praktikum uop konveksi kelompok 6k
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
1/45
LAPORAN PRAKTIKUM UOP : KONVE
ENDRA PANRESKI / 1206202021
KAMELIYA HANI MILLATI / 1206202034
RIZKY RAMADHAN / 1206201920
SEVA JUNEVA / 1206241552
DOSEN PEMBIMBING : Dr. TANIA SURYA UTAMI, ST., M.T.
ASISTEN DOSEN : ALRISTO
FAKULTAS TEKNIKDEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS INDONESIAOKTOBER 2014
KELOMPOK : 6K
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
2/45
OUTLINE
1. PENDAHULUAN
1.1. Tujuan
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Prinsip Kerja
1.4. Instrumentasi
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
2. ISI
2.1. Langkah Pengerjaan
2.2. Data Percobaan
2.3. Pengolahan Data
2.4. Hasil Pengolahan Data
2.5. Analisis
3. PE
3.
3.2
KALIBRASI, KONVEKSI ALAMI, KONVEKSI PAKSA
4. DA
5. LA
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
3/45
BAB I : PENDAHULUA
TUJUAN, RUMUSAN MASALAH, INSTRUMENTASI, PRINSIP KE
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
4/45
TUJUAN, RUMUSAN MASALAH
TUJUAN
1. Membentuk suatu motode kalibrasi system pengumpan air;
2. Mengumpulkan dan menganalisis data dan variabel terkait perpindahan panas konveksi bebas;
3. Mengumpulkan dan menganalisis data dan variabel terkait perpindahan panas konveksi paksa;
4. Membandingkan nilai bilangan Nusselt percobaan dengan literatur pada konveksi bebas dan pak
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana pengaruh ketinggian weirdan bukaan valveterhadap koefisien perpindahan panadan konveksi paksa ?
2. Bagaimana pengaruh kecepatan aliran terhadap perpindahan kalor konveksi paksa ?
3. Bagaimana kinerja konveksi bebas dan konveksi paksa berdasarkan nilaikoefisien perpindahan p
4. Bagaimana perbandingan nilai dan persamaan bilangan Nusselt pada konveksi bebas dan konvek
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
5/45
PRINSIP KERJA, INSTRUMENTASI
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
PRINSIP KERJA
1. Melakukan kalibrasi untuk system peng
mengukur volume keluaran air (selan
tertentu sehingga diperoleh debit aliran
2. Memperoleh suhu air masuk dan kel
kondensat masuk dan keluar, serta v
terbentuk untuk selang waktu ter
ketinggian weir pada bukaan valve
dilakukan perhitungan bilangan Nusselt 3. Memperoleh suhu air masuk dan kel
kondensat masuk dan keluar, serta v
terbentuk untuk selang waktu tertentu
valve pada bukaan weir 0 sehingga dapa
bilangan Nusselt konveksi paksa.
INSTR
UMENTASI
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
6/45
BAB II :
KALIBRASI SISTEM PENGUMPAN AIR, KONVEKSI BEBAS, KONVEKSI PA
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
7/45
KALIBRASI SISTEM PENGUMPAN A
LANGKAH PENGERJAAN, DATA PERCOBAAN, PENGOLAHAN DATA, HPENGOLAHAN, ANAL
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
8/45
LANGKAH PENGERJAAN, DATA PERCOBAAN
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Weir = 0
Valve = , , 1
(3 trial)
V air, selang
t = 10 s
Weir
[Ketinggian]
Valve
[Bukaan]1
0 1/4 310
0 1/2 400
0 1 500
DATA PERCOBALANGKAH PENGERJAAN
y = 2E-0R =
0.0000000
0.0000100
0.0000200
0.0000300
0.0000400
0.0000500
0.0000600
0.00 0.20 0.40 0.6
DEBIT[M3/S]
BUKAAN VALV
Bukaan Valve V
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
9/45
PENGOLAHAN DATA, HASIL PENGOLAHAN
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Weir Valve V average
[mL]
t
[s]
Q
[m3
/s]
0 0.25 330.000 10 0.0000330
0 0.50 400.000 10 0.0000400
0 1.00 476.667 10 0.0000477
=+ +
=
1. Menghitung Vaverage
2. Menghitung laju alir volumetrik
PENGOLAHAN DATA & HASIL PENGOLAHAN DATA
y = 189.52x +
R = 0.97
0.000
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
0.00 0.20 0.40 0.60 0
VAVER
AGE[ML]
BUKAAN VALVE [BUKAA
Bukaan Valve VS V av
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
10/45
ANALISIS PERCOBAAN
Tujuan kalibrasi system pengumpan air adalah memperoleh nilai laju alir air yang aka
percobaan konveksi alami dan konveksi paksa sehingga tidak lagi diperlukan perhitungan
setiap percobaan.
