Tugas Perancangan Alat Proses 1

(1)

Tugas Perancangan Alat Proses 1

Rancanglah sebuah bejana untuk menyimpan bensin dengan kapasitas 20000 liter. Jika bejana Rancanglah sebuah bejana untuk menyimpan bensin dengan kapasitas 20000 liter. Jika bejana beroperasi pada suhu 25

beroperasi pada suhu 2500C dan tekanan 1 atm dan lokasi yang tersedia tidak terlalu luas.C dan tekanan 1 atm dan lokasi yang tersedia tidak terlalu luas.

Jawaban: Jawaban:

Pertimbangan dalam menentukan jenis bejana: Pertimbangan dalam menentukan jenis bejana:

1.

1. Fungsi menyimpan bahan baku seperti bensinFungsi menyimpan bahan baku seperti bensin 2.

2. Cair berbahaya dan mudah menyalaCair berbahaya dan mudah menyala 3.

3. Suhu kamar dan tekanan atmosferSuhu kamar dan tekanan atmosfer 4.

4. Lokasi ynag tersedia tidak terlalu luasLokasi ynag tersedia tidak terlalu luas

Berdasarkan pertimbangan diatas maka bejana paling cocok digunakan bejana silinder horizontal Berdasarkan pertimbangan diatas maka bejana paling cocok digunakan bejana silinder horizontal dengan tutup kedua ujung yang digunakan berbentuk flanged standard dished. Bahan konstruksi dengan tutup kedua ujung yang digunakan berbentuk flanged standard dished. Bahan konstruksi yang cocok untuk menyimpan bensin adalah SA-283 Grade C. ini karena SA-283 Grade C yang yang cocok untuk menyimpan bensin adalah SA-283 Grade C. ini karena SA-283 Grade C yang memberikan nilai f yang lebih kecil.

memberikan nilai f yang lebih kecil.

JAWABAN MENGGUNAKAN DATA BROWNELL &

JAWABAN MENGGUNAKAN DATA BROWNELL & YOUNG DENGANYOUNG DENGAN FAKTOR KEAMANAN 20%

FAKTOR KEAMANAN 20% 

 Kapasitas bejana untuk menyimpan bensin dengan factor keamanan 20% adalah 1.2 xKapasitas bejana untuk menyimpan bensin dengan factor keamanan 20% adalah 1.2 x 125.796 bbl = 150.955 bbl

125.796 bbl = 150.955 bbl 

 Perhitungan TekananPerhitungan Tekanan 

 P = Ph + PopP = Ph + Pop 

 Pop = 1 atm = 14.7 psiPop = 1 atm = 14.7 psi   g =32.174 ft.sg =32.174 ft.s-1-1   ggcc = 32.174 lbm.ft = 32.174 lbm.ft-1-1.s.s-2-2

ℎ

ℎ ==





3.14

3.14 _{44   (())}



ℎ

ℎ == 706.29 

_{0.785 }

_{0.785  ((10}

706.29 

₁₀₎₎

_



_

_

ℎℎ == 88.9.9997733

(2)

ℎ ℎ == 

_{  }



 ℎ

ℎ

ℎ == 44.9

44.9481

4813 3 





.. 



−

 

32.1 32.174 

74 .. 

−

32.174 



..



−



−



 8.9973 

8.9973 

ℎ

ℎ == 404

404.41 .4118

18 





.. 



−

== 2.2.81

81 



Ptotal = Ph + Pop = 2.81 + 14.7 psi = 17.51 psi Ptotal = Ph + Pop = 2.81 + 14.7 psi = 17.51 psi

Pdesain dengan factor keamanan 20% adalah 1.2 x Ptotal = 1.2 x 17.51 psi = 21.012 psi Pdesain dengan factor keamanan 20% adalah 1.2 x Ptotal = 1.2 x 17.51 psi = 21.012 psi





== .

_

. .. 

_

_+0.6



_





== 126

12650 .

50 .



−

_{ 0.85  0.2424 }

60 60 

 ++ 0.6

0.6(0.2

(0.2424

424 )

)





== 43.

