Jarak pengaduk dari dasar tangki Z
I
=2,167 ft axis length
L = 7,880 ft + 1 ft
– 2,167 ft = 6,713 ft 2,046 m
h. Diameter Sumbu
d
3
= 16
x Z
p
Menghitung T
m
Dari M.V Joshi, Pers. 14.10, hal 400, T
m
= 1,5 or 2,5 x T
c
Digunakan T
m
= 1,5 T
c
T
c
=
N x
π x
2 60
x 75
x P
M.V. Joshi, Pers. 14.8:400 Keterangan :
T
c
= Momen putaran, kg.m P
= Daya, Hp N
= Kecepatan putaran, rpm T
c
= 155
x π
x 2
60 x
75 ,372x
5 = 24,822 kg-m
T
m
= 1,5 x 24,822 kg-m = 37,232 kg – m
Menghitung Z
p
Z
p
=
s m
f T
Pers.14.9, M.V. Joshi Keterangan :
T
m
= Torsi maksimum P
= Shear stress f
s
= Section of shaft cross section Material sumbu yang digunakan adalah commercial cold rolled
steel. Axis shear stress
yang diizinkan, f
s
= 550 kgcm
2
Batasan elastis pada tegangan = 2.460 kgcm
2
Z
p
=
550 37,232
= 6,770 cm
Menghitung diameter sumbu d
Z
p
=
16 d
.
3
d
3
= 16
x Z
p
= 14
, 3
16 x
6,770 d
= 3,255 cm Digunakan diameter sumbu d = 4 cm
Cek tegangan yang disebabkan oleh bending moment
Tegangan yang disebabkan oleh bending moment equivalent adalah
f =
Zp Me
=
32 d
Me
3
1. Menghitung Bending Moment
Me = Bending moment equivalent Me =
2 m
2
T M
M 2
1
M = F
m
x L F
m
= b
R x
0.75 T
m
Pers.14.11, M.V. Joshi
Keterangan : F
m
= bending moment kg R
b
= Jari-jari impeller = ½ D
i
= ½ x 0,847 m = 0,423 m F
m
= 254
, x
0,75 m
- kg
37,232 = 195,446 kg
L = Panjang axis = 2,046 m
M = 195,446 kg x 2,046 m = 399,925 kg-m
Me =
2 m
2
T M
M 2
1
=
2 2
925 ,
399 925
, 399
925 ,
99 3
2 1
= 400,790 kg-m
2. Tegangan yang disebabkan oleh bending moment equivalent
f =
32 d
Me
3
= = 6.378,765 kgcm
2
Diameter sumbu
Karena f batasan elastis dalam tegangan 6.378,765 2.460 maka diameter sumbu yang direncanakan memenuhi, yaitu d = 4
cm.
4. Perhitungan Jaket Pendingin a. Kebutuhan pendingin
Massa Pendingin = 933 kgJam = 2.057,679 lbJam
Sifat air pada suhu rata-rata: ρ
= 1.015,958 kgm
3
= 63,424 lbft
3
μ =
0,001 kgm.s = 1,69 x 10
-4
lbft.Jam Cp
= 4,180 kJkg.K
= 0,736 Btulb
o
F k
= 0,580 Wm.K
= 0,335 Btuft.
o
F.Jam
b. Luas Perpindahan Panas yang Dibutuhkan
Dari Tabel.8. Kern didapatkan Overall heat transfer U
D
dengan hot fluid adalah aqueous solutions dan cold fluid adalah water dengan U
D
: 250-500 Btuj.ft
2
.F.
Dipilih : U
D
= 300 Btujam.ft
2
.
o
F
Diketahui : Q
= 58.576,3489 kJjam = 55.519,666Btujam
ΔT
lmtd
= 184,170
o
F A
=
lmtd D
T x
U Q
A =
170 ,
184 300
58.576,348 = 1,005 ft
2
c. Luas Perpindahan Panas yang Tersedia
A = luas selimut reaktor + luas penampang bawah reaktor
A =
2
4 .
