KELAKUAN DINAMIK SUHU PADA PEMANAS TANGKI HORIZONTAL BERPENGADUK(PTHB)JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI UPN VETERAN YOGYAKARTA D-12

TUJUAN PERCOBAANMenyusun permodelan matematis untuk mempelajari dinamika suhu pada sistem tangki pemanas berpengaduk berbentuk silinder horizontalMempelajari dinamika respon suhu (T) terhadap perubahan input ( gangguan )

LATAR BELAKANGPerubahan/fluktuasi Process Variables (PV) di dalam suatu pabrik mempengaruhi kinerja prosesKelakuan dinamik dari Process Variables (PV) sangat penting untuk diketahui guna mendukung tercapainya tujuan prosesSelain itu, kelakuan dinamik proses juga bermanfaat dalam perancangan sistem pengendalian proses.Dalam percobaan ini, diambil kasus dinamika suhu pada Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk

TINJUAN PUSTAKAChemical Process IndustriesGabungan 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 mempunya nilai lebih) dengan cara seekonomis mungkin (Stephanopoulus,1990) Control SystemSuatu sistem yang digunakan untuk menjaga/mengendalikan PV pada nilai yang diinginkan (set-point), walaupun terjadi gangguan proses. Macam Sistem Control : Manual Otomatis

Gangguan sistem berdasarkan fungsi tahapFungsi gangguan yang akan berubah secara cepat, dari satu tingkat ke tingkat yang lainya dan setelah itu konstan.

LANDASAN TEORINeraca panas pada pemanas tangki berpengaduk berpengaduk:

[Panas masuk] [Panas keluar] + [Panas yang ditambahkan] = [Panas akumulasi]

Pada kondisi unsteady :Fi ..Cp.Ti - F ..Cp.T + Qe = V . . Cp . = Ti + Kp.Te ( 1 + Kp ) . T Dimana :Pada kondisi tunak (Steady ) : + ( 1 + Kp ) T = Ti + Kp Te Fungsi Transfer :0 = Tis + Kp.Tes ( 1 + Kp ) . Ts Qe = he . Ae (Te T)

Dimana : T = T Ts Te = Te Tes Ti = Ti - Tis Laplace Transform :T(s) = Ti(s) + Te(s) Dimana : = == +

Gd(s)

Gp(s)

T(s)Te(s)Ti(s);

Jika Te = konstan maka Te(s) = 0Sehingga ;

Gd(s)

Ti(s)T(s)T(s) = Dimana : M = magnitudeLaplace Invers :T(t) = Ts + M. ( 1 )

Jika Ti = konstan maka Ti(s) = 0Sehingga ;T(s) = Dimana : M = magnitudeLaplace Inverse :T(t) = Ts + MTe(s)Gp(s)

T(s). ( 2 )

Rangkaian Alat Percobaan 1. PTHB berbentuk silinder6. Tangki gangguan2. Pengaduk7. Tangki umpan air Tkamar3a.Pemanas tangki8. Tangki umpan gangguan3b.Pemanas tangki umpan9. Tangki umpan air Tkamar4. Termometer10. Pompa5. KranKeterangan Gambar Alat :

Bahan : Bahan yang digunakan ialah air sumber dengan spesifikasi :Suhu ( T ) = 28 oCKapasitas panas air ( Cp) = 1 kal/g oCCara Kerja :1. Percobaan pendahuluan Mengisi PTHB (Gambar 4, no 1) dengan air sampai ketinggian tertentu Mengeluarkan air dan mengukur volume air tersebut2. Percobaan kondisi tunak Mengisi air pada Tangki umpan (Gambar 4, no 7) Membuka kran (Gambar 4,no 5), menyalakan pompa (Gambar 4,no 10) Mencatat suhu umpan masuk (Tis), setelah keadaan tunak (steady state) Menyalakan pemanas pada PTHB (Gambar 4, no 3a) dengan daya tertentu Mengukur dan mencatat suhu air keluar PTHB hingga suhu konstan (Ts) Menghitung , p, Kp, k1 dan k23. Percobaan kondisi dinamik Mengisi tangki air pada tangki gangguan (Gambar 4,no 6) dan menyalakan pemanas(Gambar 4, no 3b) sampai suhu tertentu Menyalakan pompa (Gambar 4,no 10) dan mengatur kran (Gambar 4,no 5) Mencatat suhu air keluar PTHB dengan interval waktu tertentu hingga suhu konstan (Tsnew)

DAFTAR PUSTAKALuyben, W.L., 1990, Process Modeling, Simulation, and Control for Chemical Engineer,2nd ed., Mc-Graw Hill Publishing Co., New York.Perry, R.H., 1984, Perrys Chemichal Engineering Handbook, Mc-Graw Hill Book Co., Ltd., New York.Seborg D.G., Edgar, T.F., and Mellichamp, D.A., 1989, Process Dynamics and Control, John Wiley and Sons, New York.Stephanopoulus, G., 1990, Chemichal Process Control: An Introduction to Theory and Practice, Private Limited, Prentice-Hall of India, New Delhi.

TERIMA KASIH

HASIL PENELITIANA. Hasil Percobaan PendahuluanVolume pTHB ( V )= 12.5 literKapasitas panas Cairan ( Cp ) = 4,2 Joule / g 0CDensitas air( )= 1 g / mlLaju alir volumetrik ( Fi )= 32 ml / sLuas permukaan Coil pemanas ( Ae )= 188.5 cm2Koefisien konveksi ( he )= 2500 W / m2 0CPanas Yang di berikan coil ( Qe )= 820 WKp= ?= ?= ?= ?= ?

B. Hasil Percobaan Kondisi Dinamik Respon dinamik suhu sistem terhadap kenaikan suhu umpan masukDiperoleh persamaan dibawah ini : = 224.5 det; K1= 0.74; M = 22 0C; M= 32 0C Dimana :T(t) = 38 + 0.74 x22 (1 e-t/224.5)T(t) = 38 + 0.74 x32 (1 e-t/224.5)

AM=32M=22BA