Kaji Eksperimen Pola Aliran Plug Dan Slug Air-Udara Pada Pipa Mendatar Menggunakan High-Speed Video Camera

Fithroh Dwirochman Raharjo, Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA.

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji pola aliran plug dan slug aliran dua fase air-udara beserta parameter-parameternya (kecepatan unit cell, panjang unit cell, frekuensi slug, dan kecepatan gelembung). Pengukuran parameterparameter dalam aliran plug dan slug dilakukan dengan menggunakan high-speed video camera. Penelitian dilakukan pada kecepatan superfisial air 0,14 m/s – 1,95 m/s dan kecepatan superfisial udara 0,52 m/s – 3,65 m/s. Penelitian dilakukan pada pipa horisontal dengan diameter dalam pipa 24 mm. Pola aliran yang dihasilkan dalam penelitian ini adalah pola aliran kantung (plug), sumbat likuid (slug) dan transisinya dengan mekanisme transisi yang teramati adalah aerasi serta entrainment dan deposition. Pada kecepatan superfisial gas yang rendah terjadi aliran kantung. Dengan meningkatnya kecepatan superfisial gas maka terjadi mekanisme aerasi (masuknya fase gas berbentuk gelembung kecil ke dalam fase cair) sehingga menghasilkan aliran sumbat likuid. Pada kecepatan superfisial air dan kecepatan superfisial gas yang tinggi terjadi mekanisme entrainment dan deposition. Hasil pengukuran parameter-parameter dalam aliran sumbat likuid (kecepatan unit cell, panjang unit cell, frekuensi slug, dan kecepatan gelembung) menunjukkan bahwa pada saat terjadi transisi pola aliran, parameter berubah secara tidak teratur. Pola perubahan parameter yang teratur terjadi ketika pola aliran telah stabil.

The purpose of this study was to examine the plug and slug flow patterns of two-phase water-air flow and their parameters (unit cell velocity, unit cell length, slug frequency, and bubble velocity). Parameters in plug and slug flow were measured using a high-speed video camera. The study was conducted at superficial water velocities of 0.14 m/s–1.95 m/s and superficial air velocities of 0.52 m/s–3.65 m/s. The study was conducted in a horizontal pipe with an inner diameter of 24 mm. The resulting flow patterns were sac flow (plug), liquid plug (slug), and their transition patterns. The observed transition mechanisms were aeration, entrainment, and deposition. At low superficial gas velocities, sac flow occurred. As the superficial gas velocity increases, an aeration mechanism occurs (the entry of the gas phase in the form of small bubbles into the liquid phase), resulting in a liquid plug flow. At high superficial water and gas velocities, entrainment and deposition mechanisms occur. Measurements of parameters in liquid plug flow (unit cell velocity, unit cell length, slug frequency, and bubble velocity) show that during flow pattern transitions, the parameters change irregularly. A regular pattern of parameter changes occurs when the flow pattern has stabilized.

Kata Kunci : Plug, Slug, Air, Udara