d-9 cooling tower

Upload: tommy

Post on 07-Jul-2018

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    1/48

    i

    LAPORAN SEMINAR

    PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

    COOLING TOWER

    D-9

    Disusun Oleh :

    Asdi Erlinawati 121120074

    Widyasari Galuh P 121120080

    PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

    FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

    UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

    YOGYAKARTA

    2014

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    2/48

    ii

    LEMBAR PENGESAHAN

    LAPORAN SEMINAR

    PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

    COOLING TOWER

    D-9

    Disusun Oleh :

    Asdi Erlinawati 121120074

    Widyasari Galuh P 121120080

    Yogyakarta, 13 Juni 2014

    Disetujui oleh

    Asisten Pembimbing

    Arya Irmansyah

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    3/48

    iii

    KATA PENGANTAR

    Segala puji dan syukur pada Allah SWT karena atas segala rahmat dan

    karunia-Nya penyusun dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Praktikum

    Dasar Teknik Kimia yang berjudul “Cooling Tower ” dengan tepat.

    Adapun tujuan dari pembuatan laporan ini kami susun untuk memenuhi

    syarat kelulusan mata kuliah Praktikum Dasar Teknik Kimia dalam kurikulum

    pendidikan pada Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Kimia UPN

    “VETERAN” Yogyakarta.

    Pada kesempatan ini kami juga ingin mengucapkan terimakasih kepada :

    1. Ir. Gogot Haryono, MT selaku Kepala Laboratorium Praktikum Dasar

    Teknik Kimia UPN “VETERAN” Yogyakarta.

    2. Arya Irmansyah selaku Asisten Pembimbing.

    3. Segenap staf Laboratorium Praktikum Dasar Teknik Kimia UPN

    “VETERAN” Yogyakarta.

    Penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk 

    kesempurnaan laporan ini, penyusun juga berharap laporan ini dapat bermanfaat

    bagi diri pribadi dan mahasiswa Teknik Kimia UPN “VETERAN” Yogyakarta.

    Yogyakarta, 13 Juni 2014

    Penyusun

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    4/48

    iv

    DAFTAR ISI

    LEMBAR PENGESAHAN................................................................................. ii

    KATA PENGANTAR......................................................................................... iii

    DAFTAR ISI........................................................................................................ iv

    DAFTAR TABEL............................................................................................... v

    DAFTAR GAMBAR........................................................................................... vi

    DAFTAR LAMBANG........................................................................................ vii

    INTISARI............................................................................................................. viiiBAB I PENDAHULUAN

    I.1 Latar Belakang Percobaan.............................................................. 1

    I.2 Tujuan Percobaan........................................................................... 2

    I.3 Tinjauan Pustaka............................................................................. 2

    BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN

    II.1 Bahan-bahan................................................................................... 7

    II.2 Rangkain Alat Cooling Tower......................................................... 7

    II.3 Cara Kerja....................................................................................... 8

    BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    III.1 Variasi Laju Air Masukn Menara (L) pada Suhu Air Masuk 

    Menara (T ) Konstan....................................................................... 9

    III.2 Variasi Suhu Air Masuk Menara (T) pada Laju Air Masuk 

    Menara (L) Konstan........................................................................ 10

    BAB IV KESIMPULAN..................................................................................... 13

    DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 14

    LAMPIRAN......................................................................................................... 15

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    5/48

    v

    DAFTAR TABEL

    Tabel 1. Variasi laju alir masuk menara pada suhu air masuk konstan............... 9

    Tabel 2. Variasi suhu air masuk menara pada laju aliran air masuk menara....... 11

    Tabel 3. Variasi laju alir masuk menara pada suhu air masuk konstan............... 15

    Tabel 4. Variasi suhu air masuk menara pada laju aliran air masuk menara

    konstan................................................................................................... 16

    Tabel 5. Hubungan antara Q, M, L, dan L/Ga..................................................... 17

    Tabel 6. Hubungan suhu dengan entalpi pada L=2 ft / menit............................ 20Tabel 7. Hubungan suhu dengan entalpi pada L=3 ft / menit............................ 21

    Tabel 8. Hubungan suhu dengan entalpi pada L=4 ft3 / menit............................ 22

    Tabel 9. Hubungan suhu dengan entalpi pada L=5 ft / menit............................ 23

    Tabel 10. Hubungan suhu dengan entalpi pada L=6 ft / menit.......................... 24

    Tabel 11. Harga m dan n...................................................................................... 25

    Tabel 12. Persentase Kesalahan Variasi Suhu Air Masuk (T1) Pada Laju Air

    Masuk (L) Konstan............................................................................. 26

    Tabel 13. Data L dan (L/Ga)................................................................................ 29

    Tabel 14. Hubungan antara Entalpi dan Suhu pada T=69 °F............................... 31

    Tabel 15. Hubungan antara Entalpi dan Suhu pada T=64 °F............................... 32

    Tabel 16. Hubungan antara Entalpi dan Suhu pada T=59 °F............................... 33

    Tabel 17. Hubungan antara Entalpi dan Suhu pada T=54 °F............................... 34

    Tabel 18. Hubungan antara Entalpi dan Suhu pada T=49 °F............................... 35

    Tabel 19. Harga m dan n...................................................................................... 36

    Tabel 20. Persentase Kesalahan Variasi Suhu Air Masuk Menara ( T1 ) pada

    Laju Aliran Air Masuk Menara........................................................... 37

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    6/48

    vi

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 1. Prinsip kerja menara pendingiN........................................................ 3

    Gambar 2. Rangkain alat Cooling Tower............................................................ 7

    Gambar 3. Hubungan L/Ga dengan Ntu.............................................................. 10

    Gambar 4. Hubungan suhu air masuk menara (T1) dengan Ntu......................... 11

    Gambar 5. Hubungan L/Ga dengan Ntu.............................................................. 25

    Gambar 6. Hubungan suhu air masuk menara (T1) dengan Ntu......................... 37

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    7/48

    vii

    DAFTAR LAMBANG

    Ak = Luas penampang kolom (cm2)

    Ap = Luas penampang pipa (cm2)

    C` = Panas jenis air (BTU/lboF)

    Dk = Diameter kolom (cm)

    Dp = Diameter pipa (cm)

    G` = Kecepatan volumetrik udara (cm3 /detik)

    Ga = Kecepatan massa udara (lb udara kering/cm

    2

     jam)H = Entalpi udara (BTU/lb udara kering)

    H1 = Entalpi udara kering masuk menara (BTU/lb udara kering)

    H2 = Entalpi udara kering keluar menara (BTU/lb udara kering)

    Ka = Koefisien transfer massa keseluruhan (lb/jam ft2)

    Lo = Laju air make up (lb/jam ft2)

