Studi Eksperimental Mengenai Pengaruh Radius Belokan Pipa Pada T-Junction Minichannel Horizontal Terhadap Karakteristik Pola Aliran Slug Aliran Dua Fase Air-Udara

WORO ASWORINI, Prof. Dr. Ir. Deendarliaanto, S.T., M. Eng.

2021 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Studi eksperimental dilakukan terhadap pola aliran dan karakteristik pola aliran slug yang melewati tiga variasi radius belokan t-junction pada saluran mini (minichannel) horizontal dengan penampang rectangular berukuran 1,25 mm x 2,25 mm. Saluran mini yang digunakan memiliki diameter hidraulik sebesar 1,607 mm. Fluida kerja yang digunakan adalah air dan udara. Kecepatan superfisial udara dan kecepatan superfisial air yang digunakan pada penelitian ini memiliki rentang masing-masing JG = 0,871 m/s - 22,6 m/s dan JL = 0,7 m/s - 4,935 m/s. Variasi radius belokan yang digunakan, yaitu R000, R080, R096. Pada penelitian ini, data pola aliran dan karakteristik slug didapatkan dengan menggunakan high speed camera. Pola aliran dianalisis secara visual dengan hasil video yang didapatkan dan karakteristik slug dianalisis dengan metode image processing. Pada tiga variasi radius belokan t-junction memiliki pola aliran yang sama yaitu bubbly, slug, wavy annular, slug annular dan churn. Peta pola aliran yang dihasilkan memiliki keseuaian yang cukup baik terhadap penelitian terdahulu. Frekuensi kemunculan slug dan kecepatan slug ketika melalui radius belokan R080 mengalami kenaikan kemudian mengalami penurunan ketika melewati radius belokan t-junction R096. Hal yang sebaliknya terjadi pada panjang slug yang mengalami penuruanan besar panjang ketika melewati radius belokan t-junction R080 kemudian mengalami kenaikan ketika melewati radius belokan t-junction R096. Frekuensi pada tiga variasi radius belokan t-junction kemunculan slug meningkat seiring meningkatnya kecepatan superfisial air pada kecepatan superfisial udara konstan. Kecepatan slug pada tiga variasi radius belokan t-junction mengalami peningkatan seiring meningkatnya kecepatan superfisial udara dan kecepatan superfisial air. Panjang slug pada tiga variasi radius belokan t-junction mengalami penurunan besar panjang seiring meningkatnya kecepatan superfisial air pada kecepatan superfisial udara konstan. Panjang slug mengalami peningkatan mengalami peningkatan ketika mengalami kenaikan kecepatan superfisial udara pada kecepatan superfisial air konstan.

Eksperimental studies on the flow pattern and slug flow characteristics of co-current two-phase flow in three various t-junction corner radius in horizontal minichannel which have 1,25 mm x 2,25 mm rectangular cross section. Minichannel have hydraulic diameter DH = 1,607 mm. The working fluids were air and water. The superficial velocities of air and water were in range of JG = 0,871 m/s - 22,6 m/s dan JL = 0,7 m/s - 4,935 m/s, respectively. The various of t-junction corner radius were R000, R080, and R096. In this work, flow pattern and slug flow characteristics data were obtained by using high speed camera. Flow pattern were analyzed by visualization of the video and the slug flow characteristics were analyzed by image processing methods. Bubbly, slug, wavy annular, slug annular and churn flow were found in three various t-junction corner radius. Flow pattern map in this work have a good suitability with the flow pattern map previous research. Slug frequencies and slug velocities increase when through the corner radius of R080 then decrease when through the corner radius of R096. Slug length decrease when through the corner radius of R080 then increase when through the corner radius of R096. Slug frequencies on three various of t-junction corner radius increase with the increase of superficial velocities of water on constant superficial velocities of air. Slug velocities on three various of t-junction corner radius increase with the increase of superficial velocities of water and superficial velocities of air. Slug length on three various of t-junction corner radius decrease with the increase of superficial velocities of water on constant superficial velocities of air.

Kata Kunci : Aliran dua fase, saluran mini (minichannel), pola aliran, karakteristik slug, radius belokan T-junction.