Study Orifice Plate Tipe Concentric dan Slotted Untuk Pengukuran Aliran Gas

(1)

Study Orifice Plate Tipe Concentric

dan Slotted Untuk Pengukuran

Aliran Gas

Oleh :

Distra Hans Manda 2410100072

Pembimbing :

(2)

Latar Belakang

Definisi Orifice dan

Pressure Loss

Orifice PT. Vico

Indonesia

Orifice Concentric

Slotted Orifice

Berdasarkan American Plant

Maintenance menyebutkan bahwa 15 PSI pressure yang hilang akan mengakibatkan kerugian sebesar

$3.092 per tahun (3)

Study

Orifice Plate Tipe Concentric dan

Slotted

Untuk Pengukuran Aliran Gas

(3)

Permasalahan

• Berdasarkan latar belakang diatas maka permasalahan pada

tugas akhir ini adalah bagaimana mengetahui pressure loss

yang terjadi antara orifice plate bertipe slotted dan concentric

berdasarkan data-data yang terdapat pada PT.Vico Indonesia

dengan menggunakan softwere CFD

Batasan Masalah:

• Softwere yang digunakan adalah CFD

• Data orifice yang diambil adalah data di PT. Vico Indonesia

• Jenis Fluida yang digunakan adalah gas metane

• Geometri orifice menggunakan 2 dimensi

• Study yang digunakan adalah untuk menganalisa pressure loss yang terjadi antara slotted dan concentric

• Concentric Orifice yang dianalisa memiliki tag number 37 dengan betta ratio 0,47119, dan

(4)

Tujuan

• Tujuan dari penelitian ini adalah

untuk mengetahui koefisien pressure

loss yang terjadi antara orifice plate

bertipe slotted dan concentric di PT.

Vico Indonesia

(5)

BAB II

Tinjaun Pustaka

• Orifice Meter

Maksimum kecepatan fluida yang masuk pada orifice dan

minimum static pressure tidak terjadi pada bore yang terdapat

pada orifice tersebut, tetapi terjadi pada sisi downstream orifice

tersebut. Setelah fluida melewati orifice tersebut, fluida yang

keluar dari orifice akan mengalami penurunan pressure sampai

fluida tersebut kembali memiliki pressure yang besar

.

Smith. “ Fundamentals Of Orifice Metering”. 26 Mei 2014.http://www.afms.org/Docs/gas/Fundamenatls_of _Orif

(6)

BAB II

Tinjaun Pustaka

• Perhitungan ∆P Orifice

Dimana

:

∆P

= perbedaan tekanan (Pascal)

V

= kecepatan fluida setelah melewati orifice (m/s)

P

= Massa Jenis Fluida (kg/𝑚

3 ₎

K

= Faktor resistansi, dimana nilai K adalah

𝐾 =

(1 − 𝛽

2 )

𝛽

2 ∆𝑃 =

1

2 𝑝𝑣1

2 _K

Castilloo,M. 1993 .”An Analysis Of Cavitation

Activity At Orifce Of The FEG-7 Seaweter Piping System.Material Research Laboratory:Australia

(7)

BAB II

Tinjaun Pustaka

Orifice Concentric

Slotted Orifice

Pertamina. “Bimbingan Profesi Sarjana Teknik (BPST) Direktorat Pengolahan Angkatan XVII-Balongan 2007”.

Morison, GL. 1994. Comparison Of Orifice

And Slotted Plate Fiowmeters.

TEXAS Texas

A&M University, Turbomachinery Laboratory,

Mechanical Engineering Department

(8)

BAB II

Tinjaun Pustaka

• Sifat Fisik Fluida

1. Viskositas

F/A = µ _𝑑𝑦𝑑𝑣 2. Rapat Masa / Density

ρ = 𝑚_𝑣

3. Bilangan Reynold

(9)

BAB II

Tinjaun Pustaka

• Pressure Loss

definisi

pressure

loss

adalah selesih tekanan

yang masuk pada sisi

upstream dengan tekanan

setelah

melewati

sisi

downstream pada orifice

tersebut

𝜉 =

ℎ1

𝑣

2

2𝑔

=

₁

∆𝑃

2 𝑝𝑣

2 Dimana : g = percepatan gravitas (𝑚 𝑠₎2

h = kerugian head dalam aliran fluida (mH2O)

