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.

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.

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. Apabila kecepatan cairan lebih besar dari kecepatan gas, maka kantung udara yang telah terbentuk akan cepat pecah.

Pada penelitian ini akan dilakukan pengukuran kecepatan kantung udara dengan meng-interkorelasikan sinyal yang terekam terhadap waktu yang diperlukan oleh sebuah kantung udara untuk melintasi jarak sinyal, kemudian dari data pengamatan tersebut akan dibandingkan dengan persamaan Nikline.

Adapun manfaat dari pengukuran kecepatan kantung udara ini adalah akan mengetahui bagaimana fenomena keantung udara (slug flow), apabila kantung udara yang dihasilkan lebih panjang maka semakin banyak cairan yang akan tertekan dalam lapisan disekitar kantung udara sehingga lapisan film yang terbentuk akan semakin tipis. Sebagai contoh apabila hal ini terjadi pada peristiwa evaporasi, lapisan film yang tipis akan menyebabkan melepuhnya pipa.

2. Dasar Teori

Pola Aliran Searah Keatas.

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. Pada penelitian ini akan dilihat pola aliran dalam pipa vertikal dengan arah aliran keatas, ini dapat diperhatikan pada gambar.1.

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 :

􀂉 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).

􀂉 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.