BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISA
4.1. Hasil Hasil pengujian dan pengambilan data dalam penelitian aliran dua fasa pipa vertikal dengan air
dan udara
dengan arah berlawanan, diperoleh data yang
kemudian dilakukan pengolahan atau perhitungan untuk mendapatkan pola aliran dalam pipa vertikal. Uji coba diawali dari kecepatan air 8,33 x 10⁻ ³ m/s, serta kecepatan udara diawali dari
1,67 x 10⁻ ³ m/s sampai
8,33 x 10⁻ ³ m/s sampai 1,67 x
10⁻ ³ m/s. Dari lima variasi yang di uji coba diperoleh perbandingan terhadap terjadinya fenomena-fenomena dari masing-masing variasi seperti aliran gelembung (bubble flow), aliran kantung udara (slug flow), alran gumpalan gelembung, dan aliran cincin kabut tetesan air.
Tabel 4.1. Variasi
8,33 x 10-3 m/s terhadap
(m/s)
1,67 x 10-3 m/s
(m/s)
1,67 x 10⁻³
8,33 x 10⁻³
3,34 x 10⁻³
6,67 x 10⁻³
5 x 10⁻³
5 x 10⁻³
6,67 x 10⁻³
3,67 x 10⁻³
8, 33x 10⁻³
1,67 x 10⁻³
Berikut ini akan menampilkan visualisasi pola aliran pipa vertikal berlawanan arah serta grafik hubungan antara ∆P dengan waktu (milisekon) pada percobaan masing-masing variasi.
27
28
(a)
(b)
Grafik 4.1. a) Hubungan antara 𝚫P (MPa) dengan waktu
(milisekon)
dari (JL) 1,67 x 10-3 m/s dan (JG) 8,33 x 10-3 m/s. b) Visualisasi pola aliran cincin. Pada percobaan awal kondisi air di alirkan dengan kecepatan (JL) 1,67 x10-3 m/s dan udara di alirkan dengan kecepatan (JG) 8,33 x 10-3 m/s. percobaan aliran 1 ini pola alirannya membentuk aliran kantung dan aliran cincin kabut tetesan air pada samping pipa seperti pada gambar 4.1. (b).
29
(a)
(b)
Grafik 4.2. a) Hubungan antara 𝚫P (MPa) dengan waktu (milisekon) pada (JL) 3,33 x 10-3 m/s dan (JG) 6,67 x 10-3 m/s. b) Visualisasi pola aliran kantung. Air di alirkan dengan kecepatan (JL) 3,33 x 10-3 m/s dan udara di alirkan dengan kecepatan (JG) 6,67 x 10-3 m/s. Percobaan aliran 2 ini membentuk aliran kantung terjadi karena pada bagian tengah pipa terdapat gelembung menyerupai peluru yang berisi udara dan untuk aliran air terdapat posisi mengelilingi aliran kantung seperti pada gambar 4.2. (b).
30
(a)
(b)
Grafik 4.3. a) Hubungan antara 𝚫P (MPa) dengan waktu (milisekon) (JL) 5 x 10-3 m/s dan (JG) 5 x 10-3 m/s. b) Visualisasi pola aliran gelembung kecil dan aliran kantung. Air di alirkan dengan kecepatan (JL) 5 x 10-3 m/s dan udara di alirkan dengan kecepatan (JG) 5 x 10-3 m/s. Percobaan aliran 3 ini masih membentuk gelembung kecil dan aliran kantung karena fase udara terdapat bentuk gelembung-gelembung kecil yang mengalir sehingga gelembung gelembung tersebut menjadi aliran kantung seperti pada gambar 4.3 (b).
31
(a) Grafik 4.4. a) Hubungan antara 𝚫P (MPa) dengan waktu
(b) (milisekon)
(JL) 6,67 x 10-3 m/s dan (JG) 3,33 x 10-3 m/s. b) Visualisasi pola aliran gelembung, gelembung besar. Air di alirkan dengan kecepatan (JL) 6,67 x 10-3 m/s dan udara di alirkan dengan kecepatan (JG) 3,33 x 10-3 m/s. Percobaan aliran 4 ini masih membentuk aliran gelembung gelembung kecil sehingga terjadi gumpalan gelembung yang disebabkan karena saling menyatu gelembung satu dengan gelembung lain seperti pada gambar 4.4. (b).
32
(a) Grafik 4.5. a) Hubungan antara 𝚫P (MPa) dengan waktu
(b) (milisekon)
(JL) 8,33 x 10-3 m/s dan (JG) 1,67 x 10-3 m/s. b) Visualisasi pola aliran gelembung.
Air di alirkan dengan kecepatan ( ) 8,33 x 10⁻ ³ m/s dan udara di alirkan dengan kecepatan ( ) 1,67 x 10⁻ ³ m/s. Percobaan aliran 5 ini membentuk aliran gelembung besar yang disebakan karena aliran air lebih besar pada percobaan 1 dapat dilihat seperti gambar 4.5. (b).
33
4.2. Pembahasan Dalam uji coba kecepatan air JL 1,67 x 10-3 m/s, variasi 1 pola aliran memilki dua fenomena yaitu aliran gelembung yang menyerupai aliran kantung atau peluru serta terdapat tetesan - tetesan air yang mengalir pada bagian samping dalam pipa dan pada bagian tengah berisi aliran gas. Pada variasi 2, dan 3 pola alirannya membentuk aliran kantung, dimana fase gas disebarkan sebagai gelembung yang mempunyai ciri tersendiri dalam fase cairan secara contineu dan udara atau uap yang mengalir membentuk gelembung besar (kadang-kadang) gelembung kecil (terdistribusi cairan). Kecepatan air di naikkan menjadi JL 3,33 x 10-3 m/s, variasi 2 pola alirannya ini membentuk aliran kantung terjadi karena pada bagian tengah pipa terdapat gelembung menyerupai peluru yang berisi udara dan untuk aliran air terdapat posisi mengelilingi aliran kantung. Kecepatan air di naikkan menjadi JL 5 x 10-3 m/s, variasi 3 pola aliran membentuk gelembung kecil dan aliran kantung karena fase udara terdapat bentuk gelembung – gelembung kecil yang mengalir sehingga gelembung – gelembung tersebut menjadi aliran kantung. Kecepatan air di naikkan menjadi JL 6,67 x 10-3 m/s, variasi 4 pola alirannya terbentuk aliran gelembung gelembung kecil sehingga terjadi gumpalan gelembung yang disebabkan karena saling menyatu gelembung satu dengan gelembung lain. Kecepatan air di naikkan menjadi JL 8,34 x 10-3 m/s, pada variasi 5 menunjukkan bahwa pola aliran yang terjadi adalah gelembung besar yang disebakan karena aliran air lebih besar.
