Upload
vutruc
View
252
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
“ ANALISA ALIRAN FLUIDA PADA MIXING CRUDE OIL STORAGE TANK DENGAN CFD”
FACHRUDDIN ALI NRP : 4208 100 026
UJIAN P3 SKRIPSI
Dosen Pembimbing : Irfan Syarif Arief, ST,MT Ir. Tony Bambang Musriyadi,PGD
OUTLINE
Pendahuluan • Latar Belakang • Perumusan Masalah & Tujuan • Batasan Masalah
Tinjauan Pustaka • Penelitian Sebelumnya • Pola Alir Liquid
Metodologi • Ukuran Tangki dan Impeller • Kondisi Batas
Analisa Data & Pembahahasan • Bidang Pengamatan
Penutup • Kesimpulan & Saran
Pendahuluan
Tampak Atas Tampak Samping
Latar Belakang Masalah Industri Minyak • Aplikasi : Sumur Pengeboran lepas pantai , FPSO,
Petrochemical
Proses Mixing • Mixing Crude Oil Storage Tank
Pola dan Kecepatan Aliran Fluida • Sirkulasi aliran fluida dan pusaran aliran • Kecepatan Aliran Fluida
Optimum • Keseragaman Fluida • Mixing Time
Perumusan Masalah & Tujuan • Dari ulasan diatas dapat dirumuskan beberapa masalah,
antara lain : 1. Pengaruh Aliran fluida dalam proses mixing 2. Bagaimana menetukan mixing time dengan desain yang
optimal • Tujuan penulisan Tugas Akhir antara lain:
1. Dapat mengetahui pengaruh Aliran fluida dalam proses mixing.
2. Dapat menetukan mixing time 3. Dapat merekomendasikan perancangan dan
operasioanal sistem tangki berpengaduk yang lebih baik dan optimal.
Batasan Masalah Hanya terbatas pada aliran fluida
Pengaduk •Berjenis : PBT ( Pitch Blade Turbine ) •Jumlah Blade : 4 daun •Kemiringan Blade : 30 ᴼ, 45 ᴼ, dan 60 ᴼ •Posisi : Center Vertikal dengan jarak 1/3 dari dasar tangki
Variasi Baffle : 0, 2 dan 4 buah
Variasi Kecepatan putar pengaduk : 150, 200, 250 Rpm
Parameter homogenitas yang digunakan berupa densitas dengan nilai 1.2367 kg/m3
Tinjauan Pustaka (Annisa Rizzhkov dan Rennita, 2008)
(Ika Putri dan Mufti Cahyanto, 2009)
Mengamati makroinstabilitas dengan variasi pengaruh letak impeller 6 Blade 60ᴼ Double Impeller Fan Turbin untuk suspensi Solid Liquid
Mengamati makroinstabilitas dengan variasi pengaruh letak impeller 6 Blade 60ᴼ Single Impeller Fan Turbin untuk suspensi Solid Liquid
(Inra dan Ahmad Dzakil Fikri, 2009)
( Fachruddin Ali,2011)
Mengamati makroinstabilitas dengan variasi kecepatan 6 Blade 45ᴼ PBT untuk suspensi Solid Liquid
Mengamati analisa aliran fluida dengan variasi kecepatan putar , baffle dan sudut Blade PBT pada Mixing Crude Oil Storage Tank
Tinjauan Pustaka
1. Proses Pencampuran
2. Pola Alir Liquid
3. Parameter Hidrodinamika dalam Tangki Berpengaduk
4. CFD ( Computatinal Fluid Dynamics )
5. Large Eddy Simulation ( LES )
6. Permodelan Pengaduk
Pola Alir Liquid Dalam Tangki Berpengaduk • Impeller Pitch Blade Turbine ( PBT ) adalah tipe impeller dengan aliran
aksial, sirkulasi aliran beroperasi secara pumping down dan pumping up. • Menurut Nurtono,et,al (2009) Aliran yang dihasilkan oleh pumping down
PBT terdapat tiga pola aliran yang dikenali yaitu : 1. Double Circulation ( DC ) 2. Full Circulation Discharge ( FC ) 3. Main Circulation Interaction ( IP )
( DC ) ( FC ) ( IP )
Metodologi
Diagram Alir
Prosedur Simulasi
Diagram Alir
skripsi
Ukuran Tangki dan Karakteristik Fluida Variabel Tetap
1 Tangki Diameter ( Dt ) 10 m