𝜉 = pressure loss dari orifice

∆P = perbedaan tekanan dari orifice (Pa) V = kecepatan aliran fluida (m/s)

𝑝 = densitas fluida (kg/m3₎

Orifice Metring Of Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Fluids : Part

(10)

BAB II

Tinjaun Pustaka

• Computational Fluid Dynamic (CFD)

• Preprocessing

Preprocessing merupakan tahapan pertama untuk membangun

dan menganalisis sebuah model CFD, yaitu: dengan melakukan

penggambaran geometri model, membuat mesh yang sesuai,

menentukan kondisi batas model dan sifat-sifat fluidanya.

• Solving

Solving merupakan tahapan untuk menghitung kondisi-kondisi

yang telah diterapkan pada saat preprocessing.

• Postprocessing

Postprocessing merupakan langkah terakhir dalam analisa CFD,

yaitu: mengorganisasi dan menginterprestasikan data hasik

simulasi CFD yang berupa gambar, kurva, dan animasi.

(11)

BAB III

Metodologi

Karakteristik Orifice Tipe Concentric dan Slotted Orifice Pengambilan Data Proses Orifice Simulasi Pada CFD Nilai Eror yahg Dihasilkan

Analisa Hasil Simulasi

Penyusunan Laporan Tidak

Karakteristik Gas Di PT. Vico Indonesia

(12)

BAB III

Metodologi

• Tinjauan Pustaka

No. Jurnal Rangkuman 1. G. L. MORRISON*, K. R. HALLt, J. C. HOLSTE+, M. L. MACEK*, L. M. IHFE*,R. E. DeOTTE, Jr* and D. P. TERRACINA*. Comparison Of Orifice And Slotted Plate Fiowmeters.TEXAS Texas A&M University, Turbomachinery Laboratory, Mechanical Engineering Department

Dengan nilai β=0.5 coefisient discharge yang pada orifice konvensional = -1% - 6% dan slotted orifice = 0.25%. Ketika swirl di hubungkan dengan sisi upstream orifice maka coefisient discharge yang terjadi pada orifice konvensional = 5%, dan slotted orifice = 2%. Data diatas menunjukkan bahwa slotted orifice lebih baik dibandingkan dengan orifice konvensional untuk kondisi inlet yang melebihi dari range tersebut

2. WALUYO,JOKO. Juni 2013. Uji

Eksperimental Orifice Multi Lubang Pada Saluran Berdiameter 50 mm. UGM, Jurusan Teknik Mesin dan Industri.

Pada jurnal melakukan pengujian terhdap koefisien aliran pada orifice multi lubang . koefisien aliran multi lubang dilakukan dengan membandingkan terhadpa persamaan kalibrasi ISO-ASME. Hasil penelitian menunjukkan bahwa orifice dengan 4 lubang memiliki keseuai dengan persamaan ISO-ASME.

3. Zhao.Zhen-Xing 2010. Theoretical and Numerical Study of Hydraulic Characteristics of Orifice Energy Dissipator.Beijing:Instit ute of High Energy Physiscs,2010

Nilai dari koefisien energy yang hiang berbanding lurus dengan kenaikan bilangan Reynold Number. Ketika bilangan Reynold Number lebih besar daripada 105_{maka koefisien}

enrgy yang hilang akan menjadi stabil. Dan hilangnya koefisien energy selain di pengaruhi oleh bilangan Reynold Number juga dipengaruhi oleh ratio antara jarak orifice dengan diameter bagian dalam pipa, dan juga ratio antara diameter pipa dan diameter dari orifice tersebut

(13)

BAB III

Metodologi

• Karakteristik Concentric dan Slotted Orifice

Perbedaan bore plate ini menyebabkan kemampuan untuk menghasilkan

perbedaan tekanan antara upstream dan downstream yang berbeda, dalam

berbagai penilitian di jurnal di sebutkan bahwa slotted orifice memiliki

kemampuan yang lebih baik untuk mengurangi pressure loss yang terjadi

di bandingkan dengan concentric orifice baik untuk untuk fluida gas dan

cair. Oleh karena itu perlu dilakukan analisa terkait dengan analisa

pressure loss yang terjadi diantara orifice plate bertipe concenctric dan

slotted berdasarkan dari data proses aliran fluida yang terdapat pada PT.

