DINAMIKA PROSES TANGKI [DPT] - … · MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA...

MODUL PRAKTIKUM

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

DINAMIKA PROSES TANGKI

[DPT]

Disusun oleh:

Moch. Syahrir Isdiawan B.

Raissa Alistia

Dr. Tri Partono Adhi

Dr. Winny Wulandari

Dr. Ardiyan Harimawan

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Dinamika Pengosongan Tanki

DPT i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. ii

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1

BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN................................................................. 2

2.1 Tujuan Percobaan ............................................................................................................. 2

2.2 Sasaran Percobaan ............................................................................................................ 2

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN .................................................................................. 3

3.1 Skema Alat Percobaan ..................................................................................................... 3

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................................. 3

BAB IV PROSEDUR KERJA ................................................................................................... 4

4.1 Kalibrasi Luas Penampang Tangki .................................................................................. 4

4.2 Penentuan Laju Alir Input ................................................................................................ 4

4.3 Penentuan Laju Alir Output serta Parameter Model Matematika (k dan n) ..................... 5

4.4 Simulasi Gangguan .......................................................................................................... 6

LAMPIRAN ............................................................................................................................... 8

A. TABEL DATA MENTAH ................................................................................................ 8

B. PROSEDUR PERHITUNGAN ....................................................................................... 13


DPT ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Rangkaian alat percobaan ..................................................................................... 3

Gambar 4. 1 Diagram alir percobaan kalibrasi luas penampang tangki .................................... 4

Gambar 4. 2 Diagram alir percobaan penentuan laju alir input ................................................. 5

Gambar 4. 3 Diagram alir percobaan penentuan laju alir output serta parameter model

matematika k dan n ............................................................................................... 6

Gambar 4. 4 Diagram alir percobaan simulasi gangguan .......................................................... 7

Gambar B. 1. Hubungan antara Volume terhadap Tinggi Air ................................................. 14

Gambar B. 2. Hubungan antara Perubahan Volume terhadap Selang Waktu ......................... 17

Gambar B. 3. Hubungan antara ln(-dh/dt) terhadap ln h ......................................................... 20


DPT iii

DAFTAR TABEL

Tabel B. 1. Data Pengamatan Hubungan Volume terhadap Tinggi Air .................................. 13

Tabel B. 2. Hubungan antara Tinggi Air terhadap Waktu ....................................................... 15

Tabel B. 3. Hasil Perhitungan Perubahan Volume .................................................................. 16

Tabel B. 4. Hasil Perhitungan Laju ALir ................................................................................. 17

Tabel B. 5. Hubungan antara Ketinggian Air terhadap Waktu ................................................ 17

Tabel B. 6. Hasil Perhitungan Metode Linierisasi ................................................................... 19

Tabel B. 7. Hasil Perhitungan k dan n Menggunakan Metode Linierisasi .............................. 20

Tabel B. 8. Perhitungan Selisih h Hasil Integral dengan h Data Percobaan ............................ 21

Tabel B. 9. Hasil Perhitungan k dan n dengan Menggunakan Metode Integrasi ..................... 21


DPT 1

BAB I

PENDAHULUAN

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.

Dinamika proses menunjukkan unjuk kerja proses yang profilnya selalu berubah

terhadap waktu. Dinamika proses selalu terjadi selama sistem proses belum mencapai kondisi

tunak. Keadaan tidak tunak terjadi karena adanya gangguan terhadap kondisi proses yang

tunak.

Agar proses selalu stabil, karakteristik dinamika sistem proses dan sistem pemroses

harus diidentifikasi. Jika dinamika peralatan dan perlengkapan operasi sudah dipahami, akan

mudah dilakukan pengendalian, pencegahan kerusakan, dan pemonitoran tempat terjadi

kerusakan apabila unjuk kerja perlatan berkurang dan peralatan bekerja tidak sesuai dengan

spesifikasi operasinya. Pembelajaran tentang dinamika proses penting untuk meramalkan

kelakuan proses dalam suatu kondisi tertentu. Peramalan kelakuan proses perlu dilakukan

untuk perancangan pengendalian proses yang bertujuan :

- Menekan pengaruh gangguan.

- Menjamin kestabilan proses.

- Mengoptimalkan performa sistem proses.

- Menjaga keamanan dan keselamatan kerja.

- Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan.

- Menjaga agar operasi tetap ekonomis.

- Memenuhi persyaratan lingkungan.


DPT 2

BAB II

TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN

2.1 Tujuan Percobaan

Dengan melaksanakan praktikum ini, praktikan diharapkan dapat mempelajari

dinamika (perilaku) proses tidak tunak (unsteady state) melalui sistem fisik sederhana.

2.2 Sasaran Percobaan

Beberapa sasaran yang ingin dicapai dengan melaksanakan praktikum ini adalah:

1. Praktikan mampu mengenali dan mendefinisikan keadaan tunak dan tidak tunak untuk

sistem-sistem fisik sederhana.

2. Praktikan mampu membangun model metematika untuk sistem-sistem fisik sederhana

yang berada dalam keadaan tidak tunak.

3. Praktikan dapat menentukan parameter-parameter model matematika yang telah

dibangun dari rangkaian data percobaan.


DPT 3

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

3.1 Skema Alat Percobaan

Rangkaian peralatan untuk percobaan dinamika proses pengosongan tangki dapat

dilihat pada Gambar 3.1.

3.2 Alat dan Bahan

Alat – alat yang digunakan pada percobaan ini adalah:

- Satu set peralatan percobaan dinamika proses pengosongan tangki

- Stopwatch

- Gelas kimia

- Gelas ukur

- Ember

- Kain lap

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

- Air

Tangki 1

Tangki 2

Reservoir Reservoir

Bak penampungan air

k1, n1

Q3

k2, n2

Q4

Q1 Q2 (valve untuk gangguan)

Gambar 3.1. Rangkaian alat percobaan


DPT 4

BAB IV

PROSEDUR KERJA

4.1 Kalibrasi Luas Penampang Tangki

Tangki 1 mula – mula dikosongkan, kemudian diisi dengan sejumlah air yang

volumenya telah diketahui menggunakan gelas ukur. Tinggi permukaan air dalam tangki

pada setiap volume air tertentu dicatat. Percobaan diulangi sebanyak minimal 6 kali.

Setelah data – data diperoleh, dibuat kurva antara volume air terhadap ketinggian air

dalam tangki. Gradien kurva ini menyatakan luas penampang tangki. Prosedur ini

kemudian dilakukan juga untuk tangki 2. Diagram alir percobaan kalibrasi luas

penampang tangki dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4. 1 Diagram alir percobaan kalibrasi luas penampang tangki

4.2 Penentuan Laju Alir Input

Untuk mengetahui laju alir input, mula – mula tangki dikosongkan, valve output

ditutup, dan valve input dibuka dengan bukaan tertentu. Kemudian dilakukan pencatatan

waktu untuk setiap penambahan ketinggian air tertentu. Ketinggian air dalam tangki

dikorelasikan dengan volume air dengan mengalikan ketinggian air dan luas penampang

tangki. Kemudian dibuat kurva antara volume air terhadap waktu. Gradien kurva ini

menyatakan laju alir volumetrik input. Prosedur kemudian dilakukan juga untuk beberapa


DPT 5

variasi bukaan valve. Diagram alir percobaan penentuan laju alir input dapat dilihat pada

Gambar 4.2.

Gambar 4. 2 Diagram alir percobaan penentuan laju alir input

4.3 Penentuan Laju Alir Output serta Parameter Model Matematika (k dan n)

Tangki mula - mula diisi hingga penuh, kemudian valve output dibuka dengan bukaan

tertentu dan dilakukan pencatatan waktu untuk setiap penurunan ketinggian air tertentu.

Volume air dalam tangki dikorelasikan dengan ketinggian air di dalam tangki dengan

mengalikan ketinggian air dan luas penampang tangki. Kemudian dibuat kurva antara

volume air terhadap waktu. Gradien kurva ini menyatakan laju alir volumetrik output.

Parameter k dan n diperoleh dari pengolahan data – data hasil percobaan. Prosedur

kemudian dilakukan juga untuk beberapa variasi bukaan valve. Prosedur ini dilakukan

untuk tangki 1 dan 2. Diagram alir percobaan penentuan laju alir output serta parameter

model matematika k dan n dapat dilihat pada Gambar 4.3.


