buku panduan praktikum knt 2016

8/18/2019 BUKU PANDUAN PRAKTIKUM KNT 2016

1/20

BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM

LABORATORIUM KOMPUTASI NUMERIK DAN

TERAPAN

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2016


2/20

Petunjuk Praktikum KNT i Sem Genap 2015/2016

DAFTAR ISI BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM KNT

Halaman

Daftar isi buku petunjuk praktikum KNT ……………………. i

Peraturan dan Tata Tertib Lab. Komputasi & Simulasi ……………………. 1

Peraturan dan Tata Tertib Praktikum KNT ……………………. 2

Format Jurnal Tes Awal dan Laporan Praktikum ……………………. 4

Format Laporan Akhir Praktikum ……………………. 5

Pelatihan Matlab ……………………. 6

Modul I : Persamaan nonlinier ……………………. 10

Bisection, Interpolasi Linier, Secant, Successive Approximation,

Newton Raphson

Modul II : Persamaan Polinomial ……………………. 11

Bairstow

Modul III : Persamaan Aljabar (Metode Langsung) ……………………. 12

Eliminasi Gauss, Eliminasi Gauss Jordan, LU Decomposition

Modul IV : Persamaan Aljabar (Metode tak Langsung) ……………………. 13

Jacobi, Gauss Siedel

Modul V : Pendekatan Polinomial (Interpolasi) ……………………. 14

NGB, NGF, Lagrange

Modul VI : Pendekatan polynomial (Integrasi Numerik) ……………………. 15

Trapezoidal, Aturan Simpson 1/3, Aturan Simpson 3/8

Modul VII : Persamaan Differensial Biasa ……………………. 16

Metode Taylor, Euler, Runge Kutta

Modul VIII : Persamaan Differensial Parsial ……………………. 17

Metode explicit, dan Crank Nicolson

Sekilas Tentang Flowchart ……………………. 18

Contoh-contoh listing ……………………. 19


3/20

Petunjuk Praktikum KNT 1 Sem Genap 2015/2016

PERATURAN DAN TATA TERTIB LAB. KOMPUTASI

Untuk lebih dapat menjaga ketertiban dan keutuhan Laboratorium Komputasi, Maka para pemakai/ pengguna komputer wajib mentaati tata tertib yang ada dibawah ini,

sebagai berikut :

1. Berpakaian rapi dan sopan.

2. Dilarang memakai kaos oblong, celana jeans robek (bolong), sandal.

3. Dilarang merokok dan membuang sampah sembarangan di dalam ruanganLaboratorium Komputasi.

4. Barang bawaan ( jaket, tas, kacamata hitam, topi, dll) diletakkan di rak yang

telah disediakan.

5. Segala bentuk alat komunikasi dan elektronik (handphone, tablet,

kalkulator, laptop, flashdisk, hardisk, dll) harus di non aktifkan dandimasukkan ke dalam tas, selama praktikum berlangsung.

6. Dilarang berkomunikasi dalam bentuk apapun antar praktikan selama praktikum berlangsung.

7. Dilarang makan dan minum selama berada dalam ruangan Laboratorium

Komputasi.8. Pemakai Laboratorium wajib menjaga ketenangan dan kebersihan ruangan

Laboratorium serta menjaga keutuhan barang-barang yang ada di dalam

Laboratorium.9. Wajib melaporkan setiap kerusakan yang ada, baik pada komputer maupun

alat-alat penunjang lainnya kepada Asisten, KaLab. atau petugas jaringan.

10.

Hanya program MatLab yang boleh dipergunakan selama praktikum berlangsung.

11. Dilarang melakukan perubahan pada Software Komputer, menambahprogram Aplikasi dan share (bagi pakai) data tanpa sepengetahuan Kalab.,

Petugas Jaringan.12. Penggunaan/pemakaian Laboratorium Komputer diluar waktu kegiatan

perkuliahan/praktikum harus atas seijin KaLab.