(14)

BAB III

Metodologi

• Pengambilan Data Proses Orifice

TAG NUMBER FE-37

FLUID PREOP ERTIS

FLUID STATE Gas

FLOW (𝑀3_/𝑆) _0,33 INLET PRESSURE (PA) 4.789.759,95 TEMPERTURE (0_F) 120 BASE PRESSURE (PSIA) 14.7 BASE TEMPERATURE (0_F) 60 OPERATING VISCOSITY (Pa.s) 0,00001579 DENSITY (KG/𝑀3) 0,67 BETTA = d/D 0,4719 PLATE & FLANGE ORIFICE BORE DIAMETER (INCH) 0,914 PIPE DIAMETER (INCH) 1,939 PLATE THICKNESS (INCH) 0,125 FLANGE MATERIAL CARbON STEEL

TAG NUMBER FE-1602

FLUID PREOP ERTIS

FLUID STATE Gas

FLOW (𝑀3_/𝑆) _1,65 INLET PRESSURE (PA) 4.927.655,1 TEMPERTURE (0_F) 120 BASE PRESSURE (PSIA) 14.7 BASE TEMPERATURE (0_F) 60 OPERATING VISCOSITY (Pa.s) 0,00001579 DENSITY (KG/𝑀3) 0,67 BETTA = d/D 0,533 PLATE & FLANGE ORIFICE BORE DIAMETER (INCH) 2,039 PIPE DIAMETER (INCH) 3,826 PLATE THICKNESS (INCH) 0,125 FLANGE MATERIAL CARBON STEEL

(15)

BAB III

Metodologi

• Karakteristik Aliran Gas

Maka nilai dari kecepatan fluida adalah 𝑄 = 𝐴1,2. 𝑉1,2 𝑉1 = 𝑄/𝐴1 𝑉2 = 𝑄/𝐴2 𝑣2 = 0.33 4.2𝑥10−4 𝑣2 = 785,71 𝑚/𝑠 𝑣1 = 0.33 1,8𝑥10−3 𝑣1 = 182,45 𝑚/𝑠 • Orifice 1 𝐴1 = 𝜋𝑟2 𝐴1 = 3,14𝑥0,0242 𝐴1 = 1,8𝑥10−3 𝑚2 𝐴2 = 𝜋𝑟2 𝐴2 = 3,14𝑥0,01162 𝐴2 = 4,2𝑥10−4 𝑚2

Perhitungan Bilangan reynold 𝑅𝑒 = 𝑝𝑉𝐿 µ Jika diketahui : 𝑝 = 0,67 𝑘𝑔/𝑚3 𝑉 = 182.45 𝑚/𝑠2 𝐿 = 4 𝑥 1.8 10−3 2𝑥3.14𝑥0.024= 47,7𝑥10 −3

maka bilangan reynoldnya adalah 𝑅𝑒 = 0,67𝑥182.45𝑥47,710−3 0.0001579 𝑅𝑒 = 369.279,26

Viskositas fluida berdasarkan

(16)

BAB III

Metodologi

• Karakteristik Aliran Gas

Maka nilai dari kecepatan fluida adalah Q= 𝐴1,2. 𝑉1,2 𝑉1 = 𝑄/𝐴1 𝑉2 = 𝑄/𝐴2 𝑣2 = 1,65 1,96𝑥10−3 𝑣2 = 841,83 𝑚/𝑠 𝑣1 = 1,65 7,23𝑥10−3 𝑣1 = 228,21 𝑚/𝑠 • Orifice 2 𝐴1 = 𝜋𝑟2 𝐴1 = 3,14𝑥0,0972 𝐴1 = 7,23𝑥10−3 𝑚2 𝐴2 = 𝜋𝑟2 𝐴2 = 3,14𝑥0,0252 𝐴2 = 1,96𝑥10−3 𝑚2

