Pemahaman Dasar Perhitungan dan Perkiraan AliranAbi Blog

Pemahaman Dasar Perhitungan dan Perkiraan Aliran (Flow)

Ukuran valve sering diasumsikan sebagai ukuran nominal koneksi namun ukuran yang lebih penting adalah aliran yang di berikan yang melalui melalui valve. Cara menentukan besaran aliran melalui valve adalah mudah.
Dengan menggunakan prinsip-prinsip perhitungan aliran, beberapa rumus dasar, efek gravitasi dan suhu tertentu, aliran dapat diperkirakan cukup baik untuk memilih ukuran valve dengan mudah, dan tanpa perhitungan yang rumit.

Prinsip Perhitungan Arus Aliran

Prinsip-prinsip perhitungan aliran di ilustrasi-kan oleh aliran umum meteran orifice (Gambar 1).
Prinsip-prinsip perhitungan aliran
(Gambar 1) Prinsip-prinsip perhitungan aliran
Baca juga tentang perhitungan orificeRumus persamaan menghitung diameter orifice untuk cairan
Kita hanya perlu mengetahui ukuran dan bentuk lubang, diameter pipa, dan densitas fluida. Dengan informasi itu, kita dapat menghitung laju aliran untuk setiap nilai penurunan tekanan yang melewati lubang (perbedaan tekanan antara inlet dan outlet).
Pada valve, Kita perlu mengetahui selisih penurunan tekanan dan densitas fluida di samping dimensi diameter pipa dan ukuran orifice, kita juga perlu tahu semua dimensi bagian valve dan semua perubahan dalam ukuran dan arah aliran melalui valve.
Tetapi, dari pada melakukan perhitungan yang rumit, mudahnya kita menggunakan koefisien aliran yang melalui valve, yang menggabungkan efek dari semua pembatas aliran dalam valve menjadi nomor tunggal (Gambar 2).
Menggabungkan efek dari semua pembatas aliran dalam valve
(Gambar 2) Menggabungkan efek dari semua pembatas aliran dalam valve
Artikel yang berhubungan dengan artikel ini : Mengenal fungsi dan bagian orifice plate pada flowmeter
Produsen valve telah menentukan koefisien aliran dengan pengujian valve menggunakan beberapa kecepatan aliran liquid, menggunakan metode- metode tes standar yang dikembangkan oleh Instrument Society of America untuk kontrol valve dan hingga sekarang digunakan secara luas untuk semua jenis valve.

Tes aliran dilakukan dengan sistem perpipaan yang lurus dengan ukuran yang sama seperti valve, sehingga dan efek dari fitting dan perubahan ukuran pipa tidak termasuk.

Aliran liquid/cairan

Karena cairan yang mengalir adalah cairan yang mampat, laju aliran hanya bergantung pada perbedaan antara inlet dan outlet tekanan (∆p, pressure drop). Aliran akan sama dalam tekanan rendah atau-pun tinggi, asalkan perbedaan antara tekanan inlet dan outlet adalah sama. Persamaan ini menunjukkan hubungan dalam rumus:

 

Aliran akan sama dalam tekanan rendah atau-pun tinggi, asalkan perbedaan antara tekanan inlet dan outlet adalah sama.
Aliran akan sama dalam tekanan rendah atau-pun tinggi, asalkan perbedaan antara tekanan inlet dan outlet adalah sama.

Baca juga : Perhitungan diameter Orifice Plate pada Flowmeter

Perhitungan aliran gas sedikit lebih kompleks karena gas adalah cairan kompresibel yang densitasnya berubah dengan tekanan. Selain itu, ada dua kondisi yang harus diperhatikan-tekanan rendah aliran drop (low-pressure drop flow) dan aliran drop-tekanan tinggi (high-pressure drop flow).

