operasi humidifikasi
Post on 12-Aug-2015
298 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
OPERASI
HUMIDIFIKASI
Operasi Humidifikasi
Operasi humidifikasi melibatkan perpindahan interfasa masa dan energi
apabila terjadi kontak antara gas dan liquid yang saling tidak melarutkan.
Senyawa/zat yang melangsungkan perpindahan inerfasa adalah material yang
berupa fasa liquid yang terdifusi dalam bentuk uap (vapor).
Kurva Tekanan – Uap
Apabila cairan (liquid) diberikan panas, uap yang terbentuk akan
mempunyai tekanan yang disebut dengan tekanan uap. Tekanan uap dari suatu
cairan tergantung pada temperatur. Plot tekanan uap versus temperatur
menghasilkan kurva tekanan uap sebagaiana ditampilkan pada Gambar 1
Gambar 1. Tekanan Uap Liquid Murni
Keterangan Gambar:
Kurva TBDC : kurva tekanan uap (saturated liquid dan saturated vapor). Pada
saturated liquid, jika temperature diturunkan akan terjadi kondensasi dan terbentuk
cairan dan pada saturated vapor, jika temperature dinaikkan akan terbentuk uap.
Titik A = Liquid murni
Titik F = Vapor
Titik T = Triple point (solid, liquid dan vapor berada bersama-sama)
Titik C = Titik kritis (critical point)
Pcrit = tekanan kritis
Tcrit = temperatur kritis
Superheated = uap atau gas pada temperatur diatas saturasi.
Pada titik kritis, tidak ada perbedaan antara liquid dan uap, dan density
liquid, liquid, viskositas liquid µL, refractive index liqud = density liquid, liquid,
viskositas liquid µL, refractive index liqud. Zat diatas titik kritis disebut gas yang
tidak bisa dicairkan lagi walaupun tekanan dinaikkan. Titik didih adalah temperatur
yang berhubungan dengan tekanan pada vapor – pressure curve.
Normal boiling point, tnbp adalah titik didih cairan pada P = 1 atm.
ADE = Isobaric proces (P konstan) terjadi perubahan dari liquid ke uap.
ABF = Isothermal proces (T konstan) terjadi perubahan dari liquid ke uap.
Pada kondensasi, terjadi pelepasan panas laten penguapan.
Pada Penguapan, terjadi absopsi/ penyerapan panas laten penguapan.
Kurva tekanan uap temperatur pada umumnya bukan garis lurus sehingga perlu di
linearisasi untuk interpolasi data tekanan uap dan temperatur.
Persamaan Clausius – Clapeyron : menghubungkan slope kurva tekanan uap
terhadap panas latent penguapan :
dpdT
= λ 'T (υG−υL ) (1)
Dimana :
υG−υL = molal specific volume saturated vapor dan liquid.
λ ' = molal latent heat
υL = 0 dibandingkan dengan υG
υG=RTP, υG=0
dPdT
= λ 'TυG
= λT ( PRT )
dPdT
= λ ' PRT 2
∫ d In p=∫ dpp
=∫ λ ' dTRT 2 (2)
ln p=− λ'RT
+const(3)
Reference – Substance Plot
d In pr=λr' dT
RT 2 (4)
d In pd In pr
= λ 'λr '
= Mλ 'M r λr (5)
log p= MλM r λr
log pr+const(6)
r = reference Subtance
Humidifikasi dan dehumidifikasi mencakup perpindahan material antara fasa liquid
murni dan gas. Gas tidak larut dalam liquid. Pada humidifikasi, tidak terdapat
gradien konsentrasi dan tahanan perpindahan dalam fasa liquid dikarenakan liquid
hanya mengandung satu komponen.
Definisi :
Untuk sistem terutama udara – air :
Gas adalah komponen yang hanya berbentuk gas. Uap (vapor) adalah komponen
yang berbentuk gas yang juga berada dalam bentuk liquid.
