dinamika tangki beres
TRANSCRIPT
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
1/15
DINAMIKA TANGKI
Laporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah
Praktik Pengendalian Proses
Dosen Pembimbing :
Harita N Chamidy, LRSC M.T
Disusun oleh :
Indah Hana Pratiwi 091411049
Indra Kusuma 091411050
Ivo Novtia 091411051
KELOMPOK 6
Kelas : 2 B
Tanggal Praktikum : 24 Mei 2011
Tanggal Penyerahan Laporan : 8 Juni 2011
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2011
DINAMIKA TANGKI
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
2/15
2 Laporan Dinamika Tangki
I. TUJUANTujuan Umum ( kompetensi ) :
1. Keterampilan mengoperasikan peralatan berbasis reactor tangki berpengaduk2. Kemampuan aplikasi pengetahuan reactor tangki berpengaduk terhadap penyimpangan
yang mungkin terjadi
3. Peningkatan kemampuan logika berbasis reactor tangki berpengaduk terhadap hubungan-hubungan antara kecepatan putar pengaduk, ketidak idealan, volume efektif reaktor.
Tujuan Khusus
1. Membuat kurva kalibrsai hubungan antara daya hantar listrik ( DHL )terhadapkonsentrasi NaCl
2. Memahami fenomena perbedaan respon konsentrasi yang ditunjukan dari masing-masingtangki yang tersusun seri
3. Memahami perbedaan yang terjadi dari input step dengan pulseII. DATA PENGAMATAN Dimensi Tangki
Tinggi Tangki : 11 cm
Diameter Tangki : 9,4 cm
Laju Alir (qo) : 5 ml/s
Tabel 1. DHL vs Konsentrasi NaCl Standar
PengenceranKonsentrasi NaCl
(gr/ml)
DHL
(S/cm)
1 0,006 5,25
2 0,003 4,64
3 0,0024 4,58
4 0,00096 1,96
5 0,00038 1,02
6 0,00019 0,547 0,000096 0,24
8 0,000038 0,14
9
(air)0,000015 0,01
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
3/15
3 Laporan Dinamika Tangki
Tabel 2. Pengukuran DHL Larutan dalam Tangki
Waktu
(menit)
DHL
Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3
Pengukuran
naik
Pengukuran
turun
Pengukuran
naik
Pengukuran
turun
Pengukuran
naik
Pengukuran
turun
0 0 10,44 0 10,3 0 10,39
1,5 3,28 5,97 1,44 9,44 0,26 9,8
3 5,04 3,76 1,53 7,7 1,24 9,344,5 6,91 2,32 5,2 5,47 1,42 7,55
6 9,23 1,22 6,79 4,07 4,16 6,38
7,5 9,39 0,6 7,92 2,63 4,95 4,1
9 9,97 0,3 8,46 1,21 6,25 2,8
10,5 10,2 0,17 9,03 1,19 7,85 1,93
Perhitungam konsentrasi NaCl masing-masing tangki setiap waktu
Persamaan garis dari kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL, yaitu :
y = 976,7x + 0,622
dengan y = DHL dan x = konsentrasi NaCl, maka :
Pengukuran naik
a. Pada tangki 1- t = 0 menit
0 = 976,7x + 0,622
x = -0,00064
- t = 1,5 menit
3,28 = 976,7x + 0,622
x = 0,002721
- t = 3 menit5,04 = 976,7x + 0,622
y = 976.75x + 0.6228R = 0.8299
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007
DHL(S/cm)
Konsentrasi NaCl (gr/mL)
DHL terhadap Konsentrasi NaCl
(gr/mL)
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
4/15
4 Laporan Dinamika Tangki
x = 0,004523
- t = 4,5 menit6,91 = 976,7x + 0,622
x = 0,006438
- t = 6 menit9,23 = 976,7x + 0,622
x = 0,008813
