Eflukx Time 4mm11

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM LANJUT TEKNIK KIMIA ( PLTK )

JUDUL : EFFLUX TIME ASISTEN : IBNUL

OLEH : KELOMPOK 7 : FATWAH M MADANG (08020028) ABUBAKAR BAHRUDIN (08020007) YOSEP SAPUTRA (08020023)

LABORATURIUM SATUAN OPERASI PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN YOGYAKARTA

EFFLUX TIME

I.

TUJUAN PERCOBAAN Menentukan nilai faktor koresi terhadap waktu pengosongan yang di hitung secara teori

II.

LANDASAN TEORI Effulux time adalah waktu yang di perlukan untuk penurunan cairan dalam tangki melalui pipa vertikal pada dasar tangki karena gaya beratnya sendiri.waktu penurunan cairan itu dapat di pikirkan dengan persamaan teoritis yang kemudian di kalikan dengan suatu faktor koreksi untuk mendapatkan waktu penurunan sesunggunya. Tangki penampung cairan biasanya ditempatkan pada kantungan tertentu sehingga untuk mengalirkan cairan cukup menggunakan gaya beratnya sendiri,dengan cara ini maka dapat di lakukan penghematan pada biyaya penggunaan pompa. Apabila aliran fluida dengan kelipata yang sama mengalir masuk ke dalam sebuah pipa maka pada dinding pipa akan terbentuk lapisan batas.fluida yang mengalir dari ruang yang besar akan masuk kedalam pipa kecil sehingga pada enterncc akan terjadi friksi antara fluida yang mengalirdengan dinding pipa. Pada aliran fluida dalam pipa faktor gesikan harus di perhatikan faktor ini akan mempengaruhi untuk yang di perlukan zat cair untuk melewati pipa dengan panjang tertent.friksi yang terjadi semakin lama akan semakin besar dengan bertambahnya panjang pipa.friksi biasanya di nyatakan dalam panjang ekivalen terhadap pipa lukus. (Mortom,1999) Faktor yang mempengaruhi bilangan Reynold dan masa transisi lamiler ke aliran turbulin adalah: 1. Tekanan aliran 2. Aliran turbalin bebas 3. Aliran terlalu cepat 4. Temperatur dinding di lakukan dinding. Jenis aliran flida dapat di ketahui dengan menggunakan bilangan peynold (Re).untuk aliran laminer (Re>400). Untuk aliran terbulen Re>4000 dan dengan pipa kekasaran 0,000,005. (maryudi,2005)

Faktor yang bekerja sepanjang pipa,akan Menyebabkan penurunan head(tenaga persatuan berat).fluida yang mengalir sepnjang pipa.rumus penuruna head di ajukan ole D’archy sebagai berikut: H= Harga f tergantung dari jenis aliran yang terjadi di dlam pipa.untuk aliran lenier (Re >210) ............... (brown,1950)

f= Dengan

Re =

Untuk aliran turbulen,dengan Re>400 dan pipa dengan kekasaran 0,000005 F=

......... (brown,1950)

Adapun variabel -variabel Yang berpengaruh pada waktu pengosongan tangki (t) adalah: a. Tinggi cairan dalam tangki (h) b. Panjang pipa (l) c. Diameter tangki (Dt) d. Diameter pipa (Dp) e. Percepatan gravitasi (g) f. Viseositas fluida g. Densitas fluida (ρ) harga faktor karesi merupakan fungsi dari besaran-besaran yang berpengaruh, besar peubah yang di tinju adalah L (panjang) dan D (diameter). (martono,1999)

III.

ALAT DAN BAHAN

A. Alat : 1. Tangki 2. Kaca penara tinggi larutan 3. Pipa kaca 4. Penampung larutan 5. Penyangga

2

1

3 5 4 Gmbar 1. Rangkaian alat percobaan efflux time B. Bahan : Bahan yang digunakan adalah Air Kran

IV.

CARA KERJA

A. Menentukan Sifat Fisis Larutan 1. Menentukan sifat fisis air dengan menggunakan air Kran sebagai pembanding,menggunakan masing-masing cairan untuk menentukan densitas dengan menimbang masing-masing cairan piknometer. 2. Menentukan Viscositas dengan menggunakan viscometer ostwald dengan mengukur waktu alirnya B. Mengukur waktu Pengosongan Tangki 1. Mengukur diameter masing-masing pipa dengan jangka sorong 2. Mengukur diameter tangki dan panjang pipa dengan penggaris 3. Memasukan air kran kedalam tangki dengan menyumbat ujung pipa agar cairan tidak keluar 4. Mengukur tinggi larutan mula-mula melalui pipa penera 5. Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk setiap interface penurunan ketinggian cairan dalam tangki 6. Melalukan dengan memvariasi diameter pipa untuk panjang pipa yang sama

V.

