## ONSET OF FLOODING DAN FENOMENA HYDRAULIC JUMP LOO� LI�E DALAM PIPA VERTIKAL
MAHMUDDIN, 1 SAMSUL KAMAL, 2 INDARTO, 3 DAN PURNOMO 4 1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Muslim Indonesia
2,3,4 Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada
E-mail: mahmud_umitek@yahoo.com

## ABSTRA�
Percobaan telah dilakukan pada aliran berlawana arah udara dan air di pipa diameter 24 mm. Alur pengamatan, aliran berlawana arah udara dan air di pipa diameter 24 mm. Alur pengamatan, udara dan air di pipa diameter 24 mm. Alur pengamatan, pengukuran tekanan gradien dan ketebalan film dilakukan di air Reynolds numbers (Re L ) yang bervariasi 322, 465, 630 yang bervariasi 322, 465, 630 bervariasi 322, 465, 630 dan 709 dikombinasikan untuk udara injeksi dengan kecepatan dari 1,845 m/s sampai 6,148 m/s pada jarak 400 mm, 1600 mm dan 2200 mm dari saluran masuk air. Data menunjukkan bahwa gradien tekanan dan ketebalan film tidak meningkatkan lumayan sampai sebelum terjadinya banjir. Jika tidak, propagasi gelombang di permukaan aliran film dari bagian bawah saluran masuk udara akan meningkatkan ketebalan film secara bertahap dan tekanan gradien dengan cepat ketika kondisi banjir. Ketebalan film yang meningkat secara bertahap diindikasikan sebagai tampilan fenomena hydraulic jump look like.
�ata kunci� film thickness characteristics, hydraulic jump look like, onset of flooding

## ABSTRACT
Experiments have been conducted on countercurrent flow of air and water in pipe of 24 mm diameter. Flow patterns low patterns observations, measurement of the pressure of gradient and film thickness were conducted at water Reynolds numbers (Re L ) are varied 322, 465, 630 and 709 combined to injected air with velocity from 1.845 m/s to 6.148 m/s at a distance of 400 mm, 1600 mm and 2200 mm from the water inlet. The data showed that the pressure gradient and film thickness did not increase appreciably until just before the onset of flooding. Otherwise, wave propagation in surface the film flow from the bottom of air inlet would be increasing film thickness gradually and pressure gradient quickly when flooding conditions. Increasing film thikcness gradually indicated as phenomenon hydraulic jump look like.
�ey words� film thickness characteristics, hydraulic jump look like, onset of flooding

## PENDAHULUAN
Batas aliran berlawanan arah (c ounter-current flow limitation ) terjadi bila kecepatan aliran air yang mengalir ke bawah dan udara mengalir ke atas  melebihi  harga  kritisnya,  maka  sebagian air akan terangkat ke atas searah dengan aliran udara,  fenomena  ini  disebut onset  of flooding . Fenomena flooding dan karakteristik aliran dapat mempengaruhi kinerja peralatan-peralatan industri seperti  kondensor,  evaporator,  kolom  destilasi, reaktor  kimia  gas  cair.  Peristiwa flooding akan sangat berbahaya bila terjadi pada sistem pendingin reaktor  nuklir.  Bila  inti  reaktor  menjadi  kering sebagian atau keseluruhan, kemudian diusahakan pendinginan dari atas menggunakan air dingin yamg diinjeksikan dari Emergency Core Cooling (ECC). Bila uap hasil pendidihan ( flashing ) pada pembasahan ini mengalir ke atas dan menghambat aliran air pendingin  kebawah  sehingga  mengakibatkan gagalnya pendinginan pada inti reaktor tersebut
(Collier, 1972). Keadaan ini disebut LOCA ( Loss of Cooling Accident ). Pada kasus kegagalan pendingin Pada kasus kegagalan pendingin pada inti reaktor, temperatur permukaan dinding inti reaktor meningkat secara tiba-tiba sehingga dapat  menyebabkan  lelehnya  material  dinding. Secara bersamaan kenaikan temperatur tersebut menyebabkan terbentuknya uap yang melebihi dari yang diizinkan untuk mempertahankan pendinginan seperti juga yang terjadi pada pipa panas ( hot leg ). Hot leg adalah pipa panas yang menghubungkan antara inti reaktor dengan steam generator seperti pada PLTN tipe Pressurized Water Reactors (PWR). Peristiwa flooding telah mendapat perhatian khusus dalam berbagai riset di industri nuklir terutama pada reaktor nuklir jenis PWR. Kecelakaan yang ditimbulkan oleh kerusakan fatique pada sistem perpipaan adalah kecelakaan yang dialami oleh salah satu PLTN di Jepang tahun 2004 yang akibatnya antara lain, membuat sebagian masyarakat ragu terhadap keberhasilan proyek pengembangan nuklir
di sana. Sementara itu, kecelakaan yang disebabkan oleh sistem reaktor pendingin PLTN Fukoshima Jepang tidak berfungsi, yang menyebabkan tekanan dan suhu gas pada inti reaktor ( reactor core ) sangat tinggi. Tekanan dan suhu tersebut menyebabkan ledakan. Menurut Munson (2002) kecelakaan yang Munson (2002) kecelakaan yang diakibatkan oleh kurangnya laju pendinginan pada reaktor nuklir ( smal break loss of coolant accident, SBLOCA ) dapat terjadi secara cepat.
Berbagai literatur yang telah terbit menunjukkan bahwa bervariasinya prediksi untuk mengetahui onset  of  flooding serta  banyaknya  parameter yang mempengaruhi. Parameter yang dimaksud adalah  sifat-sifat  fisis  fluida  dan  faktor-faktor geometri  saluran.  Sifat-sifat  fisis  fluida  yang mempengaruhi  terjadinya flooding antara  lain kekentalan  dan  tegangan  permukaan.  Kondisi lingkungan antara lain seperti gaya-gaya gravitasi yang bekerja. Sedangkan faktor-faktor geometri yang  mempengaruhi  terjadinya flooding antara lain  diameter  dan  panjang  saluran,  kekasaran permukaan dinding saluran, dan sistem inlet dan outlet saluran (Hesteroni, 1982). Dalam kasus aliran berlawanan arah vertikal yaitu udara mengalir ke atas dan air mengalir ke bawah diperkirakan dapat terjadi  fenomena hydraulic  jump  look  like ,  yaitu ketika terjadi peningkatan ketebalan film secara tiba-tiba (Hesteroni, 1982). Dengan demikian, untuk mengetahui onset of flooding serta karakteristik ketebalan film dengan melibatkan waktu dan jarak perlu dikaji lebih mendalam. Pada penelitian ini aliran di dalam hot leg dimodelkan dengan aliran air  ke  bawah  melalui  pipa  transparan  vertikal. Air dialirkan ke bawah melewati dinding berpori sehingga diperoleh aliran film halus, sedangkan udara diinjeksikan dari sisi bagian bawah pipa secara aksial. Peningkatan laju aliran udara diprediksi dapat menyebabkan ketebalan film semakin menipis
karena  terbawanya  sebagian  air  dengan  aliran udara dianalogikan sebagai penipisan aliran film karena penguapan seperti halnya di dalam hot leg. Dengan demikian, hasil penelitian ini diharapkan memberikan pengetahuan dan pemahamaan tentang fenomena flooding dan karakteristik ketebalan film terutama saat terangkutnya sebagian air ke atas searah aliran udara.
