Contoh “keseimbangan energi mekanik pada sistem pemompaan” Air dengan densitas 998 kg/m3 mengalir dengan laju aliran massa yang stabil melalui pipa yang berdiameter sama, tekanan masuk cairan adalah 68,9 kN/m2 abs pada pipa, yang menghubungkan ke pompa yang sebenarnya menyuplai 155,4 J/kg cairan mengalir dalam pipa. Pipa luar pompa berdiameter sama dengan pipa masuk, bagian luar pipa adalah 3,05 m lebih tinggi dari pipa masuk dan tekana luar adalah 137,8 kN/m2, dengan bilangan Reynold pada pipa lebih dari 4000. Hitung kehilangan gesekan F dalam sistem pipa. ∑ Penyelesaian Pertama gambar diagram sistemnya, dengan 155,4 J/kg energi mekanik ditambahkan ke cairan. sehingga Ws = - 155,4 karena kerja yang dilakukan oleh fluida adalah positif. Pengaturan tinggi z 1 = 0, z 2 = 3,05 m. karena diameter pipa adalah sama, v 1 = v 2 begitu juga untuk aliran turbulen α = 1,0 dan z 2 g = (3,05 m)(9,806 m/s 2 ) = 29.9 J/kg karena cairan dinggap tidak mampat
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Contoh “keseimbangan energi mekanik pada sistem pemompaan”
Air dengan densitas 998 kg/m3 mengalir dengan laju aliran massa yang stabil melalui pipa yang
berdiameter sama, tekanan masuk cairan adalah 68,9 kN/m2 abs pada pipa, yang menghubungkan ke
pompa yang sebenarnya menyuplai 155,4 J/kg cairan mengalir dalam pipa. Pipa luar pompa berdiameter
sama dengan pipa masuk, bagian luar pipa adalah 3,05 m lebih tinggi dari pipa masuk dan tekana luar
adalah 137,8 kN/m2, dengan bilangan Reynold pada pipa lebih dari 4000. Hitung kehilangan gesekan ∑
F dalam sistem pipa.
Penyelesaian
Pertama gambar diagram sistemnya, dengan 155,4 J/kg energi mekanik ditambahkan ke cairan.
sehingga Ws = - 155,4 karena kerja yang dilakukan oleh fluida adalah positif.
Pengaturan tinggi z1 = 0, z2 = 3,05 m. karena diameter pipa adalah sama, v1 = v2 begitu juga untuk
aliran turbulen α = 1,0 dan
z2g = (3,05 m)(9,806 m/s2) = 29.9 J/kg
karena cairan dinggap tidak mampat
Penyelesaian untuk ∑ F, kehilangan gesekan
∑ F = - Ws + )
∑ F = - (-155,4) + 0 – 29,9 + 138,0
= 56,5 J/kg (18,9 )
Contoh “Aplikasi kesetimbangan energi mekanik”
Hitung kerja per menit yang diperlukan untuk memompa 1 Lb air dari 100 psia dan 80⁰ F sampai 1000
psia dan 100⁰F. aliran keluar adalah 10 ft dari aliran masuk
Penyelesaian
Gambar diatas adalah proses steady state kesetimbangan energi mekanik secara umum
adalah
∆(K+P) + (a)
assumsi ∆K signifikan, proses reversible Ev = 0 dan efisiensi pompa 100%. apabila proses
irreversible maka pers (a) berubah menjadi
W= (b)
Basis 1 menit operasi= 1 Lb H2O
Dari steam table sg air adalah 0,01607 ft/Lbm (80⁰F) dan 0,01613 ft/Lbm (100⁰F) spesific volume =
0,0161 ft3/lbm
∆P = mgh= 1 lbm x 32,2 10 ft x x
= 0,0129 BTU
= 2,68 Btu
jadi W = 2,68 + 0,0129 = 2,69 Btu
Ev =
W = 2,68 + 0,013 + 0,41 = 3.10 Btu/lbm
contoh Kecepatan aliran dari pengukuran tekanan
Gambar II.4.3 Digram aliran proses untuk contoh 3 (Geankolplies, 1995)
Liquid dengan densitas tetap ρ kg/m3 mengalir pada kecepatan yang tidak diketahui v1 m/s mengalir pada
pipa horisontal dengan luas penampang A1 m2 pada tekanan p1 N/m2 dan kemudian dilewatkan pada pipa
dimana daerah tersebut berkurang secara bertahap sampai A2 m2 dan tekanannya adalah p2. asumsikan tidak
ada gesekan yang hilang, hitung kecepatan v1 dan v2 jika beda tekanan (p1-p2) terukur.
penyelesaian
pada gambar, diagram aliran ditunjukkan dengan kran tekanan untuk mengukur p1 dan p2. dari pers.
kontinuitas neraca massa untuk ρ konstan dimana ρ1=ρ2=ρ
v2 =
untuk hal ini pada pers.Bernoulli,maka untuk pipa horisontal
z1=z2=0
maka persamaan z1g + z2g + setelah substitusi v2 =
untuk v2
0+
p1-p2 =(
v1 =
Related Documents
