![Dowtherm A 01 Dowtherm A 02 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/dowtherm-a-01-dowtherm-a-02.jpg)
9 0 352 KB
DOWTHERM A 01
DOWTHERM A 02
14,800 Kg/jam 344.94 °C 800 Kg/jam 344.94 °C
2,100 Kg/jam 344.94 °C
HEATER-02
REAKTOR-01
800 Kg/jam 228.05 °C
2,100 Kg/jam 202.80 °C
17,700 Kg/jam 344.94 °C
REBOILER
FURNACE
17,700 Kg/jam 380.00 °C
17,700 Kg/jam 325.78 °C
15,600 339.7172
Kebutuhan Dowtherm A pada peralatan proses No
Nama alat
Kebutuhan Dowtherm A (kg/jam)
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Melter-01 Heater-01 Reaktor-01 Heater-02 Reboiler-01 Cooler-02
2,500 3,000 2,100 800 17,700 6,000
Suhu masuk alat Suhu keluar alat (°C) (°C) 258.35 258.35 344.94 344.94 380.00 60.00
142.51 70.96 202.80 228.05 344.94 258.35
15,600 Kg/jam 339.7172 °C
500 258.35
Kg/jam °C
2,500 258.35
Kg/jam °C
3,000 258.35
6,000 258.35
Kg/jam °C 6,000 Kg/jam 60.00 °C
COOLER-02
Kg/jam °C
MELTER
HEATER-01
2,500 142.51
3,000 70.96
Kg/jam °C
Kg/jam °C
3000 164.04
Kg/jam °C
6000 Kg/jam 120.714 °C
COOLER UTILITAS
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
UNIT PENYEDIA DOWTHERM A Kebutuhan Dowtherm A pada peralatan proses No
Nama alat Kebutuhan Dowtherm A (kg/jam) Suhu masuk alat (°C) Suhu keluar alat (°C)
1.
Heater-01
7,987
140.00
74.12
2.
Heater-02
6,381
240.56
108.63
3.
Heater-03
7,987
300.00
140.00
4.
Reboiler-01
1,846
300.00
260.00
5.
Cooler-02
7,987
74.12
230.89
Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka dirancang alat pendukung pada unit penyedia dowtherm A berupa : Furnace, Blower, Tangki penyimpanan bahan bakar, Pompa, dan Cooler utilitas FURNACE Tugas
150.35 °C menjadi 300.00 °C
: Memanaskan Dowtherm A dari suhu
Massa Dowtherm A
=
9833 kg/jam =
21677.66 lb/jam
Kondisi Dowtherm A : Suhu Masuk (t1) = Suhu Keluar (t2) =
150.3500 °C = 300.0000 °C =
302.63
°F
572.00
°F
Suhu rata-rata (t avg)
225.1750 °C =
437.32
°F =
=
498.18
K
Pada suhu rata-rata diperoleh : Kapasitas panas (Cp) Viskositas (µ)
=
0.488
Btu/lb °F
=
0.160
cP
Densitas (ρ)
=
56.395
lb/ft3
Konduktifitas thermal (k)
=
0.061
Btu/hr ft °F
Menentukan beban panas yang dibutuhkan (Q) Q = Laju massa Dowtherm A (lb/jam) x Cp (Btu/lb°F) x (t2-t1) °F =
21677.66 (lb/jam) x
=
2847583.31 Btu/jam
0.488
(Btu/lb °F) x
( 572.00 - 302.63 ) °F
Bila effisiensi pembakaran = 70% Maka panas yang harus diberikan (Qt) Qt = Q / Effisiensi pembakaran =
4067976.15 Btu/jam
6
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
Menentukan kebutuhan bahan bakar Fuel oil yang digunakan = Low sulfur No.6 FO, 12.6 °API (Tabel 24.6 Perry 8th ed)
Digunakan bahan bakar Fuel Oil dengan heating value = Kebutuhan bahan bakar =
Densitas fuel oil
=
Qt (Btu/jam) Heating value (Btu/gal)
8.180 lb/gal
=
152000
Btu/gal, (Fig. 24-1 Perry)
4067976.15 Btu/jam 152000
Btu/gal
=
27
gallon/jam
(Engineering toolbox)
7
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
Kebutuhan bahan bakar =
27 (gallon/jam)x
8.180 (lb/gallon)
= 218.930 lb/jam =
99.305 kg/jam
Luas Permukaan Fkuks Panas maksimum
=
20000 Btu/jam ft2 20000 Btu/jam ft2
Fluks panas yang diambil
=
Fluks panas
= Q/A
Luas perpindahan panas (A) = =
Beban panas (Btu/jam) Fluks panas (Btu/jam ft2) 203.40 ft2
=
4067976.15 Btu/jam 20000
Btu/jam ft2
Spesifikasi jenis tube yang digunakan: (Tabel 10, kern) OD
=
3/4
in
ID
= 0.62
in
BWG
=
16
Surface per lin ft, ft2 (As') =
0.1963 ft2/ft
Panjang (L)
16
=
ft
Luas perpindahan panas 1 tube (As'') = As'
Jumlah tube (Nt)
x L
=
0.1963 (ft2/ft) x
=
3.1408 ft
=
16 ft
2
Luas perpindahan panas total (ft2)
Luas perpindahan panas 1 tube (ft2) 203.40 ft2 = = 64.8 tube = 65 tube 3.1408 ft2 KESIMPULAN FURNACE
Nama alat
= Furnace
Tugas
= Memanaskan dowtherm A dari suhu 150.35 °C menjadi 300.00 °C = 4067976.15 Btu/jam
Beban panas
Luas perpindahan panas =
203.40 ft2
Ukuran tube
:
OD
=
ID
= 0.62 in
3/4 in
8
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
BWG
=
16
Panjang tube
=
16 ft
Jumlah tube
=
65
Jumlah alat
=
1
Kebutuhan bahan bakar =
99.305 kg/jam BLOWER
Tugas
: Mengalirkan udara kedalam furnace
jenis
: Blower Sentrifugal
Menentukan kebutuhan udara Udara yang diperlukan 25% berlebih atau setara dengan 17.4 kg udara/kg bahan bakar Kebutuhan udara = Kebutuhan bahan bakar (kg/jam) x 17.4 kg udara/kg bahan bakar =
