gxAr
..(5)
dengan nilai Reynolds number sebagai berikut:
fsvUxRe
..(6)
Dengan menentukan Ar dari persamaan (5), kemudian mendapatkan nilai Re dari persamaan
(4), maka dapat ditentukan nilai Udari persamaan (6). Untuk menggunakan persamaan (5) dan
(4) diperlukan harga viskositas dan porositas. Karena yang sedang diujicoba adalah pengaruh
fluidisasi terhadap perpindahan panas, maka nilai viskositas merupakan fungsi suhu; untuk
menghitungnya digunakan persamaan Hagen-Poiseuille berikut:
QL
pR
8
4
..(7)
Perhitungan porositas menggunakan persamaan,
p
f
1
..(8)
Nilai pressure drop dapat dihitung terlebih dahulu dari persaman hidrosatis, P = .g.H. Berikut
adalah tabulasi perhitungan untuk mendapatkan harga kecepatan superfisial. Untuk
menyelediki pengaruh fluidisasi terhadap transfer panas, hendak dicari nilai koefisien
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
42/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 42
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
perpindahan panas gas terhadap partikel (hc). Bed yang digunakan dalam percobaan berbentuk
bola dan dari perhitungan menggunakan persamaan Ergun didapat bahwa aliran fluidanya
laminar. Untuk memperoleh nilai hc, terlebih dahulu dihitung nilai bilangan Nusselt, karena
bilangan Nusselt sebanding dengan hc,
g
pc
k
dhNu
..(9)
Untuk partikel berbentuk bola, digunakan persamaan empiris yang dikemukakan oleh Morelus
dan Schweinzer,
33.04304.0 Pr)(0247.0 ArNu..(10)
Dimana Ar merupakan Archimedes number yang telah dinyatakan dalam persamaan (5) dan Pr
merupakan bilangan Prandtl,
g
p
k
C
Pr
..(11)
Nilai kapasitas panas pada tekanan konstan, Cpmerupakan fungsi suhu,yang nilainya disajikan
pada tabel berikut:
Tabel 9. Nilai Cppada suhu tertentu
T(C) T(K) Cp(J/kg.K)
-150 123 1.026
-100 173 1.009
-50 223 1.005
0 273 1.005
20 293 1.005
40 313 1.005
60 333 1.009
80 353 1.009
100 373 1.009
120 393 1.013
140 413 1.013
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
43/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 43
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
160 433 1.017
180 453 1.022
200 473 1.026
250 523 1.034
300573
1.047
350 623 1.055
400 673 1.068
Sumber :http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html
Grafik 9. Hubungan antara T dengan Cp
Dengan mengeplot T terhadap Cp, akan diperoleh grafik seperti di atas, sehingga untuk udara,
hubungan konduktivitas termal dan temperatur dinyatakan dalam persamaan,
Cp = 9E-14x6- 2E-10x5+ 2E-07x40.0001x3+ 0.032x24.784x + 1290
Selain itu, nilai konduktivitas termal, k, juga merupakan fungsi suhu berdasarkan persamaan,
000 1 kTkTkk ..(12)
Dibawah ini ditampilkan nilai konduktivitas termal udara pada berbagai macam suhu:
Tabel 10. Nilai K pada Suhu Tertentu
T k (W/m K)
-150 0.0116
y = 9E-14x6 - 2E-10x5 + 2E-07x4 - 0,0001x3 + 0,0328x2 - 4,7842x + 1290,5
1.000
1.010
1.020
1.030
1.040
1.050
1.060
1.070
1.080
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Cp(J/kg.K)
T(K)
Grafik T vs Cp
T vs Cp Poly. (T vs Cp)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
44/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 44
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
-100 0.016
-50 0.0204
0 0.0243
20 0.0257
40 0.0271
60 0.0285
80 0.0299
100 0.0314
120 0.0328
140 0.0343
160 0.0358
180 0.0372
200 0.0386
250 0.0421
300 0.0454
350 0.0485
400 0.0515
sumber:engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html
Grafik 10. Hubungan antara T dengan K
