## KARAKTERISTIK ALIRAN TAYLOR SISTEM GAS-LIQUID DALAM MICROCHANNEL BERPENAMPANG LINGKARAN

## Aloisiyus Yuli Widianto
Teknik Kimia, Universitas Surabaya Jl. Raya Kalirungkut, Surabaya, Indonesia Penulis korespondensi: aloy_sius_yw@staff.ubaya.ac.id

## Abstrak
Sistem miniaturisasi memiliki kinerja yang unggul dibandingkan dengan alat-alat konvensional karena mampu menghasilkan luas permukaan spesifik (A/V) yang sangat besar untuk berlangsungnya perpindahan massa dan panas antar fase. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisasi aliran dua fase metanol- udara dalam microchannel berpenampang lingkaran dari bahan PTFE (Poly tetra fluoro etilen) yang meliputi karakterisasi dimensi bubble dari 3 jenis konfigurasi channel, pengaruh besarnya kecepatan gas dan  liquid serta perubahan tekanan sepanjang channel terhadap dimensi panjang bubble di bagian inlet dan outlet tube. Percobaan dilakukan dengan cara memvisualisasi pola aliran gas-liquid (jenis Taylor) dan mengukur dimensi panjang bubble inlet dan outlet yang terbentuk dalam channel dengan diameter dalam 1 mm. Aliran Taylor yang menjadi fokus pengamatan memiliki bentuk dan dimensi yang seragam serta tetap dari waktu ke waktu. Peningkatan  rasio  kecepatan  linier  (U G /U L )  menyebabkan  peningkatan  panjang  bubble  di  seluruh  bagian channel dari bagian inlet sampai outlet. Panjang bubble di bagian outlet lebih besar daripada di bagian inlet karena pengaruh peningkatan pressure drop sepanjang tube dan kadang-kadang karena munculnya fenomena penggabungan bubble. Sifat pembasahan fase liquid terhadap dinding dalam channel menentukan jenis pola aliran, dan dimensi panjang bubble di sepanjang channel.
Kata kunci: panjang bubble; tekanan; slug; microchannel;Taylor

## GAS-LIQUID TAYLOR FLOW CHARACTERISTICS IN CIRCULAR MICROCHANNEL

## Abstract
Miniaturization  performs  better  than  conventional  equipment  since  it  can  generate  a  high  specific surface (A/V) for mass and heat transfer between phases. The current studies aimed at characterizing the two- phase flow pattern (air-methanol) with a circular cross-sectional area of silicone, determining bubble length in the inlet and outlet section by using the three configurations of microchannel; finding the effect of gas and liquid  velocity  as  well  as  the  pressure  drop  throughout  the  channel  to  the  bubble  dimensions  formed.  The experiments were conducted by visualizing a gas-liquid flow pattern (Taylor) and measuring the bubble length within a channel of 1 mm ID. As a flow pattern target in this work, Taylor has a uniform shape, dimension, and constant velocity during observations. An increase in the ratio of linear velocity (UG/UL) brings on an increase in bubble length throughout the channel from the inlet to the outlet section. The bubble length outlet is longer than the inlet section due to the effect of increasing pressure drop (ΔP) and is sometimes caused by the bubble coalescence phenomena. The wettability on the inner wall of the microchannel strongly determined the flow pattern type and the length of bubbles.
Keywords: bubble length; pressure; slug; microchannel; Taylor

