QUESTION 2 Tangki lonjakan adalah biasanya digunakan dalam loji kimia sebagai tangki penampan untuk melegakan gangguan. Pertimbangkan sistem tangki seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Surge tanks are commonly used in chemical plants to act as buffer tanks to dampen disturbances. Consider a single tank system as shown in Figure 2. Fi 2 h F X Rajah 2 Figure 2 Anggapkan hubungan kepala aliran bagi injap adalah berkadar dengan ketinggian paras cecair, iaitu F = kh di mana k adalah pekali injap. Keluasan keratan rentas tangki tersebut adalah A = 2 m. Dalam keadaan mantap, kadar aliran keluar adalah Fis = 10 m/hr apabila paras cecair adalah hs = 5 m. Assume that the flow head relationship for the valve is proportional to the liquid level, i.e., F = kh where k is the valve coefficient. The cross-sectional area for the tank is A = 2 m2. At steady state, the outlet flow rate is Fis = 10 m/hr when the liquid level is at hs = 5 m. a) Dengan menggunakan informasi yang diberi, dapatkan pekali injap k dan berikan unit. Based on the given information, find the valve coefficient k and provide its unit. (2 markah/marks) KIL 3003 b) Terbitkan satu model dinamik bagi paras cecair di dalam tangki. Nyatakan andaian yang anda buat. Develop a dynamic model for the liquid level. State your assumption. (4 markah/marks) c) Oleh kerana kerosakan pam, kadar aliran masuk berubah dalam bentuk sinus sebagai fungsi masa dan diberikan oleh sekaitan Fi = 1 + sin 2t. Pada mulanya tangki tersebut tidak mengandungi cecair, dapakan profil paras cecair di dalam tangki h sebagai fungsi masa t. Due to a malfunction pump, the inlet flow rate is varying sinusoidally with time, given by the correlation Fi = 1 +sin 2t. Given that there is no liquid in the tank initially, obtain the profile of liquid level h as a function of time t. (7 markah/marks) d) Aliran keluar tangki F adalah disambung kepada reaktor di hilir proses, di mana F adalah aliran masuk ke reaktor Fr (dalam m/hr). Reaktor memerlukan satu kadar aliran masuk yang beterusan dalam julat 0.6 SFR S 1.1 untuk beroperasi dalam keadaan optimum. Oleh kerana kerosakan pam, jurutera Mitch risau jikalau kadar aliran keluar dari tangki akan memuaskan keperluan reaktor tersebut. Mitch berunding dengan penyelia Morrie. Morrie menyiasat isu ini dan membuat kesimpulan bahawa reaktor boleh beroperasi dalam keadaan optimum selepas tangka itu telah beroperasi untuk masa yang lama. Buktikan bahawa Morrie adalah betul. Andaikan bahawa reaktor boleh menampung perubahan dalam kadar aliran supaya cecair tidak akan melimpah. Petunjuk: A sin wt + B cos wt = C sin(wt + ) di mana C = VA? +B? dan = The outlet flow of the tank F is connected to a downstream reactor, such that F is the inlet flow to the reactor Fr (in m/hr). The reactor requires a continuous inlet flow rate within the range 0.6
