mekflu kelompok 7 kelas 1

Download Mekflu Kelompok 7 Kelas 1

Post on 19-Feb-2016

9 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tugas mekanika fluida

TRANSCRIPT

  • TUGAS MEKANIKA FLUIDA

    Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat Densitas 1,66

    Viskositas 110 Cp Volume 20.000 Liter ke Hopper

    Pengalengan Selama 20 Menit

    KELOMPOK 7

    Arkhei Benoid Gindi (21030112130061)

    Bella Azaria Susanto (21030112130141)

    Daniel Roberto C (21030112130137)

    Eko Zuliyanto (21030112130130)

    Yuntika Siti Hutami (21030112130139)

    KELAS 1 (RABU SIANG)

    JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

    UNIVERSITAS DIPONEGORO

    2014

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    BAB 1

    PENDAHULUAN

    A. Sistem transportasi Fluida

    Secara umum ada dua fluida antara lain adalah sebagai berikut:

    1. Fluida Newtonian adalah suatu fluida yang memiliki kurva tegangan/regangan

    yang linier. Contoh umum dari fluida yang memiliki karakteristik ini adalah air.

    2. Fluida non-Newtonian adalah suatu fluida yang akan mengalami perubahan

    viskositas ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut. Hal ini

    menyebabkan fluida non-Newtonian tidak memiliki viskositas yang konstan.

    B. Klasifikasi Fluida

    1. Berdasarkan Kemampuan Menahan Tekanan :

    - Fluida incompressible (tak termampatkan) : Fluida yang tidak dapat

    dikompresi atau volumenya tidak dapat ditekan menjadi lebih kecil

    sehingga massa jenisnya konstan.

    Contoh : cairan

    - Fluida compressible (termampatkan) : Fluida yang dapat dikompresi atau

    volumenya dapat ditekan menjadi lebih kecil sehingga massa jenisnya tidak

    konstan.

    Contoh : gas

    2. Berdasarkan Viskositasnya :

    - Fluida aliran encer : Fluida yang mempunyai viskositas rendah , mudah

    mengalir.

    contoh : air

    - Fluida aliran kental : Fluida yang mempunyai viskositas tinggi , lebih sulit

    mengalir.

    contoh : cat ,oli.

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    BAB 2

    BAGIAN ISI

    A. Deskripsi Program

    Pengosongan mixer batch larutan cat densitas 1,66 viskositas 110 cp

    volume 20.000 liter ke hopper pengalenganselama 20 menit.

    B. Spesifikasi Bahan

    Cat adalah produk yang digunakan untuk melindungi dan

    memberikan warna pada suatu permukaan objek dengan melapisinya dengan

    lapisan berpigmen. Bahan baku cat terdiri dari 4 bagian, yaitu:

    Tedy san chester untuk menghasilkan hardness, flexibility dan pembentukan

    lapisan.

    Solvent untuk mengencerkan cat sebelum di aplikasikan ke barang.

    Pigment sebagai pewarna dan menciptakan daya tutup cat.

    Additive untuk menjadikan cat mudah di aplikasikan dan hasilnya sesuai

    dengan keinginan

    Densitas cat 1,66 gr/cm3

    Viskositas 110 cp

    C. Spesifikasi Alat

    Alat yang digunakan dalam perancangan proses Pengosongan mixer batch

    larutan cat densitas 1,66 viskositas 110 cp volume 20.000 liter ke hopper

    pengalengan selama 20 menit. antara lain

    1. Mixer batch

    Mixer Batch merupakan alat pencampuran yang

    dirancang secara efisien untuk menggabungkan

    bahan-bahan yang berbeda. Mixer merupakan alat

    yang digunakan untuk mempersiapkan batch seluruh

    bahan yang diperlukan . Hal ini berbeda dengan

    continous mixer, di mana bahan dimasukkan ke

    dalam perangkat terus-menerus , dan membuat

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    produk secara berkelanjutan.

    Meskipun ada beberapa variasi dalam desain , batch mixer adalah dalam

    bentuk tangki silinder yang dilengkapi dengan bukaan di kedua ujungnya.

    Bahan baku dimasukkan ke dalam tangki di salah satu ujung , sementara

    kontrol digunakan untuk memutar (pengaduk) dalam tangki. Sebagai bahan

    yang dicampur , produk ini keluar dari ujung , biasanya ke bak yang

    mengarahkan aliran produk ke dalam cetakan.

    Fungsi : Untuk mencampurkan bahan-bahan pembuat cat

    menjadi homogen

    Jumlah : 1

    Kondisi Operasi : Temperatur 25o C (suhu kamar) Tekanan 1 atm

    Dimensi Mixer : Diameter : 3 m

    Tinggi : 3 m

    Volume : 21.205,75 L

    2. Hopper

    Fungsi : Untuk menampung cat yang sudah homogen dari

    mixer batch

    Jumlah : 1

    Kondisi Operasi :Temperatur 25o C (suhu kamar) Tekanan 1 atm

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    3. Pipa

    Fungsi : Mentransportasikan cat dari mixer batch ke hopper

    Jenis : Straight pipe

    Bahan Konstruksi : Commercial steel/Wrought Iron

    Nominal size pipe : 1,5 inch

    Schedule number : 40

    ID : 1,610 inch

    Luas penampang pipa : 0,01414 ft2

    Panjang pipa : 70,538 ft

    4. Fittings

    a. Elbow

    Fungsi : Membelokkan pipa.

