KAJIAN EKSPERIMEN MENGENAI PENGARUH DIAMETER DALAM PIPA TERHADAP POLA ALIRAN ANNULAR GAS-CAIRAN PADA PIPA HORISONTAL

ADE INDRA WIJAYA, Dr. Eng. Khasani, S.T., M.Eng.

2013 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Pola aliran annular banyak dijumpai dalam peralatan mekanik yang melibatkan aliran dua fasa kecepatan tinggi. Pola aliran ini merupakan fenomena yang kompleks dan terdiri dari banyak gelombang acak dengan kecepatan yang bervariasi. Studi pola aliran ini dimanfaatkan untuk perancangan alat ukur dua fasa yang selama ini masih menggunakan teknologi yang cukup mahal. Sehingga kajian lebih lanjut tentang fenomena annular penting untuk dilakukan. Penelitian pada pipa horizontal menggunakan diameter dalam 16 mm dan 26 mm telah dilakukan untuk menganalisis pengaruh diameter terhadap pola aliran annular. Pengukuran dilakukan melalui proses visualisasi dan signal processing. Visualisasi dilakukan dengan meggunakan video camera. Sedangkan data eksperimen untuk signal processing diambil menggunakan metoda CECM (constant electric current method) dalam rangka mengetahui karakteristik aliran annular seperti, liquid hold-up, kecepatan gelombang dan frekuensi gelombang. Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa diameter pipa berpengaruh terhadap mekanisme terbentuknya aliran annular, khususnya pada daerah transisi dari wavy menuju annular flow. Pada kecepatan superficial gas dan cairan yang sama, aliran annular lebih mudah terbentuk pada diameter pipa yang lebih kecil. Liquid hold-up pada pipa yang lebih kecil, lebih besar dibandingkan pipa yang lebih besar. Diameter dalam pipa juga mempengaruhi karakteristik gelombang pada aliran annular. Pada diameter 16 mm, gelombang bergerak lebih cepat dibandingkan pada diameter 26 mm walaupun pada kecepatan superficial gas dan cairan yang sama.

Annular flow is mostly encountered in mechanical device which consist of high velocity two phase flow. This pattern has complex structure and consist of fluctuating wave. The result of this experimental study is used to design two phase flow measurement device which still use expensive technology. So that, it’s important to perform an observation about this pattern. Experiments in horizontal acrylic pipe ( inner diameter 16 mm and 26 mm ) were done in order to observe the effect of pipe diameter on annular flow pattern. Experiment was performed through visualization and signal processing. Video camera is used to visualize the annular flow phenomena. While the data experiment for signal processing are obtained by using Constant electric current method ( CECM ) to find the behavior of annular flow,included the average of film thickness, wave velocity and wave frequency.. In the present investigation, it was found that pipe diameter plays an important role in mechanism of annular flow, specially on transition region between wavy to annular flow. In the same gas and liquid superficial velocity, annular flow is easier to be formed in the smaller pipe diameter. Liquid hold-up in the smaller pipe is thicker than in larger pipe. Pipe diameter also influences the characteristic of wave. Liquid wave at 16 mm diameter pipe moves faster than liquid wave at 26 mm diameter.

Kata Kunci : aliran annular, CECM, liquid hold-up, kecepatan gelombang, frekuensi gelombang