mekflu kelompok 7 kelas 1

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 .