Simulasi Dinamika Fluida Komputasional (CFD) Untuk Erosi Partikel Pasir Dalam Aliran Minyak Pada Pipa Blinded Tee

Prasetyo, Raihan Nafi (2025) Simulasi Dinamika Fluida Komputasional (CFD) Untuk Erosi Partikel Pasir Dalam Aliran Minyak Pada Pipa Blinded Tee. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211130-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Salah satu masalah utama pada produksi minyak dan gas adalah sering terjadinya kebocoran pipa yang dapat menghentikan laju produksi dan mencemari lingkungan. Kompleksitas mekanisme erosi akibat fluida berpasir didalam perpipaan memerlukan bantuan perangkat lunak untuk menghitung besaran dan profil erosi didalam pipa. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh kecepatan aliran dan mass flow terhadap fenomena erosi di dalam pipa minyak dengan menggunakan simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) berbasis ANSYS. Hasil dari simulasi model aliran menunjukkan bahwa aliran turbulen mendominasi daerah sekitar blinded tee, terutama pada perubahan arah aliran yang tajam, di mana terjadi peningkatan signifikan dalam turbulent kinetic energy (TKE) dan distribusi tekanan. Titik lokasi erosi yang terbentuk menunjukkan adanya konsentrasi laju erosi di area kritis dengan aliran turbulen tinggi, yang dipengaruhi oleh kecepatan partikel, sudut impak, dan frekuensi impak pada permukaan pipa. Fenomena erosi yang terjadi barada di area luar belokan diakrenakan perubahan arah aliran yang tajam pada blinded tee. Berdasarkan hasil prediksi erosi menggunakan simulasi CFD maupun DNV memiliki tren yang sama. Pengaruh kecepatan aliran sejalan dengan peningkatan laju erosi pada dinding pipa. Hal tersebut juga terjadi pada variasi mass flow partikel pasir lebih tinggi berpotensi meningkatkan laju erosi pada dinding pipa. Sehingga didapatkan nilai laju erosi tertinggi hasil simulasi CFD dan DNV yang terjadi pada variasi kecepatan dan mass flow tertinggi yaitu sebesar 0,130 mm/year dan 0,135 mm/year. Hasil simulasi CFD memiliki nilai lebih rendah dibandingkan dengan perhitungan empiris dari DNV RP O501 kecuali pada kecepatan rendah yaitu 15,18 m/s. Error lebih signifikan pada kondisi kecepatan aliran rendah, terutama ketika laju aliran massa (mass flow) meningkat. Hal ini dikarenakan perbedaan pendekatan antara metode berbasis CFD dan metode empiris DNV. Metode CFD menghasilkan nilai laju erosi yang lebih tinggi karena mampu memodelkan turbulensi lokal dan interaksi partikel secara rinci pada setiap titik aliran. Sebaliknya, metode empiris DNV menggunakan faktor koreksi yang mengasumsikan distribusi turbulensi dan interaksi partikel bersifat seragam di seluruh bagian aliran
=====================================================================================================================================
One of the main problems in oil and gas production is the frequent occurrence of pipe leaks that can stop production and pollute the environment. The complexity of erosion mechanisms due to sandy fluids in pipelines requires software assistance to calculate the magnitude and profile of erosion in the pipe. This study aims to analyze the effect of flow velocity and mass flow on erosion phenomena in oil pipelines using ANSYS-based Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations. The results of the flow model simulation show that turbulent flow dominates the area around the blinded tee, especially at sharp changes in flow direction, where there is a significant increase in turbulent kinetic energy (TKE) and pressure distribution. The location points of erosion formed indicate a concentration of erosion rates in critical areas with high turbulent flow, which are influenced by particle velocity, impact angle, and impact frequency on the pipe surface. The erosion phenomenon that occurs in the outer area of ​​the bend is due to sharp changes in flow direction at the blinded tee. Based on the results of erosion predictions using CFD and DNV simulations, they have the same trend. The effect of flow velocity is in line with the increase in erosion rates on the pipe walls. This also occurs in higher variations in sand particle mass flow which has the potential to increase the erosion rate on the pipe wall. So that the highest erosion rate value obtained from the CFD and DNV simulation results that occurred at the highest speed and mass flow variations, namely 0.130 mm/year and 0.135 mm/year. The CFD simulation results have lower values ​​compared to the empirical calculations from DNV RP O501 except at low speeds, namely 15.18 m/s. The error is more significant at low flow speed conditions, especially when the mass flow rate increases. This is due to the difference in approach between the CFD-based method and the DNV empirical method. The CFD method produces higher erosion rate values ​​because it is able to model local turbulence and particle interactions in detail at each flow point. In contrast, the DNV empirical method uses a correction factor that assumes the distribution of turbulence and particle interactions is uniform throughout the flow

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Blinded Tee, Computational Fluid Dynamics, Erosi, Erosion
Subjects:	T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN879.5 Petroleum pipelines
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Raihan Nafi Prasetyo
Date Deposited:	31 Jan 2025 03:18
Last Modified:	31 Jan 2025 03:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/117350

Actions (login required)

View Item