Revisi Kelompok 6 [PDF]

Citation preview

TUGAS AZAS TEKNIK KIMIA II MEMBUAT SOAL BESERTA JAWABAN TENTANG MIXER BERBAFFLE DAN KOMPRESOR SENTRIFUGAL



Disusun oleh: Intan Sahara Nur S.



NIM. 21030117120043



Lisa Adrina Pratiwi



NIM. 21030117120046



M. Jihad Syah



NIM. 21030117140028



Muhamad Rainaldo J.



NIM. 21030117130123



Yordianto



NIM. 21030117130117 Kelas : B



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO 2019



MIXER BERBAFFLE Sebuah model turbin flat-blade dengan 6 bilah dipasang secara terpusat dalam tangki vertikal. diameter tangki sebesar 0,5 ft dan turbin dioperasikan dengan kecepatan 360 rpm serta daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan turbin sebesar 0,8 hp. Tentukan kecepatan putar dan daya yang dibutuhkan oleh prototype dengan diameter 2 ft untuk memperoleh derajat dispersi yang sama? Jawab: Diketahui: Model (1)



Prototype (1)



D (Diameter)



0,5 ft



2 ft



n (kecepatan putar)



360 rpm



?



P (Daya)



0,8 hp



?



Pada kasus mixer berbaffle, persamaan daya yang berlaku adalah sebagai berikut :



( )



Pg c



Nd 2 ρ =C 3 5 μ ρN d



m



Jika  = P/d3 (input daya per satuan volume), maka persamaannya menjadi:



( )



πg c



Nd2 ρ =C 3 2 μ ρN d



m



Jika xf = 1+m (Indeks Reynolds untuk friksi fluida atau transfer momentum), maka :



( ) πg Nd ρ =C ( μ ) N μ πg c



Nd2 ρ =C 3 2 μ ρN d c



2



2



xf −1



xf



1



(gc/N2) = fungsi daya (rasio torque terhadap viscous forces) Untuk dispersi padatan dalam cairan, kriteria similaritas adalah kesamaan . Dalam kondisi  yang sama maka derajat dispersinya akan sama dan harga xf=1, sehingga :



π=



C1 g



N 3 d2 ρ



Karena pada model da prototype menggunakan fluida yang sama maka: ρ1= ρ2 g1= g2 Sehingga persamaan menjadi: π=C 1 N 3 d 2



Untuk memperoleh derajat dispersi yang sama maka π konstan sehingga persamaan skala yang berlaku: −2/ 3



K N =K d



K P=K 3d Kd=



2 ft =4sehingga, persamaan skala yang berlaku untuk kecepatan putar menjadi: 0,5 ft



N2 untuk mencari besar daya yang dibutuhkan K N =4 =0,397 360 =0,397 N 2=142,92 rpm −2 3



oleh turbin prototype, persamaan skala yang berlaku: 3



K P=4 =64



P2 =64 P2=51,2 hp 0,8



Jadi, kecepatan putar turbin prototype sebesar 142,92 rpm dan daya yang dibutuhkan turbin prototype untuk beroperasi sebesar 51,2 hp.



KOMPRESOR SENTRIFUGAL Sebuah model kompresor sentrifugal dengan diameter rotor sebesar 50 cm dengan tekanan masuk sebesar 100 kg/cm2 mengkompresi 50 kg udara per menit dan tekanan keluar sebesar 2 kg/cm2. Densitas udara masuk adalah 2 kg/m3 dan kecepatan putar mesin sebesar 1000 rpm. Mengacu pada model akan dibuat prototype kompresor sentrifugal dengan kecepatan putar mesin 3000 rpm dan diameter 125 cm, dengan fluida yang sama. Berapa volume udara masuk per detik dan perbandingan tekanan keluaran dengan tekanan masuk pada prototype? Jawaban: Diketahui: Model (1)



Prototype (1)



D (Diameter)



50 cm



125 cm



n (kecepatan putar)



1000 rpm



3000 rpm



ṁ (massa alir)



0,83 kg/s



?



Q (Volume udara masuk)



0,415 m3/s



?



ρ (densitas)



2 kg/m3



2 kg/m3



p0



100 kg/cm2



?



p



2 kg/cm2



?



m1 = 50 kg/min = 0,83 kg/s D2 = 50 cm = 0,5 m n1 = 1000 rpm =



1000rotasi 1menit rotasi × =16,6 menit 60 detik detik



D2 = 125 cm = 1,25 m n2 = 3000 rpm =



3000rotasi 1menit rotasi × =50 menit 60 detik detik



Ditanya: 



Berapa volume udara masuk per detik (Q2) ?







Perbandingan tekanan keluaran dengan tekanan masuk pada prototype (p/p0) ?



Jawab: Pada kompresor sentrifugal persamaan tak berdimensi yang berlaku yaitu:



(



p Q c0 =f , 3 p0 n D nD



)



1.



Volume masuk per detik pada prototype (Q2) Mencari nilai (Q1): Q= ρ=



v s



m m →v= v ρ



maka, v m ṁ Q= = = s ρ×s ρ Q 1=



0,83 kg /s m =0,415 3 s 2 kg /m Q1=0,415



3



m3 s



sehingga,



( ) ( ) 0,415 Q = ( 16,6 ×0,5 ) ( 50 ×1,25 ) Q Q = 3 n D 1 n D3 3



2



3



1



Q2=19,5312



2



3



m s



ṁ dapat diketahui: v m ṁ Q= = = s ρ×s ρ ṁ2=Q × ρ=19,5312



2.



3



3



m m ×2 kg /m3 =39,0624 s s



Perbandingan tekanan keluaran dengan tekanan masuk pada prototype



( pp ) =( nQD ) ( pp ) =( 5019,5312 × 1,25 ) ( pp ) =0,1999 0 2



3



2



3



0 2



0 2



2