bab i mekflu

Download BAB I Mekflu

Post on 07-Jul-2018

233 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 8/18/2019 BAB I Mekflu

    1/23

    Tugas UO 2 (Mekanika Fluida)

    “Pemompaan Alkohol 60% dari Tangki Penampung ke Kolom 

    Destilasi dengan Tinggi 12 meter dan Debit 40 lt/det” 

    DISUSUN OLEH

    KELOMPOK 2/ KELAS A

    FAHRI RIZKI 21030111130138

    KHONSA SYAHIDAH 21030113120098

    SAID ABDILLAH 21030113120080

    DEA CANDRA IVANA PUTRI 21030113120100

    MUHAMMAD FIKRI SETIAWAN 21030113130112

    DEBORA PASARIBU 21030113120010

    MOH ZULIANSAH TEGUH 21030113120044

    JURUSAN S-1 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

    UNIVERSITAS DIPONEGORO

    SEMARANG

    2015 

  • 8/18/2019 BAB I Mekflu

    2/23

    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 dapat diartikan secara sederhana sebagai zat yang mengalir.Secara imiah,

    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.

    Fluida terbagi atas dua jenis yaitu fluida incompressible dan compressible. Hal tersebut

    dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur. Fluida incompressible adalah fluida yang hanya mengalami sedikit perubahan densitas. Sebaliknya fluida compressible mengalami perubahan

    densitas yang besar akibat adanya perubahan temperatur atau tekanan. Zat cair biasanya

    dianggap fluida incompressible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai fluida

    compressible.

    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 irotasional

    2.  

    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

  • 8/18/2019 BAB I Mekflu

    3/23

    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.

  • 8/18/2019 BAB I Mekflu

    4/23

    BAB II

    DESKRIPSI BAHAN

    1.  Spesifikasi Bahan, Alat, dan Kondisi Operasi

    A.  

    Bahan 1.

     

    Ethanol Murni

      Konsentrasi : 99,5%

      Densitas : 0,78506 g/cm 3 

      Viskositas : 1,2 cp

      Temperatur : 77 o F ( 25oC)

    2.  Air Murni

      Konsentrasi : 100%

      Densitas  : 0,997 g/cm3

      

    Viskositas : 8,96 x 10 -4

     Kg/m.s

      Temperatur : 77°F (25°C)

    3.  Ethanol 60%

      Densitas                    

          

                        

      Viskositas               

     [      

      ]  [              ]             Temperatur : 77

    oF ( 25oC)

  • 8/18/2019 BAB I Mekflu

    5/23

    B.  Alat

    Tangki Penampung

    Fungsi : Menampung etanol 60% sementara

    Jenis : Tangki silinder tegak dengan tutup bawah datar dan tutup atas

    kerucutJumlah : 1 tangki

    Merk : Prettech T-C Iso 9001/ce 

    Volume : 508.647 ft 3  

    Tebal Plat : 2 in

    Pompa

    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 ft 2  

    Panjang pipa : 200 ft

    Fittings a.  Elbow

    Fungsi : Membelokkan pipa

    Jenis : 90 degrees standard elbow

    Bahan Kontruksi : Commercial steel

    ID : 10,020 in

    Equivalent Length : 25,05 ft

    b.  Gate valve

    Fungsi : Membuka dan menghentikan aliran fluida

    Jenis : Fully open

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    ID : 10,020 in

    Equivalent Length : 10,86 ft

    c.  Globe Valve

    Fungsi : Untuk mengatur aliran fluida

    Jenis : Conventional, fully open

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    ID : 10,020 in

    Equivalent Length : 283,90 ft

  • 8/18/2019 BAB I Mekflu

    6/23

    d.  Venturimeter

    Fungsi : Instrument yang digunakan mengukur aliran

    fluida pada pipa

    Jenis : Convential

    Dmeter/Dpipa : 0,7Equivalent Length : 100,20 ft

    e.  Entrance (Keluar tangki)

    Fungsi : Pengeluaran fluida dari tangki ke pipa

    Jenis : Ordinary entrance, Sharp edged entrance

    Bahan Konstruksi : Commersial Steel

    ID : 10,020 in

    K : 0,5

    Equivalent Length : 25,05 ft

    f.  Exit (Masuk tangki)

    Fungsi : Pemasukan fluida dari pipa ke tangki

    Jenis : Sudden enlargement, sharp edged exit

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    ID : 10,020 in

    K : 1,0

    Equivalent Length : 50,10 ft

    2.  Perhitungan daya pompa dan motor

    Data-data

       : 54,2701 lbm/cuft

      : 7,2465 x 10 -4

     lbm/ft.s  : 1,4125 cuft/s Kondisi :

    Adiabatis dan Isotermal

    Persamaan bernouli :           a.  Perhitungan diameter optimum (Dopt)

    Untuk Di > 1 in, karena debit cukup besar yaitu 40 l/det ( 1,4125 cuft/s)

                       b.  Penentuan nominal size, diameter dalam, dan diameter luar

    Dari nilai Dopt, kemudian dicari nilai nominal size berdasarkan table