- t = 7,5 menit
9,39 = 976,7x + 0,622
x = 0,008977
- t = 9 menit9,97 = 976,7x + 0,622
x = 0,009571
- t = 10,5 menit10,2 = 976,7x + 0,622
x = 0,009806
b. Pada tangki 2- t = 0 menit
0 = 976,7x + 0,622
x = -0,00064
- t = 1,5 menit1,44 = 976,7x + 0,622
x = 0,000838
- t = 3 menit1,53 = 976,7x + 0,622
x = 0,00093
- t = 4,5 menit5,2 = 976,7x + 0,622
x = 0,004687
- t = 6 menit6,79 = 976,7x + 0,622
x = 0,006315
- t = 7,5 menit7,92 = 976,7x + 0,622
x = 0,007472
- t = 9 menit8,46 = 976,7x + 0,622
x = 0,008025
- t = 10,5 menit9,03 = 976,7x + 0,622
x = 0,008609
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
5/15
5 Laporan Dinamika Tangki
c. Pada tangki 3- t = 0 menit
0 = 14.40x + 2.476
x = -0,00064
- t = 1,5 menit0,26 = 14.40x + 2.476
x = -0,00037
- t = 3 menit1,24 = 14.40x + 2.476
x = 0,000633
- t = 4,5 menit1,42 = 14.40x + 2.476
x = 0,000817
- t = 6 menit4,16 = 14.40x + 2.476
x = 0,003622
- t = 7,5 menit4,95 = 14.40x + 2.476
x = 0,004431
- t = 9 menit6,25 = 14.40x + 2.476
x = 0,005762
- t = 10,5 menit7,85 = 14.40x + 2.476
x = 0,0074
Pengukuran Turun
d. Pada tangki 1- t = 0 menit
10,44 = 976,7x + 0,622x = 0,010052
- t = 1,5 menit5,97 = 976,7x + 0,622
x = 0,005476
- t = 3 menit3,76 = 976,7x + 0,622
x = 0,003213
- t = 4,5 menit2,32 = 976,7x + 0,622
x = 0,001739
- t = 6 menit1,22 = 976,7x + 0,622x = 0,000612
- t = 7,5 menit0,6 = 976,7x + 0,622
x = -0,00023
- t = 9 menit0,3 = 976,7x + 0,622
x = -0,00033
- t = 10,5 menit0,17 = 976,7x + 0,622
x = -0,00046
e. Pada tangki 2- t = 0 menit
10,3 = 976,7x + 0,622
x = 0,009909
- t = 1,5 menit
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
6/15
6 Laporan Dinamika Tangki
9,44 = 976,7x + 0,622
x = 0,009028
- t = 3 menit7,7 = 976,7x + 0,622
x = 0,007247
- t = 4,5 menit5,47 = 976,7x + 0,622
x = 0,004964
- t = 6 menit4,07 = 976,7x + 0,622
x = 0,00353
- t = 7,5 menit2,63 = 976,7x + 0,622
x = 0,002056
- t = 9 menit1,21 = 976,7x + 0,622
x = 0,000602
- t = 10,5 menit1,19 = 976,7x + 0,622
x = 0,000582
f. Pada tangki 3- t = 0 menit
10,39 = 976,7x + 0,622
x = 0,010001
- t = 1,5 menit9,8 = 976,7x + 0,622
x = 0,009397
- t = 3 menit9,34 = 976,7x + 0,622
x = 0,008926
- t = 4,5 menit7,55 = 976,7x + 0,622
x = 0,007093
- t = 6 menit6,38 = 976,7x + 0,622
x = 0,005895
- t = 7,5 menit4,1 = 976,7x + 0,622
x = 0,003561
- t = 9 menit2,8 = 976,7x + 0,622
x = 0,00223
- t = 10,5 menit1,93 = 976,7x + 0,622
x = 0,001339
Membuat kurva DHL vs konsentrasi
1. Menetukan harga L
C = konsentrasi (mol/ L)
G = DHL
K = tetapan 0,3
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
7/15
7 Laporan Dinamika Tangki
L = daya hantar equivalen
Perhitungan harga L untuk setiap data
menggunakan rumus :
sehingga
dengan L = daya hantar equivalen
C = konsentrasi NaCl
G = DHL
K = konstanta konduktivitas sel = 0,3
a. Pada tangki 1- t = 0 menit
= 0
- t = 1,5 menit
= 361632
- t = 3 menit
= 334291
- t = 4,5 menit
= 321994
- t = 6 menit
