Post on 30-Oct-2015
description
MAKALAH SEMINAR
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
DINAMIKA SUHU PADA PTHB
DISUSUN OLEH:
NAMA : DUSTINI DEWI PUSPITA 121100049
RAKKY ARMAN 121100053
NURUL FRESTA PRATIWI 121100072
ASISTEN PEMBIMBING : RADEN BAGUS ANGGY
LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA
PRODI TEKNIK KIMIA / FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN
YOGYAKARTA
HALAMAN PENGESAHAN
MAKALAH SEMINAR PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
DINAMIKA SUHU PTHB
Disusun Oleh:
Nama : Dustini Dewi Puspita 121100049
Rakky Arman 121100053
Nurul Fresta Pratiwi 121100072
Plug : A
Kelompok : 5
Hari/Jam : Selasa / 13.00 WIB
Asisten Pembimbing : Raden Bagus Anggy
Yogyakarta, 18 Desember 2012
Disetujui oleh
Asisten Pembimbing
Raden Bagus Anggy
Nilai:
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
berkah-Nya kepada praktikan, sehingga praktikan dapat menyelesaikan laporan
praktikum ini dengan lancar.
Laporan praktikum Dasar Teknik Kimia ini dibuat sebagai salah satu tugas
mata kuliah yang harus diselesaikan dan berkaitan dengan kegiatan praktikum
yang sedang dilaksanakan, serta disusun berdasarkan hasil praktikum dan
referensi yang telah didapat.
Ucapan terima kasih tidak lupa praktikan ucapkan kepada semua pihak
yang telah membantu dalam kegiatan praktikum, khususnya kepada asisten
pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan selama kegiatan
praktikum berlangsung. Tidak lupa pula praktikan ucapkan terima kasih pada
rekan-rekan yang telah memberikan saran dan kritik dalam penyusunan laporan
ini.
Dalam penyusunan laporan ini, praktikan sangat menyadari sepenuhnya
bahwa dalam penyusunan laporan ini masih jauh dari sempurna dan banyak
kekurangannya. Oleh karena itu, praktikan tetap menerima saran serta kritik yang
pembaca berikan, guna menyempurnakan dan memperbaiki dalam penyusunan
laporan praktikum selanjutnya.
Demikian kata pengantar ini praktikan sampaikan, praktikan sangat
berharap bahwa laporan praktikum ini dapat bermanfaat bagi praktikan dan semua
pihak pembaca.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Yogyakarta, 18 Desember 2012
Praktikan
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi
tunak 15
Tabel 2 Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi
dinamik 16
Tabel 3 Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi tunak 18
Tabel 4 Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi
dinamik 20
Tabel 5 Densitas air pada setiap suhu 30
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Fungsi Unit Step 5
Gambar 2 Fungsi Step 7
Gambar 3 Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk (PTHB) 9
Gambar 4 Rangkaian Alat PTHB 10
Gambar 5 Diagram alir percobaan pendahuluan 13
Gambar 6 Diagram alir percobaan kondisi tunak 13
Gambar 7 Diagram alir percobaan kondisi dinamik 14
Gambar 8 Grafik hubungan antara waktu dan suhu pada
kondisi tunak 19&22
Gambar 9 Grafik hubungan antara waktu dan suhu pada
kondisi dinamik 21&23
Gambar 10 Diagram blok fungsi transfer 26
DAFTAR ISI
Halaman Pengesahan i
Kata Pengantar ii
Daftar Tabel iv
Daftar Gambar v
Intisari 1
Bab I Pendahuluan 3
1. Latar Belakang 3
2. Tujuan 5
3. Tinjauan Pustaka 5
Bab II Pelaksanaan Percobaan 10
1. Rangkaian Alat dan Bahan 10
2. Cara Kerja 11
3. Diagram Alir 13
Bab III Hasil Percobaan dan Perhitungan 15
1. Hasil Percobaan 15
2. Perhitungan 17
Bab IV Pembahasan dan Kesimpulan 22
1. Pembahasan 22
2. Kesimpulan 24
Daftar Pustaka 29
Lampiran 30
INTISARI
Dalam pengoperasian suatu pabrik akan selalu mengalami gangguan
(disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi, pabrik harus terus
mempertimbangkan aspek keteknikan, keekonomisan, dan kondisi sosial agar
tidak terlalu signifikan terpengaruh oleh perubahan-perubahan eksternal tersebut.
