Kalkulasi Pressure Drop Di Pipa Gas
-
Upload
fanni-boying -
Category
Documents
-
view
353 -
download
52
Transcript of Kalkulasi Pressure Drop Di Pipa Gas
Gas Line SizingKalkulasi pressure drop pada pipa gas
Gandi IswaraProcess Engineer
Wisma IKPT Training Room 6th Floor – 18 March 2010 -
2
FAMILIAR DENGAN SPREADSHEET INI???
.
GAS ≠ LIQUID
Spreadsheet tsb digunakan untuk menentukan ukuran pipa, baik untuk gas maupun liquid
Persamaan yang digunakan: Darcy
Namun, persamaan Darcy tidak selalu valid untuk INCOMPRESSIBLE fluid dan terlalu konservatif jika diaplikasikan kepada COMPRESSIBLE FLUID
3
GAS ≠ LIQUID !
Hal ini mengakibatkan:Ukuran pipa berpotensi menjadi OVERSIZE
Higher Cost (walaupun tidak selalu) Chiyoda menggunakan persamaan yang
berbeda untuk gas dan liquid Chiyoda menggunakan persamaan gas
isotermal untuk kalkulasi pressure drop pada pipa gas
4
PERSAMAAN LINE SIZING GAS
5
P1 P2
•Density gas berubah karena pressure drop dan perubahan suhu. •Asumsi :
•Isotermal •Steady State•Suhu fluida ~ suhu lingkungan
w= flowrate,lb/sQ = Vol flow, MMSCFDZ= Compressibilityf= Moody friction factorA=cross sec area of pipe,ft/s2V1=Sp.volume of gas,ft2f=friction factorD= Pipe dia., ftP1=Upstream pressureP2=Downstream pressure
Jika, suhu gas berbeda jauh dengan suhu lingkungan, maka pipa harus dimodelkandalam beberapa pipe segment.
PERSAMAAN LINE SIZING GAS
Persamaan empiris yang umum digunakan untuk kalkulasi pressure drop di pipa gas:
1. Weymouth equation Digunakan untuk fluida fully turbulence2. Panhandle equation Digunakan untuk fluida partially turbulence
GPSA Section 17, Fluid Flow and Piping
PARTIALLY TURBULENCE
FULLY TURBULENCE
WEYMOUTH EQUATION
Q= flowrate,MMSCFDd= pipe ID,inS=Sp. GravityZ= Compressibility FactorT1= Upstream temperatureP1=Upstream pressure, psiaP2=Downstream pressure, psiaL = Length of pipe, feet
Weymouth eq. valid untuk aliran gas yang fully turbulence (f ≠ F(Re))
Weymouth mensubstitute nilai f di pers.gas general dg nilai
PANHANDLE EQUATION
Q= flowrate,MMSCFDd= pipe ID,inS=Sp. GravityZ= Compressibility FactorT1= Upstream temperatureP1=Upstream pressureP2=Downstream pressureE = Efficiency factor = 1 for brand new pipe = 0.92 for average operating conditionLm=Pipe length, mile
Panhandle eq. valid untuk aliran gas yang partially turbulence (f = F(Re,d))
Contoh kasus Pertagas: Outlet kompresor dengan data :
Vol.=137.78 MMSCFD P = 775 psig Viscosity = 0.015 MW= 20.01 T1 = 646.7oF
Cek apakah size 12” memenuhi kriteria pressure drop (0.113 bar/100m)!
Contoh kasus1. Hitung Re no.
2. Cek di Moody Chart apakah flow gas tsb fully turbulence atau partial turbulence? Jika berada di garis partially turbulence, maka Panhandle equation dapat digunakan. Asumsi ε= 50 µ, maka ε/D = 0.0002. Dari Moody Chart, regime aliran = partially turbulence
3. Hitung P2 dengan persamaan Panhandle:
Dia.pipa d=12” (Pipa STD 12” memiliki ID = 304.8 mm = 12.00”
Sehingga Re = 1.09 E+07
ΔP = 0.099 bar/100 m; Karena kriteria ΔP/100m = 0.113bar/100m, maka size 12” mencukupi
Cek dengan Weymouth eq.1. Hitung P2 dengan persamaan Weymouth:
•ΔP = 0.164 bar/100 m; Karena kriteria ΔP /100 m = 0.113 bar/100 m, maka size 12” tidak mencukupi berdasarkan persamaan Weymouth
•Namun, apabila di cek di Moody Diagram, penggunaan persamaan Weymouth tidak sepenuhnya tepat karena berada pada area partially turbulence
Perbandingan Hasil
•Nilai ΔP bar/100 m yg dihitung dengan persamaan Panhandle memberikan nilai yang lebih kecil jika diban- dingkan persamaan lain Weymouth dan pendekatan INCOMPRESSIBLE (Darcy)•Melihat nilai Re yang berada pada region Partially turbulence, maka persamaan Panhandle dapat dite- rima. •Pemakaian persamaan gas yang tepat dapat mereduksi ukuran pipa
Perbandingan Hasil
Penggunaan persamaan Panhandle memberikan nilai ΔP yang lebih kecil jika dibandingkan persamaan lain. Namun, selalu hati-hati dalam menentukan persamaan gas yang cocok! Gunakan Panhandle hanya jika regime flow berada pada area partially turbulence.
Aplikasi persamaan gas pada aliran gas memberikan keuntungan: line size yang dipilih (BISA JADI) lebih kecil jika dibandingkan aplikasi pendekatan persamaan incompressible pada gas
Kesimpulan Gunakan persamaan Isothermal Compressible flow untuk gas flow. Penggunaan
persamaan Incompressible (Darcy) untuk gas flow, bisa mengakibatkan oversize pipa. Persamaan Weymouth valid untuk fully turbulence flow Persamaan Panhandle valid untuk partially turbulence flow
Refference Ken Arnold,Maurice Stewart, Surface Production Operation Vol. I, Gulf
Publishing Company GPSA Sect 17, Fluid Flow and Piping API RP 14E, Recommended Practice for Design and Installation of Offshore
Production Platform Piping System