Pengaruh Berat Jenis

Persamaan aliran meliputi variabel cair berat jenis (Gf) dan gas berat jenis (Gg), yang merupakan densitas fluida dibandingkan dengan densitas air (untuk cairan) atau udara (untuk gas).
Pengaruh Berat Jenis
Pengaruh Berat Jenis
Keterangan gambar:
  • Bagi kebanyakan cairan, efek gravitasi spesifik pada aliran kurang dari 10 persen. Juga, kebanyakan high-density cairan seperti asam pekat dan basa biasanya diencerkan dalam air.
  • Untuk gas, berat jenis perubahan gas yang mengalir kurang dari 10 persen dari udara. Dan seperti halnya dengan cairan, gas dengan kepadatan yang sangat tinggi atau-pun rendah sering dicampur dengan gas pembawa seperti nitrogen.

Jenis aliran : Jenis –jenis aliran fluida (cairan)

Namun, berat jenis tidak diperhitungkan dalam grafik, sehingga faktor koreksi harus diterapkan, yang meliputi akar kuadrat dari G. Menggunakan akar kuadrat untuk mengurangi efek dan membawa nilai lebih dekat dengan air atau udara.

Misalnya, berat jenis asam sulfat adalah 80 persen lebih tinggi dari air, namun perubahan arus dengan hanya 34 persen. Berat jenis eter adalah 26 persen lebih rendah dari air, namun perubahan arus dengan hanya 14 persen.

Pengaruh spesifik gravitasi pada gas adalah sama. Misalnya, berat jenis hidrogen adalah 93 persen lebih rendah dari udara, tetapi perubahan arus dengan hanya 74 persen. Karbon dioksida memiliki spesifik gravitasi 53 persen lebih tinggi dari udara, namun perubahan arus dengan hanya 24 persen. Hanya dengan gas sangat rendah atau sangat tinggi berat jenis mengubah aliran dengan lebih dari 10 persen dari dari udara.

Pengaruh Suhu

Suhu biasanya diabaikan dalam perhitungan aliran cairan karena efeknya terlalu kecil. Suhu memiliki efek lebih besar pada perhitungan aliran gas, karena volume gas mengembang dengan suhu yang lebih tinggi dan kontrak dengan suhu yang lebih rendah.

Tetapi mirip dengan berat jenis, suhu mempengaruhi aliran dengan hanya square-root factor. Untuk sistem yang beroperasi antara -40 ° F (-40 ° C) dan +212 ° F (+100 ° C), faktor koreksi hanya +12 sampai -11 persen..
Gambar 4 menunjukkan pengaruh suhu pada aliran volumetrik atas berbagai suhu. Ditambah atau dikurangi kisaran 10 persen meliputi suhu operasi biasa aplikasi secara umum.
Pengaruh suhu pada aliran volumetrik atas berbagai suhu
(Gambar 4) Pengaruh suhu pada aliran volumetrik atas berbagai suhu

Baca artikel tentang tekanan diferensial : Penggunaan pengukuran tekanan diferensial (differential pressure)

Low dan High Pressure drop Gas Flow

Dasar dari orifice meter menggambarkan perbedaan antara kondisi aliran drop-tekanan tinggi dan rendah (high- and low-pressure drop flow conditions).

Dalam low-pressure drop flow-ketika tekanan outlet (p2) lebih besar setengah dari tekanan inlet (p1)-outlet tekanan membatasi aliran melalui orifice: tekanan outlet berkurang, aliran meningkat, dan begitu pula kecepatan gas yang keluar dari orifice.
Ketika tekanan outlet menurun hingga setengah dari tekanan inlet, gas keluar dari orifice pada kecepatan suara. Gas tidak dapat melebihi kecepatan suara dan-karena itu-ini menjadi laju aliran maksimum. Laju aliran maksimum juga dikenal sebagai aliran tersedak (choked flow) atau aliran kritis (critical flow).
Setiap penurunan lebih lanjut dalam tekanan outlet tidak meningkatkan aliran, bahkan jika tekanan outlet dikurangi menjadi nol. Akibatnya, High Pressure drop Flow hanya tergantung pada tekanan inlet dan bukan tekanan outlet.
Artikel yang berhubungan dengan artikel di halaman ini :
Loading...
loading...
One Comment

Buat Komentar

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *