LAMPIRAN B PERHITUNGAN. 1 β

Transkripsi

1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN 1. Perhitungan Laju Alir Udara Primer Untuk menghitung laju udara dihitung/dikonversi satuan tekanan menjadi laju alir udara. Rumus untuk menghitung laju alir udara yaitu: Q = C A 1 1 β 2 (P P ) (Sumber: Mc Cabe. 1993:221) Dimana: d1 = diameter luar orifice d2 = diameter dalam orifice P = beda tekan udara A2 = luas penampang orifice = densitas udara Cd = koefisien orifice β = diameter orifice a. Pada Tekanan 05 cmh 2 O Dik : - D 1 = 15 m = m - D 2 = 05 in = 0016 m - A = d 2 maka A 1 = m 2 A 2 = m 2 - C d = 061 (Sumber : Mc Cabe : 225) - Temperatur udara = 297 C = 3027 K Maka udara pada 3027 K dilakukan interpolasi antara : pada T = 300 K adalah kg/m3 (Sumber : Holman J.P 2004: 589)

2 pada T = 350 K adalah kg/m3 sehingga udara pada 3027 K adalah Kg/m 3 (Sumber : Holman J.P 2004: 589) - Data yang terbaca pada manometer : h1 = -05 cmh2o h2 = 05 cmh2o maka P 1 + h 1 = P 2 + h 2 P1 + (-05) = P P 1 P 2 = = 1 cmh2o = 981 pa β = = = Q = C A β ( ) (Sumber : Mc Cabe. 1993:221) = m 2 ( ) = m 3 /s = 973 Lpm Massa laju alir udara primer : ṁ udara primer = Q o = m 3 /s kg/m 3 = kg/s b. Pada 1 cmh 2 O Dik : h 1 = -1 cmh 2 O h 2 = 1 cmh 2 O o = kg/m 3 A 1 = m 2 A 2 = m 2

3 β = Untuk menghitung laju alir udara pada beda tekan udara 1 cmh 2 O digunakan rumus yang sama sehingga laju alir yang didapat Lpm. c. Pada 15 cmh 2 O Dik : h 1 = - 15 cmh 2 O h 2 = 15 cmh 2 O o = kg/m 3 A 1 = m 2 A 2 = m 2 = Untuk menghitung laju alir udara pada beda tekan udara 06 cmh 2 O digunakan rumus yang sama sehingga laju alir yang didapat 168 Lpm. 2. Menghitung Laju alir Bahan Baku Dara data pada Lampiran A selanjutnya dilakukan perhitungan laju alir bahan baku dengan menggunakan persamaan : ṁ Bb = a. Laju alir Tempurung Kelapa pada Laju Alir udara 973 lpm Jumlah bahan baku yang disuplai = 15 kg = 1500 gr Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = 0035 kg = 35 gr Massa bahan baku terpakai = 15 kg 0035 kg = 1465 kg = 1465 gr Waktu (t) = 35 menit = 2100 s Maka : ṁ Bb = = = 069 gr/s b. Laju alir Tempurung Kelapa pada Laju Alir udara lpm Jumlah bahan baku yang disuplai = 2 kg = 2000 gr Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = 0043 kg = 35 gr Massa bahan baku terpakai = 2 kg 0043 kg = 1957 kg = 1957 gr Waktu (t) = 35 menit = 2100 s

4 Maka : ṁ Bb = = = 093 gr/s c. Laju alir Tempurung Kelapa pada Laju Alir udara 168 lpm Jumlah bahan baku yang disuplai = 25 kg = 2500 gr Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = 0057 kg = 57 gr Massa bahan baku terpakai = 25 kg 0057 kg = 2443 kg = 2443 gr Waktu (t) = 35 menit = 2100 s Maka : ṁ Bb = = = 116 gr/s 3. Udara Stoikiometri Udara minimum yang diperlukan untuk pembakaran sempurna berikut komposisi massa tempurung kelapa yang digunakan: - C = 4789 % - H 2 = 609 % - S = 005 % = 4575 % Sumber : (Najib et al2012) Udara stoikiometri = C + 8H + S O Sumber : (Handika Allin2009) = (04789) + 8(00609) Massa jenis udara primer = Kg/m 3 ( udara Pada 30 o C) = 5703 kg udara/kg Bahan baku (Sumber : Holman J.P 2004: 589) Maka udara stoikiometri (AF s) AF s = = = 487 m 3 /kg

