Laboratorium Satuan Operasi 1

Tahun Ajaran 2014/2015

F L U I D I S A S I

Pembimbing: Wahyu

Tanggal Praktikum: April 2015

Kelompok: 1 (Satu)

SyahriantiMuh Ilham Basri

Sri Astuti NurAhmad Ali

Riskawati

TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

2015

F L U I D I S A S I

I. TUJUAN :

Tujuan dari praktikum ini adalah :

Agar dapat membuktikan persamaan Carman-Kozeny

Agar dapat mengamati sampel saat terfluidisasi

II. ALAT YANG DIGUNAKAN :

Alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu :

1. Satu set alat fixed and fluidised bed1 buah

2. Spatula1 buah

3. Ayakan1 buah

4. Ayakan sieving 3 buah

5. Neraca analitik1 buah

6. Gelas kimia 100 ml5 huah

7. Gelas kimia 250 ml2 buah

8. Piknometer1 buah

III. BAHAN YANG DIGUNAKAN :

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu :

Aquadest

Pasir kuarsa

Pasir Pantai

IV. DASAR TEORI

Fluidisasi merupakan salah satu cara untuk mengontakkan butiran padat dengan fluida. Apabila kecepatan fluida relative rendah, unggun tetap diam karena fluida hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan terjadinya perubahan susunan partikel tersebut. Apabila kecepatan fluida dinaikkan sedikit demi sedikit, pada saat tertentu penurunan tekanan akan sama dengan gaya berat yang bekerja terhadap butiran-butiran padat sehingga unggun mulai bergerak.. Unggun mengembang, pororsitas bertambah, tetapi butiran-butiran masih salingkontak satu sama lain.

Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat seperti fluida dengan viskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi sejumlah partikelpadat berbentuk bola. Melalui unggun padatan ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut unggun diam atau fixed bed.

Dalam system padat-cair, kenaikan kecepatan air sampai diatas fluidisasi minimum akan menyebabkan pengembangan unggun yang halus dan progresif (terus menerus). Dalam hal ini ketidak stabilan aliran keseluruhan relative kecil dan tidak terjadi pembentukkan gelembung yang cukup besar. Unggun yang berkelakuan seperti ini sering disebut unggun fluidisasi cair (liquidfluidizedbed) atau unggun fluidisasi homogeny.

System padat-gas berkelakuan sangat berbeda. Pada kenaikan laju alir gas dibawah fluidisasi minimum sudah terjadi pembentukan gelembung dan saluran (chanelling) gas, dan gerakkan padatan menjadi lebih tidak beraturan. System seperti ini disebut unggun fluidisasi agregatif atau unggun fluidisasi gas.

Kedua macam fluidisasi tersebut dapat digolongkan kedalam fluidisasi fase padat (ketinggian unggun masih berada pada batas tertentu).

Pada laju alir fluida yang sanga tinggi (melebihi P), kecepatan akhir (ut) menjadi sangat besar, sehingga batas atas unggun akan hilang (totalentrainment/butiran padatan terbawa aliran fluida), porositas mendekati 1. Keadaan ini disebut fluidisasi berkesinambungan

Proses Fluidisasi

Bila suatau zat cair dilewatkan melalui hamparan lapisan partikel padat pada kecepatan rendah, partikel-partikel itu tidak bergerak. Jika kecepatan fluida berangsur-angsur dinaikan, partikel-partikel itu akhirnya akan mulai bergerak dan melayang di dalam fluida. Istilah fluidisasi (fluidization) dan hamparan fluidisasi (fluidized bed) biasanya digunakan untuk keadaan partikel yang seluruhnya dianggap melayang, karena suspense ini berperilaku seakan-akan fluida rapat. Jika hamparan itu dimiringkan, permukaan atasnya akan tetaphorizontal, dan benda-benda besar akan mengapung atau tenggelam di dalam hamparan itu bergantung pada perbandingan densitasnya terhadap suspense. Zata padat yang terfluidisasi dapat dikosongkan dari hamparannya melalui pipa dan katub sebagaimana halnya suatu zat cair, dan sifat fluiditas ini merupakan keuntungan utama dari penggunaan fluidisasi untuk menangani zat padat.

