Bab 2 Fluid Flow & Pipe Sizing Print

8/20/2019 Bab 2 Fluid Flow & Pipe Sizing Print

1/33

April 2010

Fluid Flow & Pipe

Sizing


2/33

Contents

P e n d

a h u l u a

n

P r i n s i p D

a s a r

F l u i d

a

AnalisisHidrolik

P i p e S i z i n

g

nalisis Hidrolik

Pipa


3/33

Pendahuluan

› Analisis aliran dalam pipa.

› Analisis sifat uida yang ada di dalam sistem.

› idro!ar"on dapat mengandung "er"agai ma#am fasaseperti #air$ gas dan #ampuran.

› Penentuan diameter yang optimum agar uida "isadialir!an dengan efe!tif.

› Parameter% parameter lainnya seperti !ondisi operasi$"atasan !e#epatan$ geometri$ ling!ungan$ dan lainnya.

u'uan analisis hidroli! adalah untu! mengetahui!ela!uan uida di dalam sistem dengan "er"agaiparameternya.

(ing!up analisishidroli!


4/33

Prinsip )asar

Prinsip

Dasar

B

C

D

A Jenis Aliran &BilanganReynolds

Head Loss & PressureDrop

KontinuitasMassa

Bernoulli


5/33

*enis Aliran

*enis Aliran

(aminar

ransisi

u"ulen

Pro+l aliran seragam$ ,e!tor!e#epatan searah. Parti!el uida"ergera! dalam garis lurus.

Pro+l aliran #ampuran$ mulai "eru"ah darilaminar men'adi tur"ulen. er'adi pada!e#epatan sedang.

Parti!el uida "ergera! dalam araha#a!. -e!tor !e#epatan a#a! danalirannya #epat.


6/33

ilangan /eynolds

Penentuan 'enis aliran ditentu!an oleh ilangan/eynolds /e

/e 3 ρ . , .)

µ

/e 3 ρ . , .)

µ

ρ 3 !erapatan massa$!g4m5

µ 3 ,is!ositas dinami!$6.S4m2

- 3 !e#epatan uida$m4s

) 3 diameter pipa$ m

JenisAliran

BilanganReynolds

(aminar 7 2000

ransisi 2000 8 9000

ur"ulen : 9000

*enis aliran apa!ah yangter!andung dalam Pipadiameter 19; 0$5


7/33

>ontinuitas Bassa

ρ1 3 ρ2ρ1 3 ρ2

ρ1 . A1 . ,1 3 ρ2 .

A2 . ,2

ρ1 . A1 . ,1 3 ρ2 .

A2 . ,2

A1 . ,1 3 A2 .

,2

A1 . ,1 3 A2 .

,2

(a'u aliran massa di dua titi! "er"eda dalam satu pipaadalah sama.

Peru"ahan diameter pipa di!ompensasi peru"ahan!e#epatan uida.

ntu! uidain!ompresi"le

1

2

*i!a !e#epatan aliran pada pipa "erdiameter = in adalah 10ft4s$ "erapa !e#epatan aliran terse"ut 'i!a pipa di!e#il!anmen'adi 5 in

ontoh Soal"

ontoh Soal"

21 mm =


8/33

Persamaan ernoulli

ntu! aliran steady dan uida in!ompressi"el

Berupa!an "entu! penerapan hu!um !elestarian energi.

@nergi pada dua titi! "er"eda haruslah sama.

2

1

)ipengaruhioleh

% head te!anan$

% head!e#epatan

% head!etinggian

% head loss

++=−

++

2

2

22

1

2

11

22 Z

g

V

g

p H Z

g

V

g

p L

ρ ρ


9/33

Contoh Soal

Dam"ar di "awah menun'u!!an aliran air dari titi! A !e titi! dengan de"it aliran se"esar 0$9 m54s dan head te!ananpada titi! A 3 E m. *i!a diasumsi!an tida! ada losses antaratiti! A dan titi! $ tentu!an head te!anan di titi!

ontoh Soal "ontoh Soal "

PenyelesaianPenyelesaian


10/33

ead (oss

ead (oss

Ba'or (oss

Binor (oss

Adanya !erugian head aliran !arenagese!an pada permu!aan pipa.

Adanya !erugian head aliran !arenaadanya a!sesoris dan !omponenpipa$ seperti ,al,e$ +tting$ dll.

