Kajian eksperimen mengenai pengaruh viskositas terhadap karakteristik terbentuknya aliran annular dua fase gas-cair pada pipa horisontal

AGUS SUANDI, ST, Dr. Deendarlianto, S.T., M.Eng. Dr. Khasani, ST., M.Eng.

2014 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Informasi mengenai karakteristik aliran dan pola aliran dua fase sangatlah penting untuk dipelajari, karena menyangkut keselamatan kerja dan kinerja dari sistem perpindahan massa. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menyelidiki pengaruh viskositas cairan terhadap karateristik aliran annular dua fase pada pipa horisontal searah di dalam pipa acrylic transparan berdiameter dalam 26,0 mm. Penelitian ini menggunakan fluida kerja air 100% dan larutan gliserol-air 30% dan 50% volume untuk mengubah viskositas kinematik cairan dari 0,857 x 10-6 m2/s menjadi 6,002 x 10-6 m2/s. Pada penelitian ini, data sinyal diperoleh menggunakan sensor CECM yang dipasang pada jarak 5 m dari alat pencampuran udara-cairan dan pengambilan data visual menggunakan kamera digital. Dari hasil pengamatan data visual dan pengolahan data sinyal, diperoleh informasi mengenai pengaruh viskositas cairan terhadap pola aliran annular dan karakteristik aliran annular dua fase dalam pipa horisontal. Pengaruh viskositas cairan tersebut menyangkut perubahan liquid hold-up rata-rata, ketebalan lapisan dasar cairan, kecepatan gelombang aliran, dan korelasi antara perubahan viskositas terhadap perubahan kecepatan superfisial gas (JG) dan kecepatan superfisial cairan (JL).

Information about flow patterns and characteristics of two-phase flow are very important to be observed, because it involves the work safety and performance of the mass transport system. Therefore, this study was conducted to investigate the effects of liquid viscosity on characteristics of co-current two-phase annular flow in horizontal pipe in a transparent acrylic pipe i.d. 26 mm. This study uses a working fluid of pure water and glycerol-water solution of 30% and 50% volume to change the fluid kinematic viscosity of 0.857 x 10-6 m2/s to 6.002 x 10-6 m2/s. In this study, the signal data were obtained using the sensor CECM mounted at a distance of 5 m from the air-liquid mixing apparatus and visual data capture using digital cameras. From the visual data analysis and signal processing, information was obtained on the effect of liquid viscosity on flow pattern and characteristics of annular two-phase flow in horizontal pipes. Effect of liquid viscosity changes involving liquid hold-up average, a base film thickness, wave velocity, and the correlation between changes in liquid viscosity to changes in the superficial gas velocity (JG) and liquid superficial velocity (JL).

Kata Kunci : aliran dua fase, aliran annular, viskositas, gliserin