study orifice plate tipe concentric slotted … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari...

8
1 AbstrakOrifce merupakan suatu alat yang sangat penting dalam dunia industry terutama pada industri oil n gas, dimana penggunaan orifie ini digunakan untuk meciptakan perbedaan tekanan antara sisi upstream dan downstream yang nantinya akan dihasilkan nilai dari pressure suatu fluida yang masuk. Orifice Concentric yang dipakai di PT.Vico Indonesia memiliki kelemahan yaitu rugi tekanan yang sangat besar yang akan berakibat pada peningkatan pressure loss . Pressure loss adalah selesih tekanan yang masuk pada sisi upstream dengan tekanan setelah melewati sisi downstream pada orifice tersebut dan biasanya ditunjukan melalui perbedaan tekanan yang terjadi antara upstream dan downstream. .Slotted orifice merupakan suatu alat yang di berbagai penelitian menunjukkan memiliki peforma yang lebih dibandingakan dengan standart orifice karena desaign pada plat orifice kurang dipengaruhi oleh sisi upstream pada orifice tersebut dan menghasilkan pressure loss yang relative kecil, pressure static bisa kembali dengan lebih cepat ketika dibandingkan dengan orifice standart. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan untuk menganalisa koefisien pressure loss yang terjadi antara orifice bertipe slotted dan concentric dengan menggunakan softwere CFD. Dari pengamatan diperoleh nilai dari ΔP dan koefisien pressure loss paling kecil untuk orifice tipe FE- 37 dengan variasi 7 lubang dengan nilai 37.351,95 pascal dan nilai koefisien pressure loss sebesar . Dan untuk orifice- orifice tipe FE- 162 dengan variasi 7 lubang dengan nilai 38.573,6 pascal dan nilai koefisien pressure loss sebesar Kata KunciOrifice Concentric dan Slotted, Koefisien Pressure Loss, CFD I. PENDAHULUAN Rifice Plate merupakan suatu alat yang biasanya digunakan di dunia industry yang berfungsi untuk menimbulkan perbedaan tekanan antara upstream dan downstream [1] . Dimana Oriface itu sendiri terdiri atas berbagai macam bentuk , diantaranya adalah orifice concentric, restriction orifice, dll. Oriface concentric merupakan suatu orifice yang memiliki 1 lubang lingkaran di platnya yang digunakan untuk menciptakan perbedaan tekanan antara upstream dan downstream. Setiap orifice memiliki karakteristik yang berbeda beda, termasuk dalam hal terciptanya pressure loss. pressure loss adalah selesih tekanan yang masuk pada sisi upstream dengan tekanan setelah melewati sisi downstream pada orifice tersebut [2] ,dan biasanya ditunjukan melalui perbedaan tekanan yang terjadi antara upstream dan downstream. Orifice Concentric yang dipakai untuk melakukan perbedaan tekanan pada fluida gas di PT.Vico Indonesia memiliki kelemahan yaitu tingkat rugi tekanan yang sangat tinggi sehingga hal ini mengakibatkan hilangnya pressure loss dalam jumlah yang sangat besar ketika hal tersebut di akumulasikan dari waktu ke waktu, dan tentunya hal tersebut sangat berkaitan dengan cost yang dihasilkan oleh perusaahaan tersebut, semakin besar pressure loss yang dihasilkan maka rugi cost yang dihasilkan akan semakin besar. Berdasarkan American Plant Maintenance menyebutkan bahwa 15 PSI pressure yang hilang akan mengakibatkan kerugian sebesar $3.092 [3] per tahun. Slotted orifice merupakan suatu alat yang di berbagai penelitian menunjukkan memiliki peforma yang lebih dibandingakan dengan standart orifice karena desaign pada plat orifice kurang dipengaruhi oleh sisi upstream pada orifice tersebut dan menghasilkan pressure loss yang relative kecil, pressure static bisa kembali dengan lebih cepat ketika dibandingkan dengan orifice standart [4] . Berdasarkan penjelasan diatas maka diperlukan suatu perbandingan perhitungan pressure loss yang terjadi antara orifice concentric dengan slotted orifice dengan mengunakan Ansys. Compotational Fluid Dynamics (CFD) adalah suatu ilmu yang mempelajari tata cara memprediksi aliran fluida, perpindahan panas, reaksi kimia, dan fenomena-fenomena lain dengan menyelesaikan persamaan matematika [5] .Dimana data yang dimasukkan dalam CFD besaran fisis yang dapat diambil dari orifice tersebut dan nantinya data yang di dapatkan dijadikan sebuah inputan yang akan digunakan untuk pembutan softwere pada CFD tersebut. Sehingga nantinya dalam tugas akhir ini dapat memberikan usulan mengenai penggunaan orifice yang tepat untuk jenis fluida gas, sehingga gas dapat diproduksi secara maksimal, dan meningkatkan sisi ekonomi untuk perusahaan tersebut II.METODOLOGI PENELITIAN Dalam bagian ini akan dijelaskan mengenai langkah- langkah dalam menganalisa koefisien pressure loss yang terjadi antara orifice bertipe slotted dan concentric. A. Alur Penelitian Pada alur penelitian ini dimulai dari kajian pustaka yang dilakukan untuk mendapatkan wawasan umum yang berhubungan dengan penelitian. Selain itu, study literatur dilakukan untuk mempelajari perbedaan antara orifice bertipe concentric dan slotted.Tahap berikutnya adalah melakukan pengambilan data pada orifice concentric tipe FE-37 dan FE- STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC DAN SLOTTED ORIFICE UNTUK PENGUKURAN ALIRAN GAS Distra Hans Manda, Totok Suhartanto Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: [email protected] O

