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
D. Menentukan tinggi tutup atas
Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish
= in
icr inside corner radius =
in BC
= r - Icr
= 72 - 4 38
= in
= ft
AB =
ID2 - icr =
- =
in =
ft b
= r - BC
2
- AB
2 0,5
= 72 - 67,6
2
- 31,38
0,5
= in
= ft
Tinggi dish =b =
m Jadi tinggi tutup atas, VO
= b + t
= 0,021+ 1,004
= ft
F. Perkiraan tinggi bejana
Tinggi total =
Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder =
1,029 x 2 + 9 =
ft +
0,125 18.750
1,029
11,057 67,6
5,635 35,75
4,4 31,38
2,615
12,094 1,008
0,307 21,620
t = 0,171
in
72 4 38
t = +
C t =
0,889 21,620
36,000
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 71,5 =
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 71,5
= in
= ft
Panjang tankai pengaduk =
23 x diameter pengaduk 21,450
14
1,788 4,290
0,358 5,363
0,447
23,833 1,986
3,085 0,002
1.655,503 103,350
1,000 13
23
Universitas Sumatera Utara
= 23 x 21,450
= in
= ft
H.Kecepatan putar pengaduk
Range kecepatan putar pengaduk 20-150 rpm Mc.Cabe.1993 Kecepatan putar N
= 20 rpm
= rps
Daya Pengaduk =
0,25 Hp
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 =
71,5 + 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
3.610,385
6,000 8,208
2,502 0,417
6,0 6,833
8,395
0,432 14,300
1,192
0,333
996,6 3.610,385
= 3,623
m3jam 996,600
A = π
4 D 2−d2
A = π
4 , 2− 2
V = Qs
A
V = ,
,
Universitas Sumatera Utara
Bahan Stainless Stell Plate tipe SA-340 P hidrostatik
= ρ x g x h
= 996,6 x 9,8 x 8,502
= 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
46.092,570 182.757,04
176,0 131
77 113
0,001 0,001
0,002
2.758,643 6.081,705
3,567
3,746
1,250 24.433,506
tj= PD
2SE−0,6PD +nC tj=
3,746 2x18750 x 0,8−0,6 x3,746 +10 tahun x 0,125 intahun
Universitas Sumatera Utara
Rate massa air dingin masuk W
1
= kgjam
= 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
: 6081,705 x 0,517 x 204,8 - 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
54,881 153,50
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
141.600,329
Panas Dingin
Beda 176,0
suhu tinggi 113,0
63,0 3.610,385
7.959,455
1 12
0,063 0,131
2.758,643 6.081,705
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 0,1963 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
61,596
8 12
12 20
0,282 1
16 0,1309
2 34,40
A 34,40
16,43 0,131
20
41,888 U
D
koreksi =
Q =
141.600,329 A x Δ
t
1325,418 x 66,962 A
= 141600,329
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 =
35 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 0,654
6 ho = jH.kDecμk
13
.Փs =
= 7
Փs = 1 dan Փt =1 14.008,642
0,061 230.405,288
254.702,573
= 0,750
155,347 157,920
6.892,817 Gt
153,50 0,115
1.163,663 0,084
280 2,350
153,50 104,00
Re,s =
= 12.786,176
Re,t =
= m
1,855 m
0,347 0,031
Gs =
= 6.081,705
0,347 =
7.959,455 17.515,309
0,031 as
= IDs x CB
0,063 144.Pt.n
= 100
1,250 288,000
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
1,231 10
254702,573 DP
s
= f x G
s 2
x D
s
x N+1 1,047
5.22 x 10
10
x D
e
x s x f
s
17670877,06 3184200000
0,0055 10
= 0,023
7,680 Ds
= 25
f x G
t 2
x L x n 12
2,083 3321518110
3173760000 16,7
0,0024 7048
29.522,439 0,004
0,002 1
N+ 1 =
12L =
192 B
8 U
C
= =
24532 =
78,31 Btujamft
2 o
F 313
Universitas Sumatera Utara
18.FILTER PRESS
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 5104,128
2552,064 37,51639
1,06235
Jumlah 447,860
1,000 9418,500
2,369 2475,145
2.315,217 5.104,128
1.089,625 0,122
0,000 1840,000 0,434
0,503 443,426
0,990 2489,000 0,505
2464,356 0,001
0,000 1038,000 0,326
0,002 0,001
0,000 1207,000 0,352
0,001 3,752
0,008 944,500 0,311
7,913 0,559
0,001 1900,000 0,441
2,370
Komponen Massa
ρ μ
ρc kgjam
massa kgm
3
cp kgm
3
63,905 0,028
1840,000 0,434
50,788
Jumlah 2315,217
1,000 6929,500
1,864 1089,625
0,288 0,000
1207,000 0,352
0,150 1959,012
0,846 944,500
0,311 799,185
291,637 0,126
1900,000 0,441
239,334 0,376
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
Dimana : 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 0,390
0,036
0,036
Universitas Sumatera Utara
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
= m
3
2782,9548 sm
6
0,9901 1089,6254
68,0253
0,390 0,036
Kp Vf + B 1,062
= 203,708
sm
3
A.- DP
16238,18947
t
f
= + BV
= 1786,82
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
588,4 cs =
1078,8371 =
108962,54 kg solid m
3
1 - m.c
x
0,0099
Universitas Sumatera Utara
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 B-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 Tipe
: Centrifugal Pump
15,0066 18,7582
80
18,7582 4,39
2,92 1,46
2315,217 5104,128
1089,625 680,25
7,503 ft
3
jam 2
15,007 80
29,794 0,2549
20 0,212
0,8335 1787,65
Universitas Sumatera Utara
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
Dipakai diameter standard in sch
80 App. A. 5-1, Geankoplis
μ cp
0,056 0,000
0,000 0,263
0,012 0,331
3,9 0,02087
67,927 1,1832
2 12 75,1423
9,369 0,021
14 9,763
1 14,696
1 14,696
2315,217 5104,21
densitas 1089,625
67,927 µ liquid
0,3308 0,0002223
75,1423 63,905
0,028 1840,000
0,434 50,788
Jumlah 2315,217
1,000 6929,500
1,864 1089,625
0,288 0,000
1207,000 0,352
0,150 1959,012
0,846 944,500
0,311 799,185
291,637 0,126
1900,000 0,441
239,334 0,376
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
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 : f
= 41971,522
0,000046 0,00015092
0,0007796 0,0035
elbow 90 0,75
2
0,55 32,174
0,0043
30 0,7095
µ 0,0002223
41971,522 Jenis
kf Jumlah
Suction Pipa lurus ft
5 2,875
0,23958 0,07303
0,021 0,7095
0,02942 0,1936
67,927 0,7094783
2,323 0,19
0,05900492 0,02942
Universitas Sumatera Utara
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
= 0,0078
ft lb
f
lb
m
32,164 0,0047
ft lb
f
lb
m
0,0164 ft lb
f
lb
m
A
2
0,7095 32,164
32,164 0,0117
ft lb
f
lb
m
0,6 v
2
2g
c
0,6 0,7095
0,7095 0,19
64,348 0,0170
ft lb
f
lb
m
0,75 v
2
2g
c
0,75 0,7095
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
0,1216 50
0,12 0,24
0,50 14
32,0842 68
0,021 ft
3
s 67,9272
1,4178 0,0043
0,0170 0,0164
0,0078 0,0455
ft lb
f
lb
m
32
BHP = m x -W
s
= 45,490
66,8972 h
0,68 14,696
2116,282 14,696
2116,282 0,709
32,174 32,174
32 0,008
0,04553
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
0,385 0,00038489
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 63,905
0,028 1840,0
2,250 1,029
0,155 2315,217
1,000
6929,5
3,698 3,469
1,150 0,288
0,000 1207,0
0,356 1,038
0,014 1959,012
0,846 944,5
0,315 1,038
0,648 291,637
0,126 1900,0
0,447 0,364
0,169 0,376
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 2315,22
5104,13 1089,625
68,03 100
212 100
212 25,96
3,8
Universitas Sumatera Utara
massa steam :
kghari =
lbjam Faktor kekotoran yang diijinkan :
untuk organik liquid
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 150
298,4 + 298,4 298,4
130,3 + 204,8 171,15
12 0,430
0,1309 0,145
1 86,4
168,1
1009800,45 4004602,06
Dt
2
- Dt
1
122,752 148
298,4 130,3
298,4 212
298,4 130,3
1992,51 4392,68
0,002 148
298,4 212
Universitas Sumatera Utara
Check U
D
A =
= 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
16
0,161 0,162
1 12
0,131 1
0,145 0,50
at = as
= ID.C.B.l
144.n 144. Pt.n
251,33 122,8
130
15 14 1
0,2 x IDS 3,05
12 160
0,430 0,1309
12 16
160 Nt x a x 1
160 0,1309
251,328 Q
4004602,06 Q
4004602,06 U
D
x Dt
LMTD
150 x 127,2 217,49
A 217,49
138
Universitas Sumatera Utara
5 Gt = Wat =
ft
2
6 Re,s
= De.Gsm
μ = 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 Fluida 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 0,0372
6,449 1
v 1,0884
2,3261 ρ
62,5 47 15
3 Rd
0,0024 0,0024
0,002 Fluida panas : steam, tube
25232,239 2330,472
0,0002 0,0018
25.232,2 0,953
0,953 0,953
1800 0,931
1,165 211,591
189,33 0,95
0,0792 0,0358
2330,5 298,40
34 0,0387
0,5739 WmK 31.604,169
= 4.392,68
= 27.264,901
0,161 0,931
Universitas Sumatera Utara
5,22 x 10
10
x Dex s x Fs
= psi
= psi
memenuhi syarat memenuhi syarat
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 1089,625
68,025 75,0328
20190,096 x 1 68,025
75,033 80
0,8 75,03
0,012 0,02
23.040
176,938
44,234
2315,22 5104,128
5.22. x10
10
x D x s x Ft x
Universitas Sumatera Utara
Volume tangki =
ft
3
B. Dimensi Tangki
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
= 68,017 x 1 x 9,664 +6,508144
= 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 7,05
6,1712 74,05
6,72 1,05
1,05 6,72
93,791
1,1775 0,000049 x D
3
0,000049 0,0847
Volume silinder + Volume tutup atas
93,791 4,1141
49,369
Universitas Sumatera Utara
steels SA-240 Grade M Type 316, diperoleh; f
= psi
Faktor korosi, C =
in 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 18750
0,8 0,125
7,05 0.885 x Pd x r
+ C
0,250 14
49,37 14
49,869
53,5 4,458
80,25 6,688
18750 0,125
6,72 x 38,657 +
0,0125 18750 x 0.8 - 0.6 x 6,72
0,137
Universitas Sumatera Utara
= =
in Dipakai tebal tutup standar
= in
= 14 in
Tinggi tutup
Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish
= in
icr inside corner radius = =
in BC =
r -
icr =
54 -
= 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
