Operasi Unit II - EPrints USM

(1)

Sidang Akademik 1988/89

IKK 3O4l2 - Operasi Unit II

Tarikh: 31 Oktober 1988 Masa: 9.00 Pagi - ^11.00Pagi

(z

jam)

Jawab 3 ^(TIGA)soalan. ^Semuasoalan mesti dijawab di dalam Bahasa Malaysia.

Sila

pastikan kertas soalan

ini

mengandungi 4 soalan dan

I

mukasurat bercetak.

1 loa

(2)

1.

rKK 304/2

(a)

Bincangkan empat kaedah ^penyuapan

dalam

^proses

penyejatan

^(zo1^1oO)

(b) _Berikan plot

suhu melawan

jarak tiub dari

^Ealuran

masuk bendalir se;iuk untuk

(i)

satu kondenser,

(ii) satu

^penukar

dwipaip aliran selari, (iii)

^satu

penukar dwiPaiP

aliran

^aruslawan

(c)

(15/100)

Suatu paip ⁶⁰^mm^ODditebatkan dengan suatu 50 ^mm

I api san ⁽tebal ) ^busa^{s'i I i}ka yang berkekondukti ^fan

termal o.055 w/m-oc, ^d'i'ikuti denga suatu ^4o-mm lapisan penebat gabus yang berkekonduktifan termal

o.05 w/m-oc. Jika ^suhu^permukaan^luaranpaip ialah lsooc dan ^suhu^permukaanluaran gabus ialah ^3ooG,

h'itungkan kerug'ian haba dalam unit Fllmm paip.

ID untuk tiub ialah 50 mm.

G5/1OO)

2. (a)

Bincangkan pendidihan cecai

r tepu

dengan meruiuk 'kepada

plot fluks

^haba^q/A^melawanperbezaan suhu lT.

104

(2o/1Oo)

(3)

digunakan untuk memanaskan

bendalir hidraulik

dari 15.6oc hingga

65.6oc.

^Permukaan^luaran

tiub dibelit

secara seragam dengan suatu ^pemanas

ialur ^elektrik bagi

menyediakan

fluks

^haba

dind'ing

^yang^seragam- Bdndalir hidraulic. mengalir ^padao.05t

m,/s.

Kirakan:

(i)

Fluks haba yang

diperlukan untuk

menghasilkan

perubahan

suhu

yang dinyatakan

dan

⁽ⁱi

)

^suhu

Untuk permukaan bagi tiub paniangnya 3.O48 ^m.

bendalir hidraulic, P = ^{814.9 k9}t*3,

Co = 2.1 kJ t<g-1*-t. Kelikatan ^kinemetik, v/p = 9.5 xto-6 ^m21s,k = ^o.118J m-1"-1oa-1 Abaikan kesan dinding ke atas kelikatan.

(80/100)

3. (a) Bincangkan penyinaran di ^dalamsuatu relau mudah.

( 10/1oo)

(b) Bincangkan ron9ga.

penyerapan ^penylnaran di dalam ^bekas

(1O/1Oo)

" i- |*'i.

105

(4)

rKK 304/2

(c)

Suatu penukar haba

aliran-selari ^dwipaip

menggunakan

minyak

(cp

₌o.45

atu/lb-or)

^pada

suhu awal

^4OOoF

untuk memanaskan ai

r

^yang^pengalⁱ

r

^pada^5OO

lb/h

dari

ooor hingga

11ooF. Kadar al-iran minyak

ialah

600

tb/h.

(a) _Apakahluas pemindahan haba dikehendaki jika

ni lai koefisien pemindahan-haba keseluruhan

ialah 60 Btu/ft-h- ^oF?

(b) Tentukan bilangan unit pemindahan ^(NTU= ^N).

(c) Hitungkan keberkesanan penukar haba ini _'

Persamaan yang mungkin diPerlu:

N = ^NTU= UA/Crin ^C= ^Cmjn/Cnu*

co(a'ir,85oF) = ^0.998Btu/lb-or (80/ 1 00 )

4.. (a) Ceritakan ^denganbantuan gambaraiah tentang:

(i) penukar haba petala-dan-tiub 2-4, (ii) ^penukar haba jenis-p'lat, (iii) ^kondensersentuh, (iv)

dandang jenis-cerek, (v) penukar haba dwipaip.

nH = h--.-*tt*'l] /l+c)

iH = [-e-N(.t-.1/[-..-N(1-c)]

i,a., I-

106

(25/100)

(5)

1b/h suatu larutan ^2O%^NaOHke ^50%pepeial. Tekanan

tolok bagi stim ialah 20 psig; tekanan mutlak ^di dalam ruang wap ialah 1.93 psia. ^Koefisien keseluruhan ialah 25o Btu/ft?-h-oF. Suhu suapan

ialah loooF. ^Hitungkan^amaunstim diguna, ^ekonomi, dan luas ^permukaan^pemanasanyang dikehendaki.

Imbangan enta'l ^pi

o = mrl,

d

i

^mana^Hu^bo^I^eh^dⁱ^daPat'i

1

atm ₌

14.7

psia

₌760

I

= ^(mr-m)Hu- tfHf ^* dari jadual ^stim

mmHg

175/100)

hH

ior

10?

(6)

rKK 304/2

LAMPIRAN

PROPERTIES OF SATURATED ^STEAM

AND ^WATERT

+-,I

{

T.ap.

.FT,

t2It

.(, 4t

50 55s

6t

70 15

t0tt

90

lm95

ll0

!2_9rt9

l.lO

Ito

150 t70tlo

190

2s, 2lo 2r2tn

230

20 2:n26

2?0t|0 2$30 3lotfr

!t0llo lgll60

370It0

390ao al0 am

.1304

ato

VrDor Pn6r, Pr tbr/ln"

Sp.cific vol., fttnb E!6dpy, Btu/lb Liqu.id

o,

Srt. vrpof

0, Liquid I ^vrporizr'

H, (h I ^tion^rn ^s.t.^TJ, ^vtgoa

n.{t9.6

t03.06 I tt.0t

134,63

15t.fl

t73,31 t95.Tl

tn37

247,31 276.73

t6.t3

3/.J.T2

3il.59 aE.6

0.00tr. I

0.091,!15

I ô.t2l7o I ^0.14752 I ô.r7tlÎ

I ^o.rtrt

| ^0.2563

| ^0.3055

| ^0.3631 I ^o.12et I I | ^0.5{n9^o.tese^0.6er2

I ^0.il53

| ^0.re2 I ^r.271t

| ^_^_r,.6e!4__

| ^2.2,jlJ^_ I ^2.ttt5

| ^3.7rt I ^t.trt I ^J.9e2\

I ^7.510,1

| ^9.13e

| ^1r.515 I ^ta.t23

I I _| ^t+.ex^l7.rt6

20,7U)

| ^2..t69

I ^n,ns-.^---

| ^33.14 I lt.rj!

I ^19,201

| ^5?,516 I ^67.0rt

0.0t60:l 0.0t@

0.otdo2 0.016('2 0.0160t 0.0160t 0.016(x 0.0t 605 0.0l6(xt 0.015{)?

0.0160t 0.010|, 0.0t610 0.01612 0.016l I

0.0r617 0.0 r 620

t,306 L911\u

2,036.,t t,703.2 1,1n.1 r,205.7

t,gll.1 t67.9 7'O.0 633. r 543.5 .l6t,o ,()a.t 350.4 265.1

t23.0t 97.t|

n,n

62.06

. t0.23 10.96

tt,61

21.12 26.4n 23. t5 t9.t32 l5.l2l rt E2r I r.763 10.()51

a.u57.Ul 6.ffi

0.(n

l.ol

t.05

| 1.06 11.01 23.07 2t.06 33.05

3t.{x

t13.03

4.02 53.o

51.99 62.9t 67.91 T1.91 .. _-.tl,9*"*,_

, -97.rO.

1(}7.6!' I l7.t!,

ln.$

I t7.90 ltl7.92 157.9t 167.99 l?t.03 It0.07 lte.13 198.2J 20t.34 -- - 1ll.ll..

n&s

23t.t4 24t.6 E9.tl 2A.9

ttts.t ^I 1074.1 |

to?1.3

l(5t.{t I

r(b5,5

t06'2.7 I

1059.9 1057. I 1054.1 105 1.5 lO,tl.6

lu5.t

1(x2.9 to.(l.1 tot7.2 l03 | .6 10,?5't lo20.o_. __

tol.,l r@rJlqn S 99.5.3 990.2 tta. I 977.9 97t.6 910.3 9652 95,r.1 9s2.2

_ 9atA)-

etr.l I

9l l.t

vrr.7 9r?.t 910.t

r0|l5.r t077. I

lot9.l l0lr.5 t0t3.7 lotit.t lott.0

1090.2 t('l2.J 10t4.5 t(B6.6 tG)a.t

lrmS

I t03. I I105.2 l109.5 il13.7_ ?

luat_ |

uzl.0

I r26. I r t30.2.

| 13f .2 t tlt.t

I t42.0 l t45.9 I lrt9.7

ll4.{

I lr3.a

r rt7.0

I t60.5 ,

JIgiJ

_t!-6zu

ilflt.6 iln.l

I t76.1 tr'19,1 ._oj.r625

0.016.2l

0.016r

0.016J9 0.016a5

0.0l6tl

0.01657 0,0163 0.0t670 0.01672 0.01677 '0.015&r 0.0r6t2 0.01700...

0.01701) 0.or 717 o.017!6 0.01?r5 0.017.t 0.017J5 0.0r 765 0.0r776 0.017t7 0.0t79'lt

0.0rtt ^I

0.0t t23 0.01$6 0.0nJ{) 0.01t6.

0,0lt7t 0.01t94 0.01910

0.0ttl6

0.019.1

5.626 a.9ta

1.ttl

3.7C1 3.312 2,957 2.625 2.335 2.0t35

|.trtr3

1.67(n

t.rfin t,Att9 t.2l7l

t.6rt

21!r.lrt

En.t30.6|

3l t.lt

12r.63

3tzll i.L79

351.15 36/.17 171.n 3t5.t3 396,.n

|{J1.|t a13.90 aJo.l

tuL6tta,

tfr.0 rD.0 no.7 t{:L2 t53.5 tl1.6 t3t.a t25.0 tr6.3 t05.3 7!16.0

ru.4n1.5

lrn-r

I ttSJ ltn.?

| 190.t I rtLS

I t9a.a l t96.3 I t9t.l

I l9!t.5 l20t.o rmtul

1203.1

t20t.l l20.l.l

120a.6

t Ab.trrdd ^froorbridlc cditioa of "Tbctaodyarnk Propcrrlca of srrrE ' bv Jocrrph H' I(ann ud

;;;i ^G,^Kcuc+^toUa^wilcrl^rsonq^Im,.^{Ncr yotk,}^t93?,^withrb ^pc*nisio^ofth ruttorr ead publttt r.