Dalam fasa gas, uap (vapor) sebagai komponen A dan gas sebagai komponen
B.Tekanan ditetapkan, karena sifat campuran gas – uap bervariasi dengan
tekanan. Campuran gas – uap diasumsi mengikuti hukum gas ideal.
Humiditi (Humidity)
Adalah masa uap yang dibawa oleh unit masa gas bebas uap. Humiditi tergantung
pada tekanan uap dalam campuran jika tekanan uap ditetapkan. Humiditi
dinyatakan dengan
H =M A ρA
MB (1−ρA ) (7)
Dimana :
M A = Berat Molekul A
MB = Berat Molekul B
ρA = Tekanan parsil uap A
ρA
(1−ρ A ) = Ratio molekul uap terhadap gas pada 1 atm
Humidifikasi
Untuk menambahkan kelembaban udara (gas)
Air dipanaskan pada temperatur
tertentu menghasilkan uap yang
akan bercampur dengan udara.
Dehumidifikasi
Untuk mengurangi kelembaban udara (Gas)
Udara + uap dikondensasikan
sehingga uap akan menjadi liquid.
Hubungan mol fraksi dalam fasa
gas terhadap humiditi :
y=H /M A
1/MB+H /M A (8)
H /M A kecil dibandingkan 1/MB
y H
Saturated gas (gas Jenuh)
Adalah gas dimana uap berada dalam kesetimbangan dengan liquid pada
temperatur gas, Tekanan parsil uap = tekanan uap liquid pada temperatur gas.
Saturation Humidity :
H =
M A ρ¿A
MB(1−ρ
¿A ) (9)
Dimana :
ρ¿A = Tekanan Uap Liquid
Relative Humidity :
Adalah rasio tekanan parsil uap terhadap tekanan uap liquid pada temperatur gas.
H R
=100ρAρA (10)
H R = 100 Saturated gas
H R = 0 Gas bebas uap
Percentage Humidity :
Adalah rasio Actual Humidity, H terhadap Saturation Humidity, H s pada
temperatur gas.
H A = 100
H HS
H A = 100
ρA / (1−ρA )ρA / (1−ρA )
H A = H R
1−ρ A1−ρ A (11)
Humid Heat :
Adalah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 lb atau 1 g gas +
uap 1oF atau 1oC
CS=CPB+CPA H
Dimana :
CPB ,CPA= specific heat gas dan uap
Humid Volume :
Adalah volume total dari unit massa gas + uap pada 1 atm dan temperatur gas dan
uap.
V H=359 T492 ( 1
M B
+HM A
)(13)
T = temperatur absolute (R)
V H= [fps]
V H=0 ,0224 T273 ( 1
MB
+HM A
)(14)
T=[K ]V H=[m3 /g ]
Jika gas bebas uap,
H = 0 V H=Volume spesific gas
Saturated gas
H = H S V H=Saturated volume
Dew point :
Adalah temperatur dimana campuran uap dibandingkan untuk menjadi saturated
pada humidity konstan. Dew – point saturated gas phase = temperatur gas.
Total Enthalpy
Adalah enthalpy unit masa gas + uap
H y=GB (T−TO )+H λO+CPA H (T−TO ) (15)
Dimana :
H y = total enthalphy gas + uap
GB (T−TO ) = Sensible heat gas bebas uap
H λO = latent heat liquid pada TO
CPAH (T−TO )= Sensible heat uap
Substitusi Persamaan (12) ke (15) :
H y=CS (T−TO )+H λO (16)
Kesetimbangan Fasa:
Pada operasi humidifikasi dan dehumidifikasi terjadi kesetimbangan antara uap
dan liquid jika tercapai saturated gas.
Equilibrium Mole Fraction :
ye=HS /M A
1/M B+H S /M A (17)
Dimana :
ye = equilibrium mole fraction A (H2O)
H S = saturation humidity
Gambar 2. Kesetimbangan sistem udara – Air pada 1 atm
top related