TUGAS PERANCANGAN ALAT PROSES PERANCANGAN TRAY MENARA DESTILASI

Transkripsi

1 TUGAS PERANCANGAN ALAT PROSES PERANCANGAN TRAY MENARA DESTILASI PEMISAHAN FORMAMID DAN AIR Disusun oleh : Kelompok : Tiga (3) Anggota Kelompok : 1. Arif Budiman 2. Elza Jamayanti 3. Naufal Alif Syarifuddin 4. Ridwan Arifudin 5. Rizky Dian Fitrianto Semester : VI (Enam) Jurusan : Teknokimia Nuklir 2014 Dosen : Dr. Deni Swantomo, M.Eng SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2016

2 PERHITUNGAN MENARA DISTILASI DENGAN SHORTCUT Jenis : Menara sieve tray Top Feed Bottom Gambar 1. Menara Distilasi Pada perancangan menara distilasi digunakan condenser total, dimana uap yang masuk pada kondisi dew point akan dicairkan seluruhnya pada suhu tertentu. Reboiler yang digunakan adalah reboiler parsial, dimana cairan yang masuk ke reboiler tidak semuanya diuapkan.uap hasil reboiler dimasukkan kembali ke dalam menara dan cairan yang tidak diuapkan sebagai hasil bottom. Pada proses ini diambil air sebagai light key component dan formamid sebagai heavy key component. Asumsi yang digunakan dalam perhitungan menara distilasi adalah : 1). Fasa cair merupakan larutan ideal 2). Fasa uap merupakan gas ideal 3). Pada setiap plate terjadi kesetimbangan fase uap-cair 4). Tidak terjadi pertukaran panas dari atau kelingkungan 5). Penurunan tekanan di tiap plate sama 6). Aliran fasa uap dan cair equimolal 7). Panas pencampuran dan panas pengenceran diabaikan

3 Langkah-langkah yang dilakukan pada perancangan menara distilasi adalah sebagai berikut : 1. Menentukan kondisi operasi pada umpan, distilat, dan bottom. 2. Menentukan key component dan distribusi non-key component.. 3. Menentukan Refluks Minimum dan Jumlah Plate Minimum. 4. Penentuan plate umpan. 5. Melakukan perhitungan dengan metode plate to plate, yaitu perhitungan dilakukan pada setiap stage pada menara distilasi. Perhitungan dilakukan dengan menyusun neraca massa total, neraca massa komponen, neraca panas dan persamaan kesetimbangan pada setiap stage. Perhitungan dimulai dari stage paling atas (sebelum masuk kondenser) sampai stage paling bawah (reboiler), sampai diperoleh komposisi komponen sesuai dengan spesifikasi hasil yang diinginkan. 6. Perhitungan beban reboiler dan condenser. 7. Perhitungan mechanical design menara distilasi. Perhitungan ini menyangkut ukuran atau dimensi menara distilasi. Kondisi operasi : Feed plate : T = 103,184 C Top plate : T = 135,321 C Bottom plate : T = 241,379 C Menara distilasi bekerja pada tekanan 1,8 2,2 atm. Komposisi hasil distilat dan bottom adalah : Komponen Umpan Destilat Bottom BM kg/jam kg/jam kg/jam kg/kmol Metil Formiat 124, , , ,053 (HCOOCH3) Metanol 651, , , ,04 (CH3OH) Air (H2O) 220, , , ,01 Formamid (HCONH2) 898, , ,51 45,02 TOTAL 1895, , ,145355

4 A. Kondisi Umpan Umpan masuk menara distilasi dalam keadaan cair jenuh sehingga kondisi operasi pada keadaan ini dapat ditentukan melalui trial suhu hingga yi = 1 dengan menggunakan persamaan kesetimbangan : yi = Ki. Xi () nilai Ki dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini : Ki = Pi/PT () dengan : yi =fraksi mol komponen di fase uap xi = fraksi mol komponen di fase cair Ki = konstanta kesetimbangan PT = tekanan total, Pi = tekanan uap komponen Tekanan uap (Pi) masing masing komponen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Antoine berikut : logp o = A + B + C. logt + DT + T ET2 () dengan : P o = tekanan uap, mmhg T = suhu cairan, K Nilai konstanta A, B, C, D, dan E diperoleh dari Yaws (1999). Didapat suhu umpan, Tumpan = 376,3342 K (= 103,1842 o C) KOMPONEN kmol/jam Xi Po, mmhg Ki=Po/P y=k.xi HCOOCH CH3OH H2O HCONH TOTAL B. Kondisi Operasi Atas (Distilat)

5 Hasil distilat juga dalam keadaan jenuhnya, sehingga suhu keluaran atas MD 01 di-trial hingga Ʃxi =1 dengan menggunakan persamaan kesetimbangan (1), dengan PT = 1,8 atm. Dari perhitungan, kondisi kesetimbangan di bawah didapatkan suhu (T) pada dew point = 387,2495 K ( 114,0995 o C). KOMPONEN kmol/jam Yi Po, mmhg Ki=Po/P x=k.yi HCOOCH CH3OH H2O HCONH TOTAL C. Kondisi Operasi Bawah (Bottom) Kondisi pada bottom berupa cair jenuh (bubble point), sehingga dilakukan trial suhu hingga Ʃyi = 1 dengan menggunakan persamaan kesetimbangan (1), dengan PT = 2,2 atm. Dari perhitungan, didapatkan suhu (T) pada bubble point = 514,5796 K (=241,4296 o C). KOMPONEN kmol/jam xi Po, mmhg Ki=Po/P y=k.xi HCOOCH E CH3OH H2O HCONH TOTAL , D. Penentuan Key Component Pemilihan key component didasarkan pada zat yang kita ingin pisahkan dan volatilitas relatifnya. Volatilitas relatif,, tiap komponen dihitung dengan persamaan : P 0, i i () P0, HK dengan subskrip HK mengacu pada heavy key. Volatilitas rata rata dihittung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

6 () 4 2 avg d f b dengan, αavg αd αf αb : volatilitas rata rata : volatilitas di distilat : volatilitas di umpan (feed) : volatilitas di bottom sehingga diperoleh dapat volatilitas sebagai berikut : Komponen α,f α,d α,b αavg HCOOCH CH3OH H2O HCONH ,0000 1,0000 1,0000 Dalam perancangan MD-01 ini key component yang dipilih adalah sebagai berikut: Light key component = Air Heavy key component = Formamid E. Menentukan Refluks Minimum dan Jumlah Plate Minimum Besarnya refluks minimum dapat dihitung dengan persamaan Fenske : i. X id R min 1 i () sedangkan nilai dapat ditentukan dengan persamaan : dengan : Rmin = refluks minimum q = rasio panas untuk menguapkan umpanterhadap panas laten penguapan umpan XD ZF. ZiF i 1 i q = fraksi mol fase cair di distilat = fraksi mol fase cair di umpan ()

7 Apabila umpan menara distilasi pada keadaan cair jenuh dengan q = 1. Dari hasil perhitungan diperoleh: Underwood: Dengan, θ = Rmin = Sedangkan untuk jumlah plate minimum dapat dihitung dengan persamaan N m x LK x HK log x HK x d LK b () log Nm Sehingga, LK = jumlah plate minimum [ X LK = X HK ]d [ X HK = X LK ]b α LK,avg = N m = F. Perhitungan distribusi non-key component Distribusi dari non-key component didapatkan dengan menggunakan persamaan: d d nk b nk b lk lk Nm () dengan di bi fi Distribusi komponen yang didapatkan adalah : Umpan, Komponen kmol/jam xi Distilat, kmol/jam xid Bottom, kmol/jam HCOOCH ,0000 CH3OH H2O HCONH xib

8 Total , , ,0000 G. Perhitungan Reflux dan Jumlah Stage Ideal Hubungan antara jumlah plate minimum (Nm) dan reflux ratio minimum (Rm) ditentukan dengan persamaan: R op = 1.3 x R m () Untuk mencari jumlah plate actual (N) digunakan grafik Coulson. Sebelumnya dibutuhkan data berupa ( R op ) dan ( R m ) untuk dimasukkan ke dalam R op +1 R m +1 grafik sehingga diperoleh nilai N m N