99.305 kg bahan bakar/jam x
=
1727.906 kg udara
=
3809.380 lb/jam
Suhu udara masuk =
30 °C
=
86 °F
Kebutuhan udara (lb/jam)
Kecepatan mol udara =
17.4 kg udara/kg bahan bakar
BM (lb/lbmol)
=
3809.380 lb/jam 28.80
lb/lbmol
= 132.27 lbmol/jam
Kecepatan volumetrik udara (Q) Q =
n x R x T P
Dimana : P
= 14.7
R
= 10.73
T Q =
132.27 (lbmol/jam) x 10.73 14.70
psi
ft3 psi/lbmol R = 86 = °F (ft3 psi/lbmol R) x 546 (R)
546 R
psi
= 52683.5 ft3 /jam = 878.1 ft3 /menit Diambil faktor keamanan Q = 878.1 = 1053.7
ft3 /menit x
= 20% maka: 120%
ft /menit 3
= 7882.0
gpm Blower bekerja secara adiabatis , maka menurut Mc Cabe Smith ed 4 hal 189 diperoleh : 𝑃=(0,0643.𝑇𝑎.𝛾. 𝑞𝑜)/(520.(𝛾−1)"ƞ " ) [(𝑃𝑏/𝑃𝑎)^(1−1/𝛾)−1]
Dimana :
9
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG 𝑃=(0,0643.𝑇𝑎.𝛾. 𝑞𝑜)/(520.(𝛾−1)"ƞ " ) [(𝑃𝑏/𝑃𝑎)^(1−1/𝛾)−1]
A
B
P
: Power blower
(Hp)
Ta
: Suhu operasi
(R)
qo ƞ
: Kecepatan volumetrik udara : Effisiensi blower
ft3 /menit %
Pa
: Tekanan masuk blower
psi
Pb ɤ
: Tekanan keluar blower
psi
: Konstanta ratio kapasitas panas (Cp/Cv)
Nilai variabel : Ta
=
546
qo ƞ
= 1053.7
Pa
= 14.7
R ft3 /menit
= 85% psi
Jika diasumsikan pressure drop pada furnace
= 2 psi,, maka Pb = Pa + Pressure drop
Pb
= 16.7
psi
Cp udara
=
0.0292 (Engineering toolbox)
Cv udara ɤ
=
0.0208 (Engineering toolbox)
= Cp/Cv =
1.4056
Sehingga : A
= 289.876
B
=
P
= 10.9
1.037 Hp
Dipakai power standar sebesar
10.0 Hp
(NEMA)
KESIMPULAN BLOWER Tugas
: Mengalirkan udara kedalam furnace
Jenis
: Blower Sentrifugal
Kapasitas
= 7882.0
Motor Standar = 10.0
gpm Hp
10
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
TANGKI BAHAN BAKAR Tugas
: Menyimpan bahan bakar untuk persediaan
Jenis alat
: tangki silinder vertikal
15 hari sebagai bahan bakar furnace
Perhitungan dimesi alat Kapasitas untuk waktu tinggal
= Jumlah hari x 24 jam/hari =
15 hari x
=
360 jam
24 jam/hari
Massa bahan bakar yang disimpan (M) = Kebutuhan bahan bakar (kg/jam) x waktu tinggal (jam)
Volume bahan bakar (Vl)
=
99.305 kg/jam
=
35749.78 kg
=
78814.77 lb
= M (lb) / Densitas bahan bakar (lb/gal) =
78814.77 lb /
=
9634.68 gal
Over design
= 20%
Volume tangki (Vt)
=
Dirancang rasio π x D2 4 π x D2 4
= 1 : 1
x 360 jam
120% x Vl =
8.180 lb/gal =
36.47 43.77
m3 m3
(H : D)
H = Vt D = Vt
D3 =
4 x Vt π
D =
3.820 m L = 1 x 3.820 m =
3.820 m
Sehingga : Tinggi tangki
=
3.820 m
Diameter tangki
=
3.820 m
11
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag
COOLER UTILITAS-01 Fungsi : Mendinginkan dowtherm yang keluar dari Melter dan Heater-01 dengan fluida pendingin berupa air Jenis : Shell and tube exchanger Kondisi dowtherm A umpan cooler : Laju massa = 6000 kg/jam = 13227.7 lb/jam Tekanan = atm Suhu = 120.71 °C atau 249.29 °F Dowtherm tersebut akan didinginkan menjadi 60.00 °C atau 140.00 °F Sehigga : T1 = 120.71 °C = 249.29 °F T2 = 60.00 °C = 140.00 °F T average = 90.36 °C = 194.64 °F Pada suhu rata-rata diperoleh : Kapasitas panas (Cp) = 0.42 Btu/lb°F Viskositas (µ) = 1.09 cP Densitas (ρ) = 62.33 lb/ft3 Konduktifitas thermal(k) = 0.074 Btu/hr ft °F Menentukan beban panas (Q) Q = Laju Massa (lb/jam) x Cp (Btu/lb°F) x (T1-T2) °F = 13227.7 lb/jam x 0.42 Btu/lb°F x ( 249.3 = 613501.38 Btu/jam Sehingga : Beban cooler = 613501.38 Btu/hr
140.0 ) °F
Menentukan jumlah pendingin Jenis pendingin : Air Range suhu operasi : 30-50 °C Kondisi pendingin : Suhu masuk (t1) °C = °F = 30.00 86.00 Suhu keluar (t2) °C = = 50.00 122.00 °F °C = Suhu masuk rata-rata = 40.00 104.00 °F Pada suhu rata-rata diperoleh : Kapasitas panas (Cp) = 1.000 Btu/lb °F Viskositas (µ) = 0.67 cP Densitas (ρ) = 63.29 lb/ft3 Konduktifitas thermal(k) = 0.362 Btu/hr ft °F Specific gravity = 1.000 Q (Btu/hr) 613501.38 Massa pendingin = Cp (Btu/lb hr) x (t -t )°F = = 1.0 x 36.0 2 1 =
7732.45
17047.13
lb/jam
kg/jam
12
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag
Menentukan ΔT LMTD T1 T2 t1 t2 Sehingga diperoleh ΔT LMTD =
85.47
= = = =
249.29 140.00 86.00 122.00
°F °F °F °F
°F
