MAKALAH SEMINAR
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
DINAMIKA SUHU PADA PTHB
DISUSUN OLEH:
NAMA : DUSTINI DEWI PUSPITA 121100049
RAKKY ARMAN 121100053
NURUL FRESTA PRATIWI 121100072
ASISTEN PEMBIMBING : RADEN BAGUS ANGGY
LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA
PRODI TEKNIK KIMIA / FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA
HALAMAN PENGESAHAN
MAKALAH SEMINAR PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA DINAMIKA SUHU PTHB
Disusun Oleh:
Nama : Dustini Dewi Puspita 121100049
Rakky Arman 121100053
Nurul Fresta Pratiwi 121100072
Plug : A
Kelompok : 5
Hari/Jam : Selasa / 13.00 WIB
Asisten Pembimbing : Raden Bagus Anggy
Yogyakarta, 18 Desember 2012 Disetujui oleh
Asisten Pembimbing
Raden Bagus Anggy Nilai:………
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan berkah-Nya kepada praktikan, sehingga praktikan dapat menyelesaikan laporan praktikum ini dengan lancar.
Laporan praktikum Dasar Teknik Kimia ini dibuat sebagai salah satu tugas mata kuliah yang harus diselesaikan dan berkaitan dengan kegiatan praktikum yang sedang dilaksanakan, serta disusun berdasarkan hasil praktikum dan referensi yang telah didapat.
Ucapan terima kasih tidak lupa praktikan ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu dalam kegiatan praktikum, khususnya kepada asisten pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan selama kegiatan praktikum berlangsung. Tidak lupa pula praktikan ucapkan terima kasih pada rekan-rekan yang telah memberikan saran dan kritik dalam penyusunan laporan ini.
Dalam penyusunan laporan ini, praktikan sangat menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan laporan ini masih jauh dari sempurna dan banyak kekurangannya. Oleh karena itu, praktikan tetap menerima saran serta kritik yang
pembaca berikan, guna menyempurnakan dan memperbaiki dalam penyusunan laporan praktikum selanjutnya.
Demikian kata pengantar ini praktikan sampaikan, praktikan sangat berharap bahwa laporan praktikum ini dapat bermanfaat bagi praktikan dan semua pihak pembaca.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Yogyakarta, 18 Desember 2012
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi
tunak 15
Tabel 2 Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi
dinamik 16
Tabel 3 Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi tunak 18
Tabel 4 Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi
dinamik 20
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Fungsi Unit Step 5
Gambar 2 Fungsi Step 7
Gambar 3 Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk (PTHB) 9
Gambar 4 Rangkaian Alat PTHB 10
Gambar 5 Diagram alir percobaan pendahuluan 13
Gambar 6 Diagram alir percobaan kondisi tunak 13
Gambar 7 Diagram alir percobaan kondisi dinamik 14
Gambar 8 Grafik hubungan antara waktu dan suhu pada
kondisi tunak 19&22
Gambar 9 Grafik hubungan antara waktu dan suhu pada
kondisi dinamik 21&23
DAFTAR ISI Halaman Pengesahan i Kata Pengantar ii Daftar Tabel iv Daftar Gambar v Intisari 1 Bab I Pendahuluan 3 1. Latar Belakang 3 2. Tujuan 5 3. Tinjauan Pustaka 5
Bab II Pelaksanaan Percobaan 10
1. Rangkaian Alat dan Bahan 10
2. Cara Kerja 11
3. Diagram Alir 13
Bab III Hasil Percobaan dan Perhitungan 15
1. Hasil Percobaan 15
2. Perhitungan 17
Bab IV Pembahasan dan Kesimpulan 22
1. Pembahasan 22
Daftar Pustaka 29
INTISARI
Dalam pengoperasian suatu pabrik akan selalu mengalami gangguan (disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi, pabrik harus terus mempertimbangkan aspek keteknikan, keekonomisan, dan kondisi sosial agar tidak terlalu signifikan terpengaruh oleh perubahan-perubahan eksternal tersebut. Maka dari itu, perubahan atau fluktuasi Process Variables (PV) di dalam suatu pabrik mempengaruhi kinerja prosesnya.