Maka dari itu, perubahan atau fluktuasi Process Variables (PV) di dalam suatu
pabrik mempengaruhi kinerja prosesnya.
Tujuan percobaan ini adalah mengetahui perubahan dinamika respon suhu
(T) pada sistem tangki pemanas berpengaduk berbentuk silinder horizontal yang
terjadi akibat perubahan eksternal yang diberikan. Dari perubahan tersebut dapat
disusun model matematisnya dan didapat nilai-nilai konstanta yang ikut
mempengaruhi dinamika suhu yang terjadi.
Percobaan ini menggunakan PTHB sebagai sistem yang akan diukur
dinamika suhu keluarnya. Dimana PTHB akan diberikan aliran gangguan dari
tangki gangguan dengan air yang suhunya lebih tinggi daripada suhu air di dalam
PTHB. Suhu yang keluar dari PTHB dihitung setiap tiga menit untuk mengetahui
perubahan suhu dinamiknya hingga konstan.
Dari hasil percobaan tersebut diperoleh persamaan matematis yang dapat
mewakili perubahan dinamik suhu keluar dari PTHB dan konstanta-konstanta
yang mempengaruhinya, yaitu:
1. Persamaan yang diperoleh dari percobaan:
2. Konstanta-konstanta yang mempengaruhi :
p = 650 s
Kp = 0.0563
= 615.3477 s
K1 = 0.9467
K2 = 0.053
BAB I
PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Pabrik kimia merupakan susunan/rangkaian berbagai unit pengolahan yang
terintegrasi satu sama lain secara sistematik dan rasional. Tujuan pengoperasian
pabrik secara keseluruhan adalah mengubah (mengonversi) bahan baku menjadi
produk yang lebih bernilai guna. Dalam pengoperasiannya pabrik akan selalu
mengalami gangguan (disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi,
pabrik harus terus memepertimbangkan aspek keteknikan, keekonomisan, dan
kondisi sosial agar tidak terlalu signifikan terpengaruh oleh perubahan-perubahan
eksternal tersebut.
Di dalam pabrik kimia itu sendiri prosesnya menggunakan gabungan dari
beberapa unit proses seperti reaktor, heat exchanger, pompa, tangki, separator dan
lain-lain yang tersusun secara sistematis dan proporsional untuk mengubah bahan
baku menjadi produk (yang mempunyai nilai lebih) dengan cara seekonomis
mungkin (Stephanopoulus,1990)
Perubahan atau fluktuasi Process Variables (PV) di dalam suatu pabrik
mempengaruhi kinerja proses. Kelakuan dinamik dari Process Variables (PV)
sangat penting untuk diketahui guna mendukung tercapainya tujuan proses. Selain
itu, kelakuan dinamik proses juga bermanfaat dalam perancangan sistem
pengendalian proses. Dalam percobaan ini, diambil kasus dinamika suhu pada
Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk.
Dalam penelitian dan praktik industri, pemahaman mengenai dinamika
suatu proses kimia telah berkembang dan terbentuk karena faktor-faktor berikut:
1. Struktur proses kimiawi menjadi sangat kompleks, yang menuntut
perhatian profesi keteknikan untuk mengkaji/ merancang pengendalian
proses keseluruhan pabrik dari pada per satu unit operasi. Perancangan
sistem instrumentasi menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari
perancangan proses kimia itu sendiri
2. Perancangan instrumentasi sistem proses yang dituntut untuk memenuhi:
a. Tujuan dan sasaran sistem kontrol
b. Pemilihan cara pengukuran, manipulasi serta rangkaian yang tepat
c. Identifikasi sistem komputerisasi dan instrumentasi yang tepat
3. Pertumbuhan komputer digital yang sangat cepat sehingga dapat
merombak praktik instrumentasi proses kimia dan telah menerapkan
sistem instrumentasi yang modern
Sistem kontrol dalam perancangan instrumentasi merupakan Suatu sistem
yang digunakan untuk menjaga/mengendalikan PV pada nilai yang diinginkan
(set-point), walaupun terjadi gangguan proses.
