PERPINDAHAN ANTAR FASA SISTEM ISOTERMAL

Transkripsi

1 Ch PERPINAHAN ANTAR FASA SISTEM ISOTERMA Aliran Fluida Aliran dlm channel -ia -saluran air -dll Aliran sekeliling obyek -gerakan udara sekitar saya esawat -gerakan luida di sekeliling artikel saat sedimentasi, dll / Q s / h / Q s " drag orce" Graik/korelasi Untuk memrediksi kelakuan sistem aliran untuk geometri tertentu

2 # Faktor riksi F F s F F k k F F A K A luas karakteristik k s gaya yang diberikan oleh luida diam gaya yang bergerak K energi kinetik karakteristik / olume aktor riksi (konstanta roorsional) wetted yang diberikan oleh surace gaya gesek luida A K R A K R A

3 # Aliran dalam ia (conduit) k / F R F tak bisa diukur yang diukur adalah P & Eleasi k 3 & 3, dieroleh F g h h R k F P P R k ari ers / P P / 4 4 anning riction actor

4 A luas yg dieroleh dari royeksi objek ( benda adatnya) ke suatu bidang yang tegak lurus dengan arah keceatan aliran( ) Untuk aliran di sekitar Bola dengan radius R F R 5 k keceatan " endekatan"( aroach elocity) dari luida ada jarak yg cuku jauh dari objek / adatan F R g R g k # Aliran sekeliling objek s 3 ari ersamaan 5 & dieroleh 4 g s 3 densitas luida s densitas objek / adatan A 7 sering diseburt juga C drag coeicient

5 Faktor riksi aliran dalam ia Tujuan mencari hub antara dengan bil tak berdimensi P o P Z Z untuk aliran stedi dg & konstan gaya luida ada ermukaan dalam ia ( untuk laminer & turbulen) adalah z Fk R d dz ( 8) r rr Substitusi ers( 8) ke ers( ), dieroleh r z rr R d dz R ( 9)

6 r z z z intergrasi hasil dz d r menjadi maka ers z z r r dlm ariabel tak berdimensi ditulis dt Pers, 9 ; ; ; ; 9) ( * / * * * * * * * ) ( () ) ( " ", * * * * juga berlaku untuk Pers menjadi ers ers d z thd makaintegrasi z r z d deeloed ully is roil Jika z

7 * Aliran AMINER * Aliran TURBUEN Formula Blasius * Untuk,79 / 4 5 Formula Hagen Poiseuille 3 3 5, 4 lihat Fig ( Bird ) * Jika tabungnya Turbulen bukan " circular " (k/) (k/) (k/) 3 k tinggi rotuberance ada ermukaan ia k/ relatie roughness (aktor kekasaran ia) dt menggunakan Fig 4Rh S cross section dg h & Rh 5 Z wetted erimeter untuk turbulen Pers Fanning 3 log Rh 9 k / x 4 < < 8 < k/ < 5

8 Figure - Friction actor or tube low (Sumber Bird, 5)

9 Nilai kekasaran (k) berbagai bahan

10 # Contoh Cari, low rate diketahui Perhitungan sebesar Q yang mengalir dlm ia iket Q itanya Jawab, t,935? ari ers yang dierlukan untuk / det gr / cc 4 3cm 95 4 ia halus,7 4 mengalirkan,95c,95x 4Q,4x dyne / cm Fig / cm mmhg/ cm gr / cmdet 4 luida,3 4Q

11 det,93,3 /,3,5 7,98 det,39 44 det 3,7 3 /,3 / 3, 798", t bm x c t bm t t in t bm x t in b t bm x in b iket jam bm low rate Hitung x k si d I horisontal t ia lewat F mengalir ada Air # Contoh Cari low rate, diketahui

12 Jawab a Metode I / 4 o / baca dari Fig hitung 4 graikkan b dg data data d soal yang diketahui hitung dg ers c dg hasil hitungan di langkahb, baca yang sesuai ada graik yang dibuat ada langkaha d setelah dieroleh dan laju alir w daat dihitung w 4 atau w / 4 7 s

13 (^5) E+ Solusi soal - (Bird) E+ E- y = 545x + 34 R = E+5 E-,3x 4 E+4 s (^5) E-3 E+3 E+ E+3 E+4 E+5 E+ E+7,44x 5 Jawaban =,44 x 5 w = 3,8 x 5

14 oleh grs dilalui ers di ers ari x yang ada data ers ari s lot d slo grslurus dg Fig k ers dg simultan Penyelesai an secara graik Metode II 9,3,,3,,3 & 9 log log 8, 4 5 4

15 ari Gb sebelah dieroleh =,4x 5 Maka dg ers(-7) dt dihitung low rate (w) w = (/4) = 3, x 5 lbm/jam k/ =,3 3x 4 3x 5 4x 5