## PENDAHULUAN
Karakteristik  aliran  dua  fase  dalam  pipa kapiler  sangat  berbeda  dengan  aliran  dalam pipa/saluran/tube  dari  dimensi  yang  lebih  besar. Dengan  demikian  literatur-literatur  yang  begitu banyak tersedia berkaitan dengan fenomenologi dari
perpindahan  massa/panas  antar  fase  dan  proses- proses  hidrodinamika  aliran  dua  fase  secara  umum tidak  dapat  diaplikasikan  untuk  aliran  dalam  pipa kapiler  ini.  Pada  sistem  kapiler,  gaya  tegangan permukaan  bekerja  secara  dominan  dan  secara signifikan  mampu  mereduksi slip  velocity ,  dan membuat karakteristik aliran menjadi tidak
Aloisiyus Yuli Widianto: Karakteristik aliran Taylor sistem gas-liquid dalam microchannel berpenampang lingkaran
tergantung pada orientasi channel yang berhubungan dengan gaya gravitasi (Triplett et al., 1999; Volkel et al.,  2008).  Fitur  utama  dari  aliran  dua  fase  adalah kemunculan sebuah interface yang memisahkan fase gas dan liquid . Pada sistem dengan dimensi channel pada  skala  mikro,  pengaruh  gaya  tegangan permukaan akan semakin besar, gaya inersia semakin kecil  dan  dapat  diabaikan  pengaruhnya;  kondisi  ini menyebabkan  sebuah  perubahan  yang  signifikan dalam evolusi jenis-jenis pola aliran dua fase dalam channel skala mikro dibandingkan dengan konvensional channel (Rajesh & Buwa, 2012). Peneliti-peneliti  terdahulu  telah  banyak yang  mengkonfirmasi  perbedaan  signifikan  antara aliran  dua  fase  dalam  pipa  kapiler  dan  pipa-pipa dengan dimensi yang lebih besar ditinjau dari aspek perubahan  tekanan  dua  fase  (Zhao  et  al.,  2013; Warnier et al., 2010), besarnya koefisien perpindahan massa dan panas (Vasilev & Abiev, 2021; Kashid et al.,  2011),  dan  pembentukan  pola  aliran  dua  fase (Puccetti  et  al.,  2015).  Lebih  jauh,  pemanfaatan microdevice secara  optimal  menuntut  pemahaman yang baik  tentang perilaku aliran dua fase, tiga fase atau  lebih  secara  baik  dalam microchannel .  Studi pembentukan  pola  aliran  dua  fase  gas-liquid  telah dilakukan oleh beberapa peneliti terdahulu  (Puccetti et  al.,  2015),  dan  telah  berhasil  mengidentifikasi beberapa  jenis  pola  aliran  yang  terbentuk  meliputi slug,  bubbly,  churn,  slug  annular ,  dan  annular (Triplett et al., 1999). Dari pola aliran yang terbentuk dalam channel, regime aliran slug yang disebut juga sebaga regime Taylor yang tersusun dari bubble dan slug dengan bentuk,  dan ukuran yang seragam  serta kecepatan  alir  yang  konstan  di  sepanjang channel merupakan  jenis  aliran  yang  paling  stabil,  dan pembentukkannya  selalu  menjadi  target  studi/ penelitian  untuk  tujuan  pengembangan  unit-unit proses yang melibatkan perpindahan massa dan atau panas  antar  fase  dalam microchannel (Zhang  et  al., 2021).  Analisis  scientifik  terhadap  hasil-hasil investigasi ini telah menempatkan banyak informasi penting yang akan menjadi petunjuk dalam penentuan kondisi  operasi  optimum  seperti  suhu,  tekanan,  dan laju alir yang mampu menghasilkan pola aliran stabil dengan  luas  permukaan  kontak  yang  besar  untuk mendukung  berlangsungnya  perpindahan  massa  dan atau panas dari fase-fase yang tidak bercampur.
Karena  itu  topik  penelitian  yang  sangat menarik  dalam  kaitannya  dengan  pengembangan sistem microfluidic ini  adalah  investigasi  karak- teristik aliran dua fase dalam sistem microdevice yang melibatkan fase gas dan fase liquid . Selama ini aliran dua  fase  secara  ekstensif  telah  di  pelajari  dalam konvensional channel (Saljoshi  &  Autee,  2017) dalam bentuk evolusi pola aliran sebagai fungsi dari kecepatan  superficial  fase  gas/liquid  menggunakan channel dengan diameter yang lebih besar dari 1 mm. Sebaliknya, analisa aliran dua fase dalam microsystem sejauh  ini  terbatas  pada  geometri  yang
sederhana dan kecepatan superficial pada range yang terbatas,  serta  minim  penggunaan variable suhu dalam  percobaan,  padahal  suhu  sangat  berpengaruh pada sifat fisik fase liquid dan terlebih fase gas. Untuk itu  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui karakteristik  aliran  dua  fase  dalam microchannel berpenampang  lingkaran  dari  bahan  PTFE  (Teflon) yang meliputi  karakteristik dimensi bubble dari tiga jenis  konfigurasi channel ,  pengaruh  besarnya kecepatan  gas  dan  liquid  serta  perubahan  tekanan sepanjang channel  terhadap dimensi panjang bubble yang terbentuk.

