26
dengan PR adalah pressure lift ratio yang tidak mempunyai satuan,
Pc
adalah tekanan kondensor condenser back pressure yang dinyatakan dalam satuan bar,
dan
Ps
adalah tekanan pada evaporator secondary pressure yang dinyatakan dalam satuan bar.
2.7. Fenomena Aliran Steam Ejector
2.7.1. Compressible Flow
Compressible flow terjadi ketika fluida bergerak dengan kecepatan suara, rapat massa density yang dapat berubah sangat signifikan. Akan tetapi,
compressible flow sulit dicapai pada fluida dengan bentuk cairan liquid karena dibutuhkan tekanan yang tinggi mencapai 1000 atm untuk menghasilkan
kecepatan aliran sonic. Sebaliknya, fluida dengan bentuk gas hanya membutuhkan rasio tekanan 2:1 untuk menghasilkan kecepatan aliran sonic [White, 2011].
Terdapat dua efek yang sangat penting pada aliran compressible flow, yaitu:
a. Chocking, dimana laju aliran pada sebuah saluran sangat dibatasi oleh
kondisi kecepatan aliran sonic condition. b.
Shock Wave, merupakan suatu properti yang selalu berubah pada aliran supersonic.
2.7.1.1. Choking
Gambar 2.17 menunjukkan hubungan antara rasio luas penampang area ratio pada suatu saluran dengan nilai Mach number, di mana mencapai
kesetimbangan pada saat Ma = 1 dan nilai area ratio akan kembali ke nol apabila nilai Ma semakin besar. Kondisi inilah yang disebut dengan stagnation condition
yang terjadi apabila laju aliran massa yang melewati saluran telah mencapai kondisi kritis sonic condition. Saluran tersebut dapat disebut dengan choked,
dimana saluran tidak dapat membawa laju aliran massa yang lebih banyak kecuali PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
dengan memperluas area throat. Apabila dimensi pada throat dibatasi, maka laju aliran massa yang akan melewati throat juga harus dikurangi [White, 2011].
Gambar 2.17 Perbandingan antara area ratio dan Mach number untuk compressible flow dengan nilai k = 1,4 [White, 2011].
Untuk memperhitungkan laju aliran massa yang akan melewati throat, maka dapat dihitung dengan persamaan laju aliran massa kritis yang dapat
dituliskan pada persamaan 2.4.
2 1
6847 .
2 1
6847 ,
max RT
A RT
A m
2.4
dengan
max m
adalah laju aliran massa kritis yang dinyatakan dalam satuan kilogram per detik kgs, A adalah luas penampang saluran kritis yang
dinyatakan dalam satuan meter kuadrat m
2
, adalah rapat massa fluida pada
stagnation condition yang dinyatakan dalam satuan kilogram per meter kubik kgm
3
, R adalah konstanta gas ideal yang dinyatakan dalam satuan meter kuadrat per detik kuadrat Kelvin m
2
s
2
.K, dan
T
adalah temperatur pada stagnation condition yang dinyatakan dalam satuan Kelvin K.
28
2.7.1.2. Shock Wave Normal Shock Wave
Normal shock wave terjadi apabila terdapat perubahan pada kecepatan aliran supersonic dengan nilai Ma lebih dari satu Ma 1 menjadi kecepatan
aliran subsonic dengan nilai Ma kurang dari 1 Ma 1. Kecepatan aliran supersonic dihasilkan karena efek dari converging dan diverging pada suatu
penampang aliran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18.
Gambar 2.18 Normal shock wave [White, 2011].
Persamaan yang digunakan untuk melakukan perhitungan normal shock wave dapat dituliskan ke dalam persamaan 2.5.
1 2
2 1
2 1
2 1
2 2
k Ma
k Ma
k Ma
2.5
dengan
1
Ma
adalah nilai Mach number pada saluran inlet dengan kecepatan aliran supersonic,
2
Ma
adalah nilai Mach number pada saluran outlet dengan kecepatan aliran subsonic, dan k adalah nilai dari specific heat ratio pada gas yang
mempunyai nilai sebesar 1,4. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
2.7.2. Supersonic Nozzle dan Subsonic Diffuser
