Sedikit ttg linear dan equal percentage valve

Tulisan kali ini cm utk memberikan sedikit gambaran mengenai linear dan equal percentage valve. Akan dibahas sedikit mengenai hubungan antara bukaan valve (valve lift) dgn volumetric flow, dan sedikit ttg sizing dan pemilihan ukuran valve.

Linear valve akan menghasilkan flowrate yg proporsional secara langsung dgn bukaan valve (valve opening). Pd perbedaan tekanan yg konstan (constant differential pressure) upstream dan downstream control valve jenis ini, laju alir dan persentase bukaan valve akan membentuk garis lurus.

Equal percentage valve akan menghasilkan perbedaan laju alir yg sebanding dgn perbedaan bukaan valvenya. Misalnya jika bukaan valvenya naik dua kali lipat (dr 10% ke 20%), maka laju alirnya pun akan naik dua kali lipat (dr 1 m3/hr ke 2 m3/hr misalnya).  Hubungan ini dinyatakan dgn:

V = ex/τ*Vmax

V = laju alir pada bukaan H

x = (ln τ)*H

τ = rentang maksimum-minimum laju alir yg bisa dikontrol. Biasanya utk globe valve nilainya 50.

H = bukaan valve (0 = tutup sempurna, 1 = buka sempurna)

Vmax = laju alir maksimum

Secara sederhana utk Kv yg diperlukan valve adalah laju alir dibagi dgn akar beda tekannya. Misalnya laju alir = 10 m3/hr dan ∆P = 1.54 bar, maka Kv yg diperlukan adalah (Kv req.) = 8.06 m3/(hr.(bar0.5)).

Jika valve yg ada (baik utk linear maupun equal percentage) memiliki Kv = 10 m3/(hr.(bar0.5)), maka linear valve akan memiliki pass area 8.06/10 = 80.6%. Dan bukaan valve yg proporsional sebesar 80.6%.

Sementara equal percentage valve jg akan memiliki pass area 80.6%. Akan tetapi bukaan valvenya = ln(Kv req.*50/Kv)/ln(50) = 94.5%.

Misal kita punya ∆P yg bervariasi tergantung dr laju alir, friction loss, dan head dr pompa spt data di bawah, dan kita variasikan laju alir dr 0 – 10m3/hr. Maka plot bukaan valve thd laju alir akan terlihat di gbr berikutnya.

Garis laju alir dan bukaan valve utk linear valve terlihat melengkung krn ∆P yg berubah dgn laju alir (krn head dr pompa dan friction loss). Jika ∆P tsb konstan, maka garis tsb akan konstan.

Secara garis besar, perhitungan utk control valve dimulai dgn penentuan laju alir maksimum dan minimum (turn-down) yg diperlukan oleh proses. Kemudian ∆P upstream dan downstream control valve bisa dihitung berdasarkan laju alir tsb dan pemilihan diameter pipa yg kita inginkan (dan head dr pompa jika ada). Dr sini, kita bisa hitung ∆P utk control valve tsb. Kemudian kita hitung Kv yg diperlukan dan kita pilih biasanya Kv yg satu ukuran di atas perhitungan kita. Lalu, utk setiap variasi laju alir (dr minimum ke maksimum), kita bisa prediksi berapa bukaan valvenya dgn Kv yg kita pilih sblmnya. Dgn asumsi rentang valve (valve rangeability) = 50 utk globe valve pada umumnya.

Jika kita memilih valve yg terlalu besar (Kv yg cukup besar dr Kv req.) maka utk 100% laju alir yg kita inginkan, valve tidak akan membuka 100%. Dan sebaliknya jika valvenya terlalu kecil (Kv yg dipilih lbh kecil drpd Kv req.), maka meskipun valve membuka 100%, laju alir maksimum (100%) tidak akan tercapai.  Fenomena sederhana ini cukup jelas tentunya.

Jika valve yg dipilih terlalu besar, maka laju alir yg relatif rendah tdk bisa dikontrol dgn baik krn bukaan yg sedikit saja sudah membuat laju alir meningkat lbh tajam dibandingkan valve yg sedikit lbh kecil. Perbandingan ini dpt dilihat di gbr berikut dgn berbagai Kv yg dipilih spt di bawah.

Informasi dr vendor ttg Kv dr valve yg dipilih sebaiknya disimulasikan dulu spt ini utk melihat pengaruhnya terhadap laju alir yg kita inginkan. Dengan begini kita tidak akan mendapatkan masalah “biasa” di lapangan yg bermula dr valve yg terlalu besar.

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: