“ 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.