Mahasiswa Program Studi Doktor Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik UGM, Setya Wijayanta, berhasil meraih gelar doktor usai mempertahankan disertasinya pada ujian terbuka promosi doktor di Fakultas Teknik, Kamis (15/6). Dalam disertasinya yang berjudul Studi Pengaruh Sifat Fisis Fluida Terhadap Karakteristik Aliran Stratified Udara-Air Searah pada Pipa Horizontal, Setya mengatakan pada aliran stratified gas-cair searah pada pipa horizontal banyak dijumpai pada sistem perpipaan didesain untuk beroperasi pada pola atau rezim aliran stratified karena memiliki fluktuasi tekanan yang rendah.
Sedangkan pada aliran slug yang tidak stabil dengan fluktuasi tekanan yang tinggi dan berbahaya jika terjadi pada jaringan perpipaan bisa menyebabkan pipa pecah. Oleh karena itu, pemahaman yang baik tentang karakteristik gelombang antarmuka pada pola aliran stratified sangat membantu memahami dan mengembangkan model-model pola aliran di dekatnya seperti slug dan annular.
Pada penelitiannya untuk mengetahui pengaruh sifat fisis fluida, Setya menggunakan udara dan air pada tekanan atmosfer yang digunakan sebagai fluida uji. Selanjutnya untuk memvariasikan viskositas liquid, maka air dicampur dengan gliserin. Persentase gliserin di dalam campuran adalah 30 persen dan 50 persen. Sementara untuk memvariasikan tegangan permukaan liquid, maka air dicampur dengan butanol dengan persentase 2 dan 5 persen.
Dari hasil penelitiannya terhadap enam sub pola yang teridentifikasi dari aliran stratified yaitu stratified smooth, 2-D wave, 3-D wave, roll wave, entrained droplet plus disturbance wave, dan pseudo slug. Lalu, kenaikan viskositas dan penurunan tegangan permukaan cairan menyebabkan pergeseran garis transisi dan perubahan luas wilayah dari masing-masing sub rezim.
Selain itu, juga diketahui bahwa peningkatan viskositas liquid menyebabkan peningkatan gradien tekanan liquid film thickness dan liquid holdup. Perubahan tegangan permukaan menyebabkan peningkatan gradien tekanan dan pengaruhnya sangat kecil terhadap perubahan liquid film thickness dan liquid holdup.
Sedangkan pada aliran stratified pada posisi melintang aliran diketahui wetted wall fraction semakin berkurang dengan peningkatan viskositas liquid dan semakin bertambah dengan penurunan tegangan permukaan liquid.
Penulis : Gusti Grehenson