Temperature; Dew Point & Saturation

Do you remember Psychrometric Chart? Hmmm… If I try to remember them then I remember words “Dulu saya tidak mengerti dan sekarang saya lupa”. Atau kalimat yang agak bersahabat di telinga “Dulu saya sedikit mengerti, setelah ujian… lupakan saja”. Sepertinya kalimat di atas sering diucapkan oleh seseorang ketika mengikuti kuliah Analisa Termal, Aplikasi Rekayasa Termal, dan Rekayasa Lingkungan Termal. Hanya sekedar nostalgia. Yang begini nih chartnya:

Kenapa saya harus mengingat itu? Karena ada requirement dari client bahwa pipa di project yang saya pegang harus dikeringkan sampai dengan – 20 degC Dew Point Temperature. Sekali lagi minus (-) 20 degC, bukan plus. Bagaimana bisa udara di iklim tropis seperti ini memiliki titik embun pada nilai minus? Hmm..mau tidak mau harus kembali merefresh ingatan tentang apa itu dew point, apa itu saturasi, apa itu dry-bulb temperature, dan apa itu relative humidity.

Dew Point Temperature adalah titik embun udara artinya suhu di mana udara mulai mengembun menimbulkan titik-titik air. Dew Point -20 degC artinya udara hanya akan mengembun menjadi air ketika suhu turun menjadi -20 degC. Titik-titik air tidak akan timbul jika suhunya masih di atas -20 degC. Seperti suhu Indonesia ini yang +20-an degC maka udara dengan dew-point -20 degC tidak akan pernah mengembun menjadi air. Jadi kenapa pipa harus dikeringkan sampai dew point -20 degC? biar tidak terjadi pengembunan di dalam pipa. Berapa sih suhu bisa drop di iklim tropis seperti ini? tak mungkin bisa drop sampai -20 degC. Jadi pengeringan sampai -20 degC dan diseal, merupakan jaminan pipa akan selalu kering di dalamnya meskipun suhu udara berubah-ubah se-ekstrim mungkin, tapi jangan sampai menyentuh -20 degC. 

Kembali ke pertanyaan di atas, bisakah udara di iklim tropis memiliki dewpoint temperature -20 degC? Dari chart di atas dengan suhu ambient atmosphere normal tropis sekitar 28 degC maka dewpoint temperature bisa bernilai -20 degC, jika dan hanya jika relative humidity udaranya adalah 4%. Artinya udara yang sangat kering sekali. Kelembaban relatif udara normal di iklim tropis pada suhu sekitar 28 degC adalah sekitar 84%. Kelembapan relatif udara Batam malam hari abis hujan sorenya dan masih terasa sejuk adalah sekitar 95%. Kelembapan udara relatif 95% artinya udara mendekati jenuh kandungan airnya. Kelembaban relative 100% artinya udara sudah jenuh dan mengembun menjadi air (saturasi). Ketika kelembaban relative 100% maka dew point temperature akan sama dengan dry-bulb temperature. Sedangkan ketika kelembaban relative udara 4%, suhu udara (dry-bulb temperature) adalah 28 degC, maka agar terjadi pengembunan / hujan diperlukan penurunan suhu sampai titik dew pointnya yaitu -20 degC. Semakin kecil kelembaban relative udaranya maka semakin kecil dew point temperaturenya. Bagaimana memperkecil kelembaban udara? Diperlukan proses drying udara dari kompresor dengan Air Dryer Unit terlebih dahulu. Baru udara yang sangat kering digunakan untuk mengeringkan pipa sampai dew-point -20 degC.

Chart di atas adalah hubungan ‘auto’ antara berbagai variable yang sudah diciptakan oleh Tuhan semenjak alam ini diciptakan. Jika anda adalah seorang agamawan kemudian berharap hujan dengan melakukan sholat istisqa’ untuk meminta hujan, apa yang anda bayangkan akan Tuhan lakukan? Kun-fa-ya-kun tiba-tiba air hujan memancar dari langit? I’m 100% sure the God will never do that. Hujan akan tetap mengikuti chart di atas. Chart di atas adalah ilmu Tuhan tentang proses pengembunan yang sudah berhasil dipetakan oleh manusia (not 100% anyway). God shall follow the natural law that He created himself.

