491879716 mekflu kelompok 2 kelas 1

Download 491879716 Mekflu Kelompok 2 Kelas 1

Post on 21-Dec-2015

10 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

bleh bleh bleh

TRANSCRIPT

Tugas UO 2 (Mekanika Fluida)

Pemompaan Alkohol 60% dari Tangki Penampung ke Kolom

Destilasi dengan Tinggi 12 meter dan Debit 60 lt/det

Disusun oleh: Kelompok 2 / Kelas 1

1.Ambarsari(21030112130120)

2.Dani Puji Utomo(21030112130131)

3.M. Barin Elyasa(21030112140172)

4.Ulul Ilma Navia(21030112140185)

5.Vicky Kartika Firdaus(21030112130146)

JURUSAN S-1 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG2014

BAB I PENDAHULUAN

Mekanika fluida berhubungan dengan perilaku fluida pada keadan diam dan bergerak. Pada logikanya, fluida merupakan substansi yang terdeformasi secara berkelanjutan yang diakibatkan oleh adanya tegangan geser walaupun seberapa kecilnya nilai dari tegangan geser tersebut. Fluida terdiri dari fasa cair, gas dan padat. Perbedaan antara fluida cair dengan fluida padat sangat jelas yakni jika dibandingkan reaksi fisik dari keduanya. Fluida padat memiliki keterbatasan reaksi deformasi ketika menerima gaya geser, yakni deformasi tidak akan berkelanjutan seiring perubahan terhadap waktu.Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Selama perubahan bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnya bergantung pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu. Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebut akan hilang sehingga fluida berada dalam keadaan kesetimbangan. Pada temperatur dan tekanan tertentu, setiap fluida mempunyai densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar, fluida tersebut bersifat incompressible. Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel temperatur dan tekanan, fluida tersebut digolongkan compresible. Zat cair biasanya dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang compresible.Perilaku zat cair yang mengalir sangat bergantung pada kenyataan apakah fluida itu berada di bawah pengaruh bidang batas padat atau tidak. Di daerah yang pengaruh gesekan dinding kecil, tegangan geser dapat diabaikan dan perilakunya mendekati fluida ideal, yaitu incompresible dan mempunyai viskositas 0. Aliran fluida ideal yang demikian disebut aliran potensial. Pada aliran potensial berlaku prinsip-prinsip mekanika Newton dan hukum kekekalan massa. Aliran potensial mempunyai 2 ciri pokok:1. tidak terdapat sirkulasi ataupun pusaran sehingga aliran potensial itu disebut aliran irotasional2. tidak terjadi gesekan sehingga tidak ada disipasi (pelepasan) dari energi mekanik menjadi kalor.Prinsip-prinsip dasar yang paling berguna dalam penerapan mekanika fluida adalah persamaan-persamaan neraca massa atau persamaan kontinuitas; persamaan-persamaan neraca momentum linear dan neraca momentum angular (sudut), dan neraca energi mekanik. Persaman-persamaan itu dapat dituliskan dalam bentuk diferensial yang menunjukkan kondisi pada suatu titik di dalam elemen volume fluida, atau dapat pula dalam bentuk integral yang berlaku untuk contoh volume tertentu atau massa tertentu.

Transportasi fluida dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan pengangkutan yang menggunakan tempat dan dengan pengaliran fluida pada jaringan pengaliran yang sudah tertentu. Cara pengaliran ada 2 macam, yaitu sistem terbuka yang berhubungan dengan udara luar dan sistem tertutup yang biasanya menggunakan pipa. Dalam industri kimia yang perlu diperhitungkan atau diperhatikan secara khusus dalam perancangan adalah sistem aliran fluida secara tertutup yang dilakukan dalam pipa.

Dalam perancangan pengaliran secara tertutup, perlu diperhatikan sifat dari fluidanya. Desain dari transportasi fluida bahan dari satu tempat ke tempat lain yang melibatkan pompa, pipa, dan sambungan-sambungan pada pipa, akan sangat dipengaruhi oleh sifat aliran bahan, sebagai contoh, daya pompa untuk mengalirkan bahan yang kental akan berbeda dengan daya pompa untuk bahan yang cair. Oleh sebab itu, kondisi operasinya perlu dirancang sedemikian rupa sehingga bisa memenuhi persyaratan untuk mengalirkan masing-masing fluida.BAB II DESKRIPSI PROGRAM

1. Spesifikasi Bahan, Alat, dan Kondisi Operasi

A. Bahan

1. Ethanol murni

Konsentrasi : 100% b/b

Densitas : 0,78506 g/cm3

Viskositas : 1,2 cP

Temperatur : 77F (25C)

2. Air murni

Konsentrasi : 100% b/b

Densitas : 0,997 g/cm3

Viskositas : 8,96 x 10-4 Kg/m.s

Temperatur : 77F (25C)

