BAB VII

HUMIDIFIKASI

Created byElfi Nur Rohmah ST.,MTSultan Ageng Tirtayasa, [email protected]

Pengertian Humidifikasi

Peristiwa Penambahan kandungan Uap Air dalam Udara

UdaraY1

UdaraY2

AirT1

AirT2

1. Gradien Temperature2. Gradien Konsentrasi

Y2 >Y1

1. Perpindahan Massa

2. Perpindahan Panas

Dari fase cair ke gas Perubahan wujud

• Panas latent• Panas Sensibel

Proses Humidifikasi

ca. 0.1 - 1 mm

Air stream

Why does water evaporate?

Through an air stream water molecules are torn from the boundary layer and are transported into the air.

PROFIL TEMPERATUR DAN HUMIDITY

Pendinginan Cairan

Penguapan cairanPanas laten

Panas sensibel

Y

Yi

TG

Ti

TL

cairan

PanasSensibel

Gaya dorong:Yi-YTi-TG

Humidifikasi

TL

Yi

Ti

cairan

Penguapan

Panas laten

Panas sensibel

gas

Panas sensibel

TG

Y

Dehumifikasi

Panas sensibel

Yi

Ti

cairangas

TG

TL

Y

Penguapan

Panas laten

Panas sensibel

Kolom Percik

Alat Humidifikasi

Multiple Nozzle

Crosscurrent spray

Kolom Isian

Beragam jenis packing telah dikembangkan untuk memperluas daerah dan efisiensi kontak gas-liquid

Ukuran 3 -75mm Bahan:Inert dan murah

spt tanah liat, porselin, grafit, plastik, etc.

Packing baik: 60-90% volume total

Kolom Piring

Valve trays

Sieve trays

Sieve tray Paling banyak dipakai, Bentuk mirip dgn yg dipakai pada

distilasi, lubang sederhana, Æ 3-12 mm, 5-

15% luas tray Valve tray

Modifikasi sieve tray dgn valve untuk mencegah kebocoran liquid pada saat tekanan uap rendah

Mulai banyak dipakai

Aplikasi

1.Factory

2. Building

Equipment

Cooling Tower

Pumps, Filter, etc.

Absorber Microturbine

Exhaust Fan

Cooling Tower

Uap: (zat A) zat yang relative dekat

dengan titik embunnya

Gas: (zat B) zat yang relative jauh

dengan titik embunnya

Sistem Uap - Gas

Kelembaban Mutlak

Kelembaban Mutlak Jenuh (Ys)

Titik Embun

Volume lembab (VH)

Panas Lembab (CH)

Enthalpy

Suhu Penjenuhan Adiabatis

Suhu Bola Kering

Kelembaban Relative (YR)

% Kelembaban(Yp)

Suhu bola basah

Pokok BahasanSISTEM UAP - GAS

Kelembaban Mutlak (absolut)

Perbandingan berat uap terhadap berat gas

B

A

A

A

B

A

M

M

PP

P

W

WY

Satuan Y = kg H2O/kg Udara kering

Kelembaban Mutlak Jenuh

JENUHtekanan partial uap yang dimuatnya sama besar dengan tekanan uap jenuhPas=P0

AS

AS

B

AS PP

P

M

MY

Satuan Ys = kg H2O/kg Udara kering

Kelembaban Relatif (YR)

Perbandingan antara tekanan parsial uap dengan tekanan uap jenuhnya

100AS

AR P

PY

Dinyatakan dalam %

% Kelembaban (YP)

100

2918

1002918

A

AS

AS

A

AS

AS

A

A

P PP

PP

P

P

PPPPP

P

Y

perbandingan kelembaban mutlak udara dengan kelembaban jenuh pada suhu dan tekanan yang sama

100S

P Y

YY

YR ≠ YP

Titik Embun

suhu dimana campuran uap – gas menjadi jenuh

(uap mulai mengembun)

Suhu Bola Kering

suhu campuran uap air-udara yang ditunjukkan sebuah thermometer

yang ditempatkan pada campuran tersebut

Suhu Bola Basah

penguapan air tidak merubah kelembaban maupun suhu aliran udara yang keluar dan udara tidak berada dalam kesetimbangan dengan air

Panas laten

Panas sensible dari udara ke air

PA

YG

TG

PAW

YW

TW

Tetesan AirA TW

Lapisan gas

Menentukan kelembaban menggunakan hubungan Tdb dan TwbMekanisme pada suhu bola basah

Volume Lembab (VH)

volum satuan massa gas kering ditambah volum uap yang dikandungnya

Volum lembab suatu campuran

uap – gas

Y

MM

T

PV

ABH

11

273

141,22

Y

T

PVH 18

1

29

1

492

1359

A = air (BM= 18)B = Udara (BM = 29)

SI

British

untuk campuran jenuh Y = Ys

Panas Lembab (CH)

kapasitas panas satu satuan massa gas kering beserta kandungan uap yang dikandungnya

ABH CYCC .Untuk system udara – GasCB = Cgas = 1,005 KJ/Kg.KCA = Cair = 1,88 KJ/Kg.K

YCH 88,1005,1

YCH 45,024,0

(KJ/Kg udara kering.K)

(Btu/lbm udara kering.oF)

Enthalpy

dihitung atas dasar satu kondisi rujukan (referensi)

untuk komponen A dan B dapat tidak sama

ABY HYHH .

komponen A (yang dapat mengembun),diambil keadaan cair

Dimana:HY= enthalpy campuran uap –gasHA= enthalpy kompponen A (uap)HB= enthalpy kompponen B (gas)

Apabila referens suhu sama untuk kedua komponen (A dan B) yaitu T0

OAOOBY TTCYTTCH .

