MINGGU IIDASAR-DASAR ALIRAN FLUIDA

Persamaan Kontinuitas = laju massa = laju berat

Kompresibel : Laju Fluida : V1A1 = V2A2 =

Prinsip Kekekalan EnergiZ = energi potensial

= energi tekanan

= energi kinetis

Jika dianggap ada gesekan di dalam pipa hL = rugi-rugi energi akibat ada gesekan dan faktor gesekan dinyatakan sebagai :

Hukum Kekekalan Energi BernoulliHead tekanan + Head velocities + potential head + energi losses = 0

Semua bagian ini satuannya ft, berarti satuan panjang.

energi kinetik fluida yang bergerak pada kecepatan V = Head Velocity

Z2 Z1 = Head Potential = jarak vertikal ke atas atau ke bawah selama mengalir

= Head Tekanan

Dalam bentuk lain

Jenis Aliran (Diagram Moody)Aliran Laminer : Re < 2000Aliran Transisi : 2000 4000

Bilangan Reynold (tanpa satuan)

Laju alir : Q = flow rate = galon/ menit = ft3/ detik = V x A = Kecepatan x Luas penampang pipa

Energi Kinetik Fluida :

E biasa disebut sebagai velocity head

Contoh SoalLaju alir = 120 galon/Menitair = 1000 kg/m3, cairan = 0,805 gr/cm3 = 1,5 cPD = 3,068 ft

Ditanya :Bilangan Re dan jenis aliran?

Penyelesaian1 galon = 0,1 ft3

= 1,5 Cp

= viskositas absolut

Q = V.A

Penurunan Tekanan Jika ada gesekan dalam pipa yang nilainya Maka ada energi yang hilang hf = hL = Energi yang hilang = hf = hL = friction head = friction loss = head loss.

Maka penurunan tekanan akibat energi yang hilang :

Koefisien tahanan (gesekan) aliran dalam pipa/ fitting biasa disebut dengan konstanta K.

Sehingga rugi-rugi melalui fitting :

Relative RoughnessDinyatakan dengan : menyatakan besarnya hambatan disebabkan permukaan pipa yang kasar dan = derajat kekasaran pipa.

FITTINGTerdiri dari katup/ valve, elbow

a. Equivalent Length dari fitting adalah panjang pipa yang penurunan tekanannya sama dengan penurunan tekanan dari fitting tersebut.

ContohGate Valve 6, dengan kondisi sbb :

Terbuka penuh eq. length = 4 ft terbuka eq. length = 20 ft terbuka eq. length = 100 ft terbuka eq. length = 400 ft Elbow 90o, dengan diameter sbb:

1 eq. length = 2,5 ft2 eq. length = 5 ft3 eq. length = 8 ft4 eq. length = 12 ft6 eq. length = 18 ft8 eq. length = 24 ft

Rugi energi :

K= koef. hambatan = EL = equivalent lengthK= kehilangan energi karena fittingD= Diameter nominal (inchi)

ContohRugi energi dari gate valve, terbuka penuh (= 7)

= 7 Maka Jika

ScheduleMenyatakan kondisi pipa komersial berbahan baja yang dialiri air atau udara dan di dalam perhitungan selalu dipakai diameter dalam lebih besar daripada diameter komersial/ normal

Contoh3 sch 40 pipa bajad nominal = 3 d dalam = 3,068 d luar= 3,5 t pipa = 0,216

Pemilihan Schedule PipaPipa-pipa lebih dari 12, nilai nominal pipa menujukkan diameter luar dari pipa, sedang untuk tebalnya harus diketahui supaya diameter dalam diketahui.Pipa-pipa 12 kebawah, nilai diameter dalamnya mendekati nilai nominal pipa tsb (lihat contoh diatas).

ContohBila air pada suhu 60 oF, mengalir dengan kecepatan 5 ft/det dari A dan pada tekanan 100 psi, rugi-rugi karena gesekan sebesar 20 ft lbf/lbm menuju titik B dengan ketinggian 80 ft dan kecepatan 10 ft/det. Hitung tekanan akhir!

PenyelesaianBritish Unit : air pada 60oF 62,43lbf/ft3P = 100 psi = 100 lbf/in2 = 100 x 144 lbf/ ft2

Suatu cairan mengalir dalam pipa berdiameter 6,065, viskositas 0,70 cP, SG = 0,72 gr/cm3. V = 12 ft/det Ditanya : ReJenis aliranfhfP

PenyelesaianD= 6,065 = 0,505 ftV= 12 ft/det= SG = 0,72 gr/ cm3 = 44,95 lb/ft3.= 0,70 = 0,70 x 0,000672 lb/ft sec = 4,7.10-4 lb/ft sec

Jika

f = 0,016

Maka :

Cairan mengalir melalui pipa berdiameter 4,06 dan L = 500 meter, v = 12 ft/sec, SG= 0,72 gr/cm3, 0,60 cP. Pada panjang pipa 500 meter terdapat 1 gate valve (fully open), 1 check valve, 1 globe valve open dan 10 elbow 90o.Hitung : Energi yang hilang dan P dari pipa comercial tersebut?

JawabanD= 4,06 = 0,337 ftL= 500 meter = 1640,4 ft

= 0,72 gr/ cm3 = 44,95 lb/ft3.= 0,60 = 0,60 x 0,000672 lb/ft sec= 4,03.10-4 lb/ft sec

Eq length :

1 checked valve = 26 ft1 gate valve= 23 ft1 globe valve= 125 ft10 elbow 90o= 10 x 9,1 = 91 fttotal = 244,3 ft

L total= 1640,4 + 244,3 = 1884,7 ft

f = faktor gesekan = 0,0175

Energi yang hilang :

Contoh Menentukan Diameter PipaHC kondensat yang mempunyai SG = 0,645, dirancang untuk dipompakan dari lapangan gas Arun ke kilang LNG Blauk Lancang dengan laju aliran 1140 m3/ jam. Berapa ukuran diameter pipa yang harus digunakan untuk mengalirkan kondensat tesebut :

JawabSG = 0,645Berat Jenis Kondensat = 0,645 x 62,43 = 40,27 lb/ft3Laju alir = Q = 1140 m3/jam = 40253,4 ft3/jamLaju berat kondensat = x Q= 40,27 lb/ft3 x 40253,4 ft3/ jam= 1621 lb/jam

Diameter D =

BAB IIIPERBESARAN DAN PENGECILAN PIPA TIBA-TIBA

Persamaan Bernouli :

Persamaan Momentum :

(2)

(1)

Perbesaran Tiba- TibaJadi :

Dari pers. kontinuitas dan Bernoulli :

Koef tekanan untuk terbuka tiba-tiba/ Sudden Enlargement :Dimana P1 < P2; V1 > V2

KE = koefisien ekspansi

Koef tekanan untuk kontraksi tiba-tiba (Sudden Contraction) :P1 > P2; V1 < V2

atau Kc = koefisien kontraksi

ContohCommercial PipeDitanya :Kecepatan Aliran KeluarRugi-rugi aliran

DiketahuiK masuk = 0,5K out = 1ft = 0,018K mitre bend = 60*ft = 1,08K gate valve = 8*ft = 0,14f2 = 0,019f3 = 0,018 = 1,1; air = 62,4

PenyelesaianPipa 10 : Pipa 20 : Pengecilan tiba-tiba : Dari grafik didapat K = 0,29