Temperatur Bola BasahTemperatur Bola Basah

Kelompok :Kelompok :

Aditya IndaraAditya IndaraAkhtia L. M.Akhtia L. M.

Arfan MugiantoArfan MugiantoCitrasmara G. NCitrasmara G. N

Dewi Tri I.Dewi Tri I.Emiliana W. W.Emiliana W. W.

Galih Adi W.Galih Adi W.

Hismi S.Hismi S.

Temperatur bola basah atau wet Temperatur bola basah atau wet bulb temperatur merupakan bulb temperatur merupakan

temperatur kesetimbangan yang temperatur kesetimbangan yang dicapai apabila sejumlah kecil cairan dicapai apabila sejumlah kecil cairan

diuapkan ke dalam jumlah besar diuapkan ke dalam jumlah besar campuran uap-gas yang tidak jenuhcampuran uap-gas yang tidak jenuh

Untuk mengukur tUntuk mengukur tw w dengan tepat perlu diperhatkan 3 hal :

Sumbu harus basah dengan merataKecepatan udara cukup besarMake up water perlu selalu ditambahkan

Mekanisme Proses Wet BulbMekanisme Proses Wet Bulb

tw > tg

menguap

tg Tetes cairan tw

Tetes cairan

tw

panaspanas

Panas telah Panas telah ditransfer, tditransfer, tw w turun turun

dan tdan tgg naik naik

TetesCairan tw

Laju panas Laju panas penguapan = laju penguapan = laju

panas dari gaspanas dari gas

Panas penguapanPanas penguapan

Panas dari gasPanas dari gas

Laju perpindahan panas ke sumbu Laju perpindahan panas ke sumbu (wick)(wick)

Dimana :Dimana :Q=laju perpindahan panas, Btu/jamQ=laju perpindahan panas, Btu/jamHc=koefisien perpindahan panas konveksi, Btu/jam.ft2.°FHc=koefisien perpindahan panas konveksi, Btu/jam.ft2.°F hr=koefisien perpindahan panas radiasi, Btu/jam.ft2.°Fhr=koefisien perpindahan panas radiasi, Btu/jam.ft2.°FA=luas permukaan tetesan cairan, ft2A=luas permukaan tetesan cairan, ft2Tg=temperature badan gas, .°FTg=temperature badan gas, .°FTw=temperature bola asah, .°FTw=temperature bola asah, .°F

(1)(1)

wgrc

wgrc

ttAhhq

tthhA

q

Laju perpindahan masa dari wickLaju perpindahan masa dari wick

Dimana :Dimana :NA=laju perpindahan massa komponen A ke gas, NA=laju perpindahan massa komponen A ke gas,

lb/jamlb/jamKy=koefisien film perpinahan massa, lb A/jam.ft2.Ky=koefisien film perpinahan massa, lb A/jam.ft2.∆∆Y′Y′Y=absolute humidity gas, lb uap/lb gas keringY=absolute humidity gas, lb uap/lb gas keringYw=absolute humidity dalam keadaan jenuh pada Yw=absolute humidity dalam keadaan jenuh pada

temperature wet bulb, lb uap/lb gas keringtemperature wet bulb, lb uap/lb gas kering

(2)(2)

wyA

wyA

yyAkN

yykA

N

Pada steady state semua panas yang Pada steady state semua panas yang dipindahkan digunakan untuk menguapkan dipindahkan digunakan untuk menguapkan Na lb cairan.Na lb cairan.

Dimana : Dimana : λλww=panas latenpenguapan =panas latenpenguapan pada temperature tw, Btu/lb.pada temperature tw, Btu/lb.

(3)(3)wANq

Apabila persamaan-persamaan (1),(2),(3)diatas Apabila persamaan-persamaan (1),(2),(3)diatas dihubungkan maka :dihubungkan maka :

Jika luas untuk perpindahan panas sama dengan Jika luas untuk perpindahan panas sama dengan luas untuk perpindahan massa, maka:luas untuk perpindahan massa, maka:

wwywgrc yyAkttAhh

yyhh

ktt w

rc

wywg

(4)(4)

Besaran tg-tw disebut : “Wet bulb depression”Besaran tg-tw disebut : “Wet bulb depression”Apabila kecepatan gas dapat dipertahankan Apabila kecepatan gas dapat dipertahankan besar atau turbulen, sehingga pengaruh radiasi besar atau turbulen, sehingga pengaruh radiasi dari keadaan sekeliling yang panas terhadap dari keadaan sekeliling yang panas terhadap bola basah bisa diperkecil, maka hr << hcbola basah bisa diperkecil, maka hr << hc

Persamaan (5) apabila digambarkan dalam Persamaan (5) apabila digambarkan dalam diagram psychrometrik meupakan garis lurus diagram psychrometrik meupakan garis lurus yang mempunyai slope –hc/(kyyang mempunyai slope –hc/(kyλλww) dan ) dan memotong kurva 100% saturasi pada twmemotong kurva 100% saturasi pada tw

tgtwwky

hcywy

twtgwky

hcywy

(5)(5)

Menghitung harga hMenghitung harga hcc/k/kyy

Persamaan empiris untuk udara sebagai non Persamaan empiris untuk udara sebagai non condensable gascondensable gas

Untuk gas lain, digunakan persamaan berikut:Untuk gas lain, digunakan persamaan berikut:

56,0

294,0

ABy

c

Dk

h

56,0

r

56,0

P

cs

ABss

y

c SC

DC

kC

k

h

Dimana :Dimana :

Sc=Sc=μμ//ρρDD=bilangan Schmidt, tidak bersatuan=bilangan Schmidt, tidak bersatuan

Pr=C Pr=C μμ/k/k =bilangan Prandtl, tidak bersatuan=bilangan Prandtl, tidak bersatuan

μμ =viskositas, lb/ft.jam=viskositas, lb/ft.jam

ρρ =densitas, ft2/jam=densitas, ft2/jam

kk =konduktivitas panas, Btuft/jam.ft2.°F=konduktivitas panas, Btuft/jam.ft2.°F

DD = Difusivitas, ft= Difusivitas, ft22/jam/jam

CC = kapasitas panas pada tekanan tetap, = kapasitas panas pada tekanan tetap, Btu/jam.ft.Btu/jam.ft.ooFF

Titik A merupakan udara murni dimana harga Sc~Pr~0,70 Titik A merupakan udara murni dimana harga Sc~Pr~0,70 sehingga dari kedua persamaan diatas menghasilkan harga :sehingga dari kedua persamaan diatas menghasilkan harga :

FlbBtuC

k

hs

y

c

24,0

Data percobaan yang lain untuk system udara-air meberikan Data percobaan yang lain untuk system udara-air meberikan harga hc/ky berkisar antara : 0,236-0,270 btu/lb°Fharga hc/ky berkisar antara : 0,236-0,270 btu/lb°F

Jika dibandingkan persamaanJika dibandingkan persamaan

Dengan persamaan (5), dapat dilihat bahwa kedua persamaan Dengan persamaan (5), dapat dilihat bahwa kedua persamaan tersebut identik. Dimana jika digmbarkan untuk titik yang sama pada tersebut identik. Dimana jika digmbarkan untuk titik yang sama pada 100% saturasi, hubungan kedua persamaan tergantung 100% saturasi, hubungan kedua persamaan tergantung padabesarnya Cs dan hc/ky. Untuk system udara-air kedua besaran padabesarnya Cs dan hc/ky. Untuk system udara-air kedua besaran tsb. Sama. Asumsi bahwa harga Cs=hc/ky atau hc/Csky=1 disebut tsb. Sama. Asumsi bahwa harga Cs=hc/ky atau hc/Csky=1 disebut hubungan Lewis. Hubungan ini tdak berlaku untuk system selain dara-hubungan Lewis. Hubungan ini tdak berlaku untuk system selain dara-air.air.

Temperatur wet bulb dari suatu campuran tidak jenuh akan lebih Temperatur wet bulb dari suatu campuran tidak jenuh akan lebih tinggi dar pada temperature saturasi adiabatic tinggi dar pada temperature saturasi adiabatic

11

1 gasas

sas tt

CYY

Penyelesaian contoh soal hal.30Penyelesaian contoh soal hal.30

a.a. Temperature wet bulb tTemperature wet bulb tww

tg g = 140°F = 60°C

DAB = 0,092 cm2/det pada 59°C, 1 atm (dari tabel)

= 0,092 (3600/30,48)2 ft2/jam= 0,356 ft2/jam

ρudara = 0,0663 lb/cuft

μ = 0,0472 lb/ft jam

Sc = Sc = μμ//ρρDDABAB = 0,0472/0,0663(0,356) = 2,0

Hc/ky = 0,294(2,0)0,56 = 0,431Btu/lb°F

Y′w – 0,050 = - 0,431/λw (tw-140)

Untuk menghitung tw digunakan cara trial

Misal : tw = 90°F

λw = 183Btu/lb (= panas penguapan toluena pada temperatur tw)

Ptoluena(90°F) = 41,3 mmHg

Y′w = 41,3/(760-41,3).(92,1/29) = 0,1827lbuap/lbud.kering

tw = 83,8°F

Trial berikutnya harga tw yang betul adalah : 88°F

b.b. Temperatur saturasi adiabatis, Temperatur saturasi adiabatis, tas

ttgg = 140 = 140°F

CA = 0,30Btu/lb°F (untuk uap toluena)

Pers (3-7) Cs1 = 0,24+0,050(0,30) = 0,255

Y′as-Y′1 = - Cs/ λas (tas-tg1)

Y′as-0,050 = - 0,255/ λas (tas-140)

Dihitung dengan cara trial dihasilkan tas = 79°F