7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 1/132
Abubakar Tuhuloula, ST., MT
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 2/132
CONTENTS CONTENTS
DesainDesain BejanaBejana Pendek Pendek
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 3/132
Reference :1. Bhattacharyya, B.C., 1976,”Introduction to Chemical Equipment Design. Mechanical
Aspect” , Madras – New Delhi.
2. Brownell, L.E., and Young, E.H., 1959, “Process Equipment Design” , 1st ed., Willey Eastern
Limited, New Delhi.
3. Hesse and Rushton., 1945, “Equipemnet Process Design” Princeton, New Jersey.
4. Koolen, K.L.A., 2002, “Design of Simple and Robust Process Plants” , Wiley-VCH Verlag
GmbH & Co. KGaA.
5. Ulrich, G.D., 1984, “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics” ,
o n ey an ons, ew or .
6. Vilbrant, F.C., and Dryden, C.E., 1959, “Chemical Engineering Plant Design” , 4th. ed. ,
International Studernt edition, Tokyo.
Support Reference :
Coulson & Richardson, “Chemical Engineering” Vol. 6' “ ” , ,
Volume 1, 2 and 3
Stanley M. Wallas, 1990, “Chemical Process Equipment; Selection and Design” , Butterworth-
.
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 4/132
Ada Ada bebera abebera a macammacam be anabe ana anan didasarkandidasarkan adaada tekanantekanan
tebaltebal,, peletakanpeletakan dandan tinggitinggi bejanabejana..
,,
a.a. bejanabejana bertekananbertekanan dalamdalam (internal pressure)(internal pressure)
.. e anae ana er e ananer e anan uar uar ex erna pressureex erna pressure .. BerdasarkanBerdasarkan tebalnyatebalnya,, bejanabejana bertekananbertekanan terdiriterdiri daridari ::
a.a. bejanabejana berdindingberdinding tipistipis
..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 5/132
BerdasarkanBerdasarkan peletakannyapeletakannya,, bejanabejana terdiriterdiri daridari ::
a.a. bejanabejana horizontal horizontal
b.b. be anabe ana vertical vertical
BerdasarkanBerdasarkan tingginyatingginya bejanabejana,, dibagidibagi menjadimenjadi ::
..b.b. bejanabejana tinggitinggi
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 6/132
e anae ana er e ananer e anan asanyaasanya uaua ar ar a aa a se nggase ngga un uun umendesainnyamendesainnya perluperlu dipahamidipahami mengenaimengenai stressstress yangyang timbultimbul
a aa a e anane anan..
a.a. axial stressaxial stress ;; searahsearah dengandengan sumbusumbu vertikalvertikal bejanabejanadimanadimana stressstress iniini ditimbulkanditimbulkan oleholeh tekanantekanan operasioperasi dandan
beratberat bejanabejana besertabeserta isinyaisinya..
Fig. Longitudinal forces acting on thin cylinder under internal pressure
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 7/132
2
p d
P π
= P = force tending to repture vessel longitudinally
=
=
Sehin a
2
,
4
f stress induced stress psi
a t d t π
= = = = =
4
pd t =
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 8/132
.. atauatau kelilingkeliling bejanabejana,, dimanadimana stressstress iniini ditimbulkanditimbulkan oleholeh
....
P= A
Fig. Circumferential forces acting
on thin cylinder under internal
pressure
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 9/132
P pdl= P = force tending to repture vessel circumferentially
=
=
,2 2
p p f stress psia tl t
π = = = =
pd =2 f
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 10/132
xamp examp e .. -- n,n, s an ar s an ar con enser u e scon enser u e ssubjected to an axialsubjected to an axial load of 500 lbs. in tension, due toload of 500 lbs. in tension, due to
erence n coe c en o expans on e ween s e anerence n coe c en o expans on e ween s e an
tubes. Calculate the unit stress in the tube.tubes. Calculate the unit stress in the tube.
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 11/132
BejanaBejana Pendek Pendek ( (Reaktor Reaktor) )
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 12/132
BeberapaBeberapa kodekode yangyang biasabiasa digunakandigunakan dalamdalam desaindesain bejanabejana,,
a.a. BSBS 15001500 andand 515515 :: dikeluarkandikeluarkan oleholeh InggrisInggrisb.b. ISIS 28252825 – – 19691969 :: dikeluarkandikeluarkan oleholeh IndiaIndia
c.c. ASME ASME sectionsection VIIIVIII :: dikeluarkandikeluarkan oleholeh Amerika Amerika
d.d. API API :: dikeluarkandikeluarkan oleholeh Amerika Amerika
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 13/132
PemakaianPemakaian kodekode ugauga beragamberagam,, antaraantara lainlain ::a.a. ASME ASME CodeCode WeldinWeldin QualificationQualification untukuntuk Boiler Boiler
b.b. ASA ASA Code,Code, untukuntuk pipapipa bertekananbertekanan
.. ,,
PemakaianPemakaian kodekode dapatdapat dilihatdilihat padapada ::a.a. DimensiDimensi FlangeFlange and and Dishead Dishead head head –– ASME ASME CodeCode
Starndar Starndar Straight Straight FlangeFlange – – ASME ASME CodeCode
– –
SpesifikasiSpesifikasi Low Low Alloy Alloy Steel Steel – – API API Standar Standar
mensmens angang – – an ar an ar
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 14/132
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 15/132
FIXEDFIXED BED REACTORBED REACTOR
BagianBagian solidssolids dalam reaksidalam reaksi unsteady stateunsteady state atauatau semisemi--batch modebatch mode
Diatas bebera a waktu,Diatas bebera a waktu, solidssolids mana un di antikan atau di erbaharuimana un di antikan atau di erbaharui
C A,out
Regeneration
Breakthrough
1 2
curve
/ C A , i n
C A , o u t
C A,in
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 16/132
IsothermalIsothermal Reaction : Plug Flow Reactor Reaction : Plug Flow Reactor
FluidaFluida plug flow plug flow – – tidaktidak adaada radial gradientsradial gradients,, dandan tidaktidakadaada axial dispersionaxial dispersion
DensitasDensitas konstankonstan dengandengan posisinyaposisinya
z + dz C A,f + dC A,f
z C A,f
U0 (m/s) superficial velocity ( )2
2
0m A
s / mV U xs
gas&
=
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 17/132
Mass Balance
Input – Output – Reaksi = Akumulasi
( )[ ] ( )[ ] ( ) zC dzr dC C U C U f , A Av f , A f , A f , A ∂⋅∂⋅
∂
=⋅−−+− ε 00
Ba i den an ∂z dan men ambil batas seba ai ∂z 0
ε adalah void fraction dalam bed
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 18/132
Untuk hanya orde reaksi satu, hanya fluida :Void fraction
( ) f , A
' '
v A
r
Av C k dt V sreactor m
mor ε −==⎥⎦⎢⎣ ⋅
13
Volume reactor Untuk steady state:
0→∂t
,
Oleh karena itu
( ) 010 =−+ f , A
' '
v
f , AC k
dC U ε
z
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 19/132
Integrasi dengan C A,f = C A,f,in at z = 0
Catatan 1: Persamaan sama perihal catalytic reactor dengan reaksi orde 1
2: Dapat digunakan dalam pseudo-homogeneous reaction
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 20/132
InputInput – – OutputOutput – – Reaksi = AkumulasiReaksi = Akumulasi
a as ena ana as ena an z z : npu = , ou pu =: npu = , ou pu =
( ) ( ) z zr ssv Δε Δ ⋅−=⋅− 1
Fraksi volume solid =
m3 of solid3
mol
m3 of solid · s
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 21/132
=∂− C s∂t
sv
( ) ( )−⋅=− r ar svavΘ
01
=−
+∂
∂
ε a
r
t
C Avs
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 22/132
emeca anemeca an ersamaanersamaan nn
= 0 (In steady state tidak benar, akumulasi A kita abaikan dalam gas)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 23/132
--
UntukUntuk massmass continuity continuity menyeimbangkanmenyeimbangkan padapada fluidafluida dandan solidsolid
UntukUntuk energy energy balancebalance,, kitakita bertindakbertindak dengandengan menyeimbangkanmenyeimbangkan padapada
setiapsetiap phasephase
Asumsi Asumsi::
– –
((no radial temperature gradients)no radial temperature gradients) q = 0q = 0
22 BiBi adalahadalah kecilkecil – – TT sera amsera am didi dalamdalam artikelartikel suatusuatu reaksireaksi
exothermicexothermic TTpp >> TTgg))
3)3) Plug flow of gasPlug flow of gas dandan digunakandigunakan TTref ref = 0= 0 untukuntuk menghitungmenghitung enthalpyenthalpy4)4) Asumsi Asumsi suatusuatu average density average density dapatdapat digunakandigunakan ((ρρgg == tetaptetap))
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 24/132
ModelinModelin
q =0
Tf + dTf
T
z + dz
z
Tf,0
U0 kg =⎤⎡ gsm
02⎦⎣
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 25/132
Pen aturanPen aturan PersamaanPersamaan
Pecahkan semua persamaan ini bersama-sama.