13. Segala sanksi yang ada akibat pelanggaran diatas adalah wewenang asisten /KaLab.

14. Segala bentuk perusakan pada peralatan Laboratorium ( Hardware / Software )

yang dilakukan oleh pemakai Laboratorium Komputer, maka akan diproses

sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Pengguna Laboratorium Komputasi adalah seluruh civitas

akademik Jurusan Teknik Kimia dimana Keutuhan dan

Kenyamanan pemakaian Komputer tidak lepas dari bagaimana

anda menjaga dan merawatnya.

Terima Kasih atas kerjasamanya


4/20

Petunjuk Praktikum KNT 2 Sem Gasal 2015/2016

TATA TERTIB PRAKTIKUM KNTLABORATORIUM KOMPUTASI DAN SIMULASI

KETENTUAN UMUM

1. Praktikan diharuskan hadir di Laboratorium Komputasi, 15 menit sebelum

praktikum dimulai.

2.

Seluruh praktikan diharapkan hadir tepat waktu.

3. Berpakaian rapi dan sopan.

4. Wajib menghubungi asisten untuk melakukan tes awal maksimal 1 minggu

sebelum praktikum modul tersebut berlangsung.

5. Mengumpulkan jurnal kepada asisten satu hari sebelum praktikum.

6. Mengumpulkan tugas (selain tugas khusus) sesuai kesepakatan dengan

asisten.

7. Wajib melakukan tes awal sebelum praktikum berlangsung.

8. Pelaksanaan tes awal menyesuaikan dengan kebijakan masing – masing asisten.

9. Melaksanakan tes awal dan praktikum dengan sebaik-baiknya.

10. Praktikum dimulai pukul 13.30 WIB (Selasa) dan 13.15 (Rabu)

11. Wajib membawa alat tulis selama praktikum berlangsung.

12. Tidak diperkenankan membawa makanan dan minuman saat praktikum.

13. Peraturan lainnya akan ditetapkan kemudian.

JENIS PELANGGARAN DAN SANKSI

I. Pelanggaran Ringan

1. Terlambat masuk Praktikum antara 5 sampai 15 menit.

2. Terlambat tes awal antara 5 sampai 15 menit.

3.

Tidak berpakaian rapi dan tidak bersepatu.

4. Terbukti melanggar poin 4 ketentuan umum

Sanksi

1.

Pengurangan nilai sebanyak 5 poin.2. Tidak diperkenankan mengikuti praktikum sebelum berpakaian rapi dan

bersepatu, dan ditambah sanksi nomor satu.

3. Ketentuan lainnya diserahkan kepada asisten.


5/20


II. Pelanggaran Sedang

1. Menggunakan komputer untuk keperluan lain di luar praktikum.

2. Terlambat masuk Praktikum antara 15 menit sampai 30 menit.

3. Terlambat tes awal antara 15 sampai 30 menit.

4. Terbukti berpindah tempat selama praktikum tanpa seizin asisten.

5. Terbukti melakukan “sharing” jaringan antar komputer.

6. Terbukti melanggar poin 5 ketentuan umum.

7. Melakukan kesalahan pada pelanggaran ringan sebanyak dua kali.

Sanksi

1. Pengurangan nilai sebanyak 10 poin.

2.

Ketentuan lainnya diserahkan kepada asisten.

III. Pelanggaran Berat

1. Terbukti membawa “Baceman” dalam bentuk printout, tulisan tangan,

fotocopy, flashdisk, harddisk, foto, dll.

2. Terlambat masuk Praktikum lebih dari 30 menit.

3. Terlambat tes awal lebih dari 30 menit.

4. Mengcopy atau dengan sengaja mencontoh program dari praktikan lain

selama praktikum.

