5/30/2014

1

PSIKROMETRIPSIKROMETRIPSIKROMETRIPSIKROMETRI

Ahmad Zaki M.

Teknologi Hasil Pertanian UB

Komposisi dan Sifat Termal Komposisi dan Sifat Termal Komposisi dan Sifat Termal Komposisi dan Sifat Termal

Udara LembabUdara LembabUdara LembabUdara Lembab

5/30/2014

2

1. 1. 1. 1. Atmospheric airAtmospheric airAtmospheric airAtmospheric air

� Udara yang ada di atmosfir merupakan campuran dari udara kering dan uap

air.

� Psikrometri merupakan studi yang berkaitan dengan sifat campuran udara

dengan uap air.

� Pengetahuan mengenai sifat campuran udara dengan uap air sangat penting

dalam desain sistem pendingin udara, pengeringan, dan pendinginan yang

berkaitan dengan pengurangan uap air dari udara (dehumidifying) dan

penambahan uap air dalam udara (humidifying).

2. Sifat udara kering

a. Volume spesifik udara kering

Hukum gas ideal dapat digunakan untuk menentukan sp esifik volume dari udara kering.

��� =

����

��

Dimana ��� adalah spesifik volume udara kering (m 3/kg), �� adalah temperatur

absolut (K), �� adalah tekanan parsial udara kering, dan �� adalah konstanta gas.

5/30/2014

3

3. Parameter termal uap air

a. Temperatur bola kering (dry bulb temperature) (Tdb)

Temperatur udara kering merupakan temperatur udara yang terukur

dengan termometer dengan sensor yang kering (sensor termometer

yang tidak dimodifikasi)

b. Temperatur bola basah (wet bulb temperature) (Twb)

Temperatur udara kering merupakan temperatur udara yang terukur

dengan termometer dengan sensor yang basah (sensor termometer

diselimuti lapisan air)

c. Temperatur dew point ( dew point temperature) (TDP)

Ketika udara lembab tidak jenuh didinginkan pada te kanan konstan dan rasio kelembaban konstan, maka pada temperatur tert entu udara lembab akan menjadi jenuh dan proses kondensasi akan dimul ai. Temperatur dimana tercapainya udara lembab menjadi jenuh dan d imulainya proses kondensasi tersebut adalah temperatur dew point.

d. Kelembaban relatif ( relative humidity)

Kelembaban relatif adalah rasio tekanan parsial uap air yang ada di udara dengan tekanan jenuh uap air pada temperatur bola k ering udara.

=�

�

5/30/2014

4

e. Kelembaban spesifik ( specific humidity or moisture content)

Kelembaban spesifik adalah jumlah massa uap air per satuan massa udara kering.

=��

��

Dimana �� adalah massa uap air dan �� adalah massa udara kering.

f. Volume spesifik ( specific volume)

Volume spesifik adalah volume udara lembab (campura n udara kering dan uap air) per kg massa udara kering.

Kurva Psikrometri

5/30/2014

5

Kurva psikrometrik dibatasi oleh dua sumbu tegak lurus dan kurva yang melengkung.

�Sumbu ordinat horizontal merupakan skala temperatur bola kering.

�Sumbu ordinat vertikal merupakan skala humidity ratio atau moisture content.

�Garis melengkung merupakan garis udara jenuh (100% RH).

© Commonwealth of Australia 2010 | Licensed under AEShareNet Share and Return licence

� Kurva psikrometri menggambarkan sifat termodinamik dari udara lembab.Kurva psikrometri menggambarkan sifat termodinamik dari udara lembab.Kurva psikrometri menggambarkan sifat termodinamik dari udara lembab.Kurva psikrometri menggambarkan sifat termodinamik dari udara lembab.

Dry bulb temperature

Wet bulb temperature

Moisture content

Relative humidity

Specific volume

5/30/2014

6

Contoh:

Tentukan nilai kelembaban spesifik (moisture content),

kelembaban relatif, dan volume spesifik pada udara dengan

dengan temperatur bola kering sebesar 40 oC dan

temperatur bola basah sebesar 30 oC.

Dry bulb temperature = 40 oC

Wet bulb temperature = 30 oC

Moisture content

= 0,023 kg H20/kg udara kering

5/30/2014

7

Dry bulb temperature = 40 oC

Wet bulb temperature = 30 oC

Kelembaban relatif = 49 %Kelembaban relatif = 49 %Kelembaban relatif = 49 %Kelembaban relatif = 49 %

Dry bulb temperature = 40 oC

Wet bulb temperature = 30 oC

Volume spesifik

= 0,92 m3/kg udara kering

5/30/2014

8

Penggunaan Kurva Penggunaan Kurva Penggunaan Kurva Penggunaan Kurva

PsikrometriPsikrometriPsikrometriPsikrometri

1. Pemanasan atau Pendinginan Udara

� Proses pemanasan atau pendinginan udara dilakukan t anpa penambahan atau pengurangan kandungan air dalam uda ra. Dengan demikian kelembaban spesifik ( moisture content) akan konstan. Oleh karena itu proses pemanasan atau pendinginan ditunjukkan dengan garis lurus horisont al di dalam kurva psikrometri.

Pemanasan

Pendinginan

5/30/2014

9

� Perhitungan jumlah energi panas yang diperlukan unt uk memanaskan udara lembab dari kondisi A ke kondisi B menggunakan persamaan berikut:

� = �� �� −��

Dimana �� dan �� adalah nilai entalpi yang didapatkan dari kurva psikrometri.

Pemanasan

Pendinginan

Contoh soal:

Hitung laju energi panas yang diperlukan untuk Hitung laju energi panas yang diperlukan untuk Hitung laju energi panas yang diperlukan untuk Hitung laju energi panas yang diperlukan untuk

memanaskan 10 memanaskan 10 memanaskan 10 memanaskan 10 mmmm3333/s udara dengan temperatur bola /s udara dengan temperatur bola /s udara dengan temperatur bola /s udara dengan temperatur bola

kering 20 kering 20 kering 20 kering 20 ooooC dan kelembaban relatif 80% menjadi udara C dan kelembaban relatif 80% menjadi udara C dan kelembaban relatif 80% menjadi udara C dan kelembaban relatif 80% menjadi udara

panas dengan panas dengan panas dengan panas dengan temperatur bola kering temperatur bola kering temperatur bola kering temperatur bola kering 50 50 50 50 ooooC!C!C!C!

5/30/2014

10

Temperatur bola kering = 20 oC

Kelembaban relatif = 80%

Entalpi = 50 kJ/kg udara kering

Mendapatkan nilai entalpi pada kurva psikrometri

Jawaban:

Kondisi A: temperatur bola kering = 20 oCkelembaban relatif = 80%dari kurva psikrometrik:entalpi = 50 kJ/kg udara keringmoisture content = 0,0117 kg air/kg udara keringvolume spesifik = 0,845 m 3/kg

Kondisi B: temperatur bola kering = 50 oCmoisture content = 0,0117 kg air/kg udara kering dari kurva psikrometrik:entalpi = 82 kJ/kg udara kering

5/30/2014

11

Laju energi panas yang diperlukan:

� =10

0,84582 − 50

� = 378,7 $% &⁄

� = 378,7$

2222. . . . PengeringanPengeringanPengeringanPengeringan

� Proses pengeringan dapat digambarkan dalam kurva psikrometrik sebagai Proses pengeringan dapat digambarkan dalam kurva psikrometrik sebagai Proses pengeringan dapat digambarkan dalam kurva psikrometrik sebagai Proses pengeringan dapat digambarkan dalam kurva psikrometrik sebagai proses proses proses proses adiabatis. adiabatis. adiabatis. adiabatis.

� Proses adiabatis merupakan proses yang terjadi tanpa adanya transfer energi Proses adiabatis merupakan proses yang terjadi tanpa adanya transfer energi Proses adiabatis merupakan proses yang terjadi tanpa adanya transfer energi Proses adiabatis merupakan proses yang terjadi tanpa adanya transfer energi panas antara sistem dengan lingkungannya.panas antara sistem dengan lingkungannya.panas antara sistem dengan lingkungannya.panas antara sistem dengan lingkungannya.

A

B

5/30/2014

12

PengeringanPengeringanPengeringanPengeringan

� Energi panas evaporasi yang diperlukan untuk mengeringkan produk hanya Energi panas evaporasi yang diperlukan untuk mengeringkan produk hanya Energi panas evaporasi yang diperlukan untuk mengeringkan produk hanya Energi panas evaporasi yang diperlukan untuk mengeringkan produk hanya disuplai dari udara panas yang dialirkan dalam alat pengering. disuplai dari udara panas yang dialirkan dalam alat pengering. disuplai dari udara panas yang dialirkan dalam alat pengering. disuplai dari udara panas yang dialirkan dalam alat pengering.

� Dalam kurva psikrometri, udara panas yang masuk ke alat pengering Dalam kurva psikrometri, udara panas yang masuk ke alat pengering Dalam kurva psikrometri, udara panas yang masuk ke alat pengering Dalam kurva psikrometri, udara panas yang masuk ke alat pengering ditunjukkan dengan titik A, kemudian dengan proses adiabatis dan entalpi ditunjukkan dengan titik A, kemudian dengan proses adiabatis dan entalpi ditunjukkan dengan titik A, kemudian dengan proses adiabatis dan entalpi ditunjukkan dengan titik A, kemudian dengan proses adiabatis dan entalpi konstan udara yang keluar dari alat pengering ditunjukkan dengan titik B.konstan udara yang keluar dari alat pengering ditunjukkan dengan titik B.konstan udara yang keluar dari alat pengering ditunjukkan dengan titik B.konstan udara yang keluar dari alat pengering ditunjukkan dengan titik B.

A

B

Contoh soal:

Udara panas Udara panas Udara panas Udara panas dengan temperatur 50 dengan temperatur 50 dengan temperatur 50 dengan temperatur 50 ooooC dan kelembaban relatif C dan kelembaban relatif C dan kelembaban relatif C dan kelembaban relatif

10% digunakan untuk mengeringkan jagung dalam pengering 10% digunakan untuk mengeringkan jagung dalam pengering 10% digunakan untuk mengeringkan jagung dalam pengering 10% digunakan untuk mengeringkan jagung dalam pengering

kabinetkabinetkabinetkabinet. Udara keluar dari pengering kabinet dalam kondisi jenuh . Udara keluar dari pengering kabinet dalam kondisi jenuh . Udara keluar dari pengering kabinet dalam kondisi jenuh . Udara keluar dari pengering kabinet dalam kondisi jenuh

((((saturatedsaturatedsaturatedsaturated). Tentukan jumlah air yang dihilangkan per kg udara ). Tentukan jumlah air yang dihilangkan per kg udara ). Tentukan jumlah air yang dihilangkan per kg udara ). Tentukan jumlah air yang dihilangkan per kg udara

keringkeringkeringkering!!!!

5/30/2014

13

Tentukan point kondisi A.

Tentukan moisture content kondisi A.

Ikuti garis entalpi konstan sampai garis

saturasi → point kondisi B.→ point kondisi B.→ point kondisi B.→ point kondisi B.

Tentukan moisture content kondisi B.

A

B

Jawaban:

Kondisi A: moisture content = 0,0076 kg air/kg udara kering

Kondisi B: moisture content = 0,0184 kg air/kg udara kering

Jumlah air yang dihilangkan dari jagung= 0,0184 – 0,0076= 0,0108 kg air/kg udara kering

5/30/2014

14

Soal sebelumnya:

Hitung laju energi panas yang diperlukan untuk mema naskan 10 m 3/s udara dengan temperatur bola kering 20 oC dan kelembaban relatif 80% menjadi udara panas dengan temperatur bola kering 5 0 oC!

Soal lanjutan:Jika udara yang telah dipanaskan digunakan untuk pengerin gan, danudara tersebut keluar dari alat pengering dengan RH = 90%. Tentukan jumlah air yang dihilangkan per kg udara kering!

TERIMAKASIH