9 R op = ( R op R op +1 ) = ( R m R m +1 ) = Dari grafik Coulson diperoleh: N m N = 0.5 sehingga, nilai N sebesar = 5,0375 H. Perhitungan Efisiensi Efisiensi kesuluruhan dari menara distilasi dihitung menggunakan persamaan O Connell (Coulson and Richardson, 1983). E log( ) () o a a dengan: E0 : efisiensi overall (%) μavg αavg : viskositas pada suhu rata-rata (cp) : volatilitas relatif light-key component pada suhu rata-rata Data dan rumus untuk menentukan viskositas dari masing masing komponen antara lain: B log A C. T D. T T 2 () KOMPONEN A B C D HCOOCH3-8,0637 1, , , CH3OH -9,0562 1, , , H2O -10,2158 1, , , HCONH2-10,3646 1, , , T dalam K dan μ dalam mns/m 2 Suhu yang digunakan adalah suhu rata rata antara suhu distilat dan suhu bottom: T = T distilat + T bottom 2 = =

10 Data relative volatility untuk masing masng komponen pada suhu 294,0271 K adalah sebagai berikut: KOMPONEN μ, mns/m 2 HCOOCH CH3OH H2O HCONH Diperoleh: μavg = cp αavg = E0 = % E 0 = N ideal N aktal N aktual = N ideal 1 E 0 = stages () I. Penentuan Letak Feed Plate Penentuan letak plate umpan ditentukan menggunakan persamaan Kirkbride (1994) sebagai berikut: N log N dengan : Nr Ns r s 0,206 log = jumlah plate di atas feed plate = jumlah plate di bawah feed plate Perhitungan dijabarkan sebagai berikut: B = D = B/D = Xf,HK = B D x x f, HK f, LK x x b, LK d, HK 2 ()

11 Xf,LK = (Xf,HK/ Xf,LK) = Xb,LK = Xb,HK = (Xb,LK/Xb,HK) 2 = Sehingga, Log(Nr/Ns) = Nr/Ns = Nr + Ns = 16 Nr = Ns = Maka stage umpan adalah stage ke-3 dari atas atau stage ke-14 dari bawah.

12 MECHANICAL DESIGN DATA NERACA MASSA Komponen Umpan Destilat Bottom BM kg/jam kg/jam kg/jam kg/kmol Metil Formiat 124, , , ,053 (HCOOCH3) Metanol (CH3OH) 651, , , ,04 Air (H2O) 220, , , ,01 Formamid (HCONH2) 898, , ,51 45,02 TOTAL 1895, , , Komponen Umpan Destilat Bottom BM Kmol/jam kmol/jam kmol/jam kg/kmol Metil Formiat 2,0681 2,0674 0, ,053 (HCOOCH3) Metanol (CH3OH) 20, ,2930 0, ,04 Air (H2O) 12, ,0195 0, ,01 Formamid (HCONH2) 9,9837 0, , ,02 TOTAL 44, , , Pemilihan Tray Jenis tray yang dipilih adalah sieve tray dengan pertimbangan harga dan pressure drop tiap plate paling rendah dibandingkan dengan bubble captray atau valve tray. Jenis ini juga dapat dioperasikan untuk kapasitas yang cukup besar. 2. Perhitungan Column Diameter Flowrate: Distilat (D) = 1008, kg/jam Bottom (B) = 1782, kg/jam Physical Properties: Top product : Density liquid (ρl) = kg/m 3

13 Density vapor (ρv) = kg/m 3 Surface tension(σ) = 2,73749E-06 N/m Bottom product : Density liquid (ρl) = kg/m 3 Density vapor (ρv) = kg/m 3 Surface tension (σ) = 2,6775E-06 N/m Diameter suatu menara sangat ditentukan oleh kecepatan uapnya, sedangkan kecepatan uap ini sangat dibatasi oleh terjadinya flooding. Maka pada perancangan diameter kolom harus diperkirakan kecepatan flooding, sehingga digunakan persamaan pandekatan yang diajukan oleh Fair, U f K. 1 L V V F LV L V W W. V L (Coulson, 1983) dengan : Uf = flooding vapor velocity, m/s K1 = konstanta, tergantung pada FLV dan plate spacing (Coulson, 1983) FLV LW VW = liquid vapor flow factor = liquid mass flow rate, kg/s = vapor mass flow rate, kg/s Menghitung Flooding Velocity (FLV) Top Lw = R D Lw = 0, , kg jam 1 jam 3600 s Lw = 0,2254 kg/s Vw = ( R D ) + D

14 Vw = 0,2254 kg kg + (1008, jam ) s jam 3600 s Vw = 0,5056 kg/s FLV = 0,2254 kg/s 0,5056 kg/s 1,6379 kg/m3 789,7772 kg/m 3 FLV = 0,0203 Bottom Vw = R B Vw = 0, , kg jam 1 jam 3600 s Vw = 0,3983 kg/s Lw = (R B) + B Lw = 0,3983 kg s Lw = 0,8934 kg/s + (1782, kg jam 1 jam 3600 s ) FLV = 0,8934 kg/s 0,3983 kg/s 2,0380 kg/m3 854,6881 kg/m 3 FLV = 0,1094 Hasil perhitungan : FLV bottom = 0,0203 FLV top = 0,1094 tray spacing = 0,5 m

15 dari fig (Coulson and Richardson, 1983), didapatkan: Berdasarkan grafik diatas didapatkan data sebagai berikut : K1 top = 0,110 K1 bottom = 0,090 Koreksi untuk surface tension, mengalikan K1 dengan Koreksi K1 top = [ 2, N/m ] 0,2 = 0,0185 N/m 0,02 0,02 Koreksi K1 bottom = [ 2, N/m ] 0,2 = 0,0151 N/m 0,02 0,2 Koreksi K1top = 0,0185 Koreksi K1bottom = 0,0151 Menghitung Kecepatan Uap Flooding (Uf) U f top = 0,0185 N m kg kg m m kg m 3 = 0,4072 m/s

16 U f bottom = 0,0151 N m kg kg m3 2,0360 m 854, ,0360 kg m 3 = 0,3094 m/s Uf top Uf bottom = 0,4072 m/s = 0,3094 m/s U % flooding. V xu f Digunakan % flooding sebesar 80 % : UV top = 0,3257 m/s UV bottom = 0,2475 m/s Menghitung Luas Area Kolom (Ac) Maximum volumetric flowrate: Q V top = Q V bottom = 0,5056 kg/s = 0,3087 m kg/m 3 s Q Net area required : An U An Qv 0,3983 kg/s = 0,1956 m kg/m 3 s : Luas Area Net A n top = 0,3087 m3 s 0,3257 m/s : Laju Volumetrik Uap A n bottom = 0,1956 m3 s 0,2475 m/s V V Q V = 0,9477 m2 V = 0,7902 m2 i V An top = 0,9477 m 2 An bottom = 0,7902 m 2 Downcomer area diambil sebesar 12 % dari luas total, maka : Column area : A An 0,88 ACtop = 1,0769 m 2 ACbottom = 0,8980 m 2 C

17 Column Diameter : D C 4xA C Dc top = 1,1712 m Dc bottom = 1,0695 m Diambil diameter menara = Dc top = 1,1712 m, sehingga untuk perhitungan selanjutnya dipakai karakteristik dari aliran top. 3. Penentuan Diameter Kolom Berdasarkan Kecepatan Uap Maksimum Bagian Atas (Top) Kecepatan Uap Maksimum : U V = ( 0,171 ts 2 + 0,27 ts 0,047) ( ρ L ρ v ρ v ) 0,5 U V = ( 0,171 (0,6 m) 2 + 0,27 (0,6 m) 0,047) ( 789,7772 kg/m3 1,6379 kg/m 3 1,6379 kg/m 3 ) 0,5 Uv = 1,1722 m/s Diameter Menara : D c = ( 4 V w π ρ v U v ) 0,5 D c = ( 0,5 4 0,5056 kg/s ) 3,14 1,6379 kg m 3 1,1722m s D c = 0,5792 m Bagian Bawah (Bottom) Kecepatan Uap Maksimum : U V = ( 0,171 ts 2 + 0,27 ts 0,047) ( ρ L ρ v ρ v ) 0,5 U V = ( 0,171 (0,6 m) 2 + 0,27 (0,6 m) 0,047) ( 854,6881 kg/m3 2,0360 kg/m 3 2,0360 kg/m 3 ) 0,5 Uv = 1,0936 m/s Diameter Menara : D c = ( 4 V w π ρ v U v ) 0,5 D c = ( 0,5 4 0,3983 kg/s ) 3,14 2,0360 kg m 3 1,0936 m s