6

1 ':. ^. 108

(7)

Mcchrnir:al cnclgy

Mechurical cquivakrnt of heat

Newton'sJaw convcrsion for:tor

I'resgure

(r()ilv(.lr.si|)n fflr;t0rs

Synbol Itacbr

!lyl!].

l B/orna

I lltu/1 ^<:tlt - ^251.900

I y<l/l rrr - il,lllllr/ll,l)|l7I

l itr./l cn - ^2.1t4

I fbll cnr - ^30.48

f lb/lg =453.5+t242771

I ioult:/l ^crg- ^lQtl I ioila/l ^watteec- ll I<:il1/l ^joulo- ^4.^ltl73 I lJru/l ItJb/ - ^778.2$

I kwhr/l lilu - ^it,4t2.75

I g torca-aettz/l g-crrr : 980.0661

I lbysccz/l f t-lb : 32.174 I ttrrr : 14.696 lb 1 /iu.2

ttrtr/l rntn IIg t[ : 7601

utrrr/l irr. Ilgl - ^29.92

t ^'*;lcf4_{= tZ?'o}

s i"/";t*n ₌^LS'FD

Quuility

t Nftutu =

td{,z

⁼^I

: 02.428t Dcrrsity

IIout Lurrgth

Mage

p

aI,

fn E^

J

Specifir: lrcrt

'l'cnrln)rrlt,uIc rli llcrcnt:c Viscosil,y

lcP' lfll"''s

Vnlurnc

_-Ut-- : b5ot 1ft-llt1/rcc

I lrp/l kw - ^0.74548

t r:atl(g)('())

i-Ai;7iri;ii;iii ='+

l"C/l"t' : l.8l

-l-'-l:"fi1-,gtt : o.?? X lo-.

I lblll-sec 1:*-',tittgi': t lb/ft-ltr - ^,.n,

I t;crrtirroisc tln,,-+rr;

ttta : 2'tt8o x ^10-6

I fl.E/l litcr:28.1116

I ^tl^S.salll ^in.8: ?311

I ft3,rl gol - ^7.48 to5

g.cnfsz

c

^T

l.

,,

t Lttcrtrrrl,iturrl st.crrrrr-talrlc (l'l') rrlloric.

I li)xrrr:t, vrrlutr, lry tk'linit.ion.

'll At dutrsity of t1|.51)irl g/cnrt.

t,

10e

(8)

rKK '304/2

LAHPIRAN

sc

.P5 t{6.

rt It

+,I

|a

q

+,a

A tdl

4

5@

450

4cn

350

300

zfr

200

t!o

m

rc -o

RAJAB. GanbaraJab eutalpi-kepekatan, slsten NaOF-ErO.

I

i:--€ro--*-f-;-:

----_11::---r:!

.-==:

t

_{_\-}

----,.

x, Pecahrn _Jistrn^NaQH

110

(9)

0 5() tot) t50 ^2(-)(]?fr 30() ^J50

Suhu Dldth A1r, ^op

RAJAH. Garl.s Duhrlng, aistem NaOH-H,O.

ds

N

a4

\o

o

'F|

'q

tlE

lo.

Fro.

o! tot rol to.

Reynolds numb.r. N_ = DG/*f(e _I

Eficct of lcngth:diamcter ratio on hcat rransfcr cocfrcicnt.

oooooooooooooooooo

ot*

;F +,a 'hd Fl

A

1,

F)

Aa ti

tlo

too

50

o

111

Operasi Unit II - EPrints USM

(z

Sila

ini

I

1 loa

(a)

dalam

penyejatan

(b) Berikan plot

jarak tiub dari

(i)

(ii) satu

dwipaip aliran selari, (iii)

aliran

2. (a)

r tepu

plot fluks

bendalir hidraulik

65.6oc.

tiub dibelit

ialur elektrik bagi

fluks

dind'ing

m,/s.

(i)

diperlukan untuk

suhu

dan

)

(c)

aliran-selari dwipaip

(cp

atu/lb-or)

suhu awal

r

r

lb/h

ooor hingga

ialah

i

atm =

psia

ior

(r()ilv(.lr.si|)n fflr;t0rs

td{,z

lcP' lfll"''s

i:--€ro--*-f-;-:

----_11::---r:!

t

(b) _Berikan plot

ialur ^elektrik bagi

aliran-selari ^dwipaip

atm ₌