Perhitungan Bilangan reynold : 𝑅𝑒 = 𝑝𝑉𝐿 µ Jika diketahui : 𝑝 = 0,67 𝑘𝑔/𝑚3 𝑉 = 228.21 𝑚/𝑠2 𝐿 = _{2𝑥3.14𝑥0.048}4 𝑥 7,23 10−3= 95,93𝑥10−3

maka bilangan reynoldnya adalah 𝑅𝑒 = 0,67𝑥228.21𝑥95,9310−3 0.0001579 𝑅𝑒 = 928.927,43

Viskositas fluida berdasarkan

(17)

BAB III

Metodologi

• Simulasi Menggunakan CFD

Mulai

Pembuatan geometri pipa dan orifice

Meshing Sesuai? Pendefinisian Bidang batas A Ya Tidak A Inisiasi variabel proses untuk fluida

yang masuk pada orifice dan jenis pipa

Penentuan Nilai iterasi Konfergen Post Processing Selesai Ya Tidak pemilihan persamaan

matematis yang akan digunakan

(18)

BAB III

Metodologi

• Pembuatan Geometri Pipa dan Orifice

1.Simulasi Menggunakan CFD

No. Diameter Pipa (inc)

Diameter Slotted Orifice (inc) 1. 1.939 0.2285(1)/0.101(2)

(19)

BAB III

Metodologi

• Meshing

• Pendefinisian Bidang Batas

Penetapan Tipe Bidang Batas N o. Nama Tipe 1 Inlet Pressure_Inlet 2 Outlet Pressure_Outlet 3 Pipa Wall 4 Orifice Wall Orifice Concentric Ukur an Mesh Tot al Elemen t Nilai Worst Element FE-37 0,03 3995 0,425 FE-1602 _0.03 ₈₀₀₃ _0,39 Slotted Orifice 3 Lubang Ukura n Mesh Total Element Nilai Worst Element FE-37 0.03 4122 0,02 FE-1602 0.03 8144 0,01 Slotted Orifice 7 Lubang Ukura n Mesh Total Element Nilai Worst Element FE-37 0.03 4122 0,021 FE-1602 0,03 8144 0,016

(20)

BAB III

Metodologi

• Pemilihan Persamaan Matematis

Pada khasus diatas yang

tergolong

dengan

bilangan

reynold yang cukup besar oleh

karena itu dipilih pemodelan

berupa k-epsilon dikarenakan

kestabilan,ekonomis ( dari sisi

komputasi ), dan akurasi yang

memadai untuk ukuran berbagai

jenis aliran turbulent. Persamaan

matematis untuk menghitung

beberapa parameter yang akan di

jadikan acuan dalam fluent

Orifice 1

Perhitungan intensitas turbulensi

𝐼 = 0,16 (𝑅𝑒)−1/8_100%

𝐼 = 0,16 (369.279,26)−18𝑥 100% 𝐼 = 3,2%

Perhitungan skala panjang (l) dan HD

𝑙 = 0,007 𝑥 𝐷𝑝𝑖𝑝𝑎 𝑙 = 0,007 𝑥0,0492 𝑙 = 3,44 𝑥 10−3_𝑚 𝐻𝐷 = 𝐷𝑝𝑖𝑝𝑎 𝐻𝐷 = 0,0492 𝑚

Perhitungan energi kinetik turbulent

𝑘 = 3 2 (𝑉1𝑥𝐼)2 𝑘 = 3 2 (182,45𝑥0,032)2 𝑘 = 51,13 Perhitungan nilai epsilon

𝜖 = 𝜖_𝜇3/4₍𝑘 3 2 𝑙 ) 𝜖 = 0,093/4₍ 51,13 3 2 3,44 𝑥 10−3) 𝜖 = 17.463,37

(21)

