Pemodelan dan Verifikasi Aliran Dua Fase

14 Pages·2015·1.14 MB·English

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

Pemodelan dan Verifikasi Aliran Dua Fase (Air-Udara)
di Belokan 900

Arif Yunizar Nugraha, Rudy Soenoko, Slamet Wahyudi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia
Telp: ([phone], 587711. Fax: [phone]
E-mail: [email protected]

Abstract
Two phase flow in a piping installation is influenced by the interaction between
phases, geometry and orientation (vertical or horizontal), flow direction (up or
down) that may affect the flow pattern. In contrast to single phase flow which only
influenced by the Reynolds number in the formula of density, viscosity and pipe
diameter. So the two phase flow has an interesting phenomenon to be studied
which is the result of the pressure drop to form a flow pattern. The purpose of this
study are to determine the pressure drop that occurs in the 90° from the horizontal
position to a vertical position, and to analyze the flow pattern of two-phase fluid
(water-air) at 90° in computational simulation and visualization verified with the
help of high-speed digital camera. This study used clear PVC pipe (CPVC) and
acrylic (PMMA) material in the 90° curves--test section with the aim to observe the
flow pattern visualization then analyzed through simulation modeling with ANSYS
software and verified experimentally. The calculation of the pressure drop in the
90° curve calculated theoretically and experimentally so that research can be
studied scientifically. There was relationship between the flow patterns of the
amount of pressure drop in the two-phase flow curves 90° of the thickness of the
interface. The bigger the thickness of the interface, the pressure drop decreases
both theoretically and experimentally due to the friction between the interfaces
associated with friction factor, in this case is influenced by the Reynolds number
and its value is inversed so the greater proportion of the air volumetric (β) then the
Reynolds water number (Re ) will decrease and increases friction between phase,
SL
besides the back pressure in the curve also affect the thickness 90°
interface.There is wavy flow or turbulence in the bottom of horizontal pipe when the
flow is laminar, it because of gravitation and centrifugal force or twin eddy in the
actual speed ratio . The conditions influenced the flow pattern and pressure
drop. The highest v𝑣a𝐺lue of speed ratio is 1,824 at v 0,076 m/s and the
𝑣𝐿 SG
lowest is 0,423 at vSG 0,025 m/s. 𝑣𝐺
Keywords: two phase flow; pressure dro p; fl𝑣o𝐿w pattern and curves

PENDAHULUAN cair-padat, dan cair-gas. Aliran multiphase
Pada kehidupan sehari-hari tidak saja dalam saluran pemipaan dipengaruhi oleh
ditemui kasus untuk aliran single phase dalam interaksi antar fase, geometri dan orientasinya
sistem pemipaan, namun kenyataannya (vertikal maupun horizontal), flow direction
sering terjadi aliran multiphase (dua fase, tiga (keatas atau kebawah) yang dapat
fase, atau lebih), misalnya peristiwa keluarnya mempengaruhi flow pattern. Berbeda dengan
air dari botol, gelombang laut, pengembunan, aliran single phase yang hanya dipengaruhi
kavitasi pompa dan turbin [1]. Aliran oleh bilangan Reynolds yang merupakan
multiphase merupakan istilah yang digunakan formula dari massa jenis, viskositas dan
untuk membedakan setiap aliran yang lebih diameter pipa [2].
dari satu fase atau komponen, dengan Halim [3] dalam penelitiannya
mengklasifikasikan sesuai dengan keadaan melaporkan pola aliran fluida dua fase (air-
fase yang berbeda berdasarkan gas-padat, udara) yang terjadi di belokan 900 yang
225
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

