SISTEM PENCAIRAN UDARA LINDE-HAMPSON

Gas Liquefaction Using Linde-Hampson ProcessBagaimana proses pencairan Gas dengan Linde-HampsonGas apa saja yang bisa dicairkan menggunakan Linde-HampsonApa keterbatasan sistem pendinginan Linde-Hampson?Siklus Linde-Hampson adalah proses untuk pencairan gas yang independen ditemukan oleh William Hampson dan Carl von Linde pada tahun 1895.efek Joule-ThompsonmemanfaatkanIntro

SEJARAHakhir1800Para ilmuwan menyadari bahwa udara dapat dicairkan dan komponen-komponennya dapat dipisahkan dengan mengkompres dan mendinginkannyaawal1877Raoul Pierre Pictet (kimiawan&fisikawan Swiss) menguapkan cairan sulfur dioksida untuk mencairkan karbon dioksida akhirnya diuapkan untuk mendinginkan gas oksigen menjadi cairanawal1877Dua hari kemudian, Louis Paul Cailletet (fisikawan Perancis) mengumumkan metodenya untuk mencairkan oksigen molekuler.

SEJARAHProses produksi oksigen cair secara komersial dikembangkan secara terpisah oleh insinyur Jerman Carl von Linde dan insinyur Britania William Hampson. Maret1877ilmuwan Polandia, Zygmunt Wrblewski danKarol Olszewski mencairkan oksigen ke dalam keadaan stabil untuk pertama kalinya 1891James Dewar (kimiawan Skotlandia) berhasil memproduksi oksigen cair dalam jumlah yang cukup banyak untuk dipelajari1895FLUIDA UDARA

OksigenNitrogenArgonNeonFlorinHidrogenHelium

Pencairan gas termodinamika idealSiklus Carnot

Pencairan gas merupakan sistem terbuka, karena itu untuk sistem pencairan ideal, proses pencairan diawali dari sistem Carnot yaitu tekanan isotermal reversibel diikuti oleh ekspansi isentropik reversibel.Tekanan yang dicapai pada akhir kompresi isotermal sangatlah tinggi diatas 107 psia untuk nitrogen. Tidaklah mungkin untuk mencapai tekanan ini dengan peralatan kompresi yang ada sekarang, itulah alasan mengapa tidak ada kondisi ideal pada prakteknya.Hk. Termodinamika untuk gambar di atas :

Siklus Carnot (reversibel dan isotermal)

Substitusi Persamaan diatas :

Untuk kondisi ideal m = mf sehingga y = Wi/ m = 1 W/ mf

Pembuatan Suhu RendahJoule Thompson EffectIt describes the temperature change of a gas or liquid when it is forced through a valve or porous plug while kept insulated so that no heat is exchanged with the environment. This procedure is called a throttling process or JouleThomson process.Joule Thompson Effect

Expansion valve bekerja secara isentalpi.Plot antara kondisi keluaran tertentu terhadap kondisi masukan tertentu akan didapatkan kurva dengan entalpi yang konstan.Dalam kurva tersebut terdapat daerah di mana ketika terjadi ekspansi di dalam valve, akan terjadi peningkatan suhu dan ada juga daerah yang terjadi penurunan suhu.Kondisi yang kita inginkan adalah terjadinya penurunan suhu saat ekspansi supaya terjadi pencairan.

Adiabatic Expansion JTAEEkspansi melalui Expansion Valve tidak memindahkan energi, tetapi memisahkan molekul akibat pengaruh gaya intermolekular, sehingga disebut metode kerja internal.

Ekspansi adiabatis melalui expander menurunkan suhu dengan menghilangkan energi dalam gas dalam bentuk kerja eksternal, sehingga disebut metode kerja eksternal.

Komponen dalam Sistem Linde-Hampson Sederhana

ADCBCompressorHeat ExchangerJoule-Thomson ValveLiquid ReservoirMekanisme Operasi Sistem Linde-Hampson Sederhana

Mekanisme operasi:Proses 1-2: KompresiProses 2-3: PendinginanProses 3-4: Ekspansi Joule-ThomsonProses lanjutan: Pemisahan uap jenuh(g)-cairan jenuh(f)Proses g-1: Counter FlowAsumsi (kondisi ideal): Tidak pressure drop pada aliranTidak ada panas masuk/keluarEfektifitas HE 100%Proses kompresi terjadi secara isotermal

Proses 1-2: Kompresi

Proses 1-2: KompresiGas pada kondisi 1 masuk ke kompresor dan dikompresi menjadi gas bertekanan tinggi pada kondisi 2. Proses terjadi secara isotermal (ideal)T2=T1S2