Aliran gas cair melewati venturi dan orifis untuk fluida kental

SANTOSO, Agus, Dr.Ir. Indarto, DEA

2003 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penurunan tekanan pada aliran dua fase gas-cair yang melewati venturi dan orifis untuk fluida kental serta pola aliran yang terbentuk pada vehturi dan orifis. Penelitian menggunakan air yang dicampur dengan CMC (carboxymethycellulose) sebagai zat cair, sedangkan gas yang dipakai adalah udara. Penelitian dilakukan pada suhu kamar (28°C - 31 C) dengan seksi uji terpagang pada pipa transparan (plexyglass), yang mempunyai diameter 0,0254 meter, panjang 1 meter. Hasil pengukuran penurunan tekanan dengan menggunakan venturi dan orifis kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teoritis. Hasil penelitian dengan menggunakan venturi dan orifis menunjukkan bahwa kenaikan penurunan tekanan dipengaruhi kenaikan viskositas cairan, debit udara dan debit cairan. Bila dibandingkan dengan perhitungan secara teori untuk nosel-orifis (Wallis, 1969) dan pendekatan aliran homogen untuk pipa lurus, mempunyai kecenderungan yang sama. Gelembung-gelembung (bubbles) yang terbentuk pada bagian hulu venturi setelah melewati penyempitan saluran, akan terlihat mengumpul sesaat pada bagian ujung pembesaran (difuser). Setelah itu bergerak dan cenderung untuk membentuk pola aliran gelembung lagi. Sedangkan pada orifis, udara akan mengumpul pada bagian hilir dan terlihat pancaran air. Bila debit udara ditambah akan terbentuk pola aliran kantung gas (plug). Pada venturi fenomena alirannya sama seperti pada fenomena aliran gelembung. Sedangkan pada orifis, pancaran air terlihat lebih kencang dan ulakan air makin mendekati mulut orifis. Semakin besar debit udara maka kantung akan semakin besar dan panjang. Jarak antar kantung semakin panjang.

This research investigates pressure drops on two phase (gas-liquid) flows through a venturi and an orifice for viscous fluids as well as flow patterns formed on the venturi and the orifice. The research is using water mixed with CMC (carbonzmethycellulose) as liquid, while the gas used is air. The research is conducted at room temperatures with an installed test section on a tranSparent pipe (plexyglass), which has 0,0254 meter diameter and 1 meter length. Then the results from the measurements of pressure drops by using venturi and orifice are compared with theoretically calculated results. The results of the research show that the increases of pressure drops are affected by increases of fluid viscosities, air flow rates and liquid flow rates. If compared to theoretical calculations for pipes with nozel-orifice (Wallis, 1969) and approach of homogenous flow for straight pipes, increases of pressure drop have the same trend. Bubbles are formed on upstream of the venturi after passing through the constriction of the duct and will concentrate for a moment on the end part of the enlargement (diffuser). Then the bubbles move and tend to form the bubbble flow again. While on orifice, the air will concentrate on downstream of orifices and jet flow appears. If air flow rate is added it will form a plug flow pattern. On venturies its flow phenomenon is the same as the bubble flow phenomenon. While on orifices, the jet flow seems to be faster and water rolling up come near to mouth of orifice. The larger the air flow rate, the plug will be larger and longer. The distance between plugs becomes larger.

Kata Kunci : Aliran Dua Fase,Venturi dan Orifis, Pressure drop, two phase flow, Venturi, Orifice, Viscosity