Gargallo (2004) menjelaskan mekanisme flooding dan aliran reversal ( reversed flow ) diperlihatkan pada Gambar  1.  Cairan  diinjeksikan  melalui  dinding berpori ( porous wall ) yang ditempatkan pada sisi bagian  atas  pipa,  sedangkan  gas  diinjeksikan dari  sisi  bagian  bawah  pipa  secara  aksial.  Pada kecepatan  gas  yang  rendah  aliran  masih  dapat dikatakan pada kondisi stabil yang diperlihatkan pada Gambar 1 (a). Kenaikan laju aliran gas akan menyebabkan permukaan aliran bergelombang dan kemudian diikuti bentuk droplet yang bergerak ke atas sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 1 (b). Bila laju aliran gas terus meningkat, maka aliran gas  ini  akan  menghambat  aliran  cairan.  Gejala ini dikenal sebagai permulaan floodin g, dan dapat pula disebut sebagai batas aliran berlawanan arah ( countercurrent flow limitation ) yang diperlihatkan pada Gambar 1 (c) dan (d). Laju aliran gas yang tinggi di permukaan antarfase akan menghambat aliran  cairan  yang  mengakibatkan  laju  aliran cairan  semakin  kecil  hingga  mencapai  titik  nol (m L =0).  Pada  daerah  masuk  air  terjadi  formasi droplet dengan gerakan ke atas yang diperlihatkan pada Gambar 1 (e). Saat terjadi flooding, terjadilah pengurangan laju aliran gas sedikit demi sedikit sehingga  cairan  mulai  mengalir  lagi  ke  bawah. Fenomena  ini  disebut flow  reversal  point yang diperlihatkan  pada  Gambar  1  (g).  Karimi dan Karimi  dan Kawaji (2000) melanjutkan penelitian sebelumnya, yakni dengan melakukan pengukuran ketebalan
(a)                        (b)                      (c)                      (d)                       (e)                        (f)                       (g) gas masuk air masuk Peningkatan aliran gas Penurunan aliran gas
Gambar 1.  Mekanisme flooding dan aliran reversal dalam pipa vertikal
Gambar 2.  Pengukuran ketebalan film air, kecepatan rata-rata dan laju aliran air lokal pada Re L 3348
Gambar 3.  Fluktuasi ketebalan film untuk aliran film jatuh bebas dan aliran film permulaan flooding
film lokal pada 5 (lima) variasi angka Reynolds air antara 2685-6903 dan angka Reynolds udara dari 0-11448. Hasil pengukuran fluktuasi ketebalan film tanpa aliran udara kemudian dibandingkan dengan fluktuasi ketebalan film saat permulaaan flooding.
Interaksi antara aliran udara dengan air semakin kuat sehingga menyebabkan fluktuasi ketebalan film meningkat hingga mencapai flooding. Untuk semua Re L hasil penelitian menunjukkan bahwa pada saat permulaan flooding, terjadi fluktuasi ketebalan film
yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan fluktuasi ketebalan  film  tanpa  aliran  udara  sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 2.

## METODE
Instalasi alat penelitian terdiri dari tiga kategori, yaitu: alat utama, alat mendukung, dan alat ukur dan pengatur. Alat utama adalah pipa transparan (seksi uji). Alat pendukung terdiri fasilitas pompa, pipa instalasi air, udara, injektor udara dan air, separator. Adapun alat ukur dan pengatur meliputi transduser tekanan, flowmeter air  dan  udara,  manometer U  dilengkapi  penjebak  tekanan  yang  berfungsi untuk menghindari aliran dua fase di dalam selang
manometer, katub, kamera digital serta seperangkat alat akuisisi data. Skema seksi uji diperlihatkan pada Gambar 4.
Seksi uji yang digunakan pada penelitian ini adalah pipa transparan dari bahan fleksigelas (d i = 24 mm, z = 3000 mm) agar dapat dengan mudah untuk mengklasifikasi pola aliran yang terjadi. Air mengalir Air mengalir melalui media berpori, sehingga menghasilkan aliran film yang smooth . Sedangkan udara diinjeksikan ke atas secara aksial melalui injektor udara. Untuk mengetahui  karakteristik  aliran  film,  maka pengukuran ketebalan film dilakukan pada 4 (empat) variasi angka Reynolds air (Re L ), yaitu 322, 464, 630 dan 709 dengan injeksi udara dengan kecepatan dari 1,845 m/s sampai 6,148 m/s. ,845 m/s sampai 6,148 m/s.
(1) seksi uji (pipa transparan) dan (2) sensor ketebalan film 120 O (1) (2) air keluar injektor udara z= 400 mm sensor ketebalan fil z= 1600 z=2200 mm L= 4 mm pipa transparan (d i =24 mm) separator udara keluar media berpori air keluar terbawa udara udara masuk ' P P P a ir masuk F T KOMPRESSOR F T POMP TANGKI AIR ruang injektor udara ruang injktor air GELAS UKUR F= flowmeter dan T= Termokopel
Gambar 4.  Skematik Peralatan Seksi Uji
Pengukuran ketebalan film dilakukan dengan teknik konduktansi dengan kawat paralel. Kawat si dengan kawat paralel. Kawat ini berfungsi sebagai probe yang ditempatkan pada jarak 4 mm pada permukaan aliran film. Agar tidak aliran film. Agar tidak mengganggu aliran film, maka sensor ketebalan film dipasang tepat pada permukaan dinding bagian dalam pipa. Untuk mengetahui karakteristik aliran film, maka sensor ini dipasang pada tiga lokasi, yaitu pada jarak (z) 400 mm, 1600 mm dan 2200 mm dari sisi air masuk ( inlet water ). Masing-masing lokasi dipasang tiga sensor secara aksial dengan jarak 120° diperlihatkan pada Gambar 4. Selanjutnya, ujung sensor-sensor dihubungkan dengan alat-alat akuisisi data. Alat ini mampu merespon perubahan ketebalan film ke dalam bentuk tegangan listrik. Pengukuran engukuran ketebalan film dilakukan secara simultan dengan seperangkat alat akuisisi data, sedangkan gradien tekanan diukur dengan manometer U. Pola aliran direkam  dengan  kamera  digital  merek  Canon 4 MP, untuk mengetahui debit air dan udara yang mengalir ke seksi uji dengan flowmeter . Suhu air dijaga konstan sehingga dapat diasumsikan sebagai proses adiabatik.