DATA PERCOBAAN

Suhu kamar

: 30 C

Berat piknometer kosong

: 11,41 gram

Berat Piknometer + aquades : 21,23 gram Berat Piknometer + air

: 21,44 gram

Diameter Tangki

: 38 cm

Tinggi Cairan Mula-mula

: 25 cm

Beda tinggi (ΔH)

: 5 cm

Waktu Alir dalam viscositas

Daftar I. Hubungan antara Waktu alir antara air suling dengan larutan dalam viscositas No

Air Kran (detik)

Aquades (detik)

1

10,03

10,03

2

9,28

9,28

3

9,97

9,88

Daftar II. Hubungan antra diameter pipa (dp) dengan Waktu pengamatan tangki Waktu pengosongan (detik) No

Dp (cm)

H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

1

9,34

9,34

9,26

8,03

11,11

11,28

2

18,94

18,94

18,87

19,45

21,28

22,21

3

79,39

79,39

75,82

82,45

85,69

94,70

Daftar III. Hubungan antara Panjang pipa (L) dengan waktu pengosongan tangki Waktu pengosongan tangki (detik) No

L (cm)

H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

1

23

12,27

11,45

11,66

10,96

12,89

2

18,5

11,95

11,54

11,87

12,67

13,62

3

13,5

11,77

11,55

12,55

12,95

13,79

4

8,4

12,41

12,45

13,28

14,10

15,59

VI.

ANALISA DATA 1. Menentukan densitas larutan pada t°C ρ aquades, T°C ρ Air =

= .. . . . . . . .

(

)–(

(

)

) (

)

x ρ aquades

2. Menentukan viscositas cairan pada T°C air μ aquades, T°C

= ........

t aquades

= rata-rata waktu alir aquades

t air

= rata-rata waktu alir air

μ air

=

x μ aquades

3. Menentukan jenis aliran Re = Dimana : Re

= Bilangan Reynold

Ρ

= Densitas, g/cmᶟ

DT

= Diameter tangki, cm

DP

= Diameter pipa, cm

ΔH

= Beda tinggi, cm

μ

= viscositas poise, g/cmᶟ

tp

= waktu pengosongan tangki (detik)

4. Menghitung Efflux time a. Aliran laminer (Re<2100) ts =

Ln

dimana :

[

]

RT

= jari-jari tangki. Cm

Rp

= jari-jari pipa, cm

g

= percepatan gravitasi, = 980 cm/detik²

b. Aliran transisi (2100 <4000) dan aliran turbulen (Re<4000)

[

ts =

]

[(

dengan C = [

)

(

]

5. Menghitung Faktor Koreksi ( Ƞi ) Ƞ= Dimana : tp

= Efflux time hasil pengamatan

ts

= Efflux time hasil perhitungan

)]

VII.

PERHITUNGAN

A. Panjang Sama dengan Variasi diameter pipa 1. Menetukan Densitas air suling pada T°C ρ aquades 30°C = 0,9957139 gr/ml ρ air

=

=

(

)– (

(

)

) (

(

)

(

)

)

x ρ aquades

x 0,9957139 gr/ml

= 0,99671395 gr/ml 2. Menentukan Viscositas air pada T°C t alir air rata-rata

(

)

(

)

=

t alir aquades rata-rata =

= 9,76 detik = 9,73 detik

μ aquades pada T = 30°C = 0,0085 gr/cm s μ air

= =

x 0,0085 (

)(

)

(

)(

)

x 0,0085

= 0,0085262 gr/cm.s 3. Menentukan jenis Aliran Contoh perhitungan diambil dari percobaan I, daftar II, dengan waktu pengosongan tangki (H0-H1) = 9,34 detik Re

= =

(

)(

(

)(

) ( ) )(

)

= 51637,74798 Dengan cara yang sama diperileh hasil seperti daftar IV. 4. Mencari Efflux time Karena dari hasil percobaan terlihat jenis aliran yaitu transisi dan turbulen, maka efflux time dihitung dengan rumus : ts =

[

]

dengan C = [

[(

)

(

)]

]

Contoh diambil dari data percobaan I daftar II dengan waktu pengosongan tangki (H0-H1) = 9,34 detik

Diketahui : L= 3,2 cm

Rp = 0,875

H2 = 20 ml

μ = 0,0085262 gr/cm s

Dp = 1,75

ρ = 0,99671395 gr/ml

DT = 38 cm

g = 980 cm/detik²

H1 = 25 ml

C

(

=[

)(

(

)( ) (

) )(

)

]

= 0,004496 cm detik ts

=

[

= [

]

[( ]² 0,004496 [(

)

( )

)] (

) ]

= 1,66028 detik Dengan cara yang sama dapat diperoleh hasil seperti daftar IV 5. Menghitung Faktor Koreksi ( Ƞ ) Dengan tp = 9,34 detik dan ts = 1,66028 detik Ƞ

= = = 0,17776 detik

Dengan cara yang sama dapat diperoleh hasil seperti daftar IV

Daftar IV. Hubungan antars Dp,tp,Re,jenis aliran,ts,dan Ƞ pada panjang pipa tetap

H0-H1 (cm)

(L=3,2cm)

Dp (cm) tp (detik)

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

25-20

1,75

9,34

51637,74798

turbulen

1,660283

0,17776

20-15

1,75

9,26

52083,8624

turbulen

1,88023

0,20305

15-10

1,75

8,03

60061,8624

turbulen

2,205637

0,27467

10-5

1,75

11,11

43411,03206

turbulen

2,75833

0,24827

5-0

1,75

12,28

42756,7878

turbulen

4,0444

0,35855

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

H0-H1 (cm)

Dp (cm) tp (detik)

25-20

1,24

18,94

35937,723

turbulen

9,03333

0,4769

20-15

1,24

18,87

36071,037

turbulen

4,78975

0,2538

15-10

1,24

19,49

34923,575

turbulen

5,618697

0,2883

10-5

1,24

21,28

31985,925

turbulen

7,02665

0,3302

5-0

1,24

22,21

30646,577

turbulen

10,3028

0,4639

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

H0-H1 (cm)

Dp (cm) tp (detik)

25-20

0,41

79,39

25930,003

turbulen

85,2849

1,0743

20-15

0,41

75,82

27150,922

turbulen

96,5831

1,2738

15-10

0,41

82,45

24967,652

turbulen

113,2985

1,37415

10-5

0,41

85,69

24023,607

turbulen

141,689

1,6535

5-0

0,41

94,70

21737,9399

turbulen

207,7521

2,1938

Daftat V. Hubungan antara L,Dp,L/Dp dan Ƞ pada panjang pipa tetap ( L= 3,2 cm ) Faktor Koreksi Ƞ L (cm)

Dp (cm)

L/Dp

H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

3,2

1,75

1,8286

0,17776

0,20305

0,27467

0,24827

0,35855

3,2

1,24

2,581

0,47605

0,2538

0,2883

0,3302

0,4639

3,2

0,41

7,805

1,0743

1,2738

1,37415

1,6535

2,1938

Nilai C pada : D= 1,75

0,00449

D= 0,41

0,01267

D= 1,25

0,00575

B. Diamer Tetap dengan variasi Panjang pipa 1. Menentukan densitas air suling pada T°C ρ aquades 30°C = 0,9957139 gr/ml ρ air

=

=

(

)– (

(

)

) (

(

)

(

)

)

x ρ aquades

x 0,9957139 gr/ml

= 0,99671395 gr/ml 2. Menentukan Viscositas air pada T°C t alir air rata-rata

(

)

(

)

=

t alir aquades rata-rata =

= 9,76 detik = 9,73 detik

μ aquades pada T = 30°C = 0,0085 gr/cm s μ air

= =

x 0,0085 (

)(

)

(

)(

)

x 0,0085

= 0,0085262 gr/cm.s 3. Menentukan jenis Aliran Contoh perhitungan diambil dari percobaan II, daftar III, dengan waktu pengosongan tangki (H0-H1) = 12,27 detik Re

= =

(

)(

(

)(

) ( ) )(

)

= 42461,23692 Dengan cara yang sama diperioleh hasil seperti daftar VI. 4. Mencari Efflux time Karena dari hasil percobaan terlihat jenis aliran yaitu transisi dan turbulen, maka efflux time dihitung dengan rumus : ts =

[

]

[(

dengan C = [

)

(

)]

]

