PERENCANAAN ALAT

PERENCANAAN ALAT I. BEJANA PENDEK Vivi Nurhadianty, ST., MTTeknik Kimia UB Pendahuluan Bejana Pendek Untuk mendesain bejana didasarkan pada volume fluida yang menempati bejana pada bagian bawah, silinder dan tutup atas Peruntukan Bejana Penampung VL = 80% VT Pengadukan VL = 75 % VT Pengaduk dan Pemanas VL = 70 % VTKontaktor VL = 65 % VTDesain Bejana Untuk mendesain bejana didasarkan pada Volume fluida, adanya hubungan antara volume dengan diameter, maka dimensi utama bejana yaitu diameter dapat didesain sehingga dimensi lainnya juga dapat didesain. VT = VL + VRK Waktu tinggal juga mempengaruhi volume fluida VL = Q x Bejana pendekDimensi bejana pada umumnya -diameter-tinggi bagian silinderTinggi tutup bawahTinggi tutup atas Tebal silinder Tebal tutup bawahTebal tutup atas

Penggunaan Kode : ASME code (American Society Mechanical Engineers) : welding boiler, dimensi flange & dished head API code ( American Petroliun Institute) : properti carbon stell, spesifikasi low aloy stell, dimensi tangki Desain dimensi bejana

V total V total V Tutup Bawah V Silinder V Tutup Atas Dimensi bejana

Contoh soal 1 Sebuah bejana digunakan untuk menampung liquida dengan laju alir 125 ft3/jam dengan waktu tinggal liquida di dalam bejana selama 1 jam. volume ruang kosong sebesar 20 % dari volume total bejana. Tutup atas berbentuk standard dish head, tutup bawah berbentuk conical dengan sudut puncak 120 derajat. Apabila tinggi bagian silinder 1,5 kali diameter bejana, desainlah dimensi bejana tersebut CONTOH SOAL 2Sebuah bejana digunakan untuk menampung liquida sebesar 125 ft3. dengan tutup atas berbentuk standard dished head dan tutup bawah conical dengan sudut puncak 90 derajat. Apabila liq hanya menempati bagian bawah dan silinder, dengan tinggi liq pada silinder terhadap diameter adalah 6:5, ruang kosong sekitar 30 % dari volume liq, desainlah dimensi bejana tersebut

SOAL 1Sebuah bejana digunakan untuk mengontakkan liquida dengan gas, waktu tinggal gas 1 jam. Diketahui densitas gas 0,25 lb/ft3, yang masuk bejana dari bagian bawah dengan laju alir 75.000 lb/jam dan supervicial velocity 5 ft/detik. Liquida dengan densitas 50 lb/ft3, masuk dari bagian atas bejana dengan laju alir 20000 lb/jam dengan waktu tinggal 20 menit. Tutup atas berbentuk standard dished head, dan tutup bawah berbentuk conical, sudut puncak 60 derajat. Apabila ruang kosong 50 % dari volume liq, desailah dimensi bejana Soal 2 Sebuah bejana digunakan untuk memanaskan liquida dengan densitas 80.5 lb/ft3 dan kapasitas panas 0.52 Btu /lb oF dari suhu 86 oF menjadi 300 oF. Untuk mencapai suhu tersebut waktu pemanasan diperkirakan selama 1.5 jam , dan sebagai pemanas digunakan steam jenuh dengan laju alir 908,68 lb/jam dan panas laten 1183 Btu/lb. Tutup atas berbentuk standard dished head dan tutup bawah berbentuk conical dengan sudut puncak 120 derajat. Apabila ruang kosong 40 % VT, dan tinggi bagian silinder 1,5 kali diameter bejana. Desailah dimensi bejana tersebutPERENCANAAN ALAT II. BEJANA BERTEKANAN Vivi Nurhadianty, ST., MTTeknik Kimia UB

Longitudinal stress

Circumperential stressFaktor korosi 1/6 sampai 2/16Pengembangan persamaan tebal silinder t= Pi . di + C 2 (f. E 0.6 pi )

t= Pi . do + C 2 (f. E + 0.4 pi ) Dari persamaan 3.16, menurut ASME perlu ditambahkan 0,6 atau 0,4 sebagai faktor t/d dengan memperhatikan juga faktor pengelasan dan faktor korosi

