Slug Flow Calculation

Dalam beberapa hari kedepan, akan saya tuliskan beberapa sub bab dalam buku saya yang akan diterbitkan dalam waktu dekat ini, Agustus ini sih insya allah, sekedar gambaran beberapa bagian isinya. Dimulai dengan tulisan tentang Slug Flow.
=========

Slug Flow adalah suatu kondisi dimana didalam suatu pipa mengalir dua jenis aliran secara bersamaan. Hal ini bisa terjadi pada aliran dua phase, dimana didalam pipa, pada setengah bagian bawah berisi fluida cair yang bisa saja air dan minyak, sedangkan dibagian atas berisi fluida gas yang bias saja merupakan campuran gas alam dengan udara.
Akibat dari adanya dua fase dalam pipa maka akan menimbulkan bermacam aliran sebagai berikut:

  • Bubbly Flow: yaitu adanya gas didalam fluida cair yang mengalir didalam pipa.
  • Plug Flow: yaitu gas tadi cukup besar untuk membentuk plug yang masuk didalam aliran fluida tadi.
  • Stratified Flow: yaitu gas mengalir diatas fluida cair tapi dengan kecepatan yang lebih tinggi.
  • Slug Flow: yaitu Fluida yang mengalir sedemikian cepat yang kemudian memerangkap gas sehingga membentuk kantung yang berisi gas dan udara. Efek ini disebut dengan slugging. Bisa menghasilkan rekanan yang besar dan pada gilirannya akan dapat menimbulkan getaran (vibration).

Hal ini sebisa mungkin dihindari, dan biasanya dipasang apa yang disebut dengan Slug Catchers.

Slug Cathers biasanya dipasang dekat equipment yan gakan melindungi equipment dari gaya slugging dan dari vibrasi.

Pengaruh yang paling terasa adalah pada bagian elbow ketika aliran berobah arah, sehingga ada gaya yang menerjang elbow. Pengaruh yang ditimbulkan oleh slug flow ini kurang lebih sama dengan apa yang diakibatkan oleh Water hammer. Biasanya kecepatan gas mengalir didalam pipa adalah lebih tinggi dari kecepatan fluida.

Impact yang dihasilkan bisa sangat besar pada elbow, sehingga diusahakan kondisi ini berada dalam keadaan minimal, jika memungkinkan.

Gaya Statis yang dihasilkan pada elbow 90 derajat adalah sebagai berikut:

Dimana:

  • F r = Gaya yang terjadi, KN
  • rho = Density dari Fluida, Kg/m3
  • A = Luas penampang melintang dari pipa, mm2
  • V = Kecepatan Fluida, m/s
  • theta = Sudut dari elbow, deg
  • g = konstanta gravitasi, m/s2
  • DAF = Dynamic Amplification Factor, biasanya
    digunakan 2.

Beberapa kondisi yang perlu diperhatikan adalah:

  • Perhitungan dari slug force ini menggunakan metode “Conservation of momentum”.
  • Jika menggunakan SI unit, maka nilai g bisa diabaikan.
  • Asumsi digunakn dialam menentukan panjangnya pipa yang kena pengaruh slug ini, yaitu paling tidak satu elbow terisi penuh oleh aliran slug.
  • Density dari slug diasumsikan konstan sepanjang pipa dan diameter.

4 responses to “Slug Flow Calculation

  1. Pak Dony,

    Terimakasih atas tulisannya, btw mohon pencerahan, Apakah Fr force ini hanya diaplikasikan pada elbow pertama dari arah slug flow ini? ataukah masih berimbas pada elbow berikutnya?

    Jika iya elbow berikutnya juga menderita force akibat slug flow ini? berapa nilai force tersebut?

    atas penjelasannya terimakasih

    salam
    badar

  2. Mas Badarudin,

    Slug Flow biasanya akan terjadi sepanjang pipa, sampai dia terbagi dua, misalnya pada Tee.

    nah, jika menjelang line terbagi dua, maka Slug Force akan ada mengenai semua Elbow dengan besarnya Force yang sama.

    Namun perlu diingat bahwa kejadianya tidak akan sekaligus bersamaan, sehingga analisanya pun harus diberikan case terpisah.

    Jika ada 10 elbow yang dilalui oleh Slug Flow ini, maka akan ada 10 Force yang bekerja di 10 elbow, tapi waktu nya akan berbeda, atau independent.

    CAESAR II mengijinkan kita untuk menggunakan 9 Load Case untuk gaya ini didalam satu kalkulasi. jadi nggak perlu bikin 9 kalkulasi hanya untuk perhitungan Slug Force ini.

    salam

  3. Pak Donny,

    Terima kasih atas pencerahan / informasi dari tulisan bapak, bagaimana caranya untuk memperoleh buku yang bapak tulis tsb “Pengantar piping strees Analisys” apakah sdh beredar di toko2 buku ? dan berapa harganya ?

    Salam

    Ayub Arrohman

  4. Asl,
    Pak minta bantuan nih,
    saya mahasiswa semester akhir teknik mesin universitas sriwijaya,
    saya tertarik dengan piping engineering, tapi saya kesulitan dalam mempelajarinya baik karena keterbatasan literature ( buku ), SDM mentor dan kesulitan mempejajari software caesar II / autopipe secara individu..,
    saya mau tanya apa yang seharusnya saya lakukan supaya bisa jadi seperti bapak, n dimana tempat training piping engineering ? terimakasih
    wall…

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s