korelasi transmig
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
1/46
BAB II
ALIRAN FLUDA DALAM PIPA HORIZONTAL
Masalah utama dalam aliran fluida didalam pipa
horizontal adalah penentuan penurunan tekanan sepanjang
aliran dan selain itu juga penentuan diameter pipa yang
diperlukan, system pipa bercabang dan sebagainya.
Untuk perkiraan penurunan tekanan dari masing-masing
fluida banyak korelasi yang dipakai. Untuk gas memakai
korelasi Weymouth, Panhandle, dan Modified Panhandle.
Untuk fluida dua fasa memakai korelasi Dukler, aton dan
!egs and !rill. "edangkan untuk li#uid memakai korelasi
$anning dan Darcy.
2.1 Gas.
2.1.1 Korelasi Weymo!".
%sumsi &
'. nergi kinetic diabaikan.
(. %liran steady state dan isothermal.
). %liran horizontal.
*. nergi tidak tertransfer sampai atau dari gas.
+. idak ada kerja yang dilakukan gas selama aliran.
Dengan asumsi di atas maka rumus keseimbangan
energi menjadi &
dp /0 1 2 3 (-' 4 .................3(-'4
3 '** 4 dp D gc
u f
2
2
d5 1 2 .................3(-(4
Dimana &
1 "pecific 6olume, cuft 7 lbm.
p 1 Pressure, psia.Aliran Horizontal
3
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
2/46
f 1 Moody $riction $actor, dimensoinless.
u 1 elocity, ft7sec.
D 1 Pipe Diameter, ft.
5 1 5ength 8f Pipe, ft.
gc 1 9on6ersion $actor
1 )(.': lbm-ft 7 lbf-sec;
h 4 pada kondisi standart,
b 3 ?@ 4 dan Pb 3 psia 4 yaitu &
2
14
00.13600 D
Z
P
Pb
Tb
T Qhu
π
=
Aas &
( ) p g
zT
M P
RT Z lbmcuft u
τ 29
732.10/ ==
maka persamaan 3 (-( 4 &
03600
4
17.32229
732.10144
2
2 =
×
+
D
dL
I pTb
Z pbT Qh f dp
p g
ZT
π τ
atau
0109444.129.53
2
5
9 =
×+ − dL
pTb
Z pbT Qh
D
f dp
p g
ZT
τ
integrasikan dengan B &
∫ ∫ −=
× −
2
0
2
5
9 29.53109444.1
p
p
L
dp p g
T Z dL
pTb
Z pbT Qh
D
f
τ
atau
( )
L g T Z f
D p p
pb
TbQh
τ 2
21
109444.1
29.53 5222
9
2 −
×
= −
5 1 mile
Aliran Horizontal
4
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
3/46
D 1 inchi
( ) ( )
( ) L g T Z f
D p p
pb
Tb
Qh 52802
12/21
109444.1
29.53 5222
9
2
τ
−
×= −
( )( )32
2123.3
2/1522
2 −
−
=
L g T Z f
D p p
pb
TbQh
τ
atau &
( ) ( )4221123.3 5.22/1222/1
2 −
−
= D
L g T Z
p p
f pb
TbQh
τ
dimana &
>h 1 flo0rate, cuft7jam.
b 1 base temperature, ?@.
Pb 1 base pressure, psia.
P' 1 tekanan a0al, psia.P( 1 tekanan akhir, psia.
D 1 inside diameter pipa, in.
Cg 1 "A gas.
1 temperatur alir rata-rata, ?@.
$ 1 moody friction factor.
3/
032.0
L D
=
5 1 panjang pipa, mile.
B 1 gas de6iation factor rata-rata.
Moody $riction $actor 3 f 4
( ) ( )52
/log214.1
12
−−
= De
turb f
$ dapat dicari dengan @eynold umber 3 @e 4 &
Aliran Horizontal
5
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
4/46
)62.(................................................................................48,0
)(20Re
−=
=
D xu
g Qh
D xu
g mcfd q N
τ
τ
Untuk persamaan 3'4 dan 3*4 &
Dengan cara rial %nd rror untuk menghitung >h, maka f
menjadi &
)72.(..........................................................................................32,03/1
−= D
f
"ubstitusi ke persamaan 3)4 &
)82...(........................................)21(
062,18
2/13/1622
−
−=
L g T Z
D P P
Pb
TbQh
τ
2.1.2 Pa#"a#$le
)92....(................................................................................085,0147,0
−= RE N
f
)102........(..........121
87,435 6182,24604,05394,02207881,1
−
−
= D
g LT Z
P P
Pb
TbQ
τ
Dimana &
> 1 cuft7day pada Pb dan b
5ain 1 sama dengan Weymouth.
2.1.% Mo$i&ie$ Pa#"a#$le
)112.......(......................................................................015,0
0392,0
Re
−= N
f
)122.......(..............................)21(
737 530,2510,0
961,0
2202,1
−
−
= D
g T L Z
P P
Pb
TbQ
τ
Dimana &
Aliran Horizontal
6
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
5/46
> 1 9uft 7 day pada Pb dan b
5ain 1 sama dengan Weymouth
2.1.' Te(a#a# Ra!a ) Ra!a
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]∫
∫
∫
∫
−−
−−−−=
−−=
=
+==
+=−−=
−+
+=
=
−−=
−−+=
−−
−=
+
1
0
22
2225,0222
1
0
5,0222
2/32/1
1
0
15,0222
2
1
0
5,0222
22
33
)21(
))21(1()21(1
)21(1
1
3
2
1)21(1
)152....(........................................).........21
21(
3
2
)21(1
)142.(........................................).........21
2121(
3
2
)132.......(..................................................)21(
)21(
3
2
P P
x P P P d x P P P Px
dx x P P P Px
m
C U duU dx Px P
C U m
duU x P P P Px
pembukt!"
P P
P P Pm
dx Px P
x P P P Px
!t!u
P P
P P P P Pm
!t!u
P P
P P Pm
mm
Aliran Horizontal
7
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
6/46
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
)21
21(
3
2
)21
212211(
3
2
)21
21
)21(
)21(21(
3
2
)21
2121(
3
2
21
21)21(
3
2
)1212)(12()12)(12(
1
3
2
123
2
)12(
1
)01()221(3
2
)12(
1
)21(13
2
)12(
1
))21(1()21(1)21(
1
2
2
2
22
33
22
2/322/3222
22
2/3222
22
222
1
0
5,0222
22
P P
P P P
P P
P P P P P P
P P
P P
P P
P P P P
P P
P P P P
P P
P P P P
P P P P P P P P P P
P P P P
P P P P P P
x P P P P P
x P P P d x P P P P P
++=
+−+
+=
+−
++
+=+−+=
+−+
=
++−−+
=
−−
=
−−+−−
=
−−
−
=
−−−−−
−= ∫
*o#!o" +
'. Dari suatu "tation !ooster akan dialirkan 5ean Aas
sebanyak E2 MM"9$D ke stasiun pengukur gas yang akan
dikirim ke konsumen gas. "pesifik gra6ity gas sebesar
2,:+ dan tekanan discharge booster sebesar E22 psia.
Panjang pipa alir +( km dengan diameter '* inchi.
%pabila faktor kompresibilitas gas rata F rata sepan-
jang pipa 2,G: dan temperatur rata F rata '(2 2$
Hitunglah tekanan yang sampai di stasiun pengukur gas
dengan menggunakan formula Weymouth dan Modified
Panhandle.
Dalam kondisi standard P 1 '*,: psia I
1 E2 2$ I B 1 ' I f 1 2,2)( 7 D'7).
,a-a +
Aliran Horizontal
8
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
7/46
>h 1 E2,222,222 "9$D
1 E2,222,222 7 (* 1 (,+22,222 "9$ 7 jam
$ 1 2,2)( 7 '*'7) 1 2,2')(G
5 1 +( J 2,E(' 1 )(,(K( mile
Cg 1 2,:+
B 1 2,G:
D 1 '* inch
b 1 E2 2$ 1 +(2 2@ R # T 00 580120 ==
Pb 1 '*,: psia
P' 1 E22 psia
Weymo!" +
( )[ ]
ps! P
P
P
P
P P
P $
P x
x x x x
P x
gZTfL
D P P PbTbQh
2567.4642
7475.465,144000,3602
)2000,360()7475.144465(
)2000,360()0865.380(
)2000,360(0865.380)2000,360(4505.6577
)2000,360(5664.572585.114
8943.3313210362585.114
7,14
52023,3
292,3201328,058087,075,0
14)2600(1025
5,0)21(
/23,3
2
5,025,0
5,025,0
5,02
5,02
5,02
5,024
5,052
5
522
=−=
−=
−=
−=−=
−=
−=
−=
−=τ
Mo$i&ie$ Pa#"a#$le +
ps! P P
P
P
P
P
P x
P
x x x
P x
xD g ZTL
P P PbTbQ
8431,52221403,86635000,3602
)2000,360((1403,86635
)79320.12358/)2000,360(()009978,7(
)79320.12358/)2000,360(()6997,2(
)79320.12358/)2000,360((6997,2
)79320.12358/)2000,360((4031.22224456/1060
)79320.12358/)2000,360((4031.22224456
02,17,14
52073714
75,0292,3258087,0
)2600(1060
51,021
)/(737
2
2
51,0251,0
51,0251,0/1
51,02
51,026
51,02
53,2
51,0
961,0
22
6
53.2
961,0
22
02,1
= −=
−=
−=
−=
−=
−=
−=
−=
−=τ
Aliran Horizontal
9
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
8/46
(. Dik &
b 1 +(2 2@ D 1 '(,2K inch
Pb 1 '*,: psia 5 1 '22 mile
P' 1 *22 psai Cg 1 2,E2
P( 1 (22 psia e 1 2,222E inch
Hitung flo0 rate dalam cuft 7 hr melalui pipa L
Pe#yelesaia# /o#!o" soal +
%.'. Menghitung B &
Cg 1 2,E gambar ( F ' Ppc 1 E:( psia
pc 1 )+G 2@
+(2
pr 1 ----- 1 --- 1 ',*+)
pc )+G
P )22
Ppr 1 ----- 1 --- 1 2,**E
Ppc E:(
pr
-- Aambar (-( --- B 1 2,K+
Ppr
(. menghitung 6iscositas 3 u 4 dan @e &
u' pada E2 8$ 1 2,2'2) cp 3gambar (-) 4
u7 u' pada )22 psia dan E2 8$ 1 ',2+ J 2,2'2)
1 2,2'2G( cp
2,*G >h T g 3 2,*G 4 3 2,E 4 >h
@e 1 ------------ 1 ---------------------
u D 3 2,2'2G( 4 3 '(,2K 4
@e 1 (,(2'E >h
Aliran Horizontal
10
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
9/46
). Mengghitung h 1 '22.222 cuft7jam
@e 1 (,(2'E J '22.222 1 (,( J '2+
f 1 2,2'+G 3 grafik + 4
'7( '7(
b ' 3 P'( F P(( 4 D+(
>h 1 ),() --- --- --------------------
Pb f z T g 5
Aliran Horizontal
11
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
10/46
Aliran Horizontal
12
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
11/46
Aliran Horizontal
13
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
12/46
Aliran Horizontal
14
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
13/46
Aliran Horizontal
15
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
14/46
'7( '7(Aliran Horizontal
16
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
15/46
' 3'E2.222 F *2.2224 3'(,2K+4
>h 1 --- --------------------------
f 32,E4 3+(24 3'224 32,K+4
+(2),() ---
'*,:
1 ''E.G*).G* 3'7f42,+
>h 1 K(K.+E2 cuft7jam
(. >h 1 +22.222 cuft 7jam
@e 1 ',' J '2E
$ 1 2,2'(+
>h 1 '.2*+.2G) cuft 7 jam
). >h 1 '222222 cuft 7jam
@e 1 (,( J '2E
$ 1 2,2'(
>h 1 '.2EE.E)) cuft 7 jam
9. anpa f &
+(2 3'E2222-*222243'(,2K4 'E7) '7(
>h 1 'G,2E( ---- ---------------------------'*,: 32,E43+(243'22432,K+4
1 KGK.G+K cuft7jam
2.2 Li0i$.
2.2.1 Dar/ys Formla
N f 5 (
OP 1 ----------- ............................... 3(-'E4
'** D( g
Dimana &
OP 1 Pressure drop sepanjang 5, psig.
N 1 density fluida, lb7cuft.
f 1 friction factor, dimension less
5 1 panjang pipa, ft
1 kecepatan aliran, ft7sec
D 1 inside diameter, ft
Aliran Horizontal
17
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
16/46
g 1 gra6ity 1 )( ft7sec(
2.2.2 Fa##i#
OP +,)+ $ 3APM4( "A-- 1 ----------------- ........................ 3(-':4
'22 d+
Dimana &
fQ 1 '7* f
f 1 moody friction factor
d 1 inside pipa, in
APM 1 Aalon per menit
2.2.% Ha3e# 4 William
P' F P( 2,+*
# 1 2,**( D (,E) 9 --------- gal7mnt ........3(-'G4
5
Dimana &
d 1 in 5 1 ft
P 1 psig 9 1 konstanta roughness pipa 3'*2-baru4
2.% T-o P"asa
2.%.1 D(ler
2.%.1.1 D(ler5I
%nggapan & - tidak terjadi slip
- aliran Homogen
- aliran "%DR "%
H85D UP
- perbandingan antara laju aliran cairan 6olumetric
terhadap laju aliran total 6olumetric atau
- perbandingan antara kecepatan syperficial cairan terhadap
kecepatgan supercial total.
Persamaan-persamaan yang dipakai Dukler &
2,'(+
Aliran Horizontal
18
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
17/46
fP 1 2,22'*2 ------------ ................... 3(-'K4
3@4P 2,)(
* 0 t
3@e4P 1 ----- ................................ 3(-(24D SP
SP 1 S 5 C Sg 3'- C 4 ................. 3(-('4
#5
C 1 ----- ................................ 3(-((4
#5 #g
dp ( Mt( fP
---- f 1 ----------- ........................ 3(-()4
DJ gc NP d
dp dp dp
3--- 4t 1 -- f --- acc
DJ dJ dJ
dp 3dp 7 dp4 f
3--- 4t 1 ------------ .........................3(-(*4
DJ ' F a
Dimana &
'E Wt Wg P
a 1 ----------------------- .................... 3(-(+4
T( gc d* P' P( Ng
Prosedur perhitungan adalah sebagai berikut &
'. %nggap do0nstream pressure 3P(4, untuk suatu jarak O
J. hitung tekanan rata-rata antara P' d n P(.
(. entukan harga-harga @s, !o dan z pada tekanan rata-
rata.
). hitung laju aliran 6olumetric pada cairan dan gas
dalam cuft7sec.
#5 !o J +,E'
#5 1 -------------
GE*22
#5 3 A8@ F @s4 Psc
#g 1 --------------- --- --- B GE*22 P sc
#5
Aliran Horizontal
19
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
18/46
*. H/tung C 1 ------
#5 #g
+. Hitung density cairan
C 5 3E(,*4 32,2:E*4 3C g4 @s7+,E'
N5 1 ---------------------------------
!o
E. Hitung density gas
+(2 P '
N5 1 C g (0,0764) ( ----4 3 ------4 3---4
'*,: z
:. Hitung laju aliran massa cairan dan gas
Wt 1 N5 #5 Ng #g
G. Hitung total mass fluJ
0t
M 1 --
%p
K. Hitung density dua fasa 3campuran homogen4
NP 1 N5 C N g 3 '- C 4
'2. Hitung iscositas dua fasa
S P 1 S 5 C Sg 3' F C 4
''. Hitung 3@e4 P
'*GG Wt
3@e4 P 1 ---------------
3 T7* 4 d S P
D 1 dalam feet
S P 1 dalam cp
'(. Hitung factor gesekan dua fasa
2,'(+
3f4 P 1 2,22'*2 -------------
3@4 P 2,)(
'). Hitung 3dp7dJ4 f
Aliran Horizontal
20
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
19/46
d g
M f f
dx
dp
TP c
t TP
ρ
22
=
'*. Hitung harga a
g c
g t
P P d g
p%%!
ρ π 21
1642
=
'+. Hitung 3dp7dJ4 t
( )
!
f dxdpt
dx
dp
−=
1
/
'E. Hitung penurunan tekanan total
t dx
dp x p
∆=∆
':. %pabila digunakan cara penambahan tekanan, tentukan
J, sesuai dengan P yang dianggap. 5anjutkan
prosedur diatas sampai V J 1 panjang total pipa.
Harga P dapat diambil 3yang dianggap4 antara '2
sampai (+ psi.
*ONTOH +
Diketahui
# 1 (222 "!7hari
No 1 *( ?%P/ g 1 2,E+
1 '(2 ?$ P' 1 +22 psig
5 1 )222 ft o 1 )2 dyne7cm
A8@ 1 '222 "9$7"! Xg 1 2,2( cp
d 1 * in 3/D4 Xo 1 ' cp
e7d 1 ' J '2-* W8@ 1 '
entukan do0nstream pressure 3P(4 dengan metode Dukler
P6N76L68AIAN +
'. %nggap P 1 *2 psig, maka P( 1 *E2 psig
ps! psg P 4954802
460500==
+=
(. entukan harga @s, !o, dan z 3dari korelasi4
@s 1 '(2 "9$7bbl z 1 2,K*
Aliran Horizontal
21
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
20/46
!o 1 ',2: bbl7"!
). Hitung #l dab #g
sec/139,086400
61,507,12000
8640061,5
cuft
&qq 'l l
=××
=
×=
( )
( )sec/635,094,0
520
580
495
7,14
86400
12010002000
86400
cuft
z T
T
P
P Rs()Rqq
*C
*C l
g
=−
=
−=
*. Hitung Y
18,0635,0139,0
139,0=
+=
+=
g l
l
qq
qλ
+. Hitung density minyak
cuft lb
'
/4,48
07,1
61,5/12065,00764,04,62816,0
=
××+×= ρ
E. Hitung density gas
×=
94,0
1
7,14
495
580
5200764,065,0 g ρ
1 ',+K lb7cuft
:. Hitung W &
sec/74,7635,059,1139,04,48 lb+ t =×+×=
G. Hitung Mt
ft lb ,
+ M
p
t
t −=== sec/53,880874,0
74,7
K. Hitung density dua fasa &
( ) cuft lbTP /02,1018,0159,118,04,48 =−×+×= ρ
Aliran Horizontal
22
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
21/46
'2. Hitung 6iskositas dua fasa &
( ) cpTP 1964,018,0102,018,01 =−+×= µ
''. Hitung !ilangan @eynold dua fasa &
( ) 87,216.2241964,0333,04/
74,71488=
××
×=
π TP
NRE
'(. Hitung factor gesekan dua fasa &
( ) 003825,0
87,2240216
125,00014,0
32,0 =+=TP f
'). Hitung 3dp7dJ4f &
( )
ft ps
cuft lb
/00388,0
/56,0333,002,102,32
53,88003825,02 2
=
=××
××=
'*. Hitung a &
039,059,1495515333,02,32
49501,174,71642
=×××××
×××=π
!
'+. Hitung 3dp7dJ4t &
004,0039,01
00388,0=
−=
'E. Hitung P &
P 1 )222 J 2,22* 1 '( psi
':. 8leh karena Phit tidak sama dengan Pasumsi, maka ulangi
langkah ' sampai 'E, dengan menggunakan P diatas
sebagai P anggapan yang baru, sampai tercapai Phit
1 Pasumsi
2.%.1.2 Korelasi D(ler ) II
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
22/46
terjadi slip, tetapi harga no-slip hold-up tetap
dihitung. Harga no-slip hold-up ini digunakan untuk
menentukan harga faktor gesekan dan hold-up sebenarnya
dengan menggunakan grafik 3gambar (-E4.
!erikut ini adalah perhitungan penurunan tekanan &
'. %nggap do0nstream pressure tertentu 3P(4 dan
hitung tekanan rata-rata P, sebagai berikut &
2
21 P P P
+=
(. Hitung harga-harga @s, !o, dan z
). entukan laju aliran 6olumetrik untuk cairan dan
gas, dalam cuft7sec.
86400
61,5×= 'l L
&qq
( ) z
T
T
P
P Rs()Rqq
*C
*C l g
86400
−=
*. Hitung g l
l
qq
q
+=λ
+. Hitung density cairan
( ) ( )
&'
Rs g L L
61,5/0764,04,62 σ σ ρ
+=
E. Hitung density gas
( )
= z
P
T g g
1
7,14
5200764,0σ ρ
:. Hitung kecepatan campuran
4/
144
2d
qq-
g L
mπ
+=
dimana & d 1 inchi.
G. Hitung 6iskositas campuran dua fasa
( )λ µ λ µ µ −+= 1 g LTP
K. Perkirakan harga hold-up, H5.
'2. Hitung density dua fasa
Aliran Horizontal
24
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
23/46
( )
−−
+
=
L
g
L
LTP . . 1
122 λ
ρ λ
ρ ρ
''. Hitung !ilangan @eynold dua fasa
( )TP
TP m
TP
-d NRE
µ =
'(. !erdasarkan harga Y dan 3@4P, tentukan harga H5
sebenarnya dengan menggunakan grafik 3gambar (-E4.
'). !andingkan H5 dari langkah '( dengan H5 dari langkah K,
apabila perbedaannya didalam range + Z, gunakan harga
H5 dari langkah '(. %pabila tidak terletak dalam range
+Z tersebut ulangi langkah K sampai ') sampai
perbedaan range +Z dipenuhi.
'*. entukan fP7fo dari grafik 3gambar (-:4.
'+. Hitung fo
3f4o 1 2,22'*2 32,0!"(#R$)
125,0
'E. Hitung fP
fP 1 %o%o
% !" × 1 langkah 3'*4 [ langkah 3'+4
':. Hitung kehilangan tekanan sebagai akibat gesekan
O Pf 1&g 12
'% 2
c
!"