5 4. Perhitungan pada Laju Alir Syngas a. Pada laju alir udara 973 Lpm Untuk menghitung laju udara dihitung/dikonversi satuan tekanan menjadi laju alir udara. Rumus untuk menghitung laju alir udara yaitu: Q = C A 1 1 β 2 (P P ) Dimana: d1 = diameter luar orifice d2 = diameter dalam orifice P = beda tekan udara A2 = luas penampang orifice = densitas udara Cd = koefisien orifice β = diameter orifice (Sumber: Mc Cabe. 1993:221) Dik : - D 1 = 15 m = m - D 2 = 05 in = 0016 m - A = d 2 maka A 1 = m 2 A 2 = m 2 - C d = 061 (Sumber : Mc Cabe : 225) mi = kg/m 3 Data Syngas keluar yang terbaca pada manometer: h1 = -07 cmh2o h2 = 07 cmh2o maka P 1 + h 1 = P 2 + h 2

6 P1 + (-07) = P P 1 P 2 = = 14 cmh 2 O = pa β = = = Q = C d A 2 β ( ) (Sumber : Mc Cabe. 1993:221) = m 2 ( ) = m 3 /s = Lpm b. Pada laju alir udara Lpm h 1 h 2 = -085 cmh 2 O = 085 cmh 2 O A 1 = m 2 A 2 = m 2 mi = kg/m 3 Untuk menghitung laju alir syngas pada laju alir udara Lpm digunakan rumus yang sama sehingga laju alir syngas yang didapat Lpm. c. Pada laju alir udara 168 Lpm h 1 h 2 = cmh 2 O = 0925 cmh 2 O A 1 = m 2 A 2 = m 2 mi = kg/m 3 Untuk menghitung laju alir syngas pada laju alir udara 168 Lpm digunakan rumus yang sama sehingga laju alir syngas yang didapat Lpm. 5. Nilai Kalor (Heating Value) Dari presentase komposisi syngas dapat dilakukan perhitungan Lower Heating Value (LHV) pada syngas dengan perrsamaan :

7 LHV = (Y. LHV ) Sumber : Anil Kr LHV syngas = Lower Heating Value (LHV) syngas (kj/nm 3 ) Y i = Fraksi volume (konsentrasi) dari unsur syngas (%) LHV i = Lower Heating Value (LHV) dari unsur syngas (kj/nm 3 ) a. Pada laju alir udara 973 Lpm LHV syngas = %COLHV CO + %CH 4 LHV CH4 + %H 2 LHV H2 LHV syngas = ( ) MJ/m 3 LHV syngas = 5259 MJ/m 3 b. Pada laju alir udara Lpm LHV syngas = %COLHV CO + %CH 4 LHV CH4 + %H 2 LHV H2 LHV syngas = ( ) MJ/m 3 LHV syngas = 6008 MJ/m 3 c. Pada laju alir udara 168 Lpm LHV syngas = %COLHV CO + %CH 4 LHV CH4 + %H 2 LHV H2 LHV syngas = ( ) MJ/m 3 LHV syngas = 636 MJ/m 3 6. Efisiensi Gasifikasi Untuk menghitung efisiensi gasifikasi digunakan persamaan berikut : Ƞ = Flowrate syngas (m s) LHV (MJ m ) bahan bakar (kg s) LHV bahan bakar (MJ kg) = laju alir syngas (m 3 /s) LHV syngas = Lower Heating Value (LHV) syngas Mass flowrate bahan bakar LHV bahan bakar (kkal/m 3 ) = Laju alir massa bahan bakar (kg/s) = Lower Heating Value (LHV) bahan bakar (kkal/kg)

8 a. Pada laju alir udara 973 Lpm Ƞ = Ƞ = 4135 % (MJ m ) (kg s) 2099 (MJ kg) b. Pada laju alir udara Lpm Ƞ = Ƞ = 3828 % c. Pada laju alir udara 168 Lpm (MJ m ) (kg s) 2099 (MJ) Ƞ = (MJ m ) (kg s) 2099 (MJ kg) Ƞ = 3393 %