28
penentuan pola aliran bersifat subjektif dan bahkan memiliki kelemahan jika aliran terkena refraksi cahaya.
Penggunaan konduktivitas probe seperti yang dilakukan Trallero dkk. 1997
serta Nadler dan Mewes 1995 dan juga penggunaan probe impedansi frekuensi tinggi seperti pada Vigneaux dkk. 1988 dan Angeli dan Hewitt 2000.
Kelebihan metode ini adalah hasil yang lebih akurat dan obyektif.
Densitometri sinar Gamma seperti yang digunakan oleh Soleimani 1999, Elseth dkk. 2000 merupakan metode lain yang akurat.
2.3.1.1 Klasifikasi Pola Aliran
Russel dkk. 1959 menggambarkan tiga pola aliran pada aliran minyak-air yang mengalir secara horizontal. Polanya adalah aliran mixed M, aliran stratified S dan
bubble B. Mereka memvariasikan rasio volume minyak-air, R
v
, 0,1-10, dan kecepatan superfisial 0,0354-1,082 ms. Tabel 2.1 menunjukkan data eksperimen. Tujuannya
adalah untuk mempelajari pengaruh rasio input terhadap pola aliran. Gambar 2.15 menunjukkan pola aliran pada kecepatan superfisial dengan berbagai rasio input.
Tabel 2.1 Data eksperimen Russel dkk. [4]
Fluida Air dan Minyak Mineral Transparan Paraffinic
Temperatur Aliran 42
o
C Viskositas Air
0.894 mPas Viskositas Minyak
18 mPas Densitas Minyak
834 kgm
3
Diameter Pipa 24.5 mm
Panjang Seksi Uji 8.6 m
29
Gambar 2.16 Pola aliran mixed M, stratified S dan bubble B untuk laju aliran tertentu [4]
Ketiga rezim aliran tersebut dapat teridentifikasi baik dalam keadaan aliran laminar maupun aliran turbulen. Pada rasio input terendah, fase minyak tampak sebagai
bubble yang terbentang cukup luas . Seiring dengan meningkatnya rasio input, aliran berubah menjadi stratified. Dengan peningkatan lebih lanjut dari rasio input aliran
menjadi mixed. Charles dkk. 1961 melakukan penelitian yang sama pada tiga jenis minyak
yang berbeda yang masing-masing dicampur dengan air pada pipa horisontal. Rasio input minyak-air berkisar 0,1-10,0. Tabel 2.2 menunjukkan data eksperimen.
Tabel 2.2 Data eksperimen Charles dkk. [4]
Fluida Air dan Tiga Jenis Minyak Komersil;
1
Marcol GX clear,
2
Wyrol J clear,
3
Teresso 85 dark green-brown Temperatur Aliran
25
o
C Viskositas Minyak
6.29
1
, 16.8
2
, 65
3
Densitas Minyak 998 kgm
3
Diameter Pipa 26.4 mm
Panjang Seksi Uji 7.3 m
Charles dkk. 1961 mengamati serangkaian pola aliran untuk penurunan laju aliran minyak pada kecepatan aliran air konstan. Gambar 2.17, Gambar 2.18 dan
Gambar 2.19 berisi gambar-gambar dari fotografi rezim aliran yang berbeda.
30
Gambar 2.17 Pola aliran air dan minyak dengan viskositas 16,8 mPa pada berbagai kecepatan
minyak, untuk kecepatan aliran air konstan rendah 0,03 ms [4]
Gambar 2.18 Pola aliran air dan minyak dengan viskositas 16,8 mPa pada berbagai kecepatan
minyak, untuk kecepatan aliran air konstan 0,21 ms [4]
Gambar 2.19 Pola aliran air dan minyak dengan viskositas 16,8 mPa pada berbagai kecepatan
minyak, untuk kecepatan aliran air konstan tinggi 0,03 ms [4]
T. Balakhrisna dkk. melakukan penelitian terhadap aliran air-minyak yang mengalir melalui pipa horizontal dengan sudden contraction dan expansion. Mereka
memvariasikan kecepatan aliran air dengan kecepatan aliran minyak konstan, dan begitu pula sebaliknya. Gambar 2.19 memaparkan gambar fotografi aliran air-minyak akibat
31
pipa sudden contraction pada bagian pipa besar upstream dan pipa kecil
downstream.
a
b
32
Gambar 2.20 Gambar fotografi aliran air-minyak akibat pipa sudden contraction a dan
sudden expansion b pada bagian upstream dan downstream [2]
2.3.1.2 Parameter yang Memengaruhi Pola Aliran