Prinsip kalibrasi system pengumpan air adalah mengukur volume aliran air selama sel
untuk variasi bukaan valve , , dan 1 dimana ketinggian weir adalah 0. Aliran air ini berasal dari keran air yang diatur agar diperoleh laju alir yang tidak terlalu b
Percobaan ini dilakukan 3 kali untuk setiap bukaan valve untuk kemudian dirata-ratakan
yang presisi karena laju alir dari air keran tidak konstan.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
11/45
ANALISIS HASIL & PERHITUNGAN
Debit dapat dihitung dengan membagi volume yang diperoleh dengan selang waktu 10 detik.
Debit dirata-ratakan dari 3 data untuk setiap bukaan valve karena laju aliran air dari keran tsehingga diperoleh data yang lebih presisi.
Debit berbanding lurus dengan rasio antara volume air terhadap waktu.
Debit berbanding lurus dengan bukaan valve.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Weir Valve V average
[mL]
t
[s]
Q
[m3/s]
0 0.25 330.000 10 0.0000330
0 0.50 400.000 10 0.0000400
0 1.00 476.667 10 0.0000477
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
12/45
ANALISIS GRAFIK
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
y = 189.52x + 291.67R = 0.9734
0.000
200.000
400.000
600.000
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00V
AVERAGE[ML]
BUKAAN VALVE [BUKAAN]
Bukaan Valve VS Vaverage
y = 2E-05x + 3E-05R = 0.9734
0.0000000
0.0000100
0.0000200
0.0000300
0.0000400
0.0000500
0.0000600
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
DEBIT[M3/S]
BUKAAN VALVE [BUKAAN]
Bukaan Valve VS Debit
R2 = 0.8734 untuk kedua grafik, berarti data ini cukup akurat untuk digunakan pada percobaan konveksi alam
Gradien bernilai positif, berarti hubungan antara debit air ataupun volume air terhadap bukaan valve berban
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
13/45
ANALISIS KESALAHAN
Aliran air dari keran tidak konstan sehingga mempengaruhi nilai volume air yan
selang waktu tertentu.
Aliran selang kurang lancer akibat pengotor dan jalur lintasan selang sehingg
volume air yang terhitung untuk selang waktu tertentu.
Perhitungan selang waktu kurang akurat sehingga mempengaruhi nilai laju alir ai Pembacaan skala gelas ukur kurang akurat akibat skala cukup besar sehingga m
laju alir air.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
14/45
KONVEKSI BEBA
LANGKAH PENGERJAAN, DATA PERCOBAAN, PENGOLAHAN DATA, HPENGOLAHAN, ANAL
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
15/45
LANGKAH PENGERJAAN, DATA PERCOBAAN
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
T steam, in = 88 C
Permukaan air sejajar
Valve =
Weir = , , 1 (3 trial)
T air, selang; T air, chamber; Tkondensat, V kondensat
t = 30 s
Valve WeirSuhu Air Suhu Uap Air V kondensat
[mL]t
[s]Suhu Air
ChamberMasuk Keluar Masuk Keluar
0.25 0.25 25 44 88 55 28 30 63
0.25 0.25 25 44 88 55 22 30 60
0.25 0.25 25 48 88 57 32 30 49
0.25 0.5 25 47.5 88 61 34 30 46
0.25 0.5 25 49 88 62 30 30 47
0.25 0.5 25 49.5 89 63 36 30 47
0.25 1 25 49 89 59 35 30 46
0.25 1 25 49.5 89 61.5 35 30 46.5
0.25 1 25 50 89 63 37 30 47
0.000
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
0 0.2 0.4
SUHU
[OC]
WEIR
Weir V
AIR, SELANG AIR,
Weir Suh
Selang
0.25 45.333
0.5 48.667
1 49.500
LANGKAH PENGERJAAN DATA PERCOBAAN DATA PER
=+ +
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
16/45
PENGOLAHAN DATA
Langkah 1 : Menghitung suhu limbak (Tbulk)
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
2
)()(
)(
keluarselangmasukair
airf
TTT
2
)()(
)(
keluarkondensatmasuksteam
steamw
TTT
2
wf
bulk
TTT
Tbulk Cp k Pr
k
hDNu
Langkah 2 : Mencatat sifat fluida yang dibutuhkandari lampiran A-9
Langkah 3 : Menghitung Nu eksperi
Langkah 4 : Menghitung Nu literatu
terimalepas QQ
()( airkeluarselangfw TTCpmTThA
)()(
()(
airfsteamw
masukairkeluarselang
TTDL
TTQCph
k
DTcg
v
TDgGr
p
D
32
2
3
v
Pr
fT
1
41
Pr59,0 fflit GrNu Langkah 5 : Persentase Error
%100xNu
NuNuError
literatur
literaturpercobaan
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
17/45
HASIL PENGOLAHAN
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Valve Weir T bulk
[oC]
h[W/m2 oC]
Nueksperimen
Gr Pr Nu
literaturError[%]
0.25 0.25 53.500 2650.697 60.768 45768292.03 48.528 25.222
0.25 0.5 56.000 2948.189 67.354 45594368.27 48.482 38.926
0.25 1 56.167 3092.129 70.626 44808009.92 48.272 46.311
y = 3.0952x + 53.417R = 0.6261
53.000
53.500
54.000
54.500
55.000
55.500
56.00056.500
57.000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
TBULK[OC]
WEIR
Weir VS T bulk
Series1 Linear (Series1)
y = 545.62xR = 0.
2600.000
2700.000
2800.000
2900.000
3000.000
3100.000
3200.000
0 0.2 0.4 0.6
H
[J/M2OC]
WEIR
Weir VS h
Series1 Linear (Ser
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
18/45
ANALISIS PERCOBAAN
Tujuan konveksi alami adalah memperoleh dan membandingkan bilangan Nusselt percobaan da
Prinsip kerja konveksi alami adalah mengukur T air (in dan out), T uap air, T kondensat, dan v
detik) dengan variasi ketinggian weir , , dan 1 untuk bukaan valve sehingga dapat dihit
percobaan dan literatur, dimana sebelumnya perlu diketahui laju alir air, properties air pada
Pr,, dan Gr), koefisien perpindahan kalor konveksi, diameter tube, dan panjang tube.
Pengukuran ini dilakukan 3 kali untuk setiap variasi ketinggian weir untuk kemudian dirata-ra
data yang presisi karena suhu dan volume tidak konstan.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
19/45
ANALISIS PERHITUNGAN
Kenapa ke-3 data suhu untuk setiap ketinggian weir dirata-ratakan ? Untuk memperoleh suhu yang merepresentasikan ke-3
Mengapa analisis sifat fluida (lampiran A-9 Holman) dilakukan pada suhu limbak ? Karena suhu limbak merupakan suhu
energinya di seluruh penampang tabung (Holman, halaman 230) karena dalam pipa akan terbentuk thermal boundary.
Bagaimana cara memperoleh bilangan Nusselt percobaan ? Menghitung koefisien perpindahan kalor (h) yang dapat diperole
dengan asumsi semua panas yang dilepas uap air diserap oleh air sehingga dapat diperoleh bilangan Nusselt percobaan (Nu
Bagaimana cara memperoleh bilangan Nusselt literatur ? Menggunakan persamaan empiris yang dipilih berdasarkan bilang
(Ra = GrPr).
Bagaimana cara menentukan persentase kesalahan percobaan ? Membandingkan selisih bilangan Nusselt percobaan dengan
Nusselt percobaan.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
20/45
ANALISIS HASIL
Semakin besar ketinggian weir maka semakin besar nilai koefisien perpindahan kalor yang menyebabkan bilangan Nuss
hd/k). Hal ini disebabkan karena semakin tinggi weir maka semakin besar laju alir air sehingga perpindahan kalor yang terj
perpindahan kalor sebanding dengan laju perpindahan kalor, hukum Newton tentang pendinginan).
Hal tersebut juga menyebabkan semakin besar ketinggian weir maka semakin besar T bulk, suhu limbak (hukum Newton ten
Peningkatan suhu menyebabkan nilai GrPr semakin kecil karena beberapa karakteristik fluida (pembilnag) menurun siring
cp, , ) dan meningkat (penyebut) seiring peningkatan suhu (misal k).
Persentase kesalahan cukup besar (analisis kesalahan).
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Valve Weir T bulk
[oC]
h[W/m2 oC]
Nueksperimen
Gr Pr Nu
literaturError[%]
0.25 0.25 53.500 2650.697 60.768 45768292.03 48.528 25.222
0.25 0.5 56.000 2948.189 67.354 45594368.27 48.482 38.926
0.25 1 56.167 3092.129 70.626 44808009.92 48.272 46.311
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
21/45
ANALISIS GRAFIK
Berdasarkan grafik A diketahui bahwa suhu air yang keluar (selang) cenderung meningkat seiring peningkatan ketinggian w
yang keluar (kondensat) cenderung meningkat seiring peningkatan ketinggian weir. Namun berdasarkan teori, peningk
meningkatkan laju perpindahan kalor sehingga seharusnya suhu uap air yang keluar (kondensat) menurun (analisis kesalahan
Berdasarkan garfik B, kesalahan pada grafik A dapat diliat dari nilai R2 yang sangat jauh dari 1.
Berdasarkan gradfik C diketahui bahwa nilai koefisien perpindahan kalor meningkat seiring peningkatan ketinggian weir. Hanalisis hasil.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
0.000
20.000
40.000
60.000
80.000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
SUHU
[OC]
WEIR [KETINGGIAN]
Weir VS Suhu
AIR, SELANG AIR, CHAMBER KONDENSAT
y = 3.0952x + 53.417R = 0.626152.000
54.000
56.000
58.000
0 0.5 1 1.5TBULK[OC]
WEIR
Weir VS T bulk
Series1 Linear (Series1)
2600.000
2800.000
3000.000
3200.000
0 H[J/M2OC]
We
Series1
A B
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
22/45
ANALISIS KESALAHAN
Mati lampu sehingga kondisi laju alir air mungkin tidak sama lagi walaupun keran air t
itu, membuat steam yang mungkin memiliki kondisi.
Ketinggian weir tidak tepat sejajar dengan permukaan sehingga laju alir air kurang tepat
Mengabaikan heat loss dengan asumsi asas Black berlaku.
Mengabaikan perpindahan kalor konduksi antara fluida dan dinding pipa dalam penuruna
Fluida yang diukur sudah mengalami kontak dengan udara.
Pengotor dalam alat konveksi dan selang.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
23/45
KONVEKSI PAK
LANGKAH PENGERJAAN, DATA PERCOBAAN, PENGOLAHAN DATA, HPENGOLAHAN, ANAL
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
24/45
LANGKAH PENGERJAAN
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
T steam, in = 88 C
Weir = 0
Valve = , , 1 (3 trial)
T air, selang; T air, chamber; Tkondensat, V kondensat
t = 30 s
Valve Suh
Selang
0.25 48.333
0.50 46.667
1.00 44.333
Valve WeirSuhu Air Suhu Uap Air V kondensat
[mL]t
[s]Suhu Air
ChamberMasuk Keluar Masuk Keluar
0 0.25 25 49 89 55 36 30 49
0 0.25 25 48 89 61 38 30 49
0 0.25 25 48 88 66 30 30 48
0 0.5 25 47 88 62 38 30 45
0 0.5 25 46 88 61 36 30 45
0 0.5 25 47 88 61 38 30 46
0 1 25 44 87 59 53 30 44
0 1 25 45 88 62 29 30 44
0 1 25 44 87 61.5 27 30 45
0.000
20.000
40.000
60.000
80.000
0 0.2 0.4
SUHU
[OC]
VAL
Valve V
Air, Chamber Ai
LANGKAH PENGERJAAN DATA PERCOBAAN DATA PER
=+ +
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
25/45
PENGOLAHAN DATA
Langkah 1 : Menghitung suhu limbak (Tbulk)
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
2
)()(
)(
keluarselangmasukair
airf
TTT
2
)()(
)(
keluarkondensatmasuksteam
steamw
TTT
2
wf
bulk
TTT
Tbulk Cp k Pr
k
hDNu
Langkah 2 : Mencatat sifat fluida yang dibutuhkan dari lampiran A-9
Langkah 3 : Menghitung Nu eksperimen
Langkah 5 : Menghitung Nu literatur