2
!" ρ
Dimana &
5 1 feet
1 ft7sec
NP 1 lb79uft
d 1 in
Harga ini dapat diubah untuk menghitung O P7O5 atau
digunakan untuk menentukan O5 terhadap O P tertentu. %pabila
upstream pressure, P' diketahui, harga P( dapat dianggap dan
harga O5 dapat ditentukan langsung dan V O5 1 panjang pipa
Aliran Horizontal
25
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
24/46
'G. Penurunan tekanan sebagai akibat percepatan dapat
diabaikan, tetapi !aker memberikan persamaan untuk
menentukan 3OP4acc sebagai berikut &
3OP4 acc 1
*cos+H
H1
-+
H
H1
-
Ag144
1
strea
2
2
g
&onstrea
2
2
g
2
c
+
−−+
− ρ ρ ρ ρ g g
Dimana &
\ 1 sudut kemiringan pipa
untuk pipa horizontal, cos \ 1 '. umumya untuk production
pipeline ataupun transmission linus 3O P4acc diabaikan.
Aliran Horizontal
26
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
25/46
Aambar (-E
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
26/46
'K. Hitung kehilangan tekanan total
3OP4total 1 3OP4f 3OP4acc
(2. %pabila terjadi perubahan ele6asi, tambahkan komponen
ele6asi pada langkah 'K
*ONTOH +
Diketahui &
>o 1 :'*2 !PD 1 *2222 cuft7day pada P rata-rata
>g 1 (,+EK [ '2 "9$D 1 '2+E22 cuft7 day pada P rata-
rata
ρo 1 +(,( lb7cuft d 1 '( in 1 ' ft
ρg 1 ',*+ lb7cuft 5 1 ')*,):2 ft
So 1 *,( cp P' 1 *(*, : psia
Sg 1 2,2'2+ cp P( 1 )'K, : psia
o 1 ((,) dyne7cm
Ditanyakan & P dengan ' 1 *2222 cuft7hari 1 2,*E) cuft7sec
>g 1 '2+E22 cuft7hari 1 ',((( cuft7sec
*. Y 1 275,0600.105000.40
000.40=
+
+. ρo 1 +(,( lb7cuft 3diketahui4
E. ρg 1 ',*+ lb7cuft 3diketahui4
:. m 1 %t/sec14,2 /412
144 )1,222463,0(2
=×+
π
G. SP 1 *,( [ 2,(:+ [ 2,2'2+ [ 2,:(+ 1 ','E cp
1 ','E [ 2,222E:(
1 2,222:G lb7ft sec
Aliran Horizontal
28
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
27/46
K. %nggap H5 1 2,)2
'2. ρP 1 +(,( 33,0
275,0 2
4 ',*+ 37,0
275,0 2
4
1 '*,))) lb7cuft
''. 3@4P 100078,0
33,142,141 ××1 )K,)22
'(. Arafik (-E, H5 1 2,*)
'). !andingkan H5 langkah K yaitu 2,)2 dengan H5 dari
langkah '( yaitu 2,*). ternyata tidak di dalam range
perbedaan +Z. Ulangi langkah K sampai ') dengan
menganggap H5 1 2,*).
Diperoleh H5 perhitungan 1 2,*+
Dengan 3@4P 1 (K(22
Dengan demikian &
H5 1 2,*+
ρP 1 '2,E)
3@4P 1 (K(22
'*. Dari grafik 3(-:4 didapat &
00,2%o
% !" =
'+. fo 1 2,22'* 00543,029200
0,1250,32
=
'E. fP 1 ( [ 2,22+*) 1 2,2'2GE
':. 3OP4f 1 =××
××××122,322,12
63,10)14,2(13437001086,02 2)2,E* psi
'G. 3OP4acc 1 diabaikan
'K. 3OP4total 1 )2,E* 2 1 )2,E* psi
2.%.2 Korelasi 6a!o#
Aliran Horizontal
29
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
28/46
Persamaan keseimbangan energi &
'** dp 0&%
gc
g
gc
'&=+ ..............................3(-(E4
%nggapan & pengaruh energi kinetik diabaikan
Persamaan-persamaan kehilangan energi dan aton
'. 5i#uid @eynold umber
3@45 1
&'..............................3(-(:4
(. Aas @eynold umber
3@4g 1g
ggg
&'..............................3(-(G4
). Perbandingan 5aju Massa 9airan erhadap 5aju Massa otal
35@4 1t
......................................3(-(K4
*. Perbandingan 5aju Aas erhadap 5aju Massa otal
3A@4 1t
g
.......................................3(-)24
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
29/46
Aambar (-K
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
30/46
5angkah * dan E tidak diperlukan
*. Untuk menentukan hold up digunakan grafik 3gambar (-G4
yang memerlukan perhitungan harga absis dari grafik
tersebut, pada tekanan P' dan P(. sebelumnya ditentukan
lebih dulu harga 56, A6, d, 5, P7Pa. berdasarkan
persamaan-persamaan yang telah diuraikan sebelumnya.
+. entukan H5' dan H5( dari grafik 3(-G4
E. Hitung harga-harga 5', 5(, O 5, g', g( dan Og
:. entukan harga faktor gesekan dengan menggunakan grafik
3gambar (-K4. "ebelumnya tentukan lebih dahulu harga
absis dari pada grafik tersebut, yaitu&
3A@42,+ 3&
&4',(+
g
&t
Dimana &
Sg 1 dalam lb7ft-sep
Dengan grafik tersebut dapat ditentukan setelah 5@
dihitung.
f 35@42,' dan f dapat ditentukan setelah 5@ dihitung
G. Hitung O] dengan menggunakan persamaan &
O] 1%
&gc22
t
^'** OP 3g
g + 4 -c
2
gg
2
g2
1010 ∆+∆_
K. Dimulai dengan P( dan ](, anggap harga P) dan ulangi
langkah di atas sampai tercapai seluruh panjang pipa.
*o#!o" +
Diketahui &
5 1 '+22 ft d 1 (` 3/D4
P' 1 '+22 psi 1 ''22$
"Ag 1 2,E+ Sg 1 2,2( cp
"A0 1 ',2: S0 1 ' cp
>0 1 (222 !PD A5@ 1 +22 "9$7bbl
1 :2 dyne7cm
B 1 2,G+
entukan & P pada '+22 ft dengan metoda aton
Aliran Horizontal
32
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
31/46
Pe#yelesaia# +
'. %nggap P( 1 '):+ psia
(. P 1 3'+22 '):+47( 1 '*):,+ psia
1 ''22$ 1 +:22@
). Hitung
ρg 1 32,E+4 32,2:E*4 3 )7,14
5,14373 )570
5203 )85,0
1
1 +,( lb7cuft
ρ5 1 ',2: [ E(,* 1 EE,: lb7cuft
W5 186400
7,6661,52000 ×× 1 G,EGlb7sec
Wg 186400
0764,056,05002000 ××× 1 2,+:( lb7sec
Wt 1 G,EG 2,+:+ 1 K,((+ lb7sec
Untuk P sangat besar, maka energi kinetik diabaikan.
5angkah *,+ dan E tidak perlu diperhitungkan
:. entukan harga faktor gesekan
sl 1
A
1
86400
61,52000×[0218,0
1 1 +,K: ft7sec
>g 186400
5002000×1 '',+: cuft7sec
>g 1 '',+: 3 5,1437
7,14
4 3 520
70,5
4, 2,G+ 1 2,''( cuft7sec
sg 1 5,150218,0
112,0
A
g == ft7sec
m 1 sl sg 1 +,K: +,'+ 1 '','( ft7sec
3A@42,+ 1 5,0)(+t
+g 1 3255,9
575,042,+ 1 2,(+
3&
&4 ',(+ 1 3
2
14',(+ 1 2,*(
Aliran Horizontal
33
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
32/46
Mt 1 4250218,0
225,9
A
t== lb7ft sec
6&
1027,5000672,002,0
1667,0425
g
t×=
××
= µ
3A@42,+ 25,1)(d
d&
g
t &
µ
Dari grafik 3gambar (-K4, f 35@42,' 1 2,2()
f 35@42,' 11,0
255,9
68,8
1 2,KK)E 1 ', maka f 1 2,2()
G. Hitung panjang pipa yang sesuai dengan pengurangan
tekanan
5 1
+
+×
×××××
−)
5
575,0
766
68,8)(125(144
103,212,11225,9
166,02,322222
12,*2+ 3'G22 32,') 2,''4 1 ':+* ft
Dalam soal ini yang diinginkan kehilangan tekanan pada
pipa sepanjang '+22 ft, dengan demikian anggapan P(
terlalu kecil 3coba dengan P 1 '*22 psi4.
2.%.% Me!o$e Bes $a# Brill
Perhitungan penurunan tekanan dengan menggunakan Metode
!eggs dan !rill memperhatikan pola aliran. !eggs dan !rill
membgi pola aliran menjadi * macam dengan batasan dari
masing-masing pola aliran lihat tabel (.'
abel (.'
Pola aliran
Pola aliran !atasan
Aliran Horizontal
34
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
33/46
'. "egregated $lo0
(. ransition $lo0
). /nttermittent $lo0
*. Distributed $lo0
Y5 2,2' dan $@ 5' atau
Y5 2,2' dan $@ 5(
Y5 2,2' dan5( $@ 5)
2,2' Y5 2,2* dan 5) $@
5' atau
Y5 2,2* dan 5) $@ 5*
Y5 2,2* dan $@ 5' atau
Y5 2,2* dan $@ 5*
5angkah-langkah perhitungan adalah sebagai berikut &
'. !erdasarkan harga tekanan P', perkiraan harga OP
(. Hitung tekanan rata-rata,
" 1 P' 2
", apabila P' adalah do0nstream pressure
" P' -2
", apabila P' adalah upstream pressure
). entukan harga-harga !o, @s, !0, So, S0, Sg, o, 0 dan B
pada P dan
*. Hitung ro
ro 1A"5,131
5,141:+
+. Hitung density cairan dan gas
r5 1 ro 3 :R 1
1
+ 4 0 3 :R 1:R
+ 4
Aliran Horizontal
35
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
34/46
r0 1
615,5
r 350
+
rg 1;!7,14
(520)"r 0764,0 g
E. Hitung laju aliran cairan dan gas
>g 1"
!)Rs' 1 E,*K [ '2-+ 3>o !o >0 !04
:. Hitung kecepatan supefisial daripada cairan gas dan
campuran
sl 1 >57 %p
sg 1 >g7 %p
m 1 sl sg
G. Hitung rate fluJ massa cairan, gas dan tota
A5 1 N5 sl
Ag 1 N5 sgAm 1 A5 Ag
K. Hitung no-slip hold up
Y 1g
,,
,
+
'2. Hitung $@, 6iscositas cairan, 6iscositas campuran dan
tegangan permukaan cairan$@ 1 m
( 7 gd
X5 1 Xo fo X0 f0
Xm 1 ^X 5 Y Xg 3'- Y4_
5 1 o fo 0 f0
''. Hitung @ns dan 5
@ns 1 Am d7Xm
5 1 ',K)G sl 3N57 542,(+
Aliran Horizontal
36
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
35/46
'(. Hitung parameter korelasi untuk menentukan pola aliran
horizontal, yaitu 5',5(,5) dan 5*
'). entukan pola aliran sesuai dengan batasan-batasan pola
aliran pada tabel (-'
'*. Hitung hold up horizontal, H53o4 dengan menggunakan
persaman &
H5 384 1 =>R
#
?a λ
Untuk pipa miring 7 6ertikal, tentukan
H5 3\4 1 H5 384
Dimana & , ditentukan dengan menggunakan persamaan &
1 ' 9 ̂ sin 3',G 84 F 2,))) sin) 3',G 84_
%tau
1 ' 2,) 9
'+. Hitung density dua fasa,
NP 1 N5 H5 Ng 3' F H54
'E. Hitung faktor gesekan dengan menggunakan persamaan &
s
n
te
%
% =
s 1 42 @)ln(01853,0@)(ln0,8725
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
36/46
'K. Hitung 3dp7dJ4 dengan menggunakan persamaan &
gc2
''% 1 (222 "!PD
1 '(22$
5 1 )222 ft
A8@ 1 '222 "9$7"!
