Perancangan Alat Proses_12

Perancangan Alat Proses

Perancangan Alat ProsesCooling Tower DesignCooling towerAir hangat mengalir secara conter current dengan aliran udara.Air hangat masuk dari bagian atas dan keluar pada bagian bawah.Udara masuk pada bagian bawah dan keluar pada bagian atas.Air tidak bisa didinginkan dibawah suhu wet bulb.Profil suhu dan konsentrasi pada cooling tower

Theory of cooling towerUap air berdifusi dari interface ke fase bulk gas dengan driving force pada fase gas adalah perbedaan entalpi pada interface dan gas (Hi HG).Tidak ada driving force untuk perpindahan massa pada fase cairan, karena air merupakan cairan murni.Panas sensibel mengalir dari bulk cairan ke interface dan dari interface ke fase gas

Theory of cooling towerPanas sensibel dari cairan ke interface sama dengan panas sensibel fase yang mengalir pada fase gas ditambah panas laten yang mengalir pada fase gas.

Skema pada cooling towerdengan:L = laju alir air, kg air/detik m2 (lbm/h.ft2)TL = suhu air, oC atau K (oF)G = laju alir udara kering, kg/detik m2 (lbm/h.ft2)TG = suhu udara, oC atau K (oF)H = humiditas udara, kg air/kg udara kering (lb water/lb dry air).Hy = entalpi campuran air-udara, J/kg udara kering (btu/lbm dry air)

7Entalpi Hy dihitung dengan persamaan berikut,Suhu basis dipilih 0oC atau 273K.(T T0)oC = (T T0)KNeraca panas total untuk kotak dengan garis terputus adalah.

dengan asumsi L konstan, karena hanya sedikit yang menguap. Kapasitas panas cairan cL juga diasumsikan konstan = 4,187 x 103 J/kgK. Neraca panas overall untuk kedua sisi (ujung) tower adalah:

Neraca panas untuk setinggi dz adalah:

Total panas sensibel yang berpindah dari bulk cairan ke interface adalah:

Untuk perpindahan massa adiabatis, laju perpindahan panas yang disebabkan panas laten dapat disusun dengan basis volumentrik.dengan, q/A dalam W/m2 (btu/h.ft2)MB = berat molekul udarakGa adalah koefisien perpindahan massa volumetrik dalam gas, kgmol/detik.m3.Pa,P (tekanan) dalam pascal.0 = panas laten air dalam J/kg airHi = humiditas gas pada interface (kg air/kg udara kering)HG = humuditas gas pada fase bulk gas(kg air/kg udara kering)

Laju perpindahan panas sensibel adalah:

dari gambar 10.5-1. pers. (10.5-4) harus sama dengan jumlah pers. (10.5-5) dan (10.5-6).dari pers. (9.3-18)

Substitusi PkGa mejadi kya diperoleh:

Substitusi pers. (10.5-9) ke pers. 910.5-70 diperoleh:Penambahan dan pengurangan cs T0 ke dalam kurung, menjadi:

Dengan (Hyi Hy) dan pers. (10.5-11),

Persamaan untuk meghitung tinggi adalah:

Jika pers. (10.5-4) dimasukkan ke pers. (10.5-12), diperoleh;

Homework due to 03/06/15