Allowable stress - tabel 13.1 (hal 251) utk bejana bertekanan, carbonsteel dan low alloy steel dalam Psi Allowable stress

Tabel 13.1 hal 251, untuk Carbon stell dan low aloy steel Item 4, App. D, hal 342 untuk high aloy steel Pengelasan

Tabel 13.2, halaman 254Join Eff. Faktor Korosi Kemungkinan terjadi Korosi perlu diperhitungkan dalam tebal pelat bejana, sehingga harus ditambahkan dalam perhitungan, yaitu Faktor Korosi atau C, biasanya adalah 1/16 sampai 2/16 in atau 2 sampai 4 mmDesain Tebal Tutup Ada dua macam bentuk tutup : Bentuk piring ( dish) terbagi menjadi : Torisperical, Standard, Elliptical dan HemispericalBentuk Corong : Conical, toriconical

Bahan dengan viskositas tinggi CorongViskositas rendah piring bertekanan tinggi piring

Desain tebal tutup

Flange only Flange n shallow dishFlange n standard dish ASME code flange n dish (torispherical)Elliptical dish (ellipsoidal) HemisphericalFlange n conical dish

Tebal tutup Bentuk torisperical (p. 138) r1 = icr , rc / r1 = r / icr

Bentuk standard dish head

th = 0,885 pi. r + C 2 (fE 0,2 pi)

Bentuk elliptical (p.133)

k= a /b (table 8.1 p. 152), (table 5.11, Sf)

Bentuk hemisperical

Bentuk conical

th = P. di + C 2 (f E -0,6 pi ) cos Bentuk Toriconical

th-1 = P. L.W + C 2 (f E -0,1 pi ) Dimana :

L = de 2cos aDe = di 2 Icr (1-cos a)

Soal 1 Sebuah bejana berdiameter luar 60 in. Bertekanan 120 lb/in2 Tutup bawah berbentuk conical dengan sudut puncak 60 derajat, tutup atas torispherical, standard, eliptical, hemisperical. bahan bejana SA 387 grade P dengan allowable stress sebeesar 15000 psi. Pengelasan berupa double welded butt joint, dengan faktor korosi 1/16. desainlah tebal bagian silinder, tutup atas dan bawah Jawab Bentuk torrisphericalAsumsi r = do Icr = 7,5 % dari crown radius

Bentuk eliptical Asumsi a/b = 2 d adalah di

Atau rc / r1 = r / icr

Bentuk hemispherical

Bentuk standard dish head th = 0,885 pi. r + C 2 (fE 0,2 pi) Tebal bagian tutup bawah

Soal 1 Sebuah bejana di desain untul proses operasi sbb suhu liq dalam bejana 500 F, tekanan 40 lb/in2Liquida didalam bejana adalah 70 % dari volume total Liquida sebanyak 9000 lb dengan densitas 75 lb/ft3 Tutup atas standard dished head dan bawah berbentuk conical dengan sudut puncak 120 derajat, dan tinggi bagian silinder 1,5 diameter bejana Bahan bejana SA 240 grade C type 347Double wellded butt joint, dengan faktor korosi 1/16 in Desainlah dimensinya, yaitu : bag.silinder, tutup atas dan bawah dan sket gambar hasil Soal 2 Sebuah bejana di desain sebagai kontaktor antara liquida dengan gas. Diketahui densitas liquid sebesar 65,2 lb/ft3 dengan laju alir 19020 lb/jam dan densitas gas sebesar 1,25 lb.ft3, laju alir gas sebesar 477600 lb/jam dan kecepatan alir rata-rata 300 ft/menit. Waktu kontak rata rata selama 30 menit pada temperature 350 F dan tekanan 40 Psia. Perbandingan volume liq dalam bagian silinder dan ruang kosong adalah 1:2. bahan bejana SA 167 Grade 3 tipe 304, sambungan menggunakan double welded butt joint dan faktor korosi 1/16 in. Dari data tersebut desailah dimensi bejana tersebut. Next week Quis Bejana pendekBejana bertekanan