Simulasi CFD Dinamika Frekuensi Gelombang Aliran Dua Fasa Minyak-Air pada Pipa Horizontal

https://doi.org/10.22146/jmdt.v2i2.56508

Erik Rekayana(1*), Adhika Widyaparaga(2)

(1) Universitas Gadjah Mada (UGM)
(2) 
(*) Corresponding Author

Abstract


Aliran minyak-air dalam pipa akan membentuk pola aliran beragam tergantung dari kondisi perpipaan dan properti fluida. Salah satu pola aliran yang terbentuk adalah aliran stratified wavy. Fokus penelitian ini adalah melakukan simulasi komputasi dinamika fluida (CFD) untuk menganalisa karakteristik tebal film dan frekuensi gelombang dalam aliran stratified wavy yang tervalidasi dengan hasil penelitian eksperimen. Simulasi menggunakan pipa horizontal dengan diameter 24 mm dan panjang 1200 mm. Simulasi menggunakan Ansys Fluent 19 dengan model multiphase Eulerian multi-fluid VOF dan shear stress transport (SST) k-ω. Pada penelitian ini, simulasi mengaktifkan turbulence damping untuk memprediksi antramuka minyak dan air lebih tajam. Hasil simulasi akan diubah kedalam bentuk video dan kemudian akan dianalisa dengan MATLAB menggunakan metode image processing agar diperoleh nilai tebal film dan frekuensi gelombang. Analisis dilakukan pada delapan kecepatan superfisial minyak maupun air. Pengamatan dilakukan di dua titik yaitu titik 240 mm (10D) dan 960 mm (40D). Hasil simulasi menunjukkan rata-rata tebal film cenderung naik seiring meningkatnya kecepatan superfisial air. Terdapat rata-rata deviasi sebesar 15% dari enam belas data pengamatan tebal film di dua titik pengamatan jika dibandingkan dengan hasil eksperimen. Frekuensi gelombang mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan kecepatan superfisial minyak maupun air. Frekuensi gelombang menurun ketika titik pengamatan semakin jauh dari daerah masuk fluida. Karakteristik ini tervalidasi dengan hasil eksperimen sebelumnya.


Full Text:

PDF


References

Angeli, P., & Hewitt, G. F., 2000, Flow Structure in Horizontal Oil - Water flow, International Journal of Multiphase Flow, 26, 1117–1140.

ANSYS® Fluent., 2012, Fluent Theory Guide, ANSYS Inc : USA.

Bhaskara, Ryan Wiratama., 2018, Studi Eksperimental Perubahan Kecepatan Gelombang Aliran Minyak-Air Rezim Stratified Wavy Pada Pipa Horizontal LLCC Menggunakan Metode Image Processing, Skripsi Studi Teknik Mesin Departemen Teknik Mesin Dan Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

Burlutskiy, Evgeniy and Carry Kenny T. 2015. A Computational Fluid Dynamics Study on Oil-in-Water Dispersion in Vertical Pipe Flows. Chemical Engineering Research and Design 93, 48-54.

Deendarlianto, Moeso A., Adhika W., Okto D., Khasani, Indarto. 2016. CFD Studies on the Gas-Liquid Plug Two-Phase Flow in a Horizontal Pipe. J. Petroleum Sci. and Eng. 147, 779-787.

Hanif, Muhammad Abiyyu., 2018, Studi Eksperimen Perubahan Frekuensi Aliran Dua Fasa Campuran Air-Minyak Tanah dengan Pola Stratified Wavy Pada Pipa Horizontal LLCC dan Pengaruhnya Terhadap Panjang Pipa Menggunakan Metode Image Processing, Skripsi Studi Teknik Mesin Departemen Teknik Mesin Dan Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

Gulia, Ravinder Singh, Ranjit K. S., Pardeep. 2017. CFD Modelling of Stratified Oil-Water Flow. Int. J Eng. Sci. and Research Technology. CODEN: IJESS7.

Shi, Jing., Gourma, Mustapha., Yeung, Hoi., 2017, CFD Simulation of Horizontal oil-water flow with Matched Density and Medium Viscosity Ratio in Different Flow Regimes, Journal Petroleum Science and Engineering, 151, 373-383.

Trallero, J. L., Sarica, Cem., Brill, J. P., 1997, A Study of Oil/Water Flow Patterns in Horizontal Pipes. SPE Production & Facilities, 12(03), 165–172.

Yudi, Olga Priandana., 2018, Studi Eksperimental Pemetaan Pola Aliran Minyak-Air Pada Pipa Horizontal Separator Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone, Skripsi Studi Teknik Mesin Departemen Teknik Mesin Dan Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.



DOI: https://doi.org/10.22146/jmdt.v2i2.56508

Article Metrics

Abstract views : 504 | views : 681

Refbacks

  • There are currently no refbacks.