0,889 x Pd x r f.E - 0,1 x Pd
x x
x 0,8 -
0,1 x
Dipakai tebal tutup standart =
14 in =
ft
D. Menentukan tinggi tutup atas
Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish
= in
icr inside corner radius =
in BC
= r - Icr
= 66 - 4 38
= in
= ft
AB =
ID2 - icr =
- =
in =
ft b
= r - BC
2
- AB
2 0,5
= 66 - 61,6
2
- 28,38
2 0,5
= in
= ft
Tinggi dish =b =
m Jadi tinggi tutup atas, VO
= b + t
= 2,901 + 0,021
= ft
F. Perkiraan tinggi bejana
Tinggi total =
Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder =
3,343 x 2 + 23,516 =
ft +
0,125 18.750
0,941
10,133 61,6
5,135 32,75
4,4 28,38
2,365
11,296 0,941
0,287 21,256
t = 0,167
in
66 4 38
t = +
C t =
0,889 21,256
33,000
0,021
Universitas Sumatera Utara
G. Perhitungan pengaduk
Viskositas campuran =
cp = lbftsec
Densitas campuran =
kgm
3
= lbft
3
Digunakan jenis pengaduk disc turbine dengan 6 buah blade dengan 4 baffle dengan DaW = 5 dan DtJ = 12
Untuk pengaduk secara umum: DaDt
= 0,3 - 0,5
HDt =
CDt =
DdDa =
LDa =
Geankoplis,1983 Dengan:
Da =
Diameter pengaduk W
= Lebar blade
Dt =
Diameter tangki J
= Lebar baffle
H =
Tinggi cairan dalam tangki C
= Tinggi pengaduk dari dasar tangki
Dd =
Panjang tangkai pengaduk L
= Panjang baffle
DaDt digunakan 0,3 Da = 0,3
Da = 0,3 x 65,50
= in
= ft
Lebar blade =
15 Da = in
ft Panjang blade
= 14 Da =
in ft
Tinggi pengaduk dari dasar tangki =
13 x diameter dalam tangki =
13 x 65,50 =
in =
ft Panjang tankai pengaduk
= 23 x diameter pengaduk
19,650 14
1,638 3,930
0,328 4,913
0,409
21,833 1,819
3,085 0,002
1.655,503 103,350
1,000 13
23
Universitas Sumatera Utara
= 23 x 19,650
= in
= ft
H.Kecepatan putar pengaduk
Range kecepatan putar pengaduk 20-150 rpm Mc.Cabe.1993 Kecepatan putar N
= 20 rpm
= rps
Daya Pengaduk =
I.Perhitungan Jaket Pemanas
Jumlah air pendingin 25
o
C =
kgjam densitas air
= kgm3
laju alir air Qs =
diameter dalam jacket d =
diameter dalam + 2 x tebal dinding =
65,50 + 2 x 0,5 =
ft tinggi jaket = tinggi reaktor
= ft =
m Asumsi tebal jaket
= 5 in =
ft Diameter luar jaket
= +
2x0,417 =
ft luas yang dilalui air A =
A =
ft2 Kecepatan steam V
V =
mjam Tebal dinding jaket tj
Bahan Stainless Stell Plate tipe SA-340 14
3.008,654
5,500 7,724
2,354 0,417
5,5 6,333
7,741
0,390 13,100
1,092
0,333
996,6 3.008,654
= 3,019
m3jam 996,600
A = π
4 D 2−d2
A = π
4 , 2− , 2
V = Qs
A
V = ,
,
Universitas Sumatera Utara
P hidrostatik =
ρ x g x h =
996,6 x 9,8 x 2,354 =
pa =
psi P design =1,05 x P hidrostatik
= psi
tj =
in
18. COOLER C-01
Fungsi :
Untuk mendinginkan produk dari reaktor asam oksalat type
: Shell and tube heat exchanger
bahan :
Stell pipe IPS Temperatur fluida panas masuk T
2
= 80
o
C =
o
F Temperatur flluida panas keluar T
1
= 55
o
C =
o
F Temperatur fluida dingin masuk t
1
= 25
o
C =
o
F Temperatur fluida dingin keluar t
2
= 45
o
C =
o
F Dirt factor Rd fluida panas
= Dirt factor Rd fluida dingin
= Total Rd
= ΔP yang diizinkan
= 10 psi
Rate massa fluida yang masuk Wl =
kgjam =
lbjam Q media pendingin
= kkaljam
= btujam
Rate massa air dingin masuk W
1
= kgjam
38.410,475 152.297,53
2.542,552 176,0
131 77
113 0,001
0,001 0,002
2.298,869 5.068,087
3,357
3,525
1,250 22.992,809
tj= PD
2SE−0,6PD +nC tj=
, 2x18750 x 0,8−0,6 x ,
+10 tahun x 0,125 intahun
Universitas Sumatera Utara
= lbjam
Direncanakan dipakai Heat Exchanger dengan ukuran Bagian tube
: OD,BWG
: in
Pitch :
1 in triangular pitch panjang tube
: 16 ft
Dari tabel at
: in
a :
ft2 Passed
: 2
1.Neraca Massa dan Energi W larutan
: kgjam
= lbjam
Cp larutan :
kkalkg
o
C =
btulb
o
F Q larutan
: 5068,087 x 0,517 x 176 - 131
= btujam
2.Dt Untuk aliran counter - current ;
Ft = Kern,1983
Δt = FT x LMTD =
3 Temperatur kalorik Tc =
o
F tc
=
o
F 0,940
54,881 153,500
104,000 S
= t
2
- t
1
= 36
= 0,571
T
2
- t
1
63
o
F ln Δt
2
Δt
1
0,154 R
= T
2
- T
1
= 45
= 1,250
t
2
- t
1
36 131,0
suhu rendah 77,0
54,0
LMTD =
Δt
2
- Δt
1
= 9,000
= 58,384
0,517 0,517
118.000,274
Panas Dingin
Beda 176,0
suhu tinggi 113,0
63,0 5.605,310
1 12
0,063 0,131
2.298,869 5.068,087
Universitas Sumatera Utara
Trial U
D
Dari Kern,1983 diketaui overall design coeffecient U
D
untuk sistem cooler Light organik -air
= 75 -150 btuj.ft
2
.
o
F Kern,1983 tabel 8
Diambil harga UD =
112,5 btuj.ft
2
.
o
F Check Up
Q =
U
D
x Dt
x A
= ft
2
Nt =
a x
L =
= x
16 Digunakan 4 lewatan pada tube n-4
Standarisasi harga Nt Kern, tabel 9 : Untuk OD = 1 in, 8 BWG
NT standart =
A =
NT x a x L =
20 x 0,131 x 16 =
ft
2
= btuj.ft
2
.
o
F Jadi digunakan spesifikasi cooler :
Bagian Shell : IDs
= 1 in
n =
2 buah
B =
1 x IDs =
in Bagian Tube :
OD, BWG
Nt =
buah ID =
in Pt
= in
L =
ft a
= ft
2
ft n
= buah
at =
in
2
C = in
0,063 0,50
51,330
8 12
12 20
0,282 1
16 0,1309
2 28,67
A 28,67
13,69 0,131
20
41,888 U
D
koreksi =
Q =
118.000,274 A x Δ
t
41,888 x 54,881 A
= 118000,274
75 54,88
Universitas Sumatera Utara
EVALUASI PERPINDAHAN PANAS
Fluida panas ; Shell size, solution Fluida dingin : tube size, water
1 1
at = in
at =
Nt x at =
= ft
2
= ft
2
2 W
2 Gt =
wat as
= lbjam.ft
2
= lbjamft
2
3 Pada Tc =
o
F 3
Pada tc =
o
F μ =
0,765 Cp μ = 0,0251 Cp
= 1,855 lbft jam
= 0,0608 lbft jam
De = 0,73 in
De = 0,654 in
De = 0,061 in
De = 0,055 in
De x Gs De x Gs
= =
4 jH =
20 4
v =
5 Pada Tc =
o
F 3600 x r
k =
Wm
o
C =
btujft
2
.
o
F =
btujam ft
o
F c
= 0,32 btulb
o
F hi
= btuj.ft
2
.
o
F cμk
13
= hio =
hi.ID 280 x 0,282
6 ho = jH.kDecμk
13
.Փs =
= 7
Փs = 1 dan Փt =1 9.787,049
0,061 160.971,194
177.946,338
= 0,500
119,438 157,920
5.744,014 Gt
153,50 0,155
812,986 0,084
280 2,350
153,50 104,00
Re,s =
= 10.655,146
Re,t =
= m
1,855 m
0,347 0,032
Gs =
= 5.068,087
0,347 =
5.605,310 14.596,091
0,032 as
= IDs x CB
0,063 144.Pt.n
= 100
1,260 288,000
20 x 4
Universitas Sumatera Utara
8 Koefesien clean overall Uc h
io
x h
o
h
io
+ h
o
9 Dirt factor, R
d
: R
d
= U
C
- U
D
= =
U
C
x U
D
Preasure Drop
1 Untuk Res = 684,842 1
Untuk Ret =
f =
ft
2
in
2
f =
ft
2
in
2
s =
2 ft
2 Menghitung
Dp karena panjang =
pipa DP
t
= 5.22 x 10
10
x D x s x f
t
= ft
DP
t
= 3
= psi
= 3
Menghitung Dp karena tube
passes =
psi Untuk Gt =
DP
s
yang diijinkan = psi
V
2
Kern Gb. 27 memenuhi syarat
2g 4n
x V
2
s 2g
= psi
DP
T
= DP
t
+ DP
r
DP
T
= psi
DP
s
yang diijinkan = memenuhi syarat
DP
r
= 0,184
0,695 10
177946,338 DP
s
= f x G
s 2
x D
s
x N+1 0,511
5.22 x 10
10
x D
e
x s x f
s
12271442,36 3184200000
0,0039 10
= 0,023
7,680 Ds
= 25
f x G
t 2
x L x n 12
2,083 1621242845
3173760000 16,7
0,0027 6120
29.522,439 0,004
0,002 1
N+ 1 =
12L =
192 B
8 U
C
= =
18862 =
68,00 Btujamft
2 o
F 277
Universitas Sumatera Utara
19. FILTER PRESS FP-01
Fungsi :
Memisahkan antara gypsum cake dengan filtrat Tipe
: Horizontal Plate aand Frame Filter Press
Jumlah :
1 buah Kondisi
: P
= 1 atm
Komposisi filtrat :
fraksi
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O H
2
SO
4
Komposisi cake :
fraksi
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
SO
4
CaSO
4
Laju filtrat keluar :
kgjam :
lbjam ρ filtrat
: kgm
3
lbft
3
1 cycle =
jam =
detik Filtrat per cycle =
x 0,5 =
lb Volume filtrat
= ft
3
= m
3
μ cp
0,056 0,000
0,000 0,263
0,012 0,331
μ cp
0,003 0,001
0,000 0,000
0,000 0,500
0,503
68,025 0,5
1800 4245,294
2122,647 31,20378
0,88360
Jumlah 373,217
1,000 9418,500
2,369 2475,145
1.925,653 4.245,294
1.089,625 0,102
0,000 1840,000 0,434
0,503 369,521
0,990 2489,000 0,505
2464,356 0,001
0,000 1038,000 0,326
0,002 0,000
0,000 1207,000 0,352
0,001 3,127
0,008 944,500 0,311
7,913 0,465
0,001 1900,000 0,441
2,370
Komponen Massa
ρ μ
ρc kgjam
massa kgm
3
cp kgm
3
53,153 0,028
1840,000 0,434
50,788
Jumlah 1925,653
1,000 6929,500
1,864 1089,625
0,239 0,000
1207,000 0,352
0,150 1629,383
0,846 944,500
0,311 799,185
242,565 0,126
1900,000 0,441
239,334 0,313
0,000 1038,000
0,326 0,169
Komponen Massa
ρ μ
ρc kgjam
massa kgm
3
cp kgm
3
Universitas Sumatera Utara
Trial harga A yang memberikan waktu filtrasi yang sama dengan waktu filtrasi yang telah ditetapkan.
Trial : luas filter A =
ft
2
= m
2
Filter press beroperasi pada tekanan konstan. Mencari harga Kp
Kp = m.a.cs
Geankoplis, pers 14.2-14
Dimana : m
: Viskositas filtrat =
cp =
kgm.s cs
: kg solid m
3
filtrat A
: m
2
- DP : Tekanan filtrasi
Nm
2
= 65
- 75 psi
Perry, 5
th
ed. 19-67 a = k
1
SpVp
2
1 - e
Geankoplis, pers. 14.2-6 e
3
r
p
Dimana : a = Specific cake resistance
mkg k1 =
konstanta = S
p
= Luas permukaan partikel tunggal m
2
V
p
= Volume permukaan partikel tunggal m
3
e =
Porositas, diambil = r
p
= densitas
partikel solid dalam cake =
kg m
3
= lb ft
3
fs = shape factor =
Geankoplis Tabel 3.1-1 D
p
= 4
mm = m
S
p
= =
= V
p
fs. Dp a = k
1
SpVp
2
1 - e
= =
mkg e
3
r
p
c
x
. r
f
6 6
1851,9 0,00324
8294238,683 45428,159
182,579 cs =
1 - m.c
x
A
2
.- DP
0,00033079
4,17
0,42 2464,35644
153,850
0,81 0,0040
0,33079 0,323
0,030
0,030
Universitas Sumatera Utara
Dimana : c
x
= Fraksi massa solid dalam slurry =
m = Rasio massa wet cake dan dry cake, ditetapkan =
1 r
f
= Densitas filtrat = kg m
3
= lb ft
3
c
x
. r
f
= filtrat
maka ; Diambil, -
DP =
65 psi =
Nm
2
Mencari harga B : Geankoplis, pers. 14.2 - 15
Dimana : R
m
= Tahanan filter medium R
m
untuk cloth = m
-1
Wallas, hal 314
Mencari waktu filtrasi, t
f
: Kp.V
2
Waktu filtrasi sama dengan waktu yang ditetapkan A
= ft
2
= m
2
Waktu pencucian dicari dengan menggunakan hubungan ; t
w
= V
w
rate pencucian dimana ;
V
w
= volume air pencucian Sedangkan rate pencucian dicari dengan menggunakan
rumus 14.2-20 Geankoplis ; dt
Vf = volume filtrat
4052,7760 sm
6
0,9901 1089,6254
68,0253
0,323 0,030
Kp Vf + B =
245,828 sm
3
A.- DP
13455,95058
t
f
= + BV
= 1799,30
detik 2
B =
m.R
m
A.- DP
10000000000 B
= m.R
m
= 3307855,171
448159,4 Kp
= m.a.cs
= 1637377,627
= A
2
.- DP
404,0 cs =
1078,8371 =
108962,54 kg solid m
3
1 - m.c
x
0,0099
Universitas Sumatera Utara
= m
3
Diperoleh ; dV dt =
m
3
detik V
w
= Vf
= m
3
Jadi, t
w
= detik
Jadi waktu total = t
f
+ t
w
= detik =
menit
20. BAK PENAMPUNG BP-01
Fungsi :
Untuk menampung filtart dari Filter press Type
: Persegi panjang
Bahan :
Beton Total umpan masuk
= kgjam
= lbjam
r
larutan
= kgm
3
= lbft
3
Rate volumetrik =
Waktu tinggal =
jam Volume air kondensat =
ft
3
Volume air kondensat = volume bak
Volume bak =
= ft
3
Bak penampung berbentuk persegi panjang dengan perbandingan ukuran : p
: l
: t
= 3
: 2
: 1
Volume bak =
6 t
3
ft
3
= 6
t
3
t =
1 ft
Maka : panjang p =
ft lebar l
= ft
tinggi t =
ft
21. POMPA P-01
Fungsi :
Memompa larutan dari bak penampung Filter Press ke Evaporator
Jumlah :
1 buah
ditambah 1 pompa cadangan 12,4815
15,6019 80
15,60189 4,13
2,75 1,38
1925,653 4245,294
1089,625 680,25
6,241 ft
3
jam 2
12,482 80
30 0,884
0,2541 20
0,177 0,6956
1800,00
Universitas Sumatera Utara
Tipe :
Centrifugal Pump Suhu bahan
=
o
C =
o
K
fraksi
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O H
2
SO
4
Massa larutan =