Menentukan koeffisien perpindahan panas (U) Hot Fluid = Dowtherm (Diasumsikan Seperti Heavy Organic) Cold Fluid = Air Range U = 5 s.d. 75 Btu/hr ft2 oF Dipilih = 20.000 Btu/hr ft2 oF PERKIRAAN DIMENSI Menentukan Heat Transfer Area (A) Dimana : 𝐴=𝑄/(𝑈 𝑥 ∆𝑇 𝐿𝑀𝑇𝐷) Q = 613501.38 Btu/hr U = 20.00 Btu/hr ft2 oF °F ΔT LMTD = 122.00 Sehingga diperoleh A= 251.43 ft2 Karena A > 100 ft2 maka digunakan shell and tube exchanger (Kern hal 103) Menentukan jumlah pass pada shell side Diperoleh Berdasarkan fig.18-23 hal 828-833 kern S=((t_2−t_1 )) : R=((T_1−T_2 ))/((t_2−t_1 ) ) ))/((T_1−t_1 R = 3.04 Dipilih jumlah pass pada shell side= 2 S = 0.22 Dengan jumlah pass tube side 4 atau lebih Ft = 0.96 Sehingga diperoleh ΔT LMTD sesungguhnya= ΔT LMTD x Ft = 82.05 °F Menentukan ukuran Tube Dipilih :OD = 1 1/4 BWG = 16.00 Panjang standar (L) = 16.00 Dari tabel 10 Kern didapat, harga ID tube = 1.12 Flow area per tube (at') = 0.985 Surface per lin ft (at'') = 0.3271 Menentukan jumlah tube (Nt) Dimana : A 𝑁𝑡=𝐴/(𝑎𝑡′′ 𝑥 𝐿) at'' L Sehingga diperoleh Nt = 48.04
= = =
in = 0.1042 ft ft in = 0.0933 ft in ft2/ft
251.43 ft2 0.3271 ft2/ft 16.00 ft
13
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag Dari tabel 9 kern, diperoleh cooler dengan spesifikasi : OD = 1.25 in Jenis pitch = Triangular Nilai pitch = 1.56 in Jumlah tube pass = 4.00 Jumlah tube (Nt) = 62.00 ID shell (IDs) = 17 1/4 in = 1.44 ft Menentukan Heat Transfer Area Terkoreksi (A terkoreksi) 𝐴 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖=𝑁𝑡 𝑥 𝑎𝑡^′′ 𝑥 𝐿
Dimana : Nt = 62.00 Sehingga diperoleh : A terkoreksi = 324.48 ft2 at'' = 0.3271 ft2/ft L = 16.00 ft Menentukan koeffisien perpindahan panas terkoreksi (U terkoreksi) Dimana : Q = 613501.38 𝑈 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖=𝑄/(𝐴 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖 𝑥 ∆𝑇 𝐿𝑀𝑇𝐷) A terkoreksi = 324.48 ΔT LMTD = 82.05 2 o Sehingga diperoleh U terkoreksi = 23.04 Btu/hr ft F
Btu/hr ft2 °F
Menentukan koeffisien hi dan hio pada Tube side Fluida :Dowtherm A : Kapasitas panas (Cp) = 0.424 Btu/lb °F Viskositas (µ) = 1.088 cP Densitas (ρ) = 62.325 lb/ft3 Konduktifitas thermal(k) = 0.074 Btu/hr ft °F Specific gravity = 1.034 Mass rate = 13227.75 lb/jam 1. Luas Pipa (at) 𝑎𝑡=(𝑁𝑡 𝑥 𝑎𝑡′)/(144 𝑥 𝑛)Dimana : Nt
= Jumlah tube = 62.00 at' = Flow area per tube = 0.985 in n = Jumlah pass tube side = 4.00 Sehingga diperoleh at = 0.1060 ft2 2. Kecepatan Massa Umpan (Gt) 𝐺𝑡=(𝑀 )/𝑎𝑡 Dimana : M = Mass rate = 13227.75 lb/hr 2 at = Luas pipa = 0.106 ft Sehingga diperoleh Gt = 124761.4540 lb/ ft2 hr = 34.6560 lb/ ft2 s 3. Kecepatan linier umpan (Vt) 𝑉𝑡=(𝐺𝑡 )/𝜌 Dimana : Gt = Kecepatan massa umpan = 34.656 lb/ ft2 s ρ = Densitas = 62.325 lb/ft3 Vt = 0.556 ft/ s 4. Bilangan Reynold (Re) 𝑅𝑒=(𝐼𝐷 𝑡𝑢𝑏𝑒 𝑥 𝐺𝑡 )/µ
Dimana : Gt ID tube µ
= 124761.45 lb/ ft2 hr = 0.09 ft = 1.09 cP = 2.63
lb/ft hr 14
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag Re = 4426.04 L/D = 171.43 Pada fig.24 diperoleh nilai jH = 17.00 Dimana : ℎ𝑖=𝑗𝐻 (𝑘 )/𝐷 ((𝐶𝑝 𝜇)/𝑘)^(1/3) (( 𝜇)/𝜇𝑤)^0,14 jH = 17.00 µ = k = 0.07 Btu/hr ft °F D = 0.09 ft Cp = 0.42 Btu/lb °F µ/µw= Diabaikan (dianggap 1) hi = 33.18 Btu/hr ft2 °F Dimana : ℎ𝑖𝑜=ℎ𝑖 (𝐼𝐷 𝑡𝑢𝑏𝑒 )/(𝑂𝐷 𝑡𝑢𝑏𝑒) hi = 33.18 Btu/hr ft2 °F ID tube = 0.0933 ft OD tube = 0.1042 ft 2 hio = 29.73 Btu/hr ft °F Menentukan koeffisien ho pada shell side Fluida : Air pendingin 1. Clearence (C') "C" ^′=pt−OD tube Dimana : pt = Pitch = 1.56 OD tube = 1.25 Sehingga : C' = 0.3125 in 2. Jarak Baffle (B) IDs = 17.25 in Range = 1/5 IDs sampai IDs Dipilih B = 1/5 IDs = 3.45 in 3. Luas Penampang shell (as) 𝑎𝑠=(𝐼𝐷𝑠 (𝑖𝑛) 𝑥 𝐶^′ (𝑖𝑛) 𝑥 𝐵 (𝑖𝑛))/(144 (𝑖𝑛^2/𝑓𝑡^2 𝑥 𝑝𝑡17.25 (𝑖𝑛)) Dimana : IDs) = C' = 0.31 B = 3.45 pt = 1.56 Sehingga : as = 0.083 ft2 4. Kecepatan umpan pada shell side (Gs') 𝐺𝑠′=(𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑙𝑏/ℎ𝑟) )/(𝑎𝑠 (𝑓𝑡^2Dimana )) : Laju massa = = as = Sehingga : Gs' = 206241.29 lb/hr ft2
2.63
lb/ft hr
in in
in in in in
7732.448 kg/hr 17047.132 lb/hr 0.08 ft2
5. Kecepatan umpan pada shell side (Gs'') Diameter ekivalen (De) = 0.91 in = 0.0758 ft Persamaan 12.43 Kern 𝐺𝑠′′=(𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑙𝑏/ℎ𝑟) )/(𝐿 (𝑓𝑡)𝑥 〖𝑁𝑡〗 ^(2/3) ) 15
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag
𝐺𝑠′′=(𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑙𝑏/ℎ𝑟) )/(𝐿 (𝑓𝑡)𝑥 〖𝑁𝑡〗 ^(2/3) )