Ada beberapa fungsi gangguan pada sistem, salah satunya adalah fungsi
step. Di mana fungsi tersebut akan berubah secara cepat dengan satu tahap dari
satu tingkat ke tingkat lainnya dan setelah itu mencapai nilai steady baru atau
konstan.
Gambar 1: Fungsi Unit Step
2. TUJUAN
Tujuan dilaksanakannya praktikum ini, antara lain:
1. Menyusun permodelan matematis untuk mempelajari dinamika suhu pada
sistem tangki pemanas berpengaduk berbentuk silinder horizontal
2. Mempelajari dinamika respon suhu (T) terhadap perubahan input
( gangguan )
3. Menghitung harga K1, K2, Kp, p, dan .
3. TINJAUAN PUSTAKA
Variabel-variabel yang terlibat dalam proses operasi pabrik adalah F (laju
alir), T (temperatur), P (tekanan) dan C (konsentrasi). Variabel-variabel tersebut
dapat dikategorikan menjadi 2 kelompok, yaitu variabel input dan variabel output.
1. Variabel Input
Variabel input adalah variabel yang menandai efek lingkungan pada
proses kimia yang dituju. Variabel ini juga diklasifikasikan dalam 2
kategori, yaitu:
1. Manipulated (adjustable) variable, jika harga variabel tersebut dapat
diatur dengan bebas oleh operator atau mekanisme pengendalian.
2. Disturbance variable, jika harga tidak dapat diatur oleh operator atau
sistem pengendali, tetapi merupakan gangguan.
2. Variabel Output
Variabel oiutput adalah variabel yang menandakan efek proses kimia
terhadap lingkungan yang diklasifikasikan dalam 2 kelompok:
1. Measured output variables, jika variabel dapat diketahui dengan
pengukuran langsung
2. Unmeasured output variables, jika variabel tidak dapat diketahui
dengan pengukuran langsung
Dalam analisis dinamika proses, variable proses dan sinyal control
merupakan fungsi waktu. Ada beberapa fungsi yang dapat mewakili perubahan
atau dinamika yang terjadi pada input dalam respon sistem order satu.
1. Fungsi Step
Fungsi step adalah fungsi yang bernilai nol pada saat t < c dan
bernilai 1 pada saat t c
Gambar 2: Fungsi Step
Fungsi ini dinotasikan dengan f(t) = u(t c), dimana c merupakan nilai t
yang menandai perubahan nilai fungsi dari 0 ke 1. Adapun transformasi Laplace
pada fungsi ini, sebagai berikut:
00|ste
s
A.dtstA.eF(s)
= 1)(0s
A
= s
A
2. Fungsi Ramp
Fungsi ramp adalah fungsi dimana input mengalami kenaikan
secara linier dengan waktu mulai dari nol. Fungsi input pada fungsi ramp
adalah:
Dimana r merupakan slope dari fungsi ramp tersebut. Adapun
transformasi Laplace dari persamaan tersebut:
3. Fungsi Sinusoidal
Fungsi sinusoidal ini adalah fungsi yang menyatakan respon
mengalami osilasi akibat perubahan dinamiknya sebelum mencapai nilai
steady barunya. Fungsi ini dinotasikan dengan;
Dimana A merupakan amplitudo dan adalah frekuensi (radian/waktu).
Transformasi Laplace pada fungsi ini adalah:
Penyelesaian persamaan diferensial dengan menggunakan transformasi
Laplace beranggapan bahwa kondisi awal merupakan keadaan tunak (steady state)
dan semua variabel dinyatakan dalam prosedur penyelesaian term deviasi.
Sistematika transformasi Laplace:
1. Menyusun persamaan diferensial neraca massa atau neraca panas yang
terjadi pada sistem dalam keadaan steady dan unsteady.
2. Membuat term deviasi dari setiap variabel steady dan unsteady.
3. Mengubah persamaan diferensial menjadi bentuk Laplace dengan variabel
s.
4. Membuat hubungan antara variabel output dan variable input.
5. Meng-invers persamaan yang telah terbentuk menjadi bentuk waktu (t)
untuk memperoleh respon output.
Dalam percobaan ini fungsi dan transformasi Laplace tersebut digunakan
untuk menghitung dan mengetahui perubahan dinamik pada suhu air di dalam
sistem PTHB. PTHB atau Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk sendiri
merupakan CPI atau Chemical Process Industries dimana sistem ini terdiri dari
beberapa unit proses, antara lain; tangki, pompa pengangkut, dan pemanas. PTHB
biasanya digunakan pada perusahaan bioethanol yang fungsinya untuk mengontrol
suhu atau mereaksikan suatu zat.
Gambar 3: Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk (PTHB)
BAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN
1. RANGKAIAN ALAT DAN BAHAN
Gambar 4: Rangkaian Alat PTHB
Keterangan Alat:
1. PTHB
2. Tangki Umpan
3. Tangki Umpan Cadangan
4. Tangki Gangguan
5. Tangki Gangguan Cadangan
6. Pengaduk Elektrik
7. Termometer
8. Pompa
1
2
3
4
5
6
7
8
8
9
9
10 11
12
9. Pemanas
10. Kran Umpan
11. Kran Gangguan
12. Kran Buangan PTHB
Bahan yang digunakan adalah air dengan spesifikasi sebagai berikut:
1. Suhu (T) = 28oC
2. Kapasitas panas air (Cp) = 1 kal/goC
2. CARA KERJA
Percobaan dilakukan dengan satu percobaan pendahuluan untuk
mengetahui volume pada PTHB dan dua percobaan utama dalam kondisi yang
berbeda yaitu, tunak dan dinamik.
1. Percobaan Pendahuluan
Percobaan pendahuluan dilakukan untuk mengetahui volume air
pada PTHB dengan cara mengisi PTHB dengan air hingga penuh, ditandai
dengan mengalirnya air menuju tangki umpan cadangan. Setelah itu,
dilanjutkan dengan membuka kran buangan PTHB sambil menampung
dan mengukur air yang keluar dari PTHB. Lalu, mencatat volume yang
terukur.
2. Percobaan Kondisi Tunak
Percobaan kondisi tunak bertujuan untuk mengetahui suhu steady
pada sistem.
Percobaan ini diawali dengan mengisi tangki umpan hingga penuh
yang ditandai dengan mengalirnya air dari tangki umpan ke tangkin umpan
cadangan. Lalu melakukan pengecekan aliran dengan menghidupkan
pompa pada tangki umpan cadangan dan membuka kran tangki umpan
sampai aliran menjadi overflow. Apabila alirannya sudah overflow,
kemudian melakukan pengukuran suhu awal pada tangki umpan. Lalu,
menghidupkan pemanas pada PTHB dan mengukur suhu air keluar dari
PTHB setiap selang waktu 3 menit hingga suhu mencapai nilai konstan.
3. Percobaan Kondisi Dinamik
Percobaan kondisi dinamik dilakukan untuk mengetahui perubahan
dinamik suhu pada PTHB apabila diberi aliran gangguan hingga suhu
mencapai nilai konstannya.
Pertama-tama, mengisi tangki gangguan dengan air hingga penuh
dan menghidupkan pemanas pada tangki gangguan hingga air pada tangki
gangguan mencapai suhu 50oC dan menyalakan pompa pada tangki
gangguan cadangan. Lalu, mengalirkan air dari tangki gangguan menuju
PTHB dan memulai split untuk mengetahui perubahan dinamik suhu pada
selang waktu 3 menit.