BAB III

Metodologi

• Pemilihan Persamaan Matematis

Pada khasus diatas yang

tergolong

dengan

bilangan

reynold yang cukup besar oleh

karena itu dipilih pemodelan

berupa k-epsilon dikarenakan

kestabilan,ekonomis ( dari sisi

komputasi ), dan akurasi yang

memadai untuk ukuran berbagai

jenis aliran turbulent. Persamaan

matematis untuk menghitung

beberapa parameter yang akan di

jadikan acuan dalam fluent

• Orifice 2

Perhitungan intensitas turbulensi

𝐼 = 0,16 (𝑅𝑒)−1/8_100%

𝐼 = 0,16 (928.927,43)−18𝑥 100% 𝐼 = 2,8%

Perhitungan skala panjang (l) dan HD

𝑙 = 0,007 𝑥 𝐷𝑝𝑖𝑝𝑎 𝑙 = 0,007 𝑥0,097

𝑙 = 6,79 𝑥 10−3_𝑚

𝐻𝐷 = 𝐷𝑝𝑖𝑝𝑎 𝐻𝐷 = 0,097 𝑚 Perhitungan energi kinetik turbulent

𝑘 = 3 2 (𝑉1𝑥𝐼)2 𝑘 = 3 2 (228,21𝑥0,028)2 𝑘 = 61,24 Perhitungan nilai epsilon

𝜖 = 𝜖_𝜇3/4₍𝑘 3 2 𝑙 ) 𝜖 = 0,093/4₍ 61,24 3 2 6,79 𝑥 10−3) 𝜖 = 11.597,51

(22)

BAB III

Metodologi

• Inisiasi Variabel

Parameter Nilai

Penentuan Satuan dan Skala

Satuan Inchi

Skala Meter

Penentuan Material

Fluida Methane ( dengan nilai density = 0.67 kg/m3, dan viskositas =

1.57x10-6)

Material Steel ( dengan nilai density = 7990 kg/m3) Penentuan Batas Input (pressure_Inlet) Pinlet 4789759; 4927655.1 m/s, Temperatur 322.03 K Dinding (Wall)

Material steel, Temperature 307.16 K

Penentuan Nilai Residu

Continuity 0,001

• Penentuian Nilai Iterasi

Parameter Nilai x-velocity 0,001 y-velocity 0,001 z-velocity 0,001 Energi 10-6 K 0,001 Epsilon 0,001

(23)

BAB III

Metodologi

• Post Processing

Pada CFD-Post ini akan dimati tentang

perubahan tekan dan kecepatan aliran

fluida terhadap besar concentric dan

slotted orifice Tekanan dan perubahan

kecepatan aliran fluida ini diamati pada

tiga titik, yaitu: ketika masuk pada hole,

ketika melewati hole orifice, dan

sesudah melewati hole. Apabila warna

pola aliran fluidanya semakin ke arah

merah, maka nilai tekanan dan

kecepatan alirannya semakin tinggi.

Begitu sebaliknya, apabila warna pola

aliran fluidanya semakin ke arah biru,

maka nilai tekanan dan kecepatan

alirannya semakin rendah.

(24)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Perhitungan

∆P Secara Teori

Perhiutngan matematis ∆P orifice secara teori

ini berdasarkan pada persamaan 2.5, dimana

perhitungan ini akan dijadikan sebagai acuan

untuk mengetahui nilai eror yang dihasilkan

oleh CFD

Orifice Concentric 1

∆𝑃 = 1₂𝑝𝑣12_K

Nilai dari K adalah

𝑘 = (1 − 𝛽 2₎ 𝛽2 𝑘 =(1 − 0.4715 2₎ 0.47152 𝑘 = 3.46

Maka perbedaan tekanan inlet dan outlet yang dihasilkan adalah ∆𝑃 = 1₂0,67𝑥182,45 2_𝑥_3.46

∆𝑃 = 38.584,1237 Pa

Orifice Concentric 2

∆𝑃 = 1₂𝑝𝑣12_K

Nilai dari K adalah

𝑘 = (1 − 𝛽 2₎ 𝛽2 𝑘 =(1 − 0.525 2₎ 0.5252 𝑘 = 2.62

Maka perbedaan tekanan inlet dan outlet yang dihasilkan adalah ∆𝑃 = 1₂0,67𝑥228,21 2_𝑥2,62