kgjam = lbmjam
= kgm
3
= lbft
3
= cp
= lbmft.s
Rate volumetrik larutan =
ft
3
jam Rate volumetrik
= ft
3
jam = galmin
= cfs
Untuk bagian perpipaan akan direncanakan : Panjang pipa lurus
= m =
60 ft Beda ketinggian
= m
= 32 ft
Elbow 90
o
= 2 buah
Globe valve =
1 buah wide open
P
1
= atm =
psia P
2
= atm =
psia
Perhitungan diameter pipa :
Asumsi :Aliran turbulen N
Re
4000 Dari Peter and Timmerhaus edisi IV, hal 496 pers. 15 didapatkan persamaan :
Di, opt =
[3,9 x qf
0,45
x ρ
0,13
] Dimana :
Di,opt =
diameter dalam optimal, in qf
= flow rate larutan, ft
3
s ρ
= densitas larutan, lbft3
µ =
vikositas larutan, cp Di, opt
= x
0.45
x
0.13
= in
μ cp
0,056 0,000
0,000 0,263
0,012 0,331
3,9 0,01736
67,927 1,089
62,4986 7,793
0,017
14 9,763
1 14,696
1 14,696
1925,653 4245,36
densitas 1089,625
67,927 µ liquid
0,3308 0,0002223
62,4986 53,153
0,028 1840,000
0,434 50,788
Jumlah 1925,653
1,000 6929,500
1,864 1089,625
0,239 0,000
1207,000 0,352
0,150 1629,383
0,846 944,500
0,311 799,185
242,565 0,126
1900,000 0,441
239,334 0,313
0,000 1038,000
0,326 0,169
Komponen Massa
ρ μ
ρc kgjam
massa kgm
3
cp kgm
3
80 353,15
Universitas Sumatera Utara
Dipakai diameter standard in sch
80 App. A. 5-1, Geankoplis ID
= in
= ft
= m
A =
ft
2
OD =
in =
ft =
m Kecepatan aliran
= Q
= ft
3
s =
A ft
2
N
Re
= ID x
ρ x v =
x x
= aliran turbulen
Perlengkapan pompa : Discharge
55 2
Perhitungan Friksi : 1. Sudden Konstraksi
h
c
= K
c
x v
2
Pers. 2.10-16 Geankoplis
2 x
α k
c
x =
0,55 x 1 - A
2 2
A
1
A
2
, A
2
A
1
= 0 A
1
k
c
= x
2
2 x
= ft.lb
f
lb
m
2. Karena faktor gesekan pipa lurus Panjang pipa lurus
= ft
Bahan pipa : commercial steel
N
Re
= ε
= m
= ft
Commercial steel
Fig 2.10.3 Geankoplis
εD =
dari fig 2.10.3 Geankoplish didapat : 34909,279
0,000046 0,00015092
0,0007796 elbow 90
0,75 2
0,55 32,174
0,0030
30 0,5901
µ 0,0002223
34909,279 Jenis
kf Jumlah
Suction Pipa lurus ft
5 2,875
0,23958 0,07303
0,017 0,5901
0,02942 0,1936
67,927 0,5900995
2 12 2,323
0,19 0,05900492
0,02942
Universitas Sumatera Utara
f =
F
f
= 4 x f x
∆L x v
2
= 4 x
x x
2
= 3. Karena valve dan fitting
Elbow 90
o
K
f
=
Table 2.10-1 Geankoplis
h
f1
= 2 K
f1
= 2 x
x
2
2 x =
Globe valve wide open K
f
=
Table 2.10-1 Geankoplis
h
f2
= 1 K
f2
= 1 x
x
2
2 x =
h
f
= h
f1
+ h
f2
= 4. Sudden Expansi
K
ex
= 1 x 1 - A
1 2
A
2
A
1
, A
1
A
2
= 0 =
1 h
ex
= K
ex
x v
2
2 x g
c
= 1 x
2
2 x
32,164 0,0032
ft lb
f
lb
m
0,0114 ft lb
f
lb
m
A
2
0,5901 32,164
32,164 0,0081
ft lb
f
lb
m
0,6 v
2
2g
c
0,6 0,5901
0,5901 0,19
64,348 0,0117
ft lb
f
lb
m
0,75 v
2
2g
c
0,75 0,5901
0,0035
D 2g
c
0,0035 30
Universitas Sumatera Utara
= ∑F = h
c
+ F
f
+ h
f
+ h
ex
= +
+ +
=
Menghitung Power Pompa
Dari pers. 2.7-28 Geankoplis :
Datum : Z
2
= Discharge =
ft Z
1
= Tinggi liquid dalam tangki penampung datum =
P
1
= 1 atm
=
psia
=
lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm
=
psia
=
lb
f
ft
2
v
1
