LAPORAN RESMI MATERI : FLUIDISASI KELOMPOK : 5 / KAMIS ANGGOTA : 1. ADRIANUS KRISTYO PRABOWO (21030111130060) 2. DINA NUR AZYYATI (21030111120017) 3. RIZKY HENRIKA IRAWATI (21030111120015) LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN RESMI
MATERI : FLUIDISASI
KELOMPOK : 5 / KAMIS
ANGGOTA : 1. ADRIANUS KRISTYO PRABOWO (21030111130060)
2. DINA NUR AZYYATI (21030111120017)
3. RIZKY HENRIKA IRAWATI (21030111120015)
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
2013
Semarang, 16 Desember 2013
Mengesahkan
Dosen Pembimbing
Dr. I Nyoman Widiasa, ST., MT.
NIP. 19700423 199512 1 001
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN RESMI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
Materi : Fluidisasi
Kelompok : 5 / Kamis
Anggota : 1. Adrianus Kristyo Prabowo
2. Dina Nur Azyyati
3. Rizky Henrika Irawati
ii
INTISARI
Fluidisasi merupakan cara untuk mengontakkan butiran padat dengan fluida gas. Tujuan percobaan ini adalah dapat menentukan parameter dalam peristiwa fluidisasi yaitu densitas partikel, porositas, dan tinggi unggun, dapat menentukan kurva karakteristik fluidisasi dan hubungan antara pressure drop dengan laju alir, serta dapat menjelaskan fenomena dalam operasi fluidisasi.
Fluidisasi merupakan cara untuk mengontakkan butiran padat dengan dluida gas sebagai media dengan laju alir tertentu dari bawah ke atas. Pada laju alir yang rendah partikel padat akan diam (Fixed Bed). Jika laju alir dinaikkan ,maka akan sampai pada suatu keadaan dimana unggun padatan tersuspensi dalam aliran gas yang disebut Fluidized Bed.
Pada percobaan ini menggunakan rangkaian alat fluidisasi lengkap dengan kolom, kompressor, flow meter, dan manometer. Pada awal percobaan dilakukan pengukuran tinggi partikel awal dalam kolom, setelah itu mengukur dan mengisi udara pada kompressor dengan cara menghidupkannya. Mengukur ∆P dan tinggi unggun dalam kolom pada laju alir yang divariasi dari nol sampai laju alir maksimum dan tidak ada beda tinggi pada manometer raksa. Kemudian laju alir fluida diturunkan perlahan sampai unggun diam.
Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa hubungan laju alir (U) terhadap pressure drop (∆P), tinggi unggun serta nilai ∆P/L . Hal ini terjadi karena pada kecepatan superficial fluida (U) yang semakin besar maka friksi antara fluida dengan partikel akan semakin besar (∆P semakin besar), semakin besar kecepatan superficial maka unggun akan terfluidisasi semakin tinggi dan nilai ∆P/L semakin tinggi pula.
Dari hasil percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa hubungan antara kecepatan superficial (U) terhadap ∆P ,tinggi unggun dan ∆P/L memiliki hubungaan yang sebanding dimana semakin besar kecepatan superficial (U) maka ∆P, tinggi unggun dan ∆P/L semakin besar pula. Saran untuk percobaan ini adalah amati dengan saksama terjadinya lonjakan unggun dan pembacaan pada manometer raksa, serta atur laju alir udara setelah kompressor terisi penuh.
iii
SUMMARY
Fluidization is a way of contacting the granules with a dense gas fluid. The purpose of this experiment is to determine the parameters in the event that fluidized particle density, porosity, and high camp, fluidization characteristic curves to determine the relationship between the pressure drop and the flow rate, as well as to explain the phenomenon in fluidized operation. Fluidization is a way of contacting the dense granules with dluida gas as a medium with a specific flow rate from the bottom up. At a low flow rate of solid particles will be silent (Fixed Bed). If the flow rate is increased, it will come to a situation where the bed of solids suspended in a gas stream called Fluidized Bed.
In a series of experiments using fluidized tool complete with columns, compressors, flow meters and manometers. In early experiments measured initial particle height in the column, after the measure and fill the air in the compressor by way of turn. Measuring ΔP and high bed in the column at a flow rate that varied from zero to maximum flow rate and there is no height difference in the mercury manometer. Then the fluid flow rates lowered slowly until the stationary bed.
From the experimental results it can be seen that the relationship flow rate (U) of the pressure drop (ΔP), high camp and the value of ΔP / L. This happens due to the superficial fluid velocity (U) that the greater the friction between the fluid particles are the large (greater ΔP), the greater the superficial velocity fluidized bed will be higher and the value of ΔP / L higher as well. Suggestions in this experiment is to be careful in hot fluid flowrate regulating, hose fitting for co-current and counter current flow to be done properly, and to prevent leakage by performing calibration prior to the flow of hot fluid and cold fluid began to flow.
From the experimental results it can be concluded that the relationship between the superficial velocity (U) to ΔP, high camp and ΔP / L have comparable hubungaan where the greater superficial velocity (U) then ΔP, high camp and ΔP / L greater anyway. Suggestions for this experiment is to observe carefully the spike pit and readings on the mercury manometer, and set the flow rate of the air after the compressor is fully charged.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang dengan rahmat-Nya penulis
dapat menyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Unit Operasi Teknik Kimia materi Fluidisasi
ini.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kepala Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia.
2. Koordinator Asisten Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia.
3. Dr. I Nyoman Widiasa, ST., MT. sebagai Dosen Pembimbing Laboratorium Unit Operasi
Teknik Kimia materi Fluidisasi yang telah membimbing penulis dari awal praktikum
perpindahan panas hingga selesainya laporan ini.
4. Seluruh Asisten Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia.
5. Teman-teman 2011 serta semua pihak yang telah membantu penyusunan laporan ini.
Penulis meyakini bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan. Mohon maaf apabila
terdapat kekurangan bahkan kesalahan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari semua pihak berkaitan dengan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat berguna sebagai bahan penambah ilmu
4.2.1 Hubungan antara Kecepatan Superficial (U) terhadap Kehilangan Tekanan (∆P)
-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Grafik 4.2.1 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P (run 1)
NaikTurun
log U
log
∆P
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Grafik 4.2.2 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P (run 2)
NaikTurun
log U
log
∆P
-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Grafik 4.2.3 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P (run 3)
NaikTurun
log U
log
∆P
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201312
FLUIDISASI
Berdasarkan Grafik Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap kehilangan Tekanan (∆P) diatas didapatkan bahwa semakin tinggi kecepatan superficial (U) maka hilang tekan (pressure drop) akan semakin besar pula. Hal ini terjadi karena pada saat kecepatan superficial gas meningkat maka gesekan (friksi) yang terjadi antara fluida yang mengalir dengan partikel padatan akan semakin besar sehingga Mengakibatkan pressure drop yang terjadi akan semakin besar pula. Ketika kecepatan gas dinaikkan terus menerus, pressure drop meningkat sampai besar pressure drop tersebut sama dengan tinggi unggun dibagi dengan luas penampangnya. Dalam arti lain gaya seret yang terjadi pada partikel-partikel padatan cukup untuk menopang berat partikel padatan sehingga didapatkan presure drop yang konstan sesuai dengan gambar berikut:
Dalam percobaan yang dilakukan terdapat penyimpangan terhadap kondisi ideal dimana pressure drop yang didapatkan pada saat penurunan laju aliran dari nilai maksimum hingga nol lebih besar dibandingkan pressure drop yang didapatkan pada saat peningkatan laju aliran dari nol hingga nilai maksimum. Hal ini terjadi karena pada saat penurunan laju aliran dari nilai maksimum hingga nol terjadi fluidisasi gelembung pada kecepatan fluidisasi minimum. Kebanyakan gas melalui unggun ke dalam bentuk gelembung/rongga kosong yang tidak berisi padatan hanya sebagian gas yang mengalir. Partikel bergerak tanpa aturan tetapi dalam ruang diantara gelembung fraksi kosong sama dengan kondisi awal fluidisasi.
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201313
C
Daerah Unggun TerfluidakanDaerah Unggun Diam
EA
DB
Kecepatan Turun
Kecepatan Naik
Log ΔP
Log U
FLUIDISASI
4.2.2 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap Tinggi Unggun
-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.80
5
10
15
20
25
Grafik 4.2.4 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap tinggi unggun (run 1)
NaikTurun
log U
Tin
ggi
Un
gg
un
(cm
)
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.80
5
10
15
20
25
Grafik 4.2.5 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap tinggi unggun (run 2)
NaikTurun
log U
Tin
ggi U
ngg
un
(cm
)
-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.80
5
10
15
20
25
Grafik 4.2.6 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap tinggi unggun (run 3)
Naik
Turun
log U
Tin
ggi U
ngg
un
(cm
)
Berdasarkan grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap tinggi
unggun diatas terhilat bahwa semakin besar laju alir udara yang masuk dalam kolom
maka semakin tinggi unggun yang terfluidakan. Hal ini terjadi karena pada saat udara
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201314
FLUIDISASI
masuk ke dalam kolom fluidisasi dengan kecepatan diatas. Kecepatan minimum
fluidisasi sehingga patikel partikel padatan akan mulai terfluidisasi. Ketika kecepatan
fluidisasi dinaikkan dan distribusi udara dilakukan secara merata maka gaya seret
terhadap padatan akan seragam sehingga butiran padatan akan terfluidisasi semakin
tinggi seiring dengan semakin besar laju alir udara yang masuk.
4.2.3 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P/L
-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.80
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
Grafik 4.2.7 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P/L (run 1)
Naik
Turun
log U
∆P
/L
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.80
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Grafik 4.2.8 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P/L (run 2)
Naik
Turun
log U
∆P
/L
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201315
FLUIDISASI
-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.80
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
Grafik 4.2.9 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap ∆P/L (run 3)
Naik
Turun
log U
∆P
/L
Dari percobaan yang telah kami lakukan diperoleh bahwa semakin besar
kecepatan superficial (U) maka akan mempengaruhi ketinggian unggun dan pressure
drop. Pada grafik diatas menunjukkan semakin besar kecepatan superficial maka
pressure drop per panjang akan semakin besar sesuai dengan persamaan:
∆ PL
. gc=150.(1−ε )2
dp2−ε f 3 .U +1,75(1−ε)
ε2
ρ . gdp
. μ2
Dimana ∆P/L sebanding dengan U.
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201316
FLUIDISASI
BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Pada hubungan kecepatan superficial (U) terhadap pressure drop (∆P)
memiliki hubungan yang sebanding , semakin besar kecepatan superficial
(U) maka ∆P semakin besar.
2. Pada hubungan kecepatan superficial (U) terhadap tinggi unggun memiliki
hubungan yang sebanding yaitu semakin besar kecepatan superficial (U) maka
semakin tinggi unggun yang terfluidakan.
3. Pada hubungan kecepatan superficial (U) terhadap ∆P/L memiliki hubungan
yang sebanding pula yaitu semakin besar kecepatan superficial (U) maka nilai
∆P/L semakin besar.
5.2 Saran
1. Amati dengan saksama terjadinya lonjakan unggun dan pembacaan beda tinggi
pada manometer raksa.
2. Atur laju alir udara setelah kompressor terisi penuh agar tekanan terjaga.
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201317
FLUIDISASI
DAFTAR PUSTAKA
Davidson, J. F. and Horrison, D. 1963. Fluidized Particles. Cambridge University Press.
Kunii, D. Levenspiel, D. 1969. Fluidization Engineering. John Wiley and Sons inc. New York.
Leva, M. 1959. Fluidization. Mc-Graw Hill Co. New York.
Lee, J. C. and Buckley, D. 1972. Fluid Mechanics and Aeration Characteristics of Fluidized Bed.Cambridge University Press.
Masayuki Horio, Hiroshi Kiyota and Iwao Muchi. 1980. Particle Movement on a Perforated Plate Distributor of Fluidized Bed. Journal of Chemical Engineering of Japan volume 13,2.
Wen, C. Y. and Chen, L. H. 1988. Fluidized Bed Freeboard Phenomena, Entertainment and Elluration,A.J,Ch.E.
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 201318
LAPORAN SEMENTARA
PRAKTIKUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
Materi :
FLUIDISASI
Disusun oleh :
Adrianus Krityo Prabowo 21030111130060
Dina Nur Azyyati 21030111120017
Rizky Henrika Irawati 21030111130015
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013
I . Tujuan Percobaan
1. Dapat merakit alat-alat percobaan fluidisasi.
2. Dapat menentukan dan mengukur parameter-parameter dalam peristiwa fluidisasi
yaitu densitas partikel, porositas, tinggi unggun fluida.
3. Dapat mengoperasikan alat percobaan fluidisasi.
4. Dapat menentukan kurva karakteristik fluidisasi dan hubungan antara pressure drop
dengan laju alir.
5. Dapat menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi selama operasi fluidisasi
berlangsung.
6. Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.
II. Percobaan
A. Bahan
Partikel padat : Resin
B. Alat
1. Kolom Fluidisasi
2. Kompresor
3. Flowmeter
4. Manometer Air Raksa
5. Penggaris
6. Jangka Sorong
C. Variabel
a. Variabel Tetap
Jenis Partikel : Resin
Tinggi Unggul awal : 6 cm
b. Variabel Berubah
Laju alir fluida : 5 l/menit, 10 l/menit, 15 l/menit
III. Prosedur Percobaan
1. Mengukur tinggi partikel awal dalam kolom.
2. Mengukur ΔP dan tinggi unggun dalam kolom yang berisi padatan untuk laju alir
fluida yang berbeda.
3. Laju alir fluida divariasikan menggunakan flowmeter mulai dari kecepatan rendah
sampai tidak terdapat lagi perbedaan tinggi pada manometer air raksa. Setelah Δh pada
manometer air raksa 3x konstan, laju alir fluida diturunkan kembali perlahan-lahan