Studi eksperimental pengaruh variasi sudut T-junction terhadap karakteristik pemisahan kerosene-air
BERMAN, Ega Taqwali, Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA
2009 | Tesis | S2 Teknik Mesinapat bercampur ketika melewati variasi sudut T-junction telah dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida UGM. Untuk mengetahui pengaruh variasi sudut T-junction terhadap karakteristik pemisahan fase maka dipakai empat buah sudut T-junction yaitu = 300, 450, 600 dan 900. Pengujian dilakukan pada seksi uji dari bahan kaca dengan ukuran diameter dalam 1 inchi dengan kerosene dan air sebagai fluida kerja. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengamati pola aliran dan mengetahui besarnya pemisahan fraksi kerosene-air dan efisiensi pemisahan fase ketika T-junction digunakan sebagai alat pemisah fase. Data pengujian diukur pada variasi water cut 64%, 58% dan 42%. Untuk memperoleh variasi water cut dilakukan dengan cara mengatur kecepatan superfisial kerosene dan air. Kecepatan superfisial kerosene (Jk) dan kecepatan superficial air (Jw) yang dialirkan dalam seksi uji diatur dengan menggunakan katup dan diukur dengan menggunakan flow meter pada kisaran nilai, Jk = 0,08 m/s 0,34 m/s dan Jw = 0,15 m/s 0,58 m/s. Pola aliran yang terjadi selama proses penelitian direkam dengan menggunakan CCD kamera dan diamati secara visual dengan gerakan yang diperlambat. Sebagai hasilnya, diketahui bahwa pola aliran yang terjadi dalam penelitian ini yaitu pola aliran Stratified, Stratified Wavy, Three Layer dan Dispersed. Pola aliran sangat berpengaruh terhadap pemisahan fase. Pemisahan yang baik terjadi jika pola alirannya adalah Stratified. Hasil pemisahan fase pada sudut T-junction, = 300, 450 dan 600 untuk water cut 64 % dan Jmix = 0,23 m/s menghasilkan pemisahan kerosene yang sempurna, di mana hampir 100 % kerosene mengalir ke side arm. Efisiensi pemisahan yang tinggi terjadi pada sudut T-junction 450 untuk water cut 42% dan Jmix = 0,35 m/s, yaitu sebesar 96 % dan fraksi massa yang terpisahkan sebesar 0,55 dengan kualitas kerosene di inlet sebesar 0,52. Efisiensi tertinggi untuk setiap water cut dapat dicapai ketika fraksi massa yang terpisahkan dikondisikan nilainya mendekati kualitas di inlet
The research on the phase separation of two immiscible liquids phases when encounter angles variation at T-junction has been conducted in the Laboratory of Fluids Mechanic Gadjah Mada University. To evaluate the effects of angles variation at T-junction to phase separation characteristic, four different of T-junction angles were introduced, they were = 300, 450, 600 and 900. The experiments were performed in a 1-inch ID test section made of glass tube with kerosene and water as working fluids. The purpose of this research is to observe the flow pattern and to know the level of phase separation of kerosene-water fraction and separation efficiency when T-junction is used as a partial phase separator. Experimental data have been measured at water cuts of 64 %, 58 % and 42 %. The water cuts variety was obtained by adjusting the superficial velocity of kerosene (Jk) and water (Jw) at flow meters. The superficial velocity of kerosene and water are plotted at the range, Jk = 0,08 m/s 0,34 m/s and Jw = 0,15 m/s 0,58 m/s. CCD camera recording was used to identify the different flow patterns and to observe visually with slow motion. As a result, it was obtained that in this research were identified the flow pattern of Stratified, Stratified Wavy, Three Layer and Dispersed. Flow patterns hardly have effects on phase separation. Good separation observed if the flow pattern was stratified. The results of phase separation at T- junction angles, = 300, 450, 600 for water cut 64 % and Jmix = 0,23 m/s, produce a complete phase separation of kerosene fraction, almost 100 % of the kerosene is diverted into the side arm. Good separation efficiency happened at T-junction angle 450 for water cut 42 % and Jmix = 0,35 m/s, that is 96 % at the fractional mass take off 0,55 when the inlet quality is 0,52. The peak of separation efficiency for every water cut can be achieved when the fractional mass take off is set nearest to the inlet quality.
Kata Kunci : Kerosene,air,Variasi sudut,T,junction,Pemisahan fase,Water cut, kerosene-water, angles variation, T-junction, phase separation