BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Computational Fluid Dynamics (CFD) ialah sebuah cabang dinamika fluida yang memakai tata cara numerik dan algoritma untuk memecahkan dan mengevaluasi persoalan-problem yang melibatkan pemikiran fluida. Komputer digunakan untuk melakukan jutaan penghitungan yang diperlukan dalam mensimulasikan interaksi antara cairan dan gas dengan benda padat. Dasar fundamental hampir semua duduk perkara CFD ialah persamaan Navier-Stokes, yang menenentukan setiap fase tunggal pedoman fluida. Dalam industri proses kimia, jaringan perpipaan dan bidang keteknikan lainnya hampir semua fatwa bekerjasama satu dengan lainnya. Kemampuan seorang engineer dalam memodelkan proses kimia ke dalam CFD membutuhkan pengertian yang mendalam mulai dari sifat kimia, kinetis, sifat fisika, dinamik, karakteristik fluida dsb.
Dinamika fluida ialah salah satu disiplin ilmu yang mengkaji perilaku dari zat cair dan gas dalam keadaan diam ataupun bergerak dan interaksinya dengan benda padat. Dinamika fluida sering dikatakan selaku masalah fisika klasik terbesar yang belum terpecahkan. Dalam kajian dinamika fluida ini akan dipelajari banyak sekali karakteristik fluida, maka kita perlu menggambarkan karakteristik–karakteristik ini secara kualitatif dan kuantitatif. Aspek kualitatif berfungsi untuk mengidentifikasikan sifat dasar atau jenis dari karakteristik tersebut (mirip panjang, waktu, tegangan dan kecepatan), sementara faktor kuantitatif memberikan ukuran numerik dari karakterisik tersebut.
Dalam dunia industri penurunan tekanan (pressure drop) sungguh penting untuk dikenali guna mendesain sistem perpipaan. Hal-hal yang mensugesti pressure drop antara lain yaitu faktor friksi, panjang pipa, kecepatan alir fluida, diameter pipa dan juga seberapa besar dampak diameter terhadap koefisien kerugian pada percabangan pipa, untuk menjawab urusan diatas maka akan dikerjakan observasi dengan judul ” Pengaruh laju alir dan Material Pipa bersambung pada SP-V PT PERTAMINA EP ASSET 1 Rantau Field terhadap Analisis Profil pemikiran fluida dengan tata cara Computational Fluid Dynamic (CFD)”. Untuk mengenali hal tersebut maka perlu dilaksanakan simulasi dengan memakai software CFD, pergeseran dari variabel-variabel fungsi yang kuat kepada tekanan akan dijalankan memakai CFD, Karena dalam modeling pergantian bentuk geometri lebih mudah dikerjakan. Oleh sebab itu dalam modeling alur pipa bersambung SP-V PT.Pertamina EP Asset 1 Rantau Field memakai software Autodesk Inventor Professional 2015, Autodesk Simulation CFD 2015. Setelah itu dilakukan evaluasi dimensional utamanya menyangkut perubahan geometri yang akan besar lengan berkuasa pada penurunan tekanan (pressure drop) pada anutan fluida didalam pipa bersambung tersebut.
Penelitian pedoman dalam pipa (internal flow) dimulai oleh seorang maha guru dari Jerman Julius Weisbach tahun 1850 meneliti rugi pada hulu pipa, yang kemudian dilanjutkan oleh insinyur Perancis, Henry Darcy 1857 yang melaksanakan eksperimen pemikiran pipa dan pertama kalinya mengungkap imbas kekasaran pada kendala pipa yang dikenal dengan persamaan Darcy-Weisbach.
Pada observasi sebelumnya yang dijalankan oleh Efridoroni (2017) untuk mendapatkan nilai optimasi pressure drop dengan variable bebas berbentukdiameter pipa didapat hasil bahwa kian besar diameter pipa maka semakin kecil nilai pressure dropnya Untuk membedakan dengan penelitian sebelumnya, maka penulis memvariasikan variabel bebas nya laju alir sedangkan variabel tetapnya diameter pipa.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam perpipaan salah satu hal yang paling penting diperhatikan adalah kehilangan tekanan, yang mana makin tinggi kehilangan tekanan pada perpipaan maka bertambah banyak energi yang hendak hilang. Oleh sebab itu banyak perusahaan yang mengoptimasikan pressure drop guna untuk meminimalisir energi yang diharapkan. Panjang pipa ialah salah satu efek pressure drop yang apabila panjang pipanya kian panjang maka pressure drop akan tinggi.
Beda tekanan (ΔP) hasil pengamatan memiliki nilai berlainan dengan beda tekanan hasil teoritis, namun memiliki prinsip yang sama adalah kian besar debit udara maka beda tekanan akan semakin menurun. Beda tekanan (ΔP) yang kian menurun disebabkan sebab mutu ajaran (x) dan fraksi hampa (a) yang kian meningkat. Pada anutan satu fase, pressure drop dipengaruhi oleh Reynold number yang merupakan fungsi dari viskositas, densitas fluida diameter pipa, dan panjang pipa.
Hal yang paling mendasar mengapa konsep CFD dipakai sebab dengan CFD dapat dilaksanakan evaluasi terhadap suatu sistem atau kajian terutama sekali dari sisi lamanya waktu observasi yang diperlukan sehingga lebih singkat dan efisien serta kerugian yang terjadi balasan kesalahan mampu diperkecil dalam proses design enggineering tahap yang mesti dikerjakan menjadi lebih pendek. Selain itu, yang mendasari pemakaian desain CFD ialah pengertian lebih mendalam akan sebuah persoalan yang hendak teratasi atau dalam hal ini pemahaman lebih mendalam perihal karakterisrik ajaran fluida dengan melihat hasil berupa grafik, vektor, kontur dan bahkan animasi, mampu diterangkan bila debit pemikiran udara mengalami peningkatan, maka akan besar lengan berkuasa terhadap beda tekanan yang terjadi artinya adalah nilai debit udara berbanding lurus dengan beda tekanan, adalah beda tekanan mengalami penurunan seiring naiknya debit pedoman udara.
1.3. Batasan Masalah
Ruang lingkup pada observasi ini, hanya mengkaji pengaruh laju alir dan material pipa pada alur pipa bersambung SP-V PT.Pertamina EP Asset 1 Rantau Field kepada penurunan tekanan dan melihat profil pedoman pada perbandingan material pipa dengan melakukan simulasi memakai sistem CFD.
1.4. Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan dilema diatas penelitian ini dilakukan untuk mengenali penurunan tekanan pada anutan fluida di pipa bersambung SP-V PT.Pertamina EP Asset 1 Rantau Field dengan tata cara CFD. Penelitian ini bersifat komputasi numerik dengan pertolongan perangkat lunak dan komputer. Secara umum penelitian ini mengkaji penurunan tekanan yang terdapat pada ajaran fluida di pipa bersambung, secara khusus observasi ini mempunyai tujuan sebagai berikut:
1. Memahami aplikasi dan prinsip-prinsip CFD pada jaringan perpipaan.
2. Mengetahui dampak laju alir dan material pipa kepada besarnya penurunan tekanan pada pipa bersambung.
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini selain dapat menawarkan isu terbaru wacana kombinasi panjang dan laju alir pada pipa bersambung dengan santunan CFD juga diperlukan dapat dimanfaatkan oleh para insinyur teknik kimia guna mendesain metode perpipaan berkelok dengan diamater yang sesuai dalam designnya sehingga mampu digunakan untuk mendapatkan kinerja yang optimum dalam pengoperasiannya