DPT 6

Gambar 4. 3 Diagram alir percobaan penentuan laju alir output serta parameter model

matematika k dan n

4.4 Simulasi Gangguan

Percobaan simulasi gangguan dilakukan pada tangki 1 karena percobaan ini harus

dilakukan dengan salah satu laju alir dijaga konstan. Tangki 1 mula - mula dikosongkan

dan semua valve ditutup. Kemudian valve input (Q1) dan valve output (Q3) dibuka secara

bersamaan dengan bukaan tertentu. Ketinggian air setiap rentang waktu tertentu kemudian

dicatat. Pencatatan dilakukan hingga kondisi tunak, yaitu saat ketinggian air dalam tangki

tidak berubah lagi. Setelah mencapai keadaan tunak, kondisi ini diberi gangguan.

Gangguan dapat berupa penambahan atau pengurangan bukaan valve input atau valve

output, selain itu gangguan juga dapat berupa penambahan aliran input dengan membuka

valve gangguan (Q2). Setelah diberi gangguan, dilakukan kembali pencatatan ketinggian

air setiap rentang waktu tertentu dan pencatatan dihentikan pada saat sistem mencapai

kondisi tunak. Diagram alir percobaan simulasi gangguan dapat dilihat pada Gambar 4.4.


DPT 7

Gambar 4. 4 Diagram alir percobaan simulasi gangguan


DPT 8

LAMPIRAN

A. TABEL DATA MENTAH

1. Perhitungan Luas Penampang Tangki

Tangki 1 Tangki 2

No Volume (mL) h (cm) No Volume (mL) h (cm)

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

2. Perhitungan Laju Alir Input

...% bukaan ...% bukaan ...% bukaan ...% bukaan

No h (cm) t (s) No h (cm) t (s) No h (cm) t (s) No h (cm) t (s)

1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

4 4 4 4

5 5 5 5

6 6 6 6

7 7 7 7

8 8 8 8

9 9 9 9

10 10 10 10

11 11 11 11

12 12 12 12

13 13 13 13

14 14 14 14


DPT 9

15 15 15 15

16 16 16 16

17 17 17 17

18 18 18 18

19 19 19 19

20 20 20 20

3. Perhitungan Laju Alir Output

100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan


1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

4 4 4 4

5 5 5 5

6 6 6 6

7 7 7 7

8 8 8 8

9 9 9 9

10 10 10 10

11 11 11 11

12 12 12 12

13 13 13 13

14 14 14 14

15 15 15 15

16 16 16 16

17 17 17 17

18 18 18 18

19 19 19 19

20 20 20 20


DPT 10

4. Perhitungan Parameter k dan n

No h (cm) 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) t (s) t (s) t (s)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20


DPT 11

5. Simulasi Gangguan

Sebelum diberi gangguan

%bukaan input 1 =

%bukaan input 2 =

%bukaan output =



DPT 12

Setelah diberi gangguan

%bukaan input 1 =

%bukaan input 2 =

%bukaan output =



DPT 13

B. PROSEDUR PERHITUNGAN

1. Perhitungan luas penampang tangki

a. Perhitungan dari volume dan ketinggi air

Misalkan data pengamatan yang telah didapat dari percobaan disajikan pada Tabel B.1.

Tabel B. 1. Data Pengamatan Hubungan Volume terhadap Tinggi Air

Tangki 1

No Volume (mL) h (cm)

1 3000 6,3

2 4000 8,5

3 5000 10,6

4 6000 12,4

5 7000 14,3

6 8000 16,2

7 9000 18,3

8 10000 20,2

Volume dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dengan:

V = volume air (mL)

A = luas penampang tangki (cm2)

h = tinggi air dalam tangki (cm)

Sehingga luas penampang tangki dapat diketahui dari gradien garis hubungan antara volume

dan tinggi air. Pengaluran garis hubungan antara volume dan tinggi air dari Tabel 1 disajikan

pada Gambar B.1.


DPT 14

Gambar B. 1. Hubungan antara Volume terhadap Tinggi Air

Keterangan: grafik tersebut harus dilewatkan koordinat (0,0)

Dari Gambar B.1, dapat diketahui bahwa luas penampang tangki sama dengan gradien yaitu

489,13 cm2.

b. Perhitungan dari keliling tangki

Dari keliling tangki, dapat diketahui diameter dalam tangki dengan menggunakan rumus:

Dengan:

D = diameter dalam tangki (cm)

K = keliling dalam tangki (cm)

Luas penampang tangki dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dengan:

A = luas penampang tangki (cm2)

D = diameter dalam tangki (cm)

2. Perhitungan laju alir input dan output

Misalkan data pengamatan yang telah didapat dari percobaan disajikan pada Tabel B.2.

y = 489,13x R² = 0,9978

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 5 10 15 20 25

V (mL)

h (cm)


DPT 15

Tabel B. 2. Hubungan antara Tinggi Air terhadap Waktu

100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan

No h (cm) t (s) No h (cm) t (s) No h (cm) t (s)

1 6 0,00 1 6 0,00 1 6 0,00

2 8 3,40 2 8 4,10 2 8 6,16

3 10 7,23 3 10 7,53 3 10 12,51

4 12 10,15 4 12 11,62 4 12 17,68

5 14 13,68 5 14 15,05 5 14 23,62

6 16 18,01 6 16 18,57 6 16 29,82

7 18 20,77 7 18 23,18 7 18 34,73

8 20 24,57 8 20 26,69 8 20 40,70

9 22 28,14 9 22 30,95 9 22 46,49

10 24 32,05 10 24 34,65 10 24 53,01

11 34 50,85 11 34 54,84 11 34 87,36

12 36 55,49 12 36 58,81 12 36 93,20

13 38 59,63 13 38 63,04 13 38 99,57

14 40 64,39 14 40 67,18 14 40 105,15

15 42 68,86 15 42 71,85 15 42 110,55

16 44 73,01 16 44 76,61 16 44 116,55

17 46 77,48 17 46 80,87 17 46 122,34

18 48 82,13 18 48 85,27 18 48 128,69

19 50 86,56 19 50 89,37 19 50 134,41

Perlu dihitung perubahan volume terlebih dahulu dengan menggunakan rumus:

Dengan:

∆V = perubahan volume (mL)

A = luas penampangtangki (cm2)

∆h = perubahan ketinggian air (cm)

Hasil perhitungan perubahan volume disajikan pada Tabel B.3.


DPT 16

Tabel B. 3. Hasil Perhitungan Perubahan Volume

100% bukaan output 75% bukaan output 50% bukaan output

No h (cm) t (s) ∆V (cm3) No h (cm) t (s) ∆V (cm3) No h (cm) t (s) ∆V (cm3)

1 6 0,00 0,00 1 6 0,00 0,00 1 6 0,00 0,00

2 8 3,40 978,26 2 8 4,10 978,26 2 8 6,16 978,26

3 10 7,23 1956,52 3 10 7,53 1956,52 3 10 12,51 1956,52

4 12 10,15 2934,78 4 12 11,62 2934,78 4 12 17,68 2934,78

5 14 13,68 3913,04 5 14 15,05 3913,04 5 14 23,62 3913,04

6 16 18,01 4891,30 6 16 18,57 4891,30 6 16 29,82 4891,30

7 18 20,77 5869,56 7 18 23,18 5869,56 7 18 34,73 5869,56

8 20 24,57 6847,82 8 20 26,69 6847,82 8 20 40,70 6847,82

9 22 28,14 7826,08 9 22 30,95 7826,08 9 22 46,49 7826,08

10 24 32,05 8804,34 10 24 34,65 8804,34 10 24 53,01 8804,34

11 34 50,85 13695,64 11 34 54,84 13695,64 11 34 87,36 13695,64

12 36 55,49 14673,90 12 36 58,81 14673,90 12 36 93,20 14673,90

13 38 59,63 15652,16 13 38 63,04 15652,16 13 38 99,57 15652,16

14 40 64,39 16630,42 14 40 67,18 16630,42 14 40 105,15 16630,42

15 42 68,86 17608,68 15 42 71,85 17608,68 15 42 110,55 17608,68

16 44 73,01 18586,94 16 44 76,61 18586,94 16 44 116,55 18586,94

17 46 77,48 19565,20 17 46 80,87 19565,20 17 46 122,34 19565,20

18 48 82,13 20543,46 18 48 85,27 20543,46 18 48 128,69 20543,46

19 50 86,56 21521,72 19 50 89,37 21521,72 19 50 134,41 21521,72

Perubahan volume juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dengan:

∆V = perubahan volume (mL)

Q = laju alir (mL/s)

∆t = selang waktu (s)

Sehingga laju alir dapat diketahui dari gradien garis hubungan antara perubahan volume

terhadap selang waktu. Pengaluran garis hubungan antara perubahan volume terhadap selang

waktu disajikan pada Gambar B.2.