menyebabkan terganggunya aliran dan yang tidak homogen, aliran balik, aliran
membentuk flow pattern yang berbeda-beda sekunder, dan korosi [6].
akibat dari perubahan geometri yang Penelitian ini bertujuan untuk
mendadak. Faktor utama pembentukan flow mengetahui pressure drop yang terjadi di
pattern yaitu proporsi volumetrik udara (β), belokan 900 dari posisi horizontal ke posisi
kecepatan superfisial air (v ) dan kecepatan vertikal serta menganalisa flow pattern fluida
SL
superfisial udara (v ) yang menentukan dua fase (air-udara) di belokan 900 secara
SG
kondisi slip maupun no slip (homogeneous). simulasi komputasi dan diverifikasi secara
Penenelitian yang dilakukan Saidj et. al., visualisasi dengan bantuan kamera
[4], tentang perilaku aliran dua fase udara dan digital high speed [7].
gas yang mengalir dari pipa horizontal ke pipa
vertikal dengan diameter 34 mm melalui METODE PENELITIAN
elbow 900 dengan perbandingan R/D = 5. Penelitian ini dilaksanakan di Studio
Variasi kecepatan superfisial udara antara 0,3 Perancangan dan Rekayasa Sistem (SPRS)
sampai 4 m/s dan variasi kecepatan dan Laboratorium Fenomena Dasar Jurusan
superfisial air antara 0,21 sampai 0,91 m/s Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
menghasilkan pola aliran plug, slug, dan Brawijaya dimulai dari bulan Juni sampai
stratified wavy di pipa horizontal sedangkan November 2014.
pola aliran di posisi vertikal menghasilkan Simulasi dari komputasi dinamika fluida
pola aliran slug dan churn pada kondisi dilakukan dengan software ANSYS FLUENT
eksperimental sehingga terjadi sedikit 14.5 melalui pemodelan di bagian uji belokan
perubahan dari hulu ke hilir belokan pipa, 900 untuk melihat pengaruh proporsi
sementara di kondisi lainnya menunjukkan volumetrik udara (β) yang diperoleh dari
peningkatan pada struktur frekuensi dari pipa persamaan [2]:
horisontal ke vertikal serta panjang slug
meningkat melewati tikungan vertikal. =
+
Belokan pipa memiliki nilai pressure drop 𝑄𝐺 (1)
yang besar dibandingkan pipa lurus karena 𝛽 𝑄𝐺 𝑄𝐿
Pengaruh proporsi volumetrik udara (β)
adanya perubahan geometri dan lintasan
tersebut dikaitkan dengan flow pattern yang
yang menyebabkan munculnya pola aliran
selanjutnya diverifikasi secara visual dari hasil
sehingga terjadi aliran terpisah yang
foto di belokan 900. Dalam proses simulasi
berdampak pada nilai pressure drop yang
pemodelan di belokan 900, mesh merupakan
tinggi. Fokus dari penelitian ini pada flow
pendiskrit dari komponen uji, penambahan
pattern akibat dari perubahan geometri
belokan 900 yang disebabkan dari perubahan kontrol di body size pada meshing di belokan
900 dengan memasukkan nilai 5 mm di
lintasan aliran fluida dua fase yang tajam dan
element size [3].
mendadak tersebut yang mengakibatkan nilai

pressure drop lebih tinggi dibandingkan

dengan sudut belokan lainnya dikarenakan

elevasi yang menyebabkan penumpukan

tekanan [5].

Dalam aliran satu fase saat fluida air

melewati belokan yang menyebabkan gaya

sentrifugal yang arahnya dari pusat

lengkungan ke luar dinding belokan, pengaruh

gaya sentrifugal menyebabkan adanya

lapisan batas untuk membentuk aliran

sekunder yang idealnya bergerak dalam dua

pusaran. Ketika belokan diposisikan secara

vertikal, terjadi gaya aksi sentrifugal, gravitasi,

dan daya apung keatas yang menyebabkan

perilaku aliran yg rumit seperti distribusi fase
Gambar 1.Meshing di Belokan 900
226
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

mencatat level ketinggian pada masing-
masing manometer raksa (11) dan (12) [4].
Pressure drop dihitung menggunakan
. Korelasi Lockhart-Martinelli yang terdiri dari
acceleration, gravitasi, dan tekanan statis
[9].Pressure drop di belokan pipa 900 dibahas
melalui perhitungan secara empiris dan
secara eksperimental sehingga dapat
dianalisis perbedaannya [3].

HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian dilakukan dengan kondisi
temperatur 200C dan tekanan 1 atmosfir.
Perhitungan pressure drop dilakukan secara
empiris dan eksperimental, berikut data tetap
yang telah diketahui untuk proses perhitungan
Gambar 2. Skema Instalasi. pressure drop.
Diameter dalam pipa (D) : 0,029 m
Luas penampang pipa (A) : 0,00066m2
Radius belokan 900 (R) : 0,02m
kg
Densitas udara (ρ ) : 1,21
G m3
kg
Densitas air (ρL) :998 m3

Viskositas dinamis udara (µ )
G

:0,0000818Pa s

Viskositas dinamis air (µ ) : 0,001 Pa s
L m
Percepatan gravitasi (g) : 9,81
s2
Elevationpressure tap (Δz11,12) : 0,065 m
Perbandingan geometri (R/D) : 0,7

P : 101.325 Pa
atm
Pipe Roughness (k) : 0,0000044m

Gambar 3. Rangkaian Bagian Uji Belokan 900 Koefisien losses (K) : 0,4

Gambar 2 merupakan skema instalasi Simulasi Pemodelan
Hukum kekekalan massa atau
penelitian dan gambar bagian uji belokan
900.Ketika fluida air mengalir dari hydraulics persamaan kontinuitas tiga dimensi untuk
bench (1) melalui pompa sentrifugal (2) aliran unsteady di suatu titik pada fluida
dengan mengatur besar debit air pada gate kompresibel ditulis dalam persamaan [2]:
valve (4) dan sesuai pada pembacaan di
flowmeter air (5) dan mengkalibrasinya, + =0 (2)
dipastikan aliran fluida air telah mengalir 𝜕𝑝
dengan stabil. Mengatur debit udara dengan 𝜕U𝑡ntu∇k ∙ 𝜌fl𝑣u ida inkompresible (cairan),
mengatur putaran katup pada flowmeter densitasnya adalah konstan sehingga
udara (6). Jika percampuran kedua fluida persamaan menjadi [3]:
yang mengalir melalui mixer (7) sudah
( ) ( ) ( )
dipastikan stabil, maka selanjutnya adalah + + =0 (3)
pengambilan data di bagian uji belokan 900 𝜕 𝜌𝑢 𝜕 𝜌𝑣 𝜕 𝜌𝑤

(9) dan memperhatikan flow regimes yang 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧
Persamaan momentum untuk fluida
terjadi mulai dari pipa transparan horizontal
campuran dihitung dengan menjumlahkan
(8) sampai pipa transparan vertikal (10) serta
persamaan masing-masing momentum untuk
setiap fase [3]:
227
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

Reynolds number (Re) masing-masing fase
+ = +

𝜕
𝜕𝑡 𝜌𝑚𝑣 𝑚 + ∇ ∙ 𝜌𝑚𝑣 +𝑚𝑣 𝑚 +−∇+𝑝 ∇∙ = × (13)
𝜇 𝑚𝑛𝑖= 1∇𝛼𝑣 𝑖𝑚𝜌𝑖𝑣 𝑑∇𝑟.𝑖𝑣 𝑣 𝑇𝑑𝑚𝑟. 𝑖 𝜌𝑚𝑔 𝐹 ∇∙ (4) 𝑅 Fr𝑒i𝑆c𝑖tion 𝐺f𝑖𝜇a𝑖c𝐷tor
Persamaan Navier-Stokes untuk fluida

Newtonian digunakan untuk mengembangkan
Untuk aliran laminer (Re < 2300)
suatu metode volume hingga [8]

16
= (14)
= + + (5)

𝜌𝐷𝐷𝑢𝑡 −𝜕𝜕𝑝𝑥 ∇∙ 𝜇𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢 𝑆𝑀𝑥 U𝑓𝑖ntuk a li𝑅ra𝑒n𝑆𝑖 turbulen (Re 2300)
= + + (6)
𝐷𝑢 𝜕𝑝 ≥ 2
𝜌𝐷𝑡 −𝜕𝑦 ∇∙ 𝜇𝑔𝑟𝑎𝑑𝑣 𝑆𝑀𝑦 = 1.8× 10 +6.9 (15)
= + + (7) 3.7× 1.11 −
𝑘
𝐷𝑢 𝜕𝑝 𝑓P𝑖res s−ure gra𝐿d𝑜ie𝑔nt a k ib at g𝐷e sek an 𝑅 𝑒
𝜌𝐷𝑡 Pe−m𝜕o𝑧del∇an∙ 𝜇t𝑔ur𝑟b𝑎u𝑑l𝑤en si 𝑆y𝑀a𝑧ng digunakan
adalah fase cairan dengan simulasi Eulerian- 2 × × × 2
= (16)
Euleriantwo phase flow berupa turbulensi
enegi kinetik [3]. 𝑑𝑃 𝑓𝑖 𝜌𝑖 𝑣𝑆𝑖
F 𝑑a𝑧k t𝑖or Lockh𝐷art-Martinelli
+ = +
1/2
𝜕 𝜕 𝜕
𝜕 𝑡 𝜌 𝐿𝛼𝐿𝑘 𝜕𝑥+𝑖 𝜌𝐿𝛼𝐿𝑣𝐿𝑘 𝜕𝑥𝑖 𝛼 𝐿 𝜇𝐿 (8) = 𝑑𝑝 (17)
𝜇𝐿𝑡𝑢𝑟 𝜕𝑘 𝑑𝑧 𝐿
F𝜍a𝑘s e 𝜕𝑥k𝑖 onti𝛼n𝐿y u𝐺 −di𝛼hi𝐿t𝜌u𝐿n𝜌g𝜀 𝐿 menggunakan 𝑋 𝑑𝑑𝑝𝑧 𝐺
model standar pada viskositas turbulen Pressure drop multiplier
[3]. Fase udara
𝑘−𝜖 = 1+ + 2 12 (18)
2
= (9)
𝑘𝐿 F𝛷a𝐺se a ir 𝐶𝑋 𝑋

𝜇D𝐿e𝑡𝑢n𝑟gan𝐶:𝜇 𝜌𝐿𝜀𝐿 = 1+ + 1 12 (19)
2
1 =1,44 𝐶
=1,92 Tab𝛷el𝐿 1. N ilai P𝑋ara𝑋m eter C untuk Korelasi
𝐶𝜀2
=0,09 Lockhart Martinelli [9]
𝐶𝜀
=1 Cairan Gas C
𝐶𝜇 =1,3 Turbulen Turbulen 20
𝜍𝑘 Laminer Turbulen 12
Perhitungan Empi𝜍ri𝜀s Turbulen Laminer 10
Flow rate masing-masing fase Laminer Laminer 5

= (10)
𝑄𝑖 Total pressure gradient
M𝑣𝑆a𝑖ss 𝐴flow rate masing-masing fase
= (11) =Φ2 =Φ2 (20)
𝜌𝑖 𝑑𝑃 𝑑𝑃 𝑑𝑃
𝑚 𝑖 𝑄𝑖 G𝑑a𝑧s 𝑓V𝑟𝑖o𝑐𝑡i𝑖d𝑜𝑛 Fracti𝐿on 𝑑 𝑧 𝐿 𝐺 𝑑𝑧 𝐺
Mass flux masing-masing fase

= 1+ 0,8 0,378
= (12) −
𝑚 𝑖 𝛼 𝑋 (21)
𝐺𝑖 𝐴
228
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

Liquid Holdup Perhitungan Eksperimen

=1 (22) = + × × (29)
11,12 11 12

Keterangan:
𝛼K𝐿ecepa−ta𝛼n aktual masing-masing fase ∆𝑃𝑒𝑙𝑏𝑜𝑤 ∆𝑧 𝑕 −𝑕 𝜌𝑚 𝑔
= pressure drop di belokan 2
= (23) = elevasi pressure taps (m)
∆𝑃1𝑒1𝑙𝑏,1𝑜2𝑤 𝑁
𝑣𝑆𝑖 = level ketinggian manometer𝑚 raksa

𝑣𝑖 𝛼𝑖 ∆(m𝑧)
Densitas campuran
𝑕
= densitas campuran
3
= × + × (24)
𝜌𝑚 Hubungan proporsi volu m𝑘e𝑔t rik u dara (β)
𝜌R𝑚estric t𝛼ion 𝜌p𝐺re ssu r𝛼e𝐿 𝜌𝐿 terhadap pressure drop di belokan𝑚 900 secara
empiris dan eksperimen ditunjukkan pada

Gambar 4, 5 dan 6 di bawah.Hasil
2 2
= × + (25) eksperiman pressure drop pada Gambar 4, 5
2 2
𝑣𝑆𝐿 𝑣𝑆𝐺 dan 6 menunjukkan bahwa perhitungan
∆F𝑃ri𝑟c𝑒t𝑠i𝑡o𝑟n𝑖𝑐 𝑡𝑖p𝑜r𝑛essu𝐾re 𝜌𝐿 𝐾𝜌𝐺 pressure drop secara empiris maupun
eksperimen di belokan 900 kecenderungan
grafiknya menurun yang mana hasil
= × (26)
2 eksperimen nilainya lebih besar dibandingkan
𝑑𝑃 𝜋𝑅
∆ 𝑃𝑓𝑟𝑖𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑧 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝐿𝑜𝑐𝑘𝑕𝑎𝑟𝑡 hasil perhitungan secara empiris, hal ini
Static pressure 𝑀𝑎𝑟𝑡𝑖𝑛𝑒𝑙𝑙𝑖 disebabkan karena perhitungan empiris tidak
memperhatikan faktor kondisi di laboratorium

yang berkenaan dengan penelitian secara
= × × ×sin (27)
eksperimen, menurunnya pressure drop

∆𝑃𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑐 𝜌𝑚 𝑔 𝑅 𝜃 berkaitan dengan densitas campuran
Total pressure drop elbow yang sesuai dengan persamaan (24) dan
(26). Nilai densitas campuran berka 𝜌it𝑚an
= + + dengan fraksi dari masing-masing fase yaitu
gas void fraction (α) dan liquid ho 𝜌ld𝑚-u p (αL) [7].
∆ 𝑃𝐸𝐵 ∆𝑃 𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 ∆𝑃 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 ∆𝑃 𝑠(𝑡2𝑎𝑡8𝑖𝑐) Dikarenakan densitas udara yang jauh
lebih kecil dibandingkan densitas air
Dalam penelitian aliran dua fase, maka faktor pengali dari fraksi c𝜌a𝐺i ran memiliki
kecepatan aliran sangat berpengaruh peran yang besar dibandingkan fraksi ud a𝜌r𝐿a
terhadap hasil penelitian sehingga perlu sehingga semakin besar proporsi volumetrik
dibedakan antara kecepatan superfisial udara (β) maka gas void fraction (α) semakin
dengan kecepatan aktual.Kecepatan besar dan liquid hold-up (α ) menurun. Nilai
L
superfisial merupakan kecepatan fluida udara fraksi-fraksi tersebut diperoleh dari
atau air yang mengalir dan menempati perhitungan berdasarkan faktor Lockhart-
seluruh saluran pipa sedangkan kecepatan Martinelli (X), dimana faktor Lockhart-
aktual merupakan kecepatan rata-rata udara Martinelli (X) merupakan perbandingan
dan cairan ketika mengalir pada saluran pipa frictional pressure gradient fase air dengan
yang diperoleh secara empiris [2]. frictional pressure gradient fase udara yang
mana frictional pressure gradient dari masing-
masing fase dipengaruhi oleh bilangan
Reynolds [2] dan [10].

229
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

Gambar 4. Grafik Hubungan Proporsi Volumetrik Udara (β) terhadap Pressure Drop pada v
SG
0,025 m/s

Gambar 5. Grafik Hubungan Proporsi Volumetrik Udara (β) terhadap Pressure Drop pada v
SG
0,050 m/s

Gambar 6. Grafik Hubungan Proporsi Volumetrik Udara (β) terhadap Pressure Drop pada v
SG
0,076 m/s
230
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

Analisa Flow Pattern Hasil simulasi KDF bersinggungan dengan fluida air sehingga
dan Visualisasi di Belokan 900 membentuk suatu profil yang disebut juga
flow pattern, gambar simulasi selanjutnya
Gambar 7, 8, 9, 10, 11 dan 12 diverifikasi dengan foto hasil eksperimen yang
merupakan simulasipemodelan KDF dan hasil menunjukkan flow pattrernslug di belokan 900.
foto visual di belokan 900. Hasil simulasi KDF Flow pattern slug merupakan gelembung
menunjukkan udara mengisi sebagian dari udara yang menyatu dan membentuk
ruang belokan 900 yang ditandai dengan gelembung yang lebih besar yang menyentuh
warna biru dan merupakan posisi udara bagian atas permukaan pipa [3], [4] dan [7].
dengan kecepatan superfisial udara (v )
SG
yang seolah-olah mengalir di dalam pipa dan

Flow Pattren pada Kecepatan Superfisial Udara 0,025
1. Hasil simulasi KDF
𝒎 𝒔

(a)β 25% ; = 0,42 (b) β 30% ; = 0,512 (c) β 35% ; = 0,607
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿 𝑣𝐿 𝑣𝐿

(d)β 40% ; = 0,713 (e) β 45% ; = 0,833 (f) β 50% ; = 0,966
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
G 𝑣a𝐿mbar 7.Flow Pattern Hasil Simu la𝑣s𝐿i KDF pada v 0,025 𝑣𝐿
SG

2. Hasil foto eksperimen 𝑚 𝑠

(a)β 25% ; = 0,423 (b) β 30% ; = 0,512 (c) β 35% ; = 0,607
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿 𝑣𝐿 𝑣𝐿
231
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

(d)β 40% ; = 0,713 (e) β 45% ; = 0,833 (f) β 50% ; = 0,966
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
G𝑣a𝐿mbar 8.Flow Pattern Hasil Eks p𝑣𝐿erimen pada v 0,025 𝑣𝐿
SG

𝑚 𝑠
Flow Pattren pada Kecepatan Superfisial Udara 0,050

1. Hasil simulasi KDF 𝒎 𝒔

(a)β 25% ; = 0,956 (b) β 30% ; = 1,128 (c) β 35% ; = 1,313
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿 𝑣𝐿 𝑣𝐿

(d)β 40% ; = 0,994 (e) β 45% ; = 1,165 (f) β 50% ; = 1,357
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
G a𝑣m𝐿 bar 9. Flow Pattern Hasil Sim u𝑣l𝐿asi KDF pada v 0,050 𝑣 𝐿
SG

𝑚 𝑠

232
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

2. Hasil foto eksperimen

(a)β 25% ; = 0,956 (b) β 30% ; = 1,128 (c) β 35% ; = 1,313
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿 𝑣𝐿 𝑣𝐿

(d)β 40% ; = 0,994 (e) β 45% ; = 1,165 (f) β 50% ; = 1,357
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿Gambar 10.Flow Pattern Hasil E 𝑣k𝐿sperimen pada v 0,050 𝑣𝐿
SG
Flow Pattren pada Kecepatan Superfisial Udara 0,076 𝑚 𝑠

1. Hasil simulasi KDF 𝒎 𝒔

(a) β 25% ; = 1,011 (b) β 30% ; = 1,194 (c) β 35% ; = 1,388
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿 𝑣𝐿 𝑣𝐿

233
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5, No.3 Tahun 2014: 225-238 ISSN 0216-468X

(d) β 40% ; = 1.597 (e) β 45% ; = 1,824 (f) β 50% ; = 1,357
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
Gam b𝑣a𝐿r 11.Flow Pattern Hasil Simu l𝑣a𝐿si KDF pada v 0,076 𝑣𝐿
SG

2. Hasil foto eksperimen 𝑚 𝑠

(a)β 25% ; = 1,011 (b) β 30% ; = 1,194 (c) β 35% ; = 1,388
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿 𝑣𝐿 𝑣𝐿

(d)β 25% ; = 1.597 (e) β 30% ; = 1,824 (f) β 35% ; = 1,357
𝑣𝐺 𝑣𝐺 𝑣𝐺
𝑣𝐿Gambar 12.Flow Pattern Hasil E 𝑣k𝐿sperimen pada v 0,076 𝑣𝐿
SG
Gambar 7, 8, 9, 10, 11 dan 12 eksperimen berupa flow 𝑚p a𝑠ttern slug yang
membahas flow pattern yang terjadi pada ditampilkan pada masing-masing variasi, dari
kecepatan superfisial udara (v ) 0,025 , hasil simulasi dan eksperimen terlihat bahwa
SG
0,050 dan 0,076 dengan semakin besar proporsi volumetrik udara (β)
memperlihatkan bahwa simulasi member𝑚ik a𝑠n maka bilangan Reynolds air (ReSL) semakin
gambara𝑚n 𝑠posisi udara yang𝑚 𝑠menyentuh rendah sehingga memberikan gerak udara
bagian dalam dari belokan 900, kemudian dari yang lebih banyak yang berhubungan dengan
simulasi tersebut diverifikasi secara
234