Upload: nguyendieu

Post on 05-May-2019

224 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

1

Abstrak— Orifce merupakan suatu alat yang sangat

penting dalam dunia industry terutama pada industri oil n gas,

dimana penggunaan orifie ini digunakan untuk meciptakan

perbedaan tekanan antara sisi upstream dan downstream yang

nantinya akan dihasilkan nilai dari pressure suatu fluida yang

masuk. Orifice Concentric yang dipakai di PT.Vico Indonesia

memiliki kelemahan yaitu rugi tekanan yang sangat besar yang

akan berakibat pada peningkatan pressure loss . Pressure loss

adalah selesih tekanan yang masuk pada sisi upstream dengan

tekanan setelah melewati sisi downstream pada orifice tersebut

dan biasanya ditunjukan melalui perbedaan tekanan yang

terjadi antara upstream dan downstream. .Slotted orifice

merupakan suatu alat yang di berbagai penelitian menunjukkan

memiliki peforma yang lebih dibandingakan dengan standart

orifice karena desaign pada plat orifice kurang dipengaruhi oleh

sisi upstream pada orifice tersebut dan menghasilkan pressure

loss yang relative kecil, pressure static bisa kembali dengan lebih

cepat ketika dibandingkan dengan orifice standart. Oleh karena

itu penelitian ini dilakukan untuk menganalisa koefisien pressure

loss yang terjadi antara orifice bertipe slotted dan concentric

dengan menggunakan softwere CFD. Dari pengamatan diperoleh

nilai dari ΔP dan koefisien pressure loss paling kecil untuk orifice

tipe FE- 37 dengan variasi 7 lubang dengan nilai 37.351,95 pascal

dan nilai koefisien pressure loss sebesar . Dan untuk orifice-

orifice tipe FE- 162 dengan variasi 7 lubang dengan nilai 38.573,6

pascal dan nilai koefisien pressure loss sebesar

Kata Kunci— Orifice Concentric dan Slotted, Koefisien Pressure

Loss, CFD

I. PENDAHULUAN

Rifice Plate merupakan suatu alat yang biasanya

digunakan di dunia industry yang berfungsi untuk

menimbulkan perbedaan tekanan antara upstream dan

downstream[1]

. Dimana Oriface itu sendiri terdiri atas berbagai

macam bentuk , diantaranya adalah orifice concentric,

restriction orifice, dll. Oriface concentric merupakan suatu

orifice yang memiliki 1 lubang lingkaran di platnya yang

digunakan untuk menciptakan perbedaan tekanan antara

upstream dan downstream. Setiap orifice memiliki

karakteristik yang berbeda beda, termasuk dalam hal

terciptanya pressure loss. pressure loss adalah selesih tekanan

yang masuk pada sisi upstream dengan tekanan setelah

melewati sisi downstream pada orifice tersebut [2]

,dan

biasanya ditunjukan melalui perbedaan tekanan yang terjadi

antara upstream dan downstream.

