laporan praktikum komputasi proses_bab_viii
DESCRIPTION
komputasi bab viiiTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM KOMPUTASI PROSESVIII. CONTOH APLIKASIMENENTUKAN DEW POINT DAN BUBBLE POINT SUATU CAMPURAN(METODE NEWTON RAPHSON)
DISUSUN OLEH :Nama: Fajar Hamida MunfaridiNIM: 13521084Kelas: DAsisten: 1. Heni Anggorowati2. Andry Septian3. Agus Kurniawan4. Khuriyati Amalina
LABORATORIUM KOMPUTASI PROSESJURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIUNIVERSITAS ISLAM INDONESIAYOGYAKARTA2015BAB IPENDAHULUAN
A. TujuanAgar mahasiswa dapat mengaplikasikan metode - metode penyelesaian secara numerik masalah - masalah yang ada dalam bidang teknik kimia.
B. Dasar TeoriDalam analisis numerik, metode Newton (juga dikenal sebagai metode Newton-Raphson), yang mendapat nama dari Isaac Newton dan Joseph Raphson, merupakan metode yang paling dikenal untuk mencari hampiran terhadap akar fungsi riil. Metode Newton sering konvergen dengan cepat, terutama bila iterasi dimulai "cukup dekat" dengan akar yang diinginkan. Namun bila iterasi dimulai jauh dari akar yang dicari, metode ini dapat meleset tanpa peringatan. Implementasi metode ini biasanya mendeteksi dan mengatasi kegagalan konvergensi.Dew PointDew point (titik embun) adalah temperatur dimana tetesan cairan pertama kali terbentuk dari dalam uap/gas yang didinginkan sesuai dengan tekanan yang diberikan. Atau dapat dinyatakan sebagai suhu dimana uap/gas mulai mengembuh sesuai dengan tekanan yang diberikan.Suatu Campuran yang terdiri atas dua komponen atau lebih yang berada dalam fase uap, akan mulai terlihat mengembun pada suhu tertentu. Untuk dapat menentukan suhu mulai terbentuknya embunan tersebut (dew point), maka diperlukan perhitungan :
Dengan :yi= fraksi mol uap komponen ixi= fraksi mol cairan komponen iKi= tetapan kesetimbangan uap cair komponen iTetapan kesetimbangan uap cair suatu komponen tergantung pada suhu dan tekanan, dimana besarnya tetapan kesetimbangan uap cair dapat ditentukan :
Dengan :K= tetapan kesetimbangan uap cair Puap= tekanan uap - murniPT=tekanan totalBesarnya harga Piuap dapat ditentukan berdasarkan persamaan Antoine. Persamaan Antoine adalah persamaan tekanan uap dan menggambarkan hubungan antara tekanan uap dan suhu untuk komponen murni. Persamaan Antoine berasal dari hubungan Clausius-Clapeyron. Biasanya, persamaan Antoine tidak dapat digunakan untuk menggambarkan seluruh kurva tekanan uap jenuh dari titik tripel ke titik kritis, karena tidak cukup fleksibel. Oleh karena itu, diperlukan beberapa set parameter untuk komponen tunggal yang umum digunakan.
Dimana :Puap= tekanan uap, atmA, B, C= tetapan Antoine T= suhu, Katau
Dimana :Puap= tekanan uap, mmHgA, B, C= tetapan Antoine T= suhu, oC
Dengan trial harga suhu maupun tekanan, sampai memperoleh harga x1 = 1,0; maka akan diperoleh besarnya dew point. Persamaan (8.1) diatas dapat dimodifikasi menjadi :
Bubble PointBubble point adalah temperatur dimana gelembung uap pertama kali terbentuk di dalam cairan pada saat dipanaskan seseuai dengan tekanan yang diberikan. Atau dapat dinyatakan sebagai tempertur dimana cairan mulai membentuk gelembung uap sesuai dengan tekanan yang diberikan. Perhitungan bubble point dan dew point untuk dua komponen sistem ideal lebih mudah dilakukan, namun pada praktek di lapangan jarang ditemukan suatu proses yang hanya terdiri dari dua komponen saja. Perhitungan bubble dan dew point ( baik dew dan bubble P, T ) untuk sistem multikomponen lebih sulit dilakukan karena membutuhkan perhitungan secara trial dan error.Suatu campuran yang terdiri atas dua komponen atau lebih yang berada dalam fase cair, akan mulai terlihat mendidih pada suhu tertentu. Untuk dapat menentukan suhu mulai mendidihnya campuran tersebut (bubble point), maka diperlukan perhitungan :
Dengan :yi= fraksi mol uap komponen ixi= fraksi mol cairan komponen iKi= tetapan kesetimbangan uap cair komponen iUntuk menentukan tetapan kesetimbangna uap cair suatu komponen caranya sama dengan cara diatas (perhitungan bubble point). Dengan trial harga suhu maupun teknana, sampai memperoleh harga y1 = 1,0; maka akan diperoleh besarnya bubble point. Persamaan (8.6) diatas dapat dimodifikasi menjadi :
Algoritma1. Mencari nilai tetapan Antoine1. Menentukan nilai fraksi mol tiap komponen (yi untuk dew point, xi untuk bubble point).1. Menentukan nilai Ttrial.1. Menentukan nilai Pt (tekanan total).1. Menghitung nilai Puap (P0).
