Memahami Tekanan Balik Dalam Rekayasa

Sebagai seorang insinyur, saya tahu betapa pentingnya dinamika fluida dan bagaimana pengaruhnya terhadap seberapa baik sistem bekerja.

Namun ada satu ide dasar yang tidak diperhatikan oleh kebanyakan orang, padahal sangat penting dalam berbagai bidang, mulai dari pengeboran hingga rekayasa mobil.

Ini berkaitan dengan gagasan tekanan balik, yang merupakan hambatan yang ditemui cairan dan gas saat mereka bergerak melalui suatu sistem.

Tekanan balik penting untuk dipahami oleh para insinyur karena hal itu memengaruhi seberapa baik sistem bekerja, seberapa banyak energi yang mereka gunakan, dan bahkan seberapa aman manusia.

Pada artikel ini, saya akan berbicara tentang apa itu tekanan balik, mengapa itu penting dalam teknik, dan bagaimana menghadapinya.

Jadi, apakah Anda seorang mahasiswa teknik baru atau insinyur berpengalaman, mari selami dunia tekanan balik dan lihat bagaimana pengaruhnya terhadap desain saya.

Fundamental Tekanan Balik

Definisi formal:

Tekanan karena gaya yang beroperasi dalam arah yang berlawanan dengan yang dipertimbangkan, seperti aliran fluida. Atau dalam teknik mesin, resistansi dipindahkan dari batu ke batang bor saat mata bor diumpankan dengan kecepatan yang lebih cepat daripada yang bisa dipotong oleh mata bor.

Dasar-dasar Tekanan Balik dalam Rekayasa

Dalam dinamika teknik dan fluida, tekanan balik adalah ide yang sangat penting.

Resistansi atau gaya itulah yang menghentikan cairan agar tidak bergerak melalui pipa seperti yang Anda inginkan.

Ini menyebabkan hilangnya gesekan dan penurunan tekanan.

Terlepas dari namanya, tekanan balik bukanlah tekanan yang mengalir ke arah tertentu.

Sebaliknya, itu adalah tekanan di dalam sistem yang disebabkan oleh gesekan atau hambatan aliran yang diinduksi.

https://en.wikipedia.org/wiki/Back_pressure

Efek Tekanan Balik

Tekanan balik dapat berdampak besar pada aliran fluida dan seberapa baik mesin bekerja.

Jika ada, dapat memperlambat aliran cairan dan membuat mesin kurang efisien.

Ini menurunkan output daya, yang harus ditebus dengan menggunakan lebih banyak bahan bakar.

Selain itu, ada hubungan antara penurunan tekanan dan tekanan balik, karena fluida yang mengalir akan menggunakan sebagian dari tekanan awalnya untuk mengatasi tekanan balik, menyebabkan tekanan turun di dalam fluida.

Saat tekanan turun, mungkin perlu menambah tekanan dengan menempatkan pompa dalam sistem aliran dengan cara tertentu.

Jika ada tekanan balik dalam sistem aliran, pipa atau tabung tidak akan dapat memindahkan air sebanyak mungkin, dan pompa di dalam pipa harus bekerja lebih keras.

Regulator Tekanan Balik

Regulator tekanan balik adalah jenis katup kontrol yang menjaga tekanan tetap di bagian atas saluran masuknya sendiri.

Ketika tekanan fluida di inlet regulator tekanan balik lebih tinggi dari setpoint, regulator terbuka untuk membiarkan tekanan keluar.

Regulator tekanan balik bekerja seperti katup pelepas, tetapi mengontrol tekanan dalam kondisi stabil alih-alih hidup dan mati.

Back pressure regulator terus berubah posisinya sehingga tekanan pada inlet tetap pada setpoint.

Regulator tekanan balik melakukan kebalikan dari apa yang dilakukan regulator tekanan.

Katup pengurang tekanan selalu terbuka, sedangkan pengatur tekanan balik selalu tertutup.

Juga, tekanan hulu dikendalikan oleh pengatur tekanan balik, dan tekanan hilir dikendalikan oleh katup pengurang tekanan.