    Jenis : 90 degrees standard elbow

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    Equivalent Length : 4,026 ft

    Jumlah : 3

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    b. Gate valve

    Fungsi : Membuka dan menghentikan aliran fluida

    Jenis : Fully Open

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    Equivalent Length : 1,7446 ft

    Jumlah : 2

    c. Globe Valve

    Fungsi : Untuk mengatur aliran fluida pada pipa

    Jenis : Conventional, fully open

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    Equivalent Length : 45,628 ft

    Jumlah : 1

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    d. Keluaran tangki

    Fungsi : Pengeluaran fluida dari tangki ke pipa.

    Jenis : Ordinary entrance, Sharp edged entrance

    Bahan Konstruksi : Commercial steel

    K : 0,5

    Equivalent Length : 4,026 ft

    5. Pompa

    Jenis : Rotary Gear

    Head or Discharge Pressure : Intermediate up to 600 psi

    Capacity : Low (1 gallon per menit to 500 gallon

    per menit)

    Liquid Handle : Up to high viscousity, non abrassive

    Metering or flow control ability : Yes

    D. Kondisi Operasi

    Pemompaan cat dilakukan di dalam pabrik cat, dari mixer batch menuju

    hopper pengalengan produk. Di dalam mixer batch terjadi pencampuran bahan-

    bahan penyusun cat dengan proses pengadukan lambat, kondisi operasi pada

    mixer batch adalah suhu kamar (25oC) dengan tekanan 1 atm. Selanjutnya larutan

    cat dipompakan menuju hopper (penampung) sebelum akhirnya didistribusikan ke

    dalam kaleng-kaleng cat untuk dipasarkan. Kondisi operasi pada hopper adalah

    suhu kamar (25oC) dengan tekanan 1 atm. Jadi dari kedua kondisi alat tersebut

    dapat disimpulkan kondisi operasi pengosonganmixer batch adalah isotermis dan

    adiabatis.

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    E. Gambar Rangkaian Perancangan Alat

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    F. Perhitungan Tenaga Pompa dan Motor

    Berdasarkan data dari spesifikasi bahan dan alat maka dapat di hitung tenaga

    pompa dan motor sebagai berikut

    Densitas larutan cat

    = 1,66

    3 2,20462 103

    28316,85

    3

    3

    = 103,6338

    3

    Viskositas Larutan Cat

    = 110 6,72 104

    . .

    1

    = 0,07392

    .

    Debit

    =20000

    20

    3,351103 3

    1

    60

    = 0,5885 3

    Diameter Optimal Pipa

    > 100 cp maka termasuk cairan kental

    perkiraan Di 1 inch

    = 3,0 0,36 0,18

    = 3,0 0,58850,36 0,073920,18

    = 1,551

    Menggunakan pipa commersial steel.

    Kondisi operasi tekanan rendah sehingga dipilih sch 40.

    Diameter Nominal 1,5 dengan inside diameter 1,610 inch

    Inside Sectional Area 0,01414 ft2

    Menghitung diameter pipa berdasarkan table dimensi standar pipa baja:

    = 1,610 2,54 102 1

    0,3048

    = 0,1342

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    Laju alir

    =

    =0,5885

    3

    0,01414 2

    = 41,6195

    Laju Alir Masa (q)

    =

    = 103,6338

    3 41,6195

    0,01414 ft2

    = 60,9885

    Menghitung bilangan Reynold

    =

    =103,6338

    3

    0,1342 41,6195

    0,07392 .

    = 7830,4882

    Dengan nilai bilangan Reynold 7830,4882 dapat disimpulkan bahwa alirannya

    merupakan aliran turbulen.

    Dari data grafik hubungan factor koreksi energy kinetis terhadap bilangan

    Reynold didapatkan :

    = 0,9

    Dari grafik hubungan relative roughness dengan diameter dan jenis material

    pipa didapatkan:

    = 0,0012

  • Mekanika Fluida | Pengosongan Mixer Batch Larutan Cat ke Hopper Pengalengan

    Dari Grafik hubungan friksi dengan bilangan Reynold dan relative roughtness

    didapatkan :

    = 0,034

    Menghitung Gaya Friksi

    Alat yang digunakan Jumlah

    (n) L/D

    Le

    (ft)

    n.Le

    (ft)

    Pipa lurus (21,5 m) 1 - - 70,538

    Keluaran (K=0,5) 1 4,026 4,026

    Elbow 90 standar 3 30 4,026 12,078

    Gate valve fully

    open 2 13 1,7446 3,4892

    Globel valve fully

    open 1 340 45,628 45,628

    Check valve

    (convensional swing

    0,5 B)

    1 135 18,117 18,117

    . = 153,8762 ft

    = .2

    2

    =0,034 153,8762(41,6195

    )2

    232,174 .

    .20,1342

    = 25,215 .

    Mengitung energi potensial:

    = .

    = 5 3,2808

    9,8

    23,2808

    32,174 .