Pola Aliran Dasar Teori
15
b. Aliran strata gelombang stratified wavy flow, merupakan aliran yang amplituda gelombangnya meningkat karena terjadinya kenaikan kecepatan
fluida gas. c. Aliran sumbat liquid sluq flow, merupakan aliran yang amplitudo
gelombangnya sangat besar sehingga menyentuh pipa bagian atas. d. Aliran cincin annular flow, merupakan aliran yang fluidanya lebih tebal di
dibagian dasar pipa dibandingkan dibagian atas pipa. e. Aliran gelembung yang tersebar dispered bubbly flow, merupakan aliran yang
gelembung gas mengalir pada bagian atas pipa. Peta pola aliran yang sering dipakai adalah peta pola aliran yang dibuat
oleh Mandhane 1974. Pola aliran dinyatakan dengan kecepatan superfisial udara J
G
dan kecepatan superfisial air J
L
dalam satuan ms. Peta pola aliran ini digunakan untuk menentukan jenis aliran yang terjadi.
Gambar 2.24. Peta Pola Aliran Mandhane, dkk, 1974 Menurut Korawan 2015 Perbedaan antar fasa yang mengalir didalam
pipa akan membentuk banyak perubahan pola aliran, hal ini dikarenakan fasa fluida yang berbeda, orientasi dan geometri pipa dimana fluida-fluida yang
mengalir, dan flow rates dari tiap fasa. Pengaruh elbow terhadap pola aliran pada
16
pipa horizontal terlihat nyata untuk berbagai variasi Superficial Liquid Velocity serta variasi β, hal yang menarik untuk diketahui bahwa pada kasus kecepatan
superficial liquid yang tinggi, bubbly flow cenderung berubah menjadi churn flow sedangkan pada kecepatan superficial liquid yang rendah bubbly flow cenderung
menjadi stratified flow.
Gambar 2.25. Visualisasi Pola Aliran Pada Kecepatan Usl = 0,4 ms Korawan, 2015
17
Gambar 2.26. Visualisasi Pola Aliran Pada Kecepatan Usl = 0,55 ms Korawan, 2015
Gambar 2.27. Visualisasi Pola Aliran Pada Kecepatan Usl = 0,85 ms Korawan, 2015
18
Gambar 2.28. Visualisasi Pola Aliran Pada Kecepatan Usl = 1,0 ms Korawan, 2015
Gambar 2.29. Visualisasi Bubble flow Pada TPI Dengan Variasi Usl Korawan, 2015
Beberapa jenis aliran sangat dipengaruhi oleh bilangan Reynold. Bilangan Reynold adalah bilangan tidak berdimensi yang penting digunakan untuk
penelitian aliran fluida didalam pipa. Adapun persamaan bilangan Reynold adalah sebagai berikut:
19
� =
��� �
……………………………………………………………………2.1
Dengan: V = Kecepatan Fluida ms
D = Diameter Dalam Pipa m ρ = Massa Jenis Fluida kgm³
μ = Viskositas Dinamik Fluida kgm.s atau N.sm²
Kata superficial velocity dari tiap fasa bisa digambarkan sebagai volumetric flux, yaitu flow rate dari tiap fasa dibagi area pipe cross sectional
dengan asumsi bahwa fasa mengalir sendiri didalam pipa. Sehingga untuk superficial gas velocity dan superficial liquid velocity bisa diperoleh sebagai
berikut: �
�
=
�
�
�
…………….............................................................................
2.2 � =
�
�
�
…………………………………………………………..........
2.3 Dimana :
�
�
= Kecepatan superficial gas ms � = Kecepatans uperficial liquid ms
�
= Gas flow rate pada pipa � s
= Liquid flow rate pada pipa � s
A = Luas pipa pada area cross sectional �
20
Menurut Munson 2013 aliran fluida dibedakan berdasarkan bentuk aliran dan berdasarkan waktu.
Aliran fluida berdasarkan bentuk alirannya : a. Aliran Laminar
Aliran dengan fluida yang mengalir pada lapisan-lapisan atau lamina – lamina
dengan satu lapisan meluncur secara lancar. Aliran laminar ini mempunyai nilai bilangan Reynolds-nya kurang dari 2100 Re 2100.
Gambar 2.30. Aliran Laminar Munson, dkk, 2013 b. Aliran Turbulen
Aliran bergerak dari partikel-partikel fluida yang tidak menentu karena telah mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan yang mengakibatkan
saling tukar momentum dari satu bagian fluida ke bagian fluida yang lain dalam ukuran yang besar. Dimana nilai bilangan Reynolds-nya lebih besar dari 4000 Re
4000.
Gambar 2.31. Aliran Turbulen Munson, dkk, 2013 c. Aliran Transisi
Aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turblen, nilai bilangan Reynolds- nya antara 2100 sampai dengan 4000 2100Re4000.
21
Gambar 2.32. Aliran Transisi Munson, dkk, 2013 Aliran fluida berdasarkan waktu, yaitu :
a. Aliran Steady Aliran yang kecepatannya tidak dipengaruhi terhadap waktu sehingga
kecepatan tetap konstan pada setiap titik tidak mempunyai percepatan. b. Aliran Transient
Aliran yang kecepatannya terjadi karena dipengaruhi terhadap waktu.