Regulator tekanan balik mengontrol dan membatasi tekanan di sistem hulu dengan mengontrol tekanan di sistem hulu secara tepat.

Cairan dalam keadaan gas, cair, fase campuran, dan superkritis dapat dikontrol dengannya.

Katup Tekanan Belakang

Katup tekanan balik menjaga tekanan sistem hulu, seperti yang ada di separator, treater, dan KO air bebas, agar tidak berubah.

Ketika titik setel tercapai, tekanan hulu turun.

Katup tekanan balik adalah katup terintegrasi karena pilotnya, yang merupakan kunci untuk membuka dan menutupnya, terhubung dengannya dan keluar sebagai satu kesatuan.

Aliran mengalir melalui katup ini dari tempat pendorong berada.

Saat gas menekan diafragma, aliran mendorong pendorong.

Karena diafragma memiliki luas permukaan yang lebih besar daripada plunger, tekanan tetap dapat menjaga katup ini dalam posisi tertutup.

Rangkullah Kekacauan: Manfaat Mengejutkan dari Tekanan Balik dalam Teknik

Masih sulit dimengerti? Biarkan saya mengubah sudut pandang sedikit:

Apakah Anda lelah dengan seberapa lancar cairan Anda bergerak? Apakah menurut Anda operasi pengeboran Anda terlalu bagus? Tidak terlihat lagi dari dunia magis tekanan balik! Ya, jika Anda menambah resistensi pada sistem Anda, Anda dapat memperlambat segalanya dan membuat proyek teknik Anda lebih menarik dengan membuatnya kurang dapat diprediksi.

Jadi, berhentilah berusaha seefisien mungkin dan sambut kekacauan tekanan balik.

Siapa yang butuh keandalan dan konsistensi? Ubah segalanya dan buat mereka lebih menarik.

Oke, itu hanya lelucon yang dibuat agar terlihat seperti iklan TV.

Sekarang, mari kita kembali ke apa yang dikatakan.

Bagaimana tekanan balik mempengaruhi proses pengeboran, dan apa saja cara untuk mengatasinya?

Saat mengebor, pengebor menggunakan tekanan balik atau "tekanan jebakan" untuk lebih mengontrol tekanan di dasar sumur.

Mengontrol Influx dengan Back Pressure

Selain tekanan hidrostatik dari kolom lumpur dan tekanan gesekan di annulus, tekanan balik dibuat dengan menggunakan cairan yang tidak dapat dikompresi.

Dengan metode ini, pengebor dapat mengontrol tekanan di dasar lubang sumur dengan lebih baik, yang disebut "tekanan lubang bawah".

Agar masalah kontrol sumur seperti tendangan dan semburan tidak terjadi, penting untuk menjaga tekanan lubang bawah tetap terkendali.

Teknik Pengeboran Bertekanan Terkelola

Teknik Managed Pressure Drilling (MPD) digunakan dalam operasi pengeboran untuk mengontrol tekanan balik.

MPD adalah cara mengebor yang menjaga tekanan di reservoir antara tekanan pori dan tekanan rekahan.

Metode ini dapat membantu mengurangi risiko pengeboran pada formasi yang sulit, seperti reservoir yang habis, jendela pori-tekanan/gradien-fraktur yang sempit, dan sumur air dalam.

Teknik Tekanan Balik Permukaan

Cara lain untuk mengatasi tekanan balik dalam operasi pengeboran adalah dengan menggunakan teknik tekanan balik permukaan.

Salah satu caranya adalah menjaga seluruh lubang penuh dengan cairan pengeboran.

Ini disebut "kolom lumpur statis".

Metode ini membantu menjaga tekanan di dasar lubang sumur tetap stabil, yang menurunkan risiko masalah dengan kontrol sumur.

Mengapa tekanan balik penting dalam sistem pembuangan, dan apa yang terjadi jika sistem pembuangan tidak memiliki tekanan balik yang cukup?

Tekanan Balik dalam Sistem Pembuangan

Tekanan balik knalpot adalah tekanan yang dibuat oleh mesin untuk mengatasi hambatan hidrolik sistem pembuangan dan membiarkan gas keluar ke udara.

Tekanan balik adalah bagian penting dari sistem pembuangan yang bekerja dengan baik, dan tekanan balik yang terlalu sedikit atau terlalu banyak dapat merusak cara kerja mesin.

Konsekuensi dari Tekanan Balik yang Tidak Memadai

Jika sistem pembuangan tidak memiliki tekanan balik yang cukup, hal itu dapat menyebabkan sejumlah hal buruk.

Terlalu sedikit tekanan balik biasanya ditunjukkan oleh kurangnya tenaga pada kecepatan tinggi, jarak tempuh bahan bakar yang buruk, dan bahkan kepanasan.

Selain itu, jika tekanan balik tidak cukup, emisi bisa naik, penggunaan bahan bakar bisa naik, dan output daya bisa turun.

Konsekuensi dari Tekanan Punggung yang Berlebihan

Di sisi lain, terlalu banyak tekanan balik juga dapat merusak seberapa baik mesin bekerja.

Tekanan balik yang terlalu tinggi dapat membuat emisi naik, menyebabkan mesin menggunakan lebih banyak bahan bakar, dan mengganggu kinerjanya.

Pembatasan dalam Sistem Pembuangan

Apa pun yang memperlambat aliran knalpot akan menyebabkan sistem pembuangan mengalami tekanan balik terlalu banyak.

Misalnya, konverter katalitik yang tersumbat dapat membuat mesin sulit bernafas, yang dapat menyebabkan penurunan besar dalam kinerja mesin dan jarak tempuh bahan bakar.

Jika konverter benar-benar tersumbat, ia bahkan dapat menghentikan mesin.

Hal yang sama bisa terjadi jika bagian dalam knalpot atau resonator pecah.

Mengelola Tekanan Punggung

Untuk mengontrol tekanan balik dalam sistem pembuangan, penting untuk menghilangkan segala batasan dalam sistem.

Hal ini membuat aliran gas buang lebih leluasa dan membuat mesin bernafas lebih baik.

Salah satu perubahan yang paling umum adalah menghilangkan knalpot pabrik atau menggantinya dengan aftermarket yang tidak terlalu berisik.

Katup dan Regulator Tekanan Belakang

Regulator Tekanan Balik

Regulator tekanan balik adalah jenis katup yang digunakan untuk mengontrol aliran dan tekanan dalam sistem perpipaan.

Katup tetap terbuka dengan pegas, dan gaya pegas dapat diubah dengan sekrup.

Ketika tekanan outlet lebih tinggi dari setpoint, katup akan menutup.

Ini akan menurunkan tekanan lebih jauh ke bawah.

Regulator tekanan balik bekerja dengan cara yang mirip dengan katup pelepas, tetapi mereka lebih fokus pada kontrol tekanan kondisi tunak daripada perlindungan tekanan yang dapat dihidupkan atau dimatikan.

Bergantung pada aplikasinya, pengatur tekanan balik dapat dipasang di berbagai titik dalam sistem pipa.

Mereka sering digunakan untuk menjaga tekanan konstan di hulu meteran atau pompa, untuk melindungi peralatan sensitif dari tekanan tinggi, dan untuk mengontrol tekanan dalam proses kimia.

Katup Tekanan Belakang

Jenis katup lain yang digunakan untuk menjaga tekanan tertentu di bagian atas saluran masuknya adalah katup tekanan balik.

Katup tekanan balik berbeda dari pengatur tekanan balik karena tidak menggunakan pegas untuk mengontrol tekanan.

Sebaliknya, ia menggunakan diafragma atau piston.

Katup akan membuka atau menutup sesuai kebutuhan untuk mengontrol tekanan dan menjaga aliran fluida pada laju yang stabil.

Katup tekanan balik sering digunakan dalam sistem aliran uap dan gas, proses kimia, dan pembangkit listrik, yang memerlukan kontrol tekanan yang tepat.

Mereka juga dapat digunakan untuk mengontrol tekanan di hulu dan menjaga tekanan tinggi agar tidak merusak peralatan.