5. Tidak melakukan tes awal.

6. Melakukan kesalahan pada pelanggaran sedang sebanyak dua kali

Sanksi

1. Tidak diperkenankan mengikuti praktikum.

2. Ketentuan lainnya diserahkan kepada asisten.

Catatan Penting :

Apabila melakukan pelanggaran berat dua kali dengan kesalahan yang sama,

praktikan akan dibatalkan praktikumnya.

Apabila praktikan berhalangan hadir dalam kegiatan praktikum (tes awal,

praktikum, dan tes akhir), wajib izin kepada koordinator asisten hari paling lambat

tiga (3) hari sebelum kegiatan praktikum.


6/20


FORMAT JURNAL TES AWAL

Jurnal tes awal berisi:

1. Modul ke berapa

2. Tema / judul praktikum

3. Identitas ( Tanggal praktikum, nama praktikan, nrp, nama asisten, hari/jam )

4. Tujuan praktikum

5. Dasar teori

6. Algoritma

7. Membuat Flowchart

8. Penyelesaian soal/tugas dengan cara manual

Ketentuan :

1. Ditulis tangan pada kertas folio bergaris

2. Dibawa pada waktu tes awal.

3. Dibuat perorangan.

PRESENTASI PENILAIAN

1. Tes awal : 20%

2.

Praktikum : 60%

3. Tes Akhir : 20%


7/20


Pelatihan Matlab

1. Pengenalan environment Matlab, antara lain : Membuka / menutup aplikasi,

Workspace (Command Window), m-file, Variabel, path

Double-click pada icon matlab yang ada di desktop:

Akan muncul :

Ubah direktori aktif (lihat gambar di bawah) ke E:

Workspace (Command Window)

Digunakan untuk memasukkan variabel-variabel dan menjalankan fungsi-fungsi

dan program pada m-file.

M-File

Editor program untuk membuat program dalam MATLAB.Untuk membuat

program dalam MATLAB,bisa juga dengan program lain,misal notepad tetapi

disimpan dengan file ekstensi .m, misal collatz.m.


8/20


9/20


2. Pengoperasian fungsi matematis sederhana, di Workspace, dan di m-file/script,

antara lain : +, -, *, /, ^ , sin(x), cos(x), abs(x), tan(x), log(x)[ln(x)], log10(x),exp(x), sqrt(x).

% Perhitungan matematika sederhana

buku=2 penghapus=2

pensil=2

totalbarang=buku+penghapus+pensiltotalharga=buku*2000+penghapus*500+pensil*1000

ratarataharga=totalharga/totalbarang

% Mencari densitas ethanol cair (g/cm3)T=300 %dalam kelvin

rho=1.032-5.392*T*1e-4-8.712*T^2*1e-7

% Perhitungan waktu paruh elemen radioaktif polonium jumlah_awal=10

waktu_paruh=150 % dalam hariwaktu=300

jumlah_sisa=jumlah_awal*0.5^(waktu/waktu_paruh)

3. Membuat input/output data dalam m-file, antara lain :

x=input(‘masukkan nilai x = ‘)

disp([’ini akan menampilkan hasil ’ , num2str(x)])4. Mengenalkan fungsi-fungsi mendasar dalam matlab, antara lain : who, clc, clear,

whos, help, function, break (menghentikan aplikasi), pause (menunda aplikasi

sampai tertekan tombol),5. Mengenalkan array. Antara lain : pengalamatan array,

6. Pengenalan Looping% Contoh listing program Looping

% 1. Loop For

% 2. Loop If then else

% 3. Loop While

% 1. Loop For :

disp('Berhitung Kentang dengan loop for');

n=input('jumlah kentang = ');for a=1:n

disp([num2str(a), ' kentang '])end

disp('Berhitung selesai ');

pause% 2. Loop If then else


10/20


disp('Quiz kemiripan dengan if then else');

z=0;

a=input('anda suka pisang (y/t) ','s');if a=='y'

z=z+1;

enda=input('anda suka memanjat pohon(y/t)','s');

if a=='y'

z=z+1;end

a=input('anda berbulu lebat (y/t)','s');

if a=='y'z=z+1;

end

if z==3

disp('anda pasti monyet');

else if z==0disp('anda pasti bukan monyet')

else disp('anda seperti monyet')end

end

disp([num2str(a)])

% 3. Loop while-1disp('berhitung kentang dengan while-1');

n=input('jumlah kentang = ');

a=1;while a


11/20


Modul I

Persamaan nonlinier

Tujuan Percobaan :Mempelajari dan membandingkan metode-metode numeric untuk menyelesaikan

persamaan nonlinier yaitu metode Bisection, Interpolasi Linier, Secant, Successive

Approximation, dan Newton Raphson.

TUGAS 1 :

1. Model dinamik untuk isothermal, volume konstan pada sebuah reaktor dengan reaksi

orde dua adalah 2 A A Af

A kC C

V

F C

V

F

dt

dC . Tentukan konsentrasi (CA) pada

steady state dengan parameter harga F/V = 1/menit, CAF = 1 gmol/l dan k = 1 l/gmolmenit dan gunakan metode-metode yang sesuai.

2. Gas nyata tidak dapat dianggap gas ideal pada tekanan tinggi. Van der Waals dalam

desertasinya mampu menghitung volume gas nyata dengan persamaan van der waals.

Pers. Van der Waals adalah T RbV V

a P .

dimana P adalah tekanan, R

adalah konstanta gas ideal, T adalah suhu, V adalah molar volume, a, b adalahkonstanta van der waals. Dengan menggunakan metode-metode yang ada, tentukan

V pada udara dengan tekanan 50 atm dan – 100 C.

(a = 1.33 atm liter 2/gmol2, b = 0.0366 liter/gmol)

3.

Persamaan Harlacher dapat digunakan untuk mengestimasi tekanan uap jenuh suatu

zat. Persamaannya2

.)ln(.ln

T

Pvp DT C

T

B A Pvp di mana Pvp adalah tekanan

uap (bar), T adalah suhu (K), A, B, C, D adalah konstanta Harlacher.

Tentukan suhu 1-octena pada tekanan uap 10 bar.

(A = 57.867, B = 6883.34, C = -6,765, D = 5235)4. Sistem kesetimbangan uap dan liquid empat komponen dengan asumsi larutan ideal.

Data untuk tekanan uap zat murni sebagai berikut :

Komponen Tekanan uap zat murni (psia)

pada 150 F pada 200 F

1 25 200

2 14.7 60

3 4 14.7

4 0.5 5

Hitunglah suhu dan komposisi uap pada 75 psia dengan x1 = 0.1, x2 = 0.54, x3 = 0.3

dan x4 = 0.06.(Persamaan tekanan uap menggunakan pers. Antoine ln P = A/T + B)


12/20


Modul II

Persamaan Polinomial

Tujuan Percobaan :Mempelajari dan mencari semua akar-akar dari suatu polynomial dengan menggunakan

metode Bairstow.

TUGAS 2 :

1. Selesaikan persamaan berikut :

a)

X5 – 15X4 + 85X3 – 225X2 + 274X - 120 = 0

b) X4 – 2X3 - X2 – 2X + 10 = 0

2. Hitunglah molar volume saturated liquid and molar volume saturated vapor dengan

menggunakan persamaan Redlich / Kwong :

a) Propane pada suhu 700C, dimana psat = 25.94 bar.

b) Chlorine pada suhu 800C, dimana psat = 27.43 bar.


13/20


14/20


Modul IV

Persamaan Aljabar (Metode tak Langsung)

Tujuan Percobaan :

Mempelajari dan membandingkan metode-metode numeric untuk menyelesaikan

persamaan aljabar secara langsung yaitu metode Jocobi dan Gauss Siedel.