T T ∂∂
FluidaFluida
zt f ss p f p f f f
=−−∂
+∂
ερ ,0,
t C T T hA H r s
ps f ssr A sv ∂−=−−Δ− ε ρ 1,
,∂ f AC 0=+∂ r C Avs
Quasi Steady State
∂
Av
z
1−∂ ε at
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 26/132
DESAIN DIAMETER VESSELDESAIN DIAMETER VESSEL
a ama am esa nesa n ame erame er anan nggngg ag anag an s n er s n er asar anasar anpadapada jumlah jumlah volume liquid :volume liquid :
= .= .
Volume totalVolume total bejanabejana dapatdapat dihitungdihitung disesuaikandisesuaikan dengandengan prosesproses atauatau ungsungs e anae ana,, apa aapa a se agase aga :: penampungpenampung,, penga upenga u ,,
pengadukpengaduk dandan pemanaspemanas atauatau sebagaisebagai kontaktor kontaktor gasgas dandan liquid.liquid.
V V T T = V = V ss ++ V V rk rk (2)(2)
Gambar Gambar 1.1. PeruntukanPeruntukan BejanaBejana dandan PerkiraanPerkiraan Volume LiquidVolume Liquid didi dalamdalam BejanaBejana
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 27/132
o ume o ao ume o a e anae ana apaapa ugauga ungung ar ar um aum a vo umevo umebagianbagian tutuptutup bawahbawah, volume, volume silinder silinder dandan volumevolume tutuptutup atasatas ::
T T == ss ++ d d ++ k k
Gambar Gambar 2. Volume2. Volume BagianBagian BejanaBejana
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 28/132
o umeo ume u upu up awaawa ungung se agase aga uasuas a as aa as a nggngg ,,diamandiaman :: luasluas alas =alas = π π /4 d /4 d 2 2 ,, sehinggasehingga ::
2 1
4 3 2 0 5k
d V d x
t
π
α
⎛ ⎞⎛ ⎞=
⎜ ⎟⎜ ⎟
(4)(4)3
d V
π =
24 0,5tg α
volumevolume silinder silinder,, (5)(5)2
4s s
V d Lπ
=
dimanadimana RasioRasio D/LsD/Ls→→ LihatLihat didi tabeltabel 44 – – 25; 425; 4 – – 27 Ulrich27 Ulrich
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 29/132
VolumeVolume tutututu atasatas berbentukberbentuk standard dished head standard dished head da atda at
dihitungdihitung sebagaisebagai volumevolume temberengtembereng bola :bola :
(6)(6)
==
34
d V h r h= −⎜ ⎟⎝ ⎠
,,
radiusradius dandan hargaharga h = 0,169d h = 0,169d ,, makamaka ::
( ) ( )( )2
0,169 3 0,1694d V d d = −⎜ ⎟⎝ ⎠
30,0847d V d =
makamaka ::
(8)(8)3
2 30,0847d
V d L d π π
= + +,tg α
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 30/132
UntukUntuk volumevolume tutututu berbentukberbentuk toris herical toris herical dished head dished head adalahadalah ::
V = 0,000049di V = 0,000049di 33
== ,,
V =V = volumevolume torispherical torispherical dished head to straightdished head to straight
,,
head head jenis jenis iniini digunakandigunakan untukuntuk tekanantekanan bejanabejana : 15: 15 – – 200 Psig200 Psig
n un u vo umevo ume u upu up er en uer en u e p ca s e eae p ca s e ea a a aa a a ::
V = 0,000076di V = 0,000076di 33
dimanadimana :: ddii = diameter= diameter dalamdalam vessel, invessel, in
V = volumeV = volume elliptical dished head to straight flangeelliptical dished head to straight flange,,cuftcuft
TinggiTinggi bagianbagian silinder silinder padapada keadaankeadaan optimaloptimal dibuatdibuat sebesar sebesar
1,5 kali diameter1,5 kali diameter bejanabejana..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 31/132
DESAIN TINGGI BEJANADESAIN TINGGI BEJANA
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 32/132
DESAIN TINGGI BEJANADESAIN TINGGI BEJANA
nggngg u upu up awaawa er en uer en u on son s
Gambar Gambar 3.3. TutupTutup BawahBawah berbentukberbentuk
990,5d d
h = =, ,tg tgα α
supervisial supervisial velocity,velocity, sedangkansedangkan tingginyatingginya disesuaikandisesuaikan dengandengan
..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 33/132
Tin iTin i tutututu ba ianba ian atasatas berbetukberbetuk dishdish lihatlihat ambar ambar dihitundihitun
dengandengan persamaanpersamaan ::ha = rha = r – – BDBD 1010
daridari ΔΔ ABD, ABD, didapatdidapat ::
22 == 22 – – 22
= (r= (r – – icr icr))22 – – (0,5d(0,5d –– icr icr))22
= r = r – – cr + cr cr + cr – – ,, + . cr+ . cr – – cr cr
jika jika dianggapdianggap : r = d: r = d dandan icr icr = 0,06d (= 0,06d (tutuptutup dianggapdianggap berbentukberbentuk
Gambar Gambar 3.3. TutupTutup BawahBawah berbentukberbentuk DishDish
s an ar s an ar ee eaea ,, ma ama a ::
BDBD22 = d= d22 – – 2 x 0,06d + (0,06d)2 x 0,06d + (0,06d)22 + d x 0,06d+ d x 0,06d – – (0,05d)(0,05d)22
= 0,69d= 0,69d22 BD = 0,831 dBD = 0,831 d
dengandengan menggunakanmenggunakan pers. (10)pers. (10)
ha = dha = d – – 0,831 d0,831 d ha = 0,169 dha = 0,169 d (11)(11)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 34/132
on oon o soasoa ::SebuahSebuah bejanabejana digunakandigunakan untukuntuk menampungmenampung liquidliquid dengandengan lajulaju
a r a r se esar se esar cucu enganengan wa uwa u nggangga ra ara a--ra a qura a qu
jam. jam. TutupTutup atasatas berbentuberbentu standard dished headstandard dished head dandan tutuptutup bawahbawah
..
bagianbagian silinder silinder sebesar sebesar 1,5 kali diameter1,5 kali diameter bejanabejana dandan volumevolume
,,
DESAINDESAIN INTERNAL PRESSURE VESSELINTERNAL PRESSURE VESSEL
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 35/132
DESAINDESAIN INTERNAL PRESSURE VESSELINTERNAL PRESSURE VESSEL
ayaaya yangyang m um u a ama am e anae ana a aa a a anyaa anya e anane anan apaapadihitungdihitung menggunakanmenggunakan persamaanpersamaan ::
= p x= p x
..