Orifice Concentric yang dipakai untuk melakukan

perbedaan tekanan pada fluida gas di PT.Vico Indonesia

memiliki kelemahan yaitu tingkat rugi tekanan yang sangat

tinggi sehingga hal ini mengakibatkan hilangnya pressure loss

dalam jumlah yang sangat besar ketika hal tersebut di

akumulasikan dari waktu ke waktu, dan tentunya hal tersebut

sangat berkaitan dengan cost yang dihasilkan oleh

perusaahaan tersebut, semakin besar pressure loss yang

dihasilkan maka rugi cost yang dihasilkan akan semakin besar.

Berdasarkan American Plant Maintenance menyebutkan

bahwa 15 PSI pressure yang hilang akan mengakibatkan

kerugian sebesar $3.092[3]

per tahun. Slotted orifice

merupakan suatu alat yang di berbagai penelitian

menunjukkan memiliki peforma yang lebih dibandingakan

dengan standart orifice karena desaign pada plat orifice

kurang dipengaruhi oleh sisi upstream pada orifice tersebut

dan menghasilkan pressure loss yang relative kecil, pressure

static bisa kembali dengan lebih cepat ketika dibandingkan

dengan orifice standart [4]

.

Berdasarkan penjelasan diatas maka diperlukan suatu

perbandingan perhitungan pressure loss yang terjadi antara

orifice concentric dengan slotted orifice dengan mengunakan

Ansys. Compotational Fluid Dynamics (CFD) adalah suatu

ilmu yang mempelajari tata cara memprediksi aliran fluida,

perpindahan panas, reaksi kimia, dan fenomena-fenomena lain

dengan menyelesaikan persamaan matematika [5]

.Dimana data

yang dimasukkan dalam CFD besaran fisis yang dapat diambil

dari orifice tersebut dan nantinya data yang di dapatkan

dijadikan sebuah inputan yang akan digunakan untuk

pembutan softwere pada CFD tersebut. Sehingga nantinya

dalam tugas akhir ini dapat memberikan usulan mengenai

penggunaan orifice yang tepat untuk jenis fluida gas, sehingga

gas dapat diproduksi secara maksimal, dan meningkatkan sisi

ekonomi untuk perusahaan tersebut

II.METODOLOGI PENELITIAN

Dalam bagian ini akan dijelaskan mengenai langkah-

langkah dalam menganalisa koefisien pressure loss yang

terjadi antara orifice bertipe slotted dan concentric.

A. Alur Penelitian

Pada alur penelitian ini dimulai dari kajian pustaka yang

dilakukan untuk mendapatkan wawasan umum yang

berhubungan dengan penelitian. Selain itu, study literatur

dilakukan untuk mempelajari perbedaan antara orifice bertipe

concentric dan slotted.Tahap berikutnya adalah melakukan

pengambilan data pada orifice concentric tipe FE-37 dan FE-

STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC DAN

SLOTTED ORIFICE UNTUK PENGUKURAN ALIRAN

GAS

Distra Hans Manda, Totok Suhartanto

Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: [email protected]

O

Page 2: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

2

1602 di PT. Vico Indonesia. Setelah mengambil data dengan

rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang

melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya

dilakukan simulasi terkait dengan contur pressure yang terjadi

pada slotted dan concentric orifice menggunakan

Computational Fluid Dynamics (CFD). Setelah itu, dilakukan

analisa terkait dengan pressure drop yang terjadi pada

slotted dan concentric orifice, dari data pressure drop yang

telah di ambil dilakukan anlisa terhadap koefisien pressure

loss, dan setelah itu dilakukan perbandingan nilai koefisien

pressure loss baik slotted dan concentric orifice. Dan tahap

yang terakhir adalah penyusunan laporan.