TUGAS 4 :

Separation processes play an important role in most chemicals manufacturing

processes. Streams from chemical reactors often contain a number of components. Some

of these components must be separated from the other components for sale as a final

product, or for use in another manufacturing processes. A common example of a

separation process is gas absorption, which is normally used to remove a dilute

component from a gas stream.

The simplest relationship is a linear

equilibrium relationship : y i = a xi ,

Where

y is the gas phase composition

x is the liquid phase composition

a is an equilibrium parameter

i represents the i-th stage

Let the liquid feed flowrate L = 80 kgmol

inert oil/hr, vapor feed rate flowrate V = 100

kgmol air/hr , equilibrium parameter a = 0.5,

liquid feed composition , xf = 0.0 kgmol

benzene / kgmol inert oil, and vapor feed

composition y6 = 0.1 kgmol benzene / kgmol

air. Find x at steady state for each stage.

LiquidFeed

L , xf

Gas

Product

V , y1

1

n

Liquid

Product

L , xn

Gas FeedV , yn+1

Figure 1. Gas absorption column, n stages


15/20


Modul V

Pendekatan Polinomial (Interpolasi)

Tujuan Percobaan :Mempelajari dan membandingkan metode-metode numeric untuk menyelesaikan soal

dengan metode interpolasi yaitu metode Lagrange, Newton Gregory Forward (NGF),

dan Newton Gregory Backward (NGB).

TUGAS 5 :

1. Tentukan Molar Volume, enthalpy dan entropy pada sat liq. dan sat. vapor air pada

suhu 20,3 oC , 24,8 oC, 27,1 oC (Ambil data dari Steam Table utk range 15-24 oC).

2. Persamaan kecepatan dekomposisi N2O dg Pt mengikuti persamaan

bx

x ak

dt

x ad

1

)()(

dimana a = tekanan mula-mula N2O dlm mm,

x = penurunan tekanan N2O dlm mm

t = waktu yang diperlukan untuk dekomposisi, detik

k dan b adalah konstanta .

Dekomposisi N2O pada 741 oC dengan a = 95 mm, k = 3,36 x 10-4 , b = 0.0254

Adalah

T , detik 315 750 1400 2250 3450

X (mm) 10 20 30 40 50

Tentukan waktu yang diperlukan agar penurunan tekanan pada dekomposisi sebesar

25; 38; 12 mm .

3. a). Grafik 18 dengan R = 0,8 dengan S = 0,412 – 0,637.

b). Grafik 19 dengan R = 1,0 dengan S = 0,45 – 0,73.

Hitung harga FT pada S = 0,4; 0,4781; 0,5; 0,5532; 0,6.

(lihat buku Kern, hal. 828 – 829).


16/20


Modul VI

Pendekatan Polinomial (Integrasi Numerik)

Tujuan Percobaan :Mempelajari dan membandingkan metode-metode numeric untuk menyelesaikan soal

dengan metode integral yaitu metode Trapezoidal, Simpson 1/3, dan Simpson 1/8.

TUGAS 6 :

1. A homogenous gas reaction A 3 R has reported rate at 215 oC, -r A = 10-2 CA

0.5

(mol /liter sec). find the space time needed for 80% conversion of a 50 % A - 50%

inert feed to plug flow reactor operating at 215 oC and 5 atm (CA0 = 0.0625 mol /liter

) ?

2. The homogenous gas decomposition of phosphine , 4 PH3 P4 + 6 H2 proceeds at

1200 oF with first order rate , -r pH3 = (10 /hr) CPH3 , what size of plug flow reactor

operating at 1200 oF and 4.6 atm can produce 80% conversion of a feed consisting of

4 lbmol of pure phosphine per hour ?

3. Suatu reaksi fase gas orde 2 : A 3R direalisasikan di dalam reactor tubular

dengan persamaan laju reaksi – r A = k CA2 dengan k = 0,08 liter mol-1 s-1

Persamaan neraca massa dalam reactor tersebut adalah :

f x

A

AOr

dx F V

0

dimana FAo = v CAo

CA = CAo

x

x

21

1

v = 10 liter/s dan CAo = 1 mol/liter

Hitunglah volume reactor (V), jika konversi reaksi xf = 80 %.