circumferentialcircumferential padapada bejanabejana
UntukUntuk gayagaya axial :,axial :, P = pi xP = pi x ππ/4 x d/4 x dii22 (13)(13)
n un u gayagaya c rcum eren a , = p x s xc rcum eren a , = p x s x ii
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 36/132
tersebuttersebut,, makamaka ::
==
padapada gayagaya axialaxial luasanluasan yangyang akanakan menahanmenahan stressstress adalahadalah π π dt dt ss ::
axial axial ss
apabilaapabila hargaharga gayagaya axialaxial sepertiseperti yangyang terlihatterlihat padapada gambar gambar 6,6,
esarnyaesarnya nya a annya a an enganengan pers. ,pers. , ma ama a pers.pers. men amen a ::
2/ 4 .i pi d pi d π
(17)(17). . 4i s sd t t π
= =
Gambar Gambar 6. Stress yang6. Stress yang didi
dandan circumferentialcircumferential
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 37/132
,,
akanakan menahanmenahan stressstress adalahadalah 2L2Lss.t .t ss,, sehinggasehingga ::
== c rcum eren ac rcum eren a ss.. ss
makamaka besarnyabesarnya streesstrees padapada gayagaya circumferential circumferential ::
(19)(19). . .
2. . 2
s i i
s s s
pi L d pi d f
L t t = =
stress circumferential stress circumferential dalamdalam bejanabejana adalahadalah yangyang terbesar terbesar,, makamaka
esa nesa n e ae a e anae ana asar anasar an pa apa a gayagaya c rcum eren ac rcum eren a ::
. pi d (20)(20)2s
f =
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 38/132
SepertiSeperti telahtelah diketahuidiketahui bejanabejana dibuatdibuat daridari bahanbahan steel plate,steel plate,
,, ,,
disambungdisambung yangyang dinamakandinamakan pengelasanpengelasan..
berubahnyaberubahnya struktur struktur dandan komposisikomposisi bahanbahan bejanabejana tersebuttersebut..
sekaligussekaligus menentukanmenentukan efisiensiefisiensi atauatau faktor faktor pengelasanpengelasan (E).(E).
Gambar Gambar 7.7. BeberapaBeberapa macammacam pengelasanpengelasan
Penggunaan sambungan pengelasan dapat
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 39/132
menyebabkan berkurangnya kekuatan
ada daerah disekitar sambun an.
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 40/132
Dari pers.(20)Dari pers.(20) dandan memperhatikanmemperhatikan hargaharga t/t/d < 0,1d < 0,1 untukuntuk bejanabejana
,, ,,
persamaanpersamaan tersebuttersebut,, dandan dengandengan memperhatikanmemperhatikan juga juga faktor faktor
en elasanen elasan dandan faktor faktor korosikorosi makamaka ers. 20ers. 20 men adimen adi ::
.i i p r
t C = +2 0,6
i
fE p−
.d
( )2 0, 4s
i
t fE p
= +−
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 41/132
Ada Ada duadua macammacam bentukbentuk tutuptutup ::
.. en uen u p r ngp r n g :: or sp er caor sp er ca ,, an ar an ar s e eas e ea , p ca ,, p ca ,
Hemispherical Hemispherical ..
.. en uen u corongcorong :: on ca anon ca an or con caor con ca
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 42/132
Gambar Gambar 8. Gaya8. Gaya dandan stressstress padapada tutuptutup
berbetukberbetuk dishdish
stress longitudinal (f stress longitudinal (f mm ) ),, perluperlu dikonversikandikonversikan keke araharah horisontalhorisontal
mau unmau un vertikalvertikal,, karenakarena a aa a adaada tutututu membentukmembentuk sudutsudutsebesar sebesar α α terhadapterhadap sumbusumbu bejanabejana ((lihatlihat gambar gambar 9).9).
stressstress searahsearah sumbusumbu horosontalhorosontal = f = f coscos 9090oo – – αα 2323
stressstress searahsearah sumbusumbu vertikalvertikal = f = f mm sin (90sin (90oo
– – αα)) (24)(24)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 43/132
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 44/132
.i o p r
t =2 m f sin α
JikaJika,, sinsin α α == r r oo /r /r ,, makamaka ::
(28)(28)
. .
2 / 2
i o ih
m o m
p r p r
t f r r f = =
,, ,,makamaka untukuntuk beberapabeberapa jenis jenis tutuptutup dishdish dapatdapat diberikandiberikan persamaanpersamaan..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 45/132
. .i i p r W
=( )2 0,1
h
i fE p−
13
4
r W
icr = +⎜ ⎟⎜ ⎟
( ( atauatau,, untukuntuk knuckle radiusknuckle radius lebihlebih besar besar daridari 6%),6%), makamaka ::
(29a)(29a)( ), .
0,1
ch
p r t C
fE p= +
−
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 46/132
. .i i p d V =
( )2 0,1h
i fE p−
dimanadimana :: V = 1/6 (2 + k V = 1/6 (2 + k 2 2 ) ) dandan k = a/bk = a/b (see to table 8.1 B & Y)(see to table 8.1 B & Y)
atauatau ::
. p d t C = +
2 0, 2 fE p−
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 47/132
.i i p d =
( )4 0,1h
fE p−
BagianBagian tutuptutup,, yaituyaitu crown radius (r), knuckle radiuscrown radius (r), knuckle radius atauatau torustorus
(inside corner radius,(inside corner radius, icr icr) ) dandan straight flange ( straight flange (SSf f ) ),, menurutmenurut
ASME Code ASME Code,, dapatdapat didi tetapkantetapkan berdasarkanberdasarkan tabeltabel 5.75.7 B & Y.B & Y.
Straight flangeStraight flange berbentuk berbentuk elliptical ( elliptical (tabel tabel 5.11 B & Y)5.11 B & Y)
Straight flangeStraight flange berbentuk berbentuk dishedhead dishedhead ( (tabel tabel 5.8 B & Y)5.8 B & Y)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 48/132
oncaonca
Gambar Gambar 10.10. TutupTutup berbetukberbetuk conical conical
Conical Conical adalahadalah suatusuatu bentukbentuk tutuptutup yangyang hampir hampir samasama dengandenganbentukbentuk silinder silinder,, dimanadimana jari jari--jari jari silinder silinder berubahberubah secarasecara teratur teratur
((lihatlihat gambar gambar 10)10)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 49/132
luruslurus merupakanmerupakan titiktitik yangyang ditinjauditinjau.. PadaPada tinjauantinjauan tersebuttersebut stressstress
..
Apabila Apabila daridari titiktitik A A tersebuttersebut ditarikditarik garisgaris tegaktegak luruslurus padapada sumbusumbu
,,
r = Lr = L coscos α α atauatau L = r /L = r / coscos α α (33)(33)
a aa a ea aanea aan α α == ma ama a = r = r ,, enganengan em anem an en uen u on son s
hampir hampir samasama dengandengan silinder silinder,, sehinggasehingga perhitunganperhitungan tebaltebal tutuptutup ,,
α α ,, yaituyaitu ::
(34)(34)( )2 0,6ct C
cos fE pα = +
−
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 50/132
,,
perluperlu dipasangdipasang cincincincin penguatpenguat dengandengan luasluas,,
(35)(35)2
1i p d tg A
α ⎛ ⎞ Δ⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎜ ⎟
T iT i C i lC i l
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 51/132
Tori Tori- -ConicalConical
DesainDesain tebaltebal padpad tutuptutup berbentukberbentuk tori tori--conical conical sepertiseperti padapadaambar ambar adaada duadua tebaltebal aituaitu thth--11 adaada ba ianba ian tori tori--s herical s herical
dandan thth--2 2 padapada bagianbagian tutuptutup berbentukberbentuk conical conical ..