Aliran pipa dapat mengalami kerugian energi#headyang dipengaruhi • >e#epatan aliran• )iameter Pipa• Fri#tion fa#tor•

-is!ositas uida• >erapatan massa uida


11/33

Pressure )rop

• Hu$ungan ead (oss dan Pressure )rop

• Penurunan te!anan uida satu fasa "ergantung padatiga fa!tor

• esarnya te!anan yang hilang a!i"at gese!an

dipengaruhi oleh

•>e#epatan uida

•)iameter pipa

•Pan'ang pipa

•>e!asaran permu!aanpipa

•>erapatan massauida

•Dese!an

•Per"edaan @le,asi•A!selerasi4peru"ahanmomentum

ΔP 3 ρ . g. Δ

ΔP 3 ρ . g. Δ


12/33

ead (oss & Pressure )rop

Ba'or (oss

( 3 f . ( . ,2

)i . 2g

( 3 f . ( . ,2

)i . 2g

( 3 > . ,2

2g

( 3 > . ,2

2g

Binor (oss

f 3 fri#tion fa#tor

, 3 !e#epatan uida$m4s

( 3 pan'ang pipa$ m

)i 3 diameter dalam

pipa$ m

> 3 !oe+sien minor loss

3

Pressure)rop

ΔP 3 f . ρ . (. ,2

2 . )i

ΔP 3 f . ρ . (. ,2

2 . )i

ΔP 3 ρ.g.(

ΔP 3 ρ.g.(

ΔP 3 ρ.g.(

ΔP 3 ρ.g.(

ΔP 3 > . ρ .,2

2

ΔP 3 > . ρ .,2

2

6ilai %rition %ator didapat daridiagram Boody. 6ilai inidipengaruhi oleh !e!asaranpermu!aan pipa dan diameter

pipa.ntu! o''erial steel 3

Diagra'


13/33

Diagra'Moody


14/33

ead (oss & Pressure )rop

• >e!asaran >oe+sien Binor (oss >Material Pipa (

)''*( )%t*

Commer#ial4GeldedSteel

0$09< 0$0001<

/i,eted Steel 0$?%? 0$005%0$05

Con#rete 0$5%5 0$001%0$01

Cast Hron 0$2= 0$000I5

Dal,anized Hron 0$1< 0$000<

Asphalted Cast Hron 0$12 0$0009

P-C$ )rawn u"e$Dlass

0$001<

0$00000<


15/33

Contoh Soal

• )engan /e 3 I.I@

ontoh Soal -ontoh Soal -


16/33

Contoh Soal

Pipa diameter 19; 0$5


17/33

Contoh Soal

ead (oss otal

( 3 ( 1 K ( 2 3( 3 ( 1 K ( 2 3

(1 3 f .

( . ,2

)i .

2g

(1 3 f .

( . ,2

)i .

2g

Ba'or (oss

Binor (oss(2 3 > . ,

2

2g

(2 3 > . ,2

2g


18/33

Contoh Soal

Pressure)rop

ΔP 3 ρ.g.(

ΔP 3 ρ.g.(

PowerPompa

G 3 ρ.L.g .(

G 3 ρ.L.g .(

L 3 A . ,L 3 A . ,


19/33

S t a n

d a r P i p

a K o

' e r s i a l

F a k

t o r P

e n e n

t u D i a ' e t e

r

PipeSizing

o n t o

h S o a l

Pipe

Sizing

S d )i


20/33

Standar )iameterPipa >omersial

• 1o'inal Pipe Size )1PS* adalah standar diameter pipa !omersial.


21/33

Pemilihan )iameter

• iga parameter penting dalam menentu!an diameterpipa.

Persa'aan 2

KeepatanFluida

Fluida terlalu epat 2@rosi$ ising$ Pressure )roptinggi

Fluida terlalu la'$at 2Produ!si sedi!it$ >orosi BHC$@ndapan4S#aling

Jenis Fluida Keepatan)%t#s*

Crude Mil 5 8 15

Das 50 8 =0

Slurry < 8 10

ap proses 100 8 1


22/33

Pemilihan )iameter

PressureDrop

Sema!in !e#il diameter$ sema!in"esar pressure drop. *angan sampaimem"uat pressure drop le"ih dariyang dii'in!an.

ostSema!in "esar diameter pipa$harga pipa sema!in mahal .!ira%!ira pangkat !30 kalinya

f 3 fri#tion fa#tor

, 3 !e#epatan uida$m4s

( 3 pan'ang pipa$ m

) 3 diameter pipa$ m

ρ 3 !erapatan massa$!g4m5

g 3 per#epatangra,itasi$ m4s2

ΔP 3 f . ρ . (. ,2

2 . )i

ΔP 3 f . ρ . (. ,2

2 . )i

erdapathu"unganantara diameterdengan ΔP

Persamaan di atas dapatdipa!ai "ila nilai allowa"le Δ

P sepan'ang aliran pipadi!etahui.