Dimana : Laju massa = 17047.132 lb/hr L = 16.00 ft Nt = 62.00 Sehingga Gs'' = 68.01 lb/hr lin ft 6. Menentukan suhu dinding (t wall) Trial nilai ho= 527.39 Btu/hr ft2 °F = Suhu rata-rata pengembun t wall=ta+(ho )/(ho+hio) (Tv−ta)Dimana : ta Tv = Suhu rata-rata uap ta = 104.00 °F Sehingga : Tv = 194.64 °F t wall = 189.81 °F = 87.67 °C = 360.67 K Tv = 194.64 °F = 90.36 °C = 363.36 K ta = 104.00 °F = 40.00 °C = 313.00 K 7. Properties fluida pada ta dan t wall Specific gravity (s) = 1.0000 Viskositas (µ) = 0.6730 cP = 1.6282 lb/ft hr Konduktifitas thermal (k) = 0.3616 Btu/hr ft °F Kaspitas panas (Cp) = 0.9997 Btu/lb °F Viskositas t wall (µw) = 0.3230 cP = 0.7815 lb/ft hr 8. Koeffisien transfer panas ho Dimana : De = 0.0758 ft Re=(De x Gs )/𝜇 Gs = 206241.29 lb/hr ft2 µ = 1.6282 lb/ft hr Sehingga : Re = 9605.66 Pada fig.28 page 838 Kern diperoleh nilai jH jH = 60.00 Btu/hr ft2 °F ho=jH (k )/De ((𝐶𝑝 𝜇)/𝑘)^(1/3) (( 𝜇)/𝜇𝑤)^0,14
Dimana : k De Cp µ µw Sehingga : ho = 523.47
= = = = =
0.3616 0.0758 0.9997 1.6282 0.7815
Btu/hr ft °F ft Btu/lb °F lb/ft hr lb/ft hr
(Trial tepat)
Menentukan koeffisien hi dan hio terkoreksi pada Tube side µw = 1.13 cP Pada t wall µ = 1.09 cP (𝜇/𝜇𝑤)^0,14 〖ℎ𝑖 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖 =ℎ𝑜(𝜇/𝜇𝑤) 〗 ^0,14 hi = = 0.994 hio = 〖ℎ𝑖𝑜 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖 =ℎ𝑖𝑜(𝜇/𝜇𝑤) 〗 ^0,14
33.18
Btu/hr ft2 °F
29.73
Btu/hr ft2 °F
16
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag Menentukan koeffisien Transfer panas keseluruhan (Uc) 𝑈𝑐=(ℎ𝑖𝑜 𝑥 ℎ𝑜)/(ℎ𝑖𝑜+ℎ𝑜) Dimana : ho = 523.47 Btu/hr ft2 °F hio = 29.73 Btu/hr ft2 °F Sehingga : Uc = 28.129 Btu/hr ft2 °F Menentukan Dirt Factor (Rd) 𝑅𝑑=(𝑈𝑐 −𝑈𝑑)/(𝑈𝑐 𝑥 𝑈𝑑)Dimana : Uc
= Ud =
28.129 Btu/hr ft2 °F 23.043 Btu/hr ft2 °F
Sehingga :Rd = 0.00785 Rd min : Heavy organic = 0.00100 (Kern page 845) Air = 0.00200 (Kern, 845) Jumlah Rd min = 0.00300 Syarat Kelayakan HE : Rd > Rd min Terpenuhi Uc > Ud Terpenuhi MENENTUKAN PRESSURE DROP Pressure drop tube side 1. Menentukan faktor friksi (f) Re = 4426.04 Pada fig.26 page 836, diperoleh 2. Pressure drop tube (ΔPt)
f = 0.00034
: 𝑥Gt𝑠 𝑥 𝜑𝑡) : Laju alir massa (lb/hr ft2) ∆𝑃𝑡=(𝑓 𝑥 〖𝐺𝑡〗 ^2 𝑥 𝐿 𝑥 𝑛)/(5,22 𝑥 〖 10 Dimana 〗 ^10 𝑥 𝐷 L n D s ϕt
: : : : : :
Length of tube path (ft) Number of tube Passes ID tube (ft) Specific gravity (µ/µw)0,14 Above Re >2100 0,25 (µ/µw) Below Re >2100
Nilai variabel : Gt = 124761.4540 L = 16.00 n = 4.00 D = 0.0933 s = 1.03 ϕt = 0.99 Sehingga : ΔPt = 0.0676 psi 3. Return pressure loss (ΔPr) Dimana : n : Number of tube passes ∆𝑃𝑟=(4 𝑛)/( 𝑠) 𝑉^2/( 2 𝑔′) (62,5/( 144)) s : Specific gravity V : Velocity (ft/s)
17
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag g' : Acceleration of gravity (ft/s2) Nilai variabel : n = 4.00 s = 1.03 V = 0.556 g' = 32.20 Sehingga : ΔPr = 0.0322 psi 4. Total Pressure drop tube side (ΔPTt) ∆𝑃𝑇𝑡=∆𝑃𝑡+∆𝑃𝑟
ΔPt = 0.07 psi ΔPr = 0.0322 psi ΔPTt = 0.0998 psi < 10 psi, HE memenuhu standar
Pressure drop shell side Specific gravity= 1.00000 1. Bilangan Reynold (Re) Re = 9605.656 Pada fig.29 page 839 kern diperoleh f = 0.00190 2. Number of cross (N +1) 𝑁+1=(12 𝑥 𝐿 (𝑖𝑛) )/(𝐵 (𝑖𝑛)) Dimana : L = 16.00 ft B = 3.45 in Sehingga : N + 1 = 55.65 3. Pressure drop shell side (ΔPs) Dimana = 𝑥 0.00190 ∆𝑃𝑠=1/( 2) (𝑓 𝑥 〖𝐺𝑠〗 ^2 𝑥 𝐼𝐷𝑠 𝑥 (𝑁+1))/( 5,22:𝑥 f〖 10 〗 ^10 𝐷𝑒 𝑥 𝑠) Gs = 206241.29 lb/hr ft2 IDs = 1.43750 ft N + 1 = 55.65217 De = 0.07583 s = 1.00000 Sehingga : ΔPs = 0.81665 psi < 10 psi, HE memenuhu standar
18
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm Ag
KESIMPULAN Fungsi Beban panas Tipe Tube Diameter dalam Diameter luar BWG Susunan Jumlah Panjang Pass Bahan Pressure drop Shell Diameter dalam Pass bahan Pressure drop Luas transfer Uc Ud Rd min Rd Harga
: Mendinginkan dowtherm A yang keluar dari Melter dan Heater-01 dengan fluida pendingin berupa air : 613501.4 Btu/jam : Shell and tube exchanger = 0.0933 ft = = 0.10 ft = = 16.00 = Triangular = 62.00 = 16.00 ft = = 4.00 = Stainless steel = 0.10 psi
0.0284 m 0.0318 m
4.8768 m
= 1.44 ft = 0.4382 m = 2.00 = Stainless steel = 0.82 psi = 324.48 ft2 = 30.145 m2 = 28.129 Btu/hr ft2 °F = 23.043 Btu/hr ft2 °F = 0.0030 = 0.0078 = $ 2,617.17
19
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
POMPA UTILITAS-06 Tugas
: Memompa Dowtherm A menuju Furnace dan reboiler
Sketsa
:
0,5 m 0,5 m
1,97 m 0,5 m
R-01 HE-1 51, 1 m
FURNACE
0,5 m
1,94 m
0,5 m 0,5 m