43.33 333 

3 

Dari Apendix E (Brownell & Young, 1959) Dari Apendix E (Brownell & Young, 1959)



 Kapasitas tangka Kapasitas tangka = = 170 170 bblbbl 

 Diameter (D) Diameter (D) (ID) (ID) = = 10 10 ft ft = = 120 120 inchiinchi 

 Panjang tangki Panjang tangki (L) (L) = = 12 12 ft ft = = 144 144 inchiinchi 

 Jumlah course = 2Jumlah course = 2



 Tebal shellTebal shell

Spesifikasi bahan yang digunakan (Brownell & Young, 1959) Spesifikasi bahan yang digunakan (Brownell & Young, 1959)

Jenis

Jenis plate plate = = Carbon Carbon Steel Steel SA-283 SA-283 Grade Grade CC Tegangan

Tegangan yang yang diizinkan diizinkan (s) (s) (f) (f) = = 12650 12650 lb.inlb.in-2-2 Jenis

Jenis sambungan sambungan = = Single Single welded welded butt-joint butt-joint with with backing backing stripstrip Efisiensi sambungan (E)

Efisiensi sambungan (E) = = 85%85% Factor

Factor korosi korosi (c) (c) = = 0.125 0.125 inchiinchi Tebal persamaan BS-5500 dan standar india

(3)





== 

_{2..}



 





++ 





==

_{2  12650 }

_{2  126}

21.012   120 

_{50   0.85}

_{  0.85  21.}

_21.012

_{012 }

_{ ++ 0.0.12}

125 

5 





== 0.0.24

2424

24 



Dari table 5.7 Brownell & Young, 1959 Dari table 5.7 Brownell & Young, 1959 OD = 120 in (dipilih OD =

OD = 120 in (dipilih OD = 120 in) diperoleh icr = 7 120 in) diperoleh icr = 7 ¼ ; r = 114¼ ; r = 114



 Tinggi headTinggi head

Penentuan tebal head Penentuan tebal head Outside diameter (OD) Outside diameter (OD) OD=ID+2ts OD=ID+2ts OD=120 in+2(0.2424) in OD=120 in+2(0.2424) in OD=120.4848 in OD=120.4848 in

Dari table 5.6 Brownell & Young, 1959 dengan ts = ¼ in diperoleh sf = 1.5

_–

3 in 3 in



 Tebal headTebal head





== 0.885  

_{..   00..1}

0.885  

_{1  }



_{ }

 

_

++ 





==

₁₂₆

_{12650  .0}

0.885  21.012   114 

_{50  .0.85}

_{.85  0.1  21}

_{0.1  21.01}

_{.012 }

_{2  ++ 0.1}

0.125 

25 





== 0.0.32

32 



Penentuan tinggi head (OA) Penentuan tinggi head (OA) OA = th + b + sf

OA = th + b + sf

 =  

 =   √

√ 





_{++ }

_



AB = (ID/2) AB = (ID/2)

_–

icr icr AB = 120/2 AB = 120/2

_–

7 ¼ in 7 ¼ in AB = 52.75 in AB = 52.75 in BC = r BC = r

_–

icr icr BC = 114 BC = 114

_–

7 ¼ = 106.75 in 7 ¼ = 106.75 in

 =   √  



_{ }

_



 == 11114

4   

 106.75

106.75



_52.75



_



 == 11114 

4   9922..881 

1 

 == 2211.1.19 9 

Sehingga, Sehingga, OA = th + b + sf OA = th + b + sf OA = 0.32 in + 21.19 in + 1.5 in OA = 0.32 in + 21.19 in + 1.5 in OA = 23.01 in OA = 23.01 in

Menentukan panjang total tangki Menentukan panjang total tangki adalah

(4)

T = L +2OA T = L +2OA T = 144 in + 2(23.01) in T = 144 in + 2(23.01) in T = 190.02 in T = 190.02 in

JAWABAN MENGGUNAKAN DATA BUKU WALLAS dan

JAWABAN MENGGUNAKAN DATA BUKU WALLAS dan BROWNELLBROWNELL

& YOUNG DENGAN FAKTOR KEAMANAN 10% & YOUNG DENGAN FAKTOR KEAMANAN 10%

Bejana yang akan dirancang memiliki kapasitas 20000 liter = 20 m

Bejana yang akan dirancang memiliki kapasitas 20000 liter = 20 m33 = 1220475 in = 1220475 in33 Penentuan diameter dan tinggi bejana

Penentuan diameter dan tinggi bejana Pdesain = Poperasi + 10% Poperasi Pdesain = Poperasi + 10% Poperasi Pdesain = 1 atm + 0.1 x 1 atm Pdesain = 1 atm + 0.1 x 1 atm Pdesain = 1.1 atm

Pdesain = 1.1 atm Pdesain = 16.17 psi Pdesain = 16.17 psi

Dari Wallas halaman 611 diperoleh Dari Wallas halaman 611 diperoleh



 == 33

Keterangan :

Keterangan : D =

D = diameter diameter dalam dalam (ID) bejana(ID) bejana L = panjang bejana L = panjang bejana Maka, Maka,

 == 44  

 



_{ }

 == 44  

 



_{ 3}





_{== 4433   }

_{   12204}

_{1220475 }

_{75 }



 == 8800.3.32 

2  == 6.6.669 

9 (

()

)

Maka, L = 3D = 3(80.32) in = 240.97 in = 30.08083 ft Maka, L = 3D = 3(80.32) in = 240.97 in = 30.08083 ft 

 Penentuan tebal shellPenentuan tebal shell Asumsi :

(5)

o

o tangki yang akan dirancang memiliki jumlah course = 1tangki yang akan dirancang memiliki jumlah course = 1 o

o Stress yang diizinkan (f) = 12,650 psiStress yang diizinkan (f) = 12,650 psi o

o Efisiensi pengelasan (E) = 0,85Efisiensi pengelasan (E) = 0,85 o

o Factor korosi (C) = 0,125 inFactor korosi (C) = 0,125 in





==

_{..   00..6}





 

_{6  }

_{ }



_

++ 





==

_0.0.85

_{85  126}

_{ 12650}

16.17  40.16

_{50  0.6}

_{0.6  16}

_{ 16 +0.125}

+0.125



== 0.1

0.185 85 in

in

Dipilih komersial = 3/16 in Dipilih komersial = 3/16 in

Untuk mengetahui apakah tebal shell yang sudah dirancang dapat dipakai atau tidak,maka Pmax Untuk mengetahui apakah tebal shell yang sudah dirancang dapat dipakai atau tidak,maka Pmax > P perancangan > P perancangan





== .

_

. .. 

_

_+0.6

_{+0.6}







== 126

12650 .

50 .



−

_{ 0.85  0.185 }

40.1 40.16 

6  ++ 0.6

0.6(0.

(0.185

185 )

)





== 49.

49.40 40 



Karena Pmax > Pperancangan makan desain dapat digunakan Karena Pmax > Pperancangan makan desain dapat digunakan Penentuan tebal head

Penentuan tebal head Outside diameter Outside diameter OD = ID + 2ts OD = ID + 2ts = 80.32 in + 2 x 0,185 in = 80.32 in + 2 x 0,185 in = 80.69 in = 80.69 in

Dari Tabel 5.7 (Brownell & Young) Dari Tabel 5.7 (Brownell & Young) OD = 80.69 in (dipilih OD =

OD = 80.69 in (dipilih OD = 84 in ),diperoleh :84 in ),diperoleh : Icr = 5 1/8

Icr = 5 1/8 r = 84 r = 84

Dari Tabel 5.6 (Brownell & Young) dengan ts = 3/16 in diperoleh sf = 1,5 in Dari Tabel 5.6 (Brownell & Young) dengan ts = 3/16 in diperoleh sf = 1,5 in





== 0.885  

_{..   00..1}

0.885  

_{1  }



_{ }

 



++ 

(6)





== 0.0.24

24 



Penentuan tinggi head (OA) Penentuan tinggi head (OA) OA = th + b + sf

OA = th + b + sf

 =  

 =   √

√ 





_{++ }

_



AB = (ID/2) AB = (ID/2)

_–

icr icr AB = 80.32/2 AB = 80.32/2

_–

5 1/8 in 5 1/8 in AB = 35.035 in AB = 35.035 in BC = r BC = r

_–

5 1/8 in = 78.875 in 5 1/8 in = 78.875 in

 =  √  

 =  √  



_{ }

_



 == 884

4   

 78.875

78.875



_52.75



_



 == 884

4   5588..664

4 

 == 225.5.336 6 

Sehingga, Sehingga, OA = th + b + sf OA = th + b + sf OA = 0.24 in + 25.36 in + 1.5 in OA = 0.24 in + 25.36 in + 1.5 in OA = 27.1 in OA = 27.1 in

Menentukan panjang total tangki adalah Menentukan panjang total tangki adalah T = L +2OA T = L +2OA T = 84 in + 2(27.1) in T = 84 in + 2(27.1) in T = 138.2 in T = 138.2 in

(7)

JAWABAN MENGGUNAKAN DATA BUKU WALLAS dan

JAWABAN MENGGUNAKAN DATA BUKU WALLAS dan BROWNELLBROWNELL & YOUNG DENGAN FAKTOR KEAMANAN 20%

& YOUNG DENGAN FAKTOR KEAMANAN 20%

Bejana yang akan dirancang memiliki kapasitas 20000 liter = 20 m

Bejana yang akan dirancang memiliki kapasitas 20000 liter = 20 m33 = 1220475 in = 1220475 in33 Penentuan diameter dan tinggi bejana

Penentuan diameter dan tinggi bejana Pdesain = Poperasi + 20% Poperasi Pdesain = Poperasi + 20% Poperasi Pdesain = 1 atm + 0.2 x 1 atm Pdesain = 1 atm + 0.2 x 1 atm Pdesain = 1.2 atm

Pdesain = 1.2 atm Pdesain = 17.64 psi Pdesain = 17.64 psi

Dari Wallas halaman 611 diperoleh Dari Wallas halaman 611 diperoleh



 == 33

(8)

Keterangan : Keterangan : D =

D = diameter diameter dalam dalam (ID) bejana(ID) bejana L = panjang bejana L = panjang bejana Maka, Maka,

 == 44  

 



_{ }

 == 44  

 



_{ 3}





_{== 4433   }

_{   12204}

_{1220475 }

_{75 }



 == 8800.3.32 

2  == 6.6.669 

9 (

()

)

Maka, L = 3D = 3(80.32) in = 240.97 in = 30.08083 ft Maka, L = 3D = 3(80.32) in = 240.97 in = 30.08083 ft 

 Penentuan tebal shellPenentuan tebal shell Asumsi :

Asumsi : o

o tangki yang akan dirancang memiliki jumlah course = 1tangki yang akan dirancang memiliki jumlah course = 1 o

o Stress yang diizinkan (f) = 12,650 psiStress yang diizinkan (f) = 12,650 psi o

o Efisiensi pengelasan (E) = 0,85Efisiensi pengelasan (E) = 0,85 o

o Factor korosi (C) = 0,125 inFactor korosi (C) = 0,125 in





==

_{..   00..6}





 

_{6  }

_{ }





++ 





==

_0.8

_{0.85  12}

_{5  12650}

17.64  40.16

_{650  0.6}

_{0.6  17.}

_{ 17.64}

_{64 +0.125}

+0.125





== 00.2

.2 in

in

Dipilih komersial = 1/4 in Dipilih komersial = 1/4 in

Untuk mengetahui apakah tebal shell yang sudah dirancang dapat dipakai atau tidak,maka Pmax Untuk mengetahui apakah tebal shell yang sudah dirancang dapat dipakai atau tidak,maka Pmax > P perancangan > P perancangan





== .

_

. .. 

_

_+0.6



_





== 126

12650 .

50 .



−

_{ 0.85  0.2 }

40 40.1.16 

6  ++ 0.6

0.6(0

(0.2 

.2 ))





== 52.

52.81 81 



(9)

Karena Pmax > Pperancangan makan desain dapat digunakan Karena Pmax > Pperancangan makan desain dapat digunakan

Penentuan tebal head Penentuan tebal head Outside diameter Outside diameter OD = ID + 2ts OD = ID + 2ts = 80.32 in + 2 x 0,2 in = 80.32 in + 2 x 0,2 in = 80.72 in = 80.72 in

Dari Tabel 5.7 (Brownell & Young) Dari Tabel 5.7 (Brownell & Young) OD = 80.72 in (dipilih OD =

OD = 80.72 in (dipilih OD = 84 in ),diperoleh :84 in ),diperoleh : Icr = 5 1/8

Icr = 5 1/8 r = 84 r = 84

Dari Tabel 5.6 (Brownell & Young) dengan ts = 3/16 in diperoleh sf = 1,5 in Dari Tabel 5.6 (Brownell & Young) dengan ts = 3/16 in diperoleh sf = 1,5 in







== 0.885  

_{..   00..1}

0.885  

_{1  }



_{ }

 



++ 





==

₁₂₆

_{12650  .0}

_{50  .0.85}

0.885  17.64   84 

_{.85  0.1  17}

_{0.1  17.64 }

_{.64  ++ 0.1}

0.125 25 







== 0.0.25

25 



Penentuan tinggi head (OA)

Penentuan tinggi head (OA) OA = th + b + sf

OA = th + b + sf

 =  

 =   √

√ 





_{++ }

_



AB = (ID/2)

_–

icr icr AB = 80.32/2 AB = 80.32/2

_–

5 1/8 in 5 1/8 in AB = 35.035 in AB = 35.035 in BC = r BC = r

_–

5 1/8 in = 78.875 in 5 1/8 in = 78.875 in

 =  √  

 =  √  



_{ }

_



 == 884

4   

 78.875

78.875



_52.75



_



 == 884

4   5588..664

4 

 == 225.5.336 6 

Sehingga, Sehingga, OA = th + b + sf OA = th + b + sf

(10)

OA = 0.25 in + 25.36 in + 1.5 in OA = 0.25 in + 25.36 in + 1.5 in OA = 27.11in

OA = 27.11in

Menentukan panjang total tangki adalah Menentukan panjang total tangki adalah T = L +2OA T = L +2OA T = 84 in + 2(27.11) in T = 84 in + 2(27.11) in T = 138.22 in T = 138.22 in

Tugas Perancangan Alat Proses 1