Selanjutnya, data-data pengukuran ketebalan film dan pengamatan pola aliran diperoleh dengan langkah-langkah sebagai berikut. Langkah pertama adalah air dialirkan dengan sebuah pompa sentrifugal pada debit 0,231 LPM (Re L = 322), dibiarkan selama , dibiarkan selama 10  menit  sampai  mencapai  aliran  film  merata. Kemudian diinjeksikan udara pada debit sebesar 50,1  LPM  (J G =  1,845  m/s).  Tahap  selanjutnya, pengukuran ketebalan film dilakukan dan pembacaan perbedaan ketinggian air pada manometer U serta merekam pola aliran. Pada debit air yang sama debit udara dinaikkan secara bertahap dari 51,6 LPM (J 1,6 LPM (J G = 1,967 m/s) sampai 166,8 LPM (J G = 6,148 m/s). Setiap peningkatan debit udara, pengukuran ketebalan film dilakukan dan pembacaan perbedaan ketinggian
air pada manometer U serta merekam pola aliran. Dengan cara yang sama, maka langkah selanjutnya adalah menaikkan debit air secara bertahap dari 0,321 LPM (Re L = 464), 0,503 LPM (Re L = 630) dan 0,606 LPM (Re L = 709) dan setiap perubahan debit air diinjeksikan udara sedikit demi sedikit hingga kecepatan udara mencapai 166,8 LPM (J G = 6,148 m/s). Setelah pengukuran selesai, maka investigasi pola aliran, kecepatan udara dan ketebalan film saat flooding terjadi .

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pola aliran
Hasil  pengamatan  pola  aliran  menunjukkan bahwa pada kecepatan udara yang rendah dapat menyebabkan permukaaan aliran film smooth yang diperlihatkan pada Gambar 5 (a). Gejala terjadinya flooding selalu diawali dengan ketidakstabilan aliran film yang disebabkan oleh interaksi antara udara dan aliran film. Ketidakstabilan aliran film ditandai Ketidakstabilan aliran film ditandai dengan timbulnya riak atau gelombang di permukaan film. Gelombang ini menjalar ke atas pada jarak relatif dekat terhadap sisi air keluar, dimana gaya dorong udara tidak dapat mengimbangi gaya berat air (F G < < F L ) sehingga menyebabkan gelombang tersebut terurai menjadi droplet serta tetesan-tetesan air. Bila peningkatan laju aliran udara dimana interaksi antara udara dan air semakin kuat menyebabkan tetesan-tetesan air dan gelombang saling berinteraksi maka kemudian terbentuklah gelombang permukaan diperlihatkan pada Gambar 5 (b).
Buoyancy  force pada  lapisan  film  yang  tidak bergerak dapat menyebabkan laju aliran udara di lokasi antarmuka akan turun. Sebagian lapisan film yang berinteraksi di antarmuka dapat menimbulkan pola-pola aliran. Pola aliran ini dapat menyebabkan momentun dan buoyancy force film akan berkurang.
(a)                 (b)                  (c)                 (d)                 (d)                  (f) peningkatan laju aliran udara
Secara  bertahap  terjadi  pertambahan  energi tekanan udara (gaya dorong) untuk mengimbangi buoyancy force aliran film. Bila gaya berat lapisan film yang terdorong ke atas secara tiba-tiba dapat mengimbangi gaya dorong udara maka terjadilah gelombang. Pada kondisi ini kedua fase pada lokasi interface mempunyai kecepatan yang sama (J G = J L ). Bila kecepatan udara dinaikkan sampai mencapai kecepatan iritis, maka laju aliran film dekat batas fase perlahan-lahan mendekati nol (J F = 0). Kondisi ini menyebabkan gaya berat film air (F F ) menjadi sama  dengan  gaya  dorong  udara  (F G ).  Bila  F G > F F , maka lapisan film yang bersinggungan dengan aliran udara terdorong ke atas dan lapisan film di dekat permukaan dinding mengalir ke bawah. Secara bersamaan pola aliran yang terjadi adalah berupa gumpalan-gumpalan film air di batas fase. Gumpalan-gumpalan tersebut menyerupai gelombang yang menyebabkan penyempitan saluran pada setiap segmen  sepanjang  pipa  yang  diperlihatkan  pada Gambar 5 (c). Fenomena ini diindikasikan sebagai onset of flooding. Sedangkan Gambar 5 (d), (e) dan (f) yang memperlihatkan perambatan gelombang pasca flooding dengan frekuensi tinggi.

## Pengukuran Gradien Tekanan
Hasil perhitungan gradien tekanan menunjukkan bahwa  pada  laju  aliran  udara  rendah,  gradien tekanan meningkat sedikit demi sedikit, tetapi saat flooding besaran ini meningkat tajam. Peningkatan gradien tekanan tersebut disebabkan oleh interaksi
antara udara dengan air semakin kuat menimbulkan adanya perambatan gelombang bergerak ke atas searah dengan aliran udara. Hal ini menyebabkan penyempitan saluran.
Kurva  gradien  tekanan  yang  diperlihatkan pada  Gambar  6  menunjukkan  bahwa  kenaikan dp/dz  pada  laju  aliran  udara  yang  rendah  tidak terlihat signifikan. Pola-pola aliran yang terjadi menyebabkan  aliran  menjadi  tidak  stabil. Ketidakstabilan  aliran  film  tersebut akan tersebut  akan memberikan fluktuasi tekanan di sembarang titik. Bila laju aliran udara meningkat dan menghambat aliran film ke bawah maka terjadi kenaikan gradien maka terjadi kenaikan gradien tekanan. Hal ini ditunjukkan bahwa interaksi antara air  dan  udara  menjadi  kuat  yang  menyebabkan penurunan momentum dan gaya badan pada lapisan film. Lapisan film yang sangat tipis menyebabkan gaya gesek di dinding, dan kecepatan aliran film sangat kecil yang mengakibatkan gradien tekanan cenderung konstan.