Bagaimana membaca Psychrometric Chart di atas? Absis adalah Dry-bulb Temperatur, Ordinat adalah Dew Point Temperature. Keduanya dihubungkan oleh garis melengkung yang disebut Relative Humidity. Relatif Humidity (RH) paling kecil adalah 0% dan yang paling tinggi adalah 100%. Di atas kanan-atas RH 100% udara sudah jenuh air (saturasi) sehingga mengembun atau hujan. Untuk membaca chart maka harus diketahui atau diukur kondisi suhu udara lingkungan dan relative humidity. Liat titik pertemuan suhu udara lingkungan (absis) dengan garis relatif humidity (melengkung). Dari titik pertemuan tersebut tarik garis ke kanan atau ke kiri maka akan anda dapati nilai dew-point temperature udaranya.

Misalkan: Suhu Udara adalah 28 degC, RH adalah 50% maka Dew Point adalah 16.8 degC.

Misalkan: Suhu Udara adalah 28 degC, diminta Dew Point – 10 degC, maka udara harus dikeringkan sampai RH 6%

Semoga tulisan nostalgia ini ada manfaatnya.

Nova Kurniawan

Advertisements

Fresh Water for Hydrostatic Test; A ppm

I start to discuss many aspect about completion work of construction project. I will not only discuss about instrumentation and control because I am no longer focus in this disciplin in my day by day jobs. Is this an advantage or disadvantage on my career? I don’t know. As long I can learn the new knowledge then I’ll be there. Recently, I struggled about chloride content of water that will be used for hydrostatic test by piping guys. When you are a newbie on this issue then you will do googling what is ppm in the internet? aren’t you?

Definisi dari ppm adalah part per million atau bagian per juta. Sependek yang saya tau yang disebut bagian adalah bagian massa per juta massa. Apakah bagian mol per juta mol bisa digunakan? Please ask the chemist!. Ketika kita memiliki air dengan kandungan unsur chloride 10 ppm artinya terdapat 10 bagian massa per sejuta massa air itu. Padahal air sangat jarang dihitung berdasarkan massa. Air dihitung berdasarkan volume yaitu liter. Untuk mengakurkan penghitungan volume dengan massa air maka gunakan nilai density air sebagai patokan yaitu 1 kg/liter atau 1000 kg/m^3.  Artinya dalam 1 liter volume air terdapat 1 kg massa air (1000 gram massa air atau 1000000 mg massa air atau sejuta mg massa air).

10 pmm memiliki arti berapa gram chloride per liter?  

1 liter air artinya terdapat 1000000 mg massa air atau ( sejuta mg massa air). Ada berapa bagian per juta? 10 ppm. Juta massanya sudah bersatuan mg maka kandungan bagiannya bersatuan mg juga. Sehingga 10 ppm memiliki arti terdapat 10 bagian (mg) massa air per sejuta bagian massa air. Artinya terdapat 10 mg massa air per 1000000 mg massa air. Artinya terdapat 10 mg massa air per 1 liter volume air artinya sama dengan 10 mg/liter.

10 ppm = 10 mg/liter (air)

Kalau fluidanya bukan air maka perhitungan perjutanya akan berbeda karena densitynya berbeda. Fluida dengan density 800 gram / liter artinya memiliki 800000 mg/liter (belum sejuta). Biar menjadi sejuta maka volumenya harus ditambah menjadi 1.25 liter. Jadi fluida memiliki 1000000 mg / 1.25 liters. Kandungan di dalam fluida yang hendak dicari ppm-nya harus dihitung per 1.25 liter. Misalkan fluidnya mengandung partikel 10 mg / 1.25 liter maka nilai ppm nya adalah 10 ppm = 10 mg/1.25 liter atau:

10 ppm = 8 mg/liter

Hanya ingat-ingat pelajaran SMP sepertinya!

Nova Kurniawan