Pengaruh Variasi Sambungan dan Katup terhadap Perubahan Kecepatan, Pressure Drop dan Koefisien Gesek pada Aliran Fluida dalam Pipa

Abstract

Untuk memindahkan fluida dari satu tempat menuju tempat lainnya memerlukan suatu wadah misalnya melalui sebuah instalasi pipa. Selain pipa sebagai wadah utama terdapat peralatan lain berupa sambungan pipa, katup-katup maupun instrumen pengukur lainnya dimana pada bagian ini justru menjadi faktor dan penyebab yang dapat mengurangi efisiensi pemindahan fluida tersebut. Dalam perencanaan sebuah instalasi pipa, sangat penting untuk memperhatikan karakteristik fluida serta pola alirannya dimana apabila fluida dilewatkan ke dalam pipa maka akan terjadi gesekan antara permukaan dalam pipa dengan fluida tersebut. Karakteristik aliran fluida akan diamati seperti pressure drop pada sambungan dan belokan pipa serta bukaan katup dengan menggunakan metode simulasi CFD. Model objek yang digunakan yakni set model jaringan pipa dengan variasi bukaan katup (100%, 75%, 50%) dan initial velocity (2 m/s, 2,5 m/s, 3 m/s, 3,5 m/s). Hasil simulasi akan dianalisis pada enam titik pengambilan data tekanan dan kecepatan aliran pada komponen elbow radius besar, gate valve, elbow sudut patah, elbow radius kecil, reducer, dan ball valve. Hal lain yang diamati meliputi; perubahan kecepatan fluida, koefisien gesek, serta pressure drop yang terjadi dalam jaringan instalasi pipa. Berdasarkan hasil analisis diperoleh bahwa pressure drop tertinggi dijumpai pada katup jenis ball valve pada bukaan katup 50% yakni sebesar 80.794,48 Pa dan pressure drop terendah terdapat pada elbow radius kecil pada bukaan katup 50% yakni sebesar 588,7 Pa. Seyogyanya dalam setiap instalasi pipa agar dapat menghindari dan meminimalkan kedua jenis komponen fitting instalasi pipa tersebut.

Keywords

• Aliran fluida
• Initial velocity
• Pressure drop
• Simulasi Ansys
• Computational Fluid Dynamic (CFD)