IKK 203/4 - OPERASI UNIT I OKT-NOV 1991.

Sidang Akademik L99L/s2

Oktober/November _L99L

IKK 203/4 - ^Operasi Unit I

Masa: [3 ^jan]

Sila pastikan bahawa kertas peperiksaan ini mengandungi

SEPULUH mukasurat (termasuk Larnpiran) yang _bercetak sebelum anda memulakan peperiksaan ini.

' ^Jawab 5 (LIMA) soalan. Semua soalan mesti dijawab di dalam Bahasa Malaysia.

a

il

1. Suatu pam pengempar menarj-k air ^garam dari bahagian dasar

suatu tangki suapan dan menghantarkannya ke dalam bahagian

dasar tangki kedua. Paras air ^garam di dalam tangki kedua

ialah 2oO ft ke atas parasnya di dalam tangki ^suapan.

Garispaip di antara ^kedua-dua tangki ialah 700 ft paip 6-in Skedul 40 (ID = ^6.065 in). Halaju aliran air ^garam ialah ^9.0 ftls. Garispaip itu nempunyai 2 injap 9et, 4T, dan ^4L.

Apakah kos tenaga untuk nenjalankan pam ini sehari?

Ketumpatan air ^garam ialah 73.6 1b/ft3. Kelikatannya ialah 8.064 x 1O-4 lb/ft-s. Kos tenaga ialah $gOO per ku3sakuda

tahun atas dasar 3OO hari setahun. Keefisienan ^pam ialah ⁵⁰ peratus. L hp = 550 ft-1b6/s. Nilai Kf untuk satu injap get - O.2, ^untuk satu T = 1.8, ^untuk satu L = ^0.9.

(roo _/ r-00 ₎

2. (a) Bagairnana satu natriks dinensi dibentukkan?

( 15/ 1oo ₎

(b) DaIam menggunakan kaedah Rayleigh untuk analisis dinensi, jika terdapat satu sistem persamaan yang

nenpunyai X bilangan ^persamaan tetapi mernpunyai ^y bilangan anu, di ^{mana Y}

mesti tetapkan? Berapakah kumpulan nirdimensi akan

didapati?

2

114

a

o

( 15/ 10o)

2. (,c) suatu keadaan ariran bendalir rnempunyai pembolehubah

seperti berikut: halaju V, ketumpatan ^p paip D, panjang paip L, kekasaran relatif tekanan AP, pecutan graviti g, kelikatan permukaan 6 , ^{dan modulus} kekenyalan e

f

k,

u

garispusat kejatuhan

, ^tegangan . Dengan

menggunakan anarisis dinensi ke atas pembolehubah- penbolehubah ini, carikan set parameter r ^.

Pembolehubah Dimensi Pembolehubah Dimensi

Halaju V LlE Ketumpatan I ^M/L3 Garispusat D L

Panjang L L

Kekasaran k L

Kejatuhan tekanan _Ap Pecutan graviti g

Kelikatan ^u

Tegangan permukaan

Modulus Kekenyalan

6

e

M/LE2 Ll t2

III/LE Ml t2

M/LE2

'3. (a)

(7 o / Loo)

Bincangkan tentang

plot

CO lawan NR",n untuk sfera.

(2o / ^Loo)

(b) Suatu cecair yang

berketurnpatan 77

.2

Ib/ f

t,3

^dan kelikatan O.74 CP rnengalir menerusi suatu

paip 7.5

in

ID.

Satu

orifis

pinggir-tajarn yang bergarispusat L.L4

in

dipasangkan

di

dalam

garispaip.

Kejatuhan tekanan

ialah

34.6

J-bf/ft2.

Hitungkan kadar

aliran

volumetrik dan

halaju

purata

bagi cecair

yang mengalir nenerusi

paip

itu.

a'

(80/ 100)

4. (a) Diberi halaju akustik a =

malar, dapatkan ^persamaan gas unggul.

tgc(dP/d p _{) s} )L/z ^dan Pp -Y =

halaju akustik a bagi suatu

( 10/ 100)

Ceritakan tentang beberapa jenis impeler yang biasa digunakan dalam proses pencampuran.

( 1ol 100 ₎

Asid sulfurik 75Z dari suatu tangki besar, y.ng berketumpatan 1650 kglm3 dan kelikatan 8.6 rnus/m2 akan diparnkan sejauh L.2 kn. di dalan satu paip licin ^yang bergarispusat 60 ^{mm pada} kadar 3.5 kg/s. Titik discas paip ialah 20 m ke atas paras l-arutan di dalam tangki.

Pam itu berkeefisienan 60Z. Apakah kuasa ^yang dikehendaki oleh ^pam itu, ^dalam unit ^kW?

( 8ol 100 ₎

5. Suatu tangki garispusatnya 4 ft dan tingginya 6 ft adalah

diisikan sedalam 4 fE dengan lateks yang menpunyai kelikatan

LOOO CP, dan ketumpatan 47 1b/ft3. Tangki itu tanpa sesekat.

Suatu propeler tiga bilah garispusatnya L2 in dipasangkan di

dalam tangki itu 1 ft dari bahagian bawah. Jarakbenang ialah 1:1. Motor yang digunakan boleh ^menbekal 2 hp. Adakah motor

itu mencukupi untuk menggeral< pengaduk itu ^{pada 1OOO} rprn?