= 314195
- t = 7,5 menit
= 313802
- t = 9 menit
= 312507
- t = 10,5 menit
= 312054
b. Pada tangki 2- t = 0 menit
= 0
- t = 1,5 menit
= 515513
- t = 3 menit
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
8/15
8 Laporan Dinamika Tangki
= 493548
- t = 4,5 menit
= 332836
- t = 6 menit
= 322565
- t = 7,5 menit
= 317987
- t = 9 menit
= 316262
- t = 10,5 menit
= 314671
c. Pada tangki 3- t = 0 menit
= 0
- t = 1,5 menit
= -210811
- t = 3 menit
= 587678
- t = 4,5 menit
= 521420
- t = 6 menit
= 344561
- t = 7,5 menit
= 335139
- t = 9 menit
= 325408
- t = 10,5 menit
= 318243
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
9/15
9 Laporan Dinamika Tangki
Tabel 3. Hasil perhitungan L dan C pada pengukuran Naik
Waktu
(menit)
Pengukuran naik
Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3
C DHL L C DHL L C DHL L0 -0,0006 0 0 -0,0006 0 0 -0,0006 0 0
1,5 0,00272 3,28 361632 0,00084 1,44 515513 -0,0004 0,26 -210811
3 0,00452 5,04 334291 0,00093 1,53 493548 0,00063 1,24 587678
4,5 0,00644 6,91 321994 0,00469 5,2 332836 0,00082 1,42 521420
6 0,00881 9,23 314195 0,00632 6,79 322565 0,00362 4,16 344561
7,5 0,00898 9,39 313802 0,00747 7,92 317987 0,00443 4,95 335139
9 0,00957 9,97 312507 0,00803 8,46 316262 0,00576 6,25 325408
10,5 0,00981 10,2 312054 0,00861 9,03 314671 0,0074 7,85 318243
Tabel 4. Hasil perhitungan L dan C pada pengukuran Turun
Waktu
(menit)
Pengukuran turun
Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3
C DHL L C DHL L C DHL L
0 0,01005 10,44 311579,8 0,00991 10,3 311837,7 0,01 10,39 311668,8
1,5 0,00548 5,97 327063,6 0,00903 9,44 313690,7 0,0094 9,8 312865,8
3 0,00321 3,76 351073,8 0,00725 7,7 318752,6 0,00893 9,34 313914,44,5 0,00174 2,32 400230 0,00496 5,47 330580,2 0,00709 7,55 319328,9
6 0,00061 1,22 598039,2 0,00353 4,07 345892,4 0,0059 6,38 324681,9
7,5 -0,0002 0,6 -782609 0,00206 2,63 383754,9 0,00356 4,1 345408,6
9 -0,0003 0,3 -272727 0,0006 1,21 602990 0,00223 2,8 376681,6
10,5 -0,0005 0,17 -110870 0,00058 1,19 613402,1 0,00134 1,93 432412,2
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
10/15
10 Laporan Dinamika Tangki
1. Kurva pada Pengukuran Naik
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
L
Konsentrasi NaCL (gr/ml)
Kurva L terhadap Konsentrasi NaCl
Pengukuran Naik
Tangki 1
tangki 2
tangki 3
0
2
4
6
8
10
12
-0.001 0.001 0.003 0.005 0.007 0.009 0.011
DHL
Konsentrasi NaCl (gr/ml)
DHL terhadap Konsentrasi NaCl
Pengukuran Naik
tangki 1
tangki 2
tangki 3
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0 2 4 6 8 10 12KonsentrasiNaCl(gr/ml)
Waktu (menit)
Kurva Konsentrasi NaCl terhadap waktu
Pengukuran Naik
Tangki 1
tangki 2
tangki 3
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
11/15
11 Laporan Dinamika Tangki
2. Kurva pada Pengukuran Turun
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
L
Konsentrasi NaCL (gr/ml)
Kurva L terhadap Konsentrasi NaCl