rg 1 2,E+
P' 1 +22 psig
ro 1 *(2%P/
So 1 ' cp
Sg 1 2,2( cp
o 1 )2 dyne7cm
entukan & Do0nstream dengan metode !eggs dan !rill
Pe#yelesaia# +
'. %nggap O P 1 '22 psi
(. P 1 +22 F '227( 1 *+2 psi
). @s 1 '22 "9$7"!I !o 1 ',2E+ I B 1 2,K*
*. ro 1 '*',+ 7 3')',+ *(4 1 2,G(
Aliran Horizontal
38
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
37/46
+. No 11,065 5,615
(0,65)(100)0,0764)82,0(350
×+
1 *G, G( lb7cuft
Ng 10,94)460120( 14,7520464,7 0,650764,0
+××× 1 ',+ lb7cuft
E. >g 1 69,07,464
580100)5 1 E,*K [ '2-+ 3(2224 3',2E+4 1 2,')G cuft7sec
:. %p 1 2,:G+ [ 3*7'(4( 1 2,2G:( ft(
sl 1 2,')G 7 2,2G:( 1 ',+G ft7sec
sg1 2,EK 7 2,2G:( 1 :,K' ft7sec
m1 ',+G :,K' 1 K,*K ft7sec
G. A5 1 *G,G( [ ',+G 1 ::,') lb7sec-ft
Ag 1 ',+2 [ :,K' 1 '',G: lb7sec-ft
Am1 ::,') '',G: 1 GK lb7sec-ft
K. Y 1 167,069,0138,0
138,0=
+
'2. $@ 1 39,8)12/4(2,32
)138,0( 2=
Xm 1 E,:( [ '2-* ^' [ 2,'E: 2,2( 3' F 2,'E:4_
1 2,222'( lb7sec-ft
''. @ns 1 51047,2
0,00012
0,33389×=
×
56 1 ',K)G [ ',+G 330
82,4842,(+ 1 ),*+G
'(. 5' 1 )'E 32,'E:42,)2( 1 'G*
5( 1 2,222K(+( 32,'E:4--(,*EG* 1 2,2:E:
Aliran Horizontal
39
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
38/46
5) 1 2,'2 32,'E:4-',*'+E 1 ',(+K:
5* 1 2,+ 32,'E:4-E,:)G 1 GE)+G
'). 8leh karena & 2,2' Y 2,* dan 5) $@ 5', maka
pola aliran adalah /ntermittent
'*. H5 1 2,G*+ 32,'E:42,+)+' 3G,)K4-2,2':) 1 2,)')
'+. NP 1 *G,G( 32,)')4 ',+2 3' F 2,)')4
1 'E,)' lb7cuft
'E. R 1 2,'E: 7 32,)')4( 1 ',:2*
5n R 1 2,+)))
" 1 42 )5333,0(01853,0)5333,0(8725,0)5333,0(182,3523,0
5333,0
+−+−1 2,)G'
es 1 ',*E*
fP 7 fns1 ',*E*
':. fns 1 2,22+E 0,325 )10(2,47
0,5
×1 2,2'+
'G. fP 1 2,2'+ [ ',*E* 1 2,2((
'K. OP 1
1447,4642,32
91,749,931,161
333,02,322
9,4989022,03000
××××
−
××××
199943,0
26001 (E2'
5b7ft 1 'G psi
Aliran Horizontal
40
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
39/46
(2. ernyata OP asumsi tidak sama dengan OP hitung,
dengan demikian, ulangi prosedur di atas dengan
menggunakan OP asumsi 1 'G psi.
2.' Alira# Da Fasa Pa$a Pi9a
Di lapangan-lapangan minyak di /ndonesia, jarang terjadi
dijumpai suatu permukaan tanah yang datar, meliputi daerah
yang luas, melainkan merupakan daerah perbukitan.
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
40/46
Hal yang kedua tersebut, berla0anan denagn kondisi
aliran horizontal, dimana penurunan tekanan bertambah
apabila laju aliran gas bertambah.
Penyimpangan dari kondisi aliran horizontal dapat
diuraikan dengan menggunakan gambar, berikut&
Aambar (-'2
Penyimpangan
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
41/46
Penentuan kehilangan tekanan akibat gesekan, oleh
$lanigan, berdasarkan analisa kembali korelasi yang dibuat
oleh !aker, yaitu& hubungan antara efisiensi aliran dua fasa
dalam ipa horizontal sebagai fungsi dari A5@ dimana harga-
harga dari data tersebut sangat menyimpang satu sama lain,
dengan demikian ketelitian sangat rendah.
