BAB II LANDASAN TEORI 2.1 DASAR TEORI 2.1.1 Persamaan

 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 DASAR TEORI
2.1.1 Persamaan Dasar Aliran Fluida Dalam Pipa
Perbandingan antara wall shear stress, τw terhadap energi kinetik persatuan volume
(ρv/2gc), akan menghasilkan bilangan tak berdimensi. Penurunan tekanan merupakan fungsi
dari faktor gesekan (λ) dan kekasaran relatif dari dinding pada (ε/D) yang disebut sebagai
faktor gesekan.
λ = f (Re, ε/D)…………………………………………. .................................................... (2.1)
Bilangan Reynold digunakan sebagai parameter untuk membedakan antara aliran laminar
dangan aliran turbulen.Umumnya batas antara aliran laminar dengan turbulen terjadi pada
bilangan Reynold sebesar 2100. Berdasarkan hasil pengujian dari HGL. Hagen (1839),
penurunan tekanan berubah secara linier dengan kecepatan (U) sampai kira– kira 0,33 m/s.
Namun di atas sekitar 0,66 m/s penurunan tekanan hampir sebanding dengan kuadrat
kecepatan (ΔP∼U1.75) . Pada tahun 1883 Osborne Reynolds menunjukan bahwa penurunan
tekanan tergantung pada parameter: kerapatan (ρ), kecepatan (U), diameter (D) dan viskositas
(μ) absolut yang selanjutnya disebut dengan bilangan Reynolds.Bilangan Reynold dapat
mendefinisikan karakteristik dari aliran laminar dan turbulen, dengan persamaan ;
....................................................................................................... ( 2.2)
Dimana:
V = Kekentalan kinematik fluida ( m2/s )
D = Diameter pipa (m)
r = jari–jari pipa ( m )
ρ = Kerapatan massa jenis fluida(kg/m3 )
v = Kecepatan rata – rata ( m/s )
μ = Kekentalan absolute ( Pa.s )
Densitas campuran dihitung dari persamaan:
................................................................................................................... (2. 3)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
4
Untuk menghitung
penurunan tekanan karena gesekan dapat digunakan persamaan Fanning
(
)
.............................................................................................................. (2.4)
cf = 16 /Re untuk aliran laminar
cf = 0,3164. Re-0,25 untuk aliran turbulen
Perubahan aliran dua fasa, dapat dianaliasis dari kecepatan superficial gas ( U G ) dan
kecepatan
liquid nya ( UC ), untuk menganalisannya dibutuhkan variable – variable sebagai
berikut.
Laju aliran massa
total melalui tabung adalah jumlah dari massa tahap aliran dua fasa
ṁ = ṁG + ṁL ................................................................................................................................................................................ ( 2.5)
Dimana;
ṁ = massa laju alir total ( kg/s )
ṁG = massa laju alir gas ( kg/s )
ṁL = massa laju alir air ( kg/s )
Cross section area keseluruhan, didapat dengan menjumlahkan cross section gas dan cross
section liquid.
