Transcript PERANCANGAN COOLING TOWER

PERANCANGAN COOLING TOWER
1.
2.
3.
4.
5.
Suatu pabrik membutuhkan air pendingin sebanyak 2.000 lb/menit
untuk keperluan pendinginan pada condensor di unit distilasi.
Panas yang harus diambil dari condensor adalah 55.000 Btu/menit.
Air pendingin meninggalkan condensor pada temperatur 110 oF.
Direncanakan untuk mendinginkan kembali air tersebut di dalam
suatu induced draft cooling tower. Make up H2O ditambahkan dari
suatu sumber air pada temperatur 50 oF. Kondisi rancangan menara
ditentukan sebagai berikut :
- Udara masuk temperatur dry bulb = 85 oF dan temp. wet bulb = 75 oF
- Temperatur air keluar menara = 85 oF.
- Udara yang dipakai adalah 1,5 kali harga minimumnya.
Packing yang dipakai mempunyai harga Kya = 200 lb/jam cuft. Y.
Laju cairan minimal = 2.000 lb/jam.ft2
Laju udara minimal = 1.500 lb/jam.ft2.
Tentukan :
Luas penampang dan tinggi menara yang dibutuhkan
Kondisi udara keluar menara
Perkirakan make up H2O yang diperlukan (lb/jam)
Kapasitas fan (cuft/menit)
Apabila hasil rancangan menara di atas setelah beroperasi diadakan
perubahan sbb: Udara masuk mempunyai tG = 85 oF dan tw = 80 oF,
sedangkan perbandingan L/GS sama, hitunglah temperatur air keluar
menara dengan kondisi yang baru ini.
!
2=
L
120.000 lb/jam
t L 2 = 110 oF
Udara keluar
G S! H 2!
t G 2 Y2!
2
Air panas
Q = 3.300.000
Btu/jam
D
Condensor
Z
GS!  1.5 GS! min.
Make up
H2O
M lb/jam
t  50 oF
Y1! = 0.0165
Air dingin
1
t L1
L!1
= 85 oF
G S!
H 1! = 31.0
t G1 = 85 oF
Udara masuk tW 1 = 75 oF
LAJU ALIR CAIRAN :
L  2.000lb / jam. ft 2
L!  120.000lb / jam
L! 120.000
AL  
 60 ft 2
L
2000
LAJU ALIR UDARA :
GS  1.500lb / jam. ft 2
GS1  83.800lb / jam
GS! 83.800
AG 

 56 ft 2
GS
1.500
LUAS PENAMPANG YANG
MEMENUHI SYARAT
!
L
CL
!
!
H 2  H 1  ! t L 2  t L1 
GS
110
Enthalpy (Btu/lb ud. kering)
100
L!C L H 2!  H 1!

!
t L 2  t L1
GS
90
84.7
80
70
66.8
A
GS! (min)  slope(max)
60
50
GRS OPERASI
MENYINGGUNG KURVE
SETIMBANG
40
31
30
B
20
85
80
90
100
110
Temp. cairan (oF)
120
110
Enthalpy (Btu/lb ud. kering)
100
90
H !*
84.7
80
70
H!
66.8
A
60
50
41.9
40
31
30
B
20
85
80
90
100
110
Temp. cairan (oF)
120
Z  H tOG xNtOG
H 2!  66.8
NtoG =

H1! 31
dH !
.
!*
!
(H  H )
Driving force (H’*- H’) dihitung pada interval tL (85 oF – 110 oF)
tL (oF)
H’*
(kurve setimbang)
H’
(garis operasi)
1/( H’*- H’)
85
90
95
100
105
110
41.9
48.2
55.7
64.0
74.2
84.7
31.0
38.3
45.3
52.5
59.5
66.8
0.0917
0.1011
0.0980
0.0885
0.0680
0.0558
0.12
LUASAN :
I = 0.700
II = 0.735
III = 0.630
IV = 0.405
V = 0.371
VI = 0.247
0.11
0.1
1/(H*-H')
0.09
0.08
0.07
+
3.08 (= NtoG)
0.06
I
H 2!  66.8
II
0.05
=
III
IV
0.04
V
H1! 31
VI
0.03
20
30
40
50
H'
60

70
!
dH
.
!*
!
(H  H )
H tOG
G S!

.
KY a
= 1500 /200 = 7.5 ft
Z  H tOG xNtOG
= 7.5 x 3.08 = 23.1 ft
UDARA KELUAR
MENARA
INDUCED DRAFT
tG2
= 101 oF
H 2! = 66.8
VH = 15.16 cuft/lb ud krg
G S! = 83.800 lb ud. krg/jam
!
KAPASITAS FAN = V H xGS
= 1.270.400 cuft/jam
KONDISI UDARA KELUAR MENARA
110
METODE GRAFIS
(Mickley)
Enthalpy (Btu/lb ud. kering)
100
90
80
tG2 = 101 oF (jenuh)
70
66.8
Y2 = Ys = 0.0453
A
60
H’2 = 66.8 Btu/lb ud. kering
50
40
31
30
B
tG2
20
80
85
tG1
101
90
100
110
Temp. cairan (oF)
120
Udara keluar
Q4 H 2! = 66.8
Y2!
Air panas
Q3
= 0.0453
G S!
Q = 3.300.000
Btu/jam
Neraca massa
&
neraca panas
CT
Condensor
Make up
H2O
M lb/jam
t  50 oF
Q1
G S!
Y1! = 0.0165
Air dingin
Q2
H 1! = 31.0
t G1 = 85 oF
Udara masuk tW 1 = 75 oF
NERACA MASSA H2O
M G Y G Y
! !
S 1
!
S
!
2
M  G (0.0165)  G (0.0453)
!
S
!
S
NERACA PANAS
Q1  Q2  Q3  Q4
MC AL (t )  GS! H1!  3.300.000  GS! H 2!
M (1)(50  32)  G (31)  3.300.000  G (66.8)
!
S
!
S
(2)
(1) & (2)
M = 2694 lb/jam
Gs =
lb/jam
Enthalpy (Btu/lb ud. kering)
110
KONDISI BARU
100
tG1 = 85 oF H1 = 36
tW1 = 80 oF
90
tL2 = 110 oF
tL1 = ?
80
A’
L/Gs sama
70
66.8
Grs operasi sejajar
A
60
50
Garis operasi baru A’B’:
- Sejajar grs operasi AB
- Titik A’ terletak pada 110 oF
Titik B’ terletak pada H = 36
B’
40
36
31
30
B
20
tL1
Grs operasi A’B’ di trial
shg harga NtOG = 3.08
tL2
85 87.4
80
90
100
110
Temp. cairan (oF)
-
120