Perpindahan Panas Pada Tangki Berpengaduk [PDF]

Citation preview

PERPINDAHAN PANAS PADA TANGKI BERPENGADUK (STIRRED TANK REAKTOR) BAB I PENDAHULUAN Pengadukan adalah operasi yang menciptakan terjadinya gerakan dari bahan bahan yang diaduk seperti molekul-molekul, zat-zat yang bergerak, atau komponennya menyebar (terdispersi). Secara umum, pengadukan bertujuan untuk mencampur dua cairan yang saling melarut, melarukan padatan dalam cairan, mendispersikan gas dalam cairan dalam bentuk gelembung, atau mempercepat perpindahan panas antara fluida dengan koil pemanas dan jaket pada dinding banana. Faktor – faktor yang mempengaruhi proses pengadukan dan pencampuran, antara lain : konfigurasi tangki, jenis dan geometri pengaduk, posisi sumbu pengaduk, kecepatan putaran pengaduk, dan sifat fisik fluida yang diaduk. Jenis dan geometri pengaduk erat kaitannya dengan pola aliran pengadukan yang terjadi. Pencampuran dalam tangki terjadi karena adanya gerak rotasi dari pengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini ‘memotong’ fluida tersebut dan dapat menimbulkan arus eddy yang berak ke seluruh sistem fluida tersebut. Pemilihan jenis dan geometri pengaduk biasanya berdasarkan sifat fisik fluida, terutama viskositas. Kecepatan pengadukan juga dapat mempengaruhi pola aliran melingkar. Kecepatan yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan pusaran atau biasa disebut vorteks. Vorteks adalah hal yang tidak diharapkan dalam pengadukan karena menyebabkan kualitas pengadukan buruk, masuknya udara ke dalam fluida, dan tumpahnya fluida akibat naiknya permukaan fluida.



Tujuan percobaan Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan dapat: 1. menghitung koefisien keseluruhan perpindahan panas untuk tangki berpengaduk. 2. Menghitung koefisie film perpindahan panas untuk tangki berpengaduk. 3. Memahami proses perpindahan panas didalam tangki berjaket berpengaduk, yang tergolong dalam kelompok proses unsteady state.



Dasar Teori Stired Tank (tangki berpengaduk) dalam industri kimia digunakan untuk reaksi-reaksi batch ‘tumpak’ dalam skala kecil. Alat ini terdiri dari tangki silindris yang dilengkapi dengan agitator ‘pengaduk’. Tangki ini digunakan untuk pemanasan atau pendinginan, dipakai jaket sehingga air panas atau air dingin dapat dialirkan (dipindahkan). Pengadukan dipakai dalam berbagai aplikasi, misalnya : Dispersi suatu zat terlarut dalam suatu pelarut, penyatuan dua cairan yang dapat dicampur , produksi slurry dari padatan halus didalam suatu cairan, pengadukan suatu cairan homogen untuk meningkatkan heat transfer ke cairan. Peralatan pengaduk mempunyai berbagai macam variasi menurut aplikasinya. One. Axial flow impeler untuk cairan viskositas sedang yang memerlukan gerakan cepat. Two. Flat blade turbine yang menghjasilkan aliran turbulen pada arah radial, tetapi memerlukan power yang lebih besar. Three. Turbin untuk pengadukan yang merata sekali. Four. Anchor impeller untuk tingkat turbulensi rendah dan efektif digunakan untuk tangki yang dipanaskan atau didinginkan dengan jaket. Five. Helical impeller untuk pengadukan padat cair atau untuk mengadauk pasta, lumpur, atau adonan. Perpindahan panas dan energi pada proses tangki berpengaduk berjaket pada praktikum ini terjadi sangat berbeda dengan proses perpindahan panas yang sering kita jumpai Hal ini disebabkan karena proses yang terjadi adalah proses tak tetap (unsteady state). Jadi koefesien perpindahan panas (U) tidak dapat digunkan dalam persamaan Fourier, yaitu Q = U.A.∆T. Persamaan Fourier tersebut hanya bisa digunakan bila tangki beroperasi secara sinambung/steady state. Dalam semua kasus, laju total perpindahan panas dapat diekspresikan dalam bentuk daya gerak penurunan temperatur dan hambatan. Persamaan Fourier Q = U . A . (T1 – T2) Dimana: Q = laju perpindahan panas ; T1 = temperatur pada titik 1 ; T2 = temperatur pada titik 2 ;



U A



= koefisien keseluruhan perpindahan panas ; = luas permukaan yang dilalui panas.



Bab 3 Methodologi Alat : Tangki berpengaduk PCT 10+ thermokopel Ember 15 liter Pompa listrik Bahan 75L air



Langkah kerja



http://www.angelfire.com/ak5/process_control/stirred.html https://labtkitb.files.wordpress.com/2014/08/2013_tgk-jsa.pdf