A = AG + AL ................................................................................................................................................................................. (2.6)
Dimana ;
A = Luas area total ( m2 )
AG = Luas area fasa gas ( m2 )
AL = Luas area fasa air ( m2)
Laju massa dapat dihitung dengan persamaan;
................................................................................................................................ ( 2.7)
................................................................................................................................. (2. 8)
..................................................................................................................................... ( 2.9)
Volume aliran dinyatakan sebagai berikut,
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
5
QG = AG . uG = GG.vG........................................................................................................................................................... (2.10)
QL = AL . uL = GL.vL.............................................................................................................................................................. (2.11)
Rasio massa aliran, dapat disebut pula “kualitas” dari fraksi, dinyatakan dengan rumus
sebagai berikut;
.....................................................................................................................(2.12)
Sehingga
untuk mendapatkan kecepatan superficial gas dan liquid, digunakan persamaan,
= GG.vG............................................................................................................................................................... (2.13)
GL.vL...................................................................................................(2.14)
Dimana ;
x
= fraksi dari kualitas atau kekeringan
ṁ
= laju aliran massa ( kg/s )
vL
= volume spesifik air ( m3/kg )
vG
= volume spesifik udara ( m3/kg )
GL
= kecepatan massa aliran air ( kg/m2.s )
GG
= kecepatan massa aliran udara( kg/m2.s )
Penentuan Konfigurasi Aliran
Metode modelisasi diagram pola aliran dengan sistem koordinat Taitel dan Dukler
Taitel dan Dukler membagi aliran horizontal menjadi 6 tipe, berdasarkan analisa mekanisme
transisi dan mengusulkan diagram pada gambar 2.7 sesuai dengan Observasi berikut :

Transisi A, antara aliran strata dengan cincin atau peralihan (intermittent) Transisi ini
timbul bila terjadi gelombang pada permukaan bebas dimana likuid menjadi tidak
stabil. Ketidakstabilan ini merupakan efek pengisapan diatas gelombang terhadap efek
gravitasi
Jika Re < 2000, maka Cf = 16/Re.........................................................................................(2.15)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
6
Re > 2000, maka
Cf = 0,079 Re-1/4 ........................................................................................(2.16)
=
....................................................................................................................(2.17)
Untuk Gas,
g=
Re
..............................................................................................................................(2.18)
-1/4
Cfg = 0,079 Re
................................................................................................................(2.19)
=
..................................................................................................................(2.20)
Untuk likuid,
Rel =
...............................................................................................................................(2.21)
Cfl = 0,079 Re -1/4 .................................................................................................................(2.22)
=
....................................................................................................................(2.23)
Modelisasi dilakukan dengan sistem koordinat :
)1/2 .......................................................................................................................(2.24)
X=(
F=
(
(
) )
................................................................................................................(2.25)
Keterangan :
= Massa jenis gas (kerapatan), kg/m3
= Massa jenis liquid (kerapatan), kg/m3
Ug
= kecepatan Superfisial gas (m/s)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
7
d
= diameter (m)
Dengan d, diameter tube dan
penurunan tekanan akibat gesekan likuid
dan gas yang diukur bila likuid atau gas sendiri yang mengalir dalam saluran

Transisi B, Antara aliran peralihan dengan cincin. Mulai dari aliran strata kita
dapatkan aliran peralihan bila level permukaan bebas berada di atas tube. Bila tidak,
maka akan kita dapatkan aliran cincin .

Transisi C, antara aliran strata licin dengan strata gelombang, Taitler dan Dukler
menggunakan
teori Jeffrey relatif terhadap timbulnya gelombang permukaan bebas.
Transisi ini dinyatakan dengan :
K
=F
....................................................................................................................(2.26)
K= √(
)
................................................................................................................(2.27)
Keterangan :
= Massa jenis gas (kerapatan), kg/m3
= Massa jenis liquid (kerapatan), kg/m3
Ug
= kecepatan Superfisial gas (m/s)
Ul
= kecepatan Superfisial liquid (m/s)
= viskositas kinematik, m3/kg
= Gaya gravitasi, 9,81 m/s2
g

Transisi D, antara aliran peralihan dengan aliran gelembung timbul pada saat agitasi
turbulen menghalangi gas untuk mempertahankan ketinggiannya dalam tube karena
efek mampu ambang. Taitler dan Dukler sampai pada sebuah transisi dengan
koordinat sebagai berikut :
T=
(
)
...............................................................................................................(2.28)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
8
Gambar 2.1 Diagram pola aliran Untuk pipa Horizontal
(Taitel dan Dukler , 1976)
Gambar 2.2 Diagram pola aliran Untuk pipa Horizontal
(Taitel dan Dukler , 1976)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
9
2.2 TINJAUAN
PUSTAKA
2.2.1
Pola Aliran Pada Pipa Horizontal
a.
Pola
Aliran Dua Fasa
Macam pola alir tersebut diantaranya ;
a) Aliran gelembung (Bubble), dimana gelembung gas cenderung untuk mengalir pada
bagian atas tube.
Gambar 2.3 Aliran gelembung
b) Aliran kantung (Plug), dimana gelembung gas kecil bergabung membentuk kantung
gas.
Gambar 2.4 Aliran kantung
c) Aliran strata (Stratified), dimana permukaan bidang sentuh cairan–gas sangat halus,
tetapi pola aliran seperti ini biasanya tidak terjadi. Batas fasanya hampir selalu
bergelombang.
Gambar 2.5 Aliran strata
d) Aliran strata bergelombang (Stratified-Wave), di mana amplitudo gelombang
meningkat karena kenaikan kecepatan gas.
Gambar 2.6 Aliran strata bergelombang
e) Aliran sumbat (Slug), dimana Amplitudo gelombang biasanya besar hingga
menyentuh bagian atas tube. Gelembung terbentuk dengan ukuran sebesar diameter
kolom. Gelembung-gelembung kecil mengikuti dibelakangknya.
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
10
Gambar 2.7 Aliran sumbat
f) Aliran cincin (Annular), sama dengan pada tabung vertikal hanya liquid film lebih
tebal didasar tabung dari pada bagian atas.
Gambar 2.8 Aliran cincin
2.2.2 Pola Aliran dalam Kecepatan Superficial
Weisman
dkk ( 1979 ) mengkaji sifat benda yang mengalir dalam pipa (Kekentalan
cairan,
kepadatan cairan, tegangan permukaan, dan kepadatan gas) dan diameter pipa dalam (
1,27 cm to 5,08 ( 0,5 in sampai 2 in)) pada dua fasa pada pipa horizontal. Data pola aliran
pipa dua fasa dapat ditunjukan seperti pada gambar 2.7 secara keseluruhan digambarkan
dengan USG dan US, dan hubungan tersebut ditujukan dalam memprediksi batas peralihan
fasa.
Gambar 2.9 Weisman et al. (1979) map for horizontal flow
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
11
2.2.3 Pola Aliran Pada Pipa Vertikal
a. Pola Aliran Dua Fasa
Gelembung
Sumbat
Acak
Cincin
Cincin Kabut
Gambar 2.10 Pola Aliran Pada Pipa Vertikal
(Sumber : Widya Permana, Sugandi. 2011)
1. Aliran gelembung, dalam aliran gelembung, fasa gas tersebar dan selalu menuju ke
sumbu saluran dalam fasa cairan secara kontinyu dan memiliki ukuran yang uniform.
Pada gambar 2.9, fasa gas tersebar sebagai gelembung dalam cairan. Dengan
bertambahnya laju aliran gas ukuran gelembung bertambah dan cenderung untuk
menempati pusat saluran. Aliran gelembung ini dibedakan dua pola, yaitu gelembung
yang tersebar serta tidak berhubungan satu dengan lainnya dan gelembung yang
bersama dalam ikatan yang kuat satu dengan lainnya. Pada aliran ke bawah juga
dijumpai aliran gelembung tetapi kurang stabil dibandingkan dengan ke atas, dan
biasanya berkumpul di pusat saluran (untuk aliran ke atas, gelembung biasanya
tersebar).
2. Aliran sumbat/kantung, Bila laju aliran gas diperbesar, gelembung akan menyatu dan
mempunyai ukuran hampir mendekati pipa, wujud gelembung berbentuk bulat seperti
kepala topi yang memanjang dan gas dalam gelembung dipisahkan dari dinding pipa
dengan lapisan film yang turun secara perlahan-lahan. Aliran cairan dipisahkan oleh
adanya gelembung secara terus-menerus. Aliran sumbat ini bergerak sepanjang
saluran, cairan di depannya terdorong bergerak berlawanan dengan sumbat gas
menuju ke bawah pada keadaan ini masih dapat dibedakan batas kantung udara yang
tidak terisi oleh cairan.
3. Aliran acak bila kecepatan gas ditambah maka sumbat gas cenderung untuk bersatu
dengan lainnya dan menjadi berbuih dalam aliran turbulen yang tinggi. Cairan menepi
ke dinding dan berulang-ulang kembali ke tengah. Pola aliran ini ditandai dengan
beberapa fluktuasi tekanan. Pada aliran saluran berdiameter besar, ketidakstabilan ini
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
12
akhirnya
mengakibatkan hancurnya aliran sumbat dan sebagai gantinya timbul aliran
acak. 4. Aliran cincin, dalam aliran cincin lapisan film akan muncul pada dinding pipa
sedangkan gas atau uap pada bagian tengah pipa secara kontinyu. Film cairan
mungkin berisi gelembung dan inti gas mampu mengangkut butir cairan. Gelombang
dapat muncul di permukaan film cairan dan ini merupakan sumber pengangkutan
butir cairan, yaitu dengan adanya film cairan yang turun pada dinding saluran
5. Aliran gumpalan-cincin, dimana konsentrasi tetesan dalam gas bertambah dan
akhirnya bergabung membentuk gumpalan.
b. Pemetaan Flow Regime Aliran Dua Fasa Gas-Liquid Pada Pipa Vertikal
Diagram Taitel dan Dukler (gambar 2.9) paling sering digunakan untuk
menentukan konfigurasi pola aliran pada pipa vertikal. Taitel dan Dukler (1976)
melakukan penelitian pada pipa vertikal berdiameter dalam 2,5 cm untuk
mendapatakan flow regime maps. Pada konfigurasi pola aliran pada pipa vertikal ini
menggunakan sistem koordinat, dimana koordinat absis sebagai kecepatan superficial
gas (m/s), dan koordinat ordinat sebagai kecepatan superficial liquid (m/s) dengan
titik koordinat ini kita dapat menentukan peta aliran yang terjadi berdasarkan
kecepatan superficial gas (m/s) dan kecepatan superfisial liquid (m/s).
Gambar 2.11 Peta flow regime dua fasa untuk pipa vertikal
(Sumber : Taitel dan Dukler, 1976)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
13
c. Aliran Dua fasa pada Pipa vertikal
Dari Hasil
Penelitian Aliran Dua Fasa pada pipa vertikal dengan diameter 46mm yang
Dilakukan oleh Sugandi Widia Permana (2011) Dihasilkan data sebagai berikut:
Gambar 2.12 Flow Regime Maps Pipa Vertikal
(Sumber : Widya Permana, Sugandi. 2011)
Dari Peta pola aliran pipa vertical di atas dapat diketahui nilai Usl yaitu antara 0,19 – 0,26
m/s sedangkan nilai Usg berkisar antara 4-8,9 m/s.
Gelembung
Sumbat
Acak
Cincin
Cincin Kabut
Sumbat
Gambar 2.13 Konfigurasi bentuk pola aliran pada pipa vertical
(Sumber : Widya Permana, Sugandi. 2011)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
14
Dua fasa pada Pipa Horizontal
d. Aliran
Dari Hasil Penelitian Aliran Dua Fasa pada pipa horizontal dengan diameter 46mm
yang Dilakukan oleh Antariksta Pebriani (2011) Dihasilkan data sebagai berikut:
UsL (m/s)
Peta Aliran Pipa Horizontal
0,26
0,25
0,24
0,23
0,22
0,21
0,2
0,19
0,18
0,17
0,16
0,15
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5
USG (m/s)
statified wave
slug
plug
bubble
Gambar 2.14 Grafik Pola Aliran Pipa Horizontal
(Sumber : Pebrianti, Antariksta. 2011)
Dari Peta pola aliran pipa horizontal di atas dapat diketahui nilai Usl yaitu antara 0,19 –
0,255 m/s sedangkan nilai Usg berkisar antara 0,5 - 9 m/s.
Gelembung
Sumbat
Strata
Kantung
Gambar 2.15 Konfigurasi bentuk pola aliran pada pipa Horizontal
(Sumber : Pebrianti, Antariksta. 2011)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
15
dua Fasa Pada Belokan
e. Aliran
Yudi Sukmono (2009) Studi Eksperimental dan Numerik Tentang Karakteristik
Aliran Dua Fase (Air –Udara) Melewati Elbow 90° dari ArahVertikal MenujuHorizontal.
Yudi Sukmono (2009) meneliti tentang Pengaruh belokan belokan 900 dengan R/D = 0,6
terhadap pressure drop, pola aliran dan distribusi void fraction terhadap aliran dua fase pada
pipa vertikal menuju horisontal, dilakukan secara eksperimental dan numerik. Pipa transparan
(Plexiglas)
dengan diameter dalam 36 mm, panjang 3000 mm dengan air dan udara sebagai
fluida kerja digunakan dalam penelitiannya. Variasi superficial liquid velocity (Usl) mulai 0,3
m/s – 1,1 m/s serta variasi β 0,05 – 0,2 sehingga dapat dilihat perubahan pola aliran yang
terjadi. Hasil pengukuran pressure drop didapat beberapa hasil yaitu pressure drop pipa
vertikal akan semakin turun pada β yang semakin tinggi pada setiap variasi Usl. Sedangkan
pressure
drop pada belokan menuju pipa horizontal memiliki kecenderungan naik pada Usl
dengan β yang semakin besar tetapi turun pada Usl rendah. Untuk nilai pressure drop pada
pipa horizontal memiliki kecenderungan naik pada setiap Usl dengan nilai β yang semakin
besar akibat pengaruh belokan yang kuat setelah keluar dari outlet belokan yang ditunjukkan
pada hasil visualisasi.
Gambar 2.14 Grafik hasil penelitian
(sumber : Sukmono, Yudi. 2009)
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
16
Gambar 2.16 Instalasi Percobaan
(sumber : Sukmono, Yudi. 2009)
Benard (2006) meneliti aliran dua fase melewati belokan 900 pada pipa vertikal
menuju pipa horisontal dengan diameter dalam pipa yang digunakan adalah 0,026 m.
Pressure drop pada posisi vertical inlet tangent menunjukkan beberapa perbedaan yang
signifikan pada pipa vertikal. Karena adanya belokan yang menyebabkan aliran inlet
terhambat sehingga menaikkan tekanan dan jumlah fase liquid pada vertical inlet riser dan
perbedaan struktur dari flow regime dibandingkan dengan pipa vertikal lurus tanpa adanya
gangguan belokan. Sedangkan horizontal outlet tangent memberikan hasil yang sesuai
dengan literatur pada umumnya. Sebuah korelasi empiris untuk pressure drop pada belokan
dihasilkan dari persamaan Reynolds number. Tetapi penelitian ini hanya terbatas pada
R/D=0,6539 dan D = 24 mm serta batasan Reynolds number pada ReSG= 2000-30000 dan
ReSL= 2800-9800.
Seungjin Kim (2007) meneliti tentang pengaruh geometri dari belokan 900 pada
distribusi dari parameter lokal aliran dua fase dan karakteristrik transport-nya di horizontal
bubbly flow. Untuk akurasi data agar lebih detail penggunaan parameter lokal aliran dua fase
dengan double-sensor conductivity probe pada empat lokasi axial yang berbeda. Pengaruh
belokan tampak jelas pada kedua distribusi dan perkembangan dari paramater lokal. Belokan
menaikkan dengan jelas interaksi gelembung yang signifikan pada perubahan di daerah
konsentrasi interfacial. Selanjutnya, pengaruh belokan yang signifikan menyebabkan osilasi
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
17
arah vertikal dan horisontal dari pipa melintang. Hal yang perlu ditambahkan
aliran di kedua
adalah pengamatan
secara visual dengan alat visualisasi kamera atau teknik pengamatan lain
sehingga pola aliran yang terjadi dapat dianalisa dan dihubungkan dengan parameter lain.
Seungjin Kim (2008) menemukan sebuah investigasi pressure drop minor losses
aliran dua fase melewati belokan 450 dan 900 pada aliran buble horizontal. Diameter dalam
pipa yang digunakan
50,3 mm dan untuk belokan 450 terpasang pada L/D = 353,5 dari inlet
campuran
aliran dua fase. Ada 15 kondisi aliran yang diujikan. Pada penelitian ini persamaan
yang digunakan konvensi Lockhart-Martenelli dengan parameter C= 30 pada belokan 450 dan
900 memprediksi cukup baik untuk aliran dua fase frictional pressure loss antara inlet dan
exit dari belokan 450 dan 900 secara eksperimen. Meskipun untuk memprediksi aliran belokan
karena tidak menghitung penambahan loss pada flow restrictions. Pada
kurang bagus
persamaan
baru dengan parameter C = 65 dan minor loss factor k = 0,58 dan k = 0,35 untuk
belokan 450 dan 900 diperoleh data yang baik. Dibandingkan dengan data eksperimen dan
persamaan baru adalah ±2,1% dan ±1,3% untuk belokan 450 dan 900 . Tetapi penelitian yang
dilakukan masih dalam posisi horisontal dan tidak menampilkan visualisasi.
Nay Zar Aung (2009) melakukan penelitian secara eksperimen dan numerik terhadap
aliran dua fase (udara-air) setelah melewati belokan 900 dari vertikal menuju harisontal.
Menggunakan pipa acrylic horisontal dan vertikal yang dihubungkan dengan belokan yang
mempunyai R/D=2,5. Dengan variasi kecepatan superficial cairan (USL) dari 0,3 m/s sampai
dengan 1,1 m/s dan volumetric gas quality (β) dari 0,05 sampai dengan 0,2 . Hasil penelitian
menunjukkan bahwa efek dari belokan terhadap flow pattern sangat jelas pada kecepatan
superficial liquid tinggi. Fase liquid dan gas mengalami separasi mulai dari inlet belokan.
Fase liquid dengan kecepatan tinggi mengenai outer surface dari belokan bend, sementara
fase gas akan terkonsentrasi pada sisi inner surface. Terdapat aliran bubbly sampai jarak
tertentu pada pipa horisontal. Berdasar pada visualisasi pola aliran, teridentifikasi adanya
daerah mixed flow patterns yang menerangkan adanya efek pada belokan bend terhadap flow
pattern transition. Pressure drop di bidang uji vertikal bertambah dengan meningkatnya
bilangan Reynolds superficial gas (ReSG) dan berkurang dengan volumetric gas quality pada
bilangan Reynolds yang sama. Pressure drop di bidang uji horisontal bertambah dengan
bertambahnya bilangan Reynolds superficial gas (ReSG) dan volumetric gas quality. Efek
belokan terhadap pressure drop kelihatan pada bidang uji horisontal.
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
18
Heru Adiwibowo (2009) meneliti tentang Pengaruh belokan belokan 450
Priyo
dengan R/D = 0,7 terhadap pressure drop, pola aliran dan distribusi void fraction terhadap
aliran dua fase pada pipa vertikal menuju miring 450 , dilakukan secara eksperimental dan
numerik. Pipa transparan (Plexiglas) dengan diameter dalam 36 mm, panjang 3000 mm
dengan air dan udara sebagai fluida kerja digunakan dalam penelitiannya. Variasi yang
dilakukan kecepatan
superficial cairan mulai 0,3 m/s – 1,1 m/s dan variasi β adalah 0,05 – 0,2
. Hasil penelitan dapat disimpulkan bahwa pengaruh belokan 450 pada transisi flow patern
setelah belokan dipengaruhi oleh kecepatan superficial cairan. Pressure drop pada pipa uji
vertikal terjadi penurunan dengan bertambahnya kualitas volumetrik gas. Sedangkan pressure
drop pada belokan 45O terjadi penurunan dengan bertambahnya kualitas volumetrik gas tetapi
tidak sebesar pada pipa vertikal. Dengan bertambahnya kualitas volumetrik gas pada pipa
miring
terjadi penurunan pressure drop untuk setiap kecepatan superficial cairan.
