HUMIDIFIKASI DEHUMIDIFIKASI

Transkripsi

1 HUMIDIFIKASI DEHUMIDIFIKASI HUMIDITY (SPECIFIC HUMIDITY) Humidity (specific humidity) : perbandingan antara massa uap air (lb atau kg) dengan massa (lb atau kg) = m H 2 O 18p H2 O 18n H2 O = = m dry air 29 p total p H2 O 29 n total n H2 O Humidity dikenal juga sbg fraksi massa atau humidity basah Lukhi Mulia S VOLUME LEMBAB v H = 1 M B MA 359 T v H = 0,73 1 M B MA T 460 p t v H = 1 22,41 T 273 1, = T 273 M B MA 273 p t M B MA p t 1 p t PANAS LEMBAB C S = C p,udara Panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu dari massa (W B ) adalah Q = W B C S T C p,uap air 1

2 ADIABATIC COOLING (HUMIDIFICATION) A psychrometric process that invovles no net heat loss or gain during the mixing of two air streams. ADIABATIC COOLING (HUMIDIFICATION) Figure 29.5 Adiabatic humidification with recycle of water. Enthalpy H = H udara H uap air ( ) H udara = C p,udr (T T ref ) H uap air = [C p,uap air (T- T S ) H vap at Ts C p, air (T S T ref )] jika T ref H 2 O = T S (32 F or 0 C), H = C p,udr (T T ref ) [C p,uap air (T- T S ) H vap at Ts ] Jika T ref udara = 0 C, maka persamaan menjadi H = C p,udr (T 0) [C p,uap air (T- 0) H vap at Ts ] H = (C p,udr C p,uap air ]T H vap at Ts H = C s H vap at Ts H = (0,24 0,45 )T F 1075,2 (Btu/lb) H = (1,00 1,88 )T C 2501 (kj/kg) CONTOH 1 Udara sebanyak 100 m 3 dengan suhu bola kering 55 C dan kelembaban absolut 0,03 lb air/lb dipanaskan hingga 100 C pada tekanan 1 atm. Berapakah total entalpi dan banyaknya panas yang diperlukan? Penyelesaian : - Menentukan panas lembab C S = 1,00 1,88 (0,03) = 1,0564 kj = 1056,4 J/kg.K 2

3 CONTOH 2 Menentukan entalpi H = (1,0564 x 55) (2501 x 0,03) = 133,1 kj/kg dry air o Mentukan volume lembab v H = ,03 18 o Menentukan massa o W B = 100 = 100 = 102,7 kg v H 0,973 o Panas yang dibutuhkan , = 0,973 m3 kg dry air o Q = 102,7 1, = 4, kj Udara dengan suhu 38 C dan kelembaban relatif 49% dipanaskan didalam furnace hingga suhunya 86 C. Berapa panas yang ditambahkan per meter kubik dan berapa suhu dew point akhir udara? Mencari volume udara v =0,91 m 3 /kg Suhu dew point : 24,8 C Point H sat δh H actual = H sat - δh (38 C, %RH 49) 90 0,5 89,5 (86 C, %RH 49) 143,3 3,3 140 Panas yang ditambahkan = ,5 = 50,5 kj/kg udara kering 50,5 kj 1 kg = 55,5 kj/m 3 kg 0,91 m 3 CONTOH 3 Penambahan uap air ke udara dilakukan melalui water spray. Proses berlangsung secara adiabatis dan steady state. Suhu jenuh adiabatis sama dengan suhu wet-bulb. Udara yang melewati water spray didinginkan. Jika waktu kontak antara udara dan air berlangsung cukup lama, maka suhu udara akan sama dengan suhu wet bulb. Tentukan berapa uap air yang ditambahkan ke humidifier dalam kg per kg jika udara yang masuk humidifier memiliki suhu dry bulb 40 C, suhu wet bulb 22 C. Suhu dew point akhir = suhu dew point awal (suhu dew point tidak berubah karena kelembaban tidak berubah) 3

4 PENYELESAIAN Mencari rasio kelembaban - Rasio kelembaban (T DB = 40 C, T WB = 22 C) = 0,0093 kg H 2 O/kg - Rasio kelembaban (T DB = 27 C, T WB = 22 C) = 0,0145 kg H 2 O/kg - H 2 O yang ditambahkan = 0,0145 0,0093 = 0,0052 kg H 2 O/kg T DB ( C) T WB ( C) Udara masuk Udara keluar 27 CONTOH 4 Sebuah cooling tower memiliki blower dengan kapasitas 8,30 x 10 6 ft 3 /jam. Suhu udara masuk 80 F dengan suhu wet-bulb 65 F. Suhu udara keluar 95 F dan suhu wet bulb 90 F. Berapa banyaknya air yang dapat didinginkan (lb/jam) jika suhu air yang masuk ke cooling tower 120 F, suhu keluar cooling tower 90 F dan air tidak direcycle? PENYELESAIAN Psychrometric chart 4

5 PENYELESAIAN Mencari rasio kelembaban - Rasio kelembaban (T DB = 80 F, T WB = 65 F) = 0,0098 lb H 2 O/lb = 69 grains H 2 O/lb - Rasio kelembaban (T DB = 95 F, T WB = 90 F)=0,0297 lb H 2 O/lb = 208 grains H 2 O/lb. o Mencari entalpi - Entalpi pada T DB = 80 F, T WB = 60F - H saturation = 30,05 Btu/lb - δh (enthalpy deviation) = 0,12 H actual = 30,05 0,12 = 29,93 Btu/lb udra kering Entalpi pada T DB = 95 F, T WB = 90F - H saturation = 55,93 Btu/lb - δh (enthalpy deviation) = 0,10 H actual = 55,93 0,10 = 55,83 Btu/lb udra kering Mencari volume lembab (humid volume) - V H (T DB 95 F, T WB 90 F) = 13,82 ft 3 /lb - V H (T DB 80 F, T WB 65 F) = 14,65 ft 3 /lb udr kering Mencari lb udara yang masuk = Basis : 8,3 x 10 6 ft 3 /jam udara 8, lb udr kering 3 ft 13,82ft 3 = 6, lb udr kering Mencari entalpi aliran air yang masuk per lb dengan T ref = 32 F, 1 atm H = C p, H2O T = 1 x (120 32) = 88 Btu/lb H 2 O Entalpi untuk aliran air yang keluar H = C p, H2O T = 1 x (90 32) = 58 Btu/lb H 2 O Transfer air ke udara adalah 0,0297 0,0098 = 0,0199 lb H 2 O/lb udra kering Neraca massa aliran air W = aliran lb H 2 O per lb yang masuk ke cooling tower W in 0,0199 = lb H 2 O yang keluar Neraca massa 6,01 x 10 5 lb udara masuk = 6,01 x 10 5 lb udara keluar Neraca panas total (seluruh proses) H udara, masuk H air,masuk = H udara,keluar H air,keluar 29,93 x 6, W x 6, = 55,83 x 6, (W-0,0195) x 6, W = 0,825 lb H 2 O/lb W 0,0199 = 0,825 0,0199 = 0,805 lb H 2 O/lb Air yang keluar dari cooling tower 0,805 x 6, = 4,85 x 10 5 lb/jam 5

6 TUGAS 1. Berapakah suhu dry bulb, suhu wet bulb, kelembaban relatif, volume lembab, dan entalpi udara yang memiliki rasio kelembaban 0,02 kg/kg dan entalpi pada kondisi jenuh 85,1 kj/kg. 2. Udara dengan tekanan 1 atm, suhu dry bulb 180 F dan suhu wet bulb 120 F. Udara didinginkan pada 1 atm hingga suhu dry bulbnya 115 F. Hitunglah perubahan entalpi per lb? 6