$lanigan menganalisa kembali data tersebut dan membuat
korelasi seperti pada gambar (-''. pada gambar (-'',
efisiensi, , merupakan fungsi dari g 3kecepatan gas4 dan
A5@2,)(. $lanigan menyatakan bah0a korelasi ini memberikan
penyimpangan efisiensi maksimum kurang lebih KZ.
Data untuk korelasi ini diperoleh dari pipeline
berukuran *,E,G dan '2`, sedangkan kecepatan aliran gas
berkisar antara ' F '( ft7sec dan A5@ berkisar antara (2 F
'(22 bbl7MM"9$. $luida yang digunakan adalah gas alam dan
kondensat.
%pabila efisiensi pipeline telah ditentukan, persamaan
penurunan tekanan seperti persamaan Panhandle dapat
digunakan untuk menentukan penurunan tekanan sebagai akibat
gesekan.
Aliran Horizontal
43
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
42/46
Aambar (-''
$lanigan fisiensi $aktor
2.'.1.2 Kom9o#e# Pe#r#a# Te(a#a# A(ia! 6le:asi
Dengan menganalisa data, tes dari pipa 'E inchi,
flanigan mengumpulkan beberapa hal sebagai berikut&
a. Untuk g yang rendah, penurunan tekanan total
terbesar terjadi pada bagian uphill`
b.
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
43/46
e. Penurunan tekanan pada bagian yang naik 3up slope
section4 berbanding terbalik dengan kecepatan gas.
!erdasarkan pada kesimpulan di atas, pada bagian uphill
penurunan tekanan secara sama dipengaruhi oleh kolom
6ertikal yang berisi sejumlah ekui6alent cairan. 8leh karena
pada aliran dua fasa pipa tidak seluruhnya terisi cairan.
$lanigan menggunakan faktor Hf 3ele6ation faktor4 dalam
persamaannya, untuk menyatakan fraksi total penurunan tekana
statistik yang terjadi pada aliran dua fasa.
Persamaan berikut ini digunakan untuk menghitung
penurunan tekanan sebagai akibat perubahan ketinggian&
OP 1144
HH> ∑ ρ ...............................3(-)K4
Dimana
OP 1 penurunan tekanan, psi
N5 1 density cairan, lb79uft
Hf 1 faktor ele6asi, tidak berdimensi
VH 1 jumlah kenaikan uphill` dalam arah aliran ft
!erdasarkan data percobaan pada pipa 'E inchi dan juga
data yang tersedia di literatur dari tes untuk pipa
6ertikal, dan menentukan persamaan tekanan aibat gesekan,
$lanigan membuat korelasi antara Hf dengan kecepatan gas
superfisial yang mencakup range data yang luas 3gambar (-'(4
2.'.1.% Prose$r Per"i!#a# Me!o$a Fla#ia# +
'. Hitung sg, ft7sec, dengan persamaan berikut&
sg 1 )''K* )
!
!(
&
z
sc2
g
Dimana &
Aliran Horizontal
45
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
44/46
#g 1 rate aliran gas, MM9uft7hari
B 1 faktor kompresibilitas
d 1 diameter dalam pipa, inchi
P 1 tekanan rata-rata, psia
(. Hitung A5@, dalam bbl7MM9uft 1 @
). entukan efisiensi Panhandle dengan menggunakan gambar
(-'', dengan minghitung terlebih dahulu sg73@42,)(.
*. !erdasarkan efisiensi Panhandle hitung penurunan
tekanan sebagai akibat gesekan, dengan menggunakan
persamaan Panhandle sebagai berikut &
#g 1 2,*)+G: 3
$)&
(0,5394)!;
""(1,07881)
"o
!o(
4606,0
g
2,6182
2
2
1
r
−4
Dimana &
d 1 diameter dalam pipa, inchi
1 Panhandle efisiensi, Z
5 1 panjang pipa, mile
P' 1 abstrain pressure, psia
P( 1 do0nstream pressure, psia
#g 1 laju aliran gas, M"9$7D
Po 1 tekanan dasar 3atm4 1 '*,E+ psia
o 1 temperatur dasar 1 (+22@
1 temperatur aliran gas, 2@
g 1 gas yang mengalir.
B 1 faktor kompresibilitas
+. Dari harga kecepatan gas, tentukan faktor ele6asi Hf
dengan menggunakan gambar (-'(.
E. Hitung jumlah ketinggian bukit seluruhnya berdasarkan
profil pipeline
Aliran Horizontal
46
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
45/46
:. Hitung penurunan tekanan disebabkan ele6asi, dengan
menggunakan persamaan &
OP 1144
HH> ∑ ρ
Dimana
N5 1 density cairan, lb79uft
G. Hitung penurunan tekanan total yaitu jumlah penurunan
tekanan akibat gesekan dengan penurunan tekanan akibatele6asi
Prosedur ini memerlukan cara trial dan eror oleh
karena do0nstream pressure tidak diketahui dan harus
dianggap, untuk menentukan laju aliran gas, dan sg pada
tekanan rata-rata dalam pipeline. Pada prosedur yang
diajukan oleh $lanigan disarankan menggunakan metode
Panhandle. etapi metode Panhandle ini untuk menghitung
kehilangan tekanan akibat gesekan dapat memberikan hasil
yang baik, untuk A5@ yang tinggi. Dalam hal ini
-
8/16/2019 Korelasi Transmig
46/46
Aambar (-'(
$lanigan Hold Up $aktor, 3H$4
48