3. DIAGRAM ALIR
Diagram alir percobaan dibagi atas 3 diagram, yaitu:
1. Diagram alir percobaan pendahuluan
Gambar 5: Diagram alir percobaan pendahuluan
2. Diagram alir percobaan kondisi tunak
Gambar 6: Diagram alir percobaan kondisi tunak
Mengisi PTHB dengan air hingga penuh
Membuka kran buangan PTHB dan menampung air
yang keluar dari PTHB
Mengukur volume air yang telah ditampung
Mengisi tangki umpan dengan air hingga penuh
Menghidupkan pompa pada tangki umpan cadangan dan membuka kran pada tangki umpan
Mengatur bukaan kran tangki umpan hingga aliran menjadi overflow1
Melakukan pengukuran suhu awal pada tangki umpan
Menghidupkan pemanas pada PTHB dan mengukur suhu keluar PTHB setiap selang waktu 3 menit sampai suhu konstan
3. Diagram alir percobaan kondisi dinamik
Gambar 7: Diagram alir percobaan kondisi dinamik
Mengisi tangki gangguan dengan air hingga penuh
Menghidupkan pemanas pada tangki gangguan hingga air pada tangki gangguan mencapai suhu 50oC
Menyalakan pompa pada tangki gangguan cadangan dan mengatur kran pada tangki gangguan dan tangki umpan
hingga aliran overflow
Mengukur suhu air keluar pada PTHB setiap selang waktu 3 menit sampai memperoleh data konstan
BAB III
HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
1. HASIL PERCOBAAN
Volume Tangki (V) = 13 l
Kapasitas Panas Cairan (Cp) = 42 J/goC
Densitas Air ( ) = 0.996233 g/cm3
Laju Alir Volumetrik (Fi) = 20 cm3/s
Luas Permukaan Koil Pemanas (Ae) = 188.5 cm2
Koefisien Konveksi (he) = 2500 W/m2o
C
Panas yang Diberikan Koil (Qe) = 420 W
1. Kondisi Tunak
Tabel 1: Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi tunak
No Waktu Suhu
1 0 28
2 3 28.5
3 6 29
4 9 29.5
5 12 30
6 15 31
7 18 31.5
8 21 32
9 24 33
10 27 33.5
11 30 34
12 33 35
13 36 35.5
14 39 36
15 42 37
16 45 37
17 48 37
18 51 37.5
19 54 38
20 57 38.5
21 60 39
22 63 39
23 66 40
24 69 40
25 72 41
26 75 41
27 78 41.5
28 81 41.5
29 84 41.5
30 87 41.5
31 90 41.5
2. Kondisi Dinamik
Tabel 2: Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi dinamik
No. Waktu Suhu
1 0 41.5
2 180 45
3 360 48
4 540 50
5 720 53
6 900 55
7 1080 57
8 1260 60
9 1440 61.5
10 1620 62
11 1800 63
12 1980 63
13 2160 63
14 2340 63
15 2520 63
2. PERHITUNGAN
1. Mencari nilai p dan Kp
Diketahui:
V = 13 l = 13000 cm3
Fi = 20 cm3/s
he = 2500 W/m2o
C
Ae = 188.5 cm2
= 0.996233 g/cm3
Cp = 42 J/goC
2. Mencari nilai , K1, dan K2
Diketahui:
p = 650 s
Kp = 0.0563
3. Kondisi Tunak
Suhu Umpan Masuk (Tis) = 28oC
Tabel 3: Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi tunak
No
Waktu
(menit)
Suhu
(oC)
1 0 28
2 3 28.5
3 6 29
4 9 29.5
5 12 30
6 15 31
7 18 31.5
8 21 32
9 24 33
10 27 33.5
11 30 34
12 33 35
13 36 35.5
14 39 36
15 42 37
16 45 37
17 48 37
18 51 37.5
19 54 38
20 57 38.5
21 60 39
22 63 39
23 66 40
24 69 40
25 72 41
26 75 41
27 78 41.5
28 81 41.5
29 84 41.5
30 87 41.5
31 90 41.5
Dari data percobaan di atas diperoleh nilai suhu steady pada 41.5oC. Maka,
dari data tersebut dapat dibuat grafik hubungan antara waktu dan suhu, sebagai
berikut:
Gambar 8: Grafik hubungan antara waktu dan suhu pada kondisi tunak
4. Kondisi Dinamik
Suhu Umpan Masuk (Tis) = 28oC
Suhu Steady (Ts) = 41.5oC
Suhu Gangguan (Tisnew) = 50oC
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 20 40 60 80 100
Suh
u
Waktu
Untuk menghitung kondisi dinamik suhu yang keluar pada PTHB
digunakan transformasi Laplace dari persamaan diferensial yang diperoleh dari
kerja sistem, yaitu:
Invers dari transformasi Laplace di atas digunakan untuk menghitung suhu
hitung yang keluar dari PTHB. Untuk mendapatkan perbedaan antara suhu yang
didapat dari data dan suhu hitung dicari dengan menggunakan rumus persen
kesalahan.