Tujuan percobaan ini adalah mengetahui perubahan dinamika respon suhu (T) pada sistem tangki pemanas berpengaduk berbentuk silinder horizontal yang terjadi akibat perubahan eksternal yang diberikan. Dari perubahan tersebut dapat disusun model matematisnya dan didapat nilai-nilai konstanta yang ikut mempengaruhi dinamika suhu yang terjadi.
Percobaan ini menggunakan PTHB sebagai sistem yang akan diukur dinamika suhu keluarnya. Dimana PTHB akan diberikan aliran gangguan dari tangki gangguan dengan air yang suhunya lebih tinggi daripada suhu air di dalam PTHB. Suhu yang keluar dari PTHB dihitung setiap tiga menit untuk mengetahui perubahan suhu dinamiknya hingga konstan.
Dari hasil percobaan tersebut diperoleh persamaan matematis yang dapat mewakili perubahan dinamik suhu keluar dari PTHB dan konstanta-konstanta yang mempengaruhinya, yaitu:
1. Persamaan yang diperoleh dari percobaan:
2. Konstanta-konstanta yang mempengaruhi : τp = 650 s Kp = 0.0563 τ = 615.3477 s K1 = 0.9467 K2 = 0.053
BAB I
PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Pabrik kimia merupakan susunan/rangkaian berbagai unit pengolahan yang terintegrasi satu sama lain secara sistematik dan rasional. Tujuan pengoperasian pabrik secara keseluruhan adalah mengubah (mengonversi) bahan baku menjadi produk yang lebih bernilai guna. Dalam pengoperasiannya pabrik akan selalu mengalami gangguan (disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi, pabrik harus terus memepertimbangkan aspek keteknikan, keekonomisan, dan kondisi sosial agar tidak terlalu signifikan terpengaruh oleh perubahan-perubahan eksternal tersebut.
Di dalam pabrik kimia itu sendiri prosesnya menggunakan gabungan 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 mempunyai nilai lebih) dengan cara seekonomis mungkin (Stephanopoulus,1990)
Perubahan atau fluktuasi Process Variables (PV) di dalam suatu pabrik mempengaruhi kinerja proses. Kelakuan dinamik dari Process Variables (PV) sangat penting untuk diketahui guna mendukung tercapainya tujuan proses. Selain itu, kelakuan dinamik proses juga bermanfaat dalam perancangan sistem
pengendalian proses. Dalam percobaan ini, diambil kasus dinamika suhu pada Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk.
Dalam penelitian dan praktik industri, pemahaman mengenai dinamika suatu proses kimia telah berkembang dan terbentuk karena faktor-faktor berikut:
1. Struktur proses kimiawi menjadi sangat kompleks, yang menuntut perhatian profesi keteknikan untuk mengkaji/ merancang pengendalian proses keseluruhan pabrik dari pada per satu unit operasi. Perancangan sistem instrumentasi menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari perancangan proses kimia itu sendiri
2. Perancangan instrumentasi sistem proses yang dituntut untuk memenuhi: a. Tujuan dan sasaran sistem kontrol
b. Pemilihan cara pengukuran, manipulasi serta rangkaian yang tepat c. Identifikasi sistem komputerisasi dan instrumentasi yang tepat
3. Pertumbuhan komputer digital yang sangat cepat sehingga dapat merombak praktik instrumentasi proses kimia dan telah menerapkan sistem instrumentasi yang modern
Sistem kontrol dalam perancangan instrumentasi merupakan Suatu sistem yang digunakan untuk menjaga/mengendalikan PV pada nilai yang diinginkan (set-point), walaupun terjadi gangguan proses.
Ada beberapa fungsi gangguan pada sistem, salah satunya adalah fungsi
step. Di mana fungsi tersebut akan berubah secara cepat dengan satu tahap dari
satu tingkat ke tingkat lainnya dan setelah itu mencapai nilai steady baru atau konstan.
Gambar 1: Fungsi Unit Step
2. TUJUAN
Tujuan dilaksanakannya praktikum ini, antara lain:
1. Menyusun permodelan matematis untuk mempelajari dinamika suhu pada sistem tangki pemanas berpengaduk berbentuk silinder horizontal
2. Mempelajari dinamika respon suhu (T) terhadap perubahan input ( gangguan )
3. Menghitung harga K1, K2, Kp, τp, dan τ.
3. TINJAUAN PUSTAKA
Variabel-variabel yang terlibat dalam proses operasi pabrik adalah F (laju alir), T (temperatur), P (tekanan) dan C (konsentrasi). Variabel-variabel tersebut dapat dikategorikan menjadi 2 kelompok, yaitu variabel input dan variabel output.
1. Variabel Input
Variabel input adalah variabel yang menandai efek lingkungan pada proses kimia yang dituju. Variabel ini juga diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu:
1. Manipulated (adjustable) variable, jika harga variabel tersebut dapat diatur dengan bebas oleh operator atau mekanisme pengendalian. 2. Disturbance variable, jika harga tidak dapat diatur oleh operator atau
sistem pengendali, tetapi merupakan gangguan.
2. Variabel Output
Variabel oiutput adalah variabel yang menandakan efek proses kimia terhadap lingkungan yang diklasifikasikan dalam 2 kelompok:
1. Measured output variables, jika variabel dapat diketahui dengan pengukuran langsung
2. Unmeasured output variables, jika variabel tidak dapat diketahui dengan pengukuran langsung
Dalam analisis dinamika proses, variable proses dan sinyal control merupakan fungsi waktu. Ada beberapa fungsi yang dapat mewakili perubahan atau dinamika yang terjadi pada input dalam respon sistem order satu.
1. Fungsi Step
Fungsi step adalah fungsi yang bernilai nol pada saat t < c dan bernilai 1 pada saat t ≥ c
Gambar 2: Fungsi Step
Fungsi ini dinotasikan dengan f(t) = u(t – c), dimana c merupakan nilai t yang menandai perubahan nilai fungsi dari 0 ke 1. Adapun transformasi Laplace pada fungsi ini, sebagai berikut:
0 0 | st e s A .dt st A.e F(s) = (0 1) s A = s A 2. Fungsi Ramp
Fungsi ramp adalah fungsi dimana input mengalami kenaikan secara linier dengan waktu mulai dari nol. Fungsi input pada fungsi ramp adalah:
Dimana r merupakan slope dari fungsi ramp tersebut. Adapun transformasi Laplace dari persamaan tersebut:
3. Fungsi Sinusoidal
Fungsi sinusoidal ini adalah fungsi yang menyatakan respon mengalami osilasi akibat perubahan dinamiknya sebelum mencapai nilai
steady barunya. Fungsi ini dinotasikan dengan;
Dimana A merupakan amplitudo dan adalah frekuensi (radian/waktu). Transformasi Laplace pada fungsi ini adalah:
Penyelesaian persamaan diferensial dengan menggunakan transformasi Laplace beranggapan bahwa kondisi awal merupakan keadaan tunak (steady state) dan semua variabel dinyatakan dalam prosedur penyelesaian term deviasi.
Sistematika transformasi Laplace:
1. Menyusun persamaan diferensial neraca massa atau neraca panas yang terjadi pada sistem dalam keadaan steady dan unsteady.