Kondisi Fluidisasi

Perhatikan suatu tabung vertical yang sebagian berisi bahan butiran, sebagaimana terlihat dalam gambar. Tabung itu turbulen pada keadaan atas, dan mempunyai plat berpori pada bagian bawah untuk menopang pasir diatasnya untuk menyebarkan aliran secara seragam pada keseluruhan penampang. Udara dimasukkan dibawah plat distribusi dengan laju lambat dan naik keatas dengan hamparan tanpa menyebabkan terjadinya gerakan dalam partikel. Jika partikel itu cukup kecil, aliran didalam saluran-saluran diantara partikel-partikel dalam hamparan itu akan bersifatlaminar. Jika kecepatan itu dinaikkan , penurunan tekanan akan meningkat, tetapi partikel-partikel itu tetap masih tidak bergerak dan tinggi hamparan pun tidak berubah. Pada kecepatan tertentu, penurunan tekanan melintas hamparan itu akan mengimbangi gaya gravitasi yang dialaminya dengan kata lain mengimbangi bobot hamparan., dan jika kecepatan masih dinaikkan lagi partikel itu akan mulai bergerak. Titik ini digambarkan oleh titik A pada grafik. Jika kecepatan it uterus ditingkatkan lagi, partikel-partikel itu akan memisahkan dan menjadi cukup berjauhan satu sama lain sehingga dapat berpindah-pindah dalam hamparan itu, dan fluidisasi yang sebenarnya pun mulailah terjadi. Jika hamparan itu sudfah terfluidisasi , penurunan tekanan melintas hamparan akan tetap konstan, akan tetapi tinggi hamparan akan bertambah terus jika aliran ditinngkatkan lagi.

Jika laju aliran hamparan ke fluidisasi (fluized bed) itu perlahan-lahan diturunkan, penurunan tekanan tetap sama, tetapi tinggi hamparan berkurang. Akan tetapi, tinggi akhir hamparan itu mungkin lebih besar dari nilainya pada hamparan diam semula, karena zat padat yangdicurahkan dalam tabung itumenetal lebih rapat dari zat padat yang mengendap perlahan-lahan dari keadaan fluidisasi. Penurunan pada kecepatan rendah lebih kecil dari hamparan diam semula. Jika fluidisasi dimulai kembali, penurunan tekanan akan mengimbangi bobot hamparan pada titik B, titik inilah yang harus kita anggap sebagai kecepatan fluidisasi minimum Umfdan bukan titik A. Untuk mengukur Umfhamparan itu harus difluidisasikan dengan kuat terlebih dahulu, dibiarkan mengendap dengan mematikan aliran udara, dan laju aliran dinaikan lagi perlahan-lahan sampai hamparan itu mengembang.

Jenis-jenis Fluidisasi

1. Fluidisasi partikulat

Dalam fluidisasiairdan pasir, partikel-partikel itu bergerak menjauh satu sama lain dan gerakannya bertambah hebat dengan bertambahnya kecepatan, tetapi densitas hamparan rata-rata pada suatu kecepatan tertentu sama disegala arah hamparan. Proses ini disebut Fluidisasi partikulat yang bercirikan ekspansi hamparan yang cukup besar tetapi seragam pada kecepatan yang tinggi.

Kertika fluida cairan seperti air dan padatannya berupa kaca, gerakan partikel pada saat terfluidisasi terjadi dalam ruanng sempit dalam hamparanSeiring dengan bertambahnya kecepatan fluida dan penurunan tekanan, maka hamparan akan terekspansi dan gerakan dan pergerakan partikel semakin cepat. Jalan bebas rata-rata suatu partikel diantara tubrukan-tubrukan dengan partikel akan bertambah besar dengan meningkatnya kecepatan fluida, dan akibatnya porositas hamparan akan meningkat pula. Ekspansi dari hamparan ini akan di ikuti dengan meningkatnya kecepatan fluida samapi setiap partikel bertindak sebagai suatu individu.

2. Fluidisasi Gelembung

Hamparan zat padat yang terfluidisasi di dalam udara biasanya menunjukan fluidisai yang dikenal sebagia fluidisasi agregativ. Fluidisasi ini terjadi jika kecepatan superficial gas diatas kecepatan fluidisasi minimum. Bila kecepatan superficial gas diatas kecepatan jauh lebih besar dari Umfkebanyakan gas itu mengalir melalui hamparan dalam bentuk gelembung, dan hannya sebagian kecil gas itu mengalir dalm saluran-saluran yang terbentuk diantara partikel. Partikel itu bergerak tanpa aturan dan didukung oleh fluida tetapi diruang-ruang antara gelembung fraksi kosong kira-kira sama dengan kondisi awal fluidisasi . Gelembung yang terbentuk berperilaku hamper seperti gelembung udara dalam air, atau gelembung uap dalam zat cair yang mendidih (hamparan didih).

Ukuran rata-rata gelembung itu bergantung pada jenis dan ukuran partikel, jenis plat distributor, kecepatan superficial, dan tebalnya hamparan. Gelembung-gelembung cenderung bersatu, dan menjadi besar pada waktu naik melalui hamparan fluidisasi itu dan ukuran maksimum gelembung stabil berkisar antara beberapa inci sampai beberapa kaki diameternya. Gelembung-gelembung yang beriringan lalu bergerak ke puncak terpisah oleh zat padat yang seakan-akan sumbat. Peristiwa tersebut di kenal peristiwa penyumbatan (slugging) dan biasanya hal ini tidak dikehendaki karena mengakibatkan karena adanya fluktuasi tekanan dalam hamparan, meningkatkan zat padat yang terbawa ikut dan menimbulkan kesulitan jika kita ingin memperbesar skalanya di unit-unit yang lebih besar.