16 Soal ujian Tahun imbah cair dari suatu industri kimia (,5 g/cm 3,,3x - oises) akan diindahkan dari Unit Pengolah imbah menuju sungai yg berjarak 3 km, melalui sebuah ia dg I inc Jika oma yg digunakan dt menghasilkan gradient tekanan (P/) sebesar 3 si/t, jawablah ertanyaan-ertanyaan sbb ) Aa jenis aliran dalam ia tersebut? ) Hitung debit limbah cair yg mengalir dlm ia tsb 3) Jika limbah cair tsb diindahkan melalui sebuah selokan ersegi terbuka dg luas enamang yg miri dg ia (lebar inc, kedalaman inc), hitung debit limbah cair yg mengalir melalui selokan tsb 4) Bandingkan jawaban () &(3), berikan analisis secukunya

17 Faktor riksi aliran sekitar bola Analog dg enjabaran d aliran di ia lihat diameter bola Fig 3 Bird * Creeing * Intermediate * Newton' s low region 8,5 3/5 law region 4 region,44 Pers dari Edisi hk Stokes ; ; 5 ;, 4 Pelajari Examle ; 5 3 4

18 Figure 3- Friction actor or sheres moing in luid (Sumber Bird, 5)

19 Soal Ujian Tahun 7 umur aindo Brantas yang memiliki densitas dan iskositas masing-masing 5 g/cc dan 5 c akan diindahkan dari Porong-Sidoarjo (sumber lumur) menuju buah Sungai (A dan B) melalui serangkaian eriaan bercabang Ternyata aliran di Sungai A tidak lancar sehingga raktis lumur tersebut (camuran artikel tanah dengan air) daat diangga tidak mengalir Akibatnya dalam waktu 3 jam artikel lumur tersebut telah mengenda di dasar Sungai A yang kedalaman airnya 5 m Jika artikel lumur tersebut diasumsikan berbentuk bola dengan densitas 5 g/cc, beraa ukuran diameter artikel lumur tersebut?

20 Soal Ujian Tahun 9 Nanoluida adalah camuran antara suatu luida cair dengan nanoartikel tertentu (artikel adatan dengan ukuran < nm) Hasil riset terkini di TK menunjukkan bahwa nanoluida yang disintesis dari air ( = kg/m 3 dan = -3 kgm - det - ) dan nanoartikel TiO (densitas = 3,8 g/cm 3 ) akan mengenda dengan waktu engendaan yang berbeda-beda, tergantung metode sintesisnya Jika nanoluida tersebut dibuat (dalam beakerglass setinggi cm) dengan metode engadukan mekanik, baru sekitar jam sudah terjadi engendaan artikel TiO Namun jika engadukan dilakukan secara ultrasonic (yang daat memecah agregat artikel) artikel TiO tersebut daat bertahan tana mengenda hingga sekitar 5 hari engan didukung oleh erhitungan seerlunya, buatlah analisis terhada hasil riset tersebut

21 Soal Ujian Tahun etusan gunung Merai di Sleman Yogyakarta yg terjadi beberaa hari lalu mengakibatkan adanya hujan abu disekitar lokasi, dg ketinggian mencaai sekitar 5 m iketahui densitas dan iskositas udara masing-masing,5 kg/m 3 dan,983x -5 kg/(ms) Jika artikulat abu tersebut diasumsikan berbentuk bola dengan diameter artikel rata-rata, mm dan densitas 5 kg/m 3, Hitunglah dalam waktu beraa lama (jam) kira-kira hujan abu tsb akan betul-betul selesai? Jika ternyata hujan abu tersebut baru betul-betul berakhir setelah 4 jam, beraa kira-kira ukuran artikel debu yang terkecil? 3 Tuliskan beberaa asumsi lain yang anda gunakan dalam erhitungan di atas

22 Faktor riksi ada kolom isian (acked column) Analog dg aliran P P 4 diameter luida artikel dlm ia ; keceatan suericial anjang bed / kolomisian Untuk aliran laminer dalam ia Untuk aliran R h P P R h ol oid / ol bed wetted surace / ol bed dieroleh P P R 8 luida dalam kolomisian analog dg cross section wetted erimeter 5 7 olum aailable or low total wetted surace a ers 8

23 article ol surace article total surace seciic a a a a / 3 3) ( / 9) ( ) ( 3 3, 3 menjadi maka ers atas di ers ers ari P P laminer alid untuk Pers KOZENY BAKE ers menjadi ers dg harus diganti ers d angka ekserimen dieroleh ari hasil, / 3 3 P P

24 ari ers ( 33) dieroleh 3 75 G / 34 Untuk aliran turbulen, dan Pers P P 3,5,875 3 dieroleh ers Burke Plummer sbb 3 G o 35berlaku untuk 35 ( 3) Bila ers laminer (ers -33) dan turbulen (ers -35) digabung, Maka menjadi ers ERGUN sbb

25 38,75 / ) ( 5 37 ) (,75 ) ( o o o o G G sbb kelomok tak berdimensi atau dalam bentuk P P P P PR/KUIS Problem-roblem A, A3, A4, A5, dan A (Bird edisi )

26 Figure 4- Ergun Equation or low in acked beds (Sumber Bird, 5)