.
o L
o
D H
D
Diketahui: D
o
= 1,543 m = 5,062 ft
H
L
= 1,524 m Sehingga:
A =
2
543 ,
1 4
π 524
, 1
543 ,
1 π
= 9,258 m
2
= 99,650 ft
2
A
kebutuhan
A
tersedia
0,888 ft
2
99,650 ft
2
Sehingga jaket pendingin bisa digunakan.
d. hi Koefisien Transfer Panas dalam Reaktor
Koefisien transfer panas pada dinding bagian dalam untuk jacketed vessel ditentukan dengan pers.4.13-1 Geankoplis, untuk pengaduk tipe flat blade
turbin:
14 ,
3 1
3 2
74 ,
w
Npr Nre
k Dt
hi
pers.4.13-1 Geankoplis
Keterangan : Dt
= inside diameter tangki, ft Da
= diameter pengaduk, ft N
= kecepatan putaran pengaduk, revhr Npr
= Bilangan Prandtl Nre
= Bilangan Reynold karena T wall = T liquid dalam reaktor maka
14 ,
w
= 1 Tabel 9.4. Data Kapasitas Panas
BM rata-rata = 101,508 kgKmol
Cp = 1,8507 kjkg.K
Cp = 0,442Btulbm.
o
F Konduktivitas campuran dihitung dengan metode Bretsnajder 1971.
Pers.8.14 Couldson, 1983
k = 3,56 x 10
–5 Cp Dimana:
k : konduktivitas termal pada temperatur 140
o
C M
: berat molekul Cp
: kapasitas panas spesifik temperatur 140
o
C ρ
: densitas cairan pada temperatur 140
o
C
Tabel. 9.5. Data Konduktivitas Termal
Komponen kgjam
wi i
140 o
C
kgm
3
Cp
i kJkg K
k
i, Wm.K
wi x ki
Propanol 269,6169
0,036 1.201,041 10,1271 0,908 10,1271
3,272E
- 2
Asam Asetat
1.516,5951 0,202
727,614 59,6523 2,128 59,6523
4,314E
- 1
NaOH 5.682,333
0,759 899,195 117,801 4,979
117,8019 3,7814 H
2
SO
4
11,153 0,0015 1.077,967 0,2187 0,018
0,2187 2,781E
- 5
Propil Asetat
2,790 0,0004 913,881
0,0614 0,004 0,000
1,567E
- 6
Total
7.482,488 5,073 4,2456
K
mix
= 4,2456 Wm.K Npr
= = 3,71E-05
N
Re
=
N
Re
=
= 862.584,570
k Dt
hi
= 216,485
. .
2
N Da
0,001 998,823
2,583x 0,508
2
x
T Treff
p
dT C
hi = 603,093 BtuJam.ft
2
.
o
F
N
Re
=
vi = 0,287 ms
h
io
Koefisien Transfer Panas dalam Jacket
hi
o
= hi x IDOD = 603,093 X 5 5,063
= 595,648 BtuJam.ft
2
.
o
F
pers. 12-30 McCabe Dimana
D = De
K = Konduktivitas termal air pendingin
Volume jaket =
= 9331.015,958 = 0,919 m
3
= 32,443 ft
3
V
total
=
-
32,442 =
Dj = 5,816 ft
. .
2
v D
14 ,
3 1
8 ,
023 ,
w b
pr re
nu
N N
k D
h N
2 j
0,000076xD xsf
2 2
j D
x 4
π j
xZ 2
xDj 4
π
2 s
D 0,000076xO
xsf 2
2 s
OD x
4 π
j xZ
2 s
xOD 4
π
2 j
0,000076xD x0,167
2 2
j D
x 4
π x5
2 xDj
4 π
2 ,063
0,000076x5 x0,167
2 2
5,063 x
4 π
x5 2
x5,063 4
π
