View
248
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
18/08/2014
1
Fluid Transport
MATA KULIAH: DASAR KETEKNIKAN PENGOLAHAN
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
2Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
2
3Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
Energy losses
4
Item Pipa lurus Fitting Contraction Enlargment
f Laminar/Turbulen(pipa halus/kasar) - - -
EF - - Kf(V1)2/α [1-(A1/A2)2](V1)2/α
ΔP 2f(v2)Lρ/D 2f(v2)L’ρ/D EF x ρ EF x ρ
L’/D lihat Tabel 6.3
Laminar: f=16/Re
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
3
Energy losses
5
Item Pipa lurus Fitting Contraction Enlargment
f Laminar/Turbulen(pipa halus/kasar) - - -
EF - - Kf(V1)2/α [1-(A1/A2)2](V1)2/α
ΔP 2f(v2)Lρ/D 2f(v2)L’ρ/D EF x ρ EF x ρ
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
Contoh soal
6
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.
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
4
Solution:
7
det
m01.0
det 60
1menit
1000L
1m
menit
L 600 =Q
33
xx
333
36
3 m
kg1520
10
kg
m
cm10
cm
g 1.52=
gxx
sPa.1.0m.s
kg1.0
cm.s
g1poise 1cP 100=
det/7.6(0.0356/2)
1
det01.0
area
Q=
22
3
mm
xm
Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.402 in = 0.0356 m
L = 60
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
8
6.2509
1.0
0356.07.61520
Re
xx
D
Pa
xxxx
D
LfPf
1910761
0356.0
152060)7.6(012.02
)(2
2
2
1
(turbulen)f melihat diagram Moody, ɛ = 0.046 mm = 0.000046ɛ/D = 0.000046/0.0356 = 0.001292 ≈ 0.001f = 0.012
Solution:
Pressure drop yang terjadi sebesar 1.91 x 106 Pa
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
5
Contoh soal
9
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.
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
Solution:
10
det
m01.0
det 60
1menit
1000L
1m
menit
L 600 =Q
33
xx
333
36
3 m
kg1520
10
kg
m
cm10
cm
g 1.52=
gxx
sPa.1.0m.s
kg1.0
cm.s
g1poise 1cP 100=
det/7.6(0.0356/2)
1
det01.0
area
Q=
22
3
mm
xm
Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.402 in = 0.0356 m
L = 60
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
6
11
6.2509
1.0
0356.07.61520
Re
xx
D
Pa
xxxx
D
LfPf
1910761
0356.0
152060)7.6(012.02
)(2
2
2
1
(turbulen)f melihat diagram Moody, ɛ = 0.046 mm = 0.000046ɛ/D = 0.000046/0.0356 = 0.001292 ≈ 0.001f = 0.012
Solution:
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)
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
12
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.
Contoh soal
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
7
Solution:
13
det
m003.0
det 3600
1jam
1000kg
1m
jam
kg 10800m/ =Q
33
xx
333
36
3 m
kg1000
10
kg
m
cm10
cm
g 1=
gxx
sPa.0007,0m.s
kg0007,0
cm.s
g700,0poise 700,0cP 0,7=
det/28.7)(0.02291/2
1
det003.0
area
Q=
22
3
mm
xm
Diameter (1.50 in nominal, sanitary pipe)< : D = 1.402 in = 0.0356 m
L = 60
1
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
14
238302
0007.0
02291.028.71000
Re
xx
D
Pa
xxxx
D
LLfP
560201
02291.0
1000)802.030()28.7(004035.02
)'()(2
2
2
(turbulen)f pipa halus, 104<Re<106
f = 0,048*Re(-0,2)
= 0.004035
Solution:
Fitting elbow std 90°:L’/D = 35L’ = 35x0.02291=0.802 m
2
3a
3,4b
4a
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
8
15
10^104078.4
5
02291.0
4/1
4/1
44
2
1
2
2
1
2
2
2
2
1
2
2
1
x
D
D
A
A
D
D
A
A
26.50775=E
2
28.7x4.4078x10-1=E
xA
A-1=E
f
210-
f
22
21
1f
Solution:Enlargment:
Laminar, (asumsi fluida newtonian) α = 2
Pers. Bernoulli:
ΔPf/ρ = ΔP/ρ + Ef = 586.7096 J/kg
Laju total kehilangan energi :
sJxM /129.17603600s
10800kgJ/kgx 586.7096
Pf
5a
5b
5c
6
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
16
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!
Contoh soal
Solution
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
9
17
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
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18
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?
Contoh soal
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
10
20
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
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
21
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).
Contoh soal
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
11
22
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!
Contoh soal
Solution
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
23
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?
Contoh soal
Solution
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
18/08/2014
12
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
THANKS FOR YOUR ATTENTION
The best person is one give something useful always
Nur Istianah-THP-FTP-UB-2014
Recommended