= 0 fts
karena tangki sangat besar maka v
1
=0 v
2
= fts
g =
ft
2
s g
c
= ft
2
s - W
s
= +
+ +
= ft lb
f
lb
m
Efisiensi pompa, h
p
merhauss, Gb. 14-37 hlm 520
mass flow rate,m= lb ft
3
= lb s
lb
m
ft lb
f
s lb
m
= ft lbf s
= hp
Efisiensi motor, h
m
= =
Peters Timmerhauss, Gb. 14-38 hlm 521
Konsumsi power = BHP
= hp
h
m
Jadi digunakan power pompa hp
0,1011 50
0,10 0,20
0,50 14
32,0678 68
0,017 ft
3
s 67,9272
1,1793 0,0054
ft lb
f
lb
m
0,0030 0,0117
0,0114 0,0054
0,0315 ft lb
f
lb
m
32
BHP = m x -W
s
= 37,816
55,6124 h
0,68 14,696
2116,282 14,696
2116,282 0,590
32,174 32,174
32 0,005
0,03150
Universitas Sumatera Utara
22. EVAPORATOR EV-01
Fungsi :
Memekatkan filtrat asam oksalat dari pompa Type
: Short tube Evaporator dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk
Dished Head Kapasitas
: kgjam
= lbjam
r :
kg m
3
= lbft
3
Suhu operasi :
o
C =
o
F Suhu larutan keluar
:
o
C =
o
F Tekanan operasi
: inHg
= psia
Suhu steam pemanas :
o
C =
o
K
Komponen kgm
3
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O H
2
SO
4
Jumlah
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O H
2
SO
4
m larutan :
cp = Pa.s
massa steam :
kghari =
lbjam Faktor kekotoran yang diijinkan :
untuk organik liquid 0,385
0,00038489 2348,40
5177,27 0,002
799,185 0,2664
0,878 0,54839
50,788 0,0621
0,028 0,0043
Jumlah 1089,63
0,385 0,95
0,5739 239,334
0,0563 0,046
0,0213 0,169
0,0001 0,000
0,0000 0,150
0,0000 0,000
0,00000
Komponen ρc
μc Cpc
kc kgm
3
cp kcalkg
o
C Wm
o
C 53,153
0,028 1840,0
2,250 1,029
0,155 1925,653
1,000
6929,5
3,698 3,469
1,150 0,239
0,000 1207,0
0,356 1,038
0,014 1629,383
0,846 944,5
0,315 1,038
0,648 242,565
0,126 1900,0
0,447 0,364
0,169 0,313
0,000 1038,0
0,330 0,000
0,164 148
421,15
Massa fraksi
ρ μ
Cp k
kgjam massa
cp kcalkg
o
C Wm
o
C 1925,65
4245,29 1089,625
68,03 100
212 100
212 25,96
3,8
Universitas Sumatera Utara
1. Perencanaan Shell and Tube
ft T
1
=
o
C t
2
= 100
o
C =
o
F =
o
F T
2
=
o
C t1
= 55
o
C =
o
F =
o
F Δt2 =
- Δt
1
= -
o
F
o
F DP yang diijinkan untuk masing-masing aliran =
10 psia 1 . Neraca Energi
Data dari neraca energi : Q
= kcaljam
= Btujam
2 . LMTD =
=
o
F Ln Dt
2
Dt
1
3. Temperatur kalorik Tc
= 2
=
o
F tc
= 2
=
o
F 4 . Trial U
D
Dari kern, 1983 diketahui overall design coeffecient UD untuk sistem heater steam - light organik
= 100-200
Kern,1983 tabel 8 Diambil harga UD
= Direncanakan tipe HE 1-2, dengan bagian tube Kern,tabel 10 :
12 OD, 20 BWG, dan l = 12 ft Square Pitch OD,
20 BWG, dan l = 12
Sequare Pitch ID
= in
a =
in ft
2
ft a
= in
2
Pt =
Square pitch
Check U
D
A =
= 150
Q 3337168,38
U
D
x Dt
LMTD
150 x 127,2 298,4 + 298,4
298,4 130,3 + 204,8
171,15
12 0,430
0,1309 0,145
1 86,4
168,1
841500,38 3337168,38
Dt
2
- Dt
1
122,752 148
298,4 130,3
298,4 212
298,4 130,3
148 298,4
212
Universitas Sumatera Utara
A =
ft
2
Nt =
a x
l =
= x
12 digunakan 1 lewatan pada tube n = 1.
Standarisasi harga Nt Kern, tabel 9 : 1 square pitch
Untuk OD = in,
BWG, square pitch
Nt standard = buah
A =
= x
x 12
= ft
2
U
D
koreksi =
= A
x DT
x =
btuj.ft
2
.
o
F Perencanaan shell and tube :
- Tipe HE 1-2
Bagian Shell : IDs
= in
n =
buah B
= =
in Bagian Tube :
OD, BWG
Nt = buah
ID = in
Pt = in
L =
ft a =
ft
2
ft n
= buah
at = in
2
C = in
Fluida panas : steam, tube Fluida dingin: larutan, shell
4 Nt x at
4 =
ft
2
= 5
Gc = was
5 Gt = Wat =
ft
2
6 Re,s
= De.Gsm
μ = 20
0,138 0,162
26.286,365 =
5.177,27 =
37.529,697 0,138
0,931 1
12 0,131
1 0,145
0,50
at = as
= ID.C.B.l
144.n 144. Pt.n
215,20 122,8
126
15 14 1
0,2 x IDS 3,05
12 137
0,430 0,1309
12 20
137 Nt x a x 1
137 0,1309
215,200 Q
3337168,38 181,24
A 181,24
115
Universitas Sumatera Utara
De = in
6 Re,t =
D.Gtm =
lbj.ft
2
D =
ft Re, s =
= T
=
o
F 7
jH =
μ = lbft j
8 . k =
Re, t =
= btuj.ft
2
.
o
Fft Ft =
1 c
= kcalkg.K
= btulb.
o
F 7 hio
= btuj.ft
2
.
o
F m =
lbj.ft c
mk
13
= 9
ho = jH.kDe.cμk13FsՓs
= Perhitungan Uc :
Uc = hio x ho
= btuj.ft
2
.
o
F hio + ho
Perhitungan Rd : =
Uc - U
D
= Uc x U
D
memenuhi dingin : larutan, shell
1 . Nre,t =
1 . Nre,s = f
= ft
2
in
2
fig. 26
f =
ft
2
in
2
v =
ft
3
lb
tabel. 7 Kern fig 29
ρ = n
= 1
s =
= lbft
3
N+1 = 12 x L =
12 x
12 s
= B
= =
2 . DPt = f x Gt
2
x L x n 2 .
DPs
= Gs
2
IDs x N+1 5,22 x 10
10
x Dex s x Fs
= psi
= psi
memenuhi syarat memenuhi syarat
0,0372
0,022 0,02
6,449 1
v 1,0884
2,3261 ρ
62,5 47 15
3
5.22. x10
10
x D x s x Ft x
Rd 0,0027
0,0027 0,002
Fluida panas : steam, tube 34731,770
1938,340 0,0002
0,0018 34.731,8
0,953 0,953
0,953 1500
0,931 1,165
217,815 190,20
0,95 0,0792
0,0358 1938,3
298,40 35
0,0387 0,5739 WmK
Universitas Sumatera Utara
2. Perhitungan dimensi evaporator a. Luas yang dibutuhkan,At
Sistem penyusunan tube secara square pitch, maka Pt =
1 At =
Nt x Ay x L =
in
2
b. Luas total A total
= A center well + A tube
π4D2 =
π4D42 + 17856 D
= in
c. Center Down take
Diameter center well =
D4 =
in
A. Menentukan volume tangki
rate larutan = kghari
= lbjam
r larutan = kg m
3
= lb ft
3
Rate larutan =
ft
3
jam Dengan waktu tinggal 1 jam dimana volume larutan mengisi 80 volume tangki
digunakan 1 buah tangki
Volume larutan dalam tangki = rate massa masuk x waktu tinggal
r
solid campuran
= =
ft
3
Jadi volume larutan dalam tangki =
ft
3
Volume larutan =
volume tangki Volume tangki
= Volume larutan dalam tangki Volume tangki
= ft
3
B. Dimensi Tangki
78,009 1089,625
68,025 62,4076
20190,096 x 1 68,025
62,408 80
0,8 62,41
19.728
163,727
40,932
1925,65 4245,294
Universitas Sumatera Utara
Bentuk tangki : silinder tegak, dengan tutup atas dan tutup bawah
berbentuk dished head H D
= 1,5
Vsilinder =
p D
2
H 4
V
silinder
= D
3
Volume Dish V
dish
= =
D
3
in
3
dengan D dalam inchi, V
dish
= D
3
ft
3
Maka Volume total ; Vt
= =
p 4 x D
2
x H + 2 x 0,0847D
3
Vt =
1,117 D
3
+ 0,1694 D
3
= 1,3469D
3
D =
ft =
in Maka digunakan
Hs =
ft =
in
C. Menentukan Tekanan Desain P
d
P total = P hidrostatik + P dalam tangki =
r x gg
c
x Hs + 3,8
= 68,025 x 1 x 5,8036144 + 3,8
= psi
P desain =
x P total =
x =
psi
D. Menentukan Dimensi Tangki Tebal bagian silinder ts
Dari App. D, Brownell Young , hal 342 untuk bahan konstruksi stainless steels SA-240 Grade M Type 316, diperoleh;
f =
psi Faktor korosi, C
= in
6,87
18750 0,125
5,8036 69,64
6,54 1,05
1,05 6,54
1,1775 0,000049 x D
3
0,000049 0,0847
Volume silinder + Volume tutup atas
78,009 3,869
46,429
Universitas Sumatera Utara
Sambungan las tipe double welded butt joint Efisiensi las, E
= 0,8
Table 13.2 Brownell and Young
dimana : t ts
= tebal bagian silinder in
Pd = tekanan dalam bejana lb in
2
ri =
jari - jari dalam shell in f
= allowable strees lbin
2
E =
faktor pengelasan C
= faktor korosi in
= =
in tebal shell standart, ts =
in = in
Check : OD
= ID + 2 t
s
= + 2 x
= in
Diambil OD standard = 54 in
= 4,5 ft
Table 5.7 Brownell and young
Koreksi : ID
= in
= ft
H =
in =
ft
Tebal tutup atas dan tutup bawah
Tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished heads jari - jari dished =
r =
27 in
Table 5.7 Brownell and Young
f =
E =
C =
Pd = psi
t =
Pers13.12 Brownell Young, hal 258
f x E - 0.1 x Pd =
= in
Dipakai tebal tutup standar =
in =
14 in 0,125
= 164
+ 18750 x 0,8 -0,1 x 6,87
14999,31 0,136
0,25 18750
0,8 0,125
6,87 0.885 x Pd x r
+ C
0,885 x 6,87 x 27 +
0,250 14
46,43 14
46,929
53,5 4,458
80,25 6,688
6,87 x 46,4292 +
0,0125 18750 x 0.8 - 0.6 x 6,87
0,136
0,125
Universitas Sumatera Utara
Tinggi tutup
Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish
= in
icr inside corner radius = =
in BC =
r -
icr =
84 -
= in =
ft AB = ID2
- icr =
- =
in = ft
b = r - BC
2
- AB
2 0.5
= in
= ft
Tinggi dish = b
ft =
in =
Tinggi dish
ft =
m Tinggi tutup atas =
VO = in
E. Menentukan tinggi larutan dalam tangki