∆𝑃 = 45.710,44

(25)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Karakteristik Aliraran Gas Pada Orifice DI PT VIco

• Dari data diatas dapat diketahui bahwa nilai dari reynold number > 4000 sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa kedua orifice memiliki jenis aliran yang turbulensi, dimana aliran turbulent itu sendiri memiliki karakteristik fluida yang mengalir bergerak kesegala arah

• Semakin besar perbandingan antara diamter pipa dengan diameter orifice maka akan menyebabkan kecepatan fluida juga semakin bertambah, semakin besar kecepatan fluidanya akan mengakibtakan perbedaan pressure inlet dan outlet yang semakin besar. Dari hal ini dapat dipastikan bahwa perbedaan pressure inlet dan outlet pada orifice 2 lebih besar daripada orifice tipe 1. Dan karakteristik ini yang akan digunakan untuk mensimulasikan ke dalam CFD.

Orifice Concentric

Reynold Number Vis kositas (Pa.s) Kecepatan Fluida V1/V2(m/s) FE-37 369.279,26 0,0 0001579 182,45/785,71 FE-1602 928.927,43 0,0 0001579 228,21/841,83

(26)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Analisa Pressure Drop Pada Orifice Concentric FE-37

pressure outlet yang tertinggi pada gambar 4.1 terjadi ketika velocity profile yang di visualisakian memiliki kontur tertinggi yaitu saat terdapat

pada kontur warna merah. Berdasarkan simulasi Maka ∆P yeng terbentuk adalah

∆𝑃 = 𝑃 𝑖𝑛𝑙𝑒𝑡 − 𝑃 𝑜𝑢𝑡𝑙𝑒𝑡

4.789.759,95 − 4.750.225,5 = 39.534,45 P Eror = 2,4%

Dan untuk mengatahui kofisen pressure loss yang terjadi sesuai dengan persamaan 2.9 adalah sebagai berikut

𝜉 = ℎ1 𝑣2 2𝑔 = ₁∆𝑃 2 𝑝𝑣2 𝜉 = ₁ 39.534,45 2 0,67𝑥182,452 𝜉 = 3,54

(27)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• _{Analisa Pressure Drop Pada Slotted Orifice FE-37 Variasi 3 Lubang}

Hal ini sedikit berbeda dengan profil kecepatan maupun pressure pada gambar 4.1 dikarenakan lubang pada plate lebih banyak sehingga dengan aliran fluida yang turbulent yang menyebar kesegala arah dapat lebih tertangkap oleh orifice slotted dibandingkan dengan orifice concentric tipe 1. Berdasarkan simulasi Maka ∆P yeng terbentuk adalah

∆𝑃 = 4.789.759,95 − 4.750.914,5 = 38.845,45 Pascal Eror = 0,67%

𝜉 = ℎ1 𝑣2 2𝑔 = ₁∆𝑃 2 𝑝𝑣2 𝜉 = ₁ 38.845,45 2 0,67𝑥182,452 𝜉 = 3,48

(28)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• _{Analisa Pressure Drop Pada Slotted Orifice FE-37 Variasi 7 Lubang}

Hal ini sedikit berbeda dengan profil kecepatan maupun pressure pada gambar

4.1 maupun 4.2 dikarenakan lubang pada plate lebih banyak sehingga dengan

aliran fluida yang turbulent yang menyebar kesegala arah dapat lebih tertangkap oleh orifice dibandingkan dengan orifice concentric tipe 1, semakin banyak lubang pada plate di orifice maka semakin pendek juga keceptan maksimal yang melewati orifice tersebut. Berdasarkan simulasi Maka ∆P yeng terbentuk adalah

