Di =
=
3 Re
3,14 1,3312
x 4
N =
= 1,3296
Tinggi cairan, H
L
= D
i
= 1,3296 m Tinggi shell, h
s
= 2,2141 1,8451 x 1,3296 = 1,5955m
b. Tebal Dinding Tangki
Tekanan hidrostatik: P =
ρ
× g × h = 1363 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 1,3296 m = 17,2906 kPa
Tekanan total = 17,2906 kPa + 101,325 kPa = 118,6156 kPa = 17,2037 psia Faktor kelonggaran = 20
Maka, P
design
= 1,2 × 17,2037 psia = 20,6445 psia
Allowable stress = 13700 psia Peters et.al., 2004
Joint efficiency = 0,85 Peters et.al., 2004
Faktor korosi = 0,0125 intahun Peters et.al., 2004
Umur tangki = 10 tahun Tebal shell tangki:
in 0,1785
intahun 0,0125
tahun x 10
psia 20,6445
1,2 0,85
psia 13700
2 in
52,3455 psia
20,6445 n.c
1,2P 2SE
PD t
= +
× −
× ×
× =
+ −
=
Tebal shell standar yang digunakan = 14 in Brownell Young,1959
c. Daya pengaduk
Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle : 4 buah
Untuk turbin standar Geankoplis, 2003, diperoleh:
Universitas Sumatera Utara
DaDt = 13 ; Da =
1 3
× 1,3296 m = 0,4432 m = 1,4540 ft EDa = 1
; E = 0,4432 m
LDa = 14 ; L
=
1 4
× 0,4432 m = 0,1108 m
WDa = 15 ; W
=
1 5
× 0,4432 m = 0,0886 m
JDt = 112 ; J
=
1 12
× 1,3296 m = 0,1108 m
dengan: Dt = diameter tangki
Da = diameter impeller E
= tinggi turbin dari dasar tangki L
= panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin
J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 1 putarandet Viskositas Al
2
SO
4 3
30 = 6,72⋅10
-4
lb
m
ft ⋅detik Othmer, 1967
Bilangan Reynold, μ
D N
ρ N
2 a
Re
= Geankoplis, 2003
4 474647,806
10 6,72
1,4540 1
85,092 N
4 2
Re
= ⋅
=
−
N
Re
10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
c 5
a 3
T
g ρ
.D .n
K P
=
McCabe,et all., 1999 K
T
= 6,3 McCabe,et all., 1999
hp 0,1917
lbfdet ft
550 hp
1 .det
lbm.ftlbf 32,174
lbmft 85,092
ft 1,4540
putdet 1
6,3 P
2 3
5 3
= ×
× ×
=
Efisiensi motor penggerak = 80 Daya motor penggerak =
8 ,
0,1917 = 0,2396 hp
Maka, digunakan motor dengan daya 0,25 hp.
Universitas Sumatera Utara
D.6 Pompa Alum PU-03 Fungsi
: memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum TP-01 ke Clarifier CL
Jenis : Pompa injeksi
Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi:
- Temperatur
= 30 °C
- Densitas alum
ρ = 1363 kgm
3
= 85,092 lb
m
ft
3
Perry Green, 1999 -
Viskositas alum µ = 6,72⋅10
-4
lb
m
ft ⋅detik
Othmer, 1967 -
Laju alir massa F = 0,7560 kgjam = 0,0005 lb
m
detik Laju alir volume,
s ft
10 .
4412 ,
5 ft
lb 85,0889
detik lb
0,0005 ρ
F Q
3 6
3 m
m −
= =
= Desain pompa :
Di
,opt
= 0,363 Q
0,45
ρ
0,3
Geankoplis, 2003 = 0,363 ×
6
10 .