Tinggi Fluida ( H ) 10 m Lebar Baffle ( J ) 0.83 m
Jarak Propeller dari dasar tangki ( C ) 3 m
2 Pengaduk Berjenis Pitch Blade Turbine
Jumlah Blade 4 daun Tebal Blade 5 cm
Lebar Balde ( W ) 0.75 m Diameter Blade ( D ) 3 m
Posisi Blade Center Vertikal Diameter Shaft ( B ) 0.3 m
Variabel berubah 1 Sudut Blade (α ) 30ᴼ, 45ᴼ dan 60ᴼ
2 Kecepatan Putar Pengaduk ( N )
150,200 dan 250 Rpm
3 Baffle 0, 2 dan 4
Material Density Spesific
Heat Thermal
Conductivity Viscosity
kg/m³ j/Kg.K w/m.K Kg/m.s Fluid
Carbon Monoxide (CO) 1.1233 0.025 1.75E-05
Propane ( C3H8 ) 1.91 0.0177 7.95E-06
Propylene ( C3H6 ) 1.7 0.0168 8.70E-06 Oxygen ( O2 ) 1.2999 0.0246 1.92E-05
Methane ( CH4 ) 0.6679 0.0332 1.09E-05
Hydrogen Sulfide ( H2S)
1.46 0.0134 1.20E-05
Ethylene ( C2H4) 1.137 0.0214 1.03E-05 Ethane ( C2H6 ) 1.263 0.0207 9.29E-06
N2 ( Nitrogen ) 1.138 0.0242 1.66E-05
Material Density Spesific
Heat Thermal
Conductivity Electrical
Conductivity kg/m³ j/Kg.K w/m.K 1/Ohm.m
Solid
Steel 8030 502.48 16.27 8330000
Dinding dan Dasar tangki
dianggap sebagai Wall
( No slip Condition )
Shaft sebagai Impermeable
( Kedap )moving wall
Interface terbagi atas 2,
yaitu :
Station & Moving
Moving Zone
Static Zone
No Slip
Condition
Kondisi Batas
Bidang Pengamatan
Bidang Pengamatan 1
Bidang Pengamatan 2
Pola Aliran Fluida
Grafik Aliran Kecepatan Fluida VS Time
Lanjutan . . . .
Densitas
Grafik Densitas VS Time
Lanjutan . . . .
KESIMPULAN Berdasarkan hasil simulasi dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut : Nilai Kecepatan aliran fluida berbanding terbalik dengan Nilai Densitas. Nilai Kecepatan aliran fluida berbanding terbalik dengan Tekanan Pola Aliran yang sering muncul pada penggunaan Baffle berjumlah 0 berjenis Lain Pola Aliran yang sering muncul pada penggunaan Baffle berjumlah 2 berjenis IP Pola Aliran yang sering muncul pada penggunaan Baffle berjumlah 4 berjenis FC Dengan menggunakan Impeller 60ᴼ pada posisi 1/3 dari dasar tangki berpengaduk, maka
akan mendapatkan nilai kecepatan Fluida yang terbesar dan cenderung lebih stabil. Dengan menggunakan Baffle berjumlah 4, maka lebih mendekati tingkat homogenitas (
Kesamaan Fluida dilihat dari segi densitas ) dikarenakan dapat menghindari terjadinya pusaran yang menghambat laju homogenitas dan disertai dengan lubang pada setiap baffle yang berfungsi mencegah tumpukan partikel pada sudut Baffle
Dari variasi – variasi yang telah dilakukan, untuk mendapatkan nilai homogenitas dengan perancangan yang lebih efisien maka digunakan Baffle 4 dengan sudut Impeller 60ᴼ dan Kecepatan Putar 150 Rpm.
DAFTAR PUSTAKA • Inra Sumahamijaya, Achmad Dzakil Fikri, “ makroinstabilitas (MI) dalam tangki
berpengaduk dengan 6 Blade 45ᴼ Pitch Blade Turbine untuk suspense (solid-liquid) ”,ITS,surabaya,2010.
• Bakker, A,Fasano, J.B,Myers, K.J, Effects of flow Pattern on the Solids Distribution in a Stirred Tanks, The Online CFM Book at http://www.bakker.org/cfm,1998
• McCabe L. Warren, Smith C Julian, dan Harriot Peter. “Operasi Teknik Kimia”, Erlangga, Jakarta, 1991.hal ; 226 - 274
• Tsui Yeng-Yung, Chou Jian-Ren, Hu Yu-Chang, “ Blade Angle Effects on the flow in a Tank Agitated by the Pitched Blade Turbine “ National Chiao Tung University , Taiwan, 2006.