laporan praktikum OTK Condensing Vapour

CONDENSING VAPOUR

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud benda ke wujud yang lebih padat, seperti gas (atau uap) menjadi cairan. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai peristiwa kondensasi. Proses terbentuknya awan merupakan proses kondensasi. Uap air yang naik akibat sinar matahari akan terkondensasi di udara, hal ini dikarenakan udara di atas permukaan bumi lebih rendah dari titik embun uap air. Proses kondensasi inilah yang menyebabkan terjadinya awan.

Dalam percobaan condensing vapour ini terdapat perosedur percobaan yaitu, pertama kita mengisi tangki penampung air pendingin sampai over flow. Kemudian memanaskan tangki pembangkit uap yang berisi air kurang lebih ¾ bagian, tunggu hingga terbentuk uap yang cukup.selanjutnya mengalirkan uap dengan cara membuka kran aliran uap, bersamaan alirkan juga air pendingin dengan cara membuka pula kran aliran air pendingin kepipa pengembunan dengan laju alir yang ditentukan. Setelah itu mencatat suhu uap masuk dan keluar, suhu air pedingin masuk dan keluar. Dan mencatat pula laju alir pendingin dan kondensat yang terbentuk tiap selang waktu yang ditentukan dan amati jenis embun yang  terbentuk.

Dalam praktikum condensing vapour kali ini bertujuan untuk menentukan koefisien perpindahan panas (koefisien pengembunan) dari uap pada pipa pengembunan vertical dan horizontal dengan menggunakan persamaan Nusselt. Dan menenentukan koefisien perpindahan panas (koefisien pengembunan) dari uap pada pipa pengembunan.

I.2 Tujuan Percobaan

1. Menentukan koefisien perpindaha npanas (koefisien pengembunan) dari uap pada pipa pengembunan
2. Mengetahui laju alir dengan pendingin dan kondensat
3. Mengetahui perbedaan antara penguapan secara vertical dan horizontal

I.3 Manfaat Percobaan

1. Dapat menentukan koefisien perpindahan panas (koefisien pengembunan) dari uap pada pipa pengembunan vertical dan horizontal dengan menggunakan persamaan Nusselt
2. Dapat mengetahui cara kerja alat condensing vapour
3. Dapat mengetahui macam-macam pengembunan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Secara Umum

Kondensasi adalah proses melepaskan kalor dari suatu sistem yang menyebabkan uap (vapour) berubah menjadi cair (liquid). Kondensasi memainkan peranan yang penting di alam semesta, dimana kondensasi menjadi bagian penting dari siklus air, begitu pula perannya penting dalam industri. 

Uap air di udara yang terkondensasi secara alami pada permukaan yang dingin dinamakan embun. Uap air hanya akan terkondensasi pada suatu permukaan ketika permukaan tersebut lebih dingin dari titik embunnya, atau uap air telah mencapai kesetimbangan di udara, seperti kelembapan jenuh. Titik embun udara adalah temperatur yang harus dicapai agar mulai terjadi kondensasi di udara.

Molekul air mengambil sebagian panas dari udara. Akibatnya, temperatur atmosfer akan sedikit turun. Di atmosfer, kondensasi uap airlah yang menyebabkan terjadinya awan. Molekul kecil air dalam jumlah banyak akan menjadi butiran air karena pengaruh suhu, dan tapat turun ke bumi menjadi hujan. Inilah yang disebut siklus air

Untuk menentukan panas spesifik pengembuanan uap air, dengan (m₁) dan temperatur (T₁) = 100^oC, massa diperoleh dari proses penguapan dan (m₂) dan (T₂), serta (Tm) campuran temperatur.

Banyakpanas yang disalurkanke air dinginadalah :

∆Q = Cw m₂ (Tm – T₂) …....................................... (1)

Sedangkanbanyaknyapanas yang di berikanoleh air yang mengembunadalah :

qw = Cw m₁ (T₁ – Tm) daripersamaan ∆Q = Qw – Qk

Kapasitas kalorimeter dalam eksperimen ini adalah untuk menentukan panas spesifik pengembunan uap air, secara matematis : 

Dimana;

qk =  Panas Spesifik pengembunan uap air

Cw =  Kalor jenis air (4,177 Kj Kg^-1K^-1)

m₂ =  Massa air mula-mula

m_K=  Massa embun

m₁ =  Campuran Temperatur

T₂  =  Temperatur air mula-mula

T₁  =  Temperatur air mendidih equivalen

Mc =  Massa Campuran

Penguapan dapat dipercepat dengan cara-cara sebagai berikut :

a.       Pemanasan

Zat cair yang dipanaskan, molekul-molekul akan bergerak lebih cepat. Akibatnya banyak gelembung-gelembung uap yang naik kepermukaan dan meninggalkan permukaan.

b.      Memperluas permukaan

Penguapan hanya terjadi pada permukaan. Dengan permukaan yang luas memberikan kesempatan lebih besar kepada gelembung-gelembung uap untuk meninggalkan permukaan.

c.       Meniupkan udara di atas permukaan

Dengan meniupkan uadara di atas permukaan zat cair maka kemungkinan gelembung-gelembung uap untuk meninggalkan permukaan juga semakin besar.

d.      Memperkecil tekanan di atas permukaan

Jika tekanan udara di atas permukaan zat cair kecil maka jarak antara molekul-molekul udara bertambah besar. Hal ini memberi kesempatan lebih besar gelembung-gelembung uap meninggalkan permukaan zat cair untuk mengisi kekosongan ruangan di antara molekul-molekul uadara tersebut.

Dengan meniupkan udara di atas permukaan zat cair maka kemungkinan gelembung-gelembung uap untuk meninggalkan permukaan juga semakin besar.

Karena prosesnya yang beragam, proses kondensasi diklasifikasikan menjadi beberapa macam berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhinya:

1)    Jenis kondensasi: homogenous, heterogenous, dropwise, film, atau direct contact.

   2) Kondisi uap: satu komponen, banyak komponen dengan semua komponen mampu terkondensasi, banyak komponen beserta komponennya yang tidak mampu terkondensasi.

       3)      Geometri sistem: plane surface, external, internal, dan lain-lain.

Dari klasifikasi di atas sangat mungkin ada kategori dari metode klasifikasi yang berbeda terjadi overlaps, artinya pada kategori proses kondensasi yang satu masih berhubungan dengan kategori proses kondensasi yang lain. Diantara klasifikasi di atas, kondensasi berdasarkan jenisnya paling banyak digunakan.

Gambar 1. Jenis kondensasi (a) film, (b) dropwise condensation pada permukaan, (c) kondensasi homogen, atau pembentukan kabut sebagai hasil kenaikan tekanan karena ekspansi, (d) direct contact condensation.

Kondensasi homogen (homogenous) terjadi ketika uap didinginkan di bawah temperatur jenuhnya untuk menghasilkan droplet nucleation. Hal ini disebabkan oleh campuran dua aliran uap pada temperatur yang berbeda, pendinginan radiatif (memancar) pada campuran uap dan komponen uap yang tak terkondensasikan seperti pada pembentukan kabut (fog) di atmosfer, atau penurunan tekanan uap yang tiba-tiba. 

Pada kenyataannya, sebagian besar proses kondensasi adalah heterogenous, dimana droplet terbentuk dan muncul pada permukaan benda padat. Pendinginan uap yang cukup sangat dibutuhkan untuk memulai kondensasi ketika permukaannya halus dan kering. Kondensasi heterogen dapat memicu terjadinya jenis kondensasi film atau dropwise. 

Kondensasi butiran (dropwise condensation) terjadi ketika cairan kondensat jatuh membasahi permukaan dan membentuk lapisan (film). Kondensat membentuk butiran di sepanjang permukaan. Kondensasi butiran merupakan jenis perpindahan kalor yang paling efisien karena laju perpindahan kalor kondensasinya jauh lebih besar dibandingkan kondensasi film. Akumulasi dari butiran pada permukaan dapat memicu terbentuknya lapisan cairan (liquid film).

Kondensasi film merupakan jenis kondensasi yang umum terjadi pada kebanyakan sistem. Kondensat, dalam bentuk butiran, membasahi permukaan dan jatuh bergabung membentuk lapisan cairan yang saling menyatu. Lapisan cairan mengalir sebagai akibat gravitasi, gesekan uap, dan lain-lain. Kondensasi film paling banyak terjadi pada aplikasi keteknikan. Aliran cairan kondensat akan memunculkan fenomena seperti aliran laminer, aliran gelombang (wavy), transisi laminer-turbulen, dan butiran yang jatuh pada permukaan lapisan cairan.

Proses kondensasi film dan butiran keduanya termasuk kondensasi pada permukaan benda padat yang dingin. Pada kondensor, demikian pula heat exchanger, aliran fluida kondensasi dipisahkan dari aliran fluida pendingin dengan dinding pipa. Namun pada beberapa aplikasi, dua lairan fluida tersebut mengalami kontak secara langsung (direct contact) seperti pada percikan cair dingin lanjut (subcooled liquid sprays). Contoh lainnya adalah kondensor siklus Rankine terbuka, seperti pada kondensordirect-contact pada konsep konversi energi termal lautan. Kondensasi direct-contact sangat efisien karena selain tidak terjadi resistansi dinding, pada prakteknya dua lairan fluida dapat dicampur. Namun, aplikasi kondensasi direct-contact sangat terbatas karena kondensat dan pendingin bercampur.

Sumber : (http://ilmupembangkit.wordpress.com/2013/05/11/kondensasi/)
                

Share this post