∆𝑃 = 4.789.759,95 − 4.752.008 = 37.351,95 Pascal

Eror = 3,1%

𝜉 = ℎ1 𝑣2 2𝑔 = ₁∆𝑃 2 𝑝𝑣2 𝜉 = ₁ 37.351,95 2 0,67𝑥182,452 𝜉 = 3,34

(29)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Analisa Pressure Drop Pada Orifice Concentric FE-1602

pressure outlet yang tertinggi pada gambar 4.4 terjadi ketika velocity profile yang di visualisakian memiliki kontur tertinggi yaitu saat terdapat

pada kontur warna merah. Berdasarkan simulasi Maka ∆P yeng terbentuk adalah

∆𝑃 = 4.927.655,1 − 4.882.598,5 = 45.056,6 Pascal Eror = 1,4%

𝜉 = ℎ1 𝑣2 2𝑔 = ₁∆𝑃 2 𝑝𝑣2 𝜉 = ₁ 45.056,6 2 0,67𝑥228,212 𝜉 = 2,58

(30)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• _{Analisa Pressure Drop Pada Slotted Orifice FE-1602 Variasi 3 Lubang}

Hal ini sedikit berbeda dengan profil kecepatan maupun pressure pada gambar 4.4 dikarenakan lubang pada plate lebih banyak sehingga dengan aliran fluida yang turbulent yang menyebar kesegala arah dapat lebih tertangkap oleh orifice dibandingkan dengan orifice concentric tipe 2. Berdasarkan simulasi Maka ∆P yeng terbentuk adalah

∆𝑃 = 4.927.655,1 − 4.886.868 = 40.787,1 Pascal Eror = 10,77%

𝜉 = ℎ1 𝑣2 2𝑔 = ₁∆𝑃 2 𝑝𝑣2 𝜉 = ₁ 40.787,1 2 0,67𝑥228,212 𝜉 = 2,33

(31)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• _{Analisa Pressure Drop Pada Slotted Orifice FE-1602 Variasi 7 Lubang}

Hal ini sedikit berbeda dengan profil kecepatan maupun pressure pada gambar

4.4 maupun 4.5 dikarenakan lubang pada plate lebih banyak sehingga dengan

aliran fluida yang turbulent yang menyebar kesegala arah dapat lebih tertangkap oleh orifice dibandingkan dengan orifice concentric tipe 2, semakin banyak lubang pada plate di orifice maka semakin pendek juga keceptan maksimal yang melewati orifice tersebut. Berdasarkan simulasi Maka ∆P yeng terbentuk adalah

∆𝑃 = 4.927.655,1 − 4.889.081,5 = 38.573,6 Pascal

Eror = 15,6%

𝜉 = ℎ1 𝑣2 2𝑔 = ₁∆𝑃 2 𝑝𝑣2 𝜉 = ₁ 38.573,6 2 0,67𝑥228,212 𝜉 = 2.21

(32)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Perbandingan Orifice Plate Bertipe Concentric dan Slotted

Orifice Tipe P inlet (Pascal) P outlet (Pascal) ∆P (Pascal)

Concentric FE-37 4.789.759,95 4.750.225,5 39.534,45 Slotted FE-37 variasi 3 lubang 4.789.759,95 4.750.914,5 l 38.845,45 Slotted FE-37 variasi 7 lubang 4.789.759,95 4.752.008 37.351,95 Concentric FE-1602 4.927.655,1 4.882.598,5 45.056,6 Slotted FE-1602 variasi 3 lubang 4.927.655,1 4.886.868 40.787,1 Slotted FE-1602 variasi 7 lubang 4.927.655,1 4.889.081,5 38.573,6

(33)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Perbandingan Orifice Plate Bertipe Concentric dan Slotted

Dari tabel diatas di simpulkan bahwa nilai dari pressure drop yang

dihasilkan oleh masing-masing orifice memiliki nilai yang berbeda-

beda tergantung dari bentuk bore yang digunkkan. Nilai pressure drop

yang dihasilkan paling sedikit adalah dari slotted orifice yang memiliki

variasi lubang paling banyak , karena seperti pada penjelasan

sebelumnya di katakan bahwa slotted orifice merupakan suatu orifice

yang tidak tergantung pada sisi upstream untuk dapat menciptakan

perbedaan tekanan , selain itu orifice tersebut juga dapat kembali ke

bentuk semula antara pressure upstream dan downstreamnya sesuai

yang ditunjukkan kontur simulasi yang dihasilkan oleh CFD.