terimalepas QQ
)()( masukairkeluarselangfw TTCpmTThA
)()(
)()(
airfsteamw
masukairkeluarselang
TTDL
TTQCph
Langkah 6 : Persentase Error
%100xNu
NuNuError
literatur
literaturpercobaan
= 0.027 .81
.14
= 0.027
P
D
Q
D
QD
A
QDvD 4
4
1Re
2
> 2300
Langkah 4 : Menghitung konstanta A, B, dan C untuk pers
BACNu PrRe
CBANu loglog(Pr)log(Re)log
axbxby 2211
by
1byx
2byx
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
26/45
HASIL PENGOLAHAN
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
y = -1.7262x + 56.104R = 0.9999
54.200
54.400
54.600
54.800
55.000
55.200
55.400
55.600
55.800
0 0.2 0.4 0.6
TBULK[OC]
VALVE
Valve VS T bu
y = 561.73x + 2855.1R = 0.869
2900
3000
3100
3200
3300
3400
3500
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
H
[J/M2OC]
VALVE
Valve VS h
Weir Valve T bulk h Nu
eksperimen Re Pr
Nu
literatur % Error Konstanta Ekeperimen
0.25 0.25 55.667 2932.548 67.028 5504.442 3.256 39.338 70.388 A 0.392
0.25 0.5 55.250 3230.403 73.878 6628.781 3.279 31.801 132.317 B 0.702
0.25 1 54.375 3385.329 77.515 7793.232 3.329 35.054 121.131 C 1.000
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
27/45
ANALISIS PERCOBAAN
Tujuan Percobaan ini untuk mengumpulkan dan menganalisa data yang terjadi mpanas konveksi paksa yang dapat dilakukan dengan perlakuan berikut:
Membuat aliran secara paksa dengan bukaan valve divariasikan (tiga variasi chamber test dan masuk dalam tube (perpindahan panas konveksi antara steam
Dalam percobaan weir berada pada kondisi bukaan tetap (ketinggian 0) terjadi perbedaan tekanan dari variasi bukaan vakve.
Setap bukaan valve diambil data 3 kali agar lebih akurat
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
28/45
ANALISIS PERHITUNGAN
Perhitungan Rata-rata Data Pengamatan
Akibat dari pengambilan data 3 kali menyebabkan perhitungan harus dirata-ratakan agar mendapaakurat. Pada praktikum ini yang dirata-ratakan adalah suhu air keluaran selang dan chamber, suhukondensat, dan volume kondensat yang terbentuk.
Perhitungan Suhu Limbak Sistem
Dalam aliran tabung hanya terdapat kondisi aliran paksa. Oleh karena itu, suhu yang merepresenttertentu adalah suhu rata rata massa-energi yang terintegrasi keseluruh bidang aliran atau biasasuhu limbak.Fungsi suhu limbak adalah menentukan properties fluida atau konstanta-konstanta ya
persamaan konveksi.
Perhitungan Properties dari Aliran Suhu Limbak
Setelah mendapatkan suhu limbak, maka properties fluida seperti nilai prandtl, konduktivitras, viyang mengalir pada sistem dapat dicari dengan menggunakan buku Holman Edisi 10 pada appendimenggunakan teknik interpolasi dengan sesuai dengan suhu limbaknya.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
29/45
ANALISIS PERHITUNGAN
Perhitungan Nu Eksperimen
Bilangan Nusselt pada eksperimen digunakan sebagai perbandingan dengan bilangan NusSehingga diketahui ketidakidealan sistem. Akan tetapi para rumus dibawah Nu membutruperpindahan panas konveksi yang dapat dicari melalui perhitungan prinsip Asas Black (terima air). Dimana setelah diturunkan persamaannya akan menjadi seperti berikut :
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
k
hDNu
)()(
)()(
airfsteamw
masukairkeluarselang
TTDL
TTQCph
Parameter Q yang ada dapat dicari dengan menggunakan persamaan Q=V/t dengan mekeluaran dengan waktu yang tertentu pada praktikum.
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
30/45
ANALISIS PERHITUNGAN
Perhitungan konstanta A, B, dan C
Konstantata tersebut dicari agar nilainya dapat dibandingkan dengan nilai sliteratur. Sehinga dapat dicari ketidakidealannya. Pembuktian konstanta dikarenakan pada buku Holman, menjelaskan bahwa persamaan dengan komerupakan rumus umum untuk aliran dalam pipa dan tabung. Persamaannya adala:
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
BACNu PrRe
Konstantata tersebut diselesaikan dengan menggunakan prinsip regresi linier penyelesaiannya akan menjadi suatu persamaan garis.
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
31/45
ANALISIS PERHITUNGAN
Perhitungan Bilangan Nu teoritis
Nu teoritis dapat dicari dengan menentukan terlebih dahulu nilai Reynoldnya (penentu lamSetelah perhitungan didapatkan bahwa Re>5500 yang menandakan aliran turbulen. Oleh kapersamaan empiris di bawah. Dimana nilai prandtl dicari dengan menggunakan data properumus berikut :
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
k
cv p
Pr = 0.027 .8
1
.14
= 0.027 .81
Nu teoritis dapat dicari agar menjadi penentu keidealan dengan mencari error yang dibaneksperimen. Selain itu, Nu teoritis akan memiliki nilai konstanta A, B, C yang teoritis jumenjadi perbandingan dengan nilai yang eksperimen
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
32/45
ANALISIS PERHITUNGAN
Perhitungan Nilai Error
Perbandingan Nilai Nusselt dan konstanta A, B, dan C tersebut dapat dicari menggunakesalahan relatif yang telah dijabarkan sebelumnya. Besarnya error tersebut mketidakidealan dari sistem sehingga nilainya kesalahannya dapat dicari dan dapat meanalisis
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
33/45
ANALISIS Hasil
Data Rata-Rata Pengamatan
1. Suhu keluaran steam (semakin besar bukaan valvesemakin menurun) seharusnya semakin naik.
2. Suhu keluaran chamber (semakin besar bukaanvalve semakin menurun) seharusnya semakinnaik.
3. Suhu keluaran kondensat (semakin besar bukaan
valve nilainya fluktuatif) seharusnya semakinmenurun.
4. Volume keluaran kondensat (semakin besarbukaan valve nilainya fluktuatif) seharusnyasemakin menurun.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
ValveSuhu
Selang Cham
0.25 48.333 48.6
0.50 46.667 45.3
1.00 44.333 44.3
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
34/45
ANALISIS Hasil
Data Rata-Rata Pengamatan (lanjutan)
Hal yang seharusnya terjadi disebabkan karena peningkatan laju alimeningkatkanjumlah kalor yang diserap oleh air. Semakin banyak kalor yangair maka semakin banyak pula steam yang mengalami kondensasi menjadi airBegitu juga pada suhu, keluaran chamber dan selang naik sedangkan volukondensat turun.
Hal ini mungkin dikarenakan semakin besar bukaan valve, waktu kontak panasnya semakin kecil sehingga perpindahan kalor yang terjadi tidak maksimvolume keluaran kondensat yang hilang akibat tidak stabil yang keluar. Belusistem pada konveksi serta sempat terjadinya peristiwa teknis yang tidaditengah-tengah praktikum (mati lampu)
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
35/45
ANALISIS Hasil
Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (h)
Berdasarkan hasil disamping, semakin besar bukaan valve, makbanyak kalor yang diserap, artinya semakin baik perpindahan kaloperpindahan kalor semakin baik, maka nilai h semakin besar. Hatelah sesuai dengan teori
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Valve h
0.25 2932.548
0.5 3230.403
1 3385.329
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
36/45
ANALISIS Hasil
Bilangan Reynold
Reynold adalah penentu jenis aliran (laminer atau turbulen). Pada data disamping dikebertambah dengan bertambahnya bukaan valve. Hal tersebut telah sesuai teori babukaan valve maka semakin cepat laju alirnya. Karena perbandingan lurus antara v dasemakin besar.
