IKK 304/2 - EPrints USM

(1)

I'NIVERSITI 8AIN8 UAI.,AYSIA

Peperiksaan Semester Tambahan

sidang Akadernik L99o / ^9L

Jun ^L991

IKK 304/2 - ^OperasiUnit II

Masa: [2 ^jan]

SiIa pastikan ^bahawakertas soalan ini mengandungi ^LAPAN

mukasuat (termasuk Lampiran) ^yangbercetak sebelum ^anda

memulakan peperiksaan ini.

Jawab 3 (TIcAl soalan. ^Semua^soalanmesti dijawab di ^dalam

Bahasa Malaysia.

(2)

rKK ^3O412

1. Suatu bendalir disejukkan dari ^141-ke 79oF di dalam ^paip dalaman suatu penukar haba dwipaip. Air ^penyejuk^menqalir secara aruslawan dan masuk pada 6OoF dan keluar ^pada^SOoF' Garispusat dalam dan luar masing-masing untuk paip ^dalaman

ialah 0.06 ft dan 0.075 ft. Koefisien pemiridahan haba bagi

air ^penyejukialah 780 Btu/ft2-h-of. ^Rintangandinding ^paip boleh diabaikan. ^Suhudinding paip ialah 81oF. Keturnpatan,

kelikatan, kekonduktifan terrnal, dan muatan haba ^baqi bendalir itu ^pada1looF ialah 53 lb/ft3' 1.2 Lblft-h' ^o.o9 Btu/ft-h-oF, dan 0.45 Btu/lb-of. Kelikatannya pada ^81oF ialah 1.45 lb/ft-h. ^Halajubendalir ialah 5 ftls. ^Hitungkan koefisien pemindahan haba bagi bendalir itu dan koefisien keseluruhan berdasarkan kepada luas luaran bagi tiub ^dalanan.

Garispusat dalam untuk paip luaran ialah 0.135 ft.

[ L00/ _{1oo ]}

2. Suatu bendalir mengalir pada 9O7.2 kg/h menerusi paip dalam

suatu ^penukarhaba dwipaip dan ia dipanaskan dari ^32.2oC^ke 93.3oc. Haba adalah dibekalkan oleh kerosen, mula-mulanya

pada 232oe, mengalir menerusi ruang anular. Jika suhu penghampiran (perbezaan suhu minimum di antara cecair) ialah 1Log, hitungkan luas pernindahan haba dan kadar aliran ^kerosen yang diperlukan untuk (a) aliran ^aruslawandan (b) aliran selari-. Diberi

(3)

IKK ^3O4/2

uo cp

= ⁴⁵⁴

(bendalir) "r-2r-1-o"

= 2.34 kJkg-lK-l . = ^2.sLkJkg-lK-l Cp ^(kerosen)

[ 1oo/ 100 ]

3. Suatu kondenser refluks mengandungi 16.0 ^nmID, tolok t,iub- tiub kuprum (tebal 1.70 x 1o-3 rn) di ^manaair ^penyejukan beredar. Wap-wap hidrokarbon mengkondensasi di atas permukaan luar tiub. Cari koefisien pemindahan haba

keseluruhan Uo, berdasarkan luas bahagian luar. Koefisien

individu bahagian dalaman boleh dianbil sebagai 45oo Jm-2s-1oc-1

dan koefisien bahagian luar sebagai 15oo Jm-2=-1o"-1.

Koefisien kotoran (Fouling) boleh didapati daripada ^jaduaf berikut. Kekonduktifan termal bagi tiub ialah 4oo Jm-1.-1og-1.

(4)

IKK ^3O412

Jaduall.:Koefisien-KoefisienKotoran(Fouling)

"*-2"-1o"-1

wap-srap overhed daripada penyulingan

MinYak mentah '

Minyak mentah kering ^(149oc- ^37'8oc) halaju ^bawah^0.51^n/s

halaju O.61 ^1.22^ml^s halaju melebihi ^L.22^mls

Udara

Stin (tidak ada rninyak yang ^dibawa)

Air, lnelebihi ⁵¹^.^7oc

5678.0

1419.5

L873.7 2839. Ô 2839. Ô 1135.6 2839. Ô

4.

[ ].oo/ 100l

suatu tiub ^kuprum^yangbergarispusat o.o3 m ^akan^digunakan untuk memanaskan suatu bendalir dari ^15oChingga ^65oC'

Permukaan luaran tiub dibelit secara ^seragam^dengan^suatu

pemanas jalur elektrik bagi menyediakan fluks haba ^dinding yang seragam. Bendatir itu mengalir pada 0'06 n/s' Hitungkan: ⁽^a) ^fluks haba yang ^diperlulsan ^untuk

menghasilkan perubahan suhu yang dinyatakan dan (b) ^suhu

permukaan bagi tiub panjangnya 4.0 m. ^Untukbendalir ini,

(5)

rKK 3O412

p : ⁸¹⁵kg il-3, cp : _2.1-kJkg-lr-l v/p = 9.5 x ^10-6^m2ls,k = o.L2

"r-1=-1o"-1

Abaikan kesan dinding ke atas kelikatan.

[ 1oo/ 1oo ]

ooooOOOOOoooo

(6)

l)cnsity Ik:ut, l,ctrgtlr

Illus.s

IlIcchurit:ul ^cncrrgy

I\Icr;luuricnl crluivrrk:rrt of lrclrt

Ncwtott's-ltrv cottvcrsiott fttctor

Prcssut'c

I KI{ 304 /2

I.arnp i ran

{r(Drl1'

(nrsiattr f:rr:10rs

Synfiol ^Faclor

lllr{t,r _ffiI

I g/r:lrr ³

I tlt,u/t ^t:tlt - 2l"rl'096 I ytlll ^rrr: :l,li(l{)/:t,llll7t

I irr.1l crrt - ^2.54

I ft./l cnr = ^30.48 I llrll g : 453.51J242771

I jorrlt:/l crg : l07l I jorrlu/l rvtt.l,sct: : I I

I r:rrl f /l ^jorrlc- ^4'1873 I llt.u/l ft-tlrr - ^778.20 l ks lrr/ l ^lJtu - ^3,41i.75

I g forr:c-strt:t/l g-ctrt = ^tlti0'665t I ll>y-sr:r;1/l ft-lb - ^li?.174

I'

lL

--:-'---' ^:14.61)0

I llry/irr.2

I ^rrt,ru/l^trrnrllg 1t : 700t I rtrrr/l in. llg l[ : 2$.1J2

--. ' tll _--- ^55or

I ft -llr1/srx:

I lrp/l ^krv- ^0.741-r4ti

l-.t(rl{!2.

:

11

I llru/(ll,r)('lf ) I .C/ t.l, : ^|^.fJI r,:.l:'-lil]1,lr

- ^$.22^x^ro-,

I ^ll^r/ll^-strt:

I l'i:'l-f ililflli :2.4t I llrlfl'lrr

.l l:i:l[!"'!:! ₌].os{) x ^ro-r

I llrT-st:t:/ft,2

I Ir!/l lil(,r: tfi.:il(i I ^tl.S.^g:rl,/l^in-x::lillf I ¹¹^r/^{| gnl}- ^7.41{

Quuttlily

1 'lnn;&111- = l?tD t i^/t';,** = ,t4t'o

p

a L

?I' I,; ^

J

I'orvcr tN/rlgr*= lof l.dX'*- =

I

f'c'"/st

Slrcrrilie lrcnt

'lirrr pcr:tl ut c rlilfi'rr:trr:c Viscosity

lc?=

^lc1lnr'sI

Yolttttrc

I lrtlt'tttttliott:rl slt':ttrt-l:tlrlr' (l'l') r'trl,'rrl

(7)

II(K 304 l2

I,AI{TJINAN

Itr.olDr.n'l ^{i{.$$ u}

f

^s:t^I^tt^f^it^l

^rrrl

^sl

^tln ^lrt rlrrd tt'ilIttl'l

I)ilhulpy, Iltu/ll'

Temp.

1"

"F

32

-40:r5

45 s0 55 60 li5 7tl lo tro tl5 00 tt5 ltt(t I l()

l!(t

t 3() r40 r50 ltio

170 lE0 I$0 200 210

2lt

2211 230 2,lo 2$tl 2fiO

!70

0 .08854 0.09!J{f5

0.l2l7l)

lt.14752 0.1781 | 0.214 t 0. 1503

ll.:lllltli

r, . ;lrill I r). ^.1::us 0.5t)09 0.5951.' 0.01Js'J U DI53 r,.lr{.t'.i I ^.li{5

I .0$r.l .).r.).,r1 t.86ti,0 3.7t8 4.741 5.00J

?.510 0.330 l I .520 .14. ₁₂₃ ln.$90 rt7. _ttio

2{}.?tt{)

!.1 . $$9 2!l .821'r

3n.429

.l I . tiir!{

0 .0r 602 o .0 1002 0.0t 602 (f _.01002 0 . 0l0():l 0.0ttil)3 r).0 l6()4

tl.lll(i(lir (l r,lrlrlri il.(,llirt7 0.()lri()r't o. tl I ul)9

tr r)ltilll

0. t)t 0 t:.1

0 ^t)lril3 u rrl0t;

0 ulri'..ltl (t _.ril riJS 0.0r020

rJ . 0l ti3,l t) 0t$:llf 0.01045 0. (,105 | 0 . () lOir7 0 . (, 1$(i3 0.0 1070

0.0t(i72 0.o1077 '().ot0fi4

Lr. r)101):!

0.(ll7(x) (f.(lt7t)!) {}.(}1717

3 ,305

2 t\t47 2,414 2,O:to.4

I ,70:l .2 I ,43(1.7 I ,:ltxi.7

1 ,0'J l ^.l

|i(i7 lr

7.lll ^tl 0:t;t I

;l{3 .5 .lris ₀ .lr).1 ₃

ii:'tr {

..ltiir { Irl;i.:l;

157 .;t.l

I J3.l)l

!t7 .07 77 .t',1

02.00

110. ?3 40.00 :t:t,0.1 17 .It'2 2(i. liO 'JJ . I ^llr

lu ^Sli?

l0 ^.3:13

t:l . ri'J I I t.?(i3 l{) 0(il

0. 00 :J.02 It. ^(llr.

| 3.00 lli.(,7 23.07

'.Jfi . r xi

:l:t rli

;lfi o.l .l:t. _t):l

.ls ().1

SJ ^tx) 57 lr$

ril ^0s ri; ^1l;

;; ^!r{

\; tl.:

1)7 , llU 107 511

I t7,X0 It7 . til) t;t7 .1,0 I {7 .112

ll'ri , U[r I (i7 . $11

| 76.lrl-r

I t{0 . (}7

lr'i|i. l3

t 1r$ ^.2;l 'J0ri.:t-l

'Jtli..ls

:l'Jli . (i.l '.::;H _.lil

t075.ll 1074. I 1071.3 I00tJ ^.4

I (lti|' . 0 r(l0l ,7 lO5ll . !)

ilr57. ^I

ltll.l ^;l Itlirl ^ir

I (l.lri . ti

l{l'l;i.$

t(){.1 ^1l IO.lU. I r 03; ^'.1

Io;l I ^ri

10.1;'r S I (,.:().0

tol4. ^I

I rxtli . !

I rxIJ . :l

ul(i.3 9{t0.2 9!14. ^I 977 . !) 971.1]

970.3 90ir. ? t,5lt .8 95! ,2

1t.15 ,.rr

ll;tfi.7 llit I . t{

ltr75. ri 1o77. t

|07$.il lllltl ^{. l-r} l0tt3,7

|0tJ5.I [)stJ.0 l0ur. !

||il:l ^:l

lllll'l lr I r)!r(i ti l()lts. s I ltl(|.!l l luS l

I l0ir l

I lr)11.5

lll:1 .;

llr7.U

I 12!.l) l lz(i.l

I l;10.2 I r34.2 r'l:r8. I

I t42.0 il45.0 tt4lt.7 lll,(|.'l

I l5il .4 l r57 .0 I lri0.5 I l(i.1. l) 1167.3

| 170.(;

Liquid II r

llaporizo- tdott I

Sal. r'opor II "

SpeciJtr. u01., Il3/lb l'apor

ptes0. p.tl

lb1/in.'

(8)

OOI

rKK 304/2

,

t

F

\-<:--

\x

\ /

l

^\-

a

I

.'s i\

$ t

li

9*',ot

roa

ds

(\

{

I t\

b- (,

u*

{'n

N*o" D6/a

Fflur tl-J Hc.t lrlnrfcr In rrrnrilron _rnngc.( typtrmuttoaolouttvtr ondpyblhlnrt.Jtoa _lN.It. llcllt

" Htat Thmtmunual ld cd..(opytrght by-ottnii, tysct, irii*w.fltil bol cwtpuny ₎