    L = Laju air masuk( lb/jam ft2)

    Lv = Kecepatan air dalam pipa (cm/detik)

    M = Kecepatan massa air (lb/jam)

    Ntu = Bilangan unit transfer (tak berdimensi)

    Q = Kecepatan panas (BTU/jam)

    q = Heat transfer tiap 1 ft2

    luas penampang menara (BTU/jam ft2)

    to,To = Temperatur air make up (oF,

    oR)

    t1,T1 = Temperatur air masuk menara (oF,

    oR)

    t2,T2 = Temperatur air keluar menara(oF,

    oR)

    td = Temperatur bola kering (oF)

    tw = Temperatur bola basah (oF)

    V = Volume menara (cm3)

    Vs = Volume udara jenuh (ft3

    udara/lb udara kering)

    X1 = Humiditas udara masuk menara (lb uap air/lb udara kering)

    X2 = Humiditas udara keluar menara (lb uap air/lb udara kering)

    ρ = Berat udara kering per ft3

    udara (lb udara kering/ft3

    udara)

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    8/48

    viii

    INTISARI

    Menara pendingin (cooling tower ) merupakan alat yang digunakan untuk 

    mendinginkan kembali air pendingin yang telah digunakan dalam proses

    pendinginan, sehingga air pendingin yang telah digunakan tersebut dapat dipakai

    pada proses pendinginan selanjutnya.

    Pendinginan dilakukan dengan cara mengalirkan air dari atas menara

    dengan kecepatan aliran dan suhu tertentu, kemudian dikontakan dengan udara

    yang dialirkan dari bawah menara dengan kecepatan tertentu pula. Percobaandilakukan dengan memvariasi kecepatan aliran air masuk menara pada suhu air

    masuk yang konstan dan variasi suhu air masuk pada aliran air masuk konstan.

    Berdasarkan perhitungan percobaan didapat hubungan antara temperatur

    air masuk konstan dengan variasi laju alir masuk menara, sehingga didapat

    persamaan NTU = 4,00184E+26 (L/Ga)-11,823005

    dengan persentase kesalahan

    rata-rata sebesar 5,1485%. Sedangkan Berdasarkan variasi temperatur air masuk 

    menara terhadap laju alir konstan, diperoleh persamaan NTU = 6,353E-13 +26

    (L/Ga)6,127275469

    dengan persentase kesalahan rata-rata sebesar 4,3717 %.

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    9/48

    ix

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    10/48

    1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1 Latar Belakang

    Dalam industri kimia, air pendingin sangat dibutuhkan sebagai

    media pengambil panas fluida yang terjadi di dalam suatu heat exchanger ,

    atau yang lebih spesifik disebut dengan  cooler . Pertukaran panas tersebut

    menyebabkan air dingin mengalami perubahan temperatur, dimana

    temperatur air pendingin tersebut menjadi naik karena panas yang dibawaoleh suatu fluida diserap oleh air. Air yang mengalami perubahan

    temperatur tersebut tidak dapat langsung digunakan kembali sebagai

    pendingin dan juga tidak dapat di buang ke sungai maupun ke lingkungan

    yang disebabkan oleh temperatur air yang dibuang masih sangat tinggi dan

    tidak memenuhi syarat Analisa Mengenai Dampak Lingkungan

    (AMDAL).

    Untuk mengatasi itu perlu dilakukan suatu proses pendingin untuk 

    menurunkan temperatur air tersebut sehingga dapat digunakan kembali

    sebagai pendingin. Proses pendinginan air tersebut dapat dilakukan dalam

    suatu   tower  pendingin. Proses pendinginan air tersebut dapat dilakukan

    didalam suatu tower pendingin yang disebut cooling tower . Dimana proses

    pendinginan dapat terjadi dengan bantuan udara luar serta alat untuk 

    mempercepat pendinginan tersebut, yang biasa digunakan dalam industri

    kimia adalah kipas. Penggunaan teknologi   cooling tower  dewasa ini

    dirasakan sangat penting dalam tiap industri dalam rangka efisiensi dan

    konservasi energi. Oleh karena itu, pemahaman tentang prinsip kerja atau

    operasi cooling tower sangat diperlukan.

    Meskipun biasanya para operator tidak merancang sendiri menara

    pendingin, tetapi pengetahuan tentang sistem proses seluk beluk menara

    pendingin itu sendiri. Selain itu seorang operator harus menetapkan sendiri

     jumlah air yang digunakan untuk mengganti air yang hilang karena

    penguapan dalam proses pendinginan. Percobaan ini bertujuan mencari

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    11/48

    2

    faktor dan banyaknya air yang menguap pada proses pendinginan

    mengingat betapa pentingnya faktor karakteristik menara pendingin dan

     jumlah air yang menguap.

    I.2 Tujuan Percobaan

    1. Mempelajari pelajari karakteristik menara atau kolom yaitu bilangan

    satuan transfer unit keseluruhan (Ntu), faktor bahan isian (m) dan

    eksponensial (n).

    2. Mempelajari pengaruh kenaikan temperatur air masuk menara terhadap

    bilangan transfer unit keseluruhan (Ntu).

    3. Mempelajari pengaruh L/Ga terhadap Ntu.

    I.3 Tinjauan Pustaka

    Menara pendingin adalah suatu menara yang digunakan untuk 

    mendinginkan air pendingin yang telah menjadi panas pada proses

    pendinginan, sehingga air pendingin yang telah dingin itu dapat digunakan

    untuk proses pendinginan selanjutnya.

    Adapun prinsip umum kerja dalam   cooling tower  adalah kontak 

    langsung antara permukaan air dengan udara kering. Apabila air panas

    berkontak dengan udara yang lebih dingin maka air akan mengalami

    penurunan temperatur (pendinginan). Penurunan temperatur ini disebabkan

    oleh penguapan sebagian dari cairannya dan kehilangan panas sensibelnya,

    sebaliknya udara akan menjadi panas dan mengalami pelembaban

    (Hardjono, 1989).Dalam menara pendingin, aliran air panas didinginkan dengan

    merubah panas laten dan panas sensible uap air dengan aliran udara kering

    pada arus yang berlawanan. Air panas dimasukkan dari atas menara dan

    dikeluarkan dari bagian dasar menara. Aliran udara mengalir secara

    counter current  terhadap aliran air. Pada bagian atas menara panas

    ditransfer dari air panas ke udara, temperatur air lebih tinggi daripada

    lapisan antar muka pada film gas-cair (interface) dan temperatur interface

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    12/48

    3

    biasanya lebih tinggi daripada temperatur udara. Panas   sensibel ini

    dipindahkan dari air ke udara. Pada bagian dasar menara temperatur air

    dan interface, keduanya lebih rendah daripada udara dengan panas sensibel

    ditransfer cairan dan udara ke interface dimana diserap sebagai panas laten

    dalam proses penguapan air (Brown, 1978).

    Muatan panas (air panas) pada bagian atas kolom dinyatakan

    dengan cara yang sama sebagai L (lb/jam.ft2). Umumnya kita dapat

    menyatakan suplai air   make up sebagai Lo (lb/jam.ft2) dari air. Jika Q

    adalah kecepatan panas (Btu/jam) lewat kondensor, maka kita dapat

    mendefinisikan muatan panas per ft2

    sebagai q/A, di mana A adalah luas

    area aliran dalam menara pendingin (Kern, D.Q., 1989).

    Gambar 1. Prinsip kerja menara pendingin

    Neraca energi sekitar sistem untuk harga udara hasil pendinginan adalah :

    Q + Lo . Cp . To = G ( H2 – H1 ) .......................................................... ( 1 )

    Persamaan ini menggunakan temperatur referensi padaoF udara kering,

    dengan panas uap masuk dalam lb udara kering (Kern, D.Q., 1989).

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    13/48

    4

    Neraca energi untuk komposisi air :

    Q = L. Cp ( T1 – T2 ) + Lo . Cp ( T2 – To ) ……………………….... ( 2 )

    Kombinasi dari kedua persamaan diatas adalah :

    Cp . T1 . ( H2-H1 ) = L . ( T1 – T2 ) + Lo . Cp . T2…………........….. ( 3 )

    Maka jumlah air make up untuk mengganti penguapan adalah :

    Lo = G ( X2 – X1 )………………………………………………...….. ( 4 )

    Dalam menara pendingin, udara pendingin digunakan untuk 

    mendinginkan air panas. Air yang telah lewat kolom, temperaturnya lebih

    rendah dari temperatur udara kering masuk, tetapi tidak akan lebih rendah

    daripada temperatur bola basah udara masuk.

    Dalam daerah teratas dari kolom, air panas mula-mula berkontak 

    dengan udara kering yang lebih dingin dari air panas. Dapat dinyatakan

     juga sebagai penurunan total kuantitas air atau penguapan. Entalpi air total

    atau pertambahan entalpi campuran udara adalah setara.

    dq = d ( L. Cp . T ) = G . dH………………………......………............( 5 )

    Muatan udara yang melewati menara pendingin adalah tetap karena

    dinyatakan dalam basis udara kering. Tetapi muatan air tidak persis

    konstan karena ada yang hilang oleh penguapan dengan nilai yang lebih

    kecil dari sirkulasi (2%), maka dapat diasumsikan harga L adalah konstan

    (Kern, D.Q., 1989).

    d ( L .Cp .T ) = L .Cp .dT ...................................................................... ( 6 )

    L .Cp .dT = G .dH .................................................................................. ( 7 )

    Menurut Lewis dalam sistem campuran udara dan air

    persamaannya dapat dinyatakan sebagai berikut :

    L .Cp .dT – G .dH = k ( H’ – H ) a .dV ................................................. ( 8 )

    Dari persamaan ( 8 ) didapat :

    ................................................................... ( 9 )

    Di mana Cp air diasumsikan = 1 Btu/lboF

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    14/48

    5

    Data-data dalam menara pendingin sering digambarkan dalam

    bentuk  k.a. K/L Vs L/G untuk variasi temperatur cooling tower .

    Hubungan antara NTU dengan L/Ga dapat didekati dengan persaman

    polinomial yaitu:

    y = ax2

    + bx + c

    y = NTU

    x = L/Ga

    Media Pendingin

    Di dalam suatu proses pendinginan air panas hasil proses

    diperlukan media pendingin yang sangat efektif dan efisien. Di dalam

    menara pendingin, untuk proses pendinginan biasanya menggunakan

    media pendingin yang dapat mendinginkan zat panas yang ingin kita

    dinginkan, biasanya mempunyai nilai panas laten dan sensibel yang besar,

    agar zat panas tersebut cepat dingin atau berubah fasanya dengan

    temperatur yang lebih kecil sehingga memudahkan proses.

    Media pendingin yang biasa digunakan adalah:

    1. Udara

    2. Air :

    a. Air laut

    b. air

    3. Refrigerant :

    a.   Dowtherm

    b.   Freon

    c. NH3

    d. Propanol

    e.   Brine

    Media pendingin yang biasanya digunakan dalam industri adalah udara,

    hal ini disebabkan :

    1. Murah dan mudah didapat

    2. Bebas dari bahan korosi

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    15/48

    6

    3. Tidak memerlukan   treatment  yang rumit seperti   treatment  dalam

    penggunaan air

    4. Pendirian suatu industri dapat dilakukan dimana saja, tidak tergantung

    letak sumber air pendingin

    5. Tidak memerlukan pemasangan instalasi pipa seperti halnya jika

    menggunakan pendingin air

    Di dalam menara pendingin terdapat bahan isian, dimana bahan

    isian ini berfungsi untuk memperbesar permukaan bidang kontak antara

    permukaan air panas yang akan didinginkan dengan udara dingin yang

    dihembuskan dalam menara secara searah atau berlawanan arah(Treybal,

    1968).

    Dengan adanya bahan isian ini maka transfer panas dan transfer

    massa antara air dengan udara dapat berjalan dengan maksimal, sehingga

    penurunan temperatur dapat berjalan dengan cepat.

    Untuk itu bahan isian yang digunakan untuk mempercepat pendinginan

    harus mempunyai sifat – sifat, diantaranya :

    1. Mempunyai permukaan bidang kontak yang luas.

    2. Mempunyai sifat pembasahan yang baik.

    3. Mempunyai volume rongga yang besar.

    4. Tahan terhadap panas, korosi dan reaksi kimia.

    5. Murah dan mudah didapat.

    (Treybal, 1968)

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    16/48

    7

    BAB II

    PELAKSANAAN PERCOBAAN

    II.1 Bahan-bahan

    1. Air, yang dialirkan dari kran

    2. Udara, yang berasal dari blower 

    II.2 Alat

    Gambar 2. Rangkain alat cooling tower 

    Keterangan gambar :

    1. Tangki air panas 7. T dry2. Pompa 8. T wet 

    3. Keranpengaturrotameter 9. T air keluarmenara

    4. Rotameter 10. Baskom air

    5. Menarakolomisian 11. Kompor

    6. Tangki Air dingin 12. Blower 

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    17/48

    8

    II.3 Cara Kerja

    1. Memeriksa rangkaian alat.

    2. Mengamati dan mencatat suhu yang terbaca pada termometer bola

    basah (Twm) dan termometer bola kering (Tdm).

    3. Mengisi tangki air panas dengan air dan menyalakan   heater  sampai

    dicapai temperatur yang ditentukan kemudian heater dimatikan.

    4. Menyalakan pompa dan blower secara bersamaan.

    5. Mengatur skala rotameteryang telah ditentukan sampai keadaan

    rotameter stabil.

    6. Memastikan temperatur air pada tangki air panas tetap, bila terjadi

    penurunan suhu kemudian heater dinyalakan.

    7. Setelah semua keadaan konstan dan berada pada kondisi yang

    ditentukan kemudian mencatat:

    a. Suhu bola basah (Twet )

    b. Suhu bola kering (Tdry)

    c. Suhu air keluar menara (T2)

    8. Mengulangi langkah 3-7 untuk variasi suhu air (oC) di dalam tangki air

    panas.

    9. Mengulangi langkah percobaan tersebut untuk variasi temperatur

    masuk menara pendingin yang berada sebagai variabel peubah kedua.

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    18/48

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    19/48

    10

    Dari percobaan Cooling Tower , maka diperoleh grafik hubungan

    antara Ntu dengan L/Ga :

    Gambar 3. Hubungan L/Ga dengan Ntu

    Dari data yang diperoleh pada variasi laju alir masuk menara(L)

    pada temperatur air masukmenara (T) konstandapat dilihat bahwa semakin

    besar laju alir masuk menara maka temperatur air keluar menara akan

    semakin besar. Hal ini disebakan karena semakin besar laju alir(L), waktukontak antara air dan udara kering semakin sedikit sehingga jumlah panas

    yang ditransfer ke udara semakin kecil, sehingga temperatur air yang

    keluar menara semakin besar, begitu juga sebaliknya. Sedangkan dari

    hubungan L/Ga dengan NTU pada variasi laju alir masuk menara (L)

    menunjukan bahwa semakin besar nilai L/G maka nilai NTU semakin

    kecil. Hal ini disebabkan karena hubungan Ntu dengan L adalah

    berbanding terbalik.

    y = 0,157e-3E-04x

    R² = 0,9779

    0

    0,01

    0,02

    0,03

    0,04

    0,05

    0,06

    0,07

    0,08

    0,09

    0,1

    0,0 2000,0 4000,0 6000,0 8000,0

          N      T      U

    L/Ga

    NTU

    Expon. (NTU)

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    20/48

    11

    III.2 Variasi suhu masuk menara (T1) pada laju (L) konstan

    Tabel 2. Variasi suhu air masuk menara pada laju aliran air masuk menara

    B

    e

    Dari hasil data percobaan pada variasi suhu air masuk menara, maka

    diperoleh grafik hubungan antara T1 dan Ntu :

    Gambar 4. Hubungan suhu air masuk menara (T1) dengan Ntu

    Berdasarkan hasil data percobaan pada variasi temperatur masuk 

    menara dapat dilihat bahwa,semakin besar temperatur air panas yang

    masuk maka, semakin besar pula temperatur air keluar menara. Hal ini

    disebabkan karena semakin besar laju alir, waktu kontak antara air dengan

    udara kering semakin sedikit,sehingga jumlah panas yang ditransfer ke

    udara semakin sedikit, sehingga temperatur suhu air keluar menara

    semakin besar.

    y = 9E-05e0,1049x

    R² = 0,9963

    0

    0,02

    0,04

    0,06

    0,08

    0,1

    0,12

    0,14

    0 20 40 60 80

          N      T      U

    T masuk (oC)

    NTU

    Expon. (NTU)

    No.

    Kecepatan

    Air (L)

    CFM

    Suhu Air

    Masuk 

    (ͦ C)

    Suhu Air

    Keluar

    (ͦ C)

    Udara Keluar

    Tw (ͦ C) Td (ͦ C)

    1 2,5 69 7 33 36

    2 2,5 64 38 33 36

    3 2,5 59 40 33 37

    4 2,5 54 41 34 37

    5 2,5 49 41 34 37

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    21/48

    12

    Tetapi pada data keempat dan kelima suhu air keluar menara

    temperaturnya tidak berubah, hal itu disebabkan karena air panas pada

    tangki tersebut memiliki suhu yang tidak merata secara keseluruhan

    sehingga menimbulkan perubahan transfer panas yang tidak merata.

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    22/48

    13

    BAB IV

    KESIMPULAN

    1. Dari hasil percobaan, maka diperoleh persamaan karakteristik menara

    untuk laju aliran air masuk menara pendingin pada temperatur air masuk 

    konstan adalah Ntu = 4,00184E+26 (L/Ga)-11,823005

    dengan persentase

    kesalahan rata-rata sebesar 5,1485%.

    2. Dari hasil percobaan, maka diperoleh persamaan karakteristik menara

    untuk temperatur air masuk menara pendingin pada laju alir air masuk konstan adalah Ntu = 6,353E-13 +26 (L/Ga)

    6,127275469dengan persentase

    kesalahan rata-rata sebesar 4,3717%.

    3. Semakin besar nilai Ntu, maka karakteristik menara atau kolom semakin

    baik begitu pun sebaliknya, semakin kecil Ntu, maka karakteristik menara

    atau kolom semakin buruk.

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    23/48

    14

    DAFTAR PUSTAKA

    Brown, G.G., 1978, “Unit Operation“, Fourteenth Printing, John Wiley and

    Sons, New York.

    Hardjono, 1989, “Operasi Teknik Kimia II”, Teknik Kimia UGM, Yogyakarta.

    Kern, D.Q., 1965, “Process Heat Transfer”, Mc Graw Hill Book Company, Inc.,

    Japan.

    Perry, R.H., 1984, “Chemical Engineer’s Handbook”, 6th edition, Mc Graw Hill

    Book Company, Inc., New York .

    Treybal, R.E., 1984, “Mass – Transfer Operation”, 2nd edition, Mc Graw Hill

    Book Company, Inc., New York.

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    24/48

    15

    LAMPIRAN

    PERHITUNGAN

    1. Variasi Laju Air Masuk Menara (L) Pada Temperatur Air Masuk (T1)

    Konstan

    a. Mengitung harga (L/Ga)

    1. Menghitung harga Ga

    Twm = 310C = 87,8

    0F

    G = 360 cm3 /detik = 0,7628 ft3 /menit

    Dk = 39,17 cm = 1,2851 ft

    Mencari harga Vs pada Tw = 87,80F dengan cara interpolasi dari

    table 12-1 Perry Chemical Enginer’s Handbook :

    Tw = 860F, harga Vs = 14,354 ft

    3udara/lb udara kering

    Tw = 880F, harga Vs = 14,448 ft

    3udara/lb udara kering

    14,448 ft3 udara/lb udara kering

    Vs ft3

    udara/lb udara kering

    14,354 ft3

    udara/lb udara kering

    880F 87,8

    0F 86

    0F

    ( 14,448 - Vs ) ft3

    udara/lb udara kering = ( 88 – 87,8 )0

    F

    ( 14,448 – 14,354 ) ft3 udara/lb udara kering ( 88 – 86) 0F

    (14,448 – Vs) ft3 udara/lb udara kering = 0,1

    ( 0,094 ) ft3

    udara/lb udara kering

    Vs = 14,4386 ft3

    udara/lb udara kering

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    25/48

    16

    Jadi berat udara kering tiap ft3

    udara (ρ) adalah :

    ρ =sv

    1=

    14,43861 = 0,069258 lb udara kering/ ft3 udara

    Ak = ¼. П. Dk 2

    = ¼ . 3,14 . (1,2851)2

    = 1,296413 ft2

    Ga = G .

    = 0,7628 ft3/menit .  , /

    ,

    = 0,040751

    Harga Ga ini sama untuk setiap data.

    2. Menghitung harga L

    Untuk data no.1

    Q = 2 ft3 /menit

    Dk = 39,17 cm = 1,2851 ft

    ρair pada 56ᵒC = 985,219 kg/m3 = 61,50722 lb/ ft3

    Ak = ¼ .П. Dk 2

    = ¼ . 3,14 . ( 1,2851ft )2

    = 1,296413 ft2

    M = ρair . Q

    = 61,50722 lb/ ft3

    . 2 ft3 /menit

    = 123,0144 lb/menit

    L =Ak 

    M= 94,8883

    menitft

    lb2

    Sehingga :

    Ga

    L=

    040751,0

    94,8883= 2328,4961

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    26/48

    17

    Dengan cara yang sama dihitung L/Ga untuk data no.2 sampai

    dengan no.5 didapat hasil :

    Tabel 5. Hubungan antara Q, M, L, dan L/Ga

    b. Mencari harga NTU

    NTU =V

    Ka= ∫

    2

    1

    T

    T

    ' H)(H

    dT

    Harga NTU dicari dengan cara Integrasi Numerik.

    Untuk data no.1 :

    T1 = 560C = 132,8

    0F

    T2 = 360C = 96,8

    0F

    Untuk mencari harga(H'-H)

    1, T1 sampai T2 dibagi menjadi 10 interval.

    ∆T =10

    T-T 21

    =   , ,

    = 3,60F

    Untuk mencari H’ pada tiap-tiap suhu digunakan table 12-1  Perry’s

    Chemical Engineering Handbook .

    Harga H untuk suhu 96,80F adalah sama dengan harga entalpi uap

     jenuh pada suhu 87,80F yaitu dengan interpolasi harga H

    Q M L Ga L/Ga

    2 123,01444 94,8883 0,0407509 2328,4961

    3 184,52166 142,3325 0,0407509 3492,7441

    4 246,02888 189,7766 0,0407509 4656,9922

    5 307,5361 237,2208 0,0407509 5821,2402

    6 369,04332 284,6649 0,0407509 6985,4883

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    27/48

    18

    88

    87,8

    86

    53,23 X 50,66

    ,=

      ,

    , ,

    ,

    =  ,

    ,

    0,257=53,23-X

    X=52,973

    Untuk menghitung H pada suhu 100,4ᵒF digunakan rumus :

    H100,4 = H96,8 + (L/Ga) ∆T

    H100,4 = 52,973 + ( 2328,4961)( 3,60F)

    = 8435,5589 BTU/lb udara kering

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    28/48

    19

    Dengan cara yang sama akan didapatkan hasil

    Data 1

    Tabel 6. Hubungan suhu dengan entalpi pada L= 2 ft3 /menit

    NTU =3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU =0,089298398

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    96,8 3,6 66,2440 52,973 0,07535227 y0

    100,4 3,6 72,4680 8435,5589 -0,0001196 y1

    104 3,6 79,3100 16818,1448 -5,974E-05 y2

    107,6 3,6 86,8920 25200,7307 -3,982E-05 y3

    111,2 3,6 95,2440 33583,3166 -2,986E-05 y4114,8 3,6 104,4780 41965,9025 -2,389E-05 y5

    118,4 3,6 114,6760 50348,4884 -1,991E-05 y6

    122 3,6 125,9800 58731,0743 -1,706E-05 y7

    125,6 3,6 138,6400 67113,6602 -1,493E-05 y8

    129,2 3,6 152,6600 75496,2461 -1,327E-05 y9

    132,8 3,6 168,5700 83878,832 -1,195E-05 y10

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    29/48

    20

    Data 2

    Tabel 7. Hubungan suhu dengan entalpi pada L= 3 ft3 /menit

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    100,4 3,24 72,468 52,9730 0,0512952 y0

    103,64 3,24 78,6098 11369,4640 -8,857E-05 y1

    106,88 3,24 85,3296 22685,9549 -4,425E-05 y2

    110,12 3,24 92,6304 34002,4459 -2,949E-05 y3

    113,36 3,24 100,6684 45318,9369 -2,211E-05 y4

    116,6 3,24 109,449 56635,4278 -1,769E-05 y5

    119,84 3,24 119,0536 67951,9188 -1,474E-05 y6

    123,08 3,24 129,6628 79268,4098 -1,264E-05 y7

    126,32 3,24 141,332 90584,9007 -1,106E-05 y8

    129,56 3,24 154,118 101901,3917 -9,828E-06 y9

    132,8 3,24 168,42 113217,8827 -8,846E-06 y10

    NTU = 3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU =0,054649396

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    30/48

    21

    Data 3

    Tabel 8. Hubungan suhu dengan entalpi pada L= 4 ft3 /menit

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    102,2 3,06 75,809 52,9730 0,04379051 y0

    105,26 3,06 81,8993 14303,3690 -7,032E-05 y1

    108,32 3,06 88,4928 28553,7651 -3,513E-05 y2

    111,38 3,06 95,6796 42804,1611 -2,341E-05 y3

    114,44 3,06 103,5024 57054,5571 -1,756E-05 y4

    117,5 3,06 112,0275 71304,9532 -1,405E-05 y5

    120,56 3,06 121,3432 85555,3492 -1,17E-05 y6

    123,62 3,06 131,5042 99805,7452 -1,003E-05 y7

    126,68 3,06 142,718 114056,1413 -8,779E-06 y8

    129,74 3,06 154,847 128306,5373 -7,803E-06 y9

    132,8 3,06 168,42 142556,9333 -7,023E-06 y10

    NTU = 3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU = 0,044104356

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    31/48

    22

    Data 4

    Tabel 9. Hubungan suhu dengan entalpi pada L= 5 ft3 /menit

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    105,8 2,7 83,0090 52,9730 0,03329338 y0

    108,5 2,7 88,9050 15770,3216 -6,377E-05 y1

    111,2 2,7 95,2440 31487,6701 -3,185E-05 y2

    113,9 2,7 102,0535 47205,0187 -2,123E-05 y3

    116,6 2,7 109,4490 62922,3673 -1,592E-05 y4

    119,3 2,7 117,4120 78639,7158 -1,274E-05 y5

    122 2,7 125,9800 94357,0644 -1,061E-05 y6

    124,7 2,7 135,5110 110074,4130 -9,096E-06 y7

    127,4 2,7 145,4900 125791,7615 -7,959E-06 y8

    130,1 2,7 156,6725 141509,1101 -7,075E-06 y9

    132,8 2,7 168,4200 157226,4586 -6,367E-06 y10

    NTU = 3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU = 0,029514437

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    32/48

    23

    Data 5

    Tabel 10. Hubungan suhu dengan entalpi pada L= 6 ft3 /menit

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    107,6 2,52 86,8920 52,9730 0,029482 y0

    110,12 2,52 92,6304 17656,4034 -5,694E-05 y1

    112,64 2,52 98,8216 35259,8338 -2,844E-05 y2

    115,16 2,52 105,4536 52863,2642 -1,895E-05 y3

    117,68 2,52 112,5432 70466,6946 -1,421E-05 y4

    120,2 2,52 120,1840 88070,1250 -1,137E-05 y5

    122,72 2,52 128,4352 105673,5554 -9,475E-06 y6

    125,24 2,52 137,3260 123276,9857 -8,121E-06 y7

    127,76 2,52 146,8760 140880,4161 -7,106E-06 y8

    130,28 2,52 157,1320 158483,8465 -6,316E-06 y9

    132,8 2,52 168,4200 176087,2769 -5,684E-06 y10

    NTU = 3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU = 0,024390227

    c. Mencari Ntu hitung dengan persamaan garis

    Rumus : NTU = m(L/Ga)n

    Log NTU =log m + n log (L/Ga)

    Persamaan ini identik dengan persamaan garis lurus y = a + bx,

    dimana:

    Y = log NTU

    b = n

    a = log m

    x = log(L/Ga)

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    33/48

    24

    Harga m dan n dicari dengan persamaan Least Square :

    Tebel 11. Harga m dan n

    No L/Ga NTU log NTU (y)log L/Ga

    (x)x.y x^2

    1 2328,4961 0,0892984 -1,04915633 2,09480203 -2,4356425 4,388195554

    2 3492,7441 0,0546494 -1,26241464 2,27089329 -3,1502393 5,15695634

    3 4656,9922 0,04410436 -1,35551851 2,39583203 -3,5211912 5,740011106

    4 5821,2402 0,02951444 -1,5299655 2,49274204 -4,1647981 6,213762882

    5 6985,4883 0,02439023 -1,61278416 2,57192329 -4,5132822 6,614789394

    Σ -6,80983914 11,8261927 -17,785153 28,11371528

    y = n.a + b. x

    xy = a x + b x2

    -6,809839143 = 5a + 11,8261927b . 11,8261927

    -17,78515325 = 11,8261927a + 28,1137153b . 5

    -80,53446982 = 59,1309634a + 139,858833b

    -88,92576623 = 59,1309634a + 140,568576b

    8,39129641 = -0,7097431b

    b = -11,823005

    a = 26,6022599

    Log m = a

    m = 10a

    = 4,00184E+26

    Sehingga didapat persamaan :

    NTU = m (L/Ga)n

    NTU = 4,00184E+26 (L/Ga)-11,823005

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    34/48

    25

    % Kesalahan =Ydata

    Yhitung-Ydatax 100%

    Tabel 12. Peresen Kesalahan Variasi Laju Alie Air Masuk (L) Pada

    Suhu Air Masuk (L) Konstan

    No NTU data NTU hitung %kesalahan

    1 0,0687531 0,06999469 1,8059%

    2 0,04099919 0,04241417 3,4512%

    3 0,03390663 0,02972719 12,3263%

    4 0,02134176 0,02256447 5,7292%

    5 0,01758621 0,01801357 2,4300%

    Σ 25,7427%

    % Kesalahan rata-rata =  ,

    = 5,1485%

    Diperoleh grafik hubungan antara Ntu dengan (L/Ga) sebagai berikut:

    Gambar 5. Hubungan antara L/Ga dengan NTU

    y = 0,157e-3E-04x

    R² = 0,9779

    0

    0,01

    0,02

    0,03

    0,04

    0,05

    0,06

    0,07

    0,08

    0,09

    0,1

    0,0 2000,0 4000,0 6000,0 8000,0

          N      T      U

    L/Ga

    NTU

    Expon. (NTU)

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    35/48

    26

    2. Variasi suhu air masuk menara (T1) pada laju aliran air masuk menara (L)

    konstan

    a. Menghitung harga (L/Ga)

    1. Menghitung harga Ga

    Twm = 310C = 87,8

    0F

    G = 360 cm3 /detik = 0,7628 ft

    3 /menit

    Dk = 39,17 cm = 1,2851 ft

    Mencari harga Vs pada Tw = 87,80F dengan cara interpolasi dari

    table 12-1 Perry Chemical Enginer’s Handbook :

    Tw = 860F, harga Vs = 14,354 ft

    3udara/lb udara kering

    Tw = 880F, harga Vs = 14,448 ft

    3udara/lb udara kering

    14,448 ft3

    udara/lb udara kering

    Vs ft3udara/lb udara kering

    14,354 ft3

    udara/lb udara kering

    880F 87,8

    0F 86

    0F

    ( 14,448 - Vs ) ft3

    udara/lb udara kering = ( 88 – 87,8 ) 0F

    ( 14,448 – 14,354 ) ft3 udara/lb udara kering ( 88 – 86) 0F

    (14,448 – Vs) ft3 udara/lb udara kering = 0,1

    ( 0,094 ) ft3 udara/lb udara kering

    Vs = 14,4386 ft3

    udara/lb udara kering

    Jadi berat udara kering tiap ft3

    udara (ρ) adalah :

    ρ =sv

    1=

    14,4386

    1= 0,069258 lb udara kering/ft

    3udara

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    36/48

    27

    Ak = ¼. П. Dk 2

    = ¼ . 3,14 . (1,2851)2

    = 1,296413 ft2

    Ga = G .

    Ga= 0,7628 ft3/menit .  , /

    ,

    Ga=0,040751.

    Harga Ga ini sama untuk setiap data.

    2. Menghitung harga L

    untuk data no.1

    Diketahui :

    Q = 2,5 ft3/menit

    Dk = 39,17 cm = 1,2851 ft

    ρ air pada 69ᵒF = 978,339 kg/m3 . 2,2 lbm/kg . (0,3048 m/ft)3

    = 61,077703 lbm/ft3

    Ak = ¼. П. Dk 2

    = ¼ . 3,14 . (1,2851)2

    = 1,296413 ft2

    M = ρair . Q

    = 61,077703 lbm/ft3

    . 2,5 ft3 /menit

    = 152,694258 lbm/menit

    L =   =  , /

    ,=117,7821092 lbm/ft

    2. menit

    =  ,

    ,=2890,294673

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    37/48

    28

    Dengan cara yang sama dihitung L/Ga untuk data no.2 sampai

    dengan no.5 didapat hasil :

    Tabel 13. Data L dan (L/Ga)

    No M L Ga L/Ga

    1 152,694258 117,7821092 0,0407509 2890,294673

    2 153,124713 118,1141446 0,0407509 2898,4426

    3 153,53285 118,4289652 0,0407509 2906,168088

    4 153,917575 118,7257263 0,0407509 2913,450409

    5 154,277795 119,0035853 0,0407509 2920,268884

    b. Mencari harga NTU

     

    )'(

    .

     H  H 

    dT 

     L

    V Ka Ntu

    Harga NTU dicari dengan cara Integrasi Numerik.

    Untuk data no.1 :

    T1 = 690C = 156,2

    0F

    T2 = 370C = 98,6

    0F

    Untuk mencari harga(H'-H)

    1, T1 sampai T2 dibagi menjadi 10 interval.

    ∆T =10

    T-T 21

    =   , ,

    = 5,760F

    Untuk mencari H’ pada tiap-tiap suhu digunakan table 12-1 Perry’s

    Chemical Engineering Handbook.

    Harga H untuk suhu 98,60F adalah sama dengan harga entalpi uap

     jenuh pada suhu 87,80F yaitu dengan interpolasi harga H

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    38/48

    29

    88

    87,8

    86

    53,23 X 50,66

    ,=

      ,

    , ,

    ,

    =  ,

    ,

    0,257=53,23-X

    X=52,973

    Untuk menghitung H pada suhu 100,4ᵒF digunakan rumus :

    H104,36 = H98,6 + (L/Ga) ∆T

    H104,36 = 52,973 + (2890,2947)(5,760F)

    = -6,01648E-05BTU/lb udara kering

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    39/48

    30

    Dengan cara yang sama akan didapatkan hasil

    Data 1

    Tabel 14. Hubungan suhu dengan entalpi pada T = 690F

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    98,6 5,76 69,28 52,973 0,061323358 y0

    104,36 5,76 80,0498 16701,07031 -6,01648E-05 y1

    110,12 5,76 92,6304 33349,16763 -3,00693E-05 y2

    115,88 5,76 107,4048 49997,26494 -2,00442E-05 y3

    121,64 5,76 124,8208 66645,36226 -1,5033E-05 y4

    127,4 5,76 145,49 83293,45957 -1,20268E-05 y5

    133,16 5,76 170,094 99941,55688 -1,00229E-05 y6

    138,92 5,76 199,598 116589,6542 -8,5918E-06 y7

    144,68 5,76 235,292 133237,7515 -7,51866E-06 y8

    150,44 5,76 279,062 149885,8488 -6,68419E-06 y9

    156,2 5,76 333,17 166533,9461 -6,01682E-06 y10

    NTU =3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9)

    NTU = 0,11683535

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    40/48

    31

    Data 2

    Tabel 15. Hubungan suhu dengan entalpi pada T = 640F

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    100,4 4,68 72,468 52,973 0,051295204 y0

    105,08 4,68 81,5294 13617,68437 -7,38762E-05 y1

    109,76 4,68 91,7904 27182,39574 -3,69132E-05 y2

    114,44 4,68 103,5024 40747,10711 -2,46041E-05 y3

    119,12 4,68 116,8648 54311,81848 -1,84519E-05 y4

    123,8 4,68 132,118 67876,52985 -1,47614E-05 y5

    128,48 4,68 149,744 81441,24122 -1,23014E-05 y6

    133,16 4,68 170,094 95005,95259 -1,05445E-05 y7

    137,84 4,68 193,56 108570,664 -9,22704E-06 y8

    142,52 4,68 221,054 122135,3753 -8,20248E-06 y9

    147,2 4,68 253,34 135700,0867 -7,38298E-06 y10

    NTU = 3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU= 0,07911738

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    41/48

    32

    Data 3

    Tabel 16. Hubungan suhu dengan entalpi pada T = 590F

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    104 3,42 79,31 52,973 0,037969397 y0

    107,42 3,42 86,5014 9992,067862 -0,000100953 y1

    110,84 3,42 94,3728 19931,16272 -5,04114E-05 y2

    114,26 3,42 103,0146 29870,25759 -3,3594E-05 y3

    117,68 3,42 112,5432 39809,35245 -2,51909E-05 y4

    121,1 3,42 123,082 49748,44731 -2,0151E-05 y5

    124,52 3,42 134,698 59687,54217 -1,67918E-05 y6

    127,94 3,42 147,569 69626,63704 -1,43928E-05 y7

    131,36 3,42 161,884 79565,7319 -1,25938E-05 y8

    134,78 3,42 177,861 89504,82676 -1,11948E-05 y9

    138,2 3,42 195,53 99443,92162 -1,00757E-05 y10

    NTU = 3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU = 0,04238383

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    42/48

    33

    Data 4

    Tabel 17. Hubungan suhu dengan entalpi pada T = 540F

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    105,8 2,34 83,009 52,973 0,033293381 y0

    108,14 2,34 88,0806 6870,446958 -0,000147441 y1

    110,48 2,34 93,5016 13687,92092 -7,35596E-05 y2

    112,82 2,34 99,2833 20505,39487 -4,90049E-05 y3

    115,16 2,34 105,4536 27322,86883 -3,67412E-05 y4

    117,5 2,34 112,0275 34140,34279 -2,93873E-05 y5

    119,84 2,34 119,0536 40957,81675 -2,44865E-05 y6

    122,18 2,34 126,5938 47775,29071 -2,09869E-05 y7

    124,52 2,34 134,698 54592,76467 -1,83628E-05 y8

    126,86 2,34 143,411 61410,23862 -1,6322E-05 y9

    129,2 2,34 152,66 68227,71258 -1,46897E-05 y10

    NTU =3

    TΔ(yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU = 0,02506905

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    43/48

    34

    Data 5

    Tabel 18. Hubungan suhu dengan entalpi pada T = 490F

    D

    a

    t

    a

    5

    NTU = 3

    (yo+y10+4(y2+y4+y6+y8)+2(y1+y3+y5+y7+y9))

    NTU = 0,01508197

    c. Mencari Ntu hitung dengan persamaan garis

    Rumus : NTU = m(L/Ga)n

    Log NTU =log m + n log (L/Ga)

    Persamaan ini identik dengan persamaan garis lurus y = a + bx,

    dimana:

    Y = log NTU

    b = n

    a = log m

    x = log(L/Ga)

    T (ᵒF) ΔT (ᵒF) H' H 1/(H'-H) Y

    105,8 1,44 83,009 52,973 0,033293381 y0

    107,24 1,44 86,1108 4258,160193 -0,00023969 y1

    108,68 1,44 89,3172 8463,347387 -0,000119417 y2

    110,12 1,44 92,6304 12668,53458 -7,95171E-05 y3

    111,56 1,44 96,1152 16873,72177 -5,96033E-05 y4

    113 1,44 99,745 21078,90897 -4,76663E-05 y5114,44 1,44 103,5024 25284,09616 -3,97131E-05 y6

    115,88 1,44 107,4048 29489,28335 -3,40346E-05 y7

    117,32 1,44 111,5118 33694,47055 -2,9777E-05 y8

    118,76 1,44 115,7704 37899,65774 -2,64663E-05 y9

    120,2 1,44 120,184 42104,84493 -2,38182E-05 y10

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    44/48

    35

    Harga m dan n dicari dengan persamaan Least Square :

    Tebel 19. Harga m dan n

    No T masuk NTU log NTU (y)log T masuk 

    (x)x.y x^2

    1 69 0,116835346 -0,93242575 1,838849091 -1,71459024 3,381366

    2 64 0,07911738 -1,1017281 1,806179974 -1,98991923 3,2622861

    3 59 0,042383829 -1,37279981 1,770852012 -2,43102531 3,1359168

    4 54 0,025069049 -1,60086214 1,73239376 -2,77332358 3,0011881

    5 49 0,015081971 -1,8215419 1,69019608 -3,07876298 2,8567628

    Σ -6,82935771 8,838470916 -11,9876213 15,63752

    y = n.a + b. x

    xy = a x + b x2

    -6,82935771 = 5a + 8,838470916b . 8,838470916

    -11,9876213 = 8,838470916a + 15,63751985b . 5

    -60,3610795 = 44,19235458a + 78,11856814b

    -59,9381067 = 44,19235458a + 78,18759926b

    -0,42297271 = -0,06903112b

    b = 6,127275469

    a = -12,1970207

    Log m = a

    m = 10a

    = 6,353E-13

    Sehingga didapat persamaan :

    NTU = m (L/Ga)n

    NTU = 6,353E-13 +26 (L/Ga)6,127275469

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    45/48

    36

    % Kesalahan =Ydata

    Yhitung-Ydatax 100%

    Tabel 20. Peresen Kesalahan Variasi Suhu Air Masuk (T1) Pada Laju

    Alir Air Masuk (L) Konstan

    No NTU data NTU hitung %kesalahan

    1 0,11683535 0,117520648 0,5866%

    2 0,07911738 0,074121039 6,3151%

    3 0,04238383 0,045027449 6,2373%

    4 0,02506905 0,026171767 4,3987%

    5 0,01508197 0,014430329 4,3207%

    Σ 21,8584%

    % Kesalahan rata-rata =  ,

    = 4,3717%

    Diperoleh grafik hubungan antara Ntu dengan (L/Ga) sebagai berikut:

    Gambar 6. hubungan antara L/Ga dengan NTU

    y = 9E-05e0,1049x

    R² = 0,9963

    0

    0,02

    0,04

    0,06

    0,08

    0,1

    0,12

    0,14

    0 20 40 60 80

          N      T      U

    T masuko

    C

    NTU

    Expon. (NTU)

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    46/48

    37

    PERTANYAAN DAN JAWABAN

    1. Indah Retno Wulansary :

    Apakah yang dimaksud dengan Ntu ?

    Jawaban :

    Ntu (Number of transfer unit) adalah angka yang menunjukan nilai

    transfer unit keseluruhan dari suatu menara, dalam hal ini adalah transfer

    massa dan panas dari air panas kepada udara dingin yang menyebabkan

    massa air berubah.

    2. Kiagus Ekri Wibisono :

    Apakah perbedaan antara menara pendingin alami ( Natural Draft) dengan

    menara pendingin mekanik  (Mechanical-Draft) ?

    Jawaban :

    a) Menara pendingin alami (Natural draft)

    Menara pendingin aliran angin alami tidak menggunakan kipas

    ( fan). Aliran udaranya bergantung semata-mata pada tekanan dorong

    alami. Pada menara pendingin alami ini tidak ada bagian yang

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    47/48

    38

    bergerak, udara mengalir ke atas akibat adanya perbedaan massa jenis

    antara udara atmosfer dengan udara kalor lembab di dalam menara

    pendingin yang bersuhu lebih tinggi daripada udara atmosfer di

    sekitarnya. Karena perbedaan massa jenis ini maka timbul tekanan

    dorong yang mendorong udara ke atas. Biasanya menara pendingin

    tipe ini mempunyai tinggi yang besar dan dapat mencapai ketinggian

    puluhan meter. Menara aliran angin alami lebih sering digunakan

    karena mempunyai keunggulan-keunggulan sebagai berikut:

    1. Memiliki konstuksi yang kuat dan kokoh sehingga lebih tahan

    terhadap tekanan angin

    2. Mampu beroperasi di daerah dingin maupun lembab

    3. Dapat digunakan untuk instalasi skala besar.

    b) Menara Pendingin Mekanik ( Mechanical-Draft )

    Pada menara pendingin aliran angin mekanik, udara mengalirkarena adanya satu atau beberapa kipas ( fan) yang digerakkan secara

    mekanik. Fungsi kipas di sini adalah untuk mendorong udara ( forced-

    draft ) atau menarik udara melalui menara (induced-draft ) yang

    dipasang pada bagian bawah atau atas menara.

  • 8/18/2019 D-9 Cooling tower

    48/48

    3. Bagas :

    Apakah dalam suatu industri memerlukan menara pendingin?

    Jawaban :

    Ya sangat memerlukan, karena dalam suatu industri sangat

    diperhitungkan efisiensi penggunaan energi, bahan, dan dampak yang

    ditimbulkan industri. Dimana Air yang mengalami perubahan temperatur

    tersebut tidak dapat langsung digunakan kembali sebagai pendingin dan

     juga tidak dapat di buang ke sungai maupun ke lingkungan yang

    disebabkan oleh temperatur air yang dibuang masih sangat tinggi dan tidak 

    memenuhi syarat Analisa Mengenai Dampak Lingkungan (AMDAL).

    Sehingga air pendingin tersebut yg telah berubah temperaturnya harus

    didinginkan terlebih dahulu dalam cooling tower agar bisa dimanfaatkan

    kembali untuk mendinginkan.