LD.13 Tangki Filtrasi V-06 Fungsi
: Menyaring endapan flok-flok yang masih terikut dengan air yang keluar dari Clarifier V-05
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan
: Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28
o
C Laju massa air F = 40.530,2172 kgjam
Densitas air ρ = 996,24 kgm
3
= 62,19389 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003
Tangki Filtrasi dirancang untuk penampungan 1 jam operasi. Direncanakan volume bahan penyaring =
1 3
volume tangki Faktor keamanan = 20
Tangki filtrasi dirancang untuk penampungan 14 jam operasi. Tangki filtrasi dirancang untuk volume bahan penyaring 13 volume tangki
Perhitungan : a. Volume tangki
Volume air, V
a
=
3
kgm 996,24
jam 0,25
kgjam 2
40.530,217 ×
= 10,1708 m
3
Volume tangki = 1,2 × 10,1708 m
3
= 13,5611 m
3
b. Diameter tangki
∼
Volume silinder tangki V
s
Vs = ......................................................................... Brownell, 1959
Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki H
s
: D = 4 : 3
H
s
½ D
Universitas Sumatera Utara
Vs =
∼
Volume ellipsoidal Ve ½ D
H
e
Perbandingan tinggi ellipsoidal dengan diameter tangki H
e
: D = 1:4 V
e
= ..................................................................................... Perry, 1999
∼
Volume tangki V V = V
s
+ 2V
e
=
13,5611 m
3
= 1,308997 D
3
D = 2,18 m = 85,8256 in H
s
= 43 × D = 2, 9066 m c.
Diameter ellipsoidal = diameter tangki = 2,18 m Tinggi tutup =
4 m
2,18
= 0,545 m Tinggi total tangki = 2,9066 + 2 × 0,545 m = 3,9966 m
Tinggi penyaring = 14 × 3,9966 m = 0,9992 m
Tinggi air dalam tangki = 34 × 3,9966 m = 2,9975 m d. Tebal tangki
Tekanan hidrostatik : P =
ρ × g × h = 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 2,9975 = 29,2647 kPa Tekanan operasi : P
operasi
= 101,325 kPa P
total
= 101,325 kPa + 29,2647 kPa = 130,5897 kPa Faktor keamanan : 20
P
design
= 1,2 130,5897 kPa = 156,7077 kPa
Joint efficiency : E = 0,8 Brownell, 1959
Allowable stress : S = 17500 psia = 120658,248 kPa Brownell, 1959
Faktor korosi : C =
1 80
in Peters, 2004
Umur alat : n = 10 tahun
Tebal shell tangki :
Universitas Sumatera Utara
in 0,1947
in 10
kPa 156,7077
1,2 0,8
kPa 48
120.658,2 2
in 85,8256
kPa 156,7077
C n
1,2P 2SE
PD t
80 1
= +
− =
+ −
=
Tebal shell standard yang digunakan = 14 in Brownell, 1959
LD.14 Pompa Filtrasi J-07 Fungsi
: Memompa air dari Tangki Filtrasi V-06 ke Tangki Utilitas V-06
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel
Kondisi operasi : Temperatur
= 28
o
C Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,19389 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 Viskositas air
µ = 0,836 cP = 0,000562 lb
m
ft s Geankoplis, 2003 Laju alir massa F = 40.530,2172 kgjam
Debit airlaju alir volumetrik, Q =
ρ F
=
sjam .3600
kgm 996,24
kgjam 2
40.530,217
3
= 0,0113 m
3
s = 0,3991 ft
3
s
Desain pompa : Untuk aliran turbulen, N
Re
2100 Di
,opt
= 0,363 × Q
0,45
× ρ
0,13
Peters, 2004 = 0,363 0,0113 m
3
s
0,45
996,24 kgm
3 0,13
= 0,1185 m = 4,664 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 5 in
Universitas Sumatera Utara
Schedule number : 40
Diameter Dalam ID : 5,047 in = 0,4206 ft
Diameter Luar OD : 5,563 in = 0,4636 ft
Luas penampang dalam A : 0,139 ft
2
Kecepatan linier, v = A
Q =
2 3
ft 139
, s
ft 3991
, = 2,871 fts
Bilangan Reynold : N
Re
= µ
D ρ
× × v
Peters, 2004
= lbmft.s
0.000562 ft
4206 ,
fts 871
, 2
lbmft 1939
, 62
3
× ×
= 133.680,8706 aliran turbulen Untuk pipa Commercial Steel, diperoleh harga
ε = 0,000046 ; εD = 0,0001, pada N
Re
= 133.680,8706 diperoleh harga faktor fanning f = 0,00475 Geankoplis, 1997.
Friction loss : 1 sharp edge entrance, h
c
= 0,55 ×
c
v g
. .
2 A
A 1
2 1
2
α
×
− =
174 ,
32 1
2 871
, 2
1 55
,
2
× −
× = 0,0705 ft.lbflbm
4 elbow 90° h
f
= n.Kf.
c
v g
2
2
= 4.0,75 174
, 32
. 1
. 2
871 ,
2
2
= 0,3843 ft.lbflbm 1 check valve
h
f
= n.K.f.
c
v g
. 2
2
= 1.2 174
, 32
. 1
. 2
871 ,
2
2
= 0,2562 ft.lbflbm Pipa lurus 30 ft
F
f
= 4f.
c 2
D.2g ΔL.v
= 4.0,00475. 174
, 32
2 .
4206 ,
2,871 .
30
2
= 0,1736 ft.lbflbm 1 sharp edge exit
h
ex
= n.
c 2
2 2
1
g 2.
α. .
A A
1 v
−
= 1. 174
, 32
1 2
871 ,
2 .
1
2 2
−
Universitas Sumatera Utara
= 0,1281 ft.lbflbm Total friction loss
∑F = 1,0126 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli :
W F
ρ P
P z
z g
g g
2 1
s 1
2 1
2 c
2 1
2 2
c
= +
∑ +
− +
− +
− v v
Geankoplis, 2003
Di mana : v
1
= v
2
; ∆v
2
= 0 ; P
1
= P
2
; ∆P = 0
tinggi pemompaan ∆z = 30 ft
W 1,0126
30 .
32,174 32,174
s
= +
+ +
+
-W
s
= 31,0126 ft.lbflbm Efisiensi pompa,
η= 80 Wp = -Ws
η = 38,7658 ft.lbflbm Daya pompa: P
= m × Wp =
ft.lbflbm ,7658
38 lbms
3600 0,45359
2 40.530,217
×
×
ft.lbfs 550
hp 1
= 1,7494 hp Digunakan daya motor standard 2 hp
LD.15 Tangki Utilitas 1 V-07 Fungsi
: Menampung air sementara dari Sand Filter V-06 Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-212, Grade B Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28 C
Tekanan = 1 atm
Universitas Sumatera Utara
Laju massa air = 40.530,2172 kgjam
Densitas air = 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003 Kebutuhan perancangan
= 3 jam Faktor keamanan
= 20
Desain Tangki a. Volume tangki
Volume air,
3 a
kgm 996,24
jam 3
kgjam 2
40.530,217 V
× =
= 122,0496 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 122,0496 m
3
= 146,4595 m
3
b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3