Gambar Gambar 11.11. TutupTutup berbetukberbetuk tori tori--conical conical
,,de =de = di di – – 2( 2(Icr Icr – – b)b)
== – – – –
de
=
de
=
di di – – 2Icr
(1
2Icr
(1
– – coscos αα
) ) (36)(36)
HH ii ii LL d id i bb ili dili d ii dd b ib i tt
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 52/132
Har aHar a ariari-- ariari LL daridari sumbusumbu silinder silinder sam aisam ai adaada ba ianba ian torus :torus :
L = de / 2L = de / 2 coscos αα (37)(37)
DenganDengan memperhatikanmemperhatikan ASME ASME--Code,Code, makamaka desaindesain tebaltebal tori tori--
..
.i p L W
=
( )2 0,1
i
fE p−
−
dimanadimana :: dandan L = de/2L = de/2 coscos αα
de =de = di di – – 22 Icr Icr (1(1 – – coscos ½½ αα ) )
34
r W
icr = +⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠
3939i e p d
t C − = +, cos
i p α −
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 53/132
on oon o soasoa ::
SebuahSebuah bejanabejana berdiameter berdiameter dalamdalam 60 in.,60 in., tutuptutup bawahbawah bejanabejana
er en uer en u concaconca enganengan su usu u puncapunca oo.. a ana an e anae ana --
grade Ograde O.. Alat Alat iniini bekerjabekerja padapada 3535ooC, 1 atm.C, 1 atm. PengelasanPengelasan berupaberupa
..
tebaltebal silinder silinder,, tutuptutup atasatas dandan bawahbawah.!!!.!!!
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 54/132
Contoh Kasus
Persamaan reaksi utama (proses dimerisasi Etilen) :
X = 95,7 %
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 55/132
2 4( ) 2 4( ) 4 8( ) katalis
g g g
Reaksi UtamaC H C H C H + ⎯⎯⎯→
Kecepatan laju reaksi orde 1terhadap A (Etilen) , maka :
:
: . . .
AO AO
AO AO AO
Awal F F
Reaksi F X F X F X
−
− − +
1
a Ar kC − =
Sisa
− − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − −
: (1 ) (1 ) . AO AO AOF X F X F X − −
. AoF X
F = C A = C A0 (1 – X)
F A = F Ao (1 – X)
3 3
/
/
Ao Ao
o
F kmol h kmolC
v m h m= = =
Perhitungan volume fase gas (Plug flow) :
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 56/132
Perhitungan volume fase gas (Plug flow) :
: Reaksi
2 4( ) 2 4( ) 4 8( )
:
g g g
AO AO
C H C H C H
Awal F F
+ ⎯⎯⎯→
−
: . . . AO AO AO
Reaksi F X F X F X − − +
− − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − −
Sisa : (1 ) (1 ) . AO AO AOF X F X F X − −
2 4
2 4
(1 )
(1 )
AO A
AO A
FC H F X F
FC H F X F
= − =
= − =
4 8
-----------------------------------
AOFC H F X = +
A A
A
F y
F Total= E3-7.1 Fogler, 1992:92)
(2 ) AOF Total F X = −
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 57/132
−
( )2 2
AO
A AO
y F X X
−
= =− −
AO AO TOC y C =
o AO AO
o
C y RT
= E2-3.1 Fogler, 1992:41)
1 .o o A A
P P X C y −= =−o o
Untuk Plug flow digunakan persamaan
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 58/132
Untuk Plug flow digunakan persamaan
X V dX
= X
V dX =
0 AO Ar −
0 AO A
X X
o RT dX dX ( ) ( )0 0
.. 1 / 21
2
oo
o
k P X X P X k
X RT
− −⎛ ⎞−⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟−⎝ ⎠⎝ ⎠
( )( ) ( )( ) ( )0 0 0
2 1 1. . . 11. 1 . 1 . 1
X X X
o o o
o o o
X X R T R T R T dX dX dX k P X k P X k P X
⎡ ⎤⎛ ⎞− − += = = +⎢ ⎥⎜ ⎟⎜ ⎟− − −⎢ ⎥∫ ∫ ∫
. 1 X X
o R T
dX dX
⎡ ⎤⎛ ⎞
= +0 0. 1ok P X −⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
. R T n
.
AO
ok P
= − −⎣ ⎦
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 59/132
Sehingga Volume total fluida dalam reaktor gelembungadalah :
Volume total = Volume liquid + volume gas
Jika safety factor 20%, maka :
VD = Volume total x safety factor
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 60/132
Pemilihan jenis impeller tergantung pada jenis dan sifat fluida :
Turbin < µ < (rendah – sedang)
a e µ ngg v s os
dimensi Impeller :
a t = –
Zi/Da = 2,7 – 3,9 Zi = tinggi impeller dari dasar
l a = , – , l = ngg qu a am ang
P/Da = 0,25 P = panjang blade
L/Da = , L = lebar blade
J/Dt = 1/12 J = lebar baffle
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 61/132
Kecepatan Impeller
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 62/132
Kecepatan Impeller
.V N Dπ
= . liquid rata rata H Sg Jumlah agitator
D
−=
V = kece atan linear : u/ turbin : 200 – 250 m mu/ propeler : 300 – 500 mpm
arak antara a itator : 1 – 1 5D Joshi -389
Power pengaduk yang dibutuhkan tidak dapat diprediksi secara
teoritis teta i den an men unakan korelasi em iris antaraturbulensi pengadukan, power number and froude number
sehingga diperoleh korelasi :
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 63/132
. , –
log3 3 2. .
a Nre
b N D−
Φ . aPg g
= ⎢ ⎥⎣ ⎦
Reynold number 2. . a N D Nre
ρ =
ν = viskositas kinematis2
. a N D Nre =
=, , . . .vol.1 dengan menggunakan fungsi Nre didapat Φ.
a = ; =
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 64/132
Untuk baffle tank : ( )3 5. .
10.000P a
e
N N DP Nr
g
ρ = → ≤
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 65/132
( )3 5
. . 10.000T a
e
K N DP Nr ρ = → ≥
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 66/132
Rasio kebutuhan daya gas sparged liquid dalam stirred tank, P G /P.
er asar an ata emp r s untu s x- a a e ur ne, engan e ar
blade 1/5 d a, untuk diameter tangki sampai dengan 0,6 m, namun
besar di mana liquid depth-to-diameter ratio biasanya dalam region.
Log (P G /P ) = -192 (d/D)4.38(d 2 N/v )0.115(dN 2 /g )1.96(d/D)(Q/Nd 3)
Rasio P G /P untuk flat-blade turbine impller systems dapat diestimasi
den an ersamaan :P G /P = 0.10(Q/NV)-1/4(N 2 d 4 /gbV 2/3 )-1/5
, .
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 67/132
Konsumsi Daya untuk Gas Liquid Mixing
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 68/132
Energy loss melalui sparger ditentukan dari perhitungan
pressude drop untuk orifice,
2
2
g ospiakrkger
c d
uP
g cΔ = ⎜ ⎟
⎝ ⎠
ket, u o adalah kecepatan melalui orifice tunggal dan c d
adalah koefisien 0 9 untuk downstream ke u stream rasio
tekanan 0,4 atau kurang.
o ens a ea
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 69/132
o ens a ea ,
1 p L g L L
c c
P Z Z g g
ε ρ ερ ρ Δ = − + ≈⎣ ⎦
ket, ZL adalah ketinggian liquid tanpa gas.
Power total per unit volume dalam memompa gas (Pg)
( )( )
2 2
2 2
/g g g o g L L c g g o
s Lg
P Q u Q Z g g Q u gu
ρ ρ ρ ρ = + = +
ket, (u s )g adalah superficial gas velocity dan Qg adalah laju
c c c c
a r vo ume r gas.
onsums ower a am sparg ng gas
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 70/132
onsums ower a am sparg ng gas,
0.450.45
( )2 3
0.560.56 3
/0.08 ,a I
a g
hp ft minP NDP
Q
⎢ ⎥= ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎢ ⎥
ket P adalah ower as dan Pa adalah ower bukan as.
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 71/132
• Daya Motor
Kebocoran tenaga akibat poros dan bearing (Gland losses)
Gland losses = 10% Power in ut P
(transmision system losses). =
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 72/132
• Untuk operasi pengadukan moderate (propeller dan turbin)
untuk konsumsi power spesifik 0,2 – 0,5 kW/m3.
Waktu pencampuran untuk suatu Vessel batch, dapat
dihitung dengan,
1/ 51/ 2
3
12.0001,0P m
θ = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠
ket, μ = viskositas, Pa.s ; P = power, watt; V = volume, m3.
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 73/132
Example : Calculate the power requirements, with and without aeration,-. , . ,
with a six-blade Rushton turbine that is 0.5 m in diameter d , with blades
0.25d long and 0.2d wide, operating at a rotational speed of 180 rpm. Airis supplied from the tank bottom at a rate of 0.6 m3 min-1. Operation is at
room temperature. Values of water viscosity μ = 0.001 kg m-1 s-1 and
wa er ens y ρ = g m- ; ence μ ρ = v = - m s- can e use .
Desain Poros Pengaduk
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 74/132
Poros yang terbuat dari commercial cold rolled steel.Shear stress an di izinkan f = 550 k /cm2.
Elastic limit intension = 2460 kg/cm2.
Modulus elastisitas (E) = 9,5 x 105 kg/cm2.
Moment Puntir yang terjadi pada poros:
.75.60
2. .C
hp
T N π = N = putaran pengadukh = da a en aduk
Tc = momen puntir
. , C
ModulusModulus polar polar daridari penampangpenampang melintangmelintang porosporos::
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 75/132
f f == shear shear stressstress1,5 C
P
T Z =
Diameter Diameter orosoros dd ::
s
3.
16P
d Z
π =
BendingBending MomentMoment::T
0,75m b a
b R= → =
RbRb == modulusmodulus bladeblade (radius(radius of of blade)blade)
l =l = tin itin i tan kitan ki totaltotal – – ZaZa l =l = an anan an orosoros
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 76/132
M = F M = F mm . L. L
220 5 M M T ⎡ ⎤= + +
untukuntuk pipapipa pijalpijal::
d = diameterd = diameter orosoros
3.d Z
π =
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 77/132
e f =
jika jika f f hitung hitung lebihlebih kecilkecil daridari f f datadata,, makamaka diameter diameter porosporos dapatdapat
,, ,,
DicobaDicoba diameter diameter porosporos (d)(d) == ……..cmcm
.
32 Z
π =
SyaratSyarat defleksidefleksi ::
DefleksiDefleksi anan ter aditer adi adaada orosoros::
33 .mF I WLδ = =
. . . .
. π
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 78/132
64 I =
KecepatanKecepatan kritiskritis:: ,
C
x N
δ =
SyaratSyarat untukuntuk turbinturbin,, NNaktualaktual = 50= 50 – – 65%N65%NCC
Seandain aSeandain a NN tidaktidak memenuhimemenuhi s arats arat untukuntuk turbinturbin
makamaka perluperlu dilakukandilakukan penurunanpenurunan defleksidefleksi ::
TrialTrial diameter diameter porosporos (d)=(d)= ……....cmcm
4.d I
π =
33 .F I L
60 4,987C
x N =
3. . 3. .
m
E I E I = =
Heateat Transferransfer Coefficientoefficient
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 79/132
Heateat Transfer Coefficient on the Agitated Sideransfer Coefficient on the Agitated Side
StudiStudi reaktor reaktor tangkitangki berpengadukberpengaduk,, dengandengan jacketted jacketted dandan ber ber--
bafflebaffle untukuntuk simultaneous gassimultaneous gas sparging sparging dandan Impeller rotationImpeller rotation
e eae ea - - rans er coe c enrans er coe c en a a aa a a er u unganer u ungan enganengan power inputs power inputs untukuntuk sistimsistim,,
).
a k g
g
P P
h hP
+
= ⎢ ⎥
KetKet,, hh dandan hh adalahadalah liquidliquid heatheat--transfer transfer coefficientcoefficient dengandengan
dandan tanpatanpa spargingsparging,, P P k k adalahadalah power power yangyang dibutuhkandibutuhkan untukuntuk
compresscompress gasgas secarasecara adiabatisadiabatis daridari tekanantekanan padapada toptop dandan
bottombottom..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 80/132
UntukUntuk konfigurasikonfigurasi standar standar, (, (RaseRase, p, p--356)356)
0.33 0.240.653
0.73
p b I c NDhD μ μ ρ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞
= f f wμ μ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠
UntukUntuk konfigurasikonfigurasi nonstandar nonstandar,, substitusisubstitusi untukuntuk 0.73,0.73,1.15 Z1.15 Z /D /D 0.40.4 ZZ /D /D --0.560.56
ketket;; Z Z I I adalahadalah tinggitinggi impellerimpeller daridari dasar dasar Reaktor Reaktor..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 81/132
esa nesa n ozz eozz e anan engua nyaengua nya
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 82/132
g yg y
a.a. u angu ang pemasu anpemasu an anan penge uaranpenge uaran a aua au nozz enozz e
untukuntuk desiandesian ukuranukuran nozzle yang optimalnozzle yang optimal adaada duadua caracara ::
1.1. secarasecara grafisgrafis
2.2. secarasecara analitisanalitis
b.b. Manhole andManhole and handholehandhole
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 83/132
ManholeManhole dandan handholehandhole adalahadalah nozzlenozzle yangyang diameternyadiameternya lebihlebihbesar besar dibandin kandibandin kan den anden an nozzelnozzel emasukanemasukan && en eluaranen eluaran..
ManholeManhole didi desaindesain diameter 20 indiameter 20 in atauatau 24 in24 in
..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 84/132
PengelasanPengelasan bagianbagian dalamdalam ( (tw tw i i ) )
w w i i = ,= , minmin
PengelasanPengelasan bagianbagian luar luar (tw (tw oo ) )
tw tw oo = 0,5 ( = 0,5 (t t minmin ) )
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 85/132
tidaktidak dapatdapat dievaluasidievaluasi daridari luasluas penampangpenampang tebaltebal padapada bagianbagian ..
Ada aun Ada aun luasluas enam anenam an adalahadalah ::
A = A = ttrsrs xx ddnn
dimanadimana :: tt == tebaltebal teoritisteoritis shell inshell in
ddnn = diameter nozzle, in= diameter nozzle, in
11 ss – – rsrs nn
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 86/132
A A22 = 2 x [(= 2 x [(ttnn – – ttrnrn) (2,25t) (2,25tnn ++ ttpp)])]
i inrn
p d t C = +
−ketket :: ttnn == tebaltebal nozzle, in.;nozzle, in.; ttrnrn == tebaltebal teoritisteoritis nozzle, in.;nozzle, in.; tt == tebaltebal
, i
penguatpenguat nozzle, innozzle, in
A A33 = (tw= (twoo22 + tw+ twii
22))
== – – – –pp nn nn pp
11 22
A A11 + A+ A22 < A< A dimensidimensi penguatpenguat belumbelum memadaimemadai
esa nesa n angeange
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 87/132
Berba ai enis flan e an umum di unakan adalah :
1.1. WeldingWelding--neck (Fig. 7.1 a)neck (Fig. 7.1 a)
.. -- . .. .3.3. LapLap--joint (Fig. 7.1 c) joint (Fig. 7.1 c)
4.4. Blind (Fig. 7.1 d)Blind (Fig. 7.1 d)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 88/132
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 89/132
DesainDesain flan eflan e melibatkanmelibatkan ::
a)a) Selection of the gasket (material, type, andSelection of the gasket (material, type, and
dimensionsdimensionsb)b) Flange facingFlange facing
cc BoltinBoltin
d)d) Hub proportionHub proportion
ee Flan eFlan e widhtwidht
f)f) Flange thicknessFlange thickness
P ilihP ilih G k tG k t
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 90/132
PemilihanPemilihan GasketGasket
diantaradiantara flange facesflange faces..
as oas o gas e s ressgas e s ress,, e ae a vessevesse awaawa e anane anan,, un uun utekanantekanan dalamdalam yangyang disebutdisebut “gasket factor” “gasket factor” ..