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Pola aliran dua fase diamati dalam percobaan dengan  menggunakan  udara  sebagai  fase  gas  dan metanol (CH 3 OH) sebagai fase liquid . Sifat fisika fase gas dan liquid yang berpengaruh terhadap pembentukan  pola  aliran  dalam  skala  mikro  pada 25°C ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 . Sifat fisika udara dan metanol
Fluida ρ (kg/m 3 ) μ (kg/m.s) σ (N/m) Air 1.2041 1.82E-05 - CH 3 OH 792 5.90E-04 2.27E-02
ρ = densitas, μ = viskositas, σ = tegangan permukaan

## Alat
Microchannel yang digunakan dalam penelitian ini memiliki diameter dalam 1mm, panjang 30m;  dan  diameter  dalam  1,5mm,  panjang  6m,  dari bahan poly tetra fluoro etilen (PTFE/Teflon). Untuk mengalirkan  metanol  ke  dalam channel digunakan pompa syringe (HARVARD Apparatus PHD 2000). Pompa ini mampu mengalirkan metanol dengan debit minimum  dan  maksimum  pada range 0,0001μl/hr (dengan 0,5μl s yringe ) sampai dengan 220,82 ml/min (dengan 140ml syringe ), sedangkan untuk mengalirkan udara digunakan SERV INSTRUMEN- TATION  0151B,  yang  memungkinkan  udara mengalir  dengan  debit  pada  range  0.00  to  20 Ncm 3 /min dengan maksimum tekanan gas sebesar 1,5 bars abs.
Visualisasi  aliran  dua  fase  yang  terbentuk dalam microchannel dilakukan dengan menggunakan high  speed digital  camera  dengan  bantuan  sumber cahaya  (lampu  LED)  yang  memungkinkan  deteksi interfase  antara  gas  dan  liquid  dapat  diamati  secara jelas.  Observasi  terhadap  hasil  visualisasi  dilakukan dengan bantuan software GIMP.