43 m
RB-01
2m
Informasi penunjang : Bidang datum = Permukaan tanah (Z = 0 m) Pada Titik 1 (Titik keluaran Dowtherm A dari Reaktor-01) P1 = 1 atm = 101325 Pa = 101325 kg/m.s2 Z1
= 1.97 = V2
V1
m
Pada Titik 2 (Ujug pipa pemasukan Reboiler-01) P2 = 1 atm = 101325 Pa = 101325 kg/m.s2 Z2 = 1.94 m V3
=
:
V2
Data fluida masuk pompa : Suhu
=
Tekanan
=
Tekanan uap
=
150.35 °C 1
atm
= 101325 Pa
3.700 bar
= 370000 Pa = 370000 kg/m.s2 1. Menentukan kapasitas pompa W
=
ρ
= 981.194 kg/m3 = 61.254 lb/ft3 Laju massa 17700 kg/jam = = = 18.0393 m3/jam = 0.00501 3 Densitas 981.194 kg/m
QL
17700 kg/jam =
39022 lb/jam
= 0.17696
m3/s ft3/s
20
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
= 0.30065 m3/menit = 79.4245 gpm 2. Menentukan ukuran pipa Untuk menghitung diameter optimum pipa, digunakan persamaan (Peters, M., dan K.D. Timmerhaus, edisi 4, halaman 497) Dopt = 3,9 qf0,45 ρ0,13 Dimana, Dopt = diameter dalam pipa, in qf
= laju alir fluida, ft3/s
ρ
= densitas fluida, lb/ft3
Maka, Dopt
=
3.9 x
= 3.054
0.177
0.45
x
61.254
0.13
in
Diambil ukuran pipa dengan spesifikasi sebagai berikut (Tabel. 11, Kern, 1965, hal 844) : IPS
=
4
in
OD
=
4.5
in
Sch.no
=
40
ID
=
4.026 in
At
=
12.7
in
= 0.10226 m = 0.00819 m2
2
3. Menentukan Head Pompa a. Bahan Konstruksi Dipilih bahan konstruksi berupa Commercial steel. Berdasarkan Tabel. 6.1, hal. 349, Fluid Mechanics 4th, Frank M. White, 1997. Maka,diperoleh kekerasan pipa 𝝴 = 4.6E-05 m b. Kekerasan relatif Berdasarkan data diatas, diperoleh kekerasan realtif : 𝝴 ID
=
4.6E-05 m 0.10226 m
= 4.5E-04
c. Kecepatan linear (Vlin) Untuk menghitung kecepatan linier, digunakan rumus sebagai berikut: Vlin =
QL At
d. Viskositas (µ) µ Dowtherm A
=
0.00501 m3/s 0.00819 m2 =
0.18
= 0.61157 m/s
m.Pa.s
= 0.00018 kg/m.s
21
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
e. Bilangan Reynold (Re) Re
=
ρ ID Vlin 981.194 kg/m3 = µ
x 0.10226 m x 0.61157 m/s 0.00018 kg/m.s
= 340906
f. Head karena friksi Faktor friksi darcy
:
Diperoleh dari Fig. 6.13, hal. 349, Fluid Mechanics 4th, White ,F.M., 1997 Diperoleh nilai friction factor (f) = Panjang pipa
0.0172
:
Panjang pipa lurus (L)
=
Panjang pipa ekivalen
=
99.04 m
Dari Ludwig, E.E, ed III, Vol 1, 2001, hal. 87 : Perihal
Le (ft) Jumlah Σ Le (ft)
Σ Le (m)
Valve (Globe)
85
1
85
25.908
Check Valve
19
1
19
5.791
Sudden enlargement
5.5
1
5.5
1.676
Elbow
5.2
9
46.8
14.265
Sudden contraction
2.8
1
2.8
0.853
159.1
48.494
Jumlah Sehingga diperoleh : Panjang ekivalen (Le)=
48.494 m
Head karena friksi (hf) : hf
f (L + Le) Vlin2 = 2 g ID
=
0.0172 x
( 99.04 + 2 x
48.494 ) m x
0.6116
2
m2/s2
9.8 m/s2 x 0.10226 m
= 0.47353 m g. Rapat berat (ɤ) ɤ
= ρ x g = 981.194 kg/m3
x
9.8 m/s2 =
9615.7 kg/m2.S2
9615.7 N/m3
h. Head Pompa Dihitung menggunakan persamaan berno:
Dengan :
22
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
g
= Percepatan gravitasi normal (m/s2)
V2
hf
= Head karena friksi (m)
Z1
= Elevasi titik 1 (m)
Z2
= Elevasi titik 2 (m)
Hman
= Head pompa (m)
P1 P2
= Tekanan pada titik 1 (Pa atau kg/m.s2) = Tekanan pada titik 2 (Pa atau kg/m.s2)
V1
= Kecepatan linear pada titik 1 (m/s)
= Kecepatan linear pada titik 2 (m/s)
Head beda tekanan ( 101325 - 101325 ) kg/m.s2 9615.7 kg/m2.S2
=
=
0
m
Head potensial Z2 - Z1
= 1.94 - 1.97 =
-0.03 m
Head kinetik ( 0.6116
=
Maka Head pompa hman
2
-
0.6116
2
) m2/s2
= 0 m
2 x
9.8 m/s2
m +
-0.03 m + 0 m + 0.47353 m = 0.44353 m
: =
=
0
4. Kecepatan spesifik (Ns) Kecepatan spesifik dihitung dari pers. 1.7 , Sularso dan Tahara Haruo, “Pompa dan Kompresor", PT. Pradnya Parmita, Jakarta, 2000, hal. 5 :
Ns
N
Dengan :
Ql
hman0.75
hman
= Head pompa (m)
N
= Kecepatan putar (rad/s)
Ns
= Kecepatan spesifik
QL
= Kapasitas pompa (m3/s)
Kecepatan putar (N) Dipilih berdasarkan tabel 14.2 Ludwig, E.E, 3th, Vol 3, halaman 624. Kecepatan putar
=
3000 rpm
23
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
faktor slip
=
0.05
N
= rpm x (1-faktor slip) =
N
Asumsi
3000 rpm x
(1 -
0.05
) =
=
2850 rpm 2850 rotasi/menit x (1 menit/60 s) x (2π x rad/rotasi)
=
298.3 rad/s
Maka kecepatan spesifik Ns
=
298.3 rad/s x
( 0.00501 m3/s )
( 0.44353 m )
0.75
0.5
= 38.8526
5. Daya gerak pompa (W) Dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Dimana: efp hman QL