1. Menghitung nilai ki
1. Menghitung nilai xi untuk Dew Point
1. Menghitung nilai yi untuk bubble point
1. Dijumlah jika xi 1 maka T di trial kembali.
BAB IIPERSOALAN DAN PENYELESAIAN
A. LatihanKomponen Fraksi Mol
CH40.05
C2H60.2
C3H80.3
C4H100.45
Data Fisis T dalam K, P dalam atm
KomponenTetapan
ABC
CH414.43681956.287-20.5674
C2H614.23572145.980-36.0869
C3H814.89232346.135-42.8712
C4H1014.35722793.073-54.2094
1.
DEW POINT
T Trial=-34.3795oC=238.7704K
Pt=1atm
P0=ln P=A-(B/(T+C))
Ki=P0/Pt
Xi=Yi/Ki
Komponen YiP0KiXi
CH40.05237.7830237.78300.0002
C2H60.238.392738.39270.0052
C3H80.318.468618.46860.0162
C4H100.450.46010.46010.9781
Xi =0.9998
BUBBLE POINT
T Trial=-86.2677oC=186.8823K
Pt=1atm
P0=ln P=A-(B/(T+C))
Ki=P0/Pt
Yi=Xi.Ki
Komponen XiP0KiYi
CH40.0514.501514.50150.7251
C2H60.21.00461.00460.2009
C3H80.30.24680.24680.0740
C4H100.450.00120.00120.0006
Yi =1.0006
Komponen Fraksi Mol
CH4O0.3
C2H6O0.25
C3H8O0.35
C4H10O0.1
Data Fisis T dalam C, P dalam mmHg
KomponenTetapan
ABC
CH4O6.16382173.03301.43
C2H6O6.79852093.256280.574
C3H8O7.5431840.301251.279
C4H10O8.07531601.215201.637
2.
DEW POINT
T Trial=282.7385oC=555.8885K
Pt=1atm=760mmHg
P0=ln P=A-(B/(T+C))
Ki=P0/Pt
Xi=Yi/Ki
Komponen YiP0KiXi
CH4O0.3277.92750.36570.8204
C2H6O0.251209.27071.59110.1571
C3H8O0.3512498.457016.44530.0213
C4H10O0.158825.989477.40260.0013
Xi =1.0001
BUBBLE POINT
T Trial=154.1242oC=427.2742K
Pt=1atm=760mmHg
P0=lnP=A-(B/(T+C))
Ki=P0/Pt
Yi=Xi.Ki
Komponen XiP0KiYi
CH4O0.324.75820.03260.0098
C2H6O0.2596.17810.12660.0316
C3H8O0.351008.24511.32660.4643
C4H10O0.13753.92784.93940.4939
Yi =0.9997
B. TugasKomponen Fraksi Mol
C6H60.30
C6H6O0.45
C6H100.15
C6H120.10
Data Fisis T dalam K, P dalam mmHg
Komponen Tetapan Antoine
ABCDE
C6H64.7281-2.0132E+02-1.9280E+00-4.5200E-102.1500E-04
C6H6O19.9263-1.2697E+02-4.7062E+001.2993E-025.3400E-08
C6H1013.0926-2.6097E+02-1.3373E+006.3219E-091.4250E-05
C6H125.8279-1.9000E+00-3.3400E-013.8800E-043.2167E-07
1.
DEW POINT
T Trial=-95.4124oC=177.7376K
Pt=1atm=760mmHg
P0=ln P=A + (B/T) + C log T + DT +ET2
Ki=P0/Pt
Xi=Yi/Ki
Komponen YiP0KiXi
C6H60.30424.04450.55800.5377
C6H6O0.4556109.067873.82770.0061
C6H100.158654.636011.38770.0132
C6H120.10171.55570.22570.4430
Xi =1.0000
BUBBLE POINT
T Trial=-254.4087oC=18.7413K
Pt=1atm=760mmHg
P0=lnP=A + (B/T) + C log T + DT +ET2
Ki=P0/Pt
Yi=Xi.Ki
Komponen XiP0KiYi
C6H60.300.00020.00000.0000
C6H6O0.451644.01942.16320.9734
C6H100.150.07970.00010.0000
C6H120.10202.10540.26590.0266
Yi =1.0000
Komponen Fraksi Mol
O20.35
N20.10
CO20.55
Data Fisis T dalam K, P dalam mmHg
Komponen Tetapan Antoine
ABCDE
O214.1932-7.83E+02-3.75E+008.93E-116.79E-06
N220.9321-5.71E+03-3.34E+003.42E-091.31E-06
CO231.2731-2.73E+03-1.06E+019.34E-031.71E-07
2.
