STUDI EKSPERIMEN MENGE NAI FLUKTUASI TEKANAN DAN TEGANGAN GESER ANTARMUKA PADA ALIRAN STRATIFIED AIR UDARA PADA PIPA HORIZONTAL - Gunawan, Dony; Hudaya, Akhmad Zidni; ., Indarto (ENGINEERING, 2015)
Pola aliran stratified merupakan salah satu aliran dua fasa gas-cairan yang sederhana, akan tetapi pembahasan yang komprehensif tentang aliran ini masih kurang lengkap. Pada aliran stratified dalam pipa, fasa cairan dan fasa gas terpisah secara jelas oleh adanya perbedaan berat jenis antara kedua fasa. Banyak sistem perpipaan didesain untuk beroperasi pada daerah aliran stratified karena mempunyai tingkat keamanan operasional yang tinggi. Prediksi dari aliran stratified telah lama menjadi area yang menarik untukpenerapan dari model-model aliran terpisah ( two fluid model ), akan tetapi kesulitan utamanya adalah prediksi dari tegangan geser cairan-dinding dan tegangan geser antarmuka. Metodologi yang digunakan adalah visualisasi dan pengukuran beda tekanan. Pipa acrylic transparan ID 26 mm dan panjang total 9 m digunakan agar perilaku aliran dapatdiamati. Seksi uji visualisasi mempunyai panjang 1 meter, ditempatan pada jarak 200 D dari mixer. Tebal film aliran diamati mengguna kan kamera video kecepatan tinggi, kemudian diolah menjadi data kuantitatif menggunakan metode image processing. Fluida kerja air dan udara dicampur melalui mixerberjenis simpel T yang dilengkapi plat pemisah mengalir searah sepanjang pipa horisontal. Pengukuran fluktuasi beda tekanan pada seksi uji diukur dengan menggunakan sensor tekanan validynedengan posisi pressure tap berjarak 75 D dari mixerdan jarak antar pressure tap 3,38 m. Sinyal keluaran sensor tekanan diubah oleh Analog to DigitalÂ Converter (ADC) menjadi sinyal tekanan fungsi waktu. Penelitian dilakukan pada tekanan atmosfir dan kondisi adiabatis dengan variabel pada penelitian inimeliputi kecepatan superfisial air (J L) dari 0,025 m/ssampai 0,1 m/s dan kecepatan superfisial udara (J G) dari 0,94 m/s sampai 12 m/s Hasil penelitian menunjukkan bahwa : 1). Pola aliran stratifiedyang meliputi stratified smooth , stratified wavy + ripple, stratified wavy + roll danpseudo-slug telah berhasil diidentifikasi baik secara visual dan sinyal tekanan. 2). Semakin besar J G dan JL maka pressure gradient akan semakin besar. 3). Pada J L dijaga konstan, semakin tinggi nilai J G maka tegangan geser antarmuka semakin tinggi. 4). Pada JG yang konstan dengan nilai kecil, perubahan JL tidak berpengaruh terhadap nilai tegangan geser antarmuka. Sedangkan pada J G yang konstan dengan nilai besar, semakin besar nilai J L maka tegangan geser antarmuka cenderung semakin besar. 5). Semakin besar nilai Re L dan J G maka nilai fi akan semakin besar.Kata kunci : aliran stratified air-udara, penurunan tekanan, tegangan geser antarmuka.