Pengaruh Panjang Pipa Horisontal Terhadap Mekanisme Flooding Aliran Fluida Air-Udara Berlawanan Arah Pada Pipa Kompleks

SAMUEL HARTONO, Dr. Deendarlianto, ST., M.Eng, Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA

2018 | Tesis | MAGISTER TEKNIK MESIN

Penelitian ini bertujuan mengkaji pengaruh panjang pipa horisontal terhadap fenomena flooding. Pengamatan fenomena aliran dilakukan dengan menggunakan kamera kecepatan tinggi. Fluida kerja berupa air-udara yang dialirkan berlawanan arah melalui simulator hot leg yang terdiri dari pipa horisontal terbuat dari akrilik berdiameter 25,4 mm dengan rasio panjang terhadap diameter sebesar 25 dan 50 (L/D = 25 dan L/D = 50) serta belokan dengan sudut kemiringan 50 derajat. Mekanisme flooding hingga terjadinya zero liquid penetration diamati pada interval kecepatan superfisial air (JL) : lebih dari atau sama dengan 0,0033 m/s dan kurang dari 0,1052 m/s dan pada interval kecepatan superfisial air : lebih dari atau sama dengan 0,1085 m/s dan kurang dari atau sama dengan 0,1151 m/s untuk tiap nilai L/D. Hasil yang diperoleh adalah : fenomena onset of flooding dan zero liquid penetration terjadi lebih awal untuk L/D yang semakin besar (pipa horisontal semakin panjang) dan kecepatan superfisial udara (JG) yang semakin rendah, fenomena zero liquid penetration tidak dipengaruhi oleh besar kecepatan superfisial air, onset of flooding pada nilai L/D = 25 diawali oleh terganggunya kestabilan antar muka air-udara yang memicu terbentuknya slug, slug terbentuk semakin mendekati belokan. Untuk nilai L/D = 50, onset of flooding diawali dengan terbentuknya slug pada ujung keluar pipa horisontal.

This research studied the effect of horizontal pipe length on flooding phenomenon. Observation of flow phenomena has been done using high speed camera. Water-air used as the working fluid and flowed countercurrently through hot leg simulator. This simulator consisted of horizontal pipe with inner diameter and length to diameter ratio 25,4 mm and 25 and 50, respectively, elbow with inclined angle of 50 degree. Flooding mechanism to zero liquid phenomena observed at water superficial velocity (JL) interval : greater than or equal to 0,0033 m/s and lower than or equal to 0,1052 m/s and greater than or equal to 0,1085 m/s and lower than or equal to 0,1151 m/s for each value of L/D. The result obtained were : onset of flooding and zero liquid phenomena occurred earlier for bigger value of L/D (longer horizontal pipe), and both phenomena occurred at lower air superficial velocity (JG) for bigger value of L/D, zero liquid penetration phenomenon was independent of the value of water superficial velocity. For L/D = 25, onset of flooding was preceeded by instability at water-air interface. This instability triggered slug formation which formed closer to the elbow. For L/D = 50, onset of flooding was preceeded by slug formation which located at the water exit of the horizontal pipe.

Kata Kunci : flooding, zero liquid penetration, hot leg, kecepatan superfisial air, kecepatan superfisial udara, onset of flooding, kestabilan antar muka air-udara, slug