## Debit Air saat Flooding
Kecepata n  uda ra  ya ng  tingg i  dapat mengakibatkan sebagian air terbawa ke atas. Hal ini ditunjukkan dengan terdeteksinya aliran air yang melewati injektor air. Bila air yang terbawa oleh aliran udara semakin banyak maka air yang mengalir ke seksi uji semakin kecil hingga mencapai nol (Q L ≈ 0). Besarnya debit air yang terbawa oleh udara rata- rata 8,676×10 –6 m 3 /s atau 40,94% dari debit air yang masuk pada kondisi tanpa aliran udara. Gradien
tersebut  disebabkan  oleh  interaksi  antara  udara  dengan  air  semakin  kuat  menimbulkan  adanya  perambatan gelombang bergerak ke atas searah dengan aliran udara. Hal ini menyebabkan penyempitan saluran.
Kurva gradien tekanan yang diperlihatkan pada Gambar 6 menunjukkan bahwa kenaikan dp/dz pada laju aliran  udara  yang  rendah  tidak  terlihat  signifikan.  Pola-pola  aliran  yang  terjadi  menyebabkan  aliran  menjadi tidak stabil. Tidakstabilan aliran film tersebut akan memberikan fluktuasi tekanan di sembarang titik. Bila laju aliran udara meningkat dan menghambat aliran film ke bawah maka terjadi kenaikan gradien tekanan. Hal ini ditunjukkan bahwa interaksi antara air dan udara menjadi kuat yang menyebabkan penurunan momentum dan gaya badan pada lapisan film. Lapisan film yang sangat tipis menyebabkan gaya gesek di dinding, dan kecepatan aliran film sangat kecil yang mengakibatkan gradien tekanan cenderung konstan.
Debit Air saat Flooding Kecepatan  udara  yang  tinggi  dapat  mengakibatkan  sebagian  air  terbawa  ke  atas.  Hal  ini  ditunjukkan dengan  terdeteksinya  aliran  air  yang  melewati  injektor  air.  Bila  air  yang  terbawa  oleh  aliran  udara  semakin banyak maka air yang mengalir ke seksi uji semakin kecil hingga mencapai nol (Q L | 0). Besarnya debit air yang terbawa oleh udara rata-rata 8,676x10 -6 m 3 /s  atau 40,94 % dari debit air yang masuk pada kondisi tanpa aliran udara. Gradien tekanan dan debit air yang mengalir ke seksi uji ditampilkan dalam 1 (satu) grafik diperlihatkan pada Gambar 6.
0,0000 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,0010 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 J G (m/s) dp /d z da n Q in Qin (m3/s)x0,5 dp/dz (kPa/m)x10^3 0,0000 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,0010 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 J G (m/s) dp /d z da n Q in Qin (m3/s)x0,5 dp/dz (kPa/m)x10^3 (a)                                                                                   (b) 0,0000 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,0010 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 J G (m/s) dp /d z da n Q in Qin (m3/s)x0,5 dp/dz (kPa/m)x10^3 0,0000 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,0010 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 J G (m/s) dp /d z da n Q in Qin (m3/s)x0,5 dp/dz (kPa/m)x10^3 (c) (d)
Gambar 6. Gradien tekanan dan Debit air masuk seksi uji dengsn peningkatan kecepatan udara untuk empat variasi Re L (a) 322, (b) 464, (c) 630 dan (d) 709

## Hydraulic Jump LookLike (HJLL)
Mekanisme hydraulic jump look like Gaya gravitasi adalah gaya yang mengakibatkan air mengalir ke bawah karena beratnya. Pada kondisi aliran tunak dan berkembang penuh, komponen dari gaya berat yang searah dengan aliran disetimbangkan oleh gaya  geser  di  dinding.  Untuk  aliran  cincin  ( annular  flow )  dalam  pipa,  terdapat  permukaan  bebas  yang  dapat menambah jenis dan fenomena aliran. Permukaan bebas ini yang  mungkin aliran film dapat bergerak ke lokasi atau daerah permukaan bebasnya. Lapisan film mengalir di permukaan pipa dan udara mengalir di tengah-tengah pipa sehingga memungkinkan terjadinya pola-pola aliran yang mempengaruhi perilaku ketebalan film terhadap waktu (t) dan jarak (z).
Perubahan  ketinggian  air  di  dalam  saluran  terbuka  dapat  digolongkan  menjadi  dua  kategori  pertama perubahan  ketinggian  air  bervariasi  dengan  sangat  cepat  ( rapidly  varying  flow )  dan  terjadi  pada  jarak  relatif dekat kedua adalah perubahan ketinggian air bervariasi secara bertahap ( gradually varying flow ) atau perubahan secara  perlahan-lahan  terhadap  jarak.  Perubahan-perubahan  tersebut  dapat  dianalogikan  sebagai  peningkatan ketebalan  film  secara  tiba-tiba  pada  jarak  lebih  dekat  dari  sisi  keluar  air.  Kondisi  ini  dapat  terjadi  saat pengangkatan sebagian film air. Ketebalan film dapat juga berubah dari ukuran yang tipis menjadi ukuran yang lebih tebal yang disebabkan oleh laju aliran udara yang mampu memberikan hambatan yang cukup signifikan. Hambatan  aliran  yang  diberikan  menyebabkan  aliran  film  bergerak  lambat.  Fenomena  ini  dapat  disebabkan adanya separasi pada daerah tertentu di batas fase yang memungkinkan terjadinya aliran balik atau osilasi pada
kondisi flooding kondisi flooding kondisi flooding kondisi flooding Q in | 0
Gambar 6.  Gradien Tekanan dan Debit Air Masuk Seksi Uji dengsn Peningkatan Kecepatan Udara untuk Empat Variasi Re L (a) 322, (b) 464, (c) 630 dan (d) 709
tekanan dan debit air yang mengalir ke seksi uji ditampilkan dalam 1 (satu) grafik diperlihatkan pada Gambar 6.
Hydraulic Jump LookLike ( HJLL ) Mekanisme hydraulic jump look like
Gaya gravitasi adalah gaya yang mengakibatkan air mengalir ke bawah karena beratnya. Pada kondisi aliran tunak dan berkembang penuh, komponen dari gaya berat yang searah dengan aliran disetimbangkan oleh  gaya  geser  di  dinding.  Untuk  aliran  cincin ( annular flow ) dalam pipa, terdapat permukaan bebas yang dapat menambah jenis dan fenomena aliran. Permukaan bebas ini yang memungkinkan aliran film dapat bergerak ke lokasi atau daerah permukaan bebasnya. Lapisan film mengalir di permukaan pipa dan udara mengalir di tengah-tengah pipa sehingga memungkinkan terjadinya pola-pola aliran yang mempengaruhi perilaku ketebalan film terhadap waktu (t) dan jarak (z).