DPT 17

Gambar B. 2. Hubungan antara Perubahan Volume terhadap Selang Waktu

Dari Gambar B.2, laju alir tiap bukaan disajikan pada Tabel B.4.

Tabel B. 4. Hasil Perhitungan Laju ALir

Bukaan Laju Alir (mL/s)

100% 256,96

75% 245,01

50% 159,61

3. Perhitungan parameter k dan n

Misalkan data pengamatan yang didapat dari percobaan disajikan pada Tabel B.5.

Tabel B. 5. Hubungan antara Ketinggian Air terhadap Waktu

h (cm) 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) t (s) t (s) t (s)

54 0,00 0,00 0,00 0,00

52 2,82 3,97 4,78 13,48

50 5,90 7,00 9,11 26,00

48 9,33 10,45 14,01 38,90

46 12,34 13,50 18,42 52,69

44 15,43 17,27 23,34 65,72

y = 256,96x R² = 0,9966 y = 245,01x

R² = 0,9989

y = 159,61x R² = 0,9992

0,00

5000,00

10000,00

15000,00

20000,00

25000,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00

∆V (mL)

t (s)

100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan


DPT 18

h (cm) 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) t (s) t (s) t (s)

42 18,91 20,62 28,03 78,98

40 22,26 24,37 33,13 93,35

38 25,60 27,99 38,34 107,81

36 29,03 31,55 43,50 120,74

34 32,47 35,22 48,49 136,20

24 51,01 55,65 75,86 216,94

22 54,78 59,82 81,70 235,10

20 59,11 63,97 87,90 253,43

18 63,36 68,55 94,14 270,05

16 67,58 72,99 100,04 289,35

14 71,98 78,14 106,45 309,37

12 76,45 82,97 113,18 330,77

10 80,98 88,08 120,22 352,24

8 86,49 93,59 127,62 377,05

6 91,60 99,11 135,42 403,52

a. Perhitungan dengan Metode Linierisasi

Hubungan antara laju perubahan ketinggian air terhadap ketinggian air ditunjukkan dengan

rumus:

Dengan:

h = ketinggian air (cm)

t = waktu (s)

k = parameter

n = parameter

Hubungan yang ditunjukkan rumus tersebut dapat dilinierkan menjadi:


DPT 19

Dari hubungan linierisasi tersebut, pengaluran garis hubungan antara ln(-dh/dt) terhadap ln h

menghasilkan gradien bernilai n dan titik potong yang dapat digunakan untuk menghitung

nilai k.

Hasil perhitungan dengan metode linierisasi disajikan pada Tabel B.6.

Tabel B. 6. Hasil Perhitungan Metode Linierisasi

h (cm) ln h 100% bukaan 75% bukaan 50% bukaan 25% bukaan

t (s) ln(-dh/dt) t (s) ln(-dh/dt) t (s) ln(-dh/dt) t (s) ln(-dh/dt)