Parameter-parameter didalam Peristiwa Fluidisasi

1). Densitas partikel

Penentuan densitas partikel untuk zat padat yang masih dan tidak menyerap air atau zat cair lain, bisa dilakukan dengan memakai piknometer. Sedang untuk partikel berpori, cara diatas akan menimbulkan kesalahan yang cukup besar karena air atau cairan akan memasuki pori-pori didalam partikel, sehingga yang diukur bukan lagi densitas partikel (berikut pori-porinya) seperti yang diperlukan dalam persamaan di muka, tetapi densitas bahan padatnya (tidak termasuk pori-pori didalamnya). Untuk partikel-artikel yang demikian ada cara lain yang biasa digunakan, yaitu dengan metode yang diturunkan Ergun.

2). Bentuk partikel

Dalam persamaan yang telah diturunkan, partikel padatnya dianggap sebagai butiran yang berbentuk bola dengan diameter rata-rata dp. Untuk partikel bentuk lain, harus ada koreksi yang menyatakan bentuk partikel sebenarnya.

Faktor koreksi tersebut dinyatakan dengan :

Diameter partikel

Diameter partikel biasanya diukur berdasarkan analisa ayakan (ukuranmesh).

Porositas unggun

Porositas unggun menyatakan fraksi kosong di dalam unggun yang secara

matematika bila ditulis sebagai berikut:

granulasi unggun yang terfluidisasikan adalah pembesaran ukuran umum di industri farmasi, di mana bubuk halusadalah diaglomerasi menggunakan pengikat cair untuk memberikan butiran yang lebih besar. Distribusi ukuran butiran selama granulasi adalah salah satu karakteristik utama dari evaluasi proses. Dengan demikian, ada kebutuhan untuk desain proses pengendalian metode yang bertujuan untuk mengevaluasi distribusi ukuran pada real-time. Beberapa dari gambar analisis dan NIR instrumentasi memiliki ditangani ini masalah di barutahun 1-3. Namun, yang isu dengan yang handal data penanganan dan probe kontaminasi masih perlu untuk diatasi.

Fenomena-Fenomena yang dapat terjadi pada proses fluidisasi

Adapun fenomena-fenomena yang dapat terjadi pada proses fluidisasi, antara lain:

1. Fenomena fixed bed, terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju minimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan tetap diam. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar.

Gambar II.1.3. Fenomena fixed bed

2. Fenomena minimum or incipient fluidization, terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada kondisi ini partikelpartikel padat mulai terekspansi. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar.

Gambar II.1.4. Fenomena minimum or incipient fluidization

3. Fenomena smooth or homogenously fluidization, terjadi saat kecepatan dan distribusi aliran fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama atau homogeny sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar.

Gambar II.1.5. Fenomena smooth or homogenously fluidization

4. Fenomena bubbling fluidization yang terjadi ketika gelembunggelembung pada unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel tidak homogen. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar.

Gambar II.1.6. Fenomena bubbling fluidization

5. Fenomena slugging fluidization, terjadi ketika gelembung-gelembung besar yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel-partikel padat. Pada kondisi ini terjadi penolakan sehingga partikel-partikel padat seperti terangkat. Kondisi ini dapat dilihat pada gambar.

Gambar II.1.7. Fenomena slugging fluidization

6. Fenomena chanelling fluidization, terjadi ketika dalam unggun partikel padatan terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertikal. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar.

Gambar II.1.8. Fenomena chanelling fluidization

7. Fenomena disperse fluidization, terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan terbawa aliran fluida dan berekspansi mencapai nilai maksimum. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar.

Gambar II.1.9. Fenomena disperse fluidization

Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

1. Laju alir fluida dan jenis fluida

2. Ukuran partikel dan bentuk partikel

3. Jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel

4. Porositas unggun

5. Distribusi aliran

6. Distribusi bentuk ukuran fluida

7. Diameter kolom

8. Tinggi unggun.

Kelebihan dan Kekurangan Teknik Fluidisasi

Kelebihan dari teknik fluidisasi adalah:

1. Properti transfer panas yang baik dalam gas-fluidized bed. Gelembung yang terbentuk menjaga unggun bersifat isotermal dan laju transfer panas yang tinggi diperoleh antara unggun dan permukaan yang dicelupkan.

2. Sifat unggun yang menyerupai fluida memungkinkan adanya aliran zat padat secara kontinu dan memudahkan pengontrolan.

3. Perpindahan panas antara unggun terfluidakan dengan media pemindah panas yang baik memungkinkan pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas permukaan kecil.

4. Perpindahan panas dan kecepatan perpindahan mass antara partikel cukup tinggi.

5. Sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi memungkinkan pemindahan jumlah panas yang besar dalam reaktor.