B. Pengambilan Data di PT. Vico Indoesia

Pengambilan data proses diambil di PT. Vico Indonesia

untuk orifice tipe concentric dan selanjutnya data tersebut

akan dijadikan acuan sebagai data proses untuk slotted orifice,

karena instrument tersebut belum terpasang di perusahaan,

sehingga dalam tugas akhir ini akan dilakukan perbandingan

nilai koefisien pressure loss untuk concentric dan slotted

orifice dengan data proses yang sama :

Tabel 1 Data Proses Orifice Concentric FE-37

Tabel 2 Data Proses Orifice Concentric FE-1602

C. Karakteristik Aliran Gas Pada Orifice Concentric Di

PT.Vico Indonesia

Dari data proses yang didapatkan diatas maka

karakteristik yang dimiliki oleh masing-masing orifice antara

lain

Orifice Concentric FE-37

Perhitungan Kecepatan Fluida

Variabel-variabel proses yang digunakan untuk

menghitung nilai dari kecepatan fluida tersebut adalah flow

(Q) dan luas penampang, baik luas penampang pipa (A1)

maupun luas penampang orifice (A2). Maka A1 dan A2

adalah

Maka nilai dari kecepatan fluida adalah

Perhitungan Bilangan reynold :

Jika diketahui :

=

maka bilangan reynoldnya adalah

Viskositas fluida berdasarkan data proses = 0,00001579 Pa.s

Orifice Concentric 2 FE-1602 Perhitungan Kecepatan Fluida

Variabel-variabel proses yang digunakan untuk

menghitung nilai dari kecepatan fluida tersebut adalah flow

(Q) dan luas penampang, baik luas penampang pipa (A1)

maupun luas penampang orifice (A2). Maka A1 dan A2

adalah

Maka nilai dari kecepatan fluida adalah

Page 3: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

3

Perhitungan Bilangan reynold :

Jika diketahui :

=

maka bilangan reynoldnya adalah

Viskositas fluida berdasarkan data proses = 0,00001579 Pa.s

C. Simulasi Menggunkan CFD

Pembuatan Geometri Orifice

Pembuatan geometri orifice ini untuk concetric

berdasarkan tabel 1 dan 2. Dimana untuk slotted orifice

akan di modifikasi menjadi 3 dan 7 lubang pada

platenya sesuai dengan tabel di bawah ini

Tabel 3 Geomteri pipa dan slooted orifice

Langkah pertama yang dilakukan adalah pembuatan

bidang pipa sesuai dengan datsheet yang telah ada

(a) (b)

Gambar 1 (a) Geometri pipa orifice concentric dan

slotted FE-37 (b) Geometri pipa orifice concentric

dan slotted 2 FE-1602

Setelah melakukan penggambaran geometri pipa maka

dilakukan pengambaran geometri pada orifice , dengan cara

membuat titik terlebih dahulu. Seperti gambar dibawah ini

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 2 (a) Pembuatan titik orifice concentric FE-

37, (b) Pembuatan titik orifice concentric FE-1602,

(c) Pembuatan titik orifice slotted FE-37 variasi 3

lubang (d) Pembuatan titik orifice concentric FE-

1602 variasi 3 lubang, (e) Pembuatan titik orifice

slotted FE-37 variasi 7 lubang (f) Pembuatan titik

orifice concentric FE-1602 variasi 7 lubang,.

Titik yang dibuat digunakan sebagai acuan untuk

membuat geometri dari orifice, setelah titik dibuat selanjutnya

adalah menggabungkan titik-titk tersebut menjadi sebuah garis

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Page 4: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

4

Gambar 3 (a) Garis orifice concentric FE-37, (b) Garis orifice

concentric FE-1602, (c) Garis orifice slotted FE-37 variasi 3

lubang , (d) Garis orifice concentric FE-1602 variasi 3

lubang, (e) Garis orifice slotted FE-37 variasi 7 lubang, (f)

Garis orifice concentric FE-1602 variasi 7 lubang

Selanjutnya dari garis- garis yang telah terbentuk

dikumpulkan menjadi satu sehingga terbentuklah sebuah

bidang untuk masing-masing orifice

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 4 (a) Bidang orifice concentric FE-37, (b)

Bidang orifice concentric FE-1602, (c) Bidang orifice slotted

FE-37 variasi 3 lubang , (d) Bidang orifice concentric FE-

1602 variasi 3 lubang, (e) Bidang orifice slotted FE-37 variasi

7 lubang, (f) Bidang orifice concentric FE-1602 variasi 7

lubang,.

Setelah bidang orifice terbentuk maka di substract atau

dipotongkan dengan geometri dari pipa sehingga akan

terbentuklah 1 bidang.