Pengukuran Turun
Tangki 1
tangki 2
tangki 3
0
24
6
8
10
12
-0.002 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
DHL
Konsentrasi NaCl (gr/ml)
Konsentrasi NaCl terhadap DHL
Pengukuran Turun
tangki 1
tangki 2
tangki 3
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0 2 4 6 8 10 12KonsentrasiNaCl(gr/ml)
Waktu (menit)
Kurva Konsentrasi NaCl terhadap waktu
Pengukuran Turun
Tangki 1
tangki 2
tangki 3
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
12/15
12 Laporan Dinamika Tangki
Tabel 4. Konsentrasi NaCl (gr/ml) pengukuran naik dan turun terhadap waktu
Waktu Konsentrasi NaCl (gr/ml)
(menit) Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3
0 -0,0006 -0,0006 -0,0006
1,5 0,00272 0,00084 -0,0004
3 0,00452 0,00093 0,00063
4,5 0,00644 0,00469 0,00082
6 0,00881 0,00632 0,00362
7,5 0,00898 0,00747 0,00443
9 0,00957 0,00803 0,00576
10,5 0,00981 0,00861 0,0074
12 0,01005 0,00991 0,01
13,5 0,00548 0,00903 0,009415 0,00321 0,00725 0,00893
16,5 0,00174 0,00496 0,00709
18 0,00061 0,00353 0,0059
19,5 -0,0002 0,00206 0,00356
21 -0,0003 0,0006 0,00223
22,5 -0,0005 0,00058 0,00134
Perhitungan konsentrasi hasil percobaan
C0 = 0,103 (1e-0/152,6) = 0 N C1 = 0,103 (1e-90/152,6) = 0,046 N C2 = 0,103 (1e-180/152,6) = 0,071 N C3 = 0,103 (1e-270/152,6) = 0,085 N
C4 = 0,103 (1e-360/152,6) = 0,093 N C5 = 0,103 (1e-450/152,6) = 0,097 N C6 = 0,103 (1e-540/152,6) = 0,100 N C7 = 0,103 (1e-630/152,6) = 0,101 N
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0 5 10 15 20 25
Konsentrasi(gr/ml)
waktu (menit)
Kurva Konsentrasi Percobaanterhadap Waktu
tangki 1
tangki 2
tangki 3
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
13/15
13 Laporan Dinamika Tangki
Tabel 5. Konsentrasi hasil perhitungan dan percobaan setiap waktu
Waktu Konsentrasi (N)(detik) Perhitungan Percobaan
0,000 0,000 -0,011
90,000 0,046 0,047
180,000 0,071 0,077
270,000 0,085 0,110
360,000 0,093 0,151
450,000 0,097 0,153
540,000 0,100 0,164
630,000 0,101 0,168
Berdasarkan penarikan gradien pada t = 0
t'= 150 sekon
maka V efektif adalah:
Vefektif = q0 x t
=
x
= 750 ml
= 750 cm3
Persen efektivitas volume:
-0.050
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0 100 200 300 400 500 600 700
Konsentra
si(N)
Waktu (sekon)
Kurva Konsentrasi terhadap Waktu
Pada Tangki 1
perhitungan
percobaan
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
14/15
14 Laporan Dinamika Tangki
Nama : Ivo Novtia
NIM : 091411051
PEMBAHASAN
Praktikum yang dilakukan kali ini mengenai dinamika tangki dengan mengukur
konsentrasi NaCl yang dihitung daya hantar listriknya, untuk mengetahui efektivitas volume
pada tangki CSTR. Larutan yang digunakan pada perhitungan efektivitas volume tangki
CSTR adalah larutan NaCl dengan konsentrasi 0,006 gr/ml. Larutan ini diberikan pada tangki
CSTR awal dengan qo sebesar 5ml/s yang akan dialirkan secara kontinyu ke tangki 2 dan
tangki 3 yang disusun secara seri.
