“Contoh Aliran Fluida yang Berlawanan Arah dan Contoh

Fluidisasi Dalam Perminyakan”

Contoh Aplikasi Aliran Fluida yang Berlawanan Arah

Heat Exchanger

Heat Exchanger adalah alat penukar panas yang dapat digunakan untuk memanfaatkan

atau mengambil panas dari suatu fluida untuk dipindahkan ke fluida lain. Proses perpindahan

panas ini biasanya terjadi dari fase cair ke fase cair atau dari fase uap ke fase cair. Alat ini

menjalankan dua fungsi yaitu

Memanfaatkan fluida dingin

Menggunakan fluida panas yang didinginkan

Hampir tidak ada panas yang hilang di dalam perpindahan panas. Tipe heat exchanger yang

banyak digunakan adalah:

1. Tipe shell and tube

Tipe ini mempunyai luas penampang perpindahan panas yang besar jika dibandingkan

dengan tipe double pipe. Oleh karena itu tipe ini banyak digunakan dalam industri

minyak dan gas bumi.

2. Tipe double pipe

Tipe ini dipergunakan bila aliran fluida tidak terlalu banyak (luas perpindahan panasnya

tidak terlalu besar). Tipe ini akan lebih efektif bila digunakan dengan memakai sirip (fin),

apabila fluida berbentuk vapor atau viscous.

Aliran fluida pada heat exchanger terbagi 2 yaitu :

1. Counter current flow atau Counter flow adalah aliran berlawanan arah, dimana fluida yang

satu masuk pada satu ujung penukar kalor, sedangkan fluida yang satu lagi masuk pada

ujung penukar panas yang lain, masing-masing fluida mengalir menurut arah yang

berlawanan.

2. Parallel flow atau Co-current flow adalah aliran searah ,dimana kedua fluida masuk pada

ujung penukar panas yang sama dan kedua fluida mengalir searah menuju ujung penukar

panas yang lain.

Aliran Counter-Current (berlawanan arah) Melalui Media Berpori

Kurva karakteristik P/z terhadap laju alir gas:

Di Gambar 12.7 penurunan tekanan dari dasar ke puncak menara di plot versus laju alir

massa superfisial gas yang naik kolom untuk bermacam-macam laju alir massa superfisial cairan

yang turun kolom.

Kurva A menunjukkan hanya aliran gas. Kemiringannya pada plot log-log = 1.8, yang

mengindikasikan aliran di region transisi di Gambar 12.4, di mana fPM RPM-0.2.

Kurva B adalah aliran gas pada packing basah. Kemiringan kurva = kurva A, tetapi -P

sedikit lebih besar karena sebagian aliran tertutup oleh cairan di packing. Dengan penutupan ini,

kecepatan gas interstitional harus naik, sehingga -P naik

Kurva C menunjukkan kurva kompetisi antara aliran gas dan cairan. Pada aliran gas

rendah, bentuk kurva mirip kurva A dan B, tetapi -P naik, sebab makin banyak rongga yang

tertutup oleh cairan. Pada aliran gas > 600 lbm/(h.ft2), kurva naik tajam ke atas di mana cairan

mulai tertahan di rongga. Makin tinggi aliran air, makin banyak rongga yang tertutup dan

tekanan naik tajam. Kelakuan ini disebut loading.

Kurva D dan E punya kelakuan mirip, tapi laju alir cairannya di E lebih besar. Kenaikan

tajam dari -P berkurang. Daerah ini disebut flooding, di mana cairan yang mengisi kolom

menjadi fasa kontinyu, bukan lagi fasa terdispersi. Gas naik sebagai gelembung, bukan lagi

aliran kontinyu. Perubahan cairan dengan naiknya aliran udara: terdispersi cairan tertahan di

rongga kontinyu. Contoh aplikasi: Packed tower untuk absorpsi, distilasi, ataupun

humidifikasi.

