Sedikit mengenai cooling water system design

Ini sedikit catatan sederhana saya dlm mereview suatu cooling water system design. Cooling water dipompa dr cooling tower ke cooling water header. Masing2 HE yg memerlukan cooling water dpt mengambil keperluannya dr header ini. Cooling water return dr HE2 tsb mengalir melalui cooling water return header utk kembali ke cooling tower. Di kasus ini, cooling tower return headernya atmosferik. Sistem ini terlihat di gbr berikut:

Design pressure dr HE2 tsb sgt tergantung dr pressure cooling water yg dihasilkan oleh cooling water pump. Sementara itu, pressure cooling water pump itu sendiri sgt ditentukan dr lokasi2 HE yg bersangkutan. Contohnya utk HE yg terletak 50 m secara vertikal dr outlet pompa, maka pressure yg diberikan pompa minimal sebesar 5 barg (atau 6 bar absolute). Klo pompa tsb didesain utk memberikan pressure sekitar 8 barg, maka design pressure utk cooling water line sendiri harus lbh besar dr 8 barg ini. Sementara utk HE yg terletak 50m vertikal itu, design pressurenya minimal 3 barg.

Di cooling water return header yg atmosferik dan jg vertikal ini, terdapat satu permasalahan yg bisa melibatkan aliran dua fasa (two phase flow). Gelembung2 udara bisa terbentuk dan tergantung dr diameter pipa dpt menghasilkan rezim flow berupa slug atau pulsation of flow. Ini terlihat dr gbr di bawah.

Utk gelembung yg lbh besar dr 1 inci dan viskositas liquid yg lbh kecil dr 100 cP, maka daerah rezim slug flow ini dpt direpresentasikan oleh bilangan Froude. Jika bilangan Froude liquidnya lbh kecil dr 0.3, maka gelembung udara akan naik, keluar melalui ke udara luar spt terlihat di gbr di bawah. Kondisi ini disebut sbg self venting.

 

Jika bilangan Froude liquidnya di atas 0.31, maka gelembung udara tsb akan tersapu ke bawah. Akibatnya akan terbentuk rezim slug flow yg dpt membuat pipa vertikal ini bergetar.  Situasi spt ini hrs dihindari. Semakin besar laju alir liquidnya, dan nilai bilangan Froude mencapai 1, maka pipa akan terisi penuh dan tidak memerlukan perbedaan tekanan utk membuat liquid tsb mengalir. Itung2an singkat ttg ini spt terlampir dan bisa dilihat referensinya di Ludwig’s Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants 4th Edition.

Self Venting

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

%d bloggers like this: