Aliran gelembung terjadi pada laju gas rendah dan laju cairan tinggi, dispersi gas terjadi di dalam leher ejektor. Aliran slug terjadi pada laju gas
rendah dan laju cairan rendah, dispersi gas terjadi dalam leher ejektor. Aliran anular terjadi pada saat laju gas tinggi dan cairan rendah, disebut anular karena
terbentuk anulus dalam leher ejektor oleh fase cair dan fase gas mengalir dalam sumbu ejektor. Aliran jet terjadi pada laju gas dan cairan yang tinggi,
dispersi fase gas atau pencampuran terjadi dalam difuser Cramers et al., 1992.
E. Gas Entrainment
Gas entrainment merupakan proses penangkapan gas oleh cairan. Gas
entrainment dinyatakan sebagai jumlah gas yang masuk ke dalam cairan atau
nisbah laju gas terhadap laju cairan QgQ
L
. Gas entrainment dicirikan dengan adanya penggelembungan oleh selimut jet cairan Cramers et al.,
1992. Adanya gas yang masuk ke dalam cairan dapat dilihat dengan adanya
penggelembungan selimut cairan. Penggelembungan selimut cairan terjadi karena adanya gangguan dari laju gas yang memasuki cairan sehingga
menekan selimut jet dengan lebar tertentu, akibatnya terjadi penggelembungan pada badan cairan Cramers et al., 1992. Gangguan pada selimut jet cairan
dapat dilihat pada Gambar 5. Selimut jet
Qg
Gambar 5. Gangguan selimut jat cairan
19
Salah satu cara untuk memperoleh nilai gas entrainment adalah dengan menggunakan persamaan non-dimensional dari Liu dan Evans 1996,
yang dapat dilihat pada persamaan 1.
...................1
1 - Dn
Dc
1 2
Dimana Re
n
adalah nosel reynold number Re
n
= ρDnU
L
μ. A merupakan koefisien yang ditentukan berdasarkan perhitungan. Dn adalah diameter nosel
m, dan Dc adalah diameter kolom reaktor m. Rasio DnDc
2
menggambarkan karakteristik dari nosel terhadap kolom reaktor.
F. Gas Hold-up
Gas hold-up adalah fraksi volume gas yang tertahan di dalam
campuran gas dan cair. Besarnya gas hold-up dapat diperkirakan berdasarkan persamaan yang dapat dilihat pada persamaan 2.
ε
g
= ......................................2
ε
g
merupakan nilai gas hold-up. Qg merupakan laju alir gas, sedangkan Q
L
adalah laju alir cairan Cramers et al., 1992; Shirsat, 2003. Gas hold-up
merupakan fenomena pengurungan gas oleh selimut jet cairan, sehingga gas tertahan di dalam badan cairan. Jet cairan yang dihasilkan
nosel, bertabrakan dengan gas yang terhisap masuk, sehingga terjadi hantaman dan tekanan yang kuat pada selimut jet, hingga akhirnya selimut jet
mengelilingi gas dan gas tertahan di dalam selimut jet membentuk gelembung dengan ukuran kecil Cramers et al., 1992; Kinney, 2004 .
Re
n
Dc A
Qg Q
L
2 Dn
=
Qg Qg + Q
L
20
Penggelembungan selimut cairan
Selimut jet
Qg
Pengurungan gas
U
r
= K [g σρ
L
- ρ
g
ρ
L 2
]
14
Gambar 6. Fenomena penahanan gas oleh selimut cairan
gelembung
Gas hold-up dalam RVB dapat dihitung melalui dua pendekatan, yakni
berdasarkan model gas hold-up dan berdasarkan hasil pengukuran eksperimen gas hold-up
. Model gas hold-up dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan dari Liu dan Evans 1996, yang dapat dilihat pada persamaan 3.
.............................3
ε
g
= U
g
C
o
U
g
+ U
L
- Ur
Dimana
ε
g
merupakan gas hold-up, Ug adalah laju gas ms, U
L
adalah laju cairan ms, Co merupakan koefisien distribusi aliran turbulen yang nilainya
sebesar 0.92 dan Ur merupakan peningkatan laju gelembung ms, yang nilainya dapat diperoleh dari pada persamaan 4.
.............................4
21
,
ρ
2
Dimana K merupakan konstanta, g adalah gravitasi ms
L
adalah densitas cairan kgms,
ρ
adalah densitas gas CO
g 2
kgms, dan σ adalah tegangan
permukaan Nm. Nilai eksperimen gas hold-up diperoleh dengan menggunakan
persamaan dari Ide et al., 1999 :
ε
g
= H – H
o
l
B
5
Dimana H adalah tinggi cairan akhir m, Ho adalah tinggi cairan awal m, dan l adalah penetrasi gelembung m.
B
22
23
III. METODOLOGI