(34)

BAB IV

Analisa Data dan Pembahasan

• Perbandingan Orifice Plate Bertipe Concentric dan Slotted

Dari perhitungan koefisien pressure loss diatas faktor yang mempengaruhi adalah pressure drop yang masing-masing melewati orifice tersbut. Semakin besar nilai pressure drop yang dihasilkan maka semakin besar pula koefisien

pressure loss yang dihasilkan. Sedangkan untuk parameter

yang lain merupakan parameter nilai yang tetap untuk ke tiga variasi orifice tersebut. Dan nilai koefisien pressure

loss sebanding dengan nilai pressure loss yang dihasilkan ,

semakin besar pressure loss maka kerugian cost yang dihasilkan juga akan semakin banyak. Dari data nilai koefisien pressure loss yang paling tinggi dari orifice jenis

concentric FE-37 dengan nilai pressure loss sebesar 3,54

dan yang paling sedikit / baik adalah slotted orifice FE-37 dengan variasi 7 lubang yaitu 3,34 . Sedangkan koefisien

pressure loss yang paling tinggi dari orifice jenis concentric FE-1602 dengan nilai pressure loss sebesar 2,58

dan yang paling sedikit / baik adalah slotted orifice FE-1602 dengan variasi 7 lubang yaitu 2,21.

.

Orific e

Koefisien Pressure loss (𝛏)

Concentric FE-37 3,54 Slotted FE-37 variasi 3 lubang 3,48 Slotted FE-37 variasi 7 lubang 3,34 Concentric FE-1602 2,58 Slotted FE-1602 variasi 3 lubang 2,33 Slotted FE-1602 variasi 7 lubang 2,21

(35)

BAB V

Kesimpulan dan Saran

Nilai pressure drop yang terjadi dari data yang telah di tampilkan dalam bab 4 dapat disimpulkan bahwa:

• Untuk nilai dari orifice concentric tipe FE-37 memiliki nilai pressure drop sebesar 39.534,45pascal dan nilai

pressure drop ini masih lebih besar jika dibandingkan dengan slotted orifice untuk tipe FE-37 baik untuk yang 3

lubang maupun dengan variasi 7 lubang, untuk variasi 3 lubang pressure drop yang dihasilkan sebesar 38.845,45 _{pascal, dan untuk variasi 7 lubang pressure drop yang diahasilkan sebesar 37.351,95 pascal .}

• Untuk orifice tipe FE-1602 , untuk orifice concentric memiliki nilai pressure drop sebesar 45.056,6 pascal, untuk variasi 3 lubang pressure drop yang dihasilkan sebesar 40.787,1 pascal, dan untuk variasi 7 lubang pressure drop yang diahasilkan sebesar 38.573,6 pascal. Semakin banyak variasi lubang maka pressure drop yang dihasilkan akan semakin sedikit, untuk kedua tipe orifice tersebut

Nilai koefisien pressure drop yang terjadi dari data yang telah di tampilkan dalam bab 4 dapat disimpulkan bahwa: • Untuk nilai dari orifice concentric tipe FE-37 memiliki nilai pressure drop sebesar 3,54 dan nilai koefisien

pressure drop ini masih lebih besar jika dibandingkan dengan slotted orifice untuk tipe FE-37 baik untuk yang 3

lubang maupun dengan variasi 7 lubang, untuk variasi 3 lubang koefisien pressure drop yang dihasilkan sebesar 3,48_{, dan untuk variasi 7 lubang koefisien pressure drop yang diahasilkan sebesar 3,34.}

• Untuk orifice tipe FE-1602 , untuk orifice concentric memiliki nilai pressure drop sebesar 2,58 dan nilai

koefisien pressure drop ini masih lebih besar jika dibandingkan dengan slotted orifice untuk tipe FE-37 baik

untuk yang 3 lubang maupun dengan variasi 7 lubang, untuk variasi 3 lubang koefisien pressure drop yang dihasilkan sebesar 2,33, dan untuk variasi 7 lubang koefisien pressure drop yang diahasilkan sebesar 2,21. Semakin banyak variasi lubang maka koefisien pressure drop yang dihasilkan akan semakin sedikit, untuk kedua tipe orifice tersebut