Perubahan ketinggian air di dalam saluran terbuka dapat digolongkan menjadi dua kategori pertama perubahan ketinggian air bervariasi dengan sangat  cepat  ( rapidly  varying  flow )  dan  terjadi pada jarak relatif dekat kedua adalah perubahan ketinggian air bervariasi secara bertahap ( gradually varying  flow )  atau  perubahan  secara  perlahan- lahan  terhadap  jarak.  Perubahan-perubahan tersebut dapat dianalogikan sebagai peningkatan ketebalan  film  secara  tiba-tiba  pada  jarak  lebih dekat dari sisi keluar air. Kondisi ini dapat terjadi saat pengangkatan sebagian film air. Ketebalan film dapat juga berubah dari ukuran yang tipis menjadi ukuran yang lebih tebal yang disebabkan oleh laju aliran udara yang mampu memberikan hambatan yang  cukup  signifikan.  Hambatan  aliran  yang diberikan menyebabkan aliran film bergerak lambat. Fenomena ini dapat disebabkan adanya separasi pada daerah tertentu di batas fase yang memungkinkan terjadinya aliran balik atau osilasi pada permukaan bebas.  Olakan  aliran  pada  posisi  dekat  injektor udara atau sisi bagian bawah saluran dapat pula memberikan pengaruh terhadap ketebalan film yang cukup besar.
Permukaan  bebas  dapat  terdistorsi  menjadi pola-pola  aliran  yang  selalu  berkaitan  dengan gelombang-gelombang  permukaan.  Gelombang tersebut  cenderung  mendominasi  di  permukaan film.  Ada  gelombang  dengan  frekuensi  rendah, yaitu jarak antara puncak gelombang yang relatif panjang,  dan  frekuensi  tinggi  bila  jarak  antara puncak gelombang relatif lebih pendek. Gelombang tersebut akan mempengaruhi karakterisistik aliran, terutama perubahan ketebalan film terhadap waktu dan jarak.
Karakteristik aliran film di dalam pipa vertikal pada  penelitian  ini  diamati  bahwa  pada  kondisi tertentu ketebalan film bisa berubah secara cepat pada jarak relatif pendek tanpa adanya perubahan laju aliran film maupun laju aliran udara. Perubahan- perubahan ini dapat diperkirakan sebagai sebuah diskontinuitas dalam permukaan bebas (dy/dz= ∞ ). Konfigurasi diskontinuitas yang teramati ini dapat disebut hydraulic jump look like , yakni pola aliran yang menyerupai loncatan hidrolik. Diperkirakan hydraulic jump look like terjadi karena adanya konflik antara pengaruh aliran film pada sisi bagian bawah pipa dengan aliran film pada sisi bagian atas. Konflik ini disebabkan interaksi antara aliran udara dengan aliran film pada permukaan antarfase yang semakin kuat sehingga menyebabkan gradien tekanan (dp/dz) meningkat tajam. Di sisi bagian bawah saluran dapat terjadi aliran superkritis yaitu kondisi aliran air yang mempunyai nilai bilangan Froude (Fr) adalah lebih besar 1 atau y 2 /y 1  1 . Sedangkan pada sisi bagian atas  berada  pada  kondisi  aliran  subkritis  yaitu kondisi aliran air yang mempunyai nilai bilangan Froude (Fr) adalah lebih kecil 1. Oleh karena itu, hyrdaulic jump look like memberikan mekanisme terjadinya transisi aliran dari superkritis ke aliran subkritis. Tegangan geser ( τ w ) antara aliran film dengan permukaan dinding pipa di dalam setiap segmen  relatif  kecil,  yakni  antara  daerah  yang mempunyai ketebalam film rendah dengan daerah yang mempunyai ketebalan film yang tinggi.
Kecepatan udara yang terus menerus turun akan diikuti dengan penurunan kecepatan aliran film  sehingga  mencapai  kecepatan  minimum. Saat mencapai minimum, tegangan geser dinding mencapai nol. Aliran film tetap mengalir ke bawah dan  menghambat  aliran  udara  ke  atas  sehingga menyebabkan kecepatan udara semakin rendah. Kondisi tersebut mengakibatkan gradien tekanan meningkat tajam, dan tegangan geser di dinding menjadi negatif. Besaran-besaran ini mengakibatkan pembalikan arah aliran. Peningkatan ketebalan film inilah yang didefinisikan sebagai hydraulic jump look  like .  Pada  kondisi  tersebut,  tegangan  geser antarmuka ( τ i ) tidak mampu mempertahankan aliran film mengalir ke bawah, dan pembalikan arah aliran berlangsung terus, sehingga sebagian air terangkut ke atas bersama dengan udara.
Klasifikasi hydraulic jump look like
Hydraulic  jump  look  like dapat  terjadi  bila ketebalan  film  di  suatu  daerah  atau  lokasi  (z) mengalami peningkatan secara mendadak dalam waktu t detik. Klasifikasikan jenis hydraulic jump look like dapat dipahami berdasarkan bilangan Froude (Fr) atau rasio y 2 /y 1 dengan y 2 dan y 1 adalah ketebalan
film lokal sebelum dan saat kondisi flooding . Pada penelitian yang peningkatan ketebalan film berkisar dari  0,25  mm  hingga  0,78  mm  dengan  rasio  y 2 / y 1 =3,12. Untuk rasio y 2 /y 1 =3,12, maka hyrdaulic jump look like ini termasuk klasifikasi loncatan lemah dan berosilasi. Fenomena hydraulic jump look like lokal yang menggambarkan peningkatan ketebalan film sebagai fungsi waktu (t) di suatu lokasi diperlihatkan pada Gambar 8 dan 12. Sedangkan pada Gambar 9 memberikan gambaran fenomena hydraulic jump look like pada jarak (z) atau lokasi dalam waktu (t) yang ditandai adanya peningkatan ketebalan film.
Hasil pengukuran ketebalan film diperoleh rasio y 2 /y 1 relatif berfluktuatif dengan nilai sebesar 1,813-7,855. Dengan demikian, klasifikasi hydraulic jump look like berada antara loncatan lemah dan loncatan tunak seimbang tidak sensitif terhadap kondisi awal.