2. Membuat term deviasi dari setiap variabel steady dan unsteady.
3. Mengubah persamaan diferensial menjadi bentuk Laplace dengan variabel s.
4. Membuat hubungan antara variabel output dan variable input.
5. Meng-invers persamaan yang telah terbentuk menjadi bentuk waktu (t) untuk memperoleh respon output.
Dalam percobaan ini fungsi dan transformasi Laplace tersebut digunakan untuk menghitung dan mengetahui perubahan dinamik pada suhu air di dalam sistem PTHB. PTHB atau Pemanas Tangki Horizontal Berpengaduk sendiri merupakan CPI atau Chemical Process Industries dimana sistem ini terdiri dari beberapa unit proses, antara lain; tangki, pompa pengangkut, dan pemanas. PTHB biasanya digunakan pada perusahaan bioethanol yang fungsinya untuk mengontrol suhu atau mereaksikan suatu zat.
BAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN
1. RANGKAIAN ALAT DAN BAHAN
Gambar 4: Rangkaian Alat PTHB
Keterangan Alat:
1. PTHB
2. Tangki Umpan
3. Tangki Umpan Cadangan 4. Tangki Gangguan
5. Tangki Gangguan Cadangan 6. Pengaduk Elektrik 7. Termometer 8. Pompa 1 2 3 4 5 6 7 8 8 9 9 10 11 12
9. Pemanas 10. Kran Umpan
11. Kran Gangguan 12. Kran Buangan PTHB
Bahan yang digunakan adalah air dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Suhu (T) = 28oC
2. Kapasitas panas air (Cp) = 1 kal/goC
2. CARA KERJA
Percobaan dilakukan dengan satu percobaan pendahuluan untuk mengetahui volume pada PTHB dan dua percobaan utama dalam kondisi yang berbeda yaitu, tunak dan dinamik.
1. Percobaan Pendahuluan
Percobaan pendahuluan dilakukan untuk mengetahui volume air pada PTHB dengan cara mengisi PTHB dengan air hingga penuh, ditandai dengan mengalirnya air menuju tangki umpan cadangan. Setelah itu, dilanjutkan dengan membuka kran buangan PTHB sambil menampung dan mengukur air yang keluar dari PTHB. Lalu, mencatat volume yang terukur.
2. Percobaan Kondisi Tunak
Percobaan kondisi tunak bertujuan untuk mengetahui suhu steady pada sistem.
Percobaan ini diawali dengan mengisi tangki umpan hingga penuh yang ditandai dengan mengalirnya air dari tangki umpan ke tangkin umpan
cadangan. Lalu melakukan pengecekan aliran dengan menghidupkan pompa pada tangki umpan cadangan dan membuka kran tangki umpan sampai aliran menjadi overflow. Apabila alirannya sudah overflow, kemudian melakukan pengukuran suhu awal pada tangki umpan. Lalu, menghidupkan pemanas pada PTHB dan mengukur suhu air keluar dari PTHB setiap selang waktu 3 menit hingga suhu mencapai nilai konstan.
3. Percobaan Kondisi Dinamik
Percobaan kondisi dinamik dilakukan untuk mengetahui perubahan dinamik suhu pada PTHB apabila diberi aliran gangguan hingga suhu mencapai nilai konstannya.
Pertama-tama, mengisi tangki gangguan dengan air hingga penuh dan menghidupkan pemanas pada tangki gangguan hingga air pada tangki gangguan mencapai suhu 50oC dan menyalakan pompa pada tangki gangguan cadangan. Lalu, mengalirkan air dari tangki gangguan menuju PTHB dan memulai split untuk mengetahui perubahan dinamik suhu pada selang waktu 3 menit.
3. DIAGRAM ALIR
Diagram alir percobaan dibagi atas 3 diagram, yaitu: 1. Diagram alir percobaan pendahuluan
Gambar 5: Diagram alir percobaan pendahuluan
2. Diagram alir percobaan kondisi tunak
Gambar 6: Diagram alir percobaan kondisi tunak Mengisi PTHB dengan air
hingga penuh
Membuka kran buangan PTHB dan menampung air
yang keluar dari PTHB
Mengukur volume air yang telah ditampung
Mengisi tangki umpan dengan air hingga penuh
Menghidupkan pompa pada tangki umpan cadangan dan membuka kran pada tangki umpan
Mengatur bukaan kran tangki umpan hingga aliran menjadi
overflow1
Melakukan pengukuran suhu awal pada tangki umpan
Menghidupkan pemanas pada PTHB dan mengukur suhu keluar PTHB setiap selang waktu 3 menit sampai suhu konstan
3. Diagram alir percobaan kondisi dinamik
Gambar 7: Diagram alir percobaan kondisi dinamik
Mengisi tangki gangguan dengan air hingga penuh
Menghidupkan pemanas pada tangki gangguan hingga air pada tangki gangguan mencapai suhu 50oC
Menyalakan pompa pada tangki gangguan cadangan dan mengatur kran pada tangki gangguan dan tangki umpan
hingga aliran overflow
Mengukur suhu air keluar pada PTHB setiap selang waktu 3 menit sampai memperoleh data konstan
BAB III
HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
1. HASIL PERCOBAAN
Volume Tangki (V) = 13 l
Kapasitas Panas Cairan (Cp) = 42 J/goC
Densitas Air ( ) = 0.996233 g/cm3
Laju Alir Volumetrik (Fi) = 20 cm3/s
Luas Permukaan Koil Pemanas (Ae) = 188.5 cm2
Koefisien Konveksi (he) = 2500 W/m2oC
Panas yang Diberikan Koil (Qe) = 420 W
1. Kondisi Tunak
Tabel 1: Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi tunak
No Waktu Suhu 1 0 28 2 3 28.5 3 6 29 4 9 29.5 5 12 30 6 15 31 7 18 31.5 8 21 32 9 24 33 10 27 33.5 11 30 34 12 33 35 13 36 35.5 14 39 36 15 42 37
16 45 37 17 48 37 18 51 37.5 19 54 38 20 57 38.5 21 60 39 22 63 39 23 66 40 24 69 40 25 72 41 26 75 41 27 78 41.5 28 81 41.5 29 84 41.5 30 87 41.5 31 90 41.5 2. Kondisi Dinamik
Tabel 2: Hubungan waktu dan suhu pada percobaan kondisi dinamik
No. Waktu Suhu
1 0 41.5 2 180 45 3 360 48 4 540 50 5 720 53 6 900 55 7 1080 57 8 1260 60 9 1440 61.5 10 1620 62 11 1800 63 12 1980 63 13 2160 63 14 2340 63 15 2520 63
2. PERHITUNGAN
1. Mencari nilai τp dan Kp Diketahui: V = 13 l = 13000 cm3 Fi = 20 cm3/s he = 2500 W/m2oC Ae = 188.5 cm2 ρ = 0.996233 g/cm3 Cp = 42 J/goC
2. Mencari nilai τ, K1, dan K2
Diketahui: τp = 650 s Kp = 0.0563
3. Kondisi Tunak
Suhu Umpan Masuk (Tis) = 28oC
Tabel 3: Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi tunak
No Waktu (menit) Suhu (oC) 1 0 28 2 3 28.5 3 6 29 4 9 29.5 5 12 30 6 15 31 7 18 31.5 8 21 32 9 24 33 10 27 33.5 11 30 34 12 33 35 13 36 35.5 14 39 36 15 42 37 16 45 37 17 48 37 18 51 37.5 19 54 38 20 57 38.5 21 60 39 22 63 39 23 66 40 24 69 40 25 72 41 26 75 41
27 78 41.5
28 81 41.5
29 84 41.5
30 87 41.5
31 90 41.5
Dari data percobaan di atas diperoleh nilai suhu steady pada 41.5oC. Maka, dari data tersebut dapat dibuat grafik hubungan antara waktu dan suhu, sebagai berikut:
Gambar 8: Grafik hubungan antara waktu dan suhu pada kondisi tunak
4. Kondisi Dinamik
Suhu Umpan Masuk (Tis) = 28oC
Suhu Steady (Ts) = 41.5oC
Suhu Gangguan (Tisnew) = 50oC
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 20 40 60 80 100 Su h u Waktu
Untuk menghitung kondisi dinamik suhu yang keluar pada PTHB digunakan transformasi Laplace dari persamaan diferensial yang diperoleh dari kerja sistem, yaitu:
Invers dari transformasi Laplace di atas digunakan untuk menghitung suhu
hitung yang keluar dari PTHB. Untuk mendapatkan perbedaan antara suhu yang didapat dari data dan suhu hitung dicari dengan menggunakan rumus persen kesalahan.
Maka, diperoleh tabel sebagai berikut:
Tabel 4: Hubungan waktu dan suhu pada data kondisi dinamik
No. Waktu Suhu Suhu Hitung %kesalahan
1 0 41.5 41.50 0.00 2 180 45 46.78 3.96 3 360 48 50.72 5.68 4 540 50 53.67 7.33 5 720 53 55.86 5.40 6 900 55 57.50 4.55 7 1080 57 58.73 3.03
8 1260 60 59.64 0.60 9 1440 61.5 60.32 1.92 10 1620 62 60.83 1.89 11 1800 63 61.21 2.84 12 1980 63 61.49 2.39 13 2160 63 61.70 2.06 14 2340 63 61.86 1.81 15 2520 63 61.98 1.62
Diperoleh persen kesalahan rata-rata = 3.00%
Dari data yang diperoleh dari tabel di atas dapat dibuat grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi dinamik, sebagai berikut:
Gambar 9: Grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi dinamik
0 10 20 30 40 50 60 70 0 1000 2000 3000 Su h u Waktu
Waktu vs. Suhu Data Waktu vs. Suhu Hitung
BAB IV
PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
1. PEMBAHASAN
Dari percobaan pada kondisi tunak didapatkan nilai steady umpan masuk untuk perhitungan pada kondisi dinamik.
Gambar 8: Grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi tunak
Dari grafik di atas diketahui bahwa waktu yang lama mengakibatkan suhu meningkat hingga pada akhirnya mencapai titik konstan pada 41.5oC. Hal ini disebabkan air yang mengalir dari tangki umpan ke PTHB dan keluar dari PTHB mendapatkan panas yang diberikan oleh koil pemanas di dalam PTHB.
Pada percobaan ini seharusnya mengikuti teori gangguan sistem berdasarkan fungsi step. Namun, karena suhu umpan masuk tiba-tiba diganggu dengan aliran gangguan bersuhu konstan, maka dapat digunakan rumus berikut:
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 20 40 60 80 100 Su h u Waktu
Perbedaan hasil antara suhu data dan suhu hitung menghasilkan persen kesalahan. Persen kesalahan diperoleh karena disebabkan kesalahan pembacaan suhu gangguan awal dan suhu keluar dari PTHB. Selain itu, pada saat percobaan, aliran tidak terjaga overflow, sehingga air pada tangki gangguan sering ditambahkan air dengan suhu tinggi yang mengakibatkan suhu keluar PTHB menjadi meningkat.
Gambar 9: Grafik hubungan waktu dan suhu pada kondisi dinamik
Grafik tersebut menunjukkan bahwa kondisi steady state belum dapat terlihat dikarenakan data yang diambil untuk menentukan kondisi steady state belum sempurna. Namun pada percobaan kondisi dinamik didapat suhu steady
state 63oC.
Semakin tinggi suhu gangguan (Tis new) maka semakin tinggi suhu
steady-nya (Tis new), hal ini disebabkan oleh perbedaan antara suhu umpan (Tis)
dan suhu gangguan (Tis new) yaitu magnitude (M) yang besar.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 1000 2000 3000 Su h u Waktu
Waktu vs. Suhu Data Waktu vs. Suhu Hitung
2. KESIMPULAN
3. Dari data percobaan dan perhitungan diperoleh :
τp = 650 s Kp = 0.0563
τ = 615.3477 s K1 = 0.9467
K2 = 0.053
4. Persamaan yang diperoleh dari percobaan kondisi dinamik:
5. Susunan neraca panas pada PTHB:
Neraca panas pada keadaan unsteady:
Neraca panas pada keadaan steady: Term Deviasi: Transformasi Laplace: Fungsi Transfer:
Gambar 10: Diagram blok fungsi transfer
Ti(s) Te(s) T(s) + +
Jika Te(s) = 0, maka fungsi transfernya menjadi;
DAFTAR PUSTAKA
Perry, R.H., Green, D.W. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook 7th ed.