Perbedaan antara Regulator Tekanan Balik dan Katup

Cara tekanan dikendalikan adalah perbedaan utama antara regulator tekanan balik dan katup.

Regulator tekanan balik menggunakan pegas untuk menjaga agar katup tetap terbuka dan mengubah gaya pegas untuk mengontrol tekanan, sedangkan katup tekanan balik menggunakan diafragma atau piston untuk membuka dan menutup katup sesuai kebutuhan.

Selain itu, pengatur tekanan balik digunakan untuk mengontrol tekanan dalam keadaan stabil, sedangkan katup tekanan balik digunakan untuk mengontrol tekanan secara tepat dalam sejumlah situasi.

Contoh

Konsep yang diterapkan di:	Keterangan:
Operasi untuk Pengeboran	Saat mengebor, tekanan balik adalah hambatan yang berasal dari pengeboran melalui formasi batuan keras. Mata bor hanya dapat memotong pada kecepatan tertentu, dan jika kecepatan makan batang bor lebih cepat dari batas ini, tekanan balik akan terjadi, yang akan merusak mata bor dan memperlambat proses pengeboran. Insinyur dapat memastikan proses pengeboran bekerja dengan baik dan tidak merusak mata bor dengan mengontrol tekanan balik.
Sistem Pembuangan	Tekanan balik adalah bagian penting dari seberapa baik sistem pembuangan bekerja. Gas buang mesin harus mengalir dengan lancar keluar dari sistem. Jika tekanan balik terlalu banyak, gas buang dapat menumpuk di mesin, membuatnya bekerja kurang baik. Di sisi lain, tekanan balik yang tidak cukup dapat membuat mesin kurang bertenaga dan, seiring waktu, merusak mesin. Insinyur dapat memastikan bahwa mesin bekerja sebaik mungkin dengan mengontrol tekanan balik di sistem pembuangan.
Sistem Transportasi Fluida	Tekanan balik dapat digunakan untuk mengontrol seberapa cepat fluida bergerak melalui sistem transportasi fluida. Insinyur dapat memperlambat laju aliran dan melindungi sistem dari kerusakan yang disebabkan oleh laju aliran tinggi dengan menambahkan resistansi pada sistem. Dalam sistem pengangkutan fluida, katup dan regulator tekanan balik sering digunakan untuk mengontrol tekanan balik dan memastikan sistem bekerja dengan baik.
Cetakan injeksi	Tekanan balik juga dapat digunakan dalam pembuatan benda, terutama pada cetakan injeksi. Dalam proses ini, plastik cair diinjeksikan ke dalam cetakan dengan tekanan tinggi, dan tekanan balik digunakan untuk menjaga agar rongga cetakan terisi dan menjaga agar plastik tidak terlalu cepat mengeras. Insinyur dapat memastikan bahwa proses pencetakan injeksi bekerja dengan baik dan produk akhir berkualitas tinggi dengan menjaga tekanan balik pada tingkat yang tepat.

Kesimpulan

Saat kita selesai berbicara tentang tekanan balik, penting untuk dicatat bahwa ide ini tidak hanya digunakan dalam bidang teknik.

Padahal, ide di balik back pressure bisa digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari.

Seperti cairan dan gas dalam suatu sistem, kita sering menghadapi hambatan dalam hidup kita yang memperlambat kita.

Bisa jadi tekanan untuk menyesuaikan diri dengan norma sosial, ketakutan akan kegagalan, atau beban ekspektasi kita sendiri.

Tapi sama seperti insinyur yang dapat mengatasi tekanan balik dalam desain mereka, kita juga dapat mengatasi tekanan dalam hidup kita.

Dengan mundur selangkah, memikirkan kembali tujuan kita, dan mencari cara lain untuk mencapainya, kita dapat mengatasi masalah hidup dan menjadi yang teratas.

Jadi, mari kita lihat back pressure bukan hanya sebagai istilah teknis, tetapi sebagai pelajaran yang dapat digunakan di semua bagian kehidupan.

Ingatlah bahwa kita dapat mengatasi penolakan apa pun dan melakukan hal-hal hebat jika kita berpikir dan bertindak dengan cara yang benar.