y = 7E-05x + 0,0068
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0 100 200 300 400 500 600 700 800
k(W/m.K
)
T(K)
Hubungan T vs k
Hubungan T vs k Linear (Hubungan T vs k)
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
45/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 45
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Dengan mengeplot k terhadap T, akan diperoleh grafik seperti di atas, sehingga untuk udara,
hubungan konduktivitas termal dan temperatur dinyatakan dalam persamaan,
0042.0057 TEk..(13)
Selanjutnya dibawah ini adalah tabel data nilai viskositas untuk menghitung nilai Pr:
Tabel 11. Nilai Untuk Menghitung PrT = 80 C Q
(m3/s)
T3 T3(K) .10^-5
TERMOKOPEL
TERCELUP
0,0010 23,0000 296,0000 1,851
0,0010 25,0000 298,0000 1,8608
0,0010 25,0000 298,0000 1,8608
0,0014 24,0000 297,0000 1,8559
0,0014 45,0000 318,0000 1,9576
0,0014 46,0000 319,0000 1,9624
TER
MOKOPEL
TERANGKAT
0,0010 30,0000 303,0000 1,8853
0,0010 29,0000 302,0000 1,8804
0,0010 29,0000 302,0000 1,8804
0,0014 29,0000 302,0000 1,8804
0,0014 29,0000 302,0000 1,8804
0,0014 29,0000 302,0000 1,8804
Tabel 12. Nilai Untuk Menghitung PrT =
120 OC
Q
(m3/s)
T3
(OC)
T3
(K)10^5
kg/m.s)
TERMOKOPEL
TERCE
LUP
0.00100 25.000 298.000 1.8608
0.00100 26.000 299.000 1.8657
0.00100 27.000 300.000 1.8706
0.00140 27.000 300.000 1.8706
0.00140 27.000 300.000 1.8706
0.00140 28.000 301.000 1.8755
TERMOKOPEL
DIATAS
0.00100 28.000 301.000 1.8755
0.00100 28.000 301.000 1.8755
0.00100 28.000 301.000 1.8755
0.00140 28.000 301.000 1.8755
0.00140 29.000 302.000 1.8804
0.00140 29.000 302.000 1.8804
Sumber : http://www.lmnoeng.com/Flow/GasViscosity.php
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
46/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 46
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Dengan menggunakan persamaan-persamaan dan data yang telah ada di atas, kita dapat
menghitung nilai k dan hc untuk masing-masing variasi pada. Data tambahan yang digunakan
berupa:
* f = udara = 1,205 kg/m3 (pada 19 < T < 40 OC); 1,127 kg/m3(pada 39 < T < 60 OC)
* partikel = white aluminium oxide = 3770 kg/m3
*Ukuran partikel rerata = xsv= 125m = 1,25 . 10-4 m
Lalu, dengan menggunakan software microsoft excel didapatkan hasil kalkulasi sebagai
berikut:
Tabel 13. Perhitungan Pr, Nu, hc untuk T 80oC
T = 80
C
Q
(m3/s)
T3 T3(K) Visc k Cp Ar Pr Nu hc
TERMOKOPEL
TERCELUP
0,0010 23,0000 296,0000 1,851 0,02672 1226,1076 253,7072 0,84937 0,25359 54,20643
0,0010 25,0000 298,0000 1,8608 0,02686 1230,4813 251,0419 0,85245 0,25274 54,30808
0,0010 25,0000 298,0000 1,8608 0,02686 1230,4813 251,0419 0,85245 0,25274 54,30808
0,0014 24,0000 297,0000 1,8559 0,02679 1228,2876 252,3693 0,85091 0,25316 54,25718
0,0014 45,0000 318,0000 1,9576 0,02826 1277,3169 212,1503 0,88481 0,23798 53,80308
0,0014 46,0000 319,0000 1,9624 0,02833 1279,811 211,1137 0,88652 0,23763 53,85699
TERM
OKOPEL
TERA
NGKAT
0,0010 30,0000 303,0000 1,8853 0,02721 1241,6572 244,5596 0,86031 0,25066 54,56473
0,0010 29,0000 302,0000 1,8804 0,02714 1239,3942 245,8358 0,85872 0,25107 54,51311
0,0010 29,0000 302,0000 1,8804 0,02714 1239,3942 245,8358 0,85872 0,25107 54,51311
0,0014 29,0000 302,0000 1,8804 0,02714 1239,3942 245,8358 0,85872 0,25107 54,513110,0014 29,0000 302,0000 1,8804 0,02714 1239,3942 245,8358 0,85872 0,25107 54,51311
0,0014 29,0000 302,0000 1,8804 0,02714 1239,3942 245,8358 0,85872 0,25107 54,51311
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
47/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 47
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Tabel 14. Perhitungan Pr, Nu, hc untuk T 120oC
Dari tabel diatas, dibuat grafik pada masing-masing suhu, yaitu:
Grafik 11. Hubungan antara percobaan dengan hc pada saat TTermokopel= 80oC
53,7
53,8
53,9
54
54,1
54,2
54,3
54,4
54,5
54,6
54,7
0 1 2 3 4
hc(W/m2.K
)
Percobaan
Grafik Percobaan VS hc pada T 80oC
koefisien Q=1 tercelup
koefisien Q=1,4 tercelup
koefisien Q=1 tidak tercelup
koefisien Q=1,4 tidak tercelup
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
48/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 48
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Grafik 12. Hubungan antara percobaan dengan hc pada saat TTermokopel= 120oC
54,25
54,3
54,35
54,4
54,45
54,5
54,55
0 1 2 3 4
hc(W/m2.K
)
Percobaan
Grafik Percobaan vs hc pada T 120oC
Termokopel Tercelup;
Q=0,001 m3/s
Termokopel Tercelup;
Q=0,0014 m3/s
Termokopel Terangkat;
Q=0,001 m3/s
Termokopel Terangkat;
Q=0,0014 m3/s
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
49/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 49
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
BAB V
ANALISIS
Percobaan 1
A. Analisis Percobaan
Percobaan pertama (perilaku unggun terfluidisasi) dilakukan untuk memenuhi tujuan
percobaan dalam menentukan pengaruh perubahan laju alir superfisial udara yang diberikan
dari bawah unggun (U) terhadap perubahan ketinggian unggun (H), menentukan pengaruh
laju alir superfisial udara yang diberikan dari bawah unggun (U) terhadap penurunan tekanan
unggun (P), menentukan pengaruh perbedaan kondisi pemberian laju alir udara (penambahan
atau penurunan laju alir) terhadap perubahan ketinggian unggun (H), menentukan pengaruh
perbedaan kondisi pemberian laju alir udara (penambahan atau penurunan laju alir) terhadap
penurunan tekanan unggun (P), menentukanlaju alir superfisial udara minimum yang dapat
menyebabkan fluidisasi (Um), dan menentukan penurunan tekanan (pressure drop) unggun
maksimal yang terjadi pada saat fluidisasi (Pmax).
Unggun yang digunakan pada percobaan ini ialah merupakan padatan alumina (Al2O3)
sementara fluida yang dialirkan ke dalam chamberberisi unggun tersebut adalah udara. Pada
percobaan pertama ini, variabel yang diukur adalah perubahan ketinggian beddan pressure
drop(P1dan P2) yang terjadi saat unggun (bed) dialiri dengan laju alir udara yang berbeda-
beda besarnya. Pengukuran ketinggian bed dilakukan dengan melihat ketinggian bed rata-rata
dalam bed chamber dengan cara mengambil nilai tengah dari ketinggian maksimum dan
ketinggian minimum bedyang terjadi. Hal ini dilakukan karena ketinggian bedpada setiap titik
(ketika unggun sudah terfluidisasi) pada bed chamber tidak sama. Di satu titik, terdapat bed
(unggun) yang terhempas naik ke atas namun di titik yang lain bed tidak bergerak ke atas.Pergerakan bedyang tidak beraturan membuat praktikan mengalami kesulitan dalam membaca
ketinggian bedyang terjadi pada saat dialiri udara dengan laju alir tertentu. Oleh karena itu,
maka ketinggian bedyang diukur dan dicatat ialah ketinggian bed rata-rata dalam bed chamber.
Pada saat melakukan percobaan pertama ini tidak diperlukan heaterkarena praktikan hanya
ingin mengetahui fenomena fluidisasi yang terjadi saat udara dialirkan ke dalam unggun. Oleh
karena itu, batang heaterdan batang termokopel dalam chamberdinaikkan ke atas unggun agar
tidak mempengaruhi ketinggian bed.
