TUGAS TRANSPORTASI FLUIDA

Dosen: Dr.Ir. Ahmad Rifandi, MScTanggal Penugasan : 04 Juni 2014Tanggal Pengumpulan : 01 Juli 2014

oleh :Ulfia Tiaravani121424031Kelas 2A-TKPB

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014

Tugas 1FLOW DIAGRAMLCLT9 m1,5 m3 m3,5 m2 m2,5 m2 m

6 m

Diketahui: Kapasitas pompa: 30 L/menit Kedalaman air tanah: 9 m Tinggi tangki dari permukaan tanah: 6 m Kondisi atmosferik Densitas air= 997,08 kg/m3 Viskositas air= 0,8937 x 10-3 kg/msDitanyakan: Berapa head dan power yang dihasilkan umtuk memompa air ke tangki? Sesuaikan hasil yang didapat dengan pompa yang ada di pasaran, pompa apa yang cocok! Bagaimana sistem pengendaliannya (otomatis)?Jawab:I. Estimasi Diameter Pipa yang DibutuhkanKapasitas Pompa= 30 = 5 x 10-4 m3/sMass Flow (G)= 5 x 10-4 = 0,49854 kg/sVolumetric Flow (Q) = = = 5 x 10-4 m3/sMenggunakan rumus economic pipe diameter,d optimum= 293 G0,53 -0,37 = 293 x 0,498540,53 x -0,37 = 15,74 mmPilih diameter yang lebih besar= 20 mm= 20 x 10-3 mCross-sectional area (A) = d2 = (20 x 10-3)2 = 3,14 x 10-4 m2

II. Kalkulasi Pressure DropKecepatan fluida (v)= = = 1,592 m/sFriction loss per unit length, f1:NRe = = = 35523,13 Menggunakan commercial steel pipe, absolute roughness (coulson 4th edition, Vol 6, Table 5.2)= 0,046 mm eRelative roughness = = = 2,3 x 10-3Untuk mencari friction factor plot NRe dan e/d di pipe friction chart vs Re (Coulson), diperoleh nilai f= 0,0050f1 = 8 f () = 8 x 0,005 ( ) = 2527,063 Pa = 2,527 kPaFriction loss= 2,527 x 1,22 = 3,638 kPa/mDesign untuk maksimum flow rate = (20%G) + G= (0,49854) + 0,49854 = 0,5982 kg/s

III. Kalkulasi Miscellaneous Losses (Dynamic Head)SuctionLength = 9 + 1,5 = 10,5 mBend = 1 x 30 x 20 x 10-3 = 0,6 m= 11,1 mValve = 0 x 18 x 20 x 10-3 = 0 m f = 2,527 x 11,1 = 28,0497 kPa

DischargeLength = 3 + 3,5 + 2 + 2,5 + 2 + 1= 14 mBend = 4 x 30 x 20 x 10-3 = 2,4 m = 16,76 mValve = 1 x 18 x 20 x 10-3 = 0,36 m f = 2,527 x 16,76 = 42,35 kPaControl valve pressure drop, normal= 140 kPa (1,22) max= 200 kPaIV. Kalkulasi Static HeadSuctionP= 997,08 x 9,8 x 9 = 87942,456 Pa = 87,94 kPaDischargeP= 997,08 x 9,8 x 6 = 58628,3 Pa = 58,628 kPa

V. Kalkulasi Total Pressure & Total HeadSuctionP = 28,0497 + 87,94 = 115,9897 kPaDischargeP = 42,35 + 58,628 = 100,978 kPaP= 140 kPaTotal pressure = 115,9897 + 100,978 + 140 = 356,9677 kPaP= g zTotal head= z = = = 36,53 m

VI. Kalkulasi Daya Pompa (Power)Daya Pompa (Power)= P x Q = 356,9677 x 103 x 5 x 10-4 = 178,48 WattPump selection: flow rate= 5 x 10-4 = 1,8 m3/jam

VII. Pump and Line Calculation Sheet

Job No.1

FluidWaterDischarge Calculation

T (C)25Line size (mm)20

FlowNormalMaxUnits

(kg/m3)997,08V2Velocity1,5922m/s

(kg/ms)0,8937 x 10-3Friction loss2,5273,638kPa/m

Normal flow (kg/s)0,49854L2Line length16,76-m

Design max flow (kg/s)0,5982Line loss16,76-kPa

Suction Calculation30%Control valve140200kPa

Line size (diameter) (mm)20Static head6-m

FlowNormalMaxUnits58,628-kPa

v1Velocity1,5922m/sTotal

Friction loss2,5273,638kPa/mPressure356,9677 kPa

L1Line length11,1-mHead36,53 m

Line loss11,1-kPaMax flow1,8 m3/jam

Z1Static head99mPower178,48 Watt

87,9487,94kPa

VIII. Jenis Pompa yang Cocok dengan Pompa yang Ada di Pasaran

Head suction9 m

Head discharge6 m

Total Pressure356,9677 kPa

Total head36,53 m

Max flow1,8 m3/jam

Kapasitas pompa30 L/menit

Power178,48 Watt

Pompa yang cocok:Pompa Shimizu : PS-226 BIT

Source URL:http://jualpompaair.blogspot.com/2011/09/shimizu-ps-226-bit.htmlhttp://lidahwali.blogspot.com/2013/12/daftar-harga-pompa-air-shimizu-sanyo.html

