2014. Fluid Transport MATA KULIAH: DASAR KETEKNIKAN PENGOLAHAN. Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

18/08/2014

Fluid Transport MATA KULIAH: DASAR KETEKNIKAN PENGOLAHAN

Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014


2

1

18/08/2014

3


Energy losses Item f

Pipa lurus

Fitting

Laminar/ Turbulen(pipa halus/kasar)

EF ΔP

2f(v2)Lρ/D

Contraction

Enlargment

-

-

-

-

)2/α

2f(v2)L’ρ/D

Kf(V1

EF x ρ

[1-(A1/A2)2](V1)2/α EF x ρ

L’/D lihat Tabel 6.3 Laminar: f=16/Re


4

2

18/08/2014

Energy losses Item f

Pipa lurus

Fitting

Contraction

Enlargment

Laminar/ Turbulen(pipa halus/kasar)

-

-

-

-

-

EF ΔP

2f(v2)Lρ/D

2f(v2)L’ρ/D

Kf(V1)2/α

[1-(A1/A2)2](V1)2/α

EF x ρ

EF x ρ


5

Contoh soal Hitunglah pressure drop pada pipa lurus horisontal untuk mengalirkan 400 L/menit fluida yang mempunyai densitas 1.052 g/cm3 dan viskositas 100 cP dari tangki penampung besar secara gravitasi (tanpa pompa). Bagian pengeluaran terbuka (tekanan atmosfir). Fluida tersebut mengalir melalui sanitary pipe (1.50-in nominal) dengan panjang 60 m. Diketahui bahwa sanitary pipe yang digunakan merupakan pipa kasar terbuat dari commercial steel.


6

3

18/08/2014

Solution: Q

= 600

L 1m 3 1menit m3 x x  0.01 menit 1000L 60 det det



= 1.52

g kg kg 10 6 cm 3 x x 3  1520 3 3 3 cm m 10 g m

Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.402 in = 0.0356 m



= 100 cP  1 poise  1 

=

g kg  0.1  0.1Pa.s cm.s m.s

Q m3 1  0.01 x  6.7m / det area det  (0.0356/2) 2 m 2

L = 60 7


Solution: Re 

D 

(turbulen) f melihat diagram Moody, ɛ = 0.046 mm = 0.000046 ɛ/D = 0.000046/0.0356 = 0.001292 ≈ 0.001 f = 0.012

1520 x6.7 x0.0356 0.1  2509.6 

2 f ( ) 2 L D 2 x0.012 x(6.7) 2 x60 x1520  0.0356  1910761Pa Pf 1 

Pressure drop yang terjadi sebesar 1.91 x 106 Pa


8

4

18/08/2014

Contoh soal Hitunglah tekanan pada bagian inlet pipa lurus horisontal untuk mengalirkan 400 L/menit fluida yang mempunyai densitas 1.052 g/cm3 dan viskositas 100 cP dari tangki penampung besar secara gravitasi (tanpa pompa). Bagian pengeluaran terbuka (tekanan atmosfir). Fluida tersebut mengalir melalui sanitary pipe (1.50-in nominal) dengan panjang 60 m. Diketahui bahwa sanitary pipe yang digunakan merupakan pipa kasar terbuat dari commercial steel.


9

Solution: Q

= 600

L 1m 3 1menit m3 x x  0.01 menit 1000L 60 det det



= 1.52

g kg kg 10 6 cm 3 x x 3  1520 3 cm 3 m3 10 g m




= 100 cP  1 poise  1 

=

g kg  0.1  0.1Pa.s cm.s m.s


L = 60 10 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

5

18/08/2014

Solution: Re 

D 

(turbulen) f melihat diagram Moody, ɛ = 0.046 mm = 0.000046 ɛ/D = 0.000046/0.0356 = 0.001292 ≈ 0.001 f = 0.012

1520 x6.7 x0.0356 0.1  2509.6 

2 f ( ) 2 L D 2 x0.012 x(6.7) 2 x60 x1520  0.0356  1910761Pa Pf 1 

Tekanan pompa: Rumus bernoulli dengan Δv2=0, Δz=0, W=0: P1-P2 = ΔPf P1 = 1910761+ 101300 Pa = 2012061 Pa = 2,012x103 kPa (tekanan pompa) 11


Contoh soal Berpakah laju total kehilangan energi yang terjadi jika pompa digunakan untuk mengalirkan air mineral dengan densitas 1.00 g/cm3 dan viskositas 0.7 cP melalui sanitary pipe (1-in nominal) sepanjang 30 m menuju tangki penampung dengan diameter 5m agar memenuhi kapasitas produk 10.8 ton/jam? Bagian exhaust pipa yang terhubung dengan tangki penampung dipasang 90o elbow std. 12 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

