FENOMENA ALIRAN TAYLOR COUETTE POISEUILLE DENGAN ALIRAN AKSIAL-RADIAL DI DALAM SILINDER KONSENTRIS

Abstract

The filtering process using membrane technology is a modification of Taylor-Couette flow, which is a flow between two concentric cylinders that rotates with axial and radial flow and utilizes the vortex that occurs in Taylor-Couette flow which can increase membrane efficiency. The purpose this study was to determine the phenomenon of the Taylor Couette Poiseuille flow with axial-radial flow in concentric cylinders. The study was usesd a test section in the form of two concentric cylinders, in which the inner cylinder rotates as a membrane while the outer cylinder is stationary with a height of 500 mm, a radius ratio of 0.72; aspect ratio 40 and cylinder gap 12.5 mm. The inner cylinder rotation is set using an inverter to get the expected rotation. The phenomenon of observing flow patterns is done by using digital cameras on different inner cylinder turns. The results showed that changes in the inner cylinder rotations affect the flow pattern of Taylor-Couette that is formed in stages, namely laminar Couette, Taylor-vortex which is characterized by the appearance of paired vortexes, opposite directions that occur along the flow, wavy vortex and turbulant vortex. Changes in membrane porousity also show the effect of Taylor Couette Poiseuille flow phenomena with axial-radial flow which is higher, the transition to vortex occurs at higher Taylor numbers also means that Couette-Poiseuille flow stability increased. Keywords: axial-radial flow; Concentris cylinders; Taylor-Couette flow phenomenon. AbstrakProses penyaringan yang menggunakan teknologi membran merupakan modifikasi dari aliran Taylor-Couette, yaitu aliran diantara dua buah silinder konsentris yang berputar dengan aliran aksial dan radial serta memanfaatkan vortex yang terjadi pada aliran Taylor-Couette yang dapat meningkatkan efisiensi membran. Tujuan penelitian dilakukan untuk mengetahui fenomena aliran Taylor Couette Poiseuille dengan aliran aksial-radial di dalam silinder konsentris. Penelitian menggunakan seksi uji berupa dua silinder konsentris, yang mana silinder bagian dalam berputar sebagai membran sedangkan silinder luar diam dengan tinggi 500 mm, perbandingan radius 0,72; perbandingan aspek 40 dan celah silinder 12,5 mm. Putaran silinder bagian dalam diatur menggunakan inverter untuk mendapatkan putaran yang diharapkan. Fenomena pengamatan pola aliran dilakukan dengan menggunakan camera digital pada putaran silinder bagian dalam yang berbeda-beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan putaran silinder bagian dalam mempengaruhi pola aliran Taylor-Couette yang terbentuk secara berjenjang yaitu Couette laminar, Taylor-vortex yang ditandai dengan munculnya vortex yang saling berpasangan, berlawanan arah yang terjadi di sepanjang aliran, wavy vortex dan vortex turbulant. Perubahan porousitas membran juga menunjukkan pengaruh fenomena aliran Taylor Couette Poiseuille dengan aliran aksial-radial yang semakin tinggi maka transisi terjadinya  vortex terjadi pada bilangan Taylor yang lebih tinggi pula berarti stabilitas aliran Couette-Poiseuille meningkat.