STUDI EKSPERIMENTAL MENGENAI KARAKTERISTIK ALIRAN DUA FASA YANG TERJADI PADA T-JUNCTION MINICHANNEL HORIZONTAL

PIERSE ARI PULUNGTA, Dr. Deendarlianto, S.T., M.Eng

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Penelitian aliran dua fasa merupakan aliran multi fasa yang semakin berkembang dengan pesat belakangan ini. Pada penelitian ini menggunakan minichannel dengan berpenampang segi empat dengan ukuran 2,25 mm x 1,25 mm dengan diameter hidraulik sebesar 1,607 mm, Fluida kerja yang digunakan merupakan air dan udara. Dengan menggunakan high speed camera menangkap bentuk pola aliran yang dialirkan dengan kecepatan 15000 FPS dan menggunakan metode image processing menggunakan software "MATLAB R2019" untuk mendapatkan data panjang slug, kecepatan slug, pembentukan slug, fraksi hampa aliran, pola aliran, dan frekuensi slug. Aliran juga didapatkan pressure gradient dengan menggunakan data dari pressure transducer. Berdasarkan hasil penelitian maka pola aliran yang didapatkan yaitu bubbly, slug, wavy churn, dan churn. Dengan menggunakan variasi kecepatan superfisial udara pada kisaran Jg= 0,871 m/s - 58,05 m/s dan kecepatan superfisial air pada kisaran Jl = 0,7 m/s - 4,935 m/s maka didapatkan pola aliran yang dibandingan dengan peta pola aliran yang dihasilkan oleh peneliti terdahulu. Panjang slug dan kecepatan slug yang menghasilkan perubahan yang berlawanan seiring semakin besarnya perbandingan kecepatan superfisial udara terhadap kecepatan superfisial air. Frekuensi slug yang semakin banyak seiring semakin kecilnya ukuran slug yang terbentuk dan perubahan fraksi hampa dan gradien tekanan pada pola aliran yang berbeda.

This study of two phase flow which is one of multi phase flow that has been progressing with study in recent years. In this study that use a minichannel with rectangular cross section size of 2.25 mm x 1.25 mm with hidraulic diameter 1,607 mm. The working fluid that used in this experiment is water and air. With high speed camera that capture the two phase flow with 15000 fps and will be processed with image processing method using software "MATLAB R2019" then we will obtain the length of slug, velocity of slug, slug formation, void fraction of flow, flow pattern, and frequency of slug. Pressure gradient will also obtained using data from pressure transducer. The flow regime will be compare with previous flow pattern map by previous researcher.Based on this experiment we obtain 4 flow regime that is bubbly flow, slug flow, wavy churn, and churn. With variation of superficial velocity Jg= 0,871 m/s - 58,05 m/s and Jl = 0,7 m/s - 4,935 m/s that we obtain different flow pattern and then compared with others flow pattern maps. The length and velocity of slug in this study produce opposite changes with the changes of ratio between supeficial velocity of air to the superficial velocity of water. Slug frequency is increasing as the length of produced slug is decreasing . Void fraction and pressure gradient will be compared between different flow pattern.

Kata Kunci : aliran dua fasa, minichannel, pembentukan slug, t-junction, peta pola aliran.