Tipe Heat Excharger yang Berlawanan Arah

Shell and Tube Heat Exchanger

Terdiri atas suatu bundel pipa yang dihubungkan secara paralleldan ditempatkan dalam

sebuah pipa mantel (cangkang ). Fluidayang satu mengalir di dalam bundel pipa, sedangkan

fluida yanglain mengalir di luar pipa pada arah yang sama, berlawanan, ataubersilangan. Untuk

meningkatkan effisiensi pertukaran panas,biasanya dipasang sekat (buffle). Ini bertujuan untuk

membuatturbulensi aliran fluida dan menambah waktu tinggal (residencetime), namun

pemasangan sekat akan memperbesar pressure dropoperasi dan menambah beban kerja pompa,

sehingga laju alirfluida yang dipertukarkan panasnya harus diatur.

PENGGUNAAN PROSES FLUIDISASI DALAM INDUSTRI

1.      Operasi Secara Fisik (Physical Operation), seperti:

a) Transportasi: Sifat fluidisasi pada fluidized bed juga merupakan sifat yang sama dengan

cairan dan sifat ini sangat efektif digunakan untuk alat transportasi dari bubuk padatan.

b) Heat Exchanger (HE): Fluidized bed dapat digunakan untuk HE operasi fisik dan kimia

kareana kemampuannya untuk mempercepat perpindahan panas dan menjaga suhu

menjadi konstan dengan ditunjukkan sebagian kecil dari bermacam penggunaan dalam

lingkup ini.

c) Adsorpsi: Proses adsorpsi multistages fluid chart untuk pemisahan dan pemurnian

kembali komponen gas.

2.      Operasi Secara Kimia

Contoh: Reaksi gas dengan katalis padat dan reaksi padat dengan gas.

Contoh Aliran Fluidisasi Dalam Teknik Perminyakan

Fluidisasi cair merupakan proses yang penting dalam industri teknik kimia. Fluidisasi cair

merupakan salah satu operasi pemisahan yang digunakan untuk memisahkan partikel spheris dan

non-spheris. Fluidisasi cair ini memisahkan partikel berdasarkan perbedaan gaya seret yang

dialami oleh partikel.

Partikel spheris memiliki penggunaan yang luas dalam industri, terutama dalam industri

perminyakan. Dalam pengeboran minyak yang bertemperatur dan bertekanan tinggi, partikel

spheris digunakan sebagai lubricant untuk mengurangi friksi antara metal dari bor drilling dan

permukaan batuan. Metal pada bor dan batuan akan menimbulkan friksi dan panas yang sangat

besar. Jika torsi yang ditimbulkan akibat gesekan tersebut besar, maka dapat menyebabkan

pengeboran menjadi terhenti akibat mata bor tidak dapat berotasi. Oleh karena itu, partikel

spheris digunakan untuk menjaga agar gesekan antara mata bor dan permukaan batuan tetap

minimum. Partikel spheris dipilih karena memiliki ketahanan yang baik pada temperatur dan

tekanan tinggi.

Fluidisasi merupakan suatu cara untuk memisahkan partikel berdasarkan spherisitasnya.

Sebuah benda akan mengalami total gaya akibat fluida apabila terjadi gerak relatif antara

permukaan benda dan fluida. Perhitungan total gaya tersebut tidak dapat diselesaikan secara

analitis. Hampir semua penyelesaian total gaya tersebut membutuhkan hasil eksperimen yang

dinyatakan dalam bentuk koefisien gaya angkat ataupun koefisien gaya hambat untuk bentuk

geometri tertentu.

Fluidisasi cair adalah proses pemisahan partikel padat dengan mengalirkan fluida cair ke

dalam unggun. Gaya yang bekerja pada partikel padat ialah gaya seret (gaya hambat) dan gaya

gravitasi. Partikel padat akan terpisahkan akibat perbedaan gaya seret. Gaya seret adalah gaya

yang dihasilkan fluida ketika berinteraksi