DEW POINT
T Trial=720.4733oC=993.6233K
Pt=1atm=760mmHg
P0=ln P=A + (B/T) + C log T + DT +ET2
Ki=P0/Pt
Xi=Yi/Ki
Komponen YiP0KiXi
O20.357110.11539.35540.0374
N20.10644.24830.84770.1180
CO20.55494.87080.65110.8447
Xi =1.0000
BUBBLE POINT
T Trial=603.8341oC=876.9841K
Pt=1atm=760mmHg
P0=lnP=A + (B/T) + C log T + DT +ET2
Ki=P0/Pt
Yi=Xi.Ki
Komponen XiP0KiYi
O20.351783.52072.34670.8214
N20.10270.17840.35550.0355
CO20.55197.74810.26020.1431
Yi =1.0000
BAB IIIPENUTUP
A. Kesimpulan1. Kualitatf :a. Bubble point adalah temperatur dimana gelembung uap pertama kali terbentuk di dalam cairan pada saat dipanaskan seseuai dengan tekanan yang diberikan. Dew point (titik embun) adalah temperatur dimana tetesan cairan pertama kali terbentuk dari dalam uap/gas yang didinginkan sesuai dengan tekanan yang diberikan.b. Temperatur Dew Point lebih tinggi dibandingkan dengan temperature Bubble Point.2. Kuantitatif :a. Dari data berikut :Komponen Fraksi MolTetapan Antoine
ABC
CH40.0514.43681956.287-20.5674
C2H60.214.23572145.980-36.0869
C3H80.314.89232346.135-42.8712
C4H100.4514.35722793.073-54.2094
Didapat :T Dew Point= 238.7705 KT Bubble Point= 186.8823 Kb. Dari data berikut :Komponen Fraksi MolTetapan
ABC
CH4O0.36.16382173.03301.43
C2H6O0.256.79852093.256280.574
C3H8O0.357.5431840.301251.279
C4H10O0.18.07531601.215201.637
Didapat :T Dew Point= 282.7385 oCT Bubble Point= 154.1242 oC
c. Dari data berikut :Komponen Fraksi MolTetapan Antoine
ABCDE
C6H60.304.7281-2.0132E+02-1.9280E+00-4.5200E-102.1500E-04
C6H6O0.4519.9263-1.2697E+02-4.7062E+001.2993E-025.3400E-08
C6H100.1513.0926-2.6097E+02-1.3373E+006.3219E-091.4250E-05
C6H120.105.8279-1.9000E+00-3.3400E-013.8800E-043.2167E-07
Didapat :T Dew Point= 177.7376 KT Bubble Point= 18.7413 K
d. Dari data berikut :Komponen Fraksi MolTetapan Antoine
ABCDE
O20.3514.1932-7.83E+02-3.75E+008.93E-116.79E-06
N20.1020.9321-5.71E+03-3.34E+003.42E-091.31E-06
CO20.5531.2731-2.73E+03-1.06E+019.34E-031.71E-07
Didapat :T Dew Point= 993.6233 KT Bubble Point= 876.9841 K
B. Saran1. Ketelitian dari praktikan dalam mengerjakan latihan dan tugas sangat diperlukan terutama dalam input data ke dalam persamaan pada ms. Excel.2. Memperhatikan asisten saat menjelaskan dengan sungguh-sungguh agar tidak mudah bingung dan menanyakan bila kurang jelas.3. Sebaiknya praktikum komputasi proses tidak hanya menggunakan software ms.excel saja, tapi menggunakan software lain yang sering digunakan di bidang teknik kimia, seperti MatLab, Hysys dan software lainnya yang sekiranya mendukung kemampuan mahasiswa agar mahir dalam menggunakan macam-macam software komputasi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2010.Buku Petunjuk Praktikum Komputasi Proses.Yogyakarta : Teknik Kimia UIIblog.unsri.ac.id/download_docx/download2_docx/docx-6196.docx , diakses pada tanggal 26-12-2015 pk. 02:12https://id.wikipedia.org/wiki/Metode_Newton , diakses pada tanggal 26-12-2015 pk. 00:15https://noniarizka.wordpress.com/ , diakses pada tanggal 23-12-2015 pk. 00:03
12