Limit Load Analysis with Finite Element Method in Two-Phase Separator Design According to Lazalde-Crabtree

  • Bagas Prabowo Politeknik Tunas Garuda
  • Asnawi Lubis Universitas Lampung
  • Jamiatul Akmal Akmal Universitas Lampung
  • Atik Pramono Politeknik Tunas Garuda
DOI: https://doi.org/10.36655/sprocket.v7i2.2151
Keywords: Separator Dua Fasa, Limit Load, Finite Element Method, Lazalde-Crabtree, Bejana Tekan

Abstract

Penelitian ini menganalisis limit load pada desain separator dua fasa berdasarkan metode Lazalde-Crabtree menggunakan Metode Elemen Hingga (Finite Element Method/FEM). Separator dua fasa sebagai salah satu jenis bejana tekan sangat rentan mengalami kegagalan struktur akibat pengaruh tekanan internal. Studi dilakukan melalui pemodelan geometri separator tipe Bottom Outlet Cyclone (BOC), penentuan dimensi berdasarkan pendekatan Lazalde-Crabtree, penerapan material SA-106 Gr.B, serta analisis pembebanan nonlinier menggunakan ANSYS Mechanical APDL. Hasil penelitian menunjukkan bahwa batas elastis struktur separator terjadi pada tekanan 1,283 MPa (0,947 PD), sedangkan limit pressure tercapai pada tekanan 1,734 MPa (1,280 PD). Analisis juga mengungkap bahwa kegagalan struktur terjadi pada bagian inlet separator, sehingga diperlukan perkuatan khusus pada area tersebut untuk meningkatkan keamanan desain. Temuan ini memberikan dasar evaluasi penting untuk fabrikasi separator dua fasa pada aplikasi pembangkit listrik tenaga panas bumi.

References

[1]. Ifayefunmi, O., Ismail, M. S., & Othman, M. Z. A., "Buckling of unstiffened cone-cylinder shells subjected to axial compression and thermal loading," 2021, Ocean Engineering, 225(January), 108601. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108601
[2]. Moss, R. Dennis, "Pressure Vessel Design Manual 3th edition," 2004, Gulf Proffesional Publishing. USA.
[3]. Foong, K.C., "Design Concept for a More Efficient Steam - Water Separator. Proceedings World Geothermal Congress," 2005, Antalya, Turkey.
[4]. Zarrouk, S. J., & Purnanto, M. H., "Geothermal steam-water separators: Design overview", 2014, Geothermics, 53, 236-254.
[5]. Cengel, Y. A., Boles, M. A., & Kanoglu, Mehmet, "Thermodynamics: An Engineering Approach Ninth Edition", 2019, McGraw-Hill Education.
[6]. Lazalde-Crabtree, H., "Design Approach of Steam-Water Separators and Steam Dryers for Geothermal Applications", 1984, Geothermal Resources Council Bulletin(September): 11 – 20.
[7]. ASME Boiler and Pressure Vessel Code. 2019. Section VIII, division 1: rules for construction of pressure vessels, ASME Boiler and Pressure Vessel Code. American Society of Mechanical Engineers, New York.
[8]. Lubis, Asnawi & Akmal, Jamiatul., "An Assessment of The Maximum Stresses in The Intersecting Cylinders Subjected to Internal Pressure", 2005, Prosiding Seminar Nasional Mesin dan Industri.
[9]. Megyesy, Eugene F. 2001. Pressure Vessel Handbook Twelfth Edition. Library of Congress Control, Tulsa, Oklahoma.
[10]. Minoli, F., Snaidero, M., dan Frassinetty, M. 2017. Selection Criteria of Optimal Separation Pressure of Liquid Dominated Geothermal Resources. IV International Semniar on URC Power Systems, 13 – 15 September 2017, Milano, Itali.
Published
2026-02-07
How to Cite
Prabowo, B., Lubis, A., Akmal, J. A., & Pramono, A. (2026). Limit Load Analysis with Finite Element Method in Two-Phase Separator Design According to Lazalde-Crabtree. SPROCKET JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 7(2), 92-99. https://doi.org/https://doi.org/10.36655/sprocket.v7i2.2151
Issue
Vol 7 No 2 (2026): Edisi Februari 2026
Section
Articles
Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Penulis yang menerbitkan dengan  SPROCKET JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING menyetujui ketentuan berikut :

  • Penulis memegang hak cipta dan memberikan jurnal hak penerbitan pertama dengan karya yang dilisensikan secara bersamaan di bawah Lisensi Internasional Creative Commons Atribusi 4.0 . yang memungkinkan orang lain untuk berbagi karya tersebut dengan pengakuan atas kepengarangan karya dan penerbitan awal dalam jurnal ini.
  • Penulis dapat membuat pengaturan kontraktual tambahan yang terpisah untuk distribusi non-eksklusif atas versi jurnal yang diterbitkan dari suatu karya (misalnya, mempostingnya ke repositori institusional atau menerbitkannya dalam sebuah buku), dengan pengakuan atas penerbitan awalnya di jurnal ini.
  • Penulis diizinkan dan didorong untuk mengunggah karya mereka secara daring (misalnya, di repositori institusi atau di situs web mereka) sebelum dan selama proses penyerahan, karena hal ini dapat mengarah pada pertukaran yang produktif, serta kutipan yang lebih awal dan lebih banyak dari karya yang diterbitkan (Lihat  Pengaruh Akses Terbuka ).