Karakterisasi aliran dua fase melintang horisontal melintasi sederetan pipa untuk fluida viskos

WARDOYO, Dr.Ir. Indarto, DEA

2003 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari sederetan pipa di dalam shell sejajar horisontal 5 x 22 baris dengan pitch 2,5 mm dan diameter 10 mm, terhadap penurunan tekanan, fraksi hampa dan pola aliran. Sebagai fluida kerja adalah udara – cairan viskos (10m air, 20m air, 50m air) dan udara – air, sehingga didapatkan karakterisasi aliran dua fase melintang horisontal melintasi sederetan pipa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan tekanan dua fase untuk udara – cairan viskos (10m air, 20m air, 50m air) maupun udara-air meningkat dengan meningkatnya kecepatan aliran superfisial udara. Pengukuran fraksi hampa dilakukan pada kondisi yang sama dengan kondisi uji penurunan tekanan dua fase, hasil pengukuran menunjukkan harga fraksi hampa meningkat dengan meningkatnya debit udara. Fraksi hampa pengukuran lebih rendah dibandingkan dengan fraksi hampa teoritis perkiraan model aliran homogen, hasil serupa dilaporkan oleh Xu dkk (1998) dan Schrage dkk (1988). Berdasarkan pengamatan selama penelitian berlangsung pola aliran yang terjadi adalah aliran gelembung (Bubble flow) dan aliran strata licin (Stratified flow), baik untuk udara – cairan viskos maupun udara – air.

This research aims at discovering the impact of a bundle of parallel tubes placed inside a shell arranged horizontally, 5 x 22 lines, pitch 2.5 mm, 10 mm in diameter, on the pressure drop, void fraction and flowing pattern. In this research, the working fluids are air – viscous fluid (10μ of water, 20μ of water, 50μ of water) and air - water. As the result, the characteristics of flows of two parallelhorizontal phases passing a tube bundle are observable. The research finds out that the two-phase pressure drop of air-viscous fluid (10μ of water, 20μ of water, 50μ of water) and air-water takes a bigger rate as the speed of air superficial flow increases. The void fraction is measured under the same condition as the condition when the test on the two-phase pressure drop is done. The results of measurement show that the va lue of void fraction increases as the amount of air increases. The value of void fraction measured during the research is less than the value of theoretical vacuum friction predicted by the homogenous flow model. The same results are also reported by Xu et al. (1998) and Schrage et al. (1988). Based on an observation during the research, there are two patterns present, the Bubble flow and the Stratified flow, both in air-viscous fluid and air-water.

Kata Kunci : Aliran Dua Fase,Fluida Viskos, horizontal crossflow, void fraction, pressure drop