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 5 (a) Geometri orifice concentric FE-37, (b)

Geometri orifice concentric FE-1602, (c) Geometri orifice

slotted FE-37 variasi 3 lubang , (d) Geometri orifice

concentric FE-1602 variasi 3 lubang, (e) Geometri orifice

slotted FE-37 variasi 7 lubang, (f) Geometri orifice concentric

FE-1602 variasi 7 lubang,.

Meshing Orifice Proses meshing merupakan suatu proses yang cukup

lama dalam menggunakan CFD. Dimana prosesnya tergantung

dari seberapa rumit geometri yang kita buat dalam softwere

tersebut. Secara definisi meshing berfungsi untuk menjadikan

geometri yang kita buat dalam bagian-bagian kecil agar kita

dapat mengetahui nilai eror atau yang biasa disebut dengan

worst elemen pada geometri yang kita buat, dimana bagian

terkecil dari sebuah volum disebut dengan cells, bagian

terkecil dari sub volum biasa disebut dengan nodes, dll

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 6 (a) Meshing orifice concentric FE-37,

(b) Meshing orifice concentric FE-1602, (c) Meshing

orifice slotted FE-37 variasi 3 lubang , (d) Meshing

orifice concentric FE-1602 variasi 3 lubang, (e) Meshing

orifice slotted FE-37 variasi 7 lubang, (f) Meshing rifice

concentric FE-1602 variasi 7 lubang,.

Nilai worst elemen yang diizinkan pada softwere CFD

ini dari 0-0.97, dan apabila nilai worst elemen melebihi nilai

tersebut di beberbagai literatur akan menyebabkan nilai iterasi

pada step yang selanjutnya akan menjadi tidak konvergen.

Page 5: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

5

Tabel 3 Nilai ukuran mesh dan worst element orifice

Pendefinisian Bidang Batas Setelah gambar geometri dan meshimg selesai dilakukan

maka dilakukan pendefinisian bidang batas untuk menentukan

nilai parameter dari inlet,outlet,dan dinding bidang. Adapun

pendefinisian bidang batas akan dilahat seperti tabel dibawah

ini:

Tabel 4 Pendefinisian Bidang Batas

Pemilihan Persamaan Matematis Penentuan aliran laminar dan turbulent ini didasarkan