## Karakteristik Ketebalan Film
Hasil  pengukuran  ketebalan  film  ( δ )  pada jarak pengukuran (z) 400 mm, 1600 mm dan 2200 mm diperlihatkan pada Gambar 10. Peningkatan ketebalan film yang terdeteksi dapat disebabkan oleh interaksi antara udara dan aliran film yang semakin kuat  menyebabkan  tegangan  geser  meningkat. Kondisi  ini,  di  mana  ketebalan  film  meningkat secara tajam, diikuti dengan perambatan gelombang ke atas searah aliran udara dengan frekuensi tinggi. Hasil yang sama ditunjukkan pula oleh Karimi dan Kawaji (2000) yang menyatakan bahwa ketebalan film rata-rata di titik flooding bisa meningkat secara mendadak dan kemudian turun drastis pada kondisi flooding. Pada penelitian in teramati pula bahwa saat floodin g ketebalan film meningkat hingga mencapai maksimum terjadi pada jarak 1600 mm. Hal tersebut
permukaan  bebas.  Olakan  aliran  pada  posisi  dekat  injektor  udara  atau  sisi  bagian  bawah  saluran  dapat  pula memberikan pengaruh terhadap ketebalan film yang cukup besar.
Permukaan  bebas  dapat  terdistorsi  menjadi  pola-pola  aliran  yang  selalu  berkaitan  dengan  gelombang- gelombang  permukaan.  Gelombang  tersebut  cenderung  mendominasi  di  permukaan  film.  Ada  gelombang dengan frekuensi rendah, yaitu jarak antara puncak gelombang yang relatif panjang, dan frekuensi tinggi bila jarak  antara  puncak  gelombang  relatif  lebih  pendek.  Gelombang  tersebut  akan  mempengaruhi  karakterisistik aliran, terutama perubahan ketebalan film terhadap waktu dan jarak.
Karakteristik aliran film di dalam pipa vertikal pada penelitian ini teramati bahwa pada kondisi tertentu ketebalan  film  bisa  berubah  secara  cepat  pada  jarak  relatif  pendek  tanpa  adanya  perubahan  laju  aliran  film maupun  laju  aliran  udara.  Perubahan-perubahan  ini  dapat  diperkirakan  sebagai  sebuah  diskontinuitas  dalam permukaan bebas (dy/dz= f ). Konfigurasi diskontinuitas yang teramati ini dapat disebut hydraulic jump look like , yakni  pola  aliran  yang  menyerupai  loncatan  hidrolik.  Diperkirakan hydraulic  jump  look  like terjadi  karena adanya konflik antara pengaruh aliran film pada sisi bagian bawah pipa dengan aliran film pada sisi bagian atas. Konflik ini disebabkan interaksi antara aliran udara dengan aliran film pada permukaan antarfase yang semakin kuat sehingga menyebabkan gradien tekanan (dp/dz) meningkat tajam. Di sisi bagian bawah saluran dapat terjadi aliran superkritis yaitu kondisi aliran air yang mempunyai nilai bilangan Froude (Fr) adalah lebih besar 1 atau y 2 /y 1 t ң .  Sedangkan  pada  sisi  bagian  atas  berada  pada  kondisi  aliran  subkritis  yaitu  kondisi  aliran  air  yang mempunyai  nilai  bilangan  Froude  (Fr)  adalah  lebih  kecil  1.  Oleh  karena  itu, hyrdaulic  jump  look  like memberikan mekanisme terjadinya transisi aliran dari superkritis ke aliran subkritis. Tegangan geser ( W w ) antara aliran  film  dengan  permukaan  dinding  pipa  di  dalam  setiap  segmen  relatif  kecil,  yakni  antara  daerah  yang mempunyai ketebalam film rendah dengan daerah yang mempunyai ketebalan film yang tinggi.
Kecepatan udara yang terus menerus turun akan diikuti dengan penurunan kecepatan aliran film sehingga mencapai kecepatan minimum. Saat mencapai minimum, tegangan geser dinding mencapai nol. Aliran film tetap mengalir  ke  bawah  dan  menghambat  aliran  udara  ke  atas  sehingga  menyebabkan  kecepatan  udara  semakin rendah.  Kondisi  tersebut  mengakibatkan  gradien  tekanan  meningkat  tajam,  dan  tegangan  geser  di  dinding menjadi negatif. Besaran-besaran ini mengakibatkan pembalikan arah aliran. Peningkatan ketebalan film inilah yang didefinisikan sebagai hydraulic jump look like . Pada kondisi tersebut, tegangan geser antarmuka ( W i ) tidak mampu mempertahankan aliran film mengalir ke bawah, dan pembalikan arah aliran berlangsung terus, sehingga sebagian air terangkut ke atas bersama dengan udara.
Klasifikasi hydraulic jump look like Hydraulic  jump  look  like dapat  terjadi  bila  ketebalan  film  di  suatu  daerah  atau  lokasi  (z)  mengalami peningkatan secara mendadak dalam waktu t detik. Klasifikasikan jenis hydraulic jump look like dapat dipahami berdasarkan bilangan Froude (Fr) atau rasio y 2 /y 1 dengan y 2 dan y 1 adalah ketebalan film lokal sebelum dan saat kondisi flooding .  Pada  penelitian  yang  peningkatan  ketebalan  film  berkisar  dari  0,25  mm  hingga  0,78  mm dengan rasio y 2 /y 1 =3,12. Untuk rasio y 2 /y 1 =3,12 maka hyrdaulic jump look like ini termasuk klasifikasi loncatan lemah dan berosilasi.  Fenomena hydraulic jump look like lokal yang menggambarkan peningkatan ketebalan film sebagai fungsi waktu (t) di suatu lokasi diperlihatkan pada Gambar 8 dan 12. Sedangkan pada Gambar 9 memberikan  gambaran  fenomena hydraulic  jump  look  like pada  jarak  (z)  atau  lokasi  dalam  waktu  (t)  yang ditandai  adanya  peningkatan  ketebalan  film.  Hasil  pengukuran  ketebalan  film  diperoleh  rasio  y 2 /y 1 relatif berfluktuatif  dengan  nilai  sebesar  1,813-7,855.  Dengan  demikian,  klasifikasi hydraulic  jump  look  like berada antara loncatan lemah dan loncatan tunak seimbang tidak sensitif terhadap kondisi awal.