Larutan NaCl dengan konsentrasi 0,006 gr/ml diencerkan dengan konsentrasi larutan
setelah pengenceran menjadi 0.003 gr/ml, 0,0024 gr/ml, 0,00096 gr/ml, 0,00038 gr/ml,
0,00019gr/ml, 0,000096 gr/ml, 0,000038 gr/ml, 0,000015gr/ml. Larutan yang telah
diencerkan ini diukur DHL dengan menggunakan konduktometer. Pengukuran DHL pada
masing-masing konsentrasi larutan NaCl hasil pengenceran akan menghasilkan kurva baku
DHL terhadap konsentrasi NaCl. Dari hasil pengamatan, semakin kecil konsentrasi larutan
NaCl maka DHL pun akan semakin turun. Sehingga dapat dikatakan bahwa hubungan
konsentrasi NaCl dan DHL adalah linier, namun dari hasil kurva regresi yang didapatkan
sebesar 0,829 yang dapat dikarenakan konduktometer yang digunakan tidak dikalibrasi dan
besarnya pengenceran yang berbeda-beda.
Setelah diketahui DHL pada masing-masing konsentrasi NaCl setelah pengenceran,
untuk pengukuran naik konsentrasi NaCl sebesar 0,006 gr/ml dialirkan dengan debit sebesar
5ml/s pada tangki CSTR yang telah dipasang seri. setelah larutan dialirkan DHL dihitung
pada masing-masing tangki setiap 1,5 menit. Dari hasil praktikum ini akan didapatkan kurva
hubungan antar L (daya hantar ekivalen) terhadap konsentrasi NaCl dan kurva DHL terhadap
konsentrasi NaCl hasil perhitungan pada setiap waktunya dari persamaan garis yaitu y =
976,7x + 0,622 yang didapatkan dari kurva baku dengan y adalah DHL dan x adalah
konsentrasi. Pada kurva L terhadap konsentrasi NaCl pengukuran naik dan pengukuran turun
terlihat bahwa semakin besar konsentrasi NaCl maka semakin turun harga L hal ini sesuai
dengan teori. Sehingga hubungan antara L terhadap konsentrasi NaCl tidak linier melainkan
berbanding terbalik, ini dikarenakan daya hantar ekivalen (L) merupakan fungsi temperatur
dan konsentrasi. Pada kurva DHL terhadap konsentrasi NaCl pengukuran naik dan
-
8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES
15/15
15 Laporan Dinamika Tangki
pengukuran turun terlihat dari kurva bahwa hubungan antar konsentrasi NaCl dan DHL akan
linier karena NaCl akan terlarut sempurna dan semakin besar konsentrasinya maka dalam
larutan akan semakin banyak ion-ion yang dapat menghantarkan listrik.
Untuk dinamika reaktor tangki, konsentrasi NaCl akan terlihat perbedaannya dari
ketiga tangki pada setiap waktunya. Pada pengukuran naik dan pengukuran turun, kecepatan
respon pada tangki 3 lebih lambat. Hal ini dikarenakan waktu tinggal untuk mencapai tangki
ke-3, dan efektivitas yang dimiliki oleh tangki. Untuk mengetahui efektivitas tangki ditinjau
dari tangki 1 dengan melihat konsentrasi NaCl setiap waktu dari hasil percobaan dan
perhitungan. Dari kurva konentrai terhadap waktu maka didapatkan t ebear 150 ekon,
dari waktu yang didapatkan ini maka dapat diketahui besarnya volume efektif yaitu 750 ml
dengan % efektivitas tangki sebesar 98,3%. Terdapatnya besar efektivitas tangki ini
menandakan bahwa tangki bukan merupakan tangki ideal yang berarti masih ada wilayah
yang tidak tersirkulasi dan penyebaran yang tidak homogen pada masing-masing tangki.
KESIMPULAN
1. Kurva DHL terhadap konsentrasi NaCl memiliki hubungan yang linier karenasemakin besar konsentrasi NaCl maka akan semakin banyak ion-ion yang terlarut
untuk menghantarkan listrik.
2. Kurva L terhadap konsentrasi NaCl memiliki hubungan yang berbanding terbalikkarena L merupakan fungsi suhu dan konsentrasi.
3. Kurva konsentrasi NaCl terhadap waktu pada tangki ke-3 maka kecepatan responakan semakin lama.
4. Volume efektif yang terpakai untuk terjadinya reaksi sebesar 750ml, sehinggadidapatkan % efektivitas tangki sebesar 98,3%.