1 / 36

Analisis Sistem Proses “NON - ISOTHERMAL CSTR”

Gas and Petrochemical Engineering Department University of Indonesia. Lecturer : Ir. Abdul Wahid,MT Ir. Tania Surya Utami,MT Presenter : Sang Made Kresna Andika Maruti Wulandari. Analisis Sistem Proses “NON - ISOTHERMAL CSTR”. Outline. 2. 4. 6.

hedy
Download Presentation

Analisis Sistem Proses “NON - ISOTHERMAL CSTR”

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gas and Petrochemical Engineering Department University of Indonesia Lecturer : Ir. Abdul Wahid,MT Ir. Tania Surya Utami,MT Presenter : Sang Made Kresna Andika Maruti Wulandari Analisis Sistem Proses “NON - ISOTHERMAL CSTR”

  2. Outline 2 4 6 Definisikan Sasaran Siapkan Informasi Rumuskan Modelnya Tentukan Solusinya Analisis Hasilnya Validasi Hasil 1 3 5 ( 6 Tahap Pemodelan ) Alir Pemodelan Kesimpulan

  3. Definisikan Sasaran • Tujuan : Mengetahui respon dinamik dari model dan mengetahui variabel output dari sistem (analisis) • Variabel : V,F,CA,T dan Tj • Lokasi : Reaktor CSTR dan Jaket Pendingin

  4. Siapkan Informasi • Sketsa Proses • Data • Asumsi

  5. Data • Sistem  cairan dalam reaktor dan jaket pendingin • Reaksi eksotermik irreversibel dengan n orde reaksi • Persamaan reaksi : A  B • Variabel yang diketahui T0,F0, CA0, Fj • Reaktor CSTRNon-Isothermal

  6. Sketsa Proses SISTEM CSTR Non-Isothermal F0 CA0 T0 Fj Tj CA T V Variabel Input Tj Vj Variabel output Fj Tj0 F CA T Jaket Pendingin Konstan

  7. Asumsi • Kehilangan panas dari sistem ke lingkungan diabaikan (Adiabatis) • Akumulasi energi di dinding reaktor diabaikan • Temperatur cairan pendingin uniform • Pengadukan sempurna • Volume cairan pendingin konstan • Massa dinding reaktor diabaikan • Densitas konstan

  8. Struktur Model Ingin diketahui Perilaku dinamik dan nilai-nya Neraca Total Reaktor Initial parameters: T0,F0,CA0,Fj n,,,E,R,Cp U,AH,j,Vj,Cj Tj0,Kv,Vmin,D Neraca Komponen A Didapat : V T F CA Tj Model Neraca Energi Persamaan Konstitutif Derajat Kebebasan

  9. Neraca Total Reaktor • F0 = laju alir reaktan • F = laju alir produk

  10. Neraca Komponen A (1) (M WA V CA) t+ t - (M WA V CA )t = (M WA F0 CA0  t) – ( M WA F CA  t) – (M WA V k CAn t) • pers. diatas dibagi dengan M WA t dan limit  t  0

  11. Neraca Komponen A (2) • Sehingga persamaan menjadi • F0 = laju alir reaktan • CA0 = konsentrasi A awal • F = laju alir produk • CA=konsentrasi A akhir

  12. Neraca Energi Total

  13. Neraca Energi Reaktor • PE dan KE = 0 • Ws diabaikan h0,h : entalpi cairan dalam reaktor  : panas reaksi (Btu / mol A bereaksi) T : temperatur proses Tj : temperatur air pendingin V : volume tangki

  14. Neraca Energi Jaket  : densitas cairan dalam tangki (lb / ft3) j: densitas cairan (lb / ft3) h : enthalpy cairan dalam tangki hj : enthalpy cairan pendingin

  15. Persamaan Konstitutif Cj : kapasitas panas cairan pendingin Cp : kapasitas panas cairan dalam tangki AH : area perpindahan kalor D : diameter reaktor h : enthalpy cairan dalam tangki hj : enthalpy cairan pendingin

  16. Derajat Kebebasan (1) • Persamaan yang dimiliki:

  17. Derajat Kebebasan (2)

  18. Derajat Kebebasan (3) • Variabel yang belum diketahui : V,F,CA,T dan Tj • Derajat Kebebasan = NE - NV = 5 - 5 = 0

  19. Solusi • Persamaan Model • Contoh Kasus • Model dalam ithink 5.1.1

  20. Solusi (cont’d) • PERSAMAAN MODEL

  21. Solusi (cont’d) Rate/Flow masuk Rate/Flow keluar Level/Stock Rate/Konsentrasi masuk Rate/Konsentrasi keluar

  22. Solusi (cont’d) VT rate in VT rate out Level/Stock Tj rate in Tj rate out Level/Stock

  23. Solusi (cont’d) Auxiliary/Converter

  24. Example • Contoh Kasus Sebuah Reaktor CSTR non isothermal eksotermik berjaket pendingin,pada kondisi yang telah ditentukan,dipasangi sebuah kontroler level (LC). Apabila diberikan gangguan yaitu F0 dan CA0, bagaimana analisis respon dinamik dari sistem dan variabel outputnya? ( Data pada slide berikutnya)

  25. Example (cont’d) • Data • SteadyState Value • F0=40ft3/h V=48 ft3 • CA0=0.5 lbmolA/ft3 CA=0.245 lbmolA/ft3 • T=600R Tj=594.6R • Fj=49.9 ft3/h T0=530R • Parameters Value • Vj=3.85 ft3 =7.08x1010 h-1 • E=30,000 Btu/lbmol R=1.99Btu/lbmolR • U=150 Btu/ hft2RAH=250 ft2 • Tj0=530R = -30,000 Btu/lbmol • Cp=0.75 Btu/lbmR Cj= 1.0 Btu/lbmR • =50 lbm/ft3 j=62.3 lbm/ft3 • Kc=4(ft3/h)/R Tset=600R

  26. Model • Model ithink (model utama)

  27. Model (cont’d) • Model dalam ithink 5.1.1

  28. Analisis Hasil • Analisis Grafik • Analisis Sensitifitas

  29. Analisis Hasil (cont’d) • Analisis Grafik TimeSeries

  30. Analisis Hasil (cont’d) • Analisis Grafik Scatter

  31. Analisis Hasil (cont’d) • Analisis Grafik Bar

  32. Analisis Hasil (cont’d) • Analisis Grafik Sketchable

  33. Analisis : • T berbanding terbalik dengan Tj ; • CA memiliki kecenderungan untuk naik dulu kemudian turun (terkonversi); • V mengalami peningkatan sedikit lalu stabil (ada kontroler); • F memiliki profil yang sama dengan V • Respon paling cepat  Tj dan T • Respon paling lambat  F dan V • Orde respon  orde n tanpa dead time

  34. Analisis Hasil (cont’d) • Analisis Sensitifitas Ithink 5.1.1 Pada analisis sensitivitas ini akan dicari variabel yang paling sensitif yang paling mempengaruhi perilaku dinamik sistem.

  35. Kesimpulan • Variable yang paling sensitif Tj • Gangguan pada sistem  CA0 , F0 • Karakteristik respon  orde n tanpa dead time • Analisa Variabel : T berbanding terbalik dengan Tj ;CA memiliki kecenderungan untuk naik dulu kemudian turun (terkonversi); V mengalami peningkatan sedikit lalu stabil (ada kontroler); F memiliki profil yang sama dengan V

  36. Thank you!!! Your attention is much appreciated… Hopefully this assignment is useful for you!!

More Related