Abd. Halim (2009) melakukan penelitian tentang Pengaruh belokan belokan 900
dengan meter bend (R/D = 0) terhadap pressure drop dan distribusi void fraction berdasarkan
flow patern pada aliran dua fase pada pipa vertikal menuju horisontal, dilakukan secara
eksperimental dan numerik. Pipa transparan (Plexiglas) dengan diameter dalam 36 mm,
panjang 3000 mm dengan air dan udara sebagai fluida kerja digunakan dalam penelitiannya.
Pengujian dilakukan dengan memberikan variasi superficial liquid velocity (Usl) mulai 0,5
m/s – 1,1 m/s serta variasi volumetric gas quality (β) adalah 0,05 – 0,2. Hasil pengamatan
menunjukkan bahwa pengaruh belokan pada formasi flow patern akan sangat tampak pada
kecepatan superficial liquid yang tinggi, fase liquid dengan kecepatan tinggi mengenai outer
surface dari belokan bend, sementara fase gas akan terkonsentrasi pada sisi inner surface
disebabkan tekanan yang tinggi pada outer surface. Gaya sentrifugal dan secondary flow
akibat dari efek belokan bend akan mempercepat gelembung bergerak keluar dari belokan
tanpa dapat saling bergabung satu sama lain sampai jarak sejauh 10D dari downstream
belokan. Pressure drop di bidang uji vertikal menurun dengan meningkatnya bilangan
Reynolds superficial gas (ReSG). Pressure drop karakteristik belokan meter bend dan bidang
uji horisontal mengalami peningkatan dengan meningkatnya bilangan Reynolds liquid dan
volumetric gas quality. Efek belokan sangat berpengaruh terhadap pressure drop di bidang uji
horisontal.
Antariksta Pebriani (2011), melakukan penelitian tentang aliran dua fasa liquid –
gas pada pipa horizontal diameter 46 mm. Penelitian bertujuan membuat visualisasi gambar
pola aliran pipa Horizontal saat aliran dua fasa dalam pipa. Selanjutnya mendeskripsikan
bentuk – bentuk gelembung yang ditemukan dalam aliran dengan metode eksperimen. Hasil
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
19
visualisasi pola
aliran dua fase pada kecepatan superfisial liquid (USL) dengan range yang
sama USL 0.193
m/s sampai 0.255 m/s untuk ke empat jenis aliran USG 0,878 m/s sampai
2,052 m/s membentuk pola aliran Gelembung, pada USG ; 4,977 m/s sampai 5,855 m/s
membentuk pola aliran Sumbat, pada USG ; 1,757 m/s sampai 2,049 m/s membentuk pola
aliran kantung, pada Usg ; 4,648 m/s sampai 8,783 m/s membentuk Pola aliran Strata.
Sugandi
widya permana (2011), melakukan penelitian tentang aliran dua fasa liquid
– gas dalam pipa vertikal diameter 46 mm. Penelitian bertujuan membuat visualisasi gambar
pola aliran pipa vertikal saat aliran dua fasa dalam pipa. Selanjutnya mendeskripsikan bentuk
– bentuk gelembung yang ditemukan dalam aliran dengan metode eksperimen. Hasil
visualisasi pola aliran dua fase pada kecepatan superfisial liquid (USL) dengan range yang
sama USL 0.193m/s
sampai 0.256 m/s untuk ke empat jenis aliran USG 4,099 m/s sampai
5,855
m/s membentuk pola aliran gelembung, pada USG ; 5,563 m/s sampai 7,319 m/s
membentuk pola aliran sumbat, pada USG ; 6,148 m/s sampai 7,905 m/s membentuk pola
aliran acak, pada USG ; 6,411 m/s sampai 8,198 m/s pola aliran cincin dan pada USG ; 7,319
m/s sampai 8,783 m/s membentuk pola aliran cincin kabut tetes likuid. Eksperimen pada pipa
vertikal ini sesuai dengan eksperimen yang telah dilakukan oleh Hewitt.
Laporan Tugas Akhir
Teknik
Konversi Energi
20