Kekurangan dari teknik fluidisasi adalah:

1. Kecepatan fluida yang digunakan terbatas pada jangkauan dimana unggun terfluidisasi. Jika kecepatan jauh lebih besar dari Umf, dapat terjadi kehilangan material yang cukup besar akibat terbawa keluar dari unggun serta ada kemungkinan terjadi kerusakan partikel karena kecepatan operasi yang terlalu besar.

2. Tenaga untuk memompa fluida sehingga terjadi fluidisasi harus besar untuk unggun yang besar dan dalam.

3. Ukuran dan tipe partikel yang dapat digunakan dalam teknik ini terbatas.

4. Karena sifat unggun terfluidisasi yang kompleks, seringkali terjadi kesulitan dalam mengubah skala kecil menjadi skala industri.

5. Adanya erosi terhadap bejana dan sistem pendingin.

6. Butiran halus akan terbawa aliran sehingga mengakibatkan hilangnya sejumlah tertentu padatan.

4.7 Rumus-rumus yang digunakan untuk mengolah data :

1. Untuk menghitung Volume piknometer :

Vol Pikno=

2. Untuk menghitung densitas padatan :

P=

3. Untuk menghitung luas permukaan tabung :

A = 1/4 D^2

4. Untuk menghitung porositas padatan terfluidisasi :

= 1-

5. Untuk menghitung Vs (Superficial Velocity)

Vs =

6. Untuk menghitung bilangan Reynolds

Re=

7. Untuk menghitung x dan y menggunakan persamaan Carman Kozeny

K1= 150

K2= 1.75

= + 1,75

Jadi,

Y =

X=

V. PROSEDUR KERJA

Menganalisa sampel menggunakan Fixed Fluidized Bed

1. Sampel disiapkan, lalu dimasukkan ke dalam tabung Fixed Fluidized Bed. Pada praktikum kali ini kami menggunakan dua fluida yakni, fluida yang digunakan adalah udara dan Air.

2. Permukaan sampel diratakan dan tinggi diam dan tekanan diam sampel dalam tabung. Dicatat data yang diperoleh.

3. Sampel dimasukkan kedalam alat fluidisasi dengan data , yaitu 75 gram, 100 gram, 125 gram, dan 150 gram.(khusus fluida udara) serta 300 gram (khusus fluida Air).

4. Laju alir udara (Q) diatur dengan :

Q ( lt/menit)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

saat laju alir telah tercapai, tinggi sampel dan tekanan fluidisasi sampel dicatat.

Menentukan Densitas sampel

1. Untuk menentukan densitas sampel, pertama-tama harus diketahui volume dari piknometer;

Air dimasukkan kedalam piknometer lalu ditimbang.

Diketahui nilai air adalah 1 g/ml.

Selanjutnya dari data berat pikno + air yang diperoleh, dapat ditentukan nilai volume pikno (vol pikno=vol air).

2. Setelah penentuan volume pikno, berikutnya menentukan densitas sampel, ( a ).

3. Ditimbang bobot pikno kosong, lalu pikno diisi dengan sampel sampai setengahnya, lalu ditimbang kembali. ( b )

4. Pikno didisi lagi dengan air hingga penuh, lalu ditimbang lagi ( c )

5. Dari data tersebut dapat ditentukan bobot air dan bobot sampel

= c b

Kemudian vol air dan vol sampel dihitung menggunakan rumus :

Berikutnya nilai densitas sampel dihitung menggunakan rumus :

VI. DATA PENGAMATAN

1. Berat pada piknometer

Untuk Pasir Kuarsa

No

Ukuran

Berat (g)

1

Piknometer kosong

23.06

2

Pikno kosong + air

48.13

3

Pikno + kuarsa

41.35

4

Pikno + air + pasir

59.40

Untuk Pasir Pantai

No

Ukuran

Berat (g)

1

Piknometer kosong

23.06

2

Pikno kosong + air

48.13

3

Pikno + pasir

43.01

4

Pikno + air + pasir

61.04

2. Berat pada ayakan (Sieving) pasir kuarsa

N0

lebar ayakan dp (mm)

DP

(mm)

Berat pan kosong(gram)

berat pan +berat sampel(gram)

1

0,630

0

256,72

356,72

2

0,355

0,275

230,56

230,90

3

0,2

0,155

211,81

211,91

4

0,112

0,088

201,29

201,34

Pan

0

0,112

282,14

282,45

Berat pada ayakan (Sieving) pasir pantai

N0

lebar ayakan dp (mm)

DP

(mm)

Berat pan kosong(gram)

berat pan +berat sampel(gram)

1

0,355

0

230,59

454,08

2

0,248

0,107

244,98

423,05

3

0,211

0,037

246,21

305,64

4

0,178

0,033

240,60

262,31

Pan

0

0,178

282,09

304,28

3. Data Fluidisasi

Mp= 75 gram ( Pasir Kuarsa )

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

1

26

0

0

2

26

0

2

3

26

0,1

4

4

26

0,2

6

5

26

0,4

8

6

26

0,5

10

7

26

0,6

12

8

26

0,7

14

9

26

0,8

16

10

26

0,9

18

11

26

1

20

12

26

1,1

22

13

26

1,2

24

Mp= 100 gram

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

1

37

0

0

2

37

0

2

3

37

0,3

4

4

37

0,4

6

5

37

0,5

8

6

37

0,6

10

7

37

0,7

12

8

37

0,8

14

9

37

1

16

10

37

1,1

18

11

37

1,2

20

12

37

1,3

22

13

37

2

24

Mp = 125 gram

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

1

47

0

0

2

47

0

2

3

47

0,2

4

4

47

0,4

6

5

47

0,6

8

6

47

0,8

10

7

47

1

12

8

47

1,1

14

9

47

1,2

16

10

47

1,3

18

11

47

1,5

20

12

47

1,6

22

13

47

1,8

24

Mp = 150 gram

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

1

56

0

0

2

56

0,3

2

3

56

0,5

4

4

56

0,8

6

5

56

1,1

8

6

56

1,4

10

7

56

1,6

12

8

56

1,9

14

9

56

2

16

10

56

2,1

18

11

56

2,2

20

12

56

2,4

22

13

56

2,5

24

Mp = 300 gram ( Pasir Pantai )

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

1

103

0,1

0

2

120

0,1

0,4

3

130

0,1

0,5

4

145

0,1

0,6

5

160

0,1

0,7

6

175

0,1

0,8

7

190

0,1

0,9

8

210

0,1

1

9

230

0,1

1,1

10

250

0,1

1,2

11

270

0,1

1,3

VII. PERHITUNGAN

Diketahui :

Diameter kolom= 0.0522 m

Luas kolom= 0.002139 m2

Berat jenis air= 996.26 kg/m3

Viskositas udara=0.000018 kg/m.s

Viskositas Air=0.001 kg/m.s

Berat jenis udara=1.2928 kg/m3

Kalibrasi Piknometer

1. Volume Piknometer :

Vol Pikno=

=

= 2.516 x 10-5 m3

2. Densitas Padatan (pasir kuarsa)

Vol air =

=

= 1.811 x 10-5 m3

Vol pasir= volume pikno volume air

= 2.516 x 10-5m3- 1.811 x 10-5 m3

= 7.05 x 10-6 m3

Berat pasir= (Pikno + pasir) - Pikno kosong

= 0.04135-0.02306

= 0.01829 kg

P=

=

= 2594.32 kg/m3

3. Densitas Padatan (pasir pantai)

Vol air =

=

= 1.809 x 10-5 m3

Vol pasir= volume pikno volume air

= 2.516 x 10-5m3- 1.809 x 10-5 m3

= 7.07 x 10-6 m3

Berat pasir= (Pikno + pasir) - Pikno kosong

= 0.04301-0.02306

= 0.01995 kg

P=

=

= 2821 kg/m3

4. Luas permukaan tabung (A)

A = 1/4 D^2

= x 3.141592654 x (0.0522 m)2

= 0.002139 m2

Perhitungan untuk data pertama yaitu 75 gram

1. Porositas Padatan Terfluidisasi

= 1-

= 1-

= 0,480115007

2. Menghitung Vs (Superficial Velocity)

Diketahui :

Untuk Tabel kedua 75 gr 0.075 kg

Vs =

3. Menghitung bilangan Reynold sampel 0.075 pada table 2

Rumus umum:

Re=

=

= 58,42482549

Menghitung X dan Y menggunakan persamaan persamaan Carman Kozeny

Diketahui K1= 150

K2= 1.75

= + 1,75

Jadi,

Y =

X=

4. Menghitung nilai Y pada percobaan 1 0.075 berada pada table 3

Y =

Y =

Y = 4,014301298

5. Menghitung nilai X pada percobaan 1 0.075 (table ke 2)

X=

X =

X = 0,008898358

Berdasarkan perhitungan di atas semua data dapat dilihat pada table berikut :

(1). Untuk massa partikel 0.075 kg (PASIR KUARSA)

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

Q(m3/min)

Q(m3/s)

V (m/s)

1

26

0

0

0

0

0

2

26

0

2

0,002

3,33333E-05

0,01558361

3

26

0,1

4

0,004

6,66667E-05

0,031167221

4

26

0,2

6

0,006

0,0001

0,046750831

5

26

0,4

8

0,008

0,000133333

0,062334442

6

26

0,5

10

0,01

0,000166667

0,077918052

7

26

0,6

12

0,012

0,0002

0,093501663

8

26

0,7

14

0,014

0,000233333

0,109085273

9

26

0,8

16

0,016

0,000266667

0,124668883

10

26

0,9

18

0,018

0,0003

0,140252494

11

26

1

20

0,02

0,000333333

0,155836104

12

26

1,1

22

0,022

0,000366667

0,171419715

13

26

1,2

24

0,024

0,0004

0,187003325

h(mH2O)

