EFISIENSI PEMISAHAN KEROSENE-AIR DI T-JUNCTION DENGAN POSISI SUDUT SIDE ARM 45 0

Transkripsi

1 EFISIENSI PEMISAHAN KEROSENE-AIR DI T-JUNCTION DENGAN POSISI SUDUT SIDE ARM 45 0 Oleh: EGA T. BERMAN SEMINAR NASIONAL VIII REKAYASA DAN APLIKASI TEKNIK MESIN DI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG NOVEMBER 2009

2 Latar belakang Junctions Sistem perpipaan Aplikasi industri Fenomena phase maldistribution Pengaruh negatif Pengaruh positif Turunnya efisiensi peralatan dibagian downstream T-junction Digunakan sebagai partial phase separator

3 Secara tradisional separator yang digunakan pada proses pemisahan fase adalah suatu bejana (vessels) besar. Memanfaatkan pengaruh positif dari phase maldistribution maka diupayakan mengganti separator dengan yang lebih sederhana instalasinya, murah pembuatannya, compact bentuknya, dan aman penggunaannya.

4 Tujuan penelitian Mengetahui efisiensi pemisahan kerosene-air ketika T-junction dengan posisi sudut side arm 45 0 digunakan sebagai alat pemisah fase.

5 Manfaat penelitian Sebagai suatu bahan referensi dan memberikan kontribusi yang baik bagi perkembangan ilmu pengetahuan di waktu yang akan datang maupun untuk perkembangan perindustrian, khususnya i n d u s t r i p e r m i n y a k a n.

6 Tinjauan pustaka Beberapa penelitian tentang maldistribusi fasa: Peneliti Fluida Variabel Hasil Yang dkk. (2006) kerosene - Water Fraksi massa Gambar & 2 Yang dkk. (2007) kerosene - Water Pola aliran Gambar 3 & 4

7 (a) (b) Gambar Pengaruh kecepatan superficial campuran pada pemisahan fase (a) Water cut 75%; (b) Water cut 26,5% ( Yang dkk., 2006).

8 Gambar 2 Pengaruh water cut terhadap pemisahan fase kerosene-air (Yang dkk., 2006)

9 Gambar 3 Pemisahan fase kerosene-air pada pola aliran stratified (Yang dkk., 2007)

10 Gambar 4 Pemisahan fase kerosene-air pada pola aliran dispersed (Yang dkk., 2007)

11 Landasan teori Gambar 5 Kriteria untuk menunjukkan pemisahan fase di T-junction (Yang dkk., 2006) Pemisahan fase:. 2. m& k 3 F k = m& k m& w F w = m& w Effisiensi pemisahan: 3. η = L L max = F 3 k F w

12 Pemisahan ideal pertama : (kerosene murni keluar dari side arm dan aliran campuran keluar dari run arm,x 3 =) = = η 3 3 k x m m di mana, m m x F 6. & & & & Pemisahan ideal kedua : (air murni keluar dari run arm dan aliran campuran keluar dari side arm, x 2 = 0) ( ) ( ) + = = η 3 3 w x m m di mana, x m m x F 7. & & & & Pemisahan ideal jika : (Kualitas massa kerosene di side arm x 3 = dan di run arm x 2 = 0) 3 x m m. 5 = & &

13 Gambar 6 Metode penyajian efisiensi pemisahan di T-junction (Yang dkk., 2006)

14 θ = 45 0 θ Seksi uji θ = T-junction G G Keterangan: A B C D G P : Katup by-pass : Katup pengatur debit aliran : Katup pembagi aliran : Katup pengosongan : Flow meter : Pompa

15 Hasil Penelitian (b) (a) Gambar 7 Proses pemisahan kerosene-air di T-junction. (a) Inlet ; (b) T-junction dengan sudut side arm 45 0

16 F r a k s i a ir t e r p is a h k a n Hasil Penelitian J mix 0.23 m/s 0.32 m/s 0.59 m/s 0.74 m/s (a) (b) (a) (b) (c) Fraksi air terpisahkan J mix 0.26 m/s 0.35 m/s 0.55 m/s 0.70 m/s F r a k s i a ir t e r p is a h k a n J mix 0.35 m/s 0.48 m/s 0.60 m/s Fraksi kerosene terpisahkan Fraksi kerosene terpisahkan Fraksi kerosene terpisahkan Gambar 8 Hasil eksperimen pemisahan fase di T-junction dengan posisi sudut side arm (a) Water cut 64 % ; (b) Water cut 58 % ; (c) Water cut 42 %

17 Hasil Penelitian 00 (a) 00 (b) 00 (c) E fis ie n s i p e m is a h a n ( % ) J mix 0.35 m/s 0.48 m/s 0.60 m/s Fraksi massa terpisahkan ( - ) E f is ie n s i p e m is a h a n ( % ) J mix 0.26 m/s 0.35 m/s 0.55 m/s 0.70 m/s Fraksi massa terpisahkan ( - ) Gambar 9 Hasil eksperimen efisiensi pemisahan fase di T-junction dengan posisi sudut side arm (a) Water cut 42 % ; (b) Water cut 58 % ; (c) Water cut 64 % E fis ie n s i p e m is a h a n ( % ) J mix 0.23 m/s 0.32 m/s 0.59 m/s 0.74 m/s Fraksi massa terpisahkan ( - )

18 Kesimpulan. Hasil pemisahan fase di T-junction pada posisi sudut side arm 45 0 untuk water cut 64 % dan J mix = 0,23 m/s menghasilkan pemisahan kerosene yang sempurna, di mana hampir 00 % kerosene mengalir ke side arm. 2. Efisiensi pemisahan yang tinggi terjadi pada water cut 42% dan J mix = 0,35 m/s, yaitu sebesar 96 % dan fraksi massa yang terpisahkan sebesar 0,55 dengan kualitas kerosene di inlet sebesar 0,52.

19 SEKIAN TERIMA KASIH

20 Instalasi separator di CNOOC SEPARATOR

21 Instalasi separator di CNOOC SEPARATOR

22 Tabel Matriks tes penelitian Data no. J mix (m/s) W c (%) J w (m/s) J k (m/s) x Data no. J mix (m/s) W c (%) J w (m/s) J k (m/s) x # # # # # # # # # # #

23 m& : Laju aliran massa (kg/s) x : Kualitas massa θ Parameter of two phase flow at T-junction (Yang dkk., 2006 )

24