ALIRAN DUA FASA

ANDIKA JAMALUDDIN

D211 09 295

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2012

ALIRAN DUA FASA

Zat yang tersebar di alam dibedakan dalam tiga keadaan (fase), yaitu

fase padat, cair dan gas. Beberapa perbedaan di antara ketiganya adalah:

1. Fase padat, merupakan zat yang mempertahan kan suatu bentuk dan

ukuran yang tetap, meskipun suatu gaya yang besar dikerjakan padabenda

tersebut.

2. Fase cair, zat tidak mempertahankan bentuk yang tetap

melainkanmengikuti bentuk wadahnya. Tetapi seperti halnya fase padat,

pada fase cair, zat tidakmudah dimampatkan, dan volumenya dapat diubah

hanya jika dikerjakan gaya yangsangat besar.

3. Fase gas, zat tidak mempunyai bentuk tetap, tetapi akan berkembang

mengisi seluruh wadah.

Karena fase cair dan gas memiliki karakter tidak mempertahankan

suatu bentuk yang tetap, maka keduanya mempunyai kemampuan untuk

mengalir; dengan demikian keduanya disebut fluida

Dalam ilmu fisika, fase adalah suatu himpunan keadaan sistem fisik

makroskopik yang memiliki komposisi kimia yang seragam dan ciri-ciri fisik

(seperti densitas, struktur kristal, indeks refraktif, dan lain-lain). Contoh paling

umum adalah padat, cair, dan gas. Yang tidak umum termasuk plasma,

kondensat Bose-Einstein dan kondensat Fermionik, benda aneh, kristal cairan,

superfluida dan supersolid dan fase paramagnetik dan ferromagnetik dari

benda magnetik.

Pada tulisan ini, yang akan dibahas yaitu tentang aliran 2 fasa, dimana

Aliran dua fase adalah kasus yang paling sederhana dari aliran banyak fase.

Disamping itu juga ada istilah aliran dua komponen. Aliran ini

menggambarkan aliran yang fasenya tidak terdiri dari substansi kimia yang

sama. Sebagai contoh, aliran uap air (H2O)gas – air (H2O) likuid adalah aliran

dua fase, sedangkan aliran udara-air adalah dua komponen. Kadang-kadang

aliran cairan-cairan juga disebut aliran dua fase, fase disini menunjukkan

mana komponen yang kontiniu dan mana yang tidak kontiniu.

Gas adalah suatu fase benda dalam ikatan molekul, bisa berbentuk

cairan, benda padat, ikatan molekul akan terlepas pada suhu titik uap benda.

Gas mempunyai kemampuan untuk mengalir dan dapat berubah bentuk.

Namun berbeda dari cairan yang mengisi pada besaran volume tertentu, gas

selalu mengisi suatu volume ruang, mereka mengembang dan mengisi ruang

di manapun mereka berada. Tenaga gerak/energi kinetis dalam suatu gas

adalah bentuk zat terhebat kedua (setelah plasma). Karena penambahan energi

kinetis ini, atom-atom gas dan molekul sering memantul antara satu sama lain,

apalagi jika energi kinetis ini semakin bertambah.

Cairan adalah salah satu dari empat fase benda yang volumenya tetap

dalam kondisi suhu dan tekanan tetap; dan, bentuknya ditentukan oleh wadah

penampungnya. Cairan juga melakukan tekanan kepada sisi wadahnya dan

juga kepada benda yang terdapat dalam cairan tersebut; tekanan ini disalurkan

ke seluruh arah.

Aliran dua fase merupakan bagian dari aliran multi-fase, Studi tentang

aliran dua fase dapat kita perhatikan atas beberapa bagian, yaitu : wujud fase

(gas-cair, cair-padat, dan padat-gas), arah aliran (searah keatas, searah

kebawah, dan berlawanan arah), dan kedudukan saluran (mendatar, tegak atau

miring). Aliran dua fase yang berbeda ini banyak dijumpai dalam kehidupan

sehari-hari maupun proses-proses industri.

Gambar 1. Bentuk Pola Aliran dua fasa Vertikal

Aliran kantung ditandai oleh bentuk gelembung (bubble) gas yang

relatif berukuran panjang dan hampir memenuhi penampang saluran aliran.

Aliran kantung dapat terjadi apabila kecepatan aliran gas dan cairan terus

ditingkatkan sehingga memungkinkan timbulnya gelembung.

Gambar 2. Bentuk Pola Aliran dua fasa Horisontal

Aliran gas-cair dapat mempunyai berbagai konfigurasi geometrik yang

dikenal sebagai pola aliran. Parameter fisik yang penting dalam menentukan

pola aliran adalah tegangan permukaan dan gravitasi. Pola aliran dalam pipa

vertikal dan horisontal akan berbeda. Banyak kriteria pola aliran yang kita

perhatikan baik dari literatur dan penelitian-penelitan, tetapi maksud dan

tujuannya adalah sama. Deskripsi pola aliran menurut Collier (1980), dengan

arah aliran keatas adalah sebagai berikut :

1. Aliran gelembung (Bubble flow).

Dalam aliran gelembung fase gas atau uap disebarkan sebagai

gelembung yang mempunyai ciri tersendiri dalam fase cairan secara

kontiniu. Pada satu sisi gelembung bisa kecil dan berbentuk bulat dan

disisi lain gelembung bisa besar dengan bentuk bulat dan datar. Dalam

kondisi ini ukuran gelembung tidak mendekati diameter pipa, tetapi

diperkirakan mempunyai ukuran yang sama (uniform).

2. Aliran kantung gas atau sumbat cairan (Plug / Slug flow).

Dalam aliran ini ukuran gelembung gas atau uap kira-kira

mendekati diameter pipa. Wujud gelembung berbentuk bulat seperti kepala

topi yang memanjang dan gas dalam gelembung dipisahkan dari dinding

pipa dengan lapisan film cairan yang turun secara perlahan lahan. Aliran

cairan berisi sumbat cairan yang dipisahkan gelembung gas secara terus

menerus. Sumbat cairan dapat atau tidak diisi gelembung gas kecil yang

diperoleh setelah gelembung besar. Panjang gelembung gas sangat

bervariasi.

3. Aliran acak (churn), disini terjadi gerakan osilasi sehingga cairan menjadi

tidak stabil.

4. Aliran cincin (annular), dimana sebagian fase likuid berlaku sebagai film

didinding pipa dan sebagian lagi berupa tetesan yang terdistribusi dalam

gas yang mengalir pada bagian tengan pipa.

5. Aliran cincin kabut tetes cairan (wisphy annular), konsentrasi tetesan

dalam gas bertambah dan akhirnya bergabung membentuk gumpalan.

Gambar 3. Pola Aliran pada pipa vertikal

Gambar 4. Pola Aliran pada pipa miring

Contoh Aplikasi Dari Aliran 2 Fasa :

Gambar 5. Contoh-contoh aplikasi aliran 2 fasa

Daftar Pustaka (Diakses tanggal 17 Desember 2012)

1. http://id.wikipedia.org/wiki/Fase_benda

2. http://id.wikipedia.org/wiki/Cair

3. http://id.wikipedia.org/wiki/Gas

4. http://radeneka.wordpress.com/tag/fase-gas/

5. http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2110391-pengertian-fase/

6. http://www.google.com/url?

sa=t&rct=j&q=aplikasi+aliran+dua+fasa&source=web&cd=1&cad=rja&ved

=0CDMQFjAA&url=http%3A%2F%2Fdigilib.its.ac.id

%..............................,d.bmk

7. http://bunghatta.ac.id/artikel/190/karakterisasi-aliran-dua-fase-cair-gas-

searah-vert.html

8. http://research-report.umm.ac.id/index.php/research-report/article/view/141

9. http://letshare17.blogspot.com/2010/12/2-fase-aliran-fluida-dalam-pipa.html