untuk menenentukan rumus yang dipakai pada fluent, dimana

fluent itu sendiri terbangun atas beberapa kondisi aliran yaitu

laminar,indan turbulent. Dari kedua orifice diatas dapat

disimpulkan bahwa aliran yang terjadi pada masing-masing

orifice memiliki aliran yang turbulent dikarenakan bilangan

reynold numbernya > 4000. Untuk jenis fluida yang turbulent

fluent menyediakan beberapa rumus antara lain spalart-

allmaras, k-epsilon, k-omega, dan model reynold stress,

dimana masing-masing model memiliki persamaan matematis

tersendiri. 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

Tabel 5 Parameter Nilai Pada Fluent

Inisiasi Variabel Proses Inisiasi variabel proses yaitu memasukkan nilai imputan

ke dalam softwere CFD sesuai dengan data proses yang

dimiliki oleh orifice sesuai dengan tabel 1 dan 2

Tabel 6 Inisiasi Variabel Proses

Penentuan Nilai Iterasi Penentuan nilai iterasi ini ditujukkan untuk mengetahui

konvergensi dari pemodelan pada CFD yang sudah kita

masukkan , dimana parameter defauktnya sudah ada dalam

CFD tersebut

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

III.ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

A. Perhitungan ∆P Secara Teori

Perhitungan ∆P secara teori ini digunakan untuk

mengetahui berapa nilai eror yang dihasilkan oleh softwere

CFD

Orifice Concentric FE-37

K

Nilai dari K adalah

Maka perbedaan tekanan inlet dan outlet yang dihasilkan

adalah

0,67 3.46

Pa

Orifice Concentric FE-1602

K

Nilai dari K adalah

Page 6: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

6

Maka perbedaan tekanan inlet dan outlet yang dihasilkan

adalah

0,67 2,62

B. Analisa Karekteristik Aliran Gas Pada Orifice di PT. Vico

Indonesia

Seperti yang di ketahui pada metodolgi diatas beberapa

parameter untuk mengetahui karakteristik fluida antara lain

viskositas, reynold number, dan kecepatan fluida sesuai

dengan tabel dibawah ini

Tabel 7 Data Karakteris Aliran Gas

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 , dan reynold number itu

sendiri tidak hanya dipengaruhi oleh kecepatan fluida saja tet,

tetapi juga tergantung dengan besaran fisis lain seperti

diameter pipa, massa jenis, dan viskositas. Sehingga hal itu

menyebabkan orifice FE-1602 memiliki bilangan reynold

yang lebih besar dari pada orifice FE-37, karena memiliki

keceptan dan perbandingan antara diameter pipa dan diameter

orifice yang lebih besar. 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 FE-37. Dan karakteristik

ini yang akan digunakan untuk mensimulasikan ke dalam

CFD.

C. Analisa Pressure Drop Pada Orifice Concentric dan

Slotted FE-37

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 7 (a) Pressure drop concentric FE-37, (b) Velocity

concentric FE-37, (c) Pressure drop slotted orifice FE-37

variasi 3 lubang, (d) Velocity slotted orifice FE-37 variasi

3lubang

Dari gambar diatas memiliki pola yaitu pressure inlet

memiliki nilai yang lebih besar dari pada pressure outlet, hal

ini sesuai dengan teori tentang aplikasi dari orifice sendiri

yang digunakan untuk menciptakan perbedaan tekanan dari

sisi inlet dan outletnya, pressure outlet memiliki distrubusi

tekanan yang lebih kecil dari pada pressure inlet dikarenakan

terdapat pertambahan kecepatan setelah fluida gas melewati

orifice tersebut, dan hal ini sesuai dengan prinsip bernouli

yang menyebutkan hubungan antara keceepatan dengan

tekanan. Dan pressure outlet yang tertinggi pada gambar 7 c

terjadi ketika velocity profile yang di visualisakian memiliki

kontur tertinggi yaitu saat terdapat pada kontur warna merah.

Hal ini sedikit berbeda dengan profil kecepatan maupun

pressure pada gambar 7 b maupun 7 a dikarenakan lubang

pada plate lebih banyak sehingga dengan aliran fluida yang

turbulent yang menyebar kesegala arah dapat lebih tertangkap

oleh slotted orifice dibandingkan dengan orifice concentric

FE-37, semakin banyak lubang pada plate di orifice maka

semakin pendek juga keceptan maksimal yang melewati

orifice tersebut.

Page 7: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

7

D. Analisa Pressure Drop Pada Orifice Concentric dan

Slotted FE-1602

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 8 (a) Pressure drop concentric FE-1602, (b) Velocity

concentric FE-1602, (c) Pressure drop slotted orifice FE-1602

variasi 3 lubang, (d) Velocity slotted orifice FE-1602 variasi

3lubang

Dari gambar diatas memiliki pola yaitu pressure inlet

memiliki nilai yang lebih besar dari pada pressure outlet, hal

ini sesuai dengan teori tentang aplikasi dari orifice sendiri

yang digunakan untuk menciptakan perbedaan tekanan dari

sisi inlet dan outletnya, pressure outlet memiliki distrubusi

tekanan yang lebih kecil dari pada pressure inlet dikarenakan

terdapat pertambahan kecepatan setelah fluida gas melewati

orifice tersebut, dan hal ini sesuai dengan prinsip bernouli

yang menyebutkan hubungan antara keceepatan dengan

tekanan. Dan pressure outlet yang tertinggi pada gambar 8 c

terjadi ketika velocity profile yang di visualisakian memiliki

kontur tertinggi yaitu saat terdapat pada kontur warna merah.

Hal ini sedikit berbeda dengan profil kecepatan maupun

pressure pada gambar 8 b maupun 8 a 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 FE-1602,

semakin banyak lubang pada plate di orifice maka semakin

pendek juga keceptan maksimal yang melewati orifice

tersebut.