6

18/08/2014

Solution: 1

g 10 6 cm 3 kg kg x x 3  1000 3 cm 3 m3 10 g m



=1

Q

= m/  10800

kg 1m 3 1jam m3 x x  0.003 jam 1000kg 3600 det det




= 0,7 cP  0,007 poise  0,007



=

g kg  0,0007  0,0007 Pa.s cm.s m.s


L = 60 13 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

Solution: 2 Re 

D 

1000 x7.28 x0.02291 0.0007  238302 

4a

3,4 b

3a

(turbulen) f pipa halus, 104
Fitting elbow std 90°: L’/D = 35 L’ = 35x0.02291=0.802 m

2 f ( ) 2 ( L  L' )  D 2 x0.004035 x(7.28) 2 x(30  0.802) x1000  0.02291  560201Pa P 

14 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

7

18/08/2014

Solution: Enlargment: 5a

 A1   A2

 1 / 4D1 2      1 / 4D 2  2  2

2

5b

4

   

2

5c

 A1  D   0.02291      1     5    A2   D2   4.4078 x10^ 10 Laminar, (asumsi fluida newtonian)  α = 2 4

  A 2   2 E f = 1 -  1   x   A 21     





E f = 1 - 4.4078x10 -10 x

7.28 2 2

E f = 26.50775

Pers. Bernoulli: 6

ΔPf/ρ = ΔP/ρ + Ef = 586.7096 J/kg Laju total kehilangan energi : Pf 10800kg xM  586.7096 J/kgx  1760.129 J / s  3600s 15 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

Contoh soal 1. Sebuah sanitary pipe (1.50-in nominal) dengan panjang 60 m digunakan untuk mengalirkan produk baverage dengan laju alir 3 L/detik. Densitas dan viskositas baverage berturut-turut 1.12 g/cm3 dan 120 cP. Tentukan besarnya Re dan fanning factor!

Solution 16 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

8

18/08/2014

Contoh soal 2. Jika fluida pada no. (1) dipindahkan ke dalam pipa dengan diameter dua kali lipat diameter pipa sebelumnya, dan dengan laju alir yang sama, berapa kali lipatkan besarnya Re yang baru? 3. Sebuah sistem perpipaan telah didesain untuk Re yang sama seperti pada no.(1), maka faktor(besaran) apa sajakah yang harus dibuat tetap dan yang harus

dirubah(disesuaikan) jika akan digunakan untuk jenis fluida yang berbeda?


Contoh soal 4. Faktor apa saja kah yang mempengaruhi nilai f dalam suatu aliran fluida?

5. Telah diketahui nilai f untuk aliran laminar fluida A pada sanitary pipe sebesar 0.001. Berapakah nilai f yang baru jika laju alir dibuat ½ kali sebelumnya?


9

18/08/2014

Contoh soal 6. Sebuah steel pipe sch.40 (2-in nominal) yang tersambung dengan steel pipe sch.40 (1-in nominal) digunakan untuk mengalirkan fluida (ρ=1052 kg/ m3 dan µ=100 cP) dengan laju alir 300 L/menit. Tentukan besarnya pressure drop yang terjadi karena sambungan tersebut!


Contoh soal 7. Hitung laju kehilangan energi sepanjang pipa yang digunakan untuk mengalirkan 200 L/menit fluida dengan densitas 1.12 g/cm3 dan viskositas 50 cP. Fluida tersebut mengalir melalui pipa halus, sanitary pipe (1.50-in nominal) dengan panjang 60 m. Di tengah pipa dipasang 45 o elbow std dan bagian pengeluaran terbuka (tekanan

atmosfir).


10

18/08/2014

Contoh soal 8. Sebuah steel pipe sch.40 (0.75-in nominal) yang tersambung dengan steel pipe sch.40 (1-in nominal) digunakan untuk mengalirkan minyak goreng yang memiliki densitas 877 kg/ m3 dan viskositas 4.7 cP, dengan laju alir 500 L/menit. Tentukan besarnya pressure drop yang terjadi karena sambungan tersebut!

Solution 22 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

Contoh soal 9. Sebuah fluida dengan 1.05 g/cm3 dan viskositas 200 cP dialirkan melalui sanitary pipe (3-in nominal) sepanjang 20 m yang disambung dengan sanitary pipe (2-in nominal) sepanjang 20 m dan memiliki bagian exhaust pipa yang terbuka. Pada pipa yang lebih besar dipasang 90° elbow std. Berpakah power (dalam KW) yang harus dihasilkan pompa agar memenuhi laju alir fluida sebesar 12 L/detik? Solution 23 Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

11

18/08/2014


THANKS FOR YOUR ATTENTION The best person is one give something useful always


12

2014. Fluid Transport MATA KULIAH: DASAR KETEKNIKAN PENGOLAHAN. Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

Recommend Documents