Studi CFD mengenai Pengaruh Sifat Fisis Fluida terhadap Karakteristik Counter-Current Flow Limitation pada Pipa Horizontal

Abstract

Tujuan penelitian ini ialah untuk mempelajari pengaruh densitas cairan, viskositas cairan, dan densitas gas terhadap karakteristik counter current flow limitation atau flooding pada pipa horizontal. Analisis numerik dilakukan menggunakan software CFD Ansys Fluent 2020 R2 student version dengan menerapkan model volume of fluid (VOF). Aparatus penelitian yang digunakan ialah geometri pipa hot leg reaktor PWR tipe German Konvoi skala 1/30 yang terdiri dari reactor pressure vessel, pipa hot leg, dan steam generator. Pipa hot leg yang digunakan memiliki diameter dalam D = 25,4 mm dan panjang pipa horizontal L = 635 mm (L/D = 25). Cairan yang digunakan ialah air, kloroform, larutan gliserin 10%, dan propil asetat, sedangkan gas yang digunakan ialah udara dan uap air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan densitas cairan menyebabkan peningkatan kecepatan superficial flooding gas, serta menyebabkan pergeseran hydraulic jump dan locus of slugging menjauhi belokan. Hasil dari peningkatan viskositas cairan menunjukkan pola yang berkebalikan dibandingkan hasil dari peningkatan densitas cairan. Penurunan densitas gas menyebabkan flooding terjadi pada kecepatan superficial gas yang lebih tinggi, serta menyebabkan pergeseran hydraulic jump dan locus of slugging menjauhi belokan.