17/20


Modul VII

Persamaan Differensial Biasa

Tujuan Percobaan :

Mempelajari dan membandingkan metode-metode numeric untuk menyelesaikan

persamaan differensial orde satu dan simultan dengan metode Deret Taylor, Euler , dan

Runge-Kutta.

TUGAS 7 :

1. Sebuah tangki dengan diameter 20 m dan beroperasi secara steady state dengan laju

alir liquida masuk 5 m3/s dan linear resistance 2,5 s/m2. Tiba-tiba laju alir masuk

berubah mengikuti fungsi sinusoidal q=5sin(2t). Berapa tinggi liquida dalam tangki

pada t=1 menit, 10 menit dan 1 jam.

2. Diketahui persamaan sbb: 222

2

x xy ydx

yd

Pada saat x = 1, y = 4, dy/dx = 0.5. Buat plot y vs x dengan range x=1 s/d 10

3.

Consider Interacting tanks (figure 3.a) and non interacting tanks (figure 3.b) ,

Assume that the flow rate out of tanks is a nonlinear function of tank height, (h ) and

liquid phase density is constant . Let A represent cross sectional tank Area , and R

represent valve parameter . For the following parameter value : F (feed) = 5 ft3 /

min , A1 = 5 ft2 , A2 = 10 ft

2 , R 1 = 2/5 min / ft2.5 , R 2 =

5

6 min / ft2.5

Find height of tank one (h1) and tank two (h2) 100 min later , if the initial conditions

be h1 = 12 ft , and h2 = 7 ft .

R1

R2

Figure 3. b . non Interacting Tanks

1

2

R1 R2

Figure 3. a . Interacting Tanks

1 2


18/20


Modul VIII

Persamaan Differensial Parsial

Tujuan Percobaan :

Mempelajari dan membandingkan metode-metode numeric untuk menyelesaikan persamaan differensial Parsial.

TUGAS 8 :

1. Perpindahan massa yang disertai kimia orde nol secara unsteady state yang terjadi di

dalam katalis bentuk slab dinyatakan sebagai berikut,

045.00000028.02

2

x

C

t

C

Pada t=0 x=x C(x,0)=0

Pada t=t x=0 C(0,t)=0

Pada t=t x=1 C(1,t)=0.5

Hitung C(0.5,1) !

2. Selesaikan persamaan defferensial berikut untuk lingkup t=0 s/d t=4 dengan x =0.2

x x

C

t

C

2

2

37.0433.0

Pada t=0 x=x C(x,0)=0Pada t=t x=0 C(0,t)=0

Pada t=t x=1 C(1,t)=0

Hitung C(1,4) !


19/20


Sekilas Tentang Flowchart

Start & End

For …….

Input data & Output data

If

Proses

Y

T

While …….

Penyambungan

satu halaman

Penyambungan

lain halaman


20/20

Contoh-contoh listing

i==1

ha(i)=ha(1);

YT if i==1;

ha(i)=ha(1);

end

y=1:j-1

sigmaU=sigmaU+L(j,y)*U(y,q)

for y=1:j-1

sigmaU=sigmaU+L(j,y)*U(y,q);

end

while i==1;

ha(i)=ha(1);hb(i)=hb(1);

t(i)=t(1);

end

ha(i)=ha(1);

hb(i)=hb(1);

t(i)=t(1);

i==1

start

tn, h

tn=input('waktu yang diinginkan tn = ');

h=input('interval waktu h = ');

h1(n+1),

h2(n+1)

end

disp(['tinggi tangki 1 = ',num2str(h1(n+1))]);

disp(['tinggi tangki 2 = ',num2str(h2(n+1))]);

end

buku panduan praktikum knt 2016

Documents