Maka, diperoleh tabel sebagai berikut:
Tabel 4: Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi dinamik
No. Waktu Suhu Suhu Hitung %kesalahan
1 0 41.5 41.50 0.00
2 180 45 46.78 3.96
3 360 48 50.72 5.68
4 540 50 53.67 7.33
5 720 53 55.86 5.40
6 900 55 57.50 4.55
7 1080 57 58.73 3.03
8 1260 60 59.64 0.60
9 1440 61.5 60.32 1.92
10 1620 62 60.83 1.89
11 1800 63 61.21 2.84
12 1980 63 61.49 2.39
13 2160 63 61.70 2.06
14 2340 63 61.86 1.81
15 2520 63 61.98 1.62
Diperoleh persen kesalahan rata-rata = 3.00%
Dari data yang diperoleh dari tabel di atas dapat dibuat grafik hubungan
waktu dan suhu pada kondisi dinamik, sebagai berikut:
Gambar 9: Grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi dinamik
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1000 2000 3000
Suh
u
Waktu
Waktu vs. Suhu Data
Waktu vs. Suhu Hitung
BAB IV
PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
1. PEMBAHASAN
Dari percobaan pada kondisi tunak didapatkan nilai steady umpan masuk
untuk perhitungan pada kondisi dinamik.
Gambar 8: Grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi tunak
Dari grafik di atas diketahui bahwa waktu yang lama mengakibatkan suhu
meningkat hingga pada akhirnya mencapai titik konstan pada 41.5oC. Hal ini
disebabkan air yang mengalir dari tangki umpan ke PTHB dan keluar dari PTHB
mendapatkan panas yang diberikan oleh koil pemanas di dalam PTHB.
Pada percobaan ini seharusnya mengikuti teori gangguan sistem
berdasarkan fungsi step. Namun, karena suhu umpan masuk tiba-tiba diganggu
dengan aliran gangguan bersuhu konstan, maka dapat digunakan rumus berikut:
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 20 40 60 80 100
Suh
u
Waktu
Perbedaan hasil antara suhu data dan suhu hitung menghasilkan persen
kesalahan. Persen kesalahan diperoleh karena disebabkan kesalahan pembacaan
suhu gangguan awal dan suhu keluar dari PTHB. Selain itu, pada saat percobaan,
aliran tidak terjaga overflow, sehingga air pada tangki gangguan sering
ditambahkan air dengan suhu tinggi yang mengakibatkan suhu keluar PTHB
menjadi meningkat.
Gambar 9: Grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi dinamik
Grafik tersebut menunjukkan bahwa kondisi steady state belum dapat
terlihat dikarenakan data yang diambil untuk menentukan kondisi steady state
belum sempurna. Namun pada percobaan kondisi dinamik didapat suhu steady
state 63oC.
Semakin tinggi suhu gangguan (Tis new) maka semakin tinggi suhu
steady-nya (Tis new), hal ini disebabkan oleh perbedaan antara suhu umpan (Tis)
dan suhu gangguan (Tis new) yaitu magnitude (M) yang besar.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1000 2000 3000
Suh
u
Waktu
Waktu vs. Suhu Data
Waktu vs. Suhu Hitung
2. KESIMPULAN
3. Dari data percobaan dan perhitungan diperoleh :
p = 650 s
Kp = 0.0563
= 615.3477 s
K1 = 0.9467
K2 = 0.053
4. Persamaan yang diperoleh dari percobaan kondisi dinamik:
5. Susunan neraca panas pada PTHB:
Neraca panas pada keadaan unsteady:
Neraca panas pada keadaan steady:
Term Deviasi:
Transformasi Laplace:
Fungsi Transfer:
Gambar 10: Diagram blok fungsi transfer
Ti(s)
Te(s) T(s)
+
+
Jika Te(s) = 0, maka fungsi transfernya menjadi;
DAFTAR PUSTAKA
Perry, R.H., Green, D.W. 1997. Perrys Chemical Engineers Handbook 7th ed.
