Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Di
,opt
= 0,363 Q
0,45
ρ
0,13
Timmerhaus, 2004
= 0,363 × 0,0091 m
3
s
0,45
× 996,24 kgm
3 0,13
= 0,1074 m = 4,2294 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis 1997, dipilih pipa commercial steel :
- Ukuran nominal
: 5 in
-
Schedule number : 40
- Diameter Dalam ID
: 5,0470 in = 0,4206 ft
- Diameter Luar OD
: 5,5630 in = 0,4636 ft
- Luas penampang dalam A
t
: 0,1390 ft
2
Kecepatan linier: v =
A Q
=
2 3
1390 ,
3211 ,
ft s
ft
= 2,3102 fts Bilangan Reynold : N
Re
= μ
ρ D
v ×
×
=
lbmft.s 0,0006
ft 4206
, s
ft 3102
, 2
ft lbm
1936 ,
62
3
= 107564,8887
Karena N
Re
2100, maka aliran turbulen. Dari Gbr. 12.1, Timmerhaus 2004:
-
Untuk pipa commercial steel, diperoleh: = 0,000046
- Untuk N
Re
= 107564,8887 dan
D
ε = 0,0004, diperoleh f = 0,005
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,5
α
2 1
2 1
2
v A
A ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ −
=
174 ,
32 1
2 2,3102
1 5
,
2
−
= 0,0415 ft.lbflbm 1 elbow 90°:
h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 10,75
174 ,
32 2
2,3102
2
= 0,0622 ft.lbflbm
1 check valve: h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 12
174 ,
32 2
2,3102
2
= 0,1659 ft.lbflbm
Pipa lurus 70 ft: F
f
= 4f
c
g D
v L
. 2
. .
2
Δ = 40,005
174 ,
32 .
2 .
2803 ,
2,3102 .
70
2
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
= 0,2761 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= n
c
g v
A A
. .
2 1
2 2
2 1
α ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ − = 1
174 ,
32 1
2 2,3102
1
2 2
−
= 0,0829 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,6286 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli:
2 1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v ρ
α
Geankoplis,1997 dimana :
v
1
= v
2
P
1
= P
2
ΔZ = 50 ft
maka : .
6286 ,
50 .
. 174
, 32
174 ,
32
2 2
= +
+ +
+
s
W lbm
lbf ft
ft s
lbf lbm
ft s
ft
Ws = –50,6286 ft.lbflbm Untuk efisiensi pompa 80
, maka: Ws
= - η × Wp
–50,6286 = –0,8 × Wp Wp
= 63,2857 ft.lbflbm Daya pompa : P = m × Wp
= lbm
lbf ft
s lbm
. 63,2857
3600 45359
, 32611,8020
× ×
s lbf
ft hp
. 550
1
= 2,2980 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 2½ hp.
D.3 Bak Sedimentasi BS
Fungsi : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air
Jumlah : 2
Jenis : Grift Chamber Sedimentation
Aliran : Horizontal sepanjang bak sedimentasi
Bahan kontruksi : Beton kedap air
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Kondisi operasi: Temperatur
= 28 C
Tekanan = 1 atm
Laju massa air = 32611,8020 kgjam = 19,9714 lb
m
detik Densitas air
= 996,24 kgm
3
Geankoplis, 1997 Laju air volumetrik
=
3
kgm 996,24
s jam3600
1 kgjam
32611,8020 ×
= 0,0091 m
3
s = 19,2283 ft
3
min Desain bak sedimentasi
Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif. Kawamura, 1991
Perhitungan ukuran tiap bak: Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah:
υ = 1,57 ftmin = 8 mms Kawamura,
1991 Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi:
Kedalaman tangki = 12 ft
Lebar tangki = 2 ft
Kecepatan aliran =
ftmin 8012
, ft
2 ft
12 min
ft 19,2283
A Q
v
3 t
= ×
= =
Desain panjang ideal bak : L = K
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
υ
h
v Kawamura, 1991
dengan : K = faktor keamanan = 1,5 h = kedalaman air efektif 10-16 ft; diambil 10 ft.
Maka : p = 1,5 × 121,57 × 0,8012 = 9,1855 ft Diambil panjang bak = 10 ft = 3,0480 m
Uji desain
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Waktu retensi t :
volumetrik laju
t l
p ×
× =
= Q
Va t
min ft
19,2283 ft
12 2
10
3 3
× ×
=
= 12,4816 menit
Desain diterima, dimana t diizinkan 6-15 menit. Kawamura, 1991
Surface loading:
air masukan
permukaan luas
volumetrik laju
= A
Q
2 3
3
gpmft 1924
, 7
ft 10
ft 2
galft 7,481
min ft
19,2283 =
× =
Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4-10 gpmft
2
Headloss Δh; bak menggunakan gate valve, full open 16 in:
g v
K h
2
2
= Δ
ft 10
ms 9,8
2 ft]
m3,2808 1
s min60
1 ftmin
[0,8012 12
,
5 2
2 −
= ×
× ×
× =
D.4 Pompa Sedimentasi PU-02
Fungsi : Memompa air dari bak pengendapan BS ke clarifier
CL Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi: -
Temperatur = 28
C -
Densitas air ρ
= 996,24 kgm
3
= 62,1396 lb
m
ft
3
Geankoplis, 1997
- Viskositas air
μ = 0,8360 cP = 2,02237 lb
m
ft ⋅jam Geankoplis,
1997 Laju alir massa F
= 32611,8020 kgjam = 19,9714 lb
m
detik
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Debit airlaju alir volumetrik,
3 m
m
ft lb
62,1396 detik
lb 19,9714
F Q
= =
= 0,3211 ft
3
s = 0,0091 m
3
s Desain pompa
Di
,opt
= 0,363 Q
0,45
ρ
0,13
Timmerhaus, 2004
= 0,363 × 0,0091 m
3
s
0,45
× 996,24 kgm
3 0,13
= 0,1074 m = 4,2294 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis 1997, dipilih pipa commercial steel:
-
Ukuran nominal : 5 in
- Schedule number
: 40 -
Diameter Dalam ID : 5,0470 in = 0,4206 ft
-
Diameter Luar OD : 5,5630 in = 0,4636 ft
- Luas penampang dalam A
t
: 0,1390 ft
2
Kecepatan linier: v =
A Q
=
2 3
1390 ,
3211 ,
ft s
ft
= 2,3102 fts
Bilangan Reynold : N
Re
= μ
ρ D
v ×
×
=
lbmft.s 0,0006
ft 4206
, s
ft 3102
, 2
ft lbm
1936 ,
62
3
= 107564,8887
Karena N
Re
2100, maka aliran turbulen.