= Effisiensi pompa = Head pompa (m)
W
= Kapasitas pompa (m3/s) = Daya penggerak poros (watt)
γ
= Rapat berat (N/m3)
Effisiensi pompa Dari Fig. 10. 63, Towler and Sinnot, “Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design”, Elsevier San Diego, 2008, hal. 625 didapatkan Effisiensi pompa = 0.65
24
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
Maka daya penggerak pompa (W) - W
=
0.00501 m3/s x
9615.7 N/m3 x 0.44353 m 0.65
= 1643.9 watt = 2.204 Hp (tanda minus (-) menandakan aliran membutuhkan kerja dari luar) 6. Motor standar Dari Fig 14.38 Peters, M.S., K.D., timmerhaus ed.IV (1991), halaman 521, Diperoleh efisiensi motor = 0.8 Maka daya motor yang diperlukan
= 2.204 Hp
/
0.8
= 2.756 Hp Dipilih daya motor standar NEMA
=
3
Hp
(Ludwig, E.E., Vol III, halaman 628)
7. Net Positive Suction Head (NPSH) a. NPSH yang tersedia (NPSHa) NPSHa dapat dihitung dengan persamaan 3-10 p.190 Ludwig vol. 1 NPSHa = Dimana : NPSHa : NPSH yang tersedia Pa
: tekanan operasi
Pvp
: tekanan uap murni
S
: suction head (Z1)
hsl
: kerugian head di dalam pipa isap/friction loss (m)
Menentukan Head Friski pada Daerah Hisap (hsl) : - Panjang Pipa Lurus (L) Panjang pipa lurus pada daerah hisap adalah
3 m
- Panjang Ekivalen (Le) Dari Ludwig, E.E, ed III, Vol 1, 2001, hal. 87 : Perihal
Le (ft) Jumlah Σ Le (ft)
Σ Le (m)
Valve (Globe)
85
0
0
0.000
Check Valve
19
0
0
0.000
Sudden enlargement
5.5
0
0
0.000
Elbow
5.2
1
5.2
1.585
Sudden contraction
2.8
1
2.8
0.853
25
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
Jumlah Diperoleh Le =
hsl
8
2.438
2.438 m
f (L + Le) Vlin2 = 2 g ID
=
0.0172 x
(
3 2 x
+
2.438 ) m x
0.6116
2
m2/s2
9.8 m/s2 x 0.10226 m
= 0.01746 m Tekanan uap murni dowtherm = 3.70 bar NPSHa =
( 101325 -
= 370000
370000 ) kg/m.s2 9615.7 kg/m2.S2
kg/m.s2 sehingga
+ 1 m - 0.01746 m
= 28.9238 m b. NPSH yang diperlukan (HsvN) HsvN dihitung dengan persaaan 2.34 Sularso, hal.46 Keterangan :
HSsvN =
HSsvN =
3000 rpm 1200
N
: Kecepatan putaran (rpm)
Q
: Kapasitas pompa (m3/menit)
4/5
2/3
0.30065 m /menit 3
= 0.93411 m Dari hasil perhitungan diperoleh NPSH yang tersedia 28.9238 m > 0.93411 m (NPSH yang diperluka), maka pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi
26
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
KESIMPULAN Tugas
: Memompa Dowtherm A menuju Furnace dan reboiler
Tipe alat
: Pompa sentrifugal
Data fluida
:
Suhu masuk
=
P1
=
1.00
atm
P2
=
1.00
atm
Pemilihan pipa
:
IPS
=
4
in
OD
=
4.5
in
Sch.no
=
40
ID
=
4.026 in
At
=
12.7
Spesifikasi pompa
:
Kapasitas pompa
= 0.00501 m3/s
Head pompa
= 0.44353 m
Kecepatan putar
=
Motor standar
=
NPSH
:
150.35 °C
in2
3000 rpm 3
Hp
27
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AG
NPSH tersedia
= 28.9238 m
NPSH yang diperlukan = 0.93411 m
28
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
POMPA UTILITAS-07 Tugas
: Memompa Dowtherm A menuju Cooler-02, Heater 03, dan heater 01
Sketsa
: 0 ,5 m
2,88 m
2,5 m 1m
H - 03 41, 4 m
3m
H - 02
1m
0,5 m 0,5 m
,
0,5 m
1,
1,94 m
,
Tinggi penyangga = 1 m
22 ,5 m
CL -02
58 ,9 m
Informasi penunjang : Bidang datum = Permukaan tanah (Z = 0 m) Pada Titik 1 (Ujug pipa keluaran Cooler Utilitas-01 untuk tube side) P1 = 1 atm = 101325 Pa = 101325 kg/m.s2 Z1
=
V1
= V2
1
m
Pada Titik 2 (Ujug pipa pemasukan Cooler Utilitas-01 untuk tube side) P2 = 1 atm = 101325 Pa = 101325 kg/m.s2 Z2 = 1.44 m V3
=
V2
Data fluida masuk pompa : Suhu
=
Tekanan
=
Tekanan uap
=
140.00 °C 1
atm
= 101325 Pa
= 370000 Pa = 370000 kg/m.s2 1. Menentukan kapasitas pompa W
=
ρ
=
QL
3.700 bar
6000 kg/jam =
13228 lb/jam
1027.8 kg/m3 = 64.163 lb/ft3 Laju massa 6000 kg/jam = = = 5.83772 m3/jam = 0.00162 3 Densitas 1027.8 kg/m = 0.05727
m3/s ft3/s
29
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
=
0.0973 m3/menit = 25.7027 gpm 2. Menentukan ukuran pipa Untuk menghitung diameter optimum pipa, digunakan persamaan (Peters, M., dan K.D. Timmerhaus, edisi 4, halaman 497) Dopt = 3,9 qf0,45 ρ0,13 Dimana, Dopt = diameter dalam pipa, in qf
= laju alir fluida, ft3/s
ρ
= densitas fluida, lb/ft3
Maka, Dopt
=
3.9 x
= 1.85
0.057
0.45
x
64.163
0.13
in
Diambil ukuran pipa dengan spesifikasi sebagai berikut (Tabel. 11, Kern, 1965, hal 844) : IPS
=
2
in
OD
= 2.38
Sch.no
=
40
ID
=
2.067 in