3. Ethanol 60% b/b

Densitas

Viskositas

[ ][ ]

Temperatur : 77F (25C)

B. Alat

Tangki Penampung

Fungsi : Menampung etanol 60% sementara

Jenis : Tangki silinder tegak dengan tutup bawah dan atas elipsoidal

Jumlah : 1 tangki

Bahan : Carbon Steel SA-287 grade C Diameter : 26.2467 ftTinggi : 32,8084 ft

Volume : 17751,0623 ft3

Pdesain : 14,6959 lbf/in2

Tebal plat : 2 in

Pompa

Fungsi : Memompakan larutan etanol 60% ke menara destilasi

Jenis : centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan : Commersial steel/Wrought Iron

Debit : 2,1189 cuft/s Nominal size pipe : 10 in Schedule number : 40ID : 10,020 in

OD : 10,750 inLuas penampang pipa : 0,5475 ft2

Efisiensi motor : 75%

Daya pompa : 14,5523 HP Daya motor : 19,4031 HP

Menara Distilasi (MD)

Fungsi : Mendestilasi etanol 60 % menjadi etanol 96 % Jenis : sieve trayBahan Konstruksi : carbon steel SA 283 grade C Jumlah : 1 unitKondisi Operasi Temperatur : 194F Tekanan : 14,6959 psi Diameter : 13.1234 ft Tinggi : 39.3701 ft Tebal : 3/16 in

Pipa

Fungsi : Mentransportasikan cairan ethanol 60% dari tangki ke kolom distilasi

Jenis : Straight pipe

Bahan Konstruksi : Commercial steel/Wrought Iron

Nominal size pipe : 10 in

Schedule number : 40

ID : 10,020 in OD : 10,750 in Luas penampang pipa : 0,5475 ft2Panjang pipa : 183,7270 ft

Fittings

a. Elbow

Fungsi : Membelokkan pipa.

Jenis : 90 degrees standard elbow

Bahan Konstruksi

ID: Commercial steel

: 10,020 in

b.Equivalent Length

Gate valve: 25,05 ft

Fungsi

Jenis: Membuka dan menghentikan aliran fluida

: Fully Open

Bahan Konstruksi

ID: Commercial steel

: 10,020 in

c.Equivalent Length

Globe Valve: 10,86 ft

Fungsi

Jenis: Untuk mengatur aliran fluida pada pipa

: Conventional, fully open

Bahan Konstruksi

ID: Commercial steel

: 10,020 in

d.Equivalent Length

Venturimeter: 283,90 ft

Fungsi: Instrument yang digunakan mengukur aliran fluida

pada pipa.

Jenis

Dmeter/Dpipa: Conventional

: 0,7

Equivalent Length: 100,20 ft

e. Entrance (Keluar tangki)

Fungsi

Jenis: Pengeluaran fluida dari tangki ke pipa.

: Ordinary entrance, Sharp edged entrance

Bahan Konstruksi

ID: Commercial steel

: 10,020 in

K

Equivalent Length: 0,5

: 25,05 ft

f.Exit (Masuk Tangki)

Fungsi

: Pemasukkan fluida dari pipa ke tangki

Jenis

Bahan Konstruksi: Sudden enlargement, Sharp edged exit

: Commercial steel

ID

K: 10,020 in

: 1,0

Equivalent Length : 50,10 ft

2. Perhitungan daya pompa dan motor

Data-data : : 54,2701 lbm/cuft : 7,2465 x10-4 lbm/ft.s

qf : 2,1189 cuft/s

Kondisi :

Adiabatis dan Isotermal

Persamaan bernoulli :

a. Perhitungan diameter optimum (Dopt)

Untuk Di > 1 in, karena debit cukup besar yaitu 60 l/det (2,1189 cuft/s)

b. Penentuan nominal size, diameter dalam, dan diameter luar

Dari nilai Dopt, kemudian dicari nilai nominal size berdasarkan tabel standar pipa baja (lampiran 1).Sch : 40

Nominal size : 10 in

Din : 10,020 in Dout : 10,750 in Area : 0,5475 ft2c. Penentuan nilai relative roughness ( )Berdasarkan grafik hubungan diameter bahan dengan jenis bahan (lampiran 2),

untuk pipa jenis baja komersial (commercial steel) dengan diameter pipa 10,020in, maka nilai ( ) = 0,00018.d. Penentuan nilai faktor friksi (f)

Untuk menentukan faktor friksi dibutuhkan data bilangan Reynold,

Nilai faktor friksi dapat diperoleh menggunakan data bilangan Reynolds dan relative roughness pada grafik hubungan faktor friksi, relative roughness dan bilangan reynolds (lampiran 3).

e. Menentukan nilai friksi total (F)

Pipa dan