## Metode Penelitian
Percobaan  dilakukan  dalam  3  tahap,  yaitu tahap  pertama,  pembentukan  pola  aliran  dua  fase dengan fokus pola aliran Taylor dalam microchannel;
tahap  kedua,  melakukan  visualisasi  pola  aliran Taylor,  dan  tahap  ketiga,  melakukan  pengukuran panjang bubble pada  pola  aliran  Taylor  yang terbentuk.
Pembentukan  pola  aliran  Taylor  dipengaruhi oleh  jenis/sifat  fase  gas  dan liquid yang  diamati, seperti densitas, viskositas, dan tegangan permukaan. Jenis aliran Taylor hanya terbentuk pada range debit gas  dan liquid tertentu,  sehingga  pada  tahap  awal percobaan  dilakukan  pengontakkan  udara  dan metanol dengan variasi debit aliran untuk mengetahui range  debit  masing-masing  fase  yang  mampu menghasilkan pola Taylor (Zhang et al., 2021).
Analisa hasil percobaan dilakukan dengan cara mengukur panjang bubble di  bagian inlet dan outlet channel dengan metode seperti terlihat pada Gambar 1 dengan bantuan software GIMP.
Gambar 1. Metode  pengukuran  dimensi  panjang bubble dan slug . Slug adalah  area  diantara bubble- bubble yang berdekatan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dimensi panjang bubble pada bagian inlet dan outlet  microchannel dengan  variasi  diameter inlet tube untuk  gas  dan liquid serta  dengan  diameter channel utama tetap 1mm diukur pada percobaan ini. Dimensinya  berbeda-beda,  selain  dipengaruhi  oleh sifat  fisik  fluida  yang  digunakan  seperti  viskositas, densitas,  sudut  kontak  dan  sifat  pembasahan liquid pada  dinding  dalam tube ,  panjang bubble juga dipengaruhi  oleh  diameter  dalam  tube,  laju  alir volumetrik  fluida  serta  bentuk  kontaktor  di  bagian inlet ( T dan Y-junction ).
1. Karakteristik Panjang Bubble Gas  dan liquid yang  mengalir  dalam tube membentuk beberapa jenis pola aliran dua fase. Akan tetapi  studi  saat  ini  memfokuskan  pada  jenis  pola aliran  Taylor  yang  merupakan  pola  aliran  stabil, yaitu  memiliki  bentuk  dan  dimensi  yang  seragam dari  waktu  ke  waktu,  panjang slug yang  tetap,  dan memiliki kecepatan linier yang konstan.
Dalam aplikasinya, pola aliran yang stabil ini memudahkan  dalam  pengendalian  dan  kontrol proses; luas permukaan kontak antar fase yang besar dapat dihasilkan untuk keberlangsungan perpindahan massa  dan  atau  panas  yang  lebih  baik  sehingga konversi reaksi dan yield yang tinggi dengan mudah dapat direalisasikan. Pola aliran Taylor yang berhasil diobservasi  dalam  penelitian  ini  memiliki  bentuk seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Gelembung-
gelembung  udara  terbentuk  dalam channel dengan dikelilingi  oleh  metanol  sebagai  fase  kontinyu. Penggunaan  metanol  yang  bersifat  membasahi dinding menghasilkan sebuah lapisan film tipis pada celah sempit antara bubble dan dinding dalam tube . Dimensi bubble di bagian inlet dan outlet tube untuk konfigurasi diameter inlet tube masing-masing 1mm terlihat pada Gambar 2.
Gambar  2 .  Pengaruh  rasio  kecepatan  fase  gas  terhadap fase liquid pada panjang bubble di bagian inlet tube (berjarak sekitar 20 cm dari T- junction ); dan pada bagian outlet tube . Diamater dalam tube pada bagian inlet fase liquid = 1mm, inlet fase gas = 1 mm, dan panjang tube = 30 m
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  perubahan rasio kecepatan linier gas-liquid (U G /U L ) berpengaruh pada panjang bubble di bagian inlet dan outlet .  Pada  rasio  kecepatan  linier  yang  semakin besar,  panjang bubble  inlet meningkat  pada range dari  6-11mm.  Demikian  juga  panjang bubble di bagian outlet turut meningkat pada range 8-18,5 mm dengan  semakin  besarnya  rasio.  Akan  tetapi  bila diperhatikan,  pengaruh  perubahan  rasio  kecepatan terlihat  lebih  signifikan  pada  lokasi  dimana bubble keluar  dari  sistim.  Peningkatan  panjang bubble di bagian outlet selain  disebabkan  oleh  peningkatan kecepatan  udara  juga  disebabkan  oleh  fenomena penggabungan bubble-bubble yang berurutan ( bubble coalescence ) membentuk bubble yang lebih besar ukurannya.  Fenomena bubble  coalescence ini dapat  dideteksi  melalui  pengukuran pressure  drop dua  fase  (ΔP)  di  sepanjang channel .  Besarnya pengaruh pressure  drop dua  fase  dijelaskan  lebih detail pada bagian C.