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 t (menit) G (m m ) Gambar 8. Hyrdaulic jump look like lokal terhadap waktu pada Re L 322, Z= 1600 mm dan  J GF =5,53 m/s fenomena hydraulic jump look like lokal Real Time Flooding AN
Gambar 7. Hyrdaulic jump look like lokal terhadap waktu pada Re L 322, Z = 1600 mm dan J GF = 5,53 m/s
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 400 1600 2200 2300
2400 2500
Z (mm) (m m ) ReL464 ReL630 ReL709 ReL322
Gambar 9. Hydraulic jump look like terhadap jarak (z)
Karakteristik Ketebalan Film Hasil  pengukuran  ketebalan  film  ( G )  pada  jarak  pengukuran  (z)  400  mm,  1600  mm  dan  2200  mm diperlihatkan  pada  Gambar  10.  Peningkatan  ketebalan  film  yang  terdeteksi  dapat  disebabkan  oleh  interaksi antara udara dan aliran film yang semakin kuat menyebabkan tegangan geser meningkat. Kondidi ini, dimana ketebalan film meningkat secara tajam diikuti dengan perambatan gelombang ke atas searah aliran udara dengan frekuensi tinggi. Hasil  yang sama ditunjukkan pula oleh Vijayan. ddk (2001) yang menyatakan bahwa ketebalan film  rata-rata  di  titik flooding bisa  meningkat  secara  mendadak  dan  kemudian  turun  drastis  pada  kondisi flooding. Pada  penelitian  in  teramati  pula  bahwa  saat floodin g  ketebalan  film  meningkat  hingga  mencapai maksimum terjadi pada jarak 1600 mm. Hal tersebut disebabkan oleh aliran udara yang menghambat aliran film ke bawah cukup kuat, mnyebabkan kecepatan aliran film menjadi lambat dan tegangan geser menjadi negatif. Karakteristik aliran film teramati adanya fluktuasi-fluktuasi ketebalan film relatif kecil sebelum mencapai kondisi flooding. Tetapi,  saat flooding fluktuasi-fluktuasi  tersebut  mengalami  peningkatan  secara  signifikan. Disisi lain, onset of flooding (OF) ditandai adanya peningkatan ketebalan film secara mendadak dan terjadi lebih cepat pada sisi bagian bawah saluran yairu pada z= 2200 mm dari sisi air masuk, bila dibandingkan pada z= 400 mm  dan z= 1600 mm diperlihatkan pada Gambar 11. Fenomena ini dapat juga dibuktikan dari hasil pengukuran waktu saat pengangkatan sebagian film air. Waktu pengangkatan yang dimaksud adalah t=2,9 menit (z=400mm), t=2,55 menit (z= 1600 mm) dan t=1,75 menit  (z= 2200 mm).
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 1 2 3 4 5 6 7 J G (m/s) (m m )
Re=709 Re=630
Re=464
Re=322
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
0 1 2 3 4 5 6 7
J G (m/s)
(m m )
Re=709 Re=630
Re=464
Re=322
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 1 2 3 4 5 6 7 J G (m/s) (m m )
Re=709 Re=630 Re=464 Re=322
(a)                                                   (b)                                                 (c)
Gambar 10. Karakteristik ketebalan film  pada jarak   (a) z= 4000 mm (b) z= 1600 mm dan (c) z= 2200 mm
OF OF OF Hydraulic jump look like OF AN
Gambar 8. Hydraulic jump look like terhadap jarak (z)
8
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 400 1600 2200 2300
2400 2500 Z (mm) (m m ) ReL464 ReL630 ReL709 ReL322
Gambar 9. Hydraulic jump look like terhadap jarak (z)

## Karakteristik Ketebalan Film
Hasil  pengukuran  ketebalan  film  ( G )  pada  jarak  pengukuran  (z)  400  mm,  1600  mm  dan  2200  mm diperlihatkan  pada  Gambar  10.  Peningkatan  ketebalan  film  yang  terdeteksi  dapat  disebabkan  oleh  interaksi antara udara dan aliran film yang semakin kuat menyebabkan tegangan geser meningkat. Kondidi ini, dimana ketebalan film meningkat secara tajam diikuti dengan perambatan gelombang ke atas searah aliran udara dengan frekuensi tinggi. Hasil  yang sama ditunjukkan pula oleh Vijayan. ddk (2001) yang menyatakan bahwa ketebalan film  rata-rata  di  titik flooding bisa  meningkat  secara  mendadak  dan  kemudian  turun  drastis  pada  kondisi flooding. Pada  penelitian  in  teramati  pula  bahwa  saat floodin g  ketebalan  film  meningkat  hingga  mencapai maksimum terjadi pada jarak 1600 mm. Hal tersebut disebabkan oleh aliran udara yang menghambat aliran film ke bawah cukup kuat, mnyebabkan kecepatan aliran film menjadi lambat dan tegangan geser menjadi negatif.
Karakteristik aliran film teramati adanya fluktuasi-fluktuasi ketebalan film relatif kecil sebelum mencapai kondisi flooding. Tetapi,  saat flooding fluktuasi-fluktuasi  tersebut  mengalami  peningkatan  secara  signifikan. Disisi lain, onset of flooding (OF) ditandai adanya peningkatan ketebalan film secara mendadak dan terjadi lebih cepat pada sisi bagian bawah saluran yairu pada z= 2200 mm dari sisi air masuk, bila dibandingkan pada z= 400 mm  dan z= 1600 mm diperlihatkan pada Gambar 11. Fenomena ini dapat juga dibuktikan dari hasil pengukuran waktu saat pengangkatan sebagian film air. Waktu pengangkatan yang dimaksud adalah t=2,9 menit (z=400mm), t=2,55 menit (z= 1600 mm) dan t=1,75 menit  (z= 2200 mm).
