Compressible Flow Fenomena Aliran Pada Ejektor

44 Gambar 2.30 Discharged coefficient pada plat orifis dengan sambungan D : ½D White, 1998.

2.8 Fenomena Aliran Pada Ejektor

Pada ejektor terdapat fenomena – fenomena aliran, dimana primary fluid mengalami ekspansi tekanan dan kenaikan kecepatan menjadi supersonic velocity dengan melewati nozzle. Primary fluid dalam penelitian ini merupakan gas bertekanan tinggi yang dikategorikan sebagai aliran compressible. Secondary fluid disisi lain merupakan air incompressible fluid yang terhisap kedalam suction chamber akibat fenomena perbedaan tekanan. Proses entrainment, pencampuran fluida, perubahan tekanan dan kecepatan akan dijelaskan lebih lanjut pada sub bab ini.

2.8.1 Compressible Flow

Ketika sebuah fluida bergerak pada kecepatan suara, kerapatan density fluida dapat berubah secara signifikan dan aliran dapat dikategorikan sebagai compressible. Aliran compressible sulit untuk diperoleh pada likuid, dimana PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45 dibutuhkan tekanan yang sangat tinggi 1000 atm untuk menghasilkan kecepatan suaran sonic velocity. Sebaliknya, gas hanya membutuhkan rasio tekanan 2 : 1 untuk menghasilkan sonic velocity. Terdapat dua efek yang sangat penting dan khas pada aliran compressible antara lain: 1. Chocking, dimana laju aliran pada sebuah pipa sangat dibatasi oleh kondisi kecepatan suara sonic condition. 2. Shock wave, merupakan suatu properti yang selalu berubah – ubah pada aliran supersonic. 2.8.2 Pengaruh dari Variasi Luas Penampang Aliran Compressible Ketika fluida mengalir secara tunak melalui sebuah saluran yang mempunyai luas penampang aliran yang berubah sepanjang jarak aksial, persamaan kekekalan massa kontinuitas . const Av m     2.31 dapat digunakan untuk menghubungkan laju aliran pada berbagai bagian yang berbeda. Untuk aliran incompressible, kerapatan fluida tetap konstan dan kecepatan aliran dari satu bagian ke bagian lainnya bervariasi secara terbalik dengan luas penampangnya. Namun demikian, apabila fluidanya compressible, maka kerapatan, luas penampang, dan kecepatan aliran semuanya dapat bervariasi dari satu bagian ke bagian lain White, 1998. Aliran compressible yang memiliki kecepatan subsonic Ma 1, akan mengalami perubahan kecepatan saat luas penampang diperkecil Subsonic Nozzle dan berlaku sebaliknya untuk perbesaran luas penampang akan disertai dengan penurunan kecepatan aliran Subsonic diffuser. Namun apabila aliran compressible memiliki kecepatan supersonic Ma 1, perbesaran luas penampang akan disertai dengan kenaikan kecepatan supersonic nozzle dan berlaku juga sebaliknya untuk pengecilan luas penampang akan disertai dengan penurunan kecepatan supersonic diffuser. Fenomena ini dijelaskan pada Gambar 2.31 dan persamaan 2.32 White, 1998. 46 1 1 2 Ma A dA V dV    2.32 Gambar 2.31 Efek perubahan bilangan Mach pada perubahan properti fluida dengan perubahan luas penampang White, 1998.

2.8.3 Fenomena Choking