23/33

Contoh Soal

Pipa mentransmisi!an #rude oil dengan la'u aliran 100000MP) 0$1I9 m54s dari site !e se"uah "ooster station. entu!an 6PS pipa untu! #rude oil J

ontoh Soal!

ontoh Soal!

• )engan persamaan

• )ari ta"el !e#epatan #rude oil 5%15 ft4s$

• Bisal untuk keepatan 4 %t#s )!35, '#s*

)i 3)i 3

)i 3 9 .L

O .,

)i 3 9 .L

O .,


24/33

Contoh Soal

• asil dari !etiga !e#epatan satuan telahdi!on,ersi!an

6)B7PD* / )%t#s* Di )in* 1PS100000 = 20.1= 22100000 I 1


25/33

Contoh Soal

• )engan persamaan

• Ba!a$ hasilnya di "awah ini satuan telah di!on,ersi

ΔP 3 f . ρ . (. ,2

2 . )i

ΔP 3 f . ρ . (. ,2

2 . )i

1PS / )%t#s* % ΔP

)Psi*

22 = 0.02 5.=?

1= I 0.02 ?.05

12 10 0.02 1I.I9

7pti'u'9 >arena % 6ilai Pressure )rop 7 10 Psi- >e#epatan I ft4s le"ih #epat dari= ft4s- arga 6PS 1= le"ih murahdaripada 6PS 22

Kesi'pulan 2 *adi 6PS 1= paling optimum daripada6PS 12 dan 22

Mptimasi Pemilihan)iameter

M ti i P ilih


26/33

7pti'asiPe'ilihan

dia'eterpipa

B

CA

Berdasarkan

perti'$angan

pressure drop yang

Berdasarkan $iayatotal tahunan yang

terkeil

Berdasarkan

keepatan aliran

yang

Mptimasi Pemilihan)iameter Pipa

i i d !


27/33

"iaya yang di!eluar!an untu! pem"elian pipa "esertaseluruh a!sesorisnya termasu! "iaya instalasi

"iaya yang di!eluar!an untu! pengaliran uida atau"iaya yang diperlu!an untu! men'alan!an pompa atau!ompresor.

)iameter Pipa erdasar!aniaya otal ahunan erendah (AC

Biaya:n/estasi

Biaya:n/estasi

Biaya7perasi

Biaya7perasi

)iameter optimum pipa mem"eri!an !ompromiter"ai! antara $iaya in/estasi dan $iaya operasiyang harus di!eluar!an


28/33

• atas di di!tat

)i Pi d !


29/33

arga pipa metal se"anding dengan "esar diameter

dalam satuan in#h "erpang!at 1$


30/33

iaya operasi untu! pengaliran uida sangat ditentu!an oleh"esar !e#ilnya !erugian%!erugian pressure drop di dalam aliran.

Pema!aian energi untu! mengalir!an uida dengan !erugiante!anan se"esar ∆p$ adalah

E = 1000. .(144. Δp)

m ρ

ft –lbf

jm

m 3 la'u aliran uidari"uan l"m per'am

∆p 3 pressure drop persatuan pan'angpsi4ft3

)iameter Pipa erdasar!aniaya otal ahunan erendah (AC

•)iameter optimum dapat dihitungdengan persamaan "eri!ut

m0,488. μ0,025 0,0657 .Y .K

ρ0,316 (a + b).

(F + 1)x

m0,488. μ0,025 0,0657 .Y .K

ρ0,316 (a + b).

(F + 1)x

!op" #

)i t Pi d !


31/33

1,274. $ 0,536.

μ0,047

(ρ. %&' )0,2

1,274. $ 0,536.

μ0,047

(ρ. %&' )0,2!

#

0,263. 0,536.

μ0,047

.*0,25

(ρ. %&' )0,2

0,263. 0,536.

μ0,047

.*0,25

(ρ. %&' )0,2!#

. '0,23

%&' .&

. '0,23

%&' .&! # 0,0441. 0,536. μ0,047.-0,25

;ntuk

airan

;ntuk


32/33


33/33

han! Rou

Date post:	07-Aug-2018
Category:	Documents
Upload:	jonathan-febrianto
View:	224 times
Download:	0 times

Bab 2 Fluid Flow & Pipe Sizing Print

Documents