Contoh diambil dari data percobaan II daftar III dengan waktu pengosongan tangki (H0-H1) = 12,27 detik

Diketahui : L= 23 cm

Rp = 0,875

H2 = 20 ml

μ = 0,0085262 gr/cm s

Dp = 1,75

ρ = 0,99671395 gr/ml

DT = 38 cm

g = 980 cm/detik²

H1 = 25 ml

C

(

=[

)(

(

)(

)

) (

)(

)

]

= 0,01466216 cm detik ts

=

[

= [

]

[(

)

]² 0,01466216 [(

(

)] )

(

) ]

= 4,55477 detik Dengan cara yang sama dapat diperoleh hasil seperti daftar VI 5. Menghitung Faktor Koreksi ( Ƞ ) Dengan tp = 9,34 detik dan ts = 1,66028 detik Ƞ

= = = 0,37121193 detik

Dengan cara yang sama dapat diperoleh hasil seperti daftar VI

Daftar VI. Hubungan antars L,tp,Re,jenis aliran,ts,dan Ƞ pada panjang Diameter tetap (D=1,62cm)

H0-H1 (cm)

L (cm)

tp (detik)

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

25-20

23

12,27

42461,237

turbulen

4,5548

0,371212

20-15

23

11,45

45502,129

turbulen

4,8686

0,4252

15-10

23

11,66

44682,622

turbulen

5,2503

0,4503

10-5

23

10,96

47536,4395

turbulen

5,7276

0,5226

5-0

23

12,89

40418,88

turbulen

6,347

0,4924

H0-H1 (cm)

L (cm)

tp (detik)

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

25-20

18,5

11,95

43598,274

turbulen

4,26898

0,3572

20-15

18,5

11,54

45147,2597

turbulen

4,5991

0,3985

15-10

18,5

11,87

43892,11264

turbulen

5,0106

0,4221

10-5

18,5

12,67

41120,7085

turbulen

5,5427

0,4375

5-0

18,5

13,62

38252,524

turbulen

6,2668

0,460

H0-H1 (cm)

L (cm)

tp (detik)

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

25-20

13,5

11,77

44265,028

turbulen

3,8413

0,326

20-15

13,5

11,55

45108,171

turbulen

4,185

0,362

15-10

13,5

12,55

41513,895

turbulen

4,629

0,3689

10-5

13,5

12,95

40231,612

turbulen

5,234

0,4042

5-0

13,5

13,79

37780,956

turbulen

6,1237

0,444

H0-H1 (cm)

L (cm)

tp (detik)

Re

Jenis aliran

ts (detik)

Ƞ

25-20

8,4

12,41

41982,222

turbulen

3,1971

0,258

20-15

8,4

12,45

41847,339

turbulen

3,5379

0,2842

15-10

8,4

13,28

39231,881

turbulen

4,0022

0,3013

10-5

8,4

14,10

36950,310

turbulen

4,6865

0,332

5-0

8,4

15,59

33418,818

turbulen

5,83996

0,375

Daftat V. Hubungan antara L,Dp,L/Dp dan Ƞ pada Diameter pipa tetap (D= 1,62 cm ) Faktor Koreksi Ƞ L (cm)

Dp (cm)

L/Dp

H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

32

1,62

14,197

0,371212

0,4252

0,4503

0,5226

0,4924

18,5

1,62

11,4197

0,3572

0,3985

0,4221

0,4375

0,460

13,5

1,62

8,333

0,326

0,362

0,3689

0,4042

0,444

8,4

1,62

5,183

0,258

0,2842

0,3013

0,332

0,375

Nilai C pada :

VIII.

L= 23

0,0148

L= 18,5

0,0130

L= 13,5

0,0129

L = 8,4

0,0083

PEMBAHASAN

Dari hasil percobaan diatas dapat dijelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi efflux time yaitu : 1. Tinggi Cairan Semakin tinggi permukaan cairan dalam tangki,maka semakin cepat waktu pengosongan tangki, Hal ini disebababkan karena adanya perbedaan berat jenis cairan,yang mana gaya berat relatif besar 2. Panjang pipa 3. Diameter Pipa Semakin besar diameter pipa,maka waktu pengosongan tangki akan semakin cepat,Hal ini disebabkan karena adanya luas penampang pipa,semakin luas penampangnya ,maka semakin cepat cairan yang keluar sehingga tangki akan semakin cepat kering. 4. Percepatan grafitasi Tempat dengan gaya grafitasi tinggi, maka tangki mempunyai waktu pengosongan yang cepat.

