Menentukan Friksi, ∑ F Kerja yang Diperlukan, W Daya Pompa, Wp
C.13 Evaporator EV-01
Fungsi :
Untuk memekatkan CaCl
2
dan mengurangi kadar air Bentuk
: Long-tube Vertical Evaporator
Tipe :
Single Effect Evaporator Jenis
: 1-4 Shell and Tube Exchanger
Dipakai :
1
14
in OD Tube 18 BWG, panjang = 20 ft, 4 pass
Fluida Panas : Laju alir steam masuk
= kgjam =
lbmjam Temperatur awal T
1
=
o
C =
o
F Temperatur akhir T
2
=
o
C =
o
F
Fluida dingin : Laju alir cairan masuk
= kgjam =
lbmjam Temperatur awal t
1
= 32
o
C = 89,6
o
F Temperatur akhir t
2
= 115
o
C = 239
o
F Panas yang diserap Q
= kJjam =
Btujam
Perhitungan : 1
∆t = beda suhu sebenarnya
2 T
c
dan t
c
∆t
1
= 180,9
o
F ∆t
2
= 31,5
o
F ∆t
21
= 149,4
o
F Selisih
T
1
= 270,5
o
F T
2
= 270,5
o
F T
1
- T
2
= 0
o
F Temperatur yang lebih tinggi
Temperatur yang lebih rendah selisih
Fluida dingin t
1
= 89,6
o
F t
2
= 239
o
F t
2
- t
1
= 149,4
o
F 1,569
270,5 270,5
132,5 132,5
1.717,469 3.786,391
Fluida Panas 2.175.688,951
2.062.147,130 3,459
F 2
, 106
2 5
, 31
9 ,
180 2
t t
t
o 2
1
F 5
, 270
2 5
, 270
5 ,
270 2
T
o 2
1 c
T
T
F 3
, 164
2 239
6 ,
89 2
t
o 2
1 c
t
t
Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi : - Diameter tube OD = 1
14
in - Jenis tube
= 18 BWG - Pitch P
T
= 1 in triangular pitch - Panjang tube L
= 20 ft a.
Luas permukaan untuk perpindahan panas : =
ft
2
Luas permukaan luar a = 0,3271 ft
2
Tabel 10, hal. 843, Kern
Jumlah tube , N
t
= buah
b.
c. Koreksi U
D
A = L x N
t
x a = 20 x 14 x 0,3271
= ft
2
U
D
= =
ft
2
Fluida Panas : Steam, tube side
3 Flow area tube, a = in
2
Kern, 1695
ft
2
Kern, 1695
4 Kecepatan massa Kern, 1695
Dari Tabel 8, hal. 840, kern , 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin Medium Organics , diperoleh U
D
= 200-500, faktor pengotor R
d
= 0,003. Diambil U
D
= 300 Btujam.ft
2
.
o
F
212,010
1,040
0,404 9,894
64,725
Dari Tabel 9, hal 842, Kern , 1965, nilai yang terdekat adalah 14 tube dengan ID shell 10 in.
91,588
8,551
2 x
144 1,040
x 14
n x
144 a
x N
a
t t
404
, 882
, 49
a W
G
t t
106,2 x
100 709
, 875
. 047
. 2
t x
U Q
A
D
0,3271 x
20 277
, 64
a x
L A
106,2 x
1,588 9
709 2.047.875,
t A x
Q
5 Bilangan Reynold, Re Pada T
c
= 270,5
o
F, μ = 0,015 cP = 0,034 lbmft
2
.jam Dari Tabel 10, Kern, 1965 untuk 1
14
in OD, 18 BWG diperoleh : ID =
in = ft
Kern, 1695
h
io
= 1.500 Btujam.ft
2
.
o
F
Fluida dingin : Larutan CaCl2, shell side
3 Flow area shell,a
s
Kern, 1695
Ds = Diameter dalam shell = 10 in B
= Baffle Spacing = 2 in
P
T
= Tube Pitch = 1
916
in C
= Clearance = P
T
- OD = 1
916
- 1
14
= in
ft
2
4 Kecepatan massa
lbmjam.ft
2
5 Bilangan Reynold, Re Pada t
c
= 164,3
o
F μ = 0,49 cP = 1,185 lbmft
2
.jam D
e
= ft
Kern, 1695
6 Taksir jH dari Gambar. 24 Kern 1695, diperoleh jH = 40 0,313
0,028 1,150
0,096
24,317
0,1025
11.786,963 136.310,078
034
, 123,335
x 096
, G
x ID
Re
t t
T s
P x
144 B
x C
x Ds
a
1,5625 x
144 2
x 0,313
x 10
a
t
028
, 391
, 786
. 3
a W
G
s s
185
, 1
8 136.310,07
x 1025
, G
x D
Re
s e
s
7 Pada t
C
= 164,3
o
F c = 0,86 Btulbm.
o
F k = 0,111 Btujam.ft.
o
F Kern, 1965
8
9 Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ
S
= 1
h
o
= 56,695 x 1 = Btujam.ft.
o
F
Clean Overall Coefficient, Uc Btujam.ft
2
.
o
F Kern, 1965
Faktor Pengotor, Rd Kern, 1965
Pressure Drop Fluida panas : Steam, tube side
1 Spesifik volume steam pada T
c
= 270,5
o
F adalah 9,995 ft
3
lb
Spesifik Graviti, s =
Untuk Ret = 350,731 f = 0,0013 ft
2
in
2
Kern, 1965 s = 0,002
Kern, 1965 10
54,631
0,002
Rd hitung ≥ Rd batas, dimana Rd batas yang diizinkan adalah sebesar 0,002
maka spesifikasi evaporator dapat diterima.
0,002 11
2,094
56,695
56,695
3 1
3 1
111 ,
1,185 .
86 ,
k c.
3 1
3 1
s o
k c.
x 0,1025
0,111 x
40 k
c. x
De k
x jH
h
S S
o o
x h
h
56,695
1500 56,695
x 1500
h h
h x
h Uc
o io
o io
249 ,
49 631
, 54
249 ,
49 631
, 54
x U U
U U
R
D C
D C
d
9,995
x 5
, 62
1
Kern, 1965
= psia
∆P
t
yang diperbolehkan = 1 psia.
Pressure Drop Fluida dingin : Larutan CaCl
2
, shell side
Kern, 1965
Kern, 1965
f = 0,0025 ft
2
in
2
Kern, 1965 s = 0,75
Kern, 1965
Kern, 1965
D
s
= 1012 = 0,833 ft Kern, 1965
psia ∆P
s
yang diperbolehkan = 10 psia.
C.14 Pompa P-04
Fungsi :
Jenis :
Positive displacement Rotary pump Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Jumlah :
1 unit Kondisi Operasi
: - Temperatur
= 1 atm 0,00000005
0,833
11.786,963
0,01424
Untuk memompakan hasil keluaran Evaporator EV-01 ke Crystallyzer CR-01
t 10
2 t
t
. s
. ID
. 10
. 22
, 5
n .
L .
G .
f P
1 .
0,002 .
0,096 .
10 .
22 ,
5 4
. 20
. 123,335
. 0,0013
P
10 t
OD12 x
x N
a x
4 De
t
S
S
a x
De Re
S
120 2
20 x
12 B
L x
12 1
N
t 10
2 s
s
. s
. ID
. 10
. 22
, 5
n .
L .
G .
f 2
1 P
1
. 0,75
. 0,833
. 10
x 5,22
120 .
20 .
48 136.409,6
. 0025
, 2
1 P
10 2
s
- Tekanan = 30
o
C - Laju alir massa
= kgjam =
lbms - Densitas campuran
= kgm
3
= lbms
- Viskositas campuran =
cP = lbmft.s
- Laju alir volumetrik, Q = Fp = 0,520 103,754 = ft
3
s =
m
3
s Perhitungan :