Panjang bubble pada bagian ini diperoleh pada rasio  kecepatan  linier  fase  gas  dan  fase liquid (U G /U L )  yang berbeda, dan  diameter inlet  tube fase gas (d 1 ) dan fase liquid (d 2 ) yang bervariasi dengan konektor inlet berbentuk T- junction . Tiga konfigurasi yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 2.
0 4 8 12 16 20 0 10 20 30 L b (m m ) U G /U L Lb out Lb in
Aloisiyus Yuli Widianto: Karakteristik aliran Taylor sistem gas-liquid dalam microchannel berpenampang lingkaran
Tabel  2 .  Konfigurasi  yang  digunakan  dalam pengamatan pola aliran Konfigurasi Channel d 1 (mm) d 2 (mm) d ch (mm) L ch (m) Konfigurasi 1 1,5 1 1 30 Konfigurasi 2 1 1 1 30 Konfigurasi 3 1 1,5 1,5 6 d 1 =  diameter inlet gas;  d 2 =  diameter inlet  liquid ;  d ch = diameter channel utama
Diameter tube di bagian inlet gas- liquid yang berbeda  pada  rasio  kecepatan  linier  (U G /U L )  yang sama  menghasilkan  panjang bubble yang  berbeda. Panjang bubble terbesar ditunjukkan oleh konfigurasi channel 1. Peningkatan nilai rasio U G /U L menyebabkan  peningkatan  panjang bubble .  Pada channel dengan diameter inlet liquid 1 mm, diameter inlet gas  1,5mm  dan  panjang  30m  (konfigurasi  1) terlihat  bahwa  perubahan  kecil  pada  nilai  rasio memberikan  dampak  signifikan  terhadap  perubahan dimensi  panjang bubble dibandingkan  dengan konfigurasi channel yang  lain.  Pengaruh  terkecil perubahan  rasio  kecepatan  linier  terhadap  panjang bubble ditunjukkan  oleh  konfigurasi channel 3. Semakin  besar  diameter inlet gas,  peranan  fase  gas semakin  dominan  dalam  pembentukan bubble di  T- junction (Gambar  3).  Pada liquid yang  membasahi dinding dalam tube seperti  metanol  yang digunakan dalam  percobaan  ini,  karena  metanol  memiliki  sifat pembasahan dinding PTFE (teflon) yang sangat baik, metanol  dengan  mudah  dapat  memotong  kepala bubble yang  berhasil  melakukan  penetrasi  menuju channel utama.  Sifat  pembasahan  metanol  pada dinding tube yang  terbuat  dari  PTFE  dianalisa  dan diukur  sudut  kontaknya  diperoleh  sebesar  143°. Sebaliknya,  pada  sistem  dengan liquid yang  tidak membasahi  dinding tube ,  gas relative lebih  sulit menembus  fase liquid sehingga  pembentukan  pola aliran Taylor pada channel utama membutuhkan gaya inersia fase gas yang lebih besar yang dapat dicapai dengan  cara  memperbesar  debitnya  (Wang  et  al., 2010).
Gambar  3 .  Pengaruh  perubahan  rasio  kecepatan  fase  gas terhadap  fase liquid (U G /U L )  pada  dimensi panjang bubble di  bagian inlet tube (berjarak sekitar  20  cm  dari  T- junction ).  d 1 =  diameter dalam inlet  tube fase  liquid,  d 2 =  diameter dalam inlet tube fase gas
Liquid membasahi dinding gas channel utama (a) Liquid tidak membasahi dinding gas channel utama (b) Gambar  4 . Liquid  yang  membasahi  dinding  dengan mudah  memotong  kepala bubble yang melakukan penetrasi menuju channel utama, (b) Fase gas lebih sulit menembus fase liquid yang tidak membasahi dinding
Dengan  demikian  jenis  material channel dan jenis liquid menentukan  jenis  pola  aliran  yang terbentuk  di  dalam channel .  Pada  rasio  U G /U L yang sama,  dengan channel terbuat  dari  bahan  yang berbeda  dan liquid dengan  sifat  fisik  yang  berbeda, karakteristik  pola  aliran  yang  terbentuk  dalam channel akan berbeda.

## 2. Bilangan Tidak