18/08/2014. Fluid Transport MATA KULIAH: DASAR KETEKNIKAN PENGOLAHAN. Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014

Transkripsi

1 18/08/014 Fluid Transport MATA KULIAH: DASAR KETEKNIKAN PENGOLAHAN 1

2 18/08/014 Energy losses Item Pipa lurus Fitting Contraction Enlargment f EF Laminar/ Turbulen(pipa halus/kasar) K f (V 1 ) /α [1-(A 1 /A ) ](V 1 ) /α ΔP f(v )Lρ/D f(v )L ρ/d EF x ρ EF x ρ Laminar: f=16/re L /D lihat Tabel 6. 4

3 18/08/014 Energy losses Item Pipa lurus Fitting Contraction Enlargment f EF Laminar/ Turbulen(pipa halus/kasar) K f (V 1 ) /α [1-(A 1 /A ) ](V 1 ) /α ΔP f(v )Lρ/D f(v )L ρ/d EF x ρ EF x ρ 5 Hitunglah pressure drop pada pipa lurus horisontal untuk mengalirkan 400 L/menit fluida yang mempunyai densitas 1.05 g/cm 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

4 18/08/014 Q = 600 L menit 1m 1menit x x 1000L 60 det m 0.01 det 6 g 10 cm kg kg = 1.5 x x 150 cm m 10 g m Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.40 in = m g kg = 100 cp 1poise Pa.s cm.s m.s L = 60 Q area m x det (0.056/) m = 6.7m / det 7 D Re 150x6.7x (turbulen) f melihat diagram Moody, ɛ = mm = ɛ/d = /0.056 = f = 0.01 f ( ) L P f 1 D x0.01x(6.7) x60x Pa Pressure drop yang terjadi sebesar 1.91 x 10 6 Pa 8 4

5 18/08/014 Hitunglah tekanan pada bagian inlet pipa lurus horisontal untuk mengalirkan 400 L/menit fluida yang mempunyai densitas 1.05 g/cm 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 Q = 600 L menit 1m 1menit x x 1000L 60 det m 0.01 det 6 g 10 cm kg kg = 1.5 x x 150 cm m 10 g m Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.40 in = m g kg = 100 cp 1poise Pa.s cm.s m.s L = 60 Q area m x det (0.056/) m = 6.7m / det 10 5

6 18/08/014 D Re 150x6.7x (turbulen) f melihat diagram Moody, ɛ = mm = ɛ/d = /0.056 = f = 0.01 f ( ) L P f 1 D x0.01x(6.7) x60x Pa Tekanan pompa: Rumus bernoulli dengan Δv =0, Δz=0, W=0: P 1 -P = ΔP f P 1 = Pa = Pa =,01x10 kpa (tekanan pompa) 11 Berpakah laju total kehilangan energi yang terjadi jika pompa digunakan untuk mengalirkan air mineral dengan densitas 1.00 g/cm dan viskositas 0.7 cp melalui sanitary pipe (1-in nominal) sepanjang 0 m menuju tangki penampung dengan diameter 5m agar memenuhi kapasitas produk 10.8 ton/jam? Bagian exhaust pipa yang terhubung dengan tangki penampung dipasang 90 o elbow std. 1 6

7 18/08/ g 10 cm kg kg = 1 x x 1000 cm m 10 g m Q = m/ kg jam 1m x x 1000kg 1jam 600 det m 0.00 det Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.40 in = m g kg = 0,7 cp 0,007 poise 0,007 0,0007 0,0007Pa.s cm.s m.s Q area m x det (0.091/) m = 7.8m / det L = 60 1 D Re 1000x7.8x a (turbulen) f pipa halus, 10 4 <Re<10 6 f = 0,048*Re (-0,) = a Fitting elbow std 90 : L /D = 5 L = 5x0.091=0.80 m,4 b f ( ) ( L L') P D x x(7.8) x(0 0.80) x Pa 14 7

8 18/08/014 5a 5b Enlargment: A1 A 1/ 4D 1/ 4D 4 1 A1 D A D x10^10 Laminar, (asumsi fluida newtonian) α = 4 5c E E E f f f A = 1- A 1 = x10 1 = x x Pers. Bernoulli: 6 ΔP f /ρ = ΔP/ρ + E f = J/kg Laju total kehilangan energi : P f 10800kg xm J/kgx J / s 600s Sebuah sanitary pipe (1.50-in nominal) dengan panjang 60 m digunakan untuk mengalirkan produk baverage dengan laju alir L/detik. Densitas dan viskositas baverage berturut-turut 1.1 g/cm dan 10 cp. Tentukan besarnya Re dan fanning factor! Solution 16 8

9 18/08/014. 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?. 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? 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 Berapakah nilai f yang baru jika laju alir dibuat ½ kali sebelumnya? 18 9

10 18/08/ Sebuah steel pipe sch.40 (-in nominal) yang tersambung dengan steel pipe sch.40 (1-in nominal) digunakan untuk mengalirkan fluida (ρ=105 kg/ m dan µ=100 cp) dengan laju alir 00 L/menit. Tentukan besarnya pressure drop yang terjadi karena sambungan tersebut! 0 7. Hitung laju kehilangan energi sepanjang pipa yang digunakan untuk mengalirkan 00 L/menit fluida dengan densitas 1.1 g/cm 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). 1 10

11 18/08/ 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/ m dan viskositas 4.7 cp, dengan laju alir 500 L/menit. Tentukan besarnya pressure drop yang terjadi karena sambungan tersebut! Solution 9. Sebuah fluida dengan 1.05 g/cm dan viskositas 00 cp dialirkan melalui sanitary pipe (-in nominal) sepanjang 0 m yang disambung dengan sanitary pipe (-in nominal) sepanjang 0 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 1 L/detik? Solution 11

12 18/08/014 THANKS FOR YOUR ATTENTION The best person is one give something useful always 1