h
T
= ½ h
D
+ h
G
= 1,1325 in
M
T
= H
T
x h
T
= 1.118,4953 lb-in
Menghitung M
max
Jumlah moment untuk kondisi beroperasi, Mo Pers. 12.99, Brownell and Young, 1959
M
max
= Mo
= M
D
+ M
G
+ M
T
= 174.038,5635 + 30.727,7390 + 1.118,4953 = 205.884,7979 lb-in
Jadi, momen saat beroperasi sebagai pengontrol adalah : M
max
= 205.884,7979 lb-in
Perhitungan tebal flange
t = K = AB
= 64,7338 in 60,75 in = 1,0656
Dari Gambar 12.22, Brownell and Young, 1959, dengan K sama dengan 1,0656, maka :
Y = 30
B f
M Y
a max
t =
75 ,
60 x
20000 7979
, 884
. 05
2 30
= 2,2547 in Digunakan flange standar dengan ketebalan 3 in. Detil flange dan bolt pada
sambungan head dan shell ditunjukkan pada Gambar F.8.
d = diameter baut t = tebal flange
Gasket Bolt
Gambar F.9 Detail flange dan bolt pada head vessel
VI. Merancang Perpipaan dan Nozzel
a.
Pipa Umpan dari Storage Tank
Diameter optimum, d = 282 G
0.5 -0.35
Pers 5.14, Couldson, 1983 Data perhitungan :
Laju alir massa G = 2.419,544 kgjam G desain
= 8.223,099 kgjam = 2,283 kgs
Densitas cairan ρ
mix
= 1.019,770 kg m
3
Viskositas cairan μ
= 0,3411 cP = 3,411E-04 kgm .s
Diameter optimum d= 282 2,283 kgs
0,52
1.019,770 kg m
3 -0,35
= 30,2268 mm = 1,1894 in
= 0,03022 m Dari Tabel 11, Kern, hal 844, 1965 dipilih spesifikasi pipa standar adalah :
Number Pipe Size NPS = 1,25 in
Schedule pipa
= 40 ID
= 1,380 in = 0,0351 m
OD = 1,660 in
A’ = 1,5000 in
2
N
Re
= .d
. 4G
= 0,03022m
x 04kgm.s
- 3,411E
x 3,14
kgs 283
, 2
4x
= 282.092,8573 Berdasarkan spesifikasi pipa standar di atas, ditentukan spesifikasi nozzel
standar untuk pipa umpan. Spesifikasi nozzel standar dari Brownell and Young, 1959, Appendix. F item 1
adalah : Size
= 1,5 OD of pipe
= 2,2 in Diameter hole on in reinforcing plate D
R
= 2,3750 in
Distance from bottom of tank to center of nozzle Type H
= 6 in
Type C =
3 in
b.
Pipa Umpan H
2
SO
4
Diameter optimum, d = 226 G
0.5 -0.35
Pers 5.14, Couldson, 1983 Data perhitungan :
Laju alir massa G = 0,1 kgjam G desain
= 0,11 kgjam = 3,06 x 10
-5
kgs Densitas cairan
ρ
mix
= 7,966 kg m
3
Viskositas cairan μ
= 2,2 x 10
-5
kgm .s
Diameter optimum d= 282 3,06 x 10
-5
kgs
0,52
7,966 kg m
3 -0,37
= 0,6041 mm = 0,0006 m
= 0,0238 in Dari Tabel 11, Kern, hal 844, 1965 dipilih spesifikasi pipa standar adalah :
Number Pipe Size NPS = 0,125 in
Schedule pipa
= 40 ID
= 0,269 in = 0,0068 m
OD = 0,4050 in
A’ = 0,0580 in
2
N
Re
=
= m
0,0006 x
.s kgm
5 -
2,2E x
3,14 kgs
0,002 4x
.d .
4G
= 2927,33
Berdasarkan spesifikasi pipa standar di atas, ditentukan spesifikasi nozzel standar untuk pipa umpan.
Spesifikasi nozzel standar dari Brownell and Young, 1959, Appendix. F item 1 adalah :
Size = 0,75
OD of pipe = 1,313 in
Diameter hole on in reinforcing plate D
R
= 1,4375 in
Distance from bottom of tank to center of nozzle Type H
= 4 in
Type C =
3 in c.