Waktu pengosongan tangki tidak terlalu dipengaruhi oleh densitas dan viscositas. Harga densitas dan viscositas digunakan untuk menentukan bilangan Reynold (Re) yang kemudian digunakan untuk mengetahui jenis aliran. Re tidak mempengaruhi waktu pengosongan tangki dan nilai faktor koreksi.

Faktor koreksi dapat dicari dari perbandingan nilai efflux time hasil pengamatan dengan nilai efflux time hasil perhitungan. Nilai dari efflux time hasil pengamatan (tp) dengan nilai efflux time hasil perhitungan (ts) berdasarkan pehitungan selalu berbeda, hal ini disebabkan oleh : 1. Adanya Vortex = Arus pusaran (vortex) menyebabkan terhambatnya laju aliran voltex tergantung diameter pipa dan panajng pipa 2. Adanya asumsi = - kerja sumbu diambaikan -

IX.

Freksi oleh dinding pipa diabaikan

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwah : 1. Densitas air (ρ air) = 0,99671395 gr/ml 2. Viscositas air (μ air) = 0,0085262 3. Jenis aliran adalah turbulen karena Re > 4000 4. Pada panjang pipa tetap (L=3,2 cm) dan variasi diameter diperoleh faktor koresksi : H0-H1 (cm) Dp (cm)

25-20

20-15

15-10

10-5

5-0

1,73

0,17776

0,20305

0,27467

0,24827

0,35855

1,24

0,47605

0,2538

0,2883

0,3302

0,4639

0,41

1,0743

1,2738

1,37415

1,6532

2,1938

5. Pada diameter pipa tetap (D=1,62 cm) dan variasi panjang pipa diperoleh faktor koreksi : H0-H1 (cm) L (cm)

25-20

20-15

15-10

10-5

5-0

23

0,371212

0,4257

0,4503

0,5226

0,4924

18,5

0,3572

0,3985

0,4221

0,4375

0,461

13,5

0,326

0,362

0,3682

0,4042

0,444

8,4

0,258

0,2842

0,3013

0,332

0,375

X.

DAFTAR PUSTAKA Brow, G,G katz. Fourt, A,S and Seneidecoind,R, 1950 “ Unit Operasition “, Modern Asia Edition, charles E, Tuttle co, Tokyo Maryadi, 2005 “ Operasi Teknik Kimia I “, Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta Setyawan, Martomo, 1999 “ Buku Petunjuk Praktikum Lanjut Teknik Kimia “, Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta

LAPORAN SEMENTARA EFFLUX TIME Suhu kamar

: 30°C

Berat piknometer kosong

: 11,41 gram

Berat Piknometer + aquades : 21,23 gram Berat Piknometer + air

: 21,44 gram

Diameter Tangki

: 38 cm

Tinggi Cairan Mula-mula

: 25 cm

Beda tinggi (ΔH)

: 5 cm

Waktu Alir dalam viscositas No

Air Kran (detik)

Aquades (detik)

1

10,03

10,03

2

9,28

9,28

3

9,97

9,88

Waktu pengosongan, L = 3,25 cm Waktu pengosongan (detik) No

Dp (cm)

H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

1

9,34

9,34

9,26

8,03

11,11

11,28

2

18,94

18,94

18,87

19,45

21,28

22,21

3

79,39

79,39

75,82

82,45

85,69

94,70

Waktu pengosongan, Do = 1,62 cm No

L (cm)

Waktu pengosongan tangki (detik) H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

1

23

12,27

11,45

11,66

10,96

12,89

2

18,5

11,95

11,54

11,87

12,67

13,62

3

13,5

11,77

11,55

12,55

12,95

13,79

4

8,4

12,41

12,45

13,28

14,10

15,59

Yogyakarta, 30 November 2010 Asisiten

Praktikan Kelompok 7 Fatwah M Madang

(IBNUL)

Abubakar Bahrudin Yosep Saputra

Grafik 1.Hubungan antara L/Dp dan μ pada panjang tetap (L=3,2 cm) 2.5 2 1.5

Series1 Series2

1

Series3 0.5 0 H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5

Grafik 2. Hubungan antara L/Dp dan μ pada diameter pipa tetap (D = 1,62 cm) 0.6 0.5 0.4

Series1 Series2

0.3

Series3 0.2

Series4

0.1 0 H0-H1

H1-H2

H2-H3

H3-H4

H4-H5