PERMODELAN MATEMATIS CONTINUOUS STIRRED TANK REACTOR

Asumsi:

1. Pengadukan sempurna/ mixing sempurna

2. ρ konstan

3. V konstan

A → B

Rate of reaction rA = k.CA …………………………………………….. (1)

Neraca Massa

Rate of mass acc = rate of mass in – rate of mass out

d (ρV )dt

= ρ q1−ρ q ………………………………………… (2)

ρ q1=ρq ………………………………………………… (3)

ρ dianggap konstan, maka:

q1=q ………………………………………………….. (4)

Neraca Massa Komponen A

rate of comp acc = rate of comp in – rate of comp out – rate of comp product

kecil → diabaikan

VdC A

dt=qC Ai−qC A−V .r …………………………………. (5)

Substitusikan persamaan (5) ke persamaan (1), maka:

VdC A

dt=qC Ai−qC A−V .k .C A……………………………… (6)

VdC A

dt=q (C¿¿ Ai−C A)−V .k .C A ¿………………………………

(7)

U tot=U ¿+U KE+U PE …………………………………. (8)

U tot=U ¿ …………………………………………………... (9)

Energy Balance

rate of energy acc = rate of energy in – rate of energy out + net rate + work

dU ¿

dt=−∆ (WĤ )+Q …………………………………… (10)

d Û ¿=dĤ=C dT ………………………………………... (11)

C konstan, maka total energy dalam:

U ¿=ρV Û ¿ ……………………………………………… (12)

Substitusikan persamaan (12) ke persamaan 11, maka:

dUdt

=ρVC dTdt

…………………………………………….. (13)

∆ Ĥ (T )=∆Ĥ (T ref )+∆Cp(T−T ref ) …………………………… (14)

Ĥ−Ĥ ref=C (T−Tref ) ………………………………………………(15)

Asumsi Ĥ ref=0, maka:

Ĥ=C (T−T ref ) → untuk outlet ……………………………………… (16)

Ĥ=C (T 1−T ref ) → untuk inlet ………………………………………. (17)

Substitusikan persamaan (16) dan (17) ke persamaan (9), maka:

dU ¿

dt=−∆ (WĤ )+Q