Fenomena transport

24
PERMODELAN PIPA DISTRIBUSI OKSIGEN PADA BASIC OXYGEN FURNACE

Transcript of Fenomena transport

PERMODELANPIPA DISTRIBUSI OKSIGEN PADA

BASIC OXYGEN FURNACE

Kelompok IX

1. Abrar muharman (3334131932)

2. Adita yolanda S. (3334130321)

3. Didi yusuf (3334132155)

4. M. Danar G.p . (3334130800)

5. Ulya ariyanto (3334131461)

1.1 PENGERTIAN

Basic oxygen furnace (BOF) adalah tungku pelebur

baja dengan gas oksigen sebagai bahan bakarnya.

1.5 REAKSI YANG TERJADI

Reaksi oksigen pada carbon :

[C] + {O2} → {CO2}

Terjadi reaksi bersamaan dalam berbagai fasa sebagai berikut :

1/2{O2} = [O][Fe] + 1/2{O2} = (FeO)[Si] + {O2} = (SiO2)[Mn] + 1/2{O2} = (MnO)2[P] + 5/2{O2} = (P2O5)[C] + 1/2{O2} = {CO}{CO} + 1/2{O2} = {CO2}

Reaksi diatas adalah reaksi yan terjadi didalam tungku oksigen. Maksud dari tanda [ ] adalah dalam larutan, ( ) adalah dalam slag dan {} adalah dalam gas.

Pada temperatur diatas 1300 ºC.Terjadi reaksi

desulfurisasi karena peambahan zat kapur sebagai

berikut :

CaCO3 → CaO + CO2

CaO + SO2 + ½ O2 → CaCO4

Sedangkan reaksi dalam tungku oksigen adalah :

[FeS] + [CaO] → (CaS) + [FeO]

1.6 PEMODELAN

.

a) Ilustrasi pengimputan besi cair.

b) Proses pemanasan menggunakan

oksigen.

c) tabel kekasaran absolut (e) material.

d) Tabel koefisien kerugian akibat sambungan siku.

• Tabel koefisien kerugian akibat katup.

e) koefisien kerugian pada sambungan pipa.

Setiap bentuk sambungan akan menghasilkan

koefisien sambungan yang berbeda pula.

Sambungan pipa dari penampang atau tangki (A1)

berukuran lebih besar dari pada penampang

setelahnya (A2) dengan koefisiennya dapat dilihat pada

gambar.

f) Sistem pemodelan pemipaan.

2.1 pembahasan

Tidak dipungkiri bahwa dalam suatu sistem pemipaan akan selalu dijumpai kerugian-kerugian sepanjang sistem tersebut.

berdasarkan permasalahan di atas kami akan membahas suatu permodelan untuk menghitung jumlah kerugian yang terjadi sepanjang sistem pemipaan pada basic oxygen furnace.

2.1 pembahasan

apabila diketahui pipa terbuat daribesi tempa (wrought iron) denganpanjang titik A ke titik C adalah 5meter dan titik C sampai titik D adalah4 meter serta diameter dalam 20 cm.Pada sambungan tangki pipa (titik A)menggunkan model tepi tajam, dankatup (titik B) menggunakan jenisglobe bukaan penuh. sambunganyang terjadi adalah sambungan sikuberflensa 90º. Sistem tersebutdigunakan pada suhu 1200 ºC dengankecepatan fluida pada pipa adalah2,382 m/s dan Renumber nya 2050,47,maka kerugian distribusi aliran gasoksigen adalah sebagai berikut :

Perhitungan friction factor (f) :

Dengan menggunakan persamaan Haaland’s, sebagai

keterikatannya bilangan reynolds dan kekasaran terhadap koefisien

gesekan, maka :

𝐟−𝟏/𝟐 = −𝟑, 𝟔 𝐥𝐨𝐠𝐞

𝟑,𝟕𝐃

𝟏,𝟏𝟏+

𝟔,𝟗

𝐑𝐞

𝐟−𝟏/𝟐 = −𝟑, 𝟔 𝐥𝐨𝐠𝟎,𝟎𝟒

𝟑,𝟕(𝟎,𝟐)

𝟏,𝟏𝟏+

𝟔,𝟗

𝟐𝟎𝟓𝟎,𝟒𝟕

𝐟−𝟏/𝟐 = −𝟑, 𝟔 𝐥𝐨𝐠 𝟎, 𝟎𝟑𝟗𝟐 + (𝟎, 𝟎𝟎𝟑𝟒)

𝐟−𝟏/𝟐 = −𝟑, 𝟔 𝐥𝐨𝐠 𝟎, 𝟎𝟒𝟑

𝐟 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟕7

a) kerugian sambungan tangki ke pipa.

Maka dapat diketahui bahwa koefisien kerugiannya 0,5 maka kerugiannya :

Hm = K𝑽𝟐

𝟐

𝟐𝒈

Hm = 0,5 (𝟐,𝟑𝟖𝟐)𝟐

𝟐(𝟏𝟎)

Hm = 0.1418

b) Kerugian samungan belok.

Didapatkan koefisien sambungan belok biasa

berflensa 90º yaitu 0,3. :

Hm = K𝑽𝟐

𝟐

𝟐𝒈

Hm = 0,3 (𝟐,𝟑𝟖𝟐)𝟐

𝟐(𝟏𝟎)

Hm = 0.0851

c) Kerugian katup.

Hm = K𝑽𝟐

𝟐

𝟐𝒈

Hm = 10 (𝟐,𝟑𝟖𝟐)𝟐

𝟐(𝟏𝟎)

Hm = 2,8369

d) Kerugian karena faktor gesekan sepanjang pipa.

Maka kita dapat mencari kerugian karena faktor

gesekan :

𝒉𝑳 = 𝒇𝑳

𝑫

𝑽𝟐

𝟐𝒈

𝐡𝐋 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟕𝟕𝟗

𝟎,𝟐

𝟐,𝟑𝟖𝟐

𝟐(𝟏𝟎)

𝒉𝑳 = 𝟎, 𝟎𝟗𝟖𝟑𝒎

Sehingga total kerugiannya adalah :

Ht = Hm1 + Hm2 + Hm3 + Hf

Ht = 0,1418 + 0,0851 + 2,8369 + 0, 0983

Ht = 3,1621 m

Perhitungan matematis secara manual akan menunjukan

total kerugian sebesar 3, 1621 meter.

Perhitungan dengan menggunakan aplikasi

dilakukan menggunakan macro media flas 8

dengan menggunakan fungsi yang ada pada

aplikasi tersebut.

1.3 KESIMPULANBerdasarkan permodelan pipa distribusi gas oksigenpada basic oxygen furnace maka dapat disimpulkan,apabila pipa dimodelkan dengan menggunakansambungan tangki ke pipa berbentuk siku sehinggakoefisien kerugian 0,5. Pipa dimodelkan denganmenggunakan katup globe bukaan penuh sehinggakoefisien kerugian adalah 10, dan sambungan belokpada pipa adalah sambungan siku berflensa 90º.Sehingga total minor losses adalah 3,0638 meter.Sementara mayor losses adalah 0,1529, diakbitkan olehjenis pipa wrought iron dengan koefisien kekasaran 0,04pada pipa sepanjang 14 meter dan diameter sebesar 20cm. Total kerugian atau head losses pada permodelan