McGraw-Hill: New York
Smith, C.A., Corripio, A.B. 1997. Principles & Practice of Automatic Process
Control 2nd ed. John Wiley & Sons, Inc: New York
Stephanopoulus, G. 1984. Chemical Process Control : An Introduction to Theory
LAMPIRAN
Tabel 5: Densitas air pada setiap suhu t, oC Densitas (gr/ml) 0 0.999839 1 0.999898 2 0.999940 3 0.999964 4 0.999972 5 0.999964 6 0.999940 7 0.999901 8 0.999848 9 0.999781 10 0.999699 11 0.999605 12 0.999497 13 0.999377 14 0.999244 15 0.999099 16 0.998943 17 0.998775 18 0.998595 19 0.998405 t, oC Densitas (gr/ml) 21 0.997992 22 0.997770 23 0.997538 24 0.997296 25 0.997045 26 0.996783 27 0.996513 20 0.998204 28 0.996233 29 0.995945 30 0.995647 31 0.995341 32 0.995026 33 0.994703 34 0.994371 35 0.994032 36 0.993684 37 0.993328
38 0.992965 39 0.992594 40 0.992215 41 0.991830 42 0.991436 43 0.991036 44 0.990628 45 0.990213 46 0.989792 47 0.989363 48 0.988928 49 0.988485 50 0.988037 51 0.987581 52 0.987120 53 0.986652 54 0.986177 55 0.985696
PERTANYAAN DAN JAWABAN
1. Nadia Benita (121100127)
Sebutkan variabel input dan variabel output pada percobaan! Jawaban:
Variabel input pada percobaan meliputi; laju alir cairan masuk, suhu cairan masuk, dan panas steam.
Variabel output pada percobaan meliputi: level cairan pada tangki, suhu cairan keluar, dan laju alir cairan keluar
2. Diah Asih Ekawati (121100067)
Apa saja kegunaan PTHB pada industri? Jawaban:
Pada industri PTHB digunakan dalam sistem, salah satunya untuk mengontrol suhu dan mereaksikan suatu zat. Contohnya, pada industry ethanol.
3. Monica Gretta Pawung (121100076)
Apa hubungan percobaan kondisi tunak dan percobaan kondisi dinamik? Jawaban:
Pada percobaan kondisi tunak, kita hanya mencari data pada sistem tanpa adanya gangguan hingga air mencapai suhu steady-nya. Sedangkan pada percobaan kondisi tunak kita menambahkan aliran gangguan di mana suhu gangguan lebih besar dari pada suhu steady air. Sehingga terjadi perubahan yang dinamik pada suhu air yang awalnya telah mencapai steady, hingga suhu air mencapai nilai konstan kembali.
4. Desi Kurniyati (121100056)
Apa contoh gangguan yang terjadi pada industri riil dan bagaimana menanggulanginya?
Jawaban:
Gangguan pada sistem proses pabrik tentu saja sangat beragam. Contohnya; sistem Heat Exchanger, pada aliran masuk dan aliran keluar harus dipasang alat sensor yang nantinya akan mengirimkan sinyal apabila terjadi gangguan pada input maupun outputnya, sehingga secara otomatis alat akan melakukan antisipasi agar tidak terjadi konflik pada sistem. Secara matematis, kita mengubah fungsi transfer di saat terjadi perubahan input maupun outputnya. Gangguannya sendiri dapat merupakan macam-macam variabel yang dapat berubah maupun diubah. Contohnya; suhu, tekanan, laju alir, level, dll.