54 0,00 0,00 0,00 0,00

52 3,95 2,82 -0,34 3,97 -0,69 4,78 -0,87 13,48 -1,91

50 3,91 5,90 -0,39 7,00 -0,56 9,11 -0,82 26,00 -1,87

48 3,87 9,33 -0,44 10,45 -0,55 14,01 -0,85 38,90 -1,87

46 3,83 12,34 -0,43 13,50 -0,52 18,42 -0,83 52,69 -1,88

44 3,78 15,43 -0,43 17,27 -0,55 23,34 -0,85 65,72 -1,88

42 3,74 18,91 -0,45 20,62 -0,54 28,03 -0,85 78,98 -1,88

40 3,69 22,26 -0,46 24,37 -0,55 33,13 -0,86 93,35 -1,90

38 3,64 25,60 -0,47 27,99 -0,56 38,34 -0,87 107,81 -1,91

36 3,58 29,03 -0,48 31,55 -0,56 43,50 -0,88 120,74 -1,90

34 3,53 32,47 -0,48 35,22 -0,57 48,49 -0,89 136,20 -1,92

24 3,18 51,01 -0,53 55,65 -0,62 75,86 -0,93 216,94 -1,98

22 3,09 54,78 -0,54 59,82 -0,63 81,70 -0,94 235,10 -1,99

20 3,00 59,11 -0,55 63,97 -0,63 87,90 -0,95 253,43 -2,01

18 2,89 63,36 -0,57 68,55 -0,64 94,14 -0,96 270,05 -2,02

16 2,77 67,58 -0,58 72,99 -0,65 100,04 -0,97 289,35 -2,03

14 2,64 71,98 -0,59 78,14 -0,67 106,45 -0,98 309,37 -2,05

12 2,48 76,45 -0,60 82,97 -0,68 113,18 -0,99 330,77 -2,06

10 2,30 80,98 -0,61 88,08 -0,69 120,22 -1,01 352,24 -2,08

8 2,08 86,49 -0,63 93,59 -0,71 127,62 -1,02 377,05 -2,10

6 1,79 91,60 -0,65 99,11 -0,73 135,42 -1,04 403,52 -2,13

Dari Tabel B.6, pengaluran grafik hubungan antara ln (-dh/dt) terhadap ln h disajikan pada

Gambar B.3.


DPT 20

Gambar B. 3. Hubungan antara ln(-dh/dt) terhadap ln h

Hasil perhitungan k dan n disajikan pada Tabel B.7.

Tabel B. 7. Hasil Perhitungan k dan n Menggunakan Metode Linierisasi

Persentase Bukaan Valve Output k n

100% 199,27 0,12

75% 203,28 0,08

50% 135,88 0,11

25% 43,04 0,14

b. Perhitungan dengan Metode Integrasi

Dari rumus hubungan antara perubahan ketinggian terhadap ketinggi air, dapat dicari

ketinggian air pada saat tertentu dengan cara integral.

∫

∫

√

Dari rumus tersebut, k dan n ditebak sehingga selisih antara h hasil integral dan h data

percobaan mempunyai selisih minimum. Metode integrasi ini menggunakan bantuan fitur

Solver pada Microsoft Excel.

y = 0,1213x - 0,8979 R² = 0,9192

y = 0,0824x - 0,8779 R² = 0,7184

y = 0,1x - 1,2364 R² = 0,9625

y = 0,1272x - 2,3743 R² = 0,9769

-2,50

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00

ln(-dh/dt)

ln h



DPT 21

Perhitungan selisih h hasil integral dengan h data percobaan disajikan pada Tabel B.8.

Tabel B. 8. Perhitungan Selisih h Hasil Integral dengan h Data Percobaan

h (cm)


k = 97,96 k = 96,43 k = 72,43 k = 18,50

n = 0,3 n = 0,28 n = 0,27 n = 0,36

t (s) h integral |∆h| t (s) h integral |∆h| t (s) h integral |∆h| t (s) h integral |∆h|