IX. Sistem Pengendalian Level cairan pada tangki dikontrol secara otomatis oleh suatu mekanisme pengaturan yang akan mengisi air bila volume air tinggal sedikit dan menghentikannya bila sudah penuh. Pengendalian level ini bisa menggunakan modelLevel Switchyaitu menggunakan kontakrelayyang bersifat elektrik,dan ada juga yang menyebutnya liquid level relay. Nama yang lebih familiar di beberapa tempat untuk model ini adalah Radar. Sebetulnya ini adalah nama merk. Bola pelampung diganti dengan 2 buah sinker (pemberat) yang dipasang menggantung dalam satu tali. Kemudian sistem pengaturannya menggunakan kontakrelayyang dihubungkan dengan mesin pompa air melalui kabel listrik. Saat level air di tangki rendah maka mesin air akanstart dan kemudianstopbila levelnya sudah tinggi, sesuai dengansettingposisi dari dua buah sinker tersebut. Sistem ini relatif lebih handal dalam menghindari kebocoran seperti pada modelball-floater, karena mesin pompa air bisa dimatikan secara langsung.Cara kerjaLevel Control Switch

Seperti pada gambar, sistemlevel switchmempunyai cara kerja yang cukup sederhana. Saat air mencapai setengah dari pemberat yang bawah(levellow) maka dua pemberat (sinker) akan menggantungdimana total beratnya akan mampu menarikswitchyang ada padaswitch bodydi bagian atas.Switchyang tertarik pemberat akan membuat kontakrelaymenjadiclosedan arus listrik akan mengalir melalui kabel ke mesin pompa airyang kemudianstartdan mengisi air ke dalam tangki hingga mencapai levelhigh. Saat air mendekati levelhigh, maka pemberat bagian bawah akan mengambang dan saat level air mencapai setengah dari pemberat bagian atas makalevel switchakan kembali ke posisi awal (dengan bantuan pegas yang ada dalamswitch body) sehingga kontakrelayakan menjadiopendan arus listrik terputus sehingga mesin pompa airstopsecara otomatis. Batas levelhighdan levellowdalam tangki dapat di-settingsesuai keinginan, dengan mengatur ketinggian dari dua pemberat ini. Cukup dengan mengatur panjang talinya dan kemudian dikencangkan kembali ikatannya. Jikasettinglevellow-nya dinaikkan (pemberat bagian bawah posisinya lebih naik), maka volume air dalam tangki akan masih tersisa banyak sesaat sebelum air diisikan kembali. Begitu pula jikasettinglevelhigh-nya dinaikkan (dengan menaikkan lagi posisi pemberat bagian atas), maka volume air akan bisa mendekati maksimum kapasitas yang bisa ditampung dalam tangki sesaat setelah mesin air dimatikan. Hanya perlu diperhatikan, bila jarak antara kedua pemberat sangat pendek (sehingga jarak levellowdanhigh berdekatan) maka akibatnya interval pengisian air akan lebih singkat sehingga mesin pompa air akan semakin sering start-stop. Apalagi jika tangki yang digunakan memiliki kapasitas kecil, misalnya 250 liter. Startmesin pompa air akan menyerap daya listrik yang cukup besar. Karena itusettingpemberat ini lebih disesuaikan pada kebutuhan dengan pertimbangan aspek volume cadangan air dalam tangki dan penghematan daya listrik.Source URL: http://www.instalasilistrikrumah.com/cara-kerja-kontrol-level-tangki-air/Pengendalian level kali ini termasuk pengendalian level dengan mengatur laju alir masuk. Jadi aliran masuk sebagai variabel pengendali. Level transmitter (LT) berfungsi mengubah energi atau informasi yang datang dari sensor menjadi sinyal standar (sinyal listrik/pneumatik). Dalam pengendali, variabel proses (level) terukur dibandingkan dengan setpoint. Perbedaan keduanya disebut error. Berdasarkan besar error, pengendali level (LC) bekerja menghasilkan sinyal kendali berupa sinyal listrik atau pneumatik. Perubahan pada sinyal kendali menyebabkan perubahan pada control valve. Jika aliran masukan bertambah maka level akan naik (aksi sistem proses direct acting). Apabila level sudah cukup tinggi controller mengirim sinyal kendali terhadap control valve untuk selanjutnya control valve akan memanipulasi agar menutup dan menghentikan aliran masukan, ini berarti control valve bekerja secara reverse acting. Control valve dipilih jenis aksi fail-closed, jika terjadi kegagalan energi valve akan menutup sehingga aliran masukan terhenti.