HOME INDIVIDUAL ASSIGNMENT: CHEMICAL ENGINEERING PRINCIPLES 2 (19 MAY 2021)

  1. Setiap mahasiswa harus menyelesaikan permasalahan berikut ini
  2. SOAL: Sebuah pipa baja dialiri fluida cair dan dipanasi dari luar pipa. Suhu dinding pipa adalah lebih tinggi daripada suhu rata-rata fluida di dalam pipa dan dijaga tetap perbedaan suhunya sebesar ∆T. Diasumsikan bahwa perubahan panas fluida cair di dalam pipa (∆q) hanya akibat dari perpindahan panas dari dinding pipa, bukan karena gesekan antara fluida dan pipa. Variabel-variabel yang terlibat dalam sistem ini adalah:
    • Jumlah panas yang dipindahkan (q, watt).
    • Beda tekanan sepanjang pipa baja (∆P, Pa)
    • Sifat-sifat termal fluida cair: konduktivitas (k, W/m.K), panas spesifik (Cp, J/kg.K)
    • Sifat-sifat aliran fluida cair: densitas (ρ, kg/m3), viskositas (μ, Pa.s)
    • Geometri: diameter dalam pipa baja (d, m), panjang pipa baja (L, m)
    • Parameter operasi: beda suhu antara fluida dan dinding pipa (∆T, K), kecepatan rata-rata aliran fluida (v, m/s)
  3. Buatlah analisis dimensi untuk parameter kinerja/target beda tekanan aliran fluida (∆P) dan parameter kinerja jumlah panas (q) untuk kasus di atas untuk bilangan tak berdimensi yang berbeda (misal phi-1 untuk ∆P dan phi-2 untuk q), dan nyatakan model di atas dalam bentuk kelompok bilangan tak berdimensi yang menyatakan ∆P dan q. Nyatakan juga model tersebut dalam bentuk pernyataan model matematika empiris (misal: [phi-1] = k.[phi-2]^x.[phi-3]^y…) dan persamaan fungsi (dependent variable = f (independent variables) atau [phi-1] = f([phi-2],[phi-3],…).
  4. Pada sistem Model tersebut, diketahui bahwa diameter pipa 32 mm ID dan panjang pipa 5 m, dan fluida mengalir dengan kecepatan aliran 3 m/detik. Suhu fluida pada Model dijaga pada 50 oC dan suhu dinding pipa 80 oC. Pada sistem ini fluks panas (q) adalah sebesar 4000 W dialirkan dari bagian luar pipa. Data-data yang lain: k = 0,633 W/m.K; Cp = 4184 J/kg.K; ρ = 980 kg/m3; μ = 4,32×10-4 Pa.s. Ketebalan dinding pipa diabaikan. Jika dengan fluida yang sama dilakukan scale-up ke Prototipe pertama yang similar secara geometris dan mekanis dengan diameter pipa 200 mm ID, berapakah kecepatan aliran fluida (v), beda tekanan aliran fluida ((∆P), dan jumlah panas (q) yang disediakan pada Prototipe pertama tersebut?.
  5. Tugas individual ini dikerjakan dengan ditulis tangan di kertas HVS dan discan ke PDF kemudian file PDF (harus mengandung: “NamaMahasiswa_NIM“) diunggah  ke URL berikut  : http://bit.ly/atk2_19may2021paling lambat tanggal 29 Mei 2021 jam 16.00 WIB.
  6. Selamat mengerjakan.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *