Pada saat dua fluida mengalir secara bersamaan pada jalur
pipa maka terjadi berbagai kemungkinan pola aliran. Faktor yang berpengaruh
terhadap pola aliran antara lain properties dari fluida berbeda, orientasi dan
geometri pipa, gravitasi serta kecepatan aliran dari masing-masing fase.
Konfigurasi yang dibentuk oleh fase liquid dan fase gas mempunyai bentuk-bentuk
tertentu. Pola aliran ini disebut flow
patterns atau regimes.
Jenis
pola aliran pada fluida terbagi menjadi dua, yaitu pola aliran horizontal dan
pola aliran vertikal. Pada penelitian ini menggunakan pendekatan pola aliran
horizontal. Jenis Pola Aliran pada pipa Horizontal digambarkan pada
Gambar 2.5 seperti di bawah ini.
Sedangkan jenis-jenis
pola aliran dua fase dibagi menjadi tiga macam kelompok utama yaitu segregated flow, intermittent flow,
distributed flow.
a.
Aliran terpisah (segregated flow) terbagi menjadi 3
yaitu aliran strata halus (strated smooth
flow), aliran strata gelombang (straified
wavy flow), aliran cincin (annular
flow). Adapun untuk penjelasan dari pembagian aliran terpisah adalah
sebagai berikut:
- 1. Aliran strata halus (stratified smooth flow)
Terjadi pada
kecepatan gas-liquid yang rendah. Kedua fase dipisahkan oleh keadaan permukaan
bidang sentuh (interface) yang sangat
halus pada pipa horizontal dengan gas mengalir melalui bagian atas pipa
sedangkan liquid mengalir pada bagian bawah pipa.
- 2. Aliran strata gelombang (straified wavy flow)
Terjadi ketika
kecepatan gas yang meningkat. Gelombang terbentuk pada permukaan bidang sentuh (interface) gas-liquid dan mengikuti sesuai
arah aliran. Amplitudo gelombang tergantung pada kecepatan dan sifat fisik
masing-masing fase.
- 3. Aliran cincin (annular flow)
Terjadi
kecepatan gas yang lebih tinggi menyebabkan liquid membentuk lapisan film (lapisan tipis) di sekeliling pipa.
Film di bagian bawah pipa tentunya
lebih tebal daripada film bagian
atas, variasi ketebalan film tergantung
pada kecepatan gas dan pengaruh gravitasi.
b.
Aliran berselang (intermittent flow) terbagi menjadi 2
yaitu aliran gelembung memanjang (elongated
bubble flow or plug flow) dan aliran sumbat liquid (slug flow). Adapun untuk penjelasan dari pembagian aliran berselang
adalah sebagai berikut:
- 1. Aliran gelembung memanjang (elongated bubble flow or plug flow)
Aliran plug juga disebut sebagai aliran gelembung
memanjang (elongated bubble flow). Pola
aliran ini terjadi pada kecepatan gas yang rendah dan kecepatan liquid yang
sedang. Liquid plug terbebas dari
perangkap gelembung gas sehingga membentuk gelembung gas yang memanjang (elongated gas bubbles). Diameter dari
gelembung memanjang lebih kecil dari diameter pipa, akibatnya fase liquid
menjadi kontinyu.
- 2. Aliran sumbat liquid (slug flow)
Terjadi ketika
kecepatan gas meningkat, lebih besar dari kecepatan gas pada aliran plug. Liquid slug menjadi teraerasi dan terdapat sedikit gelombang gas.
Kecepatan gas meningkat di wilayah permukaan bidang sentuh (interface) gas-liquid dan terjadi amplitudo gelombang yang besar
hingga mencapai puncak bagian atas pipa. Aliran menjadi lebih kacau
dibandingkan aliran plug.
c.
Aliran tersebar (distributed flow)
1.
Aliran gelembung yang
tersebar (distributed bubble flow)
Pada pipa horizontal,
pola aliran ini biasanya terjadi pada tingkat laju aliran massa gas-liquid yang
tinggi. Gelombang gas tersebar dalam liquid secara kontinyu dengan konsentrasi
gelombang gas yang tinggi di bagian atas pipa karena efek daya apung (bouyancy). Gelembung gas cenderung
tersebar secara seragam (uniform) dalam
pipa.
0 komentar:
Post a Comment