April L994 i - EPrints USM

(1)

UNIVERSITI 8AIN8 TIAIJAYSIA

Peperiksaan _Semester_Kedua Sidang Akadenik L993/94

April L994

i

IXK 203/a - ^OPERASI^UNrrr

Irtasa : [3 ^jan]_'l

sila pastikan bahawa kertas soaran ini mengandungi SEMBTLAN

(9) nukasurat (termasuk larnpiran) yang bercetak. sebelum anda memulakan peperiksaan ini.

Jawab LIMA (5) soalan. Senua soalan mesti dijawab di dalam Bahasa Malaysia.

(2)

(15 markah) Bincangkan tentang alat kelengkapan penurunan saiz.

(15 narkah) (b)

(c)Suatuturbinbilah-dataryangmempunyaienambilah dipasangkan di tengah suatu tangki ^pencampur' Garispusat tangki ialah 1.8 IIl. Garispusat turbin ialah 0.6 ^m^danterletak 0.6 ^mdari dasar tangki.

Lebarnya bilah turbin ^0.15Ir. Tangki ini diisikan

dengan lateks ^getah^sedalam1.8 m pada 65oC. ^Dalam

keadaan ini kelikatan dan ketumpatan lateks ialah 1200 p dan LL}O kgln3 masing-masing. Turbin berputar ^pada90 r/nin. Tangki itu bersesekat.

Apakah kuasa dikehendalci?

(70 rnarkah)

2. (a) Dinaurik bendalir termampatkan adalah lebih rumit daripada yang untuk bendalir ta)<termampatkan.

Berikan anggapan-anggapan yang biasa dibuat ^untuk dinarnik bendalir termamPatkan.

(10 markah)

(b) Bincangkan tentang ^perbezaandi antara ^pemendakan

bebas dan Pemendakan t'erganggu.

(10 markah)

(c) Ceritakan tentang analisis tapis.

106

2

(2o markah)

(3)

IKK 203/4

2. (d)

Suatu

cecair

yang mempunyai

graviti spesifik

(6ooFl6ooF)

4.7

dan

kelikatan 1.3

cP mengalir menerusi suatu sistem

paip seperti

ditunjukkan.

Paip A menpunyai garispusat 3

in,

paip B

2 in

^dan setiap paip C 1

in.

Cecair yang

berkuantiti

^sama nengalir menerusi setiap paip

C. Aliran

^menerusi

paip A ialah 30

gaI/nin.

Hitungkan

(1) kadar aliran jisirn di dalan setiap _PaiP, (ii) halaju purata linear di ^dalarnsetiap PaiP,

'dan

(iii) halaju j isin di dalam setiap paip.

Ketumpatan air ^pada60oF ialah 62.37 lb/ft3.

(60 narkah)

c//

//

A

(4)

3. (a) Bincangkan tentang gerakan zarah menerusi bendalir' (2o narkah)

(b) Dari ^persamaan(ufru 1) du/u = dsls, ^apakah^kesan luas keratan rentas konduit' ke atas halaju bendalir bagi aliran suPersonik?

( 5 rnarkah )

(c) Suatu meter venturi mendatar yang ^mempunyai gar i spusat kerong)<ongannya ³' o cm ^adalah dipasangkan di dalam satu garispaip ^yang bergarispusat 8.0 cm. Air yang berketurnpatan 1.0 g/crn3 mengalir ^menerusigaris ini' Jika kejatuhan tehanan menyeberangi meter venturi ini ialah 4.7 x 104 u/n2, apakah nilai kadar aliran volumetrik dalarn unit ^m3/ s? Jika 1Ot ^tekanan diferensial itu telah dirugi, apakah ^pengguna habisan ^kuasameter itu?

(75 narkah)

4. (a) Bincangkan tentang faktor-faktor ^yangmempengaruhi

penilihan ^pam.

( 15 rnarkah)

(b) Bincanglcan tentang koefisj-en orifis ^Co'

(10 markah)

108

4

(5)

4.

IKK ²⁰³¹⁴

(c) Satu proses fizikal didapati dipengaruhi oleh

pembolehubah-pembolehubah seperti berikut: AP, L,

D, V, lt, I , k. Matriks dinensi idalah diberi di bawah. Dapatkan satu perhubungan di antara pembolehubah di atas nelalui kaedah analisis dinensi.

Ap L V p

11 -1 -4

L2 00

11 o-1 F10

L-2 ¹

Eoo

0 1 o

5.

(75 narkah)

(a) Dalam proses pemampatan adiabatik dan ^pemampatan isotermal, perhubunltan di antara tekanan p dan

ketumpatan ^Pialah rnasing-masing ^p/pr : ^Pa/ ^{p^':}

dan p/ o : Pu/ pa . Apakah bentuk perhubungannya untuk proses pemampatan politropik?

(10 markah)

(b) Bincangkan tentang tujuan penyambung dan ^pasangan.

(L0 markah)

(c) Suatu cecair yang berketumpatan 7o lb/ft3 ^dan kelikatan 0.1 ^cPnengalir ^menerusisatu paip keluli mendatar yang bergarispusat 4 in. dan ^panjangnya

5OO m. Kadar aliran volumetrik ialah 30 gallrnin.

Apakah kuasakuda yang dikehendaki untuk tujuan ini.

(80 narkah)

(6)

6. (a) Bincangkan tentang rotameter'

( L5 rnarkah)

Bincangkan tentang kerugian ^geseranuntuk aliran di

dalam paip.

