Upload
selvianynessalee
View
402
Download
48
Embed Size (px)
Citation preview
9.6 LIQUEFACTION PROCESS (PROSES LIKUIFAKSI/PENCAIRAN)
Likuifaksi (liquefaction) adalah suatu proses atau kejadian berubahnya sifat tanah dari
keadaan padat menjadi keadaan cair, yang disebabkan oleh beban siklik pada waktu
terjadi gempa sehingga tekanan air pori meningkat mendekati atau melampaui tegangan
vertikal.
Likuifaksi dihasilkan jika gas didinginkan sampai temperatur pada daerah 2 phase
region. Hal ini dapat dicapai dengan beberapa cara ;
1. Dengan heat exchange pada tekanan tetap
2. Dengan proses ekpansi (dimana bisa diperoleh kerja W)
3. Dengan proses Throttling
Ketiga cara ini digambarkan dalam diagram T- S , seperti pada grafik dibawah ini.
Gambar
Pada proses tekanan tetap ( 1 ), mendekati region 2 phase, dan likuifaksi sangat dekat
dengan temperatur tertentu yang harus diturunkan.
Proses throttling ( 3) tidak menghasilkan likuid, kecuali jika initial state pada tekanan
cukup tinggi , dan temperatur cukup rendah selama proses entalpi konstan , untuk
memotong region 2 phase. Hal ini tidak akan terjadi bila initial state nya dititik A. Jika
1
initial state di titik , dimana temperatur nya sama , tetapi tekanannya lebih tinggi dari
titik A, kemudian dengan proses ekspansi entalpi konstan (isentalpi ekspansi) proses( )
dihasilkan pembentukan likiud.
Perubahan keadaan dari A ke , sangat mudah dilakukan dengan mengkompres gas
hingga ke tekanan final di B, diikuti dengan pendinginan pada tekanan konstan hingga
titik . Likuifaksi dengan ekspansi isentropis sepanjang proses ( 2 ) dapat dilakukan
pada tekanan rendah (pada temperatur tertentu) dibanding dengan men throttlingnya.
Misalnya , lanjutan proses ( 2 ) dari keadaan awal A , akhirnya dihasilkan likuid.
Proses throttling (3) adalah cara yang umum dipakai pada pabrik komersil skala kecil
untuk pencairan gas. Temperatur gas selama ekspansi akan terus turun. Hal ini tentu saja
sesuai dengan yang terjadi pada kebanyakan gas pada kondisi tekanan dan temperatur
yang umum.
Cara yang paling ekonomis untuk mendinginkan gas untuk dicairkan adalah dengan
counter current heat exchange dengan sejumlah porsi gas yang tidak tercairkan dalam
proses throttling proses. Ada 2 proses likuifaksi yang dikenal yaitu proses Linde dan
proses Claude . Diagram alir proses seperti tergambar berikut :
1. Proses Linde
2
Gambar
Pada proses Linde, setelah gas dikompress lalu di pre cooled hingga temperatur
ambientnya, dan diteruskan dengan refrigerasi. Gas yang temperaturnya rendah
dialirkan ke Throttle Valve, sehingga sebagian besar fraksi gas akan mencair.
2. Proses Claude
3
Gambar
Pada proses Claude, agar lebih efisien, throttle valve diganti dengan expander.
Neraca energi pada proses Claude;
bila ekspander beroperasi secara adiabatis,
Selanjutnya, dari neraca massa nya : , persamaan energi diatas dibagi
dengan m4 menjadi sbb ;
jika didefinisikan : dan , maka persamaan diatas
diselesaikan untuk z , hasilnya sbb ;
………………...…(9.7)
dimana z adalah fraksi aliran masuk sistim heat exchanger yang dapat dilikuifaksi dan x
adalah fraksi yang dibelokkan diantara heat exchanger dengan yang melintas lewat
4
expander. Harga x adalah variabel desain mesti dispesifikasi sebelum persamaan (9.7)
diselesaikan untuk z.
Pada proses Linde ( z = 0 ) , persamaan diatas menjadi :
……………………...(9.8)
Karena itu Proses Linde merupakan juga proses Claude yang terbatas, apabila tidak ada
aliran gas tekanan tinggi yang dikirim ke ekspander.
Persamaan (9.7) dan (9.8) diperkirakan tidak ada panas yang mengalir dari surrounding
kedalam sistim. Hal ini tidak mungkin sepenuhnya benar, karena mungkin saja terjadi
kebocoran gas pada temperatur yang sangat rendah, walaupun peralatannya diisolasi
sempurna.
5