KAJIAN EKSPERIMEN MENGENAI DISTRIBUSI LIQUID HOLD-UP POLA ALIRAN ANNULAR AIR-UDARA PADA PIPA HORISONTAL

ANAM BAHRUL ULUM NAJIBULLOH, Dr. Deendarlianto S.T., M.Eng, Ph.D.

2013 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Pola aliran annular merupakan pola aliran dua fasa, dimana cairan mengelilingi gas yang berada di tengah pipa sehingga mebentuk pola seperti cincin. Pola aliran annular dapat ditemukan pada sistem pengumpul fluida air panas bumi. Studi pola aliran ini pada bidang panas bumi dapat dimanfaatkan untuk perancangan alat ukur dua fasa. Penelitian pada pola aliran annular sangat penting untuk dilakukan karena masih sedikit kumpulan data yang ada dari penelitian sebelumnya. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui distribusi dari liquid hold-up pada pola aliran annular yang mengalir pada pipa horizontal. Alat pengukur aliran dua fasa dengan metode konduktansi yang disebut constant electric current method (CECM). Sensor CECM terbuat dari bahan logam kuningan yang berfungsi sebagai elektroda dan diletakkan di antara perpotongan melintang pada pipa. Air dan udara dialirkan pada pipa dengan diameter 16 mm dengan panjang total 9,6 m. Variasi kecepatan superfisial air dan gas ditentukan dengan membuat plot pada peta pola aliran dari Mandhane (Mandhane et al. 1974). Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa lapisan film pola aliran annular pada pipa horizontal cenderung lebih tebal pada bagian bawah permukaan pipa dan lebih tipis pada bagian permukaan atas pipa dikarenakan adanya efek gravitasi. Pergerakan liquid hold-up terhadap variasi kecepatan superfisial gas yang semakin besar akan menunjukkan penurunanbesarnya liquid hold-up sebagai akibat dari semakin tipisnya lapisan film yang terbentuk pada permukaan pipa. Wave velocity dan jumlah gelombang akan semakin naik seiring bertambahnya kecepatan superfisial gas.

Annular flow pattern is a pattern of two-phase flow, where the fluid surrounding the gas at the center of the pipe forming a ring-like pattern. Annular flow pattern can be found in the geothermal water collector system. The studies of this flow pattern in geothermal energy can be used to design the measuring instrument of two-phase flow that still uses a fairly expensive technology. Research on annular flow pattern is very important to do because there are still little database from previous studies. The purposes of this study are to determine the distribution of the liquid hold-up in the annular flow pattern flowing in a horizontal pipe. Two-phase flow measuring device with a conductance method called constant electric current method (CECM). CECM sensor made of brass metal and serves as an electrode placed between the transverse intersection of the pipe. The variation of superficial velocity is determined by making a plot on Mandhane flow pattern (Mandhane et al. 1974). The results of the researches show that the film layer of annular flow patterns in horizontal pipes tend to be thicker at the bottom surface of the pipe and thinner at the top surface of the pipe due to the effects of gravity. Movement pattern of liquid hold-up against the increase of superficial gas velocity variations would indicate a decreasing value of liquid hold-up as a result of thinner film layer formed on the surface of the pipe. Wave velocity and wave number will further increase due to increase of superficial gas velocity.

Kata Kunci : Aliran annular, CECM, Liquid hold-up, Wave velocity