Gasket factor Gasket factor adalahadalah suatusuatu propertyproperty daridari gasket materialgasket material
and constructionand construction dandan tidaktidak tergantungtergantung daridari tekanantekanan internalinternaldiatasdiatas berbegaiberbegai tekanantekanan..
The plain face flangeThe plain face flange adalahadalah sangatsangat ekstremekstrem digunakandigunakan
untukuntuk temperatur temperatur diatasdiatas 250250ooCC dandan tekanantekanan diatasdiatas 1 MN/m1 MN/m22
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 91/132
Source : Bhattacharyya, p-104
DesainDesain GasketGasket
Material gasket (Fig 12 11 pMaterial gasket (Fig 12 11 p 228 Brownell)228 Brownell)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 92/132
Material gasket (Fig.12.11, pMaterial gasket (Fig.12.11, p--228 Brownell)228 Brownell)
od y pm−
=
( )1id y p m− +
m =m = a or a or gas e g. .gas e g. .
y = minimum design seating stress (Fig.12.11)y = minimum design seating stress (Fig.12.11) p = n erna pressure, psp = n erna pressure, ps
ddoo = outside diameter gasket, in= outside diameter gasket, in
ddii = ns de d ameter gasket, n= ns de d ameter gasket, n
dd == IDID + 2t+ 2t
ddoo = (d= (doo//ddii) x) x ddii
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 93/132
ddoo = (d= (doo / /ddii) x) x ddii
lebar lebar asketasket minimum Wminimum W::
= ½ (d= ½ (doo – – ddii))
diameter asket ratadiameter asket rata--rata G:rata G:== ddii + W+ W
Basic Seatin width:Basic Seatin width:
bboo
= W/8= W/8
==oo oo
b = effective gasket seating widthb = effective gasket seating width
==oo
jika jika bobo > ¼ in,> ¼ in, makamaka,,ob
=2
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 94/132
Bolting DesignBolting Design . e an pa a o .
Ada dua beban baut : yang dikembangkan oleh pengetatan
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 95/132
Ada dua beban baut : yang dikembangkan oleh pengetatan , 2 , , 1.
Beban baut untuk kondisi pengetatan harus mengerahkan
kekuatan an cuku H
Wm2 = H y = π .b.G.y
2. Beban yang dibutuhkan untuk menahan
kebocoran. Gaya yang diperlukan untukpelihara gasket dari kebocoran
Hp = 2.b.π .G.m.p
3. The internal pressure produces an end
H = 0,7850 (G 2 ).p
..
WmWm11 = H + Hp= H + Hp
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 96/132
WmWm11 = H + Hp= H + Hp ..
JikaJika WmWm22 < Wm< Wm11,, makamaka yangyang mengontrolmengontrol WmWm11 ((untukuntuk
.. ,,minimum,minimum,
((f f bb == tabeltabel 1313..11 atauatau itemitem 44 Brownell)Brownell)
1
1b
Wm Am
f =
jika jika yangyang mengontrolmengontrol WmWm22 tanpatanpa internal internal pressure pressure
22
Wm Am =
a
..
(see to table 10 4 p(see to table 10 4 p –– 188 Brownell & Young)188 Brownell & Young)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 97/132
(see to table 10.4, p(see to table 10.4, p 188, Brownell & Young)188, Brownell & Young)
== IDIDvesselvessel + 2(1,41 x g + R) g =+ 2(1,41 x g + R) g = tebaltebal shellshell
R = radial distanceR = radial distance
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 98/132
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 99/132
DesainDesain FlangeFlange
1.1. MenghitungMenghitung otsideotside diameter flangediameter flange
OD flan e A = C + 2E E = ed e distanceOD flan e A = C + 2E E = ed e distance
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 100/132
OD flan e A = C + 2E E = ed e distanceOD flan e A = C + 2E E = ed e distance
..AbAb actual =actual = JumlahJumlah bolt x Root areabolt x Root area
.
2. .
actual allowabel Ab f
lebar gasket minimum y Gπ =
lebar lebar gasketgasket iniini harusharus lebihlebih kecilkecil daridari lebar lebar gasketgasket yangyang dipilihdipilih..
DesainDesain Moment Moment
11.. UntukUntuk keadaankeadaan boltingbolting up,up, tanpatanpa tekanantekanan dalamdalam
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 101/132
11.. UntukUntuk keadaankeadaan boltingbolting up,up, tanpatanpa tekanantekanan dalamdalam1
2 2
actualm bm ba aW f f = = ⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠For gasket seatingFor gasket seating
22.. JarakJarak radialradial daridari gasketgasket keke lingkaranlingkaran bautbaut
hhG G == (C (C – – G)/ G)/2 2
33.. FlangeFlange momentmoment
MaMa == W W x x hh
==
4. Hydrostatic and force4. Hydrostatic and force padapada daerahdaerah dalamdalam flangeflange
H H DD
== π π /4 (B /4 (B2 2 ).p ).p B = outside diameter B = outside diameter
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 102/132
5.5. JarakJarak radialradial daridari bolt circlebolt circle keke circlecircle padapada aksiaksi HHDD
hh = ½ C= ½ C – – BB
6. Moment6. Moment DiamerialDiamerial
M M DD
= H = H DD
x x hhDD
== – –
M M G G = H = H G G x x hhG G
77.. PerbedaanPerbedaan antaraantara Hydrostatic Hydrostatic end end ForceForce dandan Hydrostatic Hydrostatic and and
ForceForce adaada areaarea insideinside flan eflan e ::
H H T T == H H – – H H P P
==
M M T T = H = H T T ++ hhT T
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 103/132
jadi jadi momentmoment untukuntuk kondisikondisi operasioperasi ::
Mo = M Mo = M DD + M + M T T + M + M G G
jika jika dalamdalam prosesproses MaMa <<<< Mo,Mo, makamaka yangyang mengontrolmengontrol
prosesproses adalahadalah MoMo == MMmaxmax..
StressStress didi shall flangeshall flange didi tentukantentukan untukuntuk kondisikondisi operasioperasi dandan gasketgasket
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 104/132
gg pp gg,, ..
UntukUntuk perhitunganperhitungan,, faktor faktor berikutberikut diperkenalkandiperkenalkan dalamdalam operasioperasi
dengandengan flange inside diameter Bflange inside diameter B ::
C C
dandan total flange moment total flange moment
UntukUntuk asket seatinasket seatin total flan e moment Mototal flan e moment Mo adalahadalah
o
B= o
B=
berdasarkanberdasarkan flange design bolt load flange design bolt load , yang which is opposed only, yang which is opposed only
by the gasket load in which case,by the gasket load in which case,
( )o
C G M W
−=
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 105/132
A = outside diameter flange, in A = outside diameter flange, in
( )max
.t
f B=
,,Y = (Fig.12.22 Brownell, pY = (Fig.12.22 Brownell, p--238)238)
PerhitunganPerhitungan FlangeFlange padapada PerpipaanPerpipaan EE--
STEELSTEEL – – ASTM 181ASTM 181 (Brownell Fig.12.2, p(Brownell Fig.12.2, p – – 221).221).