18 D c = 0,4774 m 4. Penentuan Jenis Aliran Bagian Enriching (Top) Q max = L w ρ L Q max = 0,2254 kg/s m3 789,7772 kg/m3 = 0, s Bagian Stripping (Bottom) Q max = L w ρ L Q max = 0,8934 kg/s m3 854,6881 kg/m3 = 0, s Berdasarkan data-data sebagai berikut dapat dipilih jenis aliran yang tepat. Dc = 1,1712 m

19 Liquid flow rate = 0, m3 s Dari fig ( Coulson,1983 ) diperoleh jenis aliran adalah single pass. 5. Perhitungan Lay Out Sieve Tray Bagian Atas (Top) A d = 0,12 Ac = 0,12 1,0769 m 2 = 0,1292 m 2 A a = A c 2A d = 1,0769 m 2 (2 0,1292 m 2 ) = 0,8184 m 2 A h = 0,1 A a = 0,1 1,0769 m 2 = 0,08184 m 2 Menentukan panjang weir (lw) Penentuan panjang weir menggunakan grafik sebagai berikut : Dc = 1,1712 m A d A c 100% = 0,1292 m2 1,0769 m 2 100%

20 A d A c 100% = 12 % Dengan menggunakan data tersebut dapat diperoleh lw/dc = 0,78 lw D c = 0,78 lw = D c 0,78 lw = 1,1712 m 0,78 lw = 0,8343 m Berdasarkan perhitungan diameter kolom (menggunakan perhitungan bagian atas) dan asumsi-asumsi yang digunakan diperoleh data: Column diameter Dc = 1,1712 m Column area Ac = 1,0769 m 2 Downcomer area (0,12 Ac) Ad = 0,1292 m 2 Net area An= 0,9477 m 2 m 2 Active area Aa = 0,8184 m 2 Hole area (0,1 Aa) Ah = 0,08184 m 2 Weir length (Fig ) lw = 0,78 Dc = 0,8343 m Weir height (asumsi) hw = 50 mm Diameter hole dh = 5 mm Tebal plate tp = 5 m 6. Cek Weeping Batasan operasi terendah yang terjadi ketika kebocoran cairan yang melalui lubang plat berlebih disebut weep point. Kecepatan uap pada titik weep adalah nilai minimum untuk operasi yang stabil. Hole area harus dipilih sedemikian rupa sehingga pada laju operasi terendah kecepatan aliran uap masih baik di atas weep point. Perhitungan berikut dilakukan dengan data bagian atas (Top). Hw = 50 mm Turn Down Ratio (TDR) = 80% Lw max = 0,2255 kg/s Lw min = 0,1804 kg/s Panjang weir (lw) = 0,8343 m

21 Ketinggian cairan diatas puncak weir dihitung dengan persamaan berikut : h ow = [ L 2 w 3 ] ρ L l w Maksimum how Minimum how = 3,4809 mm liquid = 2,9998 mm liquid Pada minimum rate (hw + how) = 52,9997 mm liquid Dari fig (Coulson and Richardson, 1983) Gambar. Fig (Coulson and Richardson, 1983) Berdasarkan grafik didapatkan : K2 = 30,2 Diameter hole = 5 mm uh = [K 2 0,9(25,4 dh)] ρ v 0,5 uh = [30,2 0,9(25,4 5)] 1,6379 0,5 uh = 25,327 m/s 7. Kecepatan Uap Aktual Vh = Laju alir uap minimum Ah