McGraw-Hill: New York
Smith, C.A., Corripio, A.B. 1997. Principles & Practice of Automatic Process
Control 2nd
ed. John Wiley & Sons, Inc: New York
Stephanopoulus, G. 1984. Chemical Process Control : An Introduction to Theory
and Practice. Prentice-Hall, Inc: New Jersey
LAMPIRAN
Tabel 5: Densitas air pada setiap suhu
t, oC Densitas (gr/ml)
0 0.999839
1 0.999898
2 0.999940
3 0.999964
4 0.999972
5 0.999964
6 0.999940
7 0.999901
8 0.999848
9 0.999781
10 0.999699
11 0.999605
12 0.999497
13 0.999377
14 0.999244
15 0.999099
16 0.998943
17 0.998775
18 0.998595
19 0.998405
t, oC Densitas (gr/ml)
21 0.997992
22 0.997770
23 0.997538
24 0.997296
25 0.997045
26 0.996783
27 0.996513
20 0.998204
28 0.996233
29 0.995945
30 0.995647
31 0.995341
32 0.995026
33 0.994703
34 0.994371
35 0.994032
36 0.993684
37 0.993328
38 0.992965
39 0.992594
40 0.992215
41 0.991830
42 0.991436
43 0.991036
44 0.990628
45 0.990213
46 0.989792
47 0.989363
48 0.988928
49 0.988485
50 0.988037
51 0.987581
52 0.987120
53 0.986652
54 0.986177
55 0.985696
PERTANYAAN DAN JAWABAN
1. Nadia Benita (121100127)
Sebutkan variabel input dan variabel output pada percobaan!
Jawaban:
Variabel input pada percobaan meliputi; laju alir cairan masuk, suhu cairan
masuk, dan panas steam.
Variabel output pada percobaan meliputi: level cairan pada tangki, suhu
cairan keluar, dan laju alir cairan keluar
2. Diah Asih Ekawati (121100067)
Apa saja kegunaan PTHB pada industri?
Jawaban:
Pada industri PTHB digunakan dalam sistem, salah satunya untuk mengontrol
suhu dan mereaksikan suatu zat. Contohnya, pada industry ethanol.
3. Monica Gretta Pawung (121100076)
Apa hubungan percobaan kondisi tunak dan percobaan kondisi dinamik?
Jawaban:
Pada percobaan kondisi tunak, kita hanya mencari data pada sistem tanpa
adanya gangguan hingga air mencapai suhu steady-nya. Sedangkan pada
percobaan kondisi tunak kita menambahkan aliran gangguan di mana suhu
gangguan lebih besar dari pada suhu steady air. Sehingga terjadi perubahan
yang dinamik pada suhu air yang awalnya telah mencapai steady, hingga suhu
air mencapai nilai konstan kembali.
4. Desi Kurniyati (121100056)
Apa contoh gangguan yang terjadi pada industri riil dan bagaimana
menanggulanginya?
Jawaban:
Gangguan pada sistem proses pabrik tentu saja sangat beragam. Contohnya;
sistem Heat Exchanger, pada aliran masuk dan aliran keluar harus dipasang
alat sensor yang nantinya akan mengirimkan sinyal apabila terjadi gangguan
pada input maupun outputnya, sehingga secara otomatis alat akan melakukan
antisipasi agar tidak terjadi konflik pada sistem. Secara matematis, kita
mengubah fungsi transfer di saat terjadi perubahan input maupun outputnya.
Gangguannya sendiri dapat merupakan macam-macam variabel yang dapat
berubah maupun diubah. Contohnya; suhu, tekanan, laju alir, level, dll.