Ketika seseorang menciptakan sebuah valve ataupun control valve, apakah dia bermaksud agar kinerjanya mengikuti kaidah isentalpik?

Ketika seseorang menciptakan sebuah valve ataupun control valve, apakah dia
bermaksud agar kinerjanya mengikuti kaidah isentalpik? Lalu, begitupun dengan
kompresor dan turbin, apakah ketika seseorang menciptakannya, dia ingin agar
keduanya mengikuti kaidah termodinamika yang lain, yaitu isentropik?

Isentalpik, dari namanya, berarti harga entalpi, di masukan dan keluaran suatu
control volume (=sistem) adalah sama. Sedangkan isentropik (atau ada beberapa
orang menyebutnya sebagai adiabatic reversible) berarti masukan dan keluaran
entropinya adalah sama.

Lalu, apa artinya semua itu bagi kita-kita yang hidup di dunia nyata itu, sebab,
jika cuma berbentuk indeks seperti itu, rasanya sulit membayangkannya.

Aplikasi dua prinsip ini yang paling sering terlihat di pabrik adalah operasi
penurunan tekanan suatu gas hidrokarbon (isentalpik) serta operasi ekspansi-kompresi
(turboexpander) yang bersifat isentropik.

Apa untung ruginyanya?

Operasi penurunan tekanan tekanan gas hidrokarbon, biasanya ditujukan untuk
menurunkan titik embun hidrokarbon gas ke harga yang ditentukan oleh buyer.
Alatnya, berupa control valve. Nah, karena prinsipnya adalah isentalpik, maka
jika dibayangkan di dalam kurva kesetimbangan fasa multikomponen hidrokarbon,
di mana sumbu -y-nya adalah tekanan serta sumbu -x-nya adalah entalpi, operasi
penurunan tekanan ini, harga slope-nya hampir mendekati garis tegak lurus (kemiringan
yang terjadi adalah suatu tanda ketidakidealan, biasa, di dunia nyata memang
susah cari yang ideal).

Akibat dari bentuk slope operasi control valve, yang hampir tegak lurus ini,
tentu saja membuat kinerjanya menjadi terbatas, atau dibatasi oleh kaidah isentalpik.
Tetapi benarkah? Apakah harus menggunakan turbin, seperti yang terangkai di
unit turboexpander, sehingga harga titik embun yang dibutuhkan jadi bisa lebih
rendah, relatif terhadap prinsip isentalpik?

Secara gampangnya saja, harga-harga entropi tetap dari kurva kesetimbangan
fasa tersebut di atas, mempunyai slope yang lumayan, sehingga harga titik embun
keluaran unit turboexpander relatif lebih rendah dari unit control valve. Maklum,
karena punya slope yang lumayan, keluaran unit turbin, jika di-plot-kan di dalam
kurva itu akan menusuk jauh ke daerah dua fasa (gas-cair), akibatnya titik embun
nya relatif lebih rendah.

Pertanyaannya adalah, mungkinkah dibuat suatu control valve atau valve yang
kinerjanya mengikuti prinsip isentropik dan bukannya isentalpik. Minimal, punya
harga slope yang miringlah??? Rasa-rasanya, buku-buku termodinamika tidak pernah
menyinggungnya atau mungkin terlewat oleh saya?

Bayangkan jika valve ini bisa dibuat, maka bisa terjadi reduksi ongkos besar-besaran
dalam perancangan unit pemrosesan gas, mereduksi kesulitan operasi serta resiko-resiko
operasi (termasuk safety) di unit refrijerasi serta turbo expander. Dan jika
memang valve ini bisa dibuat, bagi anda para pecinta hysys, simulasi proses
yang mengikutsertakan valve spesial ini nampaknya harus mengganti icon valve
dengan expander supaya hasilnya engga ngawur ke mana-mana.

Atau, pastinya, tidak akan ada diskusi lagi sampai adu-mulut ketika meng-Hazop
sistem refrijerasi yang menggunakan propane – apakah propane itu harus di-blowdown
ketika terjadi fire atau ESD?, yang berarti setiap blowdown, harus re-charge
propane kembali? Yang berarti US$, Rp, ???

Apakah ini bisa menjadi subyek penelitian yang menarik bagi kalangan perguruan
tinggi, BPPT, dst? Bagi para vendor valve, gimana ini??

To be honest, I do not know
You know better than me…..

Viva Process Engineering
Cahyo Hardo