PENGARUH VARIASI DIAMETER PARTIKEL SEDIMEN TERHADAP KARAKTERISTIK PARTICLE LIFTING PADA MICRO BUBBLE TYPE AIRLIFT PUMP

NURMALA DYAH F, Dr. Deendarlianto, S.T., M.Eng.; Prof.Dr.Ir. Indarto, DEA.

2020 | Tesis | MAGISTER TEKNIK MESIN

Airlift pump merupakan alat yang digunakan untuk mengangkat campuran cairan dan padatan melalui pipa vertikal, meskipun terendam dalam cairan. Metode yang digunakan dalam airlift pump dengan cara diinjeksikan udara ke arah sedimen yang mengendap kemudian sedimen tersebut akan terangkat melewati pipa vertikal. Kelebihan dari airlift pump yaitu struktur yang sederhana, biaya perawatan lebih murah dan tidak ada batasan pada kedalaman air ketika penggunaannya. Penelitian tentang airlift pump telah banyak dilakukan untuk mengetahui karakteristik serta kinerjanya. Pada penelitian ini menggunakan airift pump dengan diameter pipa riser 56 mm dengan tebal 2 mm dan ketinggian pip riser adalah 255 cm. Penelitian ini dilakukan dengan memvarisikan diameter partikel yang digunakan yaitu 1,70 mm, 1,69 mm, 1,40 mm dengan menggunakan 2 buah injektor. Selain itu pada penelitian ini memvariasikan karakteristik dari airlift pump dengan dan tanpa MBG pada submergence ratio tetap yaitu 0,74. Hasil dari penelitian ini adalah kecepatan superficial solid dan liquid akan meningkat seiiring dengan meningkatnya kecepatan superficial gas yang diinjeksikan, dan pada diameter partikel kecil maka nilai kecepatan superficial solid dan liquid yang didapatkan akan lebih tinggi dari diameter lainnya. Pada pola aliran yang terjadi dapat diketahui bahwa terbentuk bubble dan slug flow, pola aliran slug flow sangat efisien untuk mengangkat partikel menuju separator. Pada hasil image processing dengan menggunakan kedua alat dapat dihasilkan semakin tinggi gas hold up dan solid hold up, maka nilai liquid hold up akan semakin kecil karena luasan pipa telah diisi oleh solid dan gas. Pada nilai gradien tekanan didapatkan hasil yang fluktuatif untuk kedua alat uji. Hal ini didukung oleh visualisasi yang menunjukkan pola aliran yang melewati pipa riser tidak hanya satu pola aliran, serta pada hasil PDF ditunjukkan bahwa memiliki distribusi yang terpusat pada satu nilai, dan pada nilai PSD dapat dilihat bahwa frekuensi terbentuknya aliran slug akan meningkat dengan meningkatnya diameter partikel yang diangkat. Selain itu paa nilai kecepatan aliran dengan menggunakan airlift pump MBG lebih cepat pergerakan bubble flow nya daripada airlift pump tanpa MBG.

An airlift pump is a device used to lift a mixture of liquid and solid through a vertical pipe, even though it is immersed in liquid. The method used in the airlift pump is injected air into the sediment that settles then the sediment will be lifted through the vertical pipe. The advantages of the airlift pump are simple structure, lower maintenance costs and there is no limit to the depth of water when used. Research on airlift pump has been done to find out its characteristics and performance. In this study using airift pump with a diameter of 56 mm riser pipe with a thickness of 2 mm and the height of the pip riser is 255 cm. This research was carried out by varying the particle diameter used, namely 1.70 mm, 1.69 mm, 1.40 mm using 2 injectors. In addition, this study varies the characteristics of the air lift pump with and without MBG at a fixed submergence ratio of 0.74. The results of this study are the speed of superficial solid and liquid will increase along with the increase in superficial velocity of the injected gas, and at the diameter of small particles the superficial solid and liquid velocity values obtained will be higher than other diameters. In the flow pattern that occurs it can be seen that bubbles and slug flow are formed, the slug flow flow pattern is very efficient to lift particles to the separator. In the results of image processing using both tools can produce higher gas hold up and solid hold up, the value of liquid hold up will be smaller because the area of the pipe has been filled by solid and gas. At the value of the pressure gradient fluctuating results obtained for the two test equipment. This is supported by visualization that shows the flow pattern that passes through the riser pipe is not only one flow pattern, and the PDF results show that it has a centralized distribution of one value, and the PSD value can be seen that the frequency of the formation of slug flow will increase with increasing particle diameter who was appointed. In addition, the flow velocity value using the MBG airlift pump is faster than the airlift pump without MBG.

Kata Kunci : airlift pump, karakteristik, pola aliran, gradien tekanan, kecepatan.