(15 markah)

(c) Suatu cecair yang ^mempunyaigraviti =p:tifik

(GOoF/6OoF) 1.gO dipamkan dari satu tangki ^sirnpanan kesuatu-tangkioverhead.Titikdiscaspaipialah

60ftkeatasparascecairdidalamtangki

simpanan. Garispaip di sedutan ^pamialah paip keluli 3 in ^manakalagarispaip di discas ^pamialah paip keluli 2 in. Halaju di garis ^sedutan ialah 5 ft/s. Kerugian geseran di dalam seluruh sistem paip.ialah ²⁰ft-lbfllb. Jika keefisienan pam ialah 808, apakah tekanan mesti pam itu

mengembangkan? Apakah kuasakuda ^pamitu?

(70 narkah)

ooooooOOObooooo

,r1.lO

6

(b)

(7)

LAMPIRAN

tKn 203/4

To convcrt fronr To I,lulliply byt

acrc alm

Avogadro nuntber barrcl (petrolcum)

bar

Boltznlann coostant Btu

B(u/lb lltu/lb-"F 13tu/ftr-h Iltu/fr t-h-.F Blu.fr/fr r-h-. l:

cllrr

ca!

cm cmr cP (centipoisc)

cSt (centjsiokc) faraday fr fr-lb,

ft-lb/ls fr'zlh

ftj

ft3-atrn

fr r/s sal (U.S.)

gravitational conslant gravrty acceleration, standard h

hp tn, in. r J kg

kwh

I tb lb/[r3 lb7lin.:

lb mol/ft,-h light, spwd of nl

nt"

N N/m"

Planck constant proof (U.S.) ton (long) ton (short) ton (rnetric)

ft2 m2 N/nrr Ib7lin.:

Particleslg mol

ftl

gal (U.S.) n3 N/nr'

I b7lin.:

JIK Calrr tr-lb/

J

kwh cal,1/g cal,t,/g-'C W/nrr W/mr-'C W-nr,nrr-'C Btu fr-lb/

J J in, fr ftl eul (U.S.) kg/m.s lb/[r-h lb/ft-s m'/s C/g moi m Biu cal,1 J Btu/h hp m1/s cmt/s cnt.

gal (U.S.) I Btu calr r

J

gal (U.S.)/min

ftl

in. ! N"m'l/kgr mls' min Btui h

kw

ctll cm!

ft-lb/

lb Btu m3 kg kg/mr g/crn t

N/nr2 kg n',ollrn'.s g nrol/cn:2-s m/s ft irr, ft3 gal (lJ.S.) dyn 16r Ibllin, ^r J.s

'pcrgcnt alcohol by yolumc KS

rb lb kg

43,560r 4,046.85

l,0l32Jr x l0'

I 4.696 6.022169 x l02r

5.6 t46 42t

0. l 5E99

l. x 105 t4.504

1.380622 x l0-,r

25t.996 778,t7 1,055.06 1.9307 x l0-a

O. J5JJ6

3. I 546 5.6781 1.73073 3,9683 x 10- ³ 3.0873 4.lE68r

4. | 84r 0.t9J 70 0.0128084 3.531467 x l0-r

2.64172 x lD-a

lr x l0-l z.4t9l 6.7197 x l0-'

I' x 10-6 9.648670 x tO+

0.3048r I.285t x t0-r

0.32t83 1.35582 4.6262 I.ElElS x l0-r 2.58t x l0-r

0.258 I 2.8316819 x 10.

7.480s2 28.3 I 684 2.7 t948 685.29 2.8692 x l0r

448.83 0. I 336E 6.673 x l0-rr

9.80665r 6Or 3,600r 2,544,43 0.745't0 2.54r l 6.3871

lr x l0?

0.73756 2.20462 3,4t2.1

lr x l0-r

0.45359237, 16.018 0.016018 6.89473 x l0l

1.3552 x l0-!

1.3652 x l0-1

2.99'1925 x 10.

3.2E0840 39.3701 35.3t47 264.17

lr x lOt 0.2248 I l:4498 x l0-4

5.626196 x lO-r'

0.5 I ,016 2,240t 2,O00r I,000.

(8)

t

_$s

(^S

Ni&Se Ssi

A$s is

I

()

o

tr

o!

IN

O

l,l2

(9)

LAIIPIRAN TKK 203/4

rlhl.Jt\

\(..

(rl CY la\n

^sirn' ^r\/v

\. lq

(:

\st]

\'r\

T"

\

liirjah Q't'r Fungsi kuasa <p lryn *r,. OUtt turbin 6 bt1sh.

Jadual Pemalar a dan b'

I L_,'

e^"l

s3 c,

q_"5

s6

DE/Da

nlDa 'L/Da

t{/Da

t /Dt u/Dr

Nrru'of,np

:=4 Ses.ekat

A

psB

m r ^(a- tog Nn") /b

{\

si't-

r .l n'J

til*') ^lU

qii

'$

rT:-_-.

'l Lwve

l/-

ll f,

ilu

ll /^

il.'

ll ^Lt

l.-..-t_.. _l-

l/o

1;0t-- -..-

l/oI tl tl

lt"t.ll

l-litl eka

7.:i

I nilttl

iltlilil

t{i - --l-:i:i

\t:,\

:i*

.cl r,o

lll ⁿ

111

ur

lli a \-

ffiLf lllo)

ltl IJ

1'anpaseselrat