Penurunan Tekanan serta Faktor Penyebab Gesekan pada fluida Gas

KEHILANGAN ENERGI AKIBAT GESEKAN1. PERSAMAAN DARCY :Head loss akibat gesekan sebanding dengan: Perbandingan antara panjang dan diameter pipa Velosity head Faktor gesekan Persamaan Darcy berlaku untuk aliran laminer atau turbulen Faktor gesekan untuk laminer dapat dihitung seara analisis sedangkan untuk aliran turbulen harus ditentukan secara empirisBesar reduksi dari tekanan totalyang diakibatkan oleh fluida saat melewati sistem pengaliran..

L=Panjang pipaD=Diameter pipaV=Kecepatan rata-rataf=Faktor GesekanhL=Head loss

KEKASARAN DINDING DALAM PIPA Faktor gesekan pada aliran turbulen dipengaruhi oleh kekasaran relatif dari pipa

FAKTOR GESEKAN PADA ALIRAN TURBULENTergantung pada bilangan Reynold dan kekasaran relatif Harus ditentukan secara empiris (grafik, tabel, persamaan empiris)Persamaan Blasius Hanya berlaku untuk pipa licin (smooth pipe) Bilanan Reynold 3000 100000Persamaan Karman-NikuradseHanya berlaku untuk bilangan Reynold yang besar (fully turbulent) Hanya tergantung pada kekasaran relatif

Grafik MoodyFaktor gesekan daoat diperkirakan dari grafik dengan absis bilangan Reynold, ordinat faktor gesekan dan parameter kekasaran relatif

Grafik Moody

Contoh Soal No. 1Air pada 160o F mengalir dengan kecepatan 30 ft/s melalui uncoated ductile iron pipe yang mempunyai diameter dalam sebesar 1 in.Tentukan faktor gesekannyaJawab :Kekasaran relatif :

Contoh Soal No. 2Ethyl alcohol pada 25o C mengalir dengan kecepatan 5,3 m/s melalui Standard 11/2 in Schedule 80 steel pipe. Tentukan faktor gesekannya.

Jawab :

Kekasaran relatif commercial steel :

Ethyl alcohol pada 25o C :Bilangan Reynold :

Contoh Soal No. 3 In a chemical processing plant, benzene at 50o C (density 860 kg/m3 ) must be delivered to point B with a pressure of 550 kPa. A pump is located at point A 21 m below point B, and two point are connected by 240 m of plastic pipe having an inside diameter of 50 mm. If the volume rate is 110 L/min, calculate the reynold number.

Jawab :Hitung rapat massa :Hitung kecepatan rata-rata :

Menentukan viskositas dinamik benzene :Menghitung bilangan Reynold :

Menentukan faktor gesekan (smooth pipe):

Persamaan Swamee & Jain (1976) Berlaku untuk kekasaran relatif dari 102 sampai 106 Berlaku untuk bilangan Reynold dari 5 x103 sampai 106ContohFaktor gesekan untuk bilangan Reynold 1x106 dan kekasaran relatif 2000 adalah :

Persamaan penurunan tekanan pada fluida gas dapat dirumuskan sebagai berikut :

NRe = DG/Di mana:G adalah laju alir massa per luas penampang (kg/m2.s)R= 8314,3 J/kgmol.K atau 1545.3 ft.lbf/lbmol. RM= berat molekulT = temperaturNB : Hanya digunakan untuk penurunan tekanan di bawah 10%

(SI)(English)

Nitrogen gas at 25 C is flowing in a smooth tube having an diameter of 0,010 m at rate of 9,0 kg/m2.s. The tube is 200 m long and the flow can be assumed to be isothermal. The pressure at the entrance to the tube is 2,0265 x 105 Pa. Calculate the outlet pressure.

The viscosity of nitrogen gas from App.A.3 (Geankoplis) is = 1,77 x 10-5 at T= 298 KP1 = 2,0265 x 105 PaG = 9,0 kg/m2.s D= 0,010 mM = 28,02 kg/kgmolL = 200 mR = 8314,3 J/kgmol.K

Hence, the flow is turbulent. Using fig. 2.10.3, f = 0.0090 for a smooth tube

Carbon dioxyde gas at 37,8 C is flowing in a copper tube having an diameter of 0,040 m at rate of 99,0 kg/m2.s. The tube is 150 m long and the flow can be assumed to be isothermal. The pressure at the entrance to the tube is 2,224 x 106 Pa. The viscosity of nitrogen gas from App.A.3 (Geankoplis) is =0,0154 at T= 310,8 KCalculate the outlet pressure.

Hydrogen gas at 10 C is flowing in a copper tube having an diameter of 0,040 m at rate of 99,0 kg/m2.s. The tube is 250 m long and the flow can be assumed to be isothermal. The pressure at the entrance to the tube is 3,124 x 106 Pa. The viscosity of nitrogen gas from App.A.3 (Geankoplis) is =0,00862 at T= 283 KCalculate the outlet pressure.