STUDI FENOMENA SLUG ALIRAN AIR-UDARA BERLAWANAN ARAH PADA SISTEM PIPA KOMPLEKS DENGAN VARIASI L/D

SINUNG TIRTHA P, Prof. Dr. Ir. Indarto, D.E.A. ;Dr. Deendarlianto, S.T., M. Eng.,

2017 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Aliran dua fase merupakan bagian dari aliran multiphase, baik itu aliran yang searah maupun yang berlawanan arah. Salah satu aplikasi pemanfaatan aliran berlawanan arah yaitu pada Pressurized Water Reactor (PWR) ketika terjadi kebocoran pada saluran primer. Salah satu pola aliran yang terbentuk adalah aliran slug, aliran yang sebisa mungkin dihindari karena menimbulkan perubahan tekanan yang mendadak dan osilasi tekanan yang besar. Hal tersebut dapat mengakibatkan pipa pecah, kerusakan struktur akibat getaran atau memicu terjadinya korosi akibat kavitasi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari fenomena pola aliran, frekuensi slug, kecepatan slug dan posisi onset of slugging aliran air-udara berlawanan arah pada sistem pipa kompleks dengan variasi L/D. Penelitian dilakukan pada L/D = 25 dan L/D = 50 dengan pipa berdiameter 25,4 mm, variasi panjang pipa 635 mm dan 1270 mm. Daerah pengamatan dilakukan pada simulator hot leg dengan pengambilan data menggunakan kamera berkecepatan tinggi. Metode pengamatan dan analisis data dilakukan secara visual dengan mengamati potongan-potongan gambar. Aliran stratified terjadi pada JL dan JG rendah, dengan semakin bertambahnya JG pada JL yang sama permukaan air akan bergelombang hingga menyentuh dinding pipa dan terbentuk aliran slug. Frekuensi slug akan semakin naik pada wilayah 1, dan menurun pada wilayah 2. Bertambahnya JL mempengaruhi kecepatan rambat slug yang bertambah besar. Fenomena flooding dengan bertambahnya JL maka JG semakin kecil. Flooding pada L/D = 50 lebih cepat terjadi dibandingkan dengan L/D = 25.

Two-phase flow is part of the multiphase flow, either co-current or counter current flow. One application of flow utilization is counter current flow at Pressurized Water Reactor (PWR) when leakage occurs on primary channel. One flow pattern formed is a slug stream, a stream which is avoided as much as possible by causing sudden pressure changes and large pressure oscillations. This may result in pipes rupturing, structural damage due to vibration or triggering corrosion due to cavitation. The objective of this research is to study the phenomenon of flow pattern that is formed, slug frequency, slug rate and onset of slugging position of counter-current water-air flow in complex pipe system with variation of L/D. The research was conducted on L/D = 25 and L/D = 50 with pipe diameter 25,4 mm, pipe length variation 635 mm and 1270 mm. The observation area is performed on a hot leg simulator with data capture using a high-speed camera. Methods of observation and analysis of data is done visually by observing the pieces of the image. Stratified flow occurs in low JL and JG, with increasing JG on the same JL surface of the water will be wavy to touch the pipe wall and formed a slug flow. The slug frequency will increase in region 1, and decrease in region 2. Increasing JL affects the slug velocity increases. Flooding phenomenon with increasing JL then JG getting smaller. Flooding at L/D = 50 occurs faster than L/D = 25.

Kata Kunci : PWR, CCFL, Slug, Flooding