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 106/132
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 107/132
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 108/132
Contoh : Design a pair of welding neck flanges yang akan
digunakan pada sebuah reaktor. Diameter dalam reaktor
41 in. dengan tekanan 150 Psi dan 500oF, tebal shellreaktor ½ in. dengan faktor korosi 1/8 in. Shell side
ange as men a se ua u uran 1 x 75 n. pa a
460 Psi dan 650o
F. Assume iron jacketed asbestos filted - - -
Bolts.
DesainDesain BebanBeban Reaktor Reaktor
UntukUntuk menyanggamenyangga beratberat Reaktor Reaktor,, umumnyaumumnya dipilihdipilih penyanggapenyangga
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 109/132
yangyang ditahanditahan ::
W W sheel sheel == ( ( π π / /44) ) ( (DD poros poros ) )2 2 ( (LL poros poros ) ).. ρ ρ poros poros
== – – 2 2 poros poros .. poros poros
dimanadimana,, LL == tinggitinggi reaktor reaktor totaltotal
BeratBerat tutuptutup atasatas dandan bawahbawah::
==BB f f DDBB == ODOD ++ OD/ OD/2424 ++ 2 2ssf f ++ 2 2/ /33 Icr Icr ++ t t (for (for gagesgages inin.. && over)over)
==
Icr Icr == InsideInside--corner corner Radius,Radius, inin ((TabelTabel 55..77 Brownell)Brownell)
== 2 2 . .. .
Berat Berat flange = 2( flange = 2( π π /4)[( /4)[(ODODflangeflange ) )2 2
( (IDIDflangeflange ) )2 2
]. ].t t flangeflange.. ρ ρ
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 110/132
W W bejanabejana == W W sheel sheel ++ W W dishdish ++ W W flangeflange
berat berat umpanumpan = …….= …….
makamaka::
W W designdesign = ( = (W W bejanabejana ++ W W umpanumpan ) x ) x faktor faktor keamanankeamanan
DesainDesain PenyanggaPenyangga ((Leg and Lug)Leg and Lug)
I-BEAM AMERICA STANDAR (Brownell, Item 2, p-355) ,
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 111/132
penyangga.
,, JumlahJumlah legleg berpengaruhberpengaruh padapada besar besar bebanbeban yangyang akanakan ditahanditahan
-- ..
Besar Besar bebanbeban oleholeh masingmasing--masingmasing leg leg ::
(42)(42)
4
.
w
bc
W P H LP
n d n
−= +
(42a)(42a)W
P = ∑P = beban kompresi maksimum
H = tin i reaktor diatas ondasi
atauatau
nL = jarak dari pondasi sampai ke dalam vessel
Dbc = diameter anchor bolt circle
ΣW = berat dari vessel beserta isi dan perlengkapannya
, ,
Pw = ½ CPw = ½ CDDρρVVww22AA (42b)(42b)tt tt
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 112/132
etet,, DD = rag coe c ent= rag coe c ent
ρρ == densitasdensitas udaraudara
VVww == kecepatankecepatan anginanginAA == proyeksikanproyeksikan daerahdaerah yang normalyang normal untukuntuk araharah
ang nang n
JikaJika wind velocity wind velocity diketahuidiketahui,, perkiraanperkiraan tekanantekanan anginangin dapatdapat ungung ar ar u unganu ungan er uer u yangyang se er ana anse er ana an,,
PPww = 0.05V= 0.05Vww22 (42c)(42c)
ketket, P, Pww == minimum wind pressureminimum wind pressure yang akan digunakan untukyang akan digunakan untukmoment calcultaionmoment calcultaion, N/m, N/m22..
VVww == maximum wind velocitymaximum wind velocity experinced experinced oleholeh daerahdaerah didi
bawahbawah kondisikondisi cuacacuaca yangyang terburukterburuk, km/h, km/h
..
PadaPada bejanabejana pendekpendek biasanyabiasanya jumlah jumlah legleg yangyang dipasangdipasang
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 113/132
,,
digunakandigunakan 33 buahbuah
..TinggiTinggi leg (l),leg (l), didi desaindesain berdasarkanberdasarkan padapada tinggitinggi bejanabejana,, yaituyaitu ::
tinggi tinggi totaltotal bejanabejana (h)(h)
tinggi tinggi ujung ujung tutuptutup bawahbawah keke permukaan permukaan tanahtanah (L),(L), biasanyabiasanyadiambil diambil sebesar sebesar 5 ft. (1.52 m)5 ft. (1.52 m)
makamaka tinggitinggi legleg adalahadalah ::
l = L + hl = L + h
l = 5 ft + 0 5 l = 5 ft + 0 5 hbhb + Ls ++ Ls + Sf Sf + ha+ ha 4343
DariDari AppApp..GG Brownell,Brownell, pp – – 355355,, untukuntuk jenis jenis I I BEAM BEAM padapada itemitem 22,,..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 114/132
contohcontoh :: ukuranukuran 88 in,in, 88 xx 44
StressStress akibatakibat peletakanpeletakan beambeam padapada axisaxis 11 – – 11,, akanakan
fc fc axial axial
== fc fc – – fc fc exentric exentric
== – –
,,
menimbulkanmenimbulkan bebanbeban exentrikexentrik padapada beambeam::
== ==ax aax a
JikaJika kitakita mempertimbangkanmempertimbangkan sebuahsebuah kolomkolom yangyang panjangnyapanjangnyabesar besar dibandin kandibandin kan least crossleast cross- -sectional dimensionsectional dimension den anden an
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 115/132
nilainilai L/k >> 200 L/k >> 200 ,, kegagalankegagalan biasanyabiasanya terjaditerjadi oleholeh buckling buckling ,, dandan
besarnyabesarnya bebanbeban kritiskritis,,
P/A =P/A = f f c c == Π Π 2 2 E/(L/k)E/(L/k)2 2 Euler’s equation for long column
ketket, E, E = modulus= modulus elastisitaselastisitas, Psi, Psi
= 29 x 10= 29 x 1066 PsiPsi commercial steelscommercial steels
L/kL/k = slenderness ratio (Fig. 5= slenderness ratio (Fig. 5--3434 HesseHesse && RushtonRushton))
UntukUntuk memungkinkanmemungkinkan efekefek kolomkolom didi akhir akhir kondisikondisi Euler’sEuler’s
,,2
c
P C E f
π = = CC adalahadalah faktor faktor yangyang tergantungtergantung padapada kondisikondisi
L akhir akhir (see fig. 5(see fig. 5--31 H & R)31 H & R)
aa ras oras o < ,< , ma ama a ::
fcfc = P/A= P/Aaa ras oras o an araan ara anan umumnyaumumnya er aer a enganengan
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 116/132
aa ras oras o an araan ara anan ,, umumnyaumumnya er aer a enganengan
kombinasikombinasi antaraantara bucklingbuckling dandan direct compression,direct compression, dandan
,,
( )2
/ y
f L k P ⎡ ⎤−
24c
A CE π ⎢ ⎥⎣ ⎦
,, y y ..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 117/132
ApabilaApabila luasluas permukaanpermukaan beambeam terhadapterhadap hasilhasil perhitunganperhitungan
lebihlebih kecilkecil daripadadaripada luasluas permukaanpermukaan beambeam daridari data,data, dandan
stressstress axialaxial hasilhasil perhitunganperhitungan lebihlebih kecilkecil daridari padapada stressstressyangyang diizinkandiizinkan (=(= 1500015000 Psi)Psi) makamaka BeamBeam dapatdapat dipakaidipakai
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 118/132
yangyang diizinkandiizinkan (=(= 1500015000 Psi),Psi), makamaka BeamBeam dapatdapat dipakaidipakai..
aa.. TrialTrial PemasanganPemasangan axisaxis 11 – – 11
Com ressionCom ression – – columncolumn rossross sectionsection axiallaxiall loadedloaded
JikaJika L/k L/k ≤ ≤ 120 120 ,, ((HesseHesse,, pp--142142)) ::
== – – 2 2 ,,
L/k L/k >> 120 120 digunakandigunakan persamaanpersamaan ::
2180001
c f L
=⎛ ⎞
18000 K ⎝ ⎠
fc fc axial axial == fc fc – – fc fc exentric exentric
fc fc exentric exentric == P.aP.a / (I/y) / (I/y)
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 119/132
a = 0,5b xa = 0,5b x JarakJarak vesselvessel dengandengan penyanggapenyangga
==
(I/y)(I/y) == PanjangPanjang penyanggapenyangga xx TinggiTinggi beam(r beam(r 11--11))
jika jika fc fc axial axial < 15000 psi < 15000 psi ,, makamaka trialtrial benar benar dandan dapatdapat dipakaidipakai..