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
50/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 50
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
Hal pertama yang praktikan lakukan sebelum memulai percobaan ini adalah
menyalakan kompresor dinyalakan dan mendiamkannya beberapa saat. Kompresorberfungsi
sebagai alat yang mengalirkan udara ke peralatan Fluid Bed Heat Transfer Unit yang
digunakan. Setelah kompresor dinyalakan, alat tidak boleh langsung digunakan melainkan
harus didiamkan beberapa saat karena diperlukan waktu yang cukup agar compressormencapai
keadaan yang cukup stabil dalam memompakan udara (laju alirnya stabil). Waktu tersebut
dapat dikatakan sebagai waktu pemanasan kompresor. Setelah didiamkan beberapa saat di
mana bunyi yang dikeluarkan kompresor menjadi lebih halus dibandingkan dengan saat
pertama kali dinyalakan, percobaan dapat dimulai. Pada kenyataannya, laju alir udara yang
dikeluarkan dari kompresor tidak akan berada dalam kondisi yang terus stabil karena cara kerja
kompresor yang berfluktuasi. Yang dimaksudkan dengan cara kerja kompresor yang
berfluktuasi adalah kompresor akan mengisi (meng-compress) udara dari lingkungan sekitar
hingga kapasitasnya terpenuhi, setelah itu proses peng-compress-an akan berhenti. Saat udara
di dalam kompresor habis, barulah proses peng-compress-an dimulai kembali. Kondisi kerja
kompresor ini akan menyebabkan laju alir udara akan sedikit terganggu kestabilannya dan akan
mempengaruhi kualitas data yang diperoleh praktikan baik pada percobaan pertama maupun
percobaan kedua.
Tujuan dari percobaan pertama ini adalah menentukan pengaruh perubahan laju alir
udara terhadap ketinggian beddanpressure drop yang terjadi, maka besar laju alir superfisial
udara yang dialirkan ke unggun (bed) harus divariasikan sehingga terlihat perubahan ketinggian
unggun dan perubahan nilai penurunan tekanan (pressure drop) yang terjadi. Laju alir
superfisial udara mempunyai definisi sebagai kecepatan udara yang mengalir pada saat tabung
kosong. Laju alir udara yang dicatat dapat dikatakan sebagai laju alir superfisial udara karena
laju alir udara tersebut diukur pada saat sebelum udara mengalir pada tabung yang berisi
unggun, yaitu pada tabung kosong pengukur laju alir (lihat gambar 2). Satuan ukur untuk
kecepatan udara yang terdapat pada alat pengukur tersebut adalah liter/sekon.
Pada percobaan ini, pertama-tama dialirkan udara hingga kecepatan maksimum (1,7
L/s) terlebih dahulu dengan tujuan agar kita dapat memperoleh nilai ketinggian bedawal (Ho)
yang sesuai stabil. Pengamatan diawali dengan mengalirkan beddengan udara berkecepatan
superfisial maksimum kemudian diturunkan dengan tujuan agar partikel yang tadinya rapat dan
memiliki gaya kohesi partikel yang besar dapat saling berpisah karena laju alir yang besar akan
memberikan gaya seret yang besar sehingga gaya kohesi partikel tersebut dapat dihilangkan
serta untuk menghilangkan tetesan air dalam tabung aliran udara. Selain itu, kecepatan
maksimum dialirkan terlebih dahulu untuk memastikan bahwa bed terfluidisasi. Dengan
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
51/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 51
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
demikian, ketika sudah tidak terjadi fluidisasi lagi (kecepatan udara yang diberikan lebih kecil
daripada kecepatan minimum fluidisasi, Umf), ketinggian bedsaat itu merupakan ketinggian
awal bed pada saat terdapat udara yang terperangkap di antara bedatau ketinggian awal setelah
beberapa kali fluidisasi.
Setelah itu, praktikan mulai melakukan pengukuran ketinggian bed(Hb) danpressure
drop (Padan Pb) pada saat laju alir udara 0,2 liter/sekon. Setelah itu pengukuran dilakukan
dengan kecepatan udara yang semakin meningkat (0,4 liter/sekon; 0,6 liter/sekon; 0,8
liter/sekon; 1 liter/sekon; 1,2 liter/sekon; 1,4 liter/sekon; 1,7 liter/sekon). Setelah dilakukan
pengukuran laju alir naik, percobaan langsung dilanjutkan dengan pengukuran saat kondisi laju
alir turun dimulai dari 1,7 liter/sekon; 1,4 liter/sekon; 1,2 liter/sekon; 1 liter/sekon; 0,8
liter/sekon; 0,6 liter/sekon; 0,4 liter/sekon; hingga 0,2 liter/sekon.