(b)

(c)

a

4

o

116

( r_00/ r.0o ₎

6. (a) Untuk aliran bendalir menerusi suatu paip rnendatar yang

. ^pendek

u3"

fF : ₊

^t2 (-^P=)rHes/ pLlL/2

o

Terangkan bagaimana rajah f lawan NR" J-? ^dapat

menbolehkan kita mengira halaju purata bendalir.

( 10/ 100 )

(b) Dalarn proses pengembangan isentropik untuk aliran ^gas menerusi suatu muncung tertumpu-capahan, apakah fungsi utama bagi bahagian kerongkongannya?

(s/1oo)

(c) Ceritakan tentang fenomenon pembendaliran.

(20li.o0)

a

6. (d) Muatan haba molal bagi karbon dioksida dalam unit

cal/gmo1 K boleh diberi seperti:

" "p = ^5.316 + 1.4285 x 1o-2t - 0.8362 x 1o-5t2 + r.7g4 x 1o-9t3

di mana T adalah dalam darjah Kelvin. Hitungkan perubahan entropi untuk 1 g karbon dioksida ideal apabila ianya dipanaskan pada tekanan malar dari ^7O hingga 2ooooF

Berat molekul bagi karbon dioksida ialah 44.OL.

ds = dq/T, ^dg = ^nCndT

( 65l 10o ₎

ooooOOOOOoooo

6

a

1 1,8

z\ D.

3 = aF

t

aFE h'\F\Fg:

= t

=*egiqq-'-

_E' ^gs _i ^s a g -

3 { 3 i;

t:

^- _{I 5} ^-P

_i3*.

_E

- F

t' 8F

F*

.)rr'*L-;-t-Fil6

L

o-lr-.$<

I a;'

_cr

'" g; ae F ,z

^3.

_"

,g

3o

oulJhtJt\J-oo\ro-NUi.fai\)B-o\oFo-at\)o--tJoiJaq\\oo\No+NolJN{h)oN)ESioHo\ots

.\o..p.o-o-NbirinL.N * S:-9.Nioi.JLJeab9.rr r L.rJ\ I 9iriij.o.9?roi^!lL *bn\ 90i'€iJirbob.irtri.Jr.ro..

E 888ta H€Xx:sStSSAEa9Sx F83x Et*t8 ^- Sd'BggijG=8=S=;HSSf;8Sx

5 le\o :- t t i rc!@ \f 5c|OO'\ONhJ{O@U '-O\U { {'i t c}\ O\Up\O5O\U6- -Na@FeQn

-" =6-t=5U;;d5-Sa-$86: db- [ix a-"-3atrNj@ x o'-p- ..;!6

X- ' x--X $,: ' a 5 g

Ax : 'l

r

o o 3

€' _{g. id} ,"':$; I _;

^e3

e 'n a

0.8^g*

1

;sgp ^{?= F * -.9 5} fss.sP3 "g$;95 ^3.E ?E g3 ^3-?'

a

+i'tr -

ii1".q'E

- '

=.-

E

^{FP. "}

Y

^1:.i

ri {/

a-

\J B

(\ o\ N- t.,eo o 5 5 r,a - ea - (ttJ

- { h)- - F o rEq 6 - - 5 5

S' ^*l L .'o. ^;q b e'-'- b'.o i ^b. L . u'.o'o : g i, : *'- Y b. b t ^b b J-

= ---..5s9€€@eO\9-lU uHqr: @9-u- FN9-5q

!' s9^=EHSfSdSSSe U3t=€88^g e:tSl8 F r 5*$8o ' ,.- -"X 'S A- g ?6'

\ '' tx 5

a > e'' X X X X

E

? 8= ?

^?

= . rv e l O O O

s.Rrtl

!'

o

a7 zfi

_q'u)

io zz

-;

oo

_{TJ ,-l}

f7,

Fl

i>

FZ

UJU

.r- --loJ- a9

Fg _{:> -,} -d e;_.<5trx

o of, vo

,= :'qE ts?. ^'e _{ot i} ³

=-:

=':' F -

<Ai F 3

ori' ?

8;ott D'O9o 9H

A-

!tt

oFt

,r ,(

x 66

11 18iF

6Y-=,2 Z 3, 3E: 3{ {0c

ag Fal. ^{g *'"}

.t:e

"hE &

$

v e? _o

I -.

-l

[l

Y

-l oo o

o

qa

=

* _F'F'

3

0 K6

Or_NI

o

,11

o 5

at'o

o

N

r{

H

HF

z

xx

N) u) 5

$$$ss sss 'q

s -{+

120

a

\

,...()

."l\"

\' ^(:

..tAa Jilnr-

\lc

q

\-

--\q'

\

ro

S1

S2

s3

S,,,

s5 s6

Dr /Da

Elo^

r/Da

I^l/D^

d

J lDt H/Dr

(a - log ^NRe) /b

Rajah9-15 Fungsi kuasa

rll -

\

' ^SJ

tnlNl

\:

Sh\" ^ro

\lQ-.\

E

.$J

\io

rp

A B1

cf

D)

105

pl

+

Sesekat

tanpasesekit I

u*u,Of,nnf

Rajah ^g-r+ Fungsi kuasa + lwn ^NO. ba8i turbin 6 bitah.

Jadual ^Pemalar a dan _{b '}

|o2

Nou'fuznrr/tr

lwn N*" baBi propeler 3 bi.lah

Tanpasesekat

LA},IPIRAN

t

Fz g r;

Uo o

U(,

I o

oo

Figure

Rr , ^{REYNOL0S NUMAER}

Discharge coefficients for rotameters and sharpedge orifices.

t0

l2?