Fluid Transportnuristianah.lecture.ub.ac.id/files/2016/09/DKP_Fluid... · 2016-09-27 · 18/08/2014...

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


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


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.


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


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


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.


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


L = 60


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)


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


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


L = 60

1


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


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


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


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


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


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


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


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


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


18/08/2014

12


THANKS FOR YOUR ATTENTION

The best person is one give something useful always


Fluid Transportnuristianah.lecture.ub.ac.id/files/2016/09/DKP_Fluid... · 2016-09-27 · 18/08/2014...

Documents

Transcript of Fluid Transportnuristianah.lecture.ub.ac.id/files/2016/09/DKP_Fluid... · 2016-09-27 · 18/08/2014...