4412 ,
5
−
ft
3
s
0,45
× 85,092 lb
m
ft
3 0,3
= 0,0314 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 18 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam ID : 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m
Diameter Luar OD : 0,405 in = 0,0337 ft
Inside sectional area : 0,0004 ft
2
Kecepatan linier: v =
A Q
=
2 3
6
ft 0,0004
s ft
10 .
5,4412
−
= 0,0136 fts
Bilangan Reynold : N
Re
= μ
D v
ρ ×
×
Universitas Sumatera Utara
= lbmft.s
0,000672 ft
0,0224 s
ft 0,0136
ft lbm
092 ,
85
3
= 57457,0988 Untuk pipa commercial steel diperoleh harga
ε = 4,6 x 10
-5
Geankoplis, 2003 Pada N
Re
= 57457,0988 dan εD = 0,000046 m 0,0068 m = 0,0067
maka harga f = 0,008 Friction loss:
1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,55 α
2 1
2 1
2
v A
A
− =
174 ,
32 1
2 0,0136
1 55
,
2
− = 0,000001 ft.lbflbm
2 elbow 90°: h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 20,75 174
, 32
2 0,0136
2
= 0,000004 ft.lbflbm
1 check valve: h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 12 174
, 32
2 0,0136
2
= 0,000006 ft.lbflbm
Pipa lurus 30 ft: F
f
= 4f
c
g D
v L
. 2
. .
2
∆ = 40,04876
174 ,
32 .
2 .
0224 ,
0,0136 .
30
2
= 0,000123 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
=
c
g v
A A
. .
2 1
2 2
2 1
α
−
= 174
, 32
1 2
0,0136 1
2 2
− = 0,000003 ft.lbflbm
Total friction loss: ∑ F = 0,000138 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli:
W F
ρ P
P z
z g
v v
2 α
1
s 1
2 1
2 2
1 2
2
= +
∑ +
− +
− +
−
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 17,0062 psia; P
2
= 20,3568 psia ∆Z = 20 ft
maka: W
ft.lbflbm 0,000193
lbmft 85,092
144 x
3,2168 ft
20 bmlbf.s
32,174ft.l 32,174fts
s 3
2 2
= +
+ +
+ Ws = –25,6705 ft.lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi pompa, η= 80
Ws = -
η × Wp - 25,6705 = - 0,8 × Wp
Wp = 32,0881 ft.lbflbm
Daya pompa : P = m × Wp =
ft.lbflbm 32,0881
lbms 0,0005
×
× s
550ft.lbf hp
1 = 2,7012. 10
-5
hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 120 hp.
D.7 Tangki Pelarutan Soda Abu Na
2
CO
3
TP-02 Fungsi
: membuat larutan soda abu Na
2
CO
3
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-240 Grade S tipe-304 Jumlah
: 1 unit Kondisi pelarutan : Temperatur = 30
°C Tekanan
= 1 atm Na
2
CO
3
yang digunakan = 27 ppm
Na
2
CO
3
yang digunakan berupa larutan 30 berat
Laju massa Na
2
CO
3
= 0,4938 kgjam Densitas Na
2
CO
3
30 = 1.327 kgm
3
= 82,845 lb
m
ft
3
Perry Green, 1999 Kebutuhan perancangan = 60 hari
Faktor keamanan = 20 Perhitungan:
a. Ukuran Tangki Volume larutan,
3 l
kgm 327
1 0,3
hari 60
jamhari 24
kgjam 0,4938
V ×
× ×
=
= 1,7863 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 1,7863 m
3
= 2,1435 m
3
Karena sistem pengadukan menggunakan turbin berdaun enam dengan rancangan standar, maka tinggi larutan H
L
harus = D
i
Universitas Sumatera Utara
H
L
= D
i
Volume silinder tangki V
s
Di =
=
3
3,14 x1,7863
4
= 1,3153
Tinggi cairan, H
L
= D
i
= 1,3153 m Tinggi shell, h
s
= 2,1435 1,7863 x 1,3153 = 1,5784 m
b. Tebal Dinding Tangki