22 Vh = 0,9378 0,082 Vh = 11,458 m/s Vh < Uh, maka weeping tidak terjadi Diperoleh bahwa uh > vh, maka tidak terjadi weeping dengan turn-down ratio 80%. 8. Plate Pressure Drop Dry Plate Pressure Drop Kecepatan uap maximum melalui hole Uh max : Uv max Uh max = Ah Uh max = 1,1723 0,082 Uh max = 14,323 m/s Menggunakan fig (Coulson,1983) untuk menentukan harga Co. Tebal plate diameter hole = 1 dan Ah Aa = 0,1, maka didapat harga Co = 0,84

23 Uh max hd = 51 x ( ) 2 ρ v Co ρ L 14,323 m/s 1,6379 kg/m3 2 hd = 51 x ( ) 0,84 789,772 kg/m3 hd = 30,749 mm cairan Residual Head (hr) Residual Head (h r ) = 0,0125 ρ L Residual Head (h r ) = 0, ,772 Residual Head (h r ) = 15,827 mm Total Pressure Drop htot = hd + hw + how + hr = 30,749 mm + 53,162 mm + 15,827 mm = 99,7385 mm liquid P = 9,81 x 10 3 x ht x ρ L P = 9,81 x 10 3 x 99,7385 x 789,772 P = 6,182 mmhg 9. Downcomer Pressure Loss Keterangan : lt = plate spacing Gambar. Downcomer back-up

24 hb = Downcomer back up, diukur dari permukaan plate hap = tinggi celah dinding Downcomer dengan permukaan plate hw how = tinggi weir = tinggi cairan diatas weir Downcomer pressure loss menara bagian atas : Diambil hap = hw 5 hap = 50 mm 5 mm hap = 45 mm = 0,045 m hap adalah ketinggian tepi bawah pinggir diatas plare, biasanya 5-10 mm di bawah ketinggian outlet weir. Aap = hap x lw = 0,045 m x 0,834 m = 0,038 m 2 Tahanan utama cairan untuk mengalir akan disebabkan oleh desakan pada downcomer outlet dan head loss dalam downcomer dapat diperkirakan menggunakan persamaan Cicalese (1947) : hdc = 166 x ( hdc = 166 x ( Lw ρ L x Aap )2 hdc = 0,0096 mm hdc Lw Am 0,225 kg/s 789,7772 kg m3 x 0,038 m2)2 = head loss pada downcomer (mm) = laju alir cairan dalam downcomer (kg/s) = downcomer area Ad, atau clearance area under the downcomer (Ap), m 2 Back up pada Downcomer : hb = ( hw + how ) + htot + hdc = 53,1619 mm + 99,7385 mm + 0,0096 mm = 152,91 mm = 0,15291 m Cek hb < 0,5 x ( plate spacing + weir height ) < 0,325 ( memenuhi syarat )

25 Sehingga tray spacing 0,5 m dapat diterima. Downcomer pressure loss menara bagian bawah : Diambil hap = hw 5 Aap hdc = 166 x ( hdc = 166 x ( hap = 50 mm 5 mm hap = 45 mm = 0,045 m = hap x lw = 0,045 m x 0,834 m = 0,038 m 2 Lw ρ L x Aap )2 hdc = 0,1287 mm 0,8933 kg/s 853,6881 kg m3 x 0,038 m2)2 Back up pada Downcomer : hb = ( hw + how ) + htot + hdc = 53,1619 mm + 99,7385 mm + 0,1287 mm = 153,029 mm = 0,153 m Cek hb < 0,6 x ( plate spacing + weir height ) < 0,325 ( memenuhi syarat ) Sehingga tray spacing 0,6 m dapat diterima. 10. Pengecekan Residence Time Residence time yang cukup dalam downcomer harus dipenuhi untuk naiknya melepas dari aliran cairan, untuk mencegah cairan teraerasi yang terbawa di bawah downcomer. Direkomendasikan paling kecil 3 detik. Menara Bagian Atas - Ad = 0,1292 m 2 - hb = 0,1529 m - L = 789,7772 kg/m 3 - Lw = 0,225 kg/s t r = A d h b ρ L L w t r = 0,1292 m2 x 0,1529 m x 789,7772 kg/m 3 0,225 kg/s

26 t r = 69,223 s Menara Bagian Bawah - Ad = 0,1292 m 2 - hb = 0,1529 m - L = 854,6881 kg/m 3 - Lw = 0,8933 kg/s t r = A d h b ρ L L w t r = 0,1292 m2 x 0,1529 m x 854,6881 kg/m 3 0,8933 kg/s t r = 18,906 s 11. Pengecekan Entrainment Menara Bagian Atas Actual percentage flooding design: - Vw = 0,5057 kg/s - v = 1,6379 kg/m 3 - Ac = 1,077 m 2 - Uf = 0,4073 m/s - FLV = 0,02 m/s u v = u v = V w (ρ v x A c ) 0,5057 kg/s (1,6379 kg/m 3 x 1,077 m 2 ) u v = 0,2867 m/s % flooding = u v u f % flooding = % flooding = 70,4 0,2178 m/s 0,4073 m/s Dari fig (Coulson, 1983) diperoleh = 0.07 < 0,1 jadi memenuhi persyaratan.

27 Menara Bagian Bawah Actual percentage flooding design: - Vw = 0,3983 kg/s - v = 2,036 kg/m 3 - Ac = 0,898 m 2 - Uf = 0,3094 m/s - FLV = 0,1095 m/s u v = u v = V w (ρ v x A c ) 0,3983 kg/s (2,036 kg/m 3 x 0,898 m 2 ) u v = 0,2178 m/s % flooding = u v u f

28 0,2178 m/s % flooding = 0,3094 m/s % flooding = 70,4 Dari fig (Coulson, 1983) diperoleh = < 0,1 jadi memenuhi persyaratan.

29 12. Tray Layout Luas Area Perforasi Area perforasi yang tersedia akan turun oleh halangan atau gangguan yang disebabkan oleh perubahan struktur (support ring dan beam), dan oleh penggunaan calming zone yaitu potongan plat nonperforasi pada sisi inlet dan outlet plat. Lebar masing-masing zona biasanya dibuat sama; nilai yang direkomendasikan : u diameter < 1,5 m -> 75 mm; diatas 1,5 m -> 100mm. Lebar support ring harus tidak panjang sampai downcomer area. Luas area unperforasi dapat dihitung dari geometri plat. Hubungan antara panjang garis weir, tinggi garis dan sudut diberikan dengan fig lw/dc = 0,78 - c = 105 o - α = 180 o 105 o = 75 o - Lh/Dc = 0,12 Tray Lay Out Layout plat digunakan cartridge type construction, dengan unperforated strip around plat edge 50 mm dan lebar calming zone 50 mm

30 Perforated Area Panjang rata rata unperforated edge strip = (0,5792 m 0,05 m)π x Panjang rata rata unperforated edge strip = 0,6923 m Luas unperforated edge strip (Aup) = 0,05 m x 0,6923 m Luas unperforated edge strip (Aup) = 0,035 m 2 Luas calming zone (Acz) = 2x0,05 m x (0,8343 m 2x0,05 m) Luas calming zone (Acz) = 0,073 m 2 Luas total tersedia u perforated (Ap) = Aa (Aup + Acz) Luas total tersedia u perforated (Ap) = 0,8184 m 2 (0,035 m 2 + 0,073 m 2 ) Luas total tersedia u perforated (Ap) = 0,7104 m Hole Pitch Hole pitch (jarak antar pusat lubang) lp, harus tidak kurang dari 2 x diameter lubang dan range normal 2,5 4,0 kali diameter lubang. Dengan range ini, pitch dapat dipilih untuk memberikan jumlah lubang aktif yang diperlukan untuk luas lubang tertentu. Dari bentuk square dan equilateral triangular yang digunakan, triangular lebih dipilih. - Ah = 0,0818 m 2 - Ap = 0,7104 m 2 Ah/Ap = 0,0818 m 2 /0,7104 m 2 Ah/Ap = 0,115

31 - Lp/dh = 2,8 - dh = 5 mm Hole pitch = ( lp dh ) x dh Hole pitch = (2,8)x 0,005 m Hole pitch = 0,014 m Luas 1 hole = 1 4 x 3,14 x (0,014 m)2 Luas 1 hole = 0,00015 m 2

32 Ah Jumlah hole = luas 1 hole Jumlah hole = 0,0818 m2 0,00015 m 2 Jumlah hole = 532 hole