Pada saat laju alir superfisial udara besar maka partikel unggun terfluidisasi yang
kemudian diukur pressure dropdan ketinggian bed-nya. Namun, pada kecepatan superfisial
rendah, unggun hanya diam (tidak terfluidisasi). Hal ini disebabkan karena gaya dorong udara
jauh lebih kecil daripada gaya berat partikel unggun. Jika kecepatan superfisial dinaikkan, maka
pada suatu saat gaya seret fluida menyebabkan unggun mengembang dan menyebabkan
tahanan terhadap aliran udara mengecil, sampai akhirnya gaya seret tersebut cukup untuk
mendukung gaya berat partikel unggun. Pada saat ini terjadi keseimbangan antara gaya dorong
udara dengan berat efektif partikel partikel unggun. Pada keadaan ini partikelpartikel
unggun tepat akan bergerak dan kecepatan aliran udaranya disebut kecepatan minimum
fluidisasi (Umf). Jika kecepatan gas di atas Umf, unggun akan mulai membentuk gelembung gas
(bubbling). Kondisi ini disebut aggregative fluidizationdan ronggarongga seperti gelembung
uap akan membangkitkan sirkulasi unggun. Hal ini disebabkan oleh adanya pergerakan
partikelpartikel unggun karena gaya dorong udara pada kondisi tersebut dapat melampaui
besarnya gaya berat partikel unggun. Dengan diketahuinya perilaku unggun untuk setiap
kecepatan udara yang diberikan, maka dari percobaan ini, dapat diketahui berapa kecepatan
minimum supaya terjadi fluidisasi dan pressure drop maksimum yang terjadi pada sistem
tersebut. Kecepatan minimum fluidisasi terjadi pada saat ketinggian bed mulai mengalami
pergerakan naik (kondisi bedtepat akan bergerak). Sementara itu,pressure drop maksimum
merupakan nilaipressure dropyang terjadi pada saat kondisi fluidisasi sempurna di mana nilai
pressure dropsudah konstan walaupun laju alir superfisial udara diperbesar.
B.Analisis Hasil, Perhitungan, dan Grafik
-
7/23/2019 Laporan Praktikum Kelompok 2R Fix
52/60
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A U N I V E R S I T A S I N D O N E S I A Page 52
LAPORAN PRAKTIKUM UOP 1 FLUIDISASI DAN TRANSFER PANAS
3
2
3
10
b
Q TU
S T
Perilaku unggun terfluidisasi secara kuantitatif dapat dilihat dan dipelajari dengan
mengamati, menentukan, dan menghitung besarnya ketinggian unggun danpressure dropyang
didapatkan berdasarkan variasi dari laju alir superfisial fluida udara yang melewati hamparan
unggun dalam proses fluidisasi. Data-data tersebut ditinjau dan diukur dalam dua kondisi yaitu
ketika laju alir udara perlahan dinaikkan dan ketika laju alir udara kembali diturunkan secara
perlahan. Laju alir udara akan berbanding lurus dengan kecepatan superfisial sesuai dengan
hubungan :
di mana :
Q = laju alir udara (m3/s)
T2 = suhu bed (oC)
Sb = 8,66 . 10-3m2
T3 = suhu udara (oC)
U = kecepatan superfisial udara
sehingga untuk menjelaskan hubungan dari kecepatan superfisial udara (laju alir udara pada
kolom kosong) dengan ketinggian unggun dan pressure drop telah dapat dijelaskan dengan
variasi laju alir udara yang ditentukan dalam percobaan ini.
Hubungan Antara Laju A li r Udara dan Perubahan Ketinggian Unggun
Pada grafik 1, garis berwarna biru merupakan garis pada grafik yang menunjukkan
perubahan ketinggian bed(unggun) ketika laju alir udara dinaikkan, sedangkan garis berwarna
jingga menunjukkan perubahan ketinggian bed ketika laju alir udara diturunkan. Dapat dilihat
pada grafik bahwa perubahan atau variasi kondisi laju alir udara baik dengan dilakukan
penurunan dan kenaikan laju alir menunjukkan pengaruh yang relatif sama terhadap perubahan
ketinggian bed. Pengaruh akibat penurunan maupun kenaikan laju alir penurunannya cukup
stabil dan sama baiknya. Penyimpangan yang terjadi pada kondisi laju alir yang tinggi
disebabkan oleh perkiraan dan pengelihatan tinggi unggun yang bersifat fluktuatif dan tidak
menentu sehingga terdapat perbedaan sedikit dalam pengamatan tinggi unggun pada dua
kondisi tersebut. Hal ini sesuai dengan tinjauan teoritis, di mana ketinggian unggun hanya
dipengaruhi besarnya laju alir udara yang dialirkan ke dalam unggun (bed) dan tidak
dipengaruhi oleh bagaimana udara dialirkan baik itu diturunkan dari kondisi laju alir yang
tinggi maupun dinaikkan dari kondisi laju alir yang rendah.
Pada laju alir udara sebesar 0,2 liter/sekon hing