Engineering Design: Line Sizing - Gas Line Design Example (2b)

Berikut adalah aplikasi dari bahasan sebelumya, untuk mendesain ukuran sebuah jalur perpipaan yang digunakan untuk menangani fluida gas.

Contoh Soal:

Desainlah sebuah ukuran line nitrogen yang digunakan pada tekanan 125 psig dan suhu 100 F dengan laju alir 1.368 MMSCFD melalui pipa dengan material galvanized carbon steel dengan kekasaran 0.0059 in. Adapun laju hilang tekan yang diperbolehkan adalah sebesar 1 psi/ 100 psig dan tingkat kebisingan pada jarak 3 ft adalah sekitar 85 dB. Tidak ada kelebihan margin desain pada line nitrogen ini.  

Jawaban:

Pertama, kita harus menjabarkan terlebih dahulu, data-data yang sudah diketahui sebelumnya dari soal diatas, sebagaimana berikut :

Dari data tersebut, kita bisa melakukan kalkulasi untuk beberapa ukuran line dengan berdasarkan kriteria desain sebagaimana berikut :

Dari data desain dan juga kriteria desain, dengan menggunakan rumus kecepatan, sebenarnya kita sudah bisa mendapatkan nilai diameter minimum dimana menghasilkan kecepatan maksimum yang diperbolehkan, yakni 1.29 in. Maka kita akan mulai uji pilihan ukuran pipa mulai dari diameter 1 in untuk menentukan apakah ukuran pipa tersebut memenuhi semua kriteria yang ada. 

Untuk ukuran pipa yang dijual mengacu pada standar internasional, bisa dilihat pada tautan dibawah:  https://www.pipefittingweb.com/news/Pipe's%20Wall%20Thickness.pdf

Dengan dimulai dari diameter pipa mininum ukuran satu inch hingga empat inch, hasilnya tercantum seperti dibawah:

Uji kriteria kecepatan yang dihasilkan

Dari segi kecepatan maksimum yang diperbolehkan, pipa ukuran 2,3 dan 4 masih sesuai dengan kriteria desain:

Uji hilang tekan yang diperbolehkan

Dari segi laju hilang tekan, yang maksimum adalah 1 psi/ 100 ft, hanya pipa ukuran 2 dan 3 yang memenuhi syarat:

Uji tingkat kebisingan yang diperbolehkan

Dari segi tingkat kebisingan, pipa ukuran  2, 3 dan 4 memenuhi syarat.

Maka dari segi kriteria desain, yang memenuhi syarat adalah pipa dengan NPS 3 dan 4. Yang dipilih tentu saja adalah pipa dengan dengan ukuran NPS = 3 karena dari segi keekonomisan dan tidak over-design.

Pada bagian selanjutnya, akan dibahas mengenai cara menentukan ukuran diameter untuk line yang menangani fluida cair.

Keep Stay Tuned