OOHY YTTCH .

Untuk system Uap air – Udara

OOY YTTYH .88,1005,1

OOY YTTYH .45,024,0 British

SI

Open your Psichometric chart, Please !

Example :

Suhu Penjenuhan Adiabatis

suhu yang akan dicapai suatu campuran uap-gas tak jenuhapabila campuran tersebut dijenuhkan

dengan proses adiabatis.

TS

Penambahan air

Udara Tak jenuhT1,HY1,Y1

AirTS,HLS

Udara jenuhTS,HYS,YS

Menentukan Kelembaban

Dengan pengukuran panjang rambut atau serat

Suhu Bola Basah dan Dew point

• Penentuan massa zat penyerap

• Absorbsi

• Fosfor pentaoksida batu apung

Kimia

Suhu

Higrometer

Daya hantar listrik suatu elektrolit

Listrik

Perancangan Alat

Neraca Massa Neraca Enthalpi

qdz

G’L YTL TG

G’L+dL Y+dYTL+dTL TG+dTG

Gas-UapG1,G’,Y1, HG1

Gas-UapG2,G’,Y2, HG2

CairanL1, HL1

CairanL2, HL2

Laju Perpindahan Panas Laju Perpindahan

Massa

Neraca Massa

Total

Komponen Uap

Unt.Unsur dz

1221 GGLL

1212' LLYYG

dLdzG '

Neraca Enthalpi211122 '' GLGL HGHLqHGHL

Unt. Proses Adiabatik,q=o

221121' LLGG HLHLHHG

LG LHddHG '

Unt.Unsur dz

Penguapan air umumnya kecil (1-5%)

raLLL 21

221 LL

Lra

Perubahan Enthalpi cairan sepanjang dz LLraL dTCLLHd ..

00 .'.'. YTTCdGdHG GHG

Perubahan Enthalpi Gas sepanjang dz

Perubahan CH kecil dapat diabaikan, sehingga CH dapat dianggap tetap

dYGdTCGdHG GHG .'..'.' 0

Perpindahan Panas Pada Fase Cair dzTTahdTC

S

LiLLLL

ra ...

hL= koefisien lapisan unt. Perpindahan panas pada fasa cair

Perpindahan Panas Pada Fase Gas dzTTAhdTC

S

GGiCGH .....

'

Perpindahan Massa Pada Fase Gas

bersamaan dengan perpindahan panas laten

dzYYakdYS

Giy ......

'00

Panas sensible

dzYYakdzTTahdHS

GiyGiCG .......

'0

Pada Phase gas

Enthalpi Perpindahan panas Perpindahan massa

dzYYTTk

hakdH

S

GiGi

y

CyG .]..[..

'0

y

CH

Hy

C

k

hCr

Ck

hr .

.

YTCrYTCrakdHS

GGHiiHyG .........

'00

Untuk sistem udara-uap air pada tekanan atmosfer, harga r =1.

dzHHakdHS

GGiyG ....

'

2

1...

'.

0

G

G

H

H Giy

GZ

HHakS

dHGdzZ

2

1..

'

0

G

G

H

H Gi

G

y

Z

HH

dH

akS

GdzZ

Bila harga kya tetap, (diambil rata-rata sepanjang kolom) maka

metode simshon Rule

Integrasi Persamaan Rancangan

TL2TL1 Ti2Ti1

Slope =-hLa/kYa

Grs.Operasi(HG vs TL)Slope = Lra.CL/G’

Grs.Kesetimbangan(Hi vs Ti)

H*

Hi1

HG1

HG2

H2

Ai

Ci

Di

Ei

Bi

A

C

D

E

B

En

tha

lpi H

G ata

u H

i

Suhu Cairan, TL atau Ti

'

.

12

12

G

CL

TT

HH Lra

LL

GG

Persamaan garis operasi

iL

iG

Ya

La

TT

HH

k

h

arah lereng

Laju Gas Minimum

membuat garis operasi yang menyinggung garis kesetimbangan

lereng (slope) garis operasi

min'

.

G

CLslope Lra

TL1TL1 Ti2Ti1

Slope =-hLa/kYa

Grs.Operasi(HG vs TL)Slope = Lra.CL/G’

Grs.Kesetimbangan(Hi vs Ti)

H*

Hi1

HG1

HG2

Hi2

Ai

Ci

Di

Ei

Bi

A

C

D

E

B

Enthalpi G

as HG atau H

i

Suhu Cairan, TL atau Ti

Penentuan Z dengan Satuan Perpindahan (NtG)Koefisien Keseluruhan =Overall (Kya)

harga hLa sangat besar sehingga Ti=TL

tG

raGi

GGH

H Gi

G NHH

HH

HH

dHG

G

12

2

1

Maka Harga Z:

tGtG NHZ .aKS

GH

ytG .

'

koefisiein perpindahan massaadalah koefisien keseluruhan KYa

gaya dorong keseluruhan , H*-HG

G

G

y HH

dH

aKS

GZ

*.

' tOGtOG NHZ .

PaKMaK GBY ..