P(N/m2)

L (m)

Re

Y

X

0

0

0,026

0,480115007

0

0

0

0

0

0,026

0,480115007

58,42482549

0

0,008898358

0,0001

0,97733106

0,026

0,480115007

116,849651

4,014301298

0,004449179

0,0002

1,95466212

0,026

0,480115007

175,2744765

3,56826782

0,002966119

0,0004

3,90932424

0,026

0,480115007

233,699302

4,014301298

0,002224589

0,0005

4,8866553

0,026

0,480115007

292,1241274

3,211441038

0,001779672

0,0006

5,86398636

0,026

0,480115007

350,5489529

2,676200865

0,00148306

0,0007

6,84131742

0,026

0,480115007

408,9737784

2,293886456

0,001271194

0,0008

7,81864848

0,026

0,480115007

467,3986039

2,007150649

0,001112295

0,0009

8,79597954

0,026

0,480115007

525,8234294

1,78413391

0,000988706

0,001

9,7733106

0,026

0,480115007

584,2482549

1,605720519

0,000889836

0,0011

10,75064166

0,026

0,480115007

642,6730804

1,459745926

0,000808942

0,0012

11,72797272

0,026

0,480115007

701,0979059

1,338100433

0,00074153

(2). Untuk massa partikel 0.1 kg

NO

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

Q(m3/min)

Q(m3/s)

V (m/s)

1

37

0

0

0

0

0

2

37

0

2

0,002

3,33333E-05

0,01558361

3

37

0,3

4

0,004

6,66667E-05

0,031167221

4

37

0,4

6

0,006

0,0001

0,046750831

5

37

0,5

8

0,008

0,000133333

0,062334442

6

37

0,6

10

0,01

0,000166667

0,077918052

7

37

0,7

12

0,012

0,0002

0,093501663

8

37

0,8

14

0,014

0,000233333

0,109085273

9

37

1

16

0,016

0,000266667

0,124668883

10

37

1,1

18

0,018

0,0003

0,140252494

11

37

1,2

20

0,02

0,000333333

0,155836104

12

37

1,3

22

0,022

0,000366667

0,171419715

13

37

2

24

0,024

0,0004

0,187003325

h(mH2O)

P(N/m2)

L (m)

Re

Y

X

0

0

0,037

0,512900547

0

0

0

0

0

0,037

0,512900547

58,42482549

0

0,0083372

0,0003

2,93199318

0,037

0,512900547

116,849651

11,01174454

0,0041686

0,0004

3,90932424

0,037

0,512900547

175,2744765

6,525478248

0,002779067

0,0005

4,8866553

0,037

0,512900547

233,699302

4,588226893

0,0020843

0,0006

5,86398636

0,037

0,512900547

292,1241274

3,523758254

0,00166744

0,0007

6,84131742

0,037

0,512900547

350,5489529

2,854896734

0,001389533

0,0008

7,81864848

0,037

0,512900547

408,9737784

2,397114459

0,001191029

0,001

9,7733106

0,037

0,512900547

467,3986039

2,294113447

0,00104215

0,0011

10,75064166

0,037

0,512900547

525,8234294

1,993896131

0,000926356

0,0012

11,72797272

0,037

0,512900547

584,2482549

1,761879127

0,00083372

0,0013

12,70530378

0,037

0,512900547

642,6730804

1,57743999

0,000757927

0,002

19,5466212

0,037

0,512900547

701,0979059

2,039211953

0,000694767

(3). Untuk massa partikel 0.125 kg

L (mm)

H

(cm H2O)

Q

(lt/menit)

Q(m3/min)

Q(m3/s)

V (m/s)

h(mH2O)

47

0

0

0

0

0

0

47

0

2

0,002

3,33333E-05

0,01558361

0

47

0,2

4

0,004

6,66667E-05

0,031167221

0,0002

47

0,4

6

0,006

0,0001

0,046750831

0,0004

47

0,6

8

0,008

0,000133333

0,062334442

0,0006

47

0,8

10

0,01

0,000166667

0,077918052

0,0008

47

1

12

0,012

0,0002

0,093501663

0,001

47

1,1

14

0,014

0,000233333

0,109085273

0,0011

47

1,2

16

0,016

0,000266667

0,124668883

0,0012

47

1,3

18

0,018

0,0003

0,140252494

0,0013

47

1,5

20

0,02

0,000333333

0,155836104

0,0015

47

1,6

22

0,022

0,000366667

0,171419715

0,0016

47

1,8

24

0,024

0,0004

0,187003325

0,0018

P(N/m2)

L (m)

Re

Y

X

0

0,047

0,520673411

0

0

0

0

0,047

0,520673411

58,42482549

0

0,00820416

1,95466212

0,047

0,520673411

116,849651

6,144005121

0,00410208

3,90932424

0,047

0,520673411

175,2744765

5,461337886

0,00273472

5,86398636

0,047

0,520673411

233,699302

4,608003841

0,00205104

7,81864848

0,047

0,520673411

292,1241274

3,932163278

0,001640832

9,7733106

0,047

0,520673411

350,5489529

3,413336178

0,00136736

10,75064166

0,047

0,520673411

408,9737784

2,758532912

0,001172023

11,72797272

0,047

0,520673411

467,3986039

2,30400192

0,00102552

12,70530378

0,047

0,520673411

525,8234294

1,972149792

0,000911573

14,6599659

0,047

0,520673411

584,2482549

1,843201536

0,000820416

15,63729696

0,047

0,520673411

642,6730804

1,624860859

0,000745833

17,59195908

0,047

0,520673411

701,0979059

1,53600128

0,00068368

(4). Untuk massa partikel 0.150 kg

L (mm)

H (cm H2O)

Q

(lt/menit)

Q(m3/min)

Q(m3/s)

V (m/s)

h(mH2O)

56

0

0

0

0

0

0

56

0,3

2

0,002

3,33333E-05

0,01558361

0,0003

56

0,5

4

0,004

6,66667E-05

0,031167221

0,0005

56

0,8

6

0,006

0,0001

0,046750831

0,0008

56

1,1

8

0,008

0,000133333

0,062334442

0,0011

56

1,4

10

0,01

0,000166667

0,077918052

0,0014

56

1,6

12

0,012

0,0002

0,093501663

0,0016

56

1,9

14

0,014

0,000233333

0,109085273

0,0019

56

2

16

0,016

0,000266667

0,124668883

0,002

56

2,1

18

0,018

0,0003

0,140252494

0,0021

56

2,2

20

0,02

0,000333333

0,155836104

0,0022

56

2,4

22

0,022

0,000366667

0,171419715

0,0024

56

2,5

24

0,024

0,0004

0,187003325

0,0025

P(N/m2)

L (m)

Re

Y

X

0

0,056

0,51724965

0

0

0

2,93199318

0,056

0,51724965

58,42482549

30,11799022

0,008262761

4,8866553

0,056

0,51724965

116,849651

12,54916259

0,00413138

7,81864848

0,056

0,51724965

175,2744765

8,923848954

0,002754254

10,75064166

0,056

0,51724965

233,699302

6,902039426

0,00206569

13,68263484

0,056

0,51724965

292,1241274

5,622024841

0,001652552

15,63729696

0,056

0,51724965

350,5489529

4,461924477

0,001377127

18,56929014

0,056

0,51724965

408,9737784

3,892801457

0,001180394

19,5466212

0,056

0,51724965

467,3986039

3,137290648

0,001032845

20,52395226

0,056

0,51724965

525,8234294

2,602789278

0,000918085

21,50128332

0,056

0,51724965

584,2482549

2,208652616

0,000826276

23,45594544

0,056

0,51724965

642,6730804

1,991272081

0,00075116

24,4332765

0,056

0,51724965

701,0979059

1,742939249

0,000688563

(5). Untuk massa partikel 0.300 kg (PASIR PANTAI)

L (mm)

H (cm H2O)

Q ( lt/menit)

Q(m3/min)

Q(m3/s)

V (m/s)

103

0,1

0

0

0

0

120

0,1

0,4

0,0004

6,66667E-06

0,003116722

130

0,1

0,5

0,0005

8,33333E-06

0,003895903

145

0,1

0,6

0,0006

0,00001

0,004675083

160

0,1

0,7

0,0007

1,16667E-05

0,005454264

175

0,1

0,8

0,0008

1,33333E-05

0,006233444

190

0,1

0,9

0,0009

0,000015

0,007012625

210

0,1

1

0,001

1,66667E-05

0,007791805

230

0,1

1,1

0,0011

1,83333E-05

0,008570986

250

0,1

1,2

0,0012

0,00002

0,009350166

270

0,1

1,3

0,0013

2,16667E-05

0,010129347

h(mH2O)

P(N/m2)

L (m)

Re

Y

X

0,0001

0,97733106

0,103

0,5173078

0

0

0

0,0001

0,97733106

0,12

0,585689195

162,0844213

0,144875629

0,002556142

0,0001

0,97733106

0,13

0,617559257

202,6055267

0,108695003

0,001887613

0,0001

0,97733106

0,145

0,657122092

243,126632

0,090938835

0,001410285

0,0001

0,97733106

0,16

0,689266896

283,6477373

0,077104525

0,001095489

0,0001

0,97733106

0,175

0,715901162

324,1688427

0,066144374

0,000876392

0,0001

0,97733106

0,19

0,738330018

364,689948

0,057329775

0,000717514

0,0001

0,97733106

0,21

0,763250968

405,2110534

0,051299812

0,000584261

0,0001

0,97733106

0,23

0,783837841

445,7321587

0,04592054

0,00048496

0,0001

0,97733106

0,25

0,801130814

486,253264

0,041196612

0,000408983

0,0001

0,97733106

0,27

0,815861864

526,7743694

0,037074634

0,000349558

Dari perolehan nilai data x dan y, didapatkan grafik hubungan antara x dan y

A. Grafik hubungan antara x dan y (m=0.075 kg)

Dari grafik didapatkan ;

slope (K1) = 328,8

intercept(K2) = 1,739

B. Grafik hubungan antara x dan y (m=0.100 kg)

Dari grafik didapatkan ;

slope (K1) = 1256

intercept(K2) = 0,813

C. Grafik hubungan antara x dan y (m=0.125 kg)

Dari grafik didapatkan ;

slope (K1) = 643,0

intercept(K2) = 1,787

D. Grafik hubungan antara x dan y (m=0.150 kg)

Dari grafik didapatkan ;

slope (K1) = 3648

intercept(K2) = -0,782

E. Grafik hubungan antara x dan y (m=0.300 kg)

Dari grafik didapatkan ;

slope (K1) = 47,45

intercept(K2) = 0,022

PEMBAHASAN

Dari pengolahan data, nilai K1 dan K2 yang diperoleh yaitu :

Massa Partikel (gram)

K1

K2

75

328,8

1,739

100

1256

0,813

125

643,0

1,787

150

3648

-0,782

300

47,45

0,022

X VS Y8.8983576455848173E-34.4491788227924113E-32.966119215194941E-32.2245894113962056E-31.7796715291169649E-31.4830596075974679E-31.2711939493692602E-31.112294705698102E-39.8870640506498113E-48.8983576455848202E-48.0894160414407567E-47.4152980379873547E-44.01430129772447853.56826782019954084.01430129772447853.21144103817958732.6762008651496562.29388645584256422.00715064886224461.784133910099771.60572051908979361.45974592644526771.338100432574828

X

Y

X VS Y8.3371999562236263E-34.1685999781118054E-32.7790666520745399E-32.0842999890559053E-31.6674399912447238E-31.3895333260372695E-31.1910285651748021E-31.0421499945279526E-39.2635555069151346E-48.3371999562236278E-47.5792726874760212E-46.9476666301863509E-411.011744543810496.52547824818398684.58822689325437773.52375825401935932.85489673358049782.39711445851657292.29411344662718751.9938961313895541.7618791270096771.57743998974695692.0392119525575003

X

Y

X VS Y8.2041595313902625E-34.102079765695133E-32.7347198437967556E-32.0510398828475669E-31.6408319062780528E-31.3673599218983782E-31.1720227901986081E-31.0255199414237839E-39.1157328126558552E-48.2041595313902638E-47.4583268467184123E-46.8367996094918912E-46.14400512124490655.46133788555103824.60800384093368363.93216327759674483.41333617846939812.75853291157934822.30400192046683961.97214979200453881.84320153637347421.62486085851105091.5360012803112277

X

Y

X VS Y8.2627606709001922E-34.1313803354500961E-32.7542535569667318E-32.0656901677250485E-31.6525521341800404E-31.3771267784833641E-31.1803943815571693E-31.0328450838625245E-39.1808451898891033E-48.2627606709001868E-47.5116006099092657E-46.8856338924168316E-430.11799022068444712.5491625919518318.92384895427686156.90203942557351455.6220248411944164.46192447713842633.89280145709526163.1372906479879632.60278927833075362.20865261618352271.99127208070640791.7429392488821978

X

Y

X VS Y2.556142050665807E-31.887612591260906E-31.4102852693328612E-31.0954894502853462E-38.7639156022827666E-47.1751355808162987E-45.8426104015218538E-44.849597566480582E-44.0898272810652923E-43.4955788727053814E-40.14487562887282240.108695003243493749.0938834752955805E-27.7104524533866112E-26.6144373795096301E-25.7329775199692672E-25.1299811938672772E-24.5920540150868168E-24.1196611616090818E-23.7074634372385541E-2

X

Y

)

28

(

)

kosong

Pikno

(

)

(

C

air

aquades

Pikno

-

+

r

r

pasir

V

Mpasir

e

L

A

Mp

pipa

p

*

*

r

Apipa

Qfluida

r

3

^

/

26

.

996

)

0,02306

0,04813

(

m

kg

kg

-

)

28

(

)

pasir

Pikno

(

)

(

C

air

pasir

aquades

Pikno

+

-

+

+

r

3

^

/

26

.

996

)

0.04135

0.05940

(

m

kg

kg

-

m3

6

-

10

x

7.05

kg

0.01829

3

^

/

26

.

996

)

0.04301

0.06104

(

m

kg

kg

-

m3

6

-

10

x

7.07

kg

0.01995

m

0.026

x

m

0.002139

x

kg/m

2594

075

.

0

2

3

kg

2

m

0.002139

/

3

05

-

3,33333E

s

m

=

s

m

/

0,01558361

=