Kisaran Re>5500 yang berarti turbulen sehingga dapat dilakukannya perhitungan Nu desyarat turbulen.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Valve Re
0.25 5504.442
0.5 6628.781
1 7793.232
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
37/45
ANALISIS Hasil
Pencarian Nilai Kesalahan Relatif
Pada pencarian nilai kesalahan relatif ini yang dibandingkan adalah Nu eksperimenkonstanta A, B, C. Nilai kesalahan yang demikian menandakan bahwa terjadi kesalahaadanya kesalahan saat proses perhitungan (pembulatan). Selain itu, data percobaancyangmenyimpang dari teori dapat mempengaruhi besarnya bilangan Nu dan konstanta.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
Valve % Error
(Nu) Konstanta % Error
0.25 70.388 A 50.941
0.5 132.317 B 110.632
1 121.131 C 3603.773
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
38/45
ANALISIS GRAFIK
Dari grafik A diketahui bahwa suhu air yang keluar cenderung menurun seiring denganvalve sedangkan suhu kondensat cenderung meningkat seiring dengan peningkatan bdisebabkan karena semakin besar bukaan valve maka semakin besar laju alir air sehinggamenyerap kalor dari air semakin besar dengan kata lain terjadi peningkatan laju perpindah
Dari grafik B diketahui bahwa semakin besar bukaan valve koefisien perpindahan kalordiakibatkan peningkatan laju aliran air sehingga laju perpinahan kalor meningkat.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
0.000
20.000
40.000
60.000
80.000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
SUHU
[OC]
VALVE [BUKAAN]
Valve VS Suhu
Air, Chamber Air, Selang Kondensat
y = 561.73x + 28R = 0.869
2900
3000
3100
3200
3300
34003500
0 0.2 0.4 0.6 0.8
H
[J/M2OC]
VALVE
Valve VS h
A
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
39/45
ANALISIS KESALAHAN
Volume kondensat yang diukur kurang tepat karena aliran ktidak stabil saat pengukuran dengan menggunakan gelas ukur.
Susahnya mengukur volume air keluaran selang yang steady kareair tidak lancar saat pengukuran (meluap). Selain itu, dpengaturan selang rata agar aliran yang keluar steady.
Besi weir yang sudah aus sehingga susah untuk digerakkan (na
dan skalanya yang sudah hilang atau pudar menyebabkan memperkirakan nilainya.
Terjadinya peristiwa teknis mati lampu yang dapat memkondisi dari sistem.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
40/45
BAB III : PENUTU
KESIMPULAN, SA
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
41/45
KESIMPULAN
Kalibrasi dilakukan untuk menentukan laju alir air pada kondisisteady state
Pada percobaan konveksi bebas, semakin besar ketinggian weir maka semakin besar nilai koefisien perpindahan kalor. Peningkatan ketin
dapat meningkatkan nilai koefisien perpindahan kalor sekitar 4,5%. Pada percobaan konveksi paksa, semakin besar bukaan valve maka
perpindahan kalor. Peningkatan bukaan valve sebesar 2 kali lipat dapat meningkatkan nilai koefisien perpindahan kalor sekitar 4,5%.
Pada percobaan konveksi bebas dan konveksi paksa, semakin besar laju alir fluida (uap air dan air) maka semakin besar koefisien pe
perpindahan kalor yang tejadi semakin besar. Pada percobaan konveksi bebas perpindahan kalor yang terjadi hanya disebabkan oleh
perbedaan densitas dimana fluida mengalir akibat gaya gravitasi, sedangkan pada konveksi paksa fluida dipaksa mengalir melalui pipa 3
Nilai koefisien perpindahan kalor pada konveksi bebas lebih kecil dbandingkan konveksi paksa sehingga laju perpindahan kalor lebih
Demikian pula halnya dengan bilangan Nuselt.
Bilangan Nusselt yang diperoleh dari percobaan berbeda dengan nilai literatur. Persentase kesalahan pada konveksi bebas adalah se
paksa adalah sekitar 108%.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
42/45
SARAN
Memperbaiki beberapa kebocoran seperti pada feed tank, keluaran
Menggunakan termokopel digital sehingga menghindari kesalahskala dan kontak fluida dengan udara.
Menghitung laju alir untuk setiap percobaan.
Memasang flowmeter di setiap masukan.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
43/45
BAB IV : DAFTAR PUSTAK
Anonim. 1998. Buku Petunjuk Praktikum Proses & Operasi Teknik 1. Depok : TeGas dan Petrokimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia; dan
Holman, J.P. 1986. Perpindahan Kalor Edisi Keenam. Jakarta : Erlangga.
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
44/45
BAB V : LAMPIRA
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
-
8/10/2019 Praktikum UOP Konveksi Kelompok 6K
45/45
11PRAKTIKUM UNIT OPERASI : KONVEKSI / UNIVERSITAS INDONESIA / 2014
T