Pipa Keluaran Produk Atas
Diameter optimum, d = 282 G
0.5 -0.35
Pers 5.14, Couldson, 1983 Data perhitungan :
Laju alir massa G = 117,847 kgjam G desain
= 129,632 kgjam = 0,036 kgs
Densitas cairan ρ
mix
= 0,531 kg m
3
Viskositas cairan μ
= 0,1820 cP = 1,82 x 10
-4
kgm .s Diameter optimum d=
282 0,036 kgs
0,52
0,531 kg m
3 -0,37
= 53,5086 mm = 0,053 m
= 2,1056 in Dari Tabel 11, Kern, hal 844, 1965 dipilih spesifikasi pipa standar adalah :
Number Pipe Size NPS = 2,5 in
Schedule pipa
= 40 ID
= 2,4690 in = 0,0627 m OD
= 2,880 in A’
= 4,790 in
2
N
Re
=
= m
0,053 x
.s kgm
04 -
1,82E x
3,14 kgs
0,036 4x
= 4.707,952 Berdasarkan spesifikasi pipa standar di atas, ditentukan spesifikasi nozzel
standar untuk pipa umpan. Spesifikasi nozzel standar dari Brownell and Young, 1959, Appendix. F item 1
adalah : Size
= 3 OD of pipe
= 4 in Diameter hole on in reinforcing plate D
R
= 4,125 in
Distance from bottom of tank to center of nozzle Type H
= 8 in
Type C =
5 in
d.
Pipa Keluaran Produk Bawah
Diameter optimum, d = 282 G
0.5 -0.35
Pers 5.14, Couldson, 1983 Data perhitungan :
Laju alir massa G = 7.364,741 kgjam .d
. 4G
G desain = 8.101,215 kgjam
= 2,249 kgs Densitas cairan
ρ
mix
= 891,577 kg m
3
Viskositas cairan μ
= 0,2731 cP = 2,731x10
-4
kgm .s Diameter optimum d=
282 2,249 kgs
0,52
891,577 kg m
3 -0,35
= 31,4463 mm = 0,0314 m
= 1,2374 in Dari Tabel 11, Kern, hal 844, 1965 dipilih spesifikasi pipa standar adalah :
Number Pipe Size NPS = 1,25 in
Schedule pipa
= 40 ID
= 1,38 in = 0,0351 m
OD = 1,66 in
A’ = 1,5 in
2
N
Re
=
= 1669
, 649
. 333
m 0,0314
x .s
kgm 04
- 2,731E
x 3,14
2,249kgs 4x
Berdasarkan spesifikasi pipa standar di atas, ditentukan spesifikasi nozzel standar untuk pipa umpan.
Spesifikasi nozzel standar dari Brownell and Young, 1959, Appendix. F item 1 adalah :
Size = 1,5
OD of pipe = 2,2 in
Diameter hole on in reinforcing plate D
R
= 2,375 in
.d .
4G
Distance from bottom of tank to center of nozzle Type H
= 6 in
Type C =
3 in
VII. Nozzle jaket
Tabel F.13. Aliran massa air pendingin masuk coil reaktor RE-202
Komponen Massa kg
W
i
ρ
i
kgm
3
μ
i
cP W
i
ρ
i
w
i
lnμ
Water 623,6642
1,0000 1015,9579
0,0007 0,0010
-7,2687
Total 623,6642
1,0000 0,0010
-7,2687
Laju alir massa G = 623,6642 kgjam = 0,1732 kgs
Densitas cairan ρ
mix
=
i ρ
w 1
= 0,0010
1
= 1015,9579 kg m
3
ln μ
mix
= Σw
i
.ln μ
i
ln μ
mix
= -7,2687 μ
mix
= 0,007 cP = 6,97E-07 kgm .s
Debit cairan Q = G
ρ = 0,6139 m
3
jam = 0,0002 m
3
s Diameter optimum d = 282 G
0.52 -0.37
Pers 5.14, Couldson, 1983 Data perhitungan :
Asumsi aliran adalah turbulen, N
Re
4000
Diameter optimum, d = 282 G
0.52 -0.37
= 282 0,1732 kgs
0,52
1.015,9579 kg m
3 -0,37
= 8,7459 mm = 0,3443 in
Dari Tabel 11, Kern, hal 844, 1965 dipilih spesifikasi pipa standar adalah : Number Pipe Size NPS
= 0,375 in Schedule
pipa = 40
ID = 0,4930 in = 0,0125 m
OD = 0,675 in
A’ = 0,192 in
2
= 0,0001 m
2
Kecepatan alir air v = Q A
’
=
2 m
0,0001 s
3 m
0,0002
= 1,3766 ms N
Re
= mix
μ v
ID mix
ρ
= 25.125.295,5592 asumsi aliran turbulen benar Berdasarkan spesifikasi pipa standar di atas, ditentukan spesifikasi nozzel
standar untuk pipa umpan. Spesifikasi nozzel standar dari Brownell and Young, 1959, Appendix. F item 2
adalah : Size
= 1
OD of pipe = 1,5760 in
Diameter hole on in reinforcing plate D
R
= 1,6875 in
Distance from bottom of tank to center of nozzle Type H
= 5 in
Type C =
3 in
VIII.
Nozzel Pengaduk
Jumlah nozzle = 1 buah
Diameter sumbu = 4 cm = 1,5748 in Spesifikasi nozzel standar untuk pengaduk adalah Brownel and Young,
Appendix F, item 1 : Size
= 1
OD of pipe =
1,576 in Diameter hole on in reinforcing plate D
R
= 1,6875 in
Distance from bottom of tank to center of nozzle Type H
= 5 in
Type C =
3 in
d
2
d
4
D
f b
d
1
d
3
h
Gambar.F.10. Detail nozzle
Tabel F.14 Spesifikasi nozzle
Nozzle Nom. size
d
1
D Re 201
1,5 1,9
5 Pengaduk
1 1,32
4,25 Produk Bawah
1,5 1,9
5 Produk Atas
3 3,5
9 Air masuk
1 1,32
4,25 Air keluar
1 1,32
4,25
X. Menghitung Berat Reaktor
Berat mati reaktor = Berat vessel dan perlengkapan + berat material
a. Berat vessel dan perlengkapan Berat Shell
Data Perhitungan : ID shell = 5,00 ft
t
s
= 0,375 in OD shell = 5,0625ft
H
s
= 5,00 ft
carbon steel
= 489 lb
m
ft
3
Foust, Appendix. D-10
Volume shell =
¼ x H
s
x OD
2
– ID
2
= ¼ x 3,14 x 5,00 ft x [5,0625 ft
2
– 5,00 ft
2
] = 2,4697 ft
3
Berat shell total = Volume shell x
carbon steel
= 2,4697 ft
3
x 489 lbft
3
= 1.207,6877 lb 547,7979 kg
Berat Dish Head
Data Perhitungan : ID head = 60,750 in
t
h
= 0,3125 in Panjang straight flange = 7 in
Inside corner radius = 9 in
Untuk t
h
1 in t
d
= 3 in perkiraan blank diameter b
d
adalah : b
d
= OD +
42 OD
+ 2 . S
f
+
23
. icr Brownell and Young. Eq.5-12,p.88
= [60,750 + 42
75 ,
60 + 2
× 7 + 23 × 9 ]
= 82,1964 in = 6,8497 ft
Volume dish head = ¼ b
d 2
× t
h
= ¼ 6,8497
2
0,026 = 0,9596 ft
3
Berat head = Volume head
×
carbon steel
= 0,9596 ft
3
× 489 lbft
3
= 469,2572 lb = 212,8515 kg
Berat head dan bottom = 2 x 212,8515 kg
= 425,7029 kg = 938,5143 lb
Berat Jaket
Data Perhitungan : ID jaket
= 5,5419 ft Ketebalan shell jaket t
j
= 0,3750 ft OD jaket
= 5,9169 ft Tinggi jaket, Zj
= 5,000 ft
1. Berat shell V
shell jaket
= ¼ π x Zj x τD
2
-ID
2
= 16,8659 ft
3
Berat shell = V
shell jaket
x ρ = 16,8659 ft
3
x 63,4242 lb ft
3
= 1.069,7041 lb 1. Berat bottom
b
d
= OD + 2. S
f
+ 23. Icr
= 5,9169 +
2 9169
, 5
+ 2 x 7 + 23 x 9 = 28,8753 in
= 2,4063 ft
Volume dish =
¼ π x b
d 2
x tj = ¼ π x 2,4063
2
x 0,375 = 1,7045 ft
3
Berat dish = volume dish
x ρ
steel
= 1,7045 ft
3
x 63,4242 lb ft
3
= 108,1053 lb
Berat jaket total = 1177,8094 lb
Berat Opening Berat nozzel
Nozzle Ukuran Nozzle
in Berat Nozzle
lb
Pipa umpan dar ST 1,5000
4,0000 Pipa umpan H
2
SO
4
0,7500 0,4400
Pipa keluaran atas 3,0000
8,0000 Pipa keluaran bawah
1,5000 4,0000
Nozzle pengaduk
1,0000 2,0000
Nozzle jaket
1,0000 2,0000
Total 20,4400
Berat nozzle total = 20,440 lb = 9,2714 kg
Berat Opening total
Berat Opening total = 20,440 lb = 9,2714 kg
Berat Sistem Pengaduk Berat impeller
Diameter impeller = 0,5080 m
= 1,6667 ft Lebar impeller
= 0,0635 m = 0,2083 ft Ketebalan impeller = 0,1016 m = 0,3333 ft
stainless steel
= 489 lbft
3
Berat total six blade = Volume impeller x densitas impeller = 3 x 6 x [1,6667 ft 2 x 0,2083 ft x 0,3333 ft x
489 lbft
3
] = 509,3750 lb = 231,0486 kg
Berat sumbu
Material sumbu = Commercial cold rolled steel
Panjang sumbu = 6,7187 ft
Diameter sumbu = 0,1312 ft
carbon steel
= 489 lbft
3
Berat sumbu = ¼ d
2
L
= ¼ x 3,14 x 0,1312 ft
2
x 6,7187 ft x 489 lbft
3
= 44,4399 lb = 20,1576 kg
Berat sistem pengaduk total
Berat sistem pengaduk total = 509,3750 lb + 44,4399 lb = 553,8149 lb