E. Perbandingan Orifice Plate Tipe Concentric dan Slotted

Perbandingan orifice plate bertipe concentric dan Slotted

didasarkan pada perhitungan sesuai dengan contur yang di

tampilkan oleh CFD dan nilai dari tersebut akan di

jadikan inputan untuk mendapatkan koefisien pressure loss

yang terjadi pada masing-masing orifice. Dan rumus untuk

mencari

Untuk mencari nilai dari koefisien pressure lossnya adalah

Tabel 8 Nilai Pressure Inlet dan Outlet Masing-Masing

Orifice

Dari tabel diatas dapat 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. Dan untuk perhitungan koefisien

pressure loss akan dijelaskan dibawah ini

Tabel 8 Nilai Koefisien Pressure Loss Masing-Masing

Orifice

Page 8: STUDY ORIFICE PLATE TIPE CONCENTRIC SLOTTED … · rumus-rumus terkait mencari karateristik dari fluida gas yang melewati orifice di PT. Vico Indonesia. Tahap selajutnya ... Setelah

8

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

berbanding terbalik 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 3,18 dan yang

paling sedikit / baik adalah slotted orifice FE-37 dengan

variasi 7 lubang yaitu 2,9 . Sedangkan koefisien pressure loss

yang paling tinggi dari orifice jenis concentric FE-1602

dengan nilai pressure loss sebesar 2.5 dan yang paling sedikit /

baik adalah slotted orifice FE-1602 dengan variasi 7 lubang

yaitu 2,413.

IV.KESIMPULAN DAN SARAN

Nilai pressure drop yang terjadi dari data yang

telah di tampilkan dalam bab 4 dapat disimpulkan

bahwa: 1. 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 pascal, dan untuk variasi 7

lubang pressure drop yang diahasilkan sebesar 37.351,95

pascal .

2. 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:

3. Untuk nilai dari orifice concentric tipe FE-37 memiliki nilai

pressure drop sebesar 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 , dan untuk variasi 7 lubang

koefisien pressure drop yang diahasilkan sebesar .

4. Untuk orifice tipe FE-1602 , untuk orifice concentric

memiliki nilai pressure drop sebesar 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 , dan

untuk variasi 7 lubang koefisien pressure drop yang

diahasilkan sebesar . Semakin banyak variasi lubang

maka koefisien pressure drop yang dihasilkan akan semakin

sedikit, untuk kedua tipe orifice tersebut.

Saran Saran yang dapat diberikan pada tugas akhir kali ini

adalah mempertimbangkan pada pihak perusahaan untuk

mengganti jenis orifice concentric dengan slotted orifice agar

pressure loss yang dihasilkan tidak terlalu besar. Perlu

dilakukan analisa ulang untuk sambungan yang terdapat pada

orifice tersebut apakah menggunakan flange,pressure taps,

dan corner taps agar nilai P outlet yang dihasilkan memiliki

nilai eror yang lebih kecil dan lebih dapat menangkap pressure

drop yang terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Andrew W.G “Apllied Instrumentation In The Process

Industries “, Volume II Practical Guidlines, 2nd

Edition,

Gulfpublishing Companny

[2] Orifice Metring Of Natural Gas and Other Related

Hydrocarbon Fluids : Part 1.AGA 3.1.Oktober 1990

[3]American,Plants. “American Plants Maintenance”. 20 Mei

2014. http:/www.apmnorthest.com/newsletter.html

[4] Morison, GL. 1994. Comparison Of Orifice And Slotted

Plate Fiowmeters.TEXAS Texas A&M University,

Turbomachinery Laboratory, Mechanical Engineering

Department

[5] Tuakia Firman. 2008. Dasar-Dasar CFD

MenggunakanFluent. Bandung: Informatika

[6] Smith. “ Fundamentals Of Orifice Metering”. 26 Mei

2014.http://www.afms.org/Docs/gas/Fundamenatls_of_rifice.p

d

[7] Castilloo,M. 1993 .”An Analysis Of Cavitation Activity At

Orifce Of The FEG-7 Seaweter Piping System.Material

Research Laboratory:Australia

[8] Pertamina. “Bimbingan Profesi Sarjana Teknik (BPST)

Direktorat Pengolahan Angkatan XVII-Balongan

2007”.18Mei2014.http://www.unhas.ac.id/rhiza/arsip/kuliah/

Perancangan-Sistem-

Kendali/PSKendali2010andbe4/DASAR%20INST%20&%20P

ROSES%20KONTROL%20_BPST%20XVII_.pdf

[9] Fox R. W., Pritchard P. J., dan McDonald Alan T. 2010.

Intruduction to Fluid Dinamics Seventh Edition. Emertus:

John Wilet & sons. Inc