54 0,00 54,00 0,00 0,00 54,00 0,00 0,00 54,00 0,00 0,00 54,00 0,00

52 2,82 52,16 0,16 3,97 51,64 0,36 4,78 51,93 0,07 13,48 51,89 0,11

50 5,90 50,17 0,17 7,00 49,86 0,14 9,11 50,07 0,07 26,00 49,96 0,04

48 9,33 47,98 0,02 10,45 47,85 0,15 14,01 47,99 0,01 38,90 48,00 0,00

46 12,34 46,08 0,08 13,50 46,10 0,10 18,42 46,14 0,14 52,69 45,93 0,07

44 15,43 44,16 0,16 17,27 43,96 0,04 23,34 44,10 0,10 65,72 44,01 0,01

42 18,91 42,03 0,03 20,62 42,08 0,08 28,03 42,17 0,17 78,98 42,08 0,08

40 22,26 40,00 0,00 24,37 40,00 0,00 33,13 40,11 0,11 93,35 40,03 0,03

38 25,60 38,01 0,01 27,99 38,02 0,02 38,34 38,03 0,03 107,81 38,00 0,00

36 29,03 36,00 0,00 31,55 36,11 0,11 43,50 36,00 0,00 120,74 36,22 0,22

34 32,47 34,01 0,01 35,22 34,16 0,16 48,49 34,07 0,07 136,20 34,13 0,13

24 51,01 23,92 0,08 55,65 23,90 0,10 75,86 24,00 0,00 216,94 23,96 0,04

22 54,78 22,00 0,00 59,82 21,94 0,06 81,70 21,98 0,02 235,10 21,86 0,14

20 59,11 19,86 0,14 63,97 20,03 0,03 87,90 19,89 0,11 253,43 19,80 0,20

18 63,36 17,82 0,18 68,55 17,98 0,02 94,14 17,85 0,15 270,05 18,01 0,01

16 67,58 15,86 0,14 72,99 16,06 0,06 100,04 15,97 0,03 289,35 16,00 0,00

14 71,98 13,90 0,10 78,14 13,90 0,10 106,45 13,99 0,01 309,37 14,00 0,00

12 76,45 11,98 0,02 82,97 11,96 0,04 113,18 12,00 0,00 330,77 11,98 0,02

10 80,98 10,13 0,13 88,08 10,00 0,00 120,22 10,01 0,01 352,24 10,06 0,06

8 86,49 8,00 0,00 93,59 8,00 0,00 127,62 8,02 0,02 377,05 8,00 0,00

6 91,60 6,17 0,17 99,11 6,13 0,13 135,42 6,06 0,06 403,52 6,00 0,00

jumlah = 1,60 jumlah = 1,69 jumlah = 1,18 jumlah = 1,16

Hasil perhitungan k dan n metode integrasi disajikan pada Tabel B.9.

Tabel B. 9. Hasil Perhitungan k dan n dengan Menggunakan Metode Integrasi

Bukaan Valve Output k n Σ|∆h| (cm)

100% 97,96 0,30 1,60

75% 96,43 0,28 1,69

50% 72,43 0,27 1,18

25% 18,50 0,36 1,16


DPT 22

Lembar Kendali Keselamatan Kerja

Laboratorium Instruksional I

Semester I-2013/2014

Nama Modul: Dinamika Proses Tangki

Asisten Modul: Moch. Syahrir Isdiawan B. / 13010009

Raissa Alistia / 13010038

Dosen Pembimbing: Dr. Tri Parthono Adhi

Dr. Winny Wulandari

No Bahan Sifat Bahan Tindakan Penanggulangan

1 Air (H2O) • Titik leleh 0oC

(1atm).

• Titik didih

100oC (1 atm).

• Stabil terhadap

reaksi.

• Viskositas 0.860

cP pada 26oC.

• Pelarut yang

baik.

• Konduktivitas

termal 0.61

W/m.K (26oC)

Tidak memerlukan penanggulangan secara

khusus.

Kecelakaan yang mungkin terjadi Penanggulangan

Hubungan arus pendek akibat listrik yang

kontak dengan air

Usahakan untuk memutus hubungan arus listrik pada alat. Apabila hal ini

tidak dapat dilakukan, hubungi pihak berwenang.

Terjatuh dari tangga pada saat melakukan

percobaan

Berikan pertolongan medis secukupnyaapabila terjadi luka atau memar

Terpeleset akibat genangan air yang

diakibatkan oleh kebocoran dari sambungan

selang.

Pastikan semua sambungan selang terpasang dengan baik dan benar, sehingga

tidak ada air yang bocor dan menggenang. Bersihkan apabila terjadi

genangan air

Perlengkapan keselamatan kerja

Jaslab Google Rubber boat

Prosedur Keselamatan Kerja

Tahapan

Percobaan Prosedur Keselamatan Kerja

Pengecekan alat

Pastikan semua sambungan selang terpasang dengan baik, terutama selang blowdown.

Pastikan listrik pada pompa terhubung dengan baik dan benar.

Percobaan Berhati-hati dalam menaiki tangga percobaan, usahakan agar alas kaki kering pada saat menaiki

tangga percobaan.

Pasca Percobaan Putus hubungan arus pada semua peralatan yang menggunakan sumber listrik.

Menyetujui,

Asisten Modul, Dosen Pembimbing,

Moch. Syahrir I. B.

Raissa Alistia

Dr. Tri Partono Adhi

Dr. Winny Wulandari

Koordinator Laboratorium Instruksional

Program Studi Teknik Kimia ITB,

Dr. Ardiyan Harimawan


DPT 23

DINAMIKA PROSES TANGKI [DPT] - … · MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA...

Documents

Transcript of DINAMIKA PROSES TANGKI [DPT] - … · MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA...