HUMIDIFIKASI
Created byElfi Nur Rohmah ST.,MTSultan Ageng Tirtayasa, [email protected]
Pengertian Humidifikasi
Peristiwa Penambahan kandungan Uap Air dalam Udara
UdaraY1
UdaraY2
AirT1
AirT2
1. Gradien Temperature2. Gradien Konsentrasi
Y2 >Y1
1. Perpindahan Massa
2. Perpindahan Panas
Dari fase cair ke gas Perubahan wujud
• Panas latent• Panas Sensibel
Proses Humidifikasi
ca. 0.1 - 1 mm
Air stream
Why does water evaporate?
Through an air stream water molecules are torn from the boundary layer and are transported into the air.
PROFIL TEMPERATUR DAN HUMIDITY
Pendinginan Cairan
Penguapan cairanPanas laten
Panas sensibel
Y
Yi
TG
Ti
TL
cairan
PanasSensibel
Gaya dorong:Yi-YTi-TG
Humidifikasi
TL
Yi
Ti
cairan
Penguapan
Panas laten
Panas sensibel
gas
Panas sensibel
TG
Y
Dehumifikasi
Panas sensibel
Yi
Ti
cairangas
TG
TL
Y
Penguapan
Panas laten
Panas sensibel
Kolom Percik
Alat Humidifikasi
Multiple Nozzle
Crosscurrent spray
Kolom Isian
Beragam jenis packing telah dikembangkan untuk memperluas daerah dan efisiensi kontak gas-liquid
Ukuran 3 -75mm Bahan:Inert dan murah
spt tanah liat, porselin, grafit, plastik, etc.
Packing baik: 60-90% volume total
Kolom Piring
Valve trays
Sieve trays
Sieve tray Paling banyak dipakai, Bentuk mirip dgn yg dipakai pada
distilasi, lubang sederhana, Æ 3-12 mm, 5-
15% luas tray Valve tray
Modifikasi sieve tray dgn valve untuk mencegah kebocoran liquid pada saat tekanan uap rendah
Mulai banyak dipakai
Aplikasi
1.Factory
2. Building
Equipment
Cooling Tower
Pumps, Filter, etc.
Absorber Microturbine
Exhaust Fan
Cooling Tower
Uap: (zat A) zat yang relative dekat
dengan titik embunnya
Gas: (zat B) zat yang relative jauh
dengan titik embunnya
Sistem Uap - Gas
Kelembaban Mutlak
Kelembaban Mutlak Jenuh (Ys)
Titik Embun
Volume lembab (VH)
Panas Lembab (CH)
Enthalpy
Suhu Penjenuhan Adiabatis
Suhu Bola Kering
Kelembaban Relative (YR)
% Kelembaban(Yp)
Suhu bola basah
Pokok BahasanSISTEM UAP - GAS
Kelembaban Mutlak (absolut)
Perbandingan berat uap terhadap berat gas
B
A
A
A
B
A
M
M
PP
P
W
WY
Satuan Y = kg H2O/kg Udara kering
Kelembaban Mutlak Jenuh
JENUHtekanan partial uap yang dimuatnya sama besar dengan tekanan uap jenuhPas=P0
AS
AS
B
AS PP
P
M
MY
Satuan Ys = kg H2O/kg Udara kering
Kelembaban Relatif (YR)
Perbandingan antara tekanan parsial uap dengan tekanan uap jenuhnya
100AS
AR P
PY
Dinyatakan dalam %
% Kelembaban (YP)
100
2918
1002918
A
AS
AS
A
AS
AS
A
A
P PP
PP
P
P
PPPPP
P
Y
perbandingan kelembaban mutlak udara dengan kelembaban jenuh pada suhu dan tekanan yang sama
100S
P Y
YY
YR ≠ YP
Titik Embun
suhu dimana campuran uap – gas menjadi jenuh
(uap mulai mengembun)
Suhu Bola Kering
suhu campuran uap air-udara yang ditunjukkan sebuah thermometer
yang ditempatkan pada campuran tersebut
Suhu Bola Basah
penguapan air tidak merubah kelembaban maupun suhu aliran udara yang keluar dan udara tidak berada dalam kesetimbangan dengan air
Panas laten
Panas sensible dari udara ke air
PA
YG
TG
PAW
YW
TW
Tetesan AirA TW
Lapisan gas
Menentukan kelembaban menggunakan hubungan Tdb dan TwbMekanisme pada suhu bola basah
Volume Lembab (VH)
volum satuan massa gas kering ditambah volum uap yang dikandungnya
Volum lembab suatu campuran
uap – gas
Y
MM
T
PV
ABH
11
273
141,22
Y
T
PVH 18
1
29
1
492
1359
A = air (BM= 18)B = Udara (BM = 29)
SI
British
untuk campuran jenuh Y = Ys
Panas Lembab (CH)
kapasitas panas satu satuan massa gas kering beserta kandungan uap yang dikandungnya
ABH CYCC .Untuk system udara – GasCB = Cgas = 1,005 KJ/Kg.KCA = Cair = 1,88 KJ/Kg.K
YCH 88,1005,1
YCH 45,024,0
(KJ/Kg udara kering.K)
(Btu/lbm udara kering.oF)
Enthalpy
dihitung atas dasar satu kondisi rujukan (referensi)
untuk komponen A dan B dapat tidak sama
ABY HYHH .
komponen A (yang dapat mengembun),diambil keadaan cair
Dimana:HY= enthalpy campuran uap –gasHA= enthalpy kompponen A (uap)HB= enthalpy kompponen B (gas)
Apabila referens suhu sama untuk kedua komponen (A dan B) yaitu T0
OAOOBY TTCYTTCH .
OOHY YTTCH .
Untuk system Uap air – Udara
OOY YTTYH .88,1005,1
OOY YTTYH .45,024,0 British
SI
Open your Psichometric chart, Please !
Example :
Suhu Penjenuhan Adiabatis
suhu yang akan dicapai suatu campuran uap-gas tak jenuhapabila campuran tersebut dijenuhkan
dengan proses adiabatis.
TS
Penambahan air
Udara Tak jenuhT1,HY1,Y1
AirTS,HLS
Udara jenuhTS,HYS,YS
Menentukan Kelembaban
Dengan pengukuran panjang rambut atau serat
Suhu Bola Basah dan Dew point
• Penentuan massa zat penyerap
• Absorbsi
• Fosfor pentaoksida batu apung
Kimia
Suhu
Higrometer
Daya hantar listrik suatu elektrolit
Listrik
Perancangan Alat
Neraca Massa Neraca Enthalpi
qdz
G’L YTL TG
G’L+dL Y+dYTL+dTL TG+dTG
Gas-UapG1,G’,Y1, HG1
Gas-UapG2,G’,Y2, HG2
CairanL1, HL1
CairanL2, HL2
Laju Perpindahan Panas Laju Perpindahan
Massa
Neraca Massa
Total
Komponen Uap
Unt.Unsur dz
1221 GGLL
1212' LLYYG
dLdzG '
Neraca Enthalpi211122 '' GLGL HGHLqHGHL
Unt. Proses Adiabatik,q=o
221121' LLGG HLHLHHG
LG LHddHG '
Unt.Unsur dz
Penguapan air umumnya kecil (1-5%)
raLLL 21
221 LL
Lra
Perubahan Enthalpi cairan sepanjang dz LLraL dTCLLHd ..
00 .'.'. YTTCdGdHG GHG
Perubahan Enthalpi Gas sepanjang dz
Perubahan CH kecil dapat diabaikan, sehingga CH dapat dianggap tetap
dYGdTCGdHG GHG .'..'.' 0
Perpindahan Panas Pada Fase Cair dzTTahdTC
S
LiLLLL
ra ...
hL= koefisien lapisan unt. Perpindahan panas pada fasa cair
Perpindahan Panas Pada Fase Gas dzTTAhdTC
S
GGiCGH .....
'
Perpindahan Massa Pada Fase Gas
bersamaan dengan perpindahan panas laten
dzYYakdYS
Giy ......
'00
Panas sensible
dzYYakdzTTahdHS
GiyGiCG .......
'0
Pada Phase gas
Enthalpi Perpindahan panas Perpindahan massa
dzYYTTk
hakdH
S
GiGi
y
CyG .]..[..
'0
y
CH
Hy
C
k
hCr
Ck
hr .
.
YTCrYTCrakdHS
GGHiiHyG .........
'00
Untuk sistem udara-uap air pada tekanan atmosfer, harga r =1.
dzHHakdHS
GGiyG ....
'
2
1...
'.
0
G
G
H
H Giy
GZ
HHakS
dHGdzZ
2
1..
'
0
G
G
H
H Gi
G
y
Z
HH
dH
akS
GdzZ
Bila harga kya tetap, (diambil rata-rata sepanjang kolom) maka
metode simshon Rule
Integrasi Persamaan Rancangan
TL2TL1 Ti2Ti1
Slope =-hLa/kYa
Grs.Operasi(HG vs TL)Slope = Lra.CL/G’
Grs.Kesetimbangan(Hi vs Ti)
H*
Hi1
HG1
HG2
H2
Ai
Ci
Di
Ei
Bi
A
C
D
E
B
En
tha
lpi H
G ata
u H
i
Suhu Cairan, TL atau Ti
'
.
12
12
G
CL
TT
HH Lra
LL
GG
Persamaan garis operasi
iL
iG
Ya
La
TT
HH
k
h
arah lereng
Laju Gas Minimum
membuat garis operasi yang menyinggung garis kesetimbangan
lereng (slope) garis operasi
min'
.
G
CLslope Lra
TL1TL1 Ti2Ti1
Slope =-hLa/kYa
Grs.Operasi(HG vs TL)Slope = Lra.CL/G’
Grs.Kesetimbangan(Hi vs Ti)
H*
Hi1
HG1
HG2
Hi2
Ai
Ci
Di
Ei
Bi
A
C
D
E
B
Enthalpi G
as HG atau H
i
Suhu Cairan, TL atau Ti
Penentuan Z dengan Satuan Perpindahan (NtG)Koefisien Keseluruhan =Overall (Kya)
harga hLa sangat besar sehingga Ti=TL
tG
raGi
GGH
H Gi
G NHH
HH
HH
dHG
G
12
2
1
Maka Harga Z:
tGtG NHZ .aKS
GH
ytG .
'
koefisiein perpindahan massaadalah koefisien keseluruhan KYa
gaya dorong keseluruhan , H*-HG
G
G
y HH
dH
aKS
GZ
*.
' tOGtOG NHZ .
PaKMaK GBY ..