At
=
3.35
in
in
=
0.0525 m
= 0.00216 m2
2
3. Menentukan Head Pompa a. Bahan Konstruksi Dipilih bahan konstruksi berupa Commercial steel. Berdasarkan Tabel. 6.1, hal. 349, Fluid Mechanics 4th, Frank M. White, 1997. Maka,diperoleh kekerasan pipa 𝝴 = 4.6E-05 m b. Kekerasan relatif Berdasarkan data diatas, diperoleh kekerasan realtif : 𝝴 ID
=
4.6E-05 m 0.0525 m
= 8.8E-04
c. Kecepatan linear (Vlin) Untuk menghitung kecepatan linier, digunakan rumus sebagai berikut: Vlin =
QL At
d. Viskositas (µ) µ Dowtherm A
=
0.00162 m3/s 0.00216 m2 =
1.72
= 0.75029 m/s
m.Pa.s
= 0.00172 kg/m.s
30
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
e. Bilangan Reynold (Re) Re
=
ρ ID Vlin 1027.8 kg/m3 = µ
x
0.0525 m x 0.75029 m/s
0.00172 kg/m.s
= 23538.7
f. Head karena friksi Faktor friksi darcy
:
Diperoleh dari Fig. 6.13, hal. 349, Fluid Mechanics 4th, White ,F.M., 1997 Diperoleh nilai friction factor (f) = Panjang pipa
0.0285
:
Panjang pipa lurus (L)
=
Panjang pipa ekivalen
=
139.58 m
Dari Ludwig, E.E, ed III, Vol 1, 2001, hal. 87 : Perihal
Le (ft) Jumlah Σ Le (ft)
Σ Le (m)
Valve (Globe)
55
1
55
16.764
Check Valve
14
1
14
4.267
Sudden enlargement
5
1
5
1.524
Elbow
3.5
12
42
12.802
Sudden contraction
1.8
1
1.8
0.549
117.8
35.905
Jumlah Sehingga diperoleh : Panjang ekivalen (Le)=
35.905 m
Head karena friksi (hf) : hf
f (L + Le) Vlin2 = 2 g ID
=
0.0285 x
( 139.58 + 2 x
35.905 ) m x
9.8 m/s2 x
0.7503
2
m2/s2
0.0525 m
= 2.73598 m g. Rapat berat (ɤ) ɤ
= ρ x g =
1027.8 kg/m3
x
9.8 m/s2 = 10072.4 kg/m2.S2
10072.4 N/m3
h. Head Pompa Dihitung menggunakan persamaan berno:
Dengan :
31
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
g
= Percepatan gravitasi normal (m/s2)
V2
hf
= Head karena friksi (m)
Z1
= Elevasi titik 1 (m)
Z2
= Elevasi titik 2 (m)
Hman
= Head pompa (m)
P1 P2
= Tekanan pada titik 1 (Pa atau kg/m.s2) = Tekanan pada titik 2 (Pa atau kg/m.s2)
V1
= Kecepatan linear pada titik 1 (m/s)
= Kecepatan linear pada titik 2 (m/s)
Head beda tekanan ( 101325 - 101325 ) kg/m.s2 10072.4 kg/m2.S2
=
=
0
m
Head potensial Z2 - Z1
= 1.44 -
1
= 0.44 m
Head kinetik ( 0.7503
=
Maka Head pompa hman
2
-
2 x
0.7503
2
) m2/s2
9.8 m/s2
= 0 m
: =
=
0
m + 0.44 m + 0 m + 2.73598 m = 3.17598 m
4. Kecepatan spesifik (Ns) Kecepatan spesifik dihitung dari pers. 1.7 , Sularso dan Tahara Haruo, “Pompa dan Kompresor", PT. Pradnya Parmita, Jakarta, 2000, hal. 5 :
Ns
N
Dengan :
Ql
hman0.75
hman
= Head pompa (m)
N
= Kecepatan putar (rad/s)
Ns
= Kecepatan spesifik
QL
= Kapasitas pompa (m3/s)
Kecepatan putar (N) Dipilih berdasarkan tabel 14.2 Ludwig, E.E, 3th, Vol 3, halaman 624. Kecepatan putar
=
3000 rpm
32
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
faktor slip
=
N
= rpm x (1-faktor slip) =
N
0.05
Asumsi
3000 rpm x
(1 -
0.05
) =
=
2850 rpm 2850 rotasi/menit x (1 menit/60 s) x (2π x rad/rotasi)
=
298.3 rad/s
Maka kecepatan spesifik Ns
=
298.3 rad/s x
( 0.00162 m3/s )
( 3.17598 m )
0.75
0.5
= 5.04912
5. Daya gerak pompa (W) Dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Dimana: efp hman QL
= Effisiensi pompa = Head pompa (m)
W
= Kapasitas pompa (m3/s) = Daya penggerak poros (watt)
γ
= Rapat berat (N/m3)
Effisiensi pompa Dari Fig. 10. 63, Towler and Sinnot, “Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design”, Elsevier San Diego, 2008, hal. 625 didapatkan Effisiensi pompa =
0.5
33
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
Maka daya penggerak pompa (W) - W
=
0.00162 m3/s x 10072.4 N/m3 x 3.17598 m 0.5
= 1037.49 watt = 1.391 Hp (tanda minus (-) menandakan aliran membutuhkan kerja dari luar) 6. Motor standar Dari Fig 14.38 Peters, M.S., K.D., timmerhaus ed.IV (1991), halaman 521, Diperoleh efisiensi motor = 0.8 Maka daya motor yang diperlukan
= 1.391 Hp
/
0.8
= 1.739 Hp Dipilih daya motor standar NEMA
=
2
Hp
(Ludwig, E.E., Vol III, halaman 628)
7. Net Positive Suction Head (NPSH) a. NPSH yang tersedia (NPSHa) NPSHa dapat dihitung dengan persamaan 3-10 p.190 Ludwig vol. 1 NPSHa = Dimana : NPSHa : NPSH yang tersedia Pa
: tekanan operasi
Pvp
: tekanan uap murni
S
: suction head (Z1)
hsl
: kerugian head di dalam pipa isap/friction loss (m)
Menentukan Head Friski pada Daerah Hisap (hsl) : - Panjang Pipa Lurus (L) Panjang pipa lurus pada daerah hisap adalah