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 1 2 3 4 5 6 7 J G (m/s) (m m ) Re=709 Re=630 Re=464 Re=322 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 1 2 3 4 5 6 7 J G (m/s) (m m ) Re=709 Re=630 Re=464 Re=322 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 1 2 3 4 5 6 7 J G (m/s) (m m ) Re=709 Re=630 Re=464 Re=322 (a)                                                   (b)                                                 (c) Gambar 10. Karakteristik ketebalan film  pada jarak   (a) z= 4000 mm (b) z= 1600 mm dan (c) z= 2200 mm OF OF OF Hydraulic jump look like
Gambar 9.  Karakteristik ketebalan film pada jarak (a) z= 4000 mm (b) z= 1600 mm dan (c) z= 2200 mm
0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 t (menit) (m m ) (a) 0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 t (menit) (m m ) (b) 0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 1,0 2,0 3,0
4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 t  (menit) ( m m ) (c)
Gambar 11. Karakteristik ketebalan film dan onset flooding pada Re L 322, J GF 5.533 m/s  pada jarak pengukuran (a) 400 mm, (b) 1600 mm dan (c) 2200 mm
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) (a) Re L 464, J GF 5.411 m/s  z=400mm (t=2.10 menit), z=1600 mm (t=1.85 menit) dan z=2200 mm (t=0.95 menit)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t (menit) G (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) G (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) G (m m )
(b) Re L 630, J GF 5.165 m/s pada z=400 mm (t=2.45 menit), z=1600 mm (t=2.10 menit) dan z=2200 mm (t=1.65 menit)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) (c) Re L 709, J GF 5.042 m/s  pada z=400mm (t=3.90 menit), z=1600mm (t=3.45 menit) dan z=2200mm (t=2.50 menit)
Gambar 12. Karakteristik ketebalan film dan onset flooding pada (a) Re L 464, J GF 5.411 m/s, (b) Re L 630, J GF 5.165 m/s, dan (c)  Re L 709, J GF 5.042 m/s
OF, t=2.9 menit OF, t=2.55 menit OF, t=1.75 menit onset of flooding z=400 mm
z=2200 mm z=400 mm z=1600 mm
z=2200 mm
z=400 mm z=1600 mm
z=2200 mm
Fenomena HJLL
Gambar 10.  Karakteristik ketebalan film dan onset flooding pada Re L 322, J GF 5.533 m/s pada jarak pengukuran (a) 400 mm, (b) 1600 mm dan (c) 2200 mm
disebabkan  oleh  aliran  udara  yang  menghambat aliran  film  ke  bawah  cukup  kuat,  menyebabkan kecepatan aliran film menjadi lambat dan tegangan geser menjadi negatif.
Karakteristik aliran film diamati dari adanya fluktuasi-fluktuasi ketebalan film yang relatif kecil sebelum  mencapai  kondisi flooding. Tetapi,  saat flooding fluktuasi-fluktuasi tersebut mengalami
peningkatan secara signifikan. Di sisi lain, onset of flooding (OF) ditandai dengan adanya peningkatan ketebalan film secara mendadak dan terjadi lebih cepat pada sisi bagian bawah saluran yaitu pada z = 2200 mm dari sisi air masuk, bila dibandingkan pada z = 400 mm dan z = 1600 mm, yang diperlihatkan pada Gambar 11. Fenomena ini dapat juga dibuktikan dari hasil pengukuran waktu saat pengangkatan
sebagian  film  air.  Waktu  pengangkatan  yang dimaksud adalah t = 2,9 menit (z = 400mm), t = 2,55 menit (z = 1600 mm) dan t = 1,75 menit (z = 2200 mm).

## SIMPULAN
Hasil pengamatan dan pengolahan data dapat disimpulkan bahwa flooding selalu diawali dengan ketidakstabilan aliran film diikuti adanya pola aliran seperti droplet, aliran acak serta tetesan-tetesan air. Saat flooding , pola aliran tersebut saling berinteraksi dan membentuk gelombang. Pada permukaan film yang bergerak ke atas searah dengan aliran udara dan gradien tekanan meningkat tajam Sementara itu, peningkatan kecepatan udara yang menyebabkan pengangkatan sebagian film air, dan teramati juga peningkatan ketebalan film secara mendadak terjadi lebih cepat pada jarak relatif lebih jauh dari sisi air masuk  (z  =  2200  mm),  bila  dibandingkan  pada z  =  400  mm  dan  z  =  1600  mm . Peningkatan ketebalan  film  tersebut  diindikasikan  sebagai fenomena hydraulic jump look like .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam kesempatan ini, peneliti mengucapkan terima  kasih  kepada  Kepala  dan  Asisten
9
0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
6,0 7,0 8,0 t (menit) (m m ) (a) 0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
6,0 7,0 8,0 t (menit) (m m ) (b) 0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
6,0 7,0 8,0 t  (menit) ( m m )

## (c)
Gambar 11. Karakteristik ketebalan film dan onset flooding pada Re L 322, J GF 5.533 m/s  pada jarak pengukuran (a) 400 mm, (b) 1600 mm dan (c) 2200 mm 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) (a) Re L 464, J GF 5.411 m/s  z=400mm (t=2.10 menit), z=1600 mm (t=1.85 menit) dan z=2200 mm (t=0.95 menit) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t (menit) G (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) G (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) G (m m ) (b) Re L 630, J GF 5.165 m/s pada z=400 mm (t=2.45 menit), z=1600 mm (t=2.10 menit) dan z=2200 mm (t=1.65 menit) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t (menit) (m m ) (c) Re L 709, J GF 5.042 m/s  pada z=400mm (t=3.90 menit), z=1600mm (t=3.45 menit) dan z=2200mm (t=2.50 menit)
Gambar 12. Karakteristik ketebalan film dan onset flooding pada (a) Re L 464, J GF 5.411 m/s, (b) Re L 630, J GF 5.165 m/s, dan (c)  Re L 709, J GF 5.042 m/s
OF, t=2.55 menit OF, t=1.75 menit onset of flooding z=400 mm z=1600 mm z=2200 mm z=400 mm z=1600 mm z=2200 mm z=400 mm z=1600 mm
z=2200 mm
Fenomena HJLL
Gambar 11.  Karakteristik ketebalan film dan onset flooding pada (a) Re L 464, J GF 5.411 m/s, (b) Re L 630, J GF 5.165 m/s, dan (c) Re L 709, J GF 5.042 m/s
Laboratorium Instrumentasi dan Kontrol Industri ITN  Malang  yang  membantu  dalam  pembuatan alat  analisis  karakteristik  ketebalan  film,  serta Kepala dan Staf Laboratorium Perpindahan Panas dan  Massa  Pusat  Studi  Ilmu  Teknik  UGM  atas kepercayaan penggunaan peralatan laboratorium.

## DAFTAR PUSTAKA
Collier, J.G., 1972. Convective Boiling and Condensation., Edisi  kedua,  Mc.  Graw-Hill  Book  International Company., New York.
Gargallo, G.M., 2004. Countercurrent Flow Limitations in Horizontal Stratified Flows of Air and Water, hoInstitut Kir Kern- and Energietechnik Programm Nukleare  Sicherheitsforschung,  Mitglied  der Hermann  von  Helmltz-Gemeinschaft  Deutscher Forschungszentren (HGF), ISSN 0947-8620. urn: nbn:de:0005-070184
Hesteroni, G., 1982. Handbook of Multiphase System., Mc. Graw-Hill Book International Company, pp. 61–76., New York
Karimi, G., Kawaji, M., 2000. Flooding in vertical counter- Flooding in vertical counter- current annular flow. Journal Nuclear Engineering and Design. 200. 95–105.
Munson,  B.R.,  Young,  D.F.,  Okiishi,  T.H.,  2002. Fundametals of Fluid Mechanics., Edisi empat, John John Wiley & Sons, Inc., United States of America. New York..