Check :Check :
A = P / A = P / fc fc axial axial
ikaika AA hitunhitun < A data,< A data, makamaka I BEAM I BEAM da atda at di enuhidi enuhi..
PerhitunganPerhitungan LugLug
LUGLUG yangyang dipakaidipakai terdiriterdiri daridari gussetgusset dandan 22 buahbuah plateplate horisontalhorisontal
PenentuanPenentuan A,A,
AA == dd ++ 99
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 120/132
AA == ddboldbold sizesize ++ 99
ddboldbold sizesize dicaridicari dengandengan ::
WW == P/P/88
fsfs == AA ..DD,, BrownellBrownell4.W W = =.ab dbπ
( )2
.
. s
db f π = PenentuanPenentuan b’ & Lb’ & L
’ =’ = bold bold sizesize
L = a + ½ bL = a + ½ b
enen uanenen uan e ae a a ea e or sonaor sona hphp
UkuranUkuran ddboldbold sizesize dapatdapat dilihatdilihat padapada tabltabl 10.4 Brownell.10.4 Brownell. γγ11 daridaritabeltabel 10 610 6 didapatdidapat dengandengan caracara interpolasiinterpolasi
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 121/132
tabeltabel 10.610.6 didapatdidapat dengandengan caracara interpolasiinterpolasi..
e = nut/2e = nut/2
p’ = p’ = fsfs ++ Ab Ab
Poisson’s ratioPoisson’s ratio
steelssteels = 0,3 ( = 0,3 (HesseHesse, p, p – – 34)34)
== ,,
copper & alloy = 0,33copper & alloy = 0,33
( ) ( )1
2
1 ln 14 y
P l
M eμ γ π π
⎡ ⎤
= + + −⎢ ⎥⎣ ⎦
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 122/132
My = maximum bending moment along radial axis, inch-pound
x , -b = gusset spacing, inchi
e = radius, of action of concentrated load, inchi
- ,
a = radial distance from outside of skirt to bolt circle, inchi
l = radial distance from outside of skirt to outer edge of compression plate, inchi
aπ ⎡ ⎤
( ) ( )2
1 ln 1 14 4
x P Pl M e
μ μ γ π π π
= + + − − −⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦⎢ ⎥
hp y allowable=
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 123/132
PenentuanPenentuan tebaltebal gussetgusset
hphp
DesainDesain Base PlateBase Plate
BaseBase plateplate dipakaidipakai untukuntuk menahanmenahan agar agar bebanbeban tidaktidak menembusmenembus
tanahtanah.. DalamDalam halhal iniini dipilihdipilih betonbeton sebagaisebagai pondasipondasi,, f f bpbp == 600 600 Psi Psi a ea e .. esseesse,, p p – – ..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 124/132
PadaPada kakikaki--kakikaki penahanpenahan bagianbagian bawahbawah,, dipasangdipasang basebase plate plate yangyang
..persegipersegi panjangpanjang dngdng sisisisi sebagaisebagai berikutberikut ::
,, ,, – –
dd == panjangpanjang kakikaki penahanpenahan
Lebar Lebar basebase plate plate == 0 0,,80 80bb ++ 2 2nn (H (H && R,R, p p – – 163163) )
nn == jarak jarak tepitepi basebase plate plate dengandengan kakikaki penahanpenahan
p a ep a e erse aerse a enganengan e ae a :: ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, anan nn
P= u uran ase p a e
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 125/132
,,daridari allowableallowable bearing bearing stressesstresses betonbeton..
TebalTebal BaseBase PlatePlate ,, – –
t t == ( (0 0,,00015 00015 pm pm2 2 ) )½½
== ,, pn pntt == tebaltebal basebase plateplate minimumminimum yangyang didi izinkanizinkan,, inin
pp == e ane an ompresompres per per ug,ug,
m = (m = (ukuranukuran base platebase plate – – dimensidimensi I BEAM)I BEAM)
n = (n = (ukuranukuran base platebase plate –– dimensidimensi I BEAM)I BEAM)
PenentuanPenentuan DiameterDiameter BautBaut
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 126/132
PenentuanPenentuan DiameterDiameter BautBaut
,,
PP masingmasing--masingmasing bautbaut == P/nP/n
bolt
bolt
P A
f
=
bolt A=
/ 4π
. ,. ,
DesainDesain PondasiPondasi
ContohContoh :: diambildiambil ukuranukuran pondasipondasi;;
BidanBidan atasatas : 12 x 12 in: 12 x 12 in
BidangBidang bawahbawah : 17 x 17 in: 17 x 17 in
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 127/132
BidangBidang bawahbawah : 17 x 17 in: 17 x 17 in
ρρbetonbeton : 150 lb/: 150 lb/cuftcuft
luasluas permukaanpermukaan ratarata--rata = [(12 x 12) + (17 x 17)] / 2rata = [(12 x 12) + (17 x 17)] / 2= 216,5000 in= 216,5000 in ..
volumevolume pondasipondasi == TinggiTinggi xx luasluas permukaanpermukaan
= 12 x 216,5000= 12 x 216,5000= 2598 in= 2598 in33..
Save bearing power Save bearing power minimumminimum untukuntuk semen,semen, pasir pasir & gravel& gravel 22 – – -- ,, – –
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 128/132
Volume pondasi
pondasi betonTinggi pondasi
Base plateBase plate terbuatterbuat daridari steel (steel (ρρsteelsteel = 490 lb/= 490 lb/cuftcuft ),),
si e base late x x t
s ee ase p a e
base plateW
Tinggi pondasi=
WWtotaltotal == WWbasebase plateplate ++ WWpondasipondasi ++ WWbasebase plateplate
TekananTekanan adaada tanahtanah
== beratberat total /total / luasluas tanahtanah
jikajika lebihlebih kecilkecil daridari savesave bearingbearing powerpower makamaka tekanantekanan padapada
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 129/132
jika jika lebihlebih kecilkecil daridari savesave bearing bearing power, power, makamaka tekanantekanan padapada
..
ec ec em r nganem r ngan on ason as
DariDari perspers.. 1212..33 HesseHesse,, pp – – 334334;;UntukUntuk suatusuatu betonbeton yangyang mempunyaimempunyai kekuatankekuatan yangyang bisabisa didi
ijinkanijinkan adalahadalah 22502250 psi,psi, ungkapanungkapan menjadimenjadi ::
57ad P=
,,
a=69
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 130/132
Untuk 4250 psi, betonUntuk 4250 psi, beton
78d P=
d = tekanan yang dialamid = tekanan yang dialami bearing soil bearing soil , in, in
slope actual :slope actual :tan = (btan = (b – – a) / aa) / a
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 131/132
dimana :dimana :
b = luas pondasi bagian bawahb = luas pondasi bagian bawah
a = luas ondasi ba ian atasa = luas ondasi ba ian atas
,,
pemilihanpemilihan dengandengan pondasipondasi yangyang adaada dapatdapat diterimaditerima..
7/23/2019 Desain Bejana Pendek (Reaktor)
http://slidepdf.com/reader/full/desain-bejana-pendek-reaktor 132/132
Thank You