3 m
- Panjang Ekivalen (Le) Dari Ludwig, E.E, ed III, Vol 1, 2001, hal. 87 : Perihal
Le (ft) Jumlah Σ Le (ft)
Σ Le (m)
Valve (Globe)
55
0
0
0.000
Check Valve
14
0
0
0.000
Sudden enlargement
5
0
0
0.000
Elbow
3.5
1
3.5
1.067
Sudden contraction
1.8
1
1.8
0.549
34
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
Jumlah Diperoleh Le =
hsl
5.3
1.615
1.615 m
f (L + Le) Vlin2 = 2 g ID
=
0.0285 x
(
3 2 x
+
1.615 ) m x
9.8 m/s2 x
0.7503
2
m2/s2
0.0525 m
= 0.07196 m Tekanan uap murni dowtherm = 3.70 bar
=
### kg/m.s2 sehingga
370000 ) kg/m.s2 10072.4 kg/m2.S2
+ 1 m - 0.07196 m
( 101325 -
NPSHa =
= 27.6023 m b. NPSH yang diperlukan (HsvN) HsvN dihitung dengan persaaan 2.34 Sularso, hal.46 Keterangan :
HSsvN =
HSsvN =
=
3000 rpm 1200
N
: Kecepatan putaran (rpm)
Q
: Kapasitas pompa (m3/menit)
4/5
2/3
0.0973 m /menit 3
0.4403 m
Dari hasil perhitungan diperoleh NPSH yang tersedia 27.6023 m >
0.4403 m (NPSH yang di-
perluka), maka pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi
35
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
KESIMPULAN Tugas
: Memompa Dowtherm A menuju Cooler-02, Heater 03, dan heater 01
Tipe alat
: Pompa sentrifugal
Data fluida
:
Suhu masuk
=
P1
=
1.00
atm
P2
=
1.00
atm
Pemilihan pipa
:
IPS
=
2
in
OD
=
2.38
in
Sch.no
=
40
ID
=
2.067 in
At
=
3.35
Spesifikasi pompa
:
Kapasitas pompa
= 0.00162 m3/s
Head pompa
= 3.17598 m
Kecepatan putar
=
Motor standar
=
NPSH
:
140.00 °C
in2
3000 rpm 2
Hp
36
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm A
NPSH tersedia
= 27.6023 m
NPSH yang diperlukan = Harga
Lampiran Utilitas-Unit Penyedia Dowtherm AgG
0.4403 m
= $
1,630
37
FURN DOWTHERM Suhu
=
225.175
Celsius
=
437.315
Farenheit
Kapasitas panas T1
660.0000
F
T2
670.0000
F
Cp 1
0.5990
Btu/lb F
Cp 2
0.6040
Btu/lb F
T
437.3150
F
Cp T
0.4877
Btu/lb F
Viskositas T avg
Viskositas T wall
T1
660.0000
F
T1
680.0000
F
T2
670.0000
F
T2
690.0000
F
miu 1
0.1600
cP
miu 1
0.1500
cP
miu 2
0.1600
cP
miu 2
0.1500
cP
T
437.3150
F
T wall
667.7545
F
miu T
0.1600
cP
miu T wall
0.1500
cP
T1
660.0000
F
T2
670.0000
F
Rho 1
46.8200
Btu/lb F
Rho 2
46.3900
Btu/lb F
T
437.3150
F
Rho T
56.3955
Btu/lb F
Densitas
Konduktifitas thermal T1
660.0000
F
T2
670.0000
F
k1
0.0497
Btu/lb F
k2
0.0492
Btu/lb F
T
437.3150
F
k saat T
0.0608
Btu/lb F
COO DOWTHERM Suhu
=
90.357
Celsius
=
194.643
Farenheit
Kapasitas panas T1
200.0000
F
T2
210.0000
F
Cp 1
0.4260
Btu/lb F
Cp 2
0.4290
Btu/lb F
T
194.6426
F
Cp T
0.4244
Btu/lb F
Viskositas T avg
Viskositas T wall
T1
200.0000
F
T1
190.0000
F
T2
210.0000
F
T2
200.0000
F
miu 1
1.0500
cP
miu 1
1.1300
cP
miu 2
0.9800
cP
miu 2
1.0500
cP
T
194.6426
F
T wall
189.8062
F
miu T
1.0875
cP
miu T wall
1.1316
cP
T1
200.0000
F
T2
210.0000
F
Rho 1
62.1700
Btu/lb F
Rho 2
61.8800
Btu/lb F
T
194.6426
F
Densitas
Rho T
62.3254
Btu/lb F
SPGR
=
Konduktifitas thermal T1
200.0000
F
T2
210.0000
F
k1
0.0733
Btu/lb F
k2
0.0728
Btu/lb F
T
194.6426
F
k saat T
0.0736
Btu/lb F
POMPA UTILITAS-04 Panjang pipa lurus
=
Jumlah
=
1 3 41.4 2.5 0.5 0.5 1 22.5 1.36 0.6 0.5 2.88 58.9 1.94 0.5 0.5 139.58
m
1.0341
FURNACE FUEL OIL Menentukan densitas fuel oil Degree API =
12.6
Densitas Degrre API 1
10.0000
oAPI
Degrre API 2
15.0000
oAPI
Densitas 1
8.3280
lb/US gal
Densitas 2
8.0440
lb/US gal
Degree API
12.6000
oAPI
Den. Pd Degree API
8.1803
lb/US gal
COOLER AIR Suhu wall
=
87.670
Celsius
=
360.670
Kelvin
Miu
=
exp (C1 + C2/T + C3 ln T + C4TC5)
Komponen H2 O
C1
C2
C3
C4
C5
-52.8430
3703.6000
5.8660
0.0000
10
B 0.27400
n 0.2857
Tc 647.13
Viskositas T [=] K
Data untuk menghitung densitas Komponen H2 O
A 0.34710
Suhu
90.357
Celsius
363.357 Kelvin
ρ (g/cm3) =A(B^-(1-T/Tc)^n) Komponen H2 O
T=K
(1-T/Tc)^n
(B^-(1-T/Tc)^n)
ρ (kg/L)
0.7902
2.7814
0.9654 965.4203
kg/m3
60.2692
lb/ft3
POMPA UTILITAS-03 Tekanan uap T1
325.0000
C
T2
330.0000
C
P1
3.6600
bar
P2
3.9600
bar
T
150.3500
C
P pd T
-6.8190
bar
T1
325.0000
C
T2
330.0000
C
Rho 1
778.6000
kg/m3
Rho 2
772.8000
kg/m3
T
150.3500
C
Rho pd T
981.1940
kg/m3
T1
325.0000
C
T2
330.0000
C
Miu 1
0.1800
m Pa s
Miu 2
0.1800
m Pa s
Panjang pipa lurus
Densitas
Viskositas
Jumlah
T
150.3500
C
Miu pd T
0.1800
m Pa s
Miu [=] Pa.s exp
μ liq (cP) -8.0377314 0.32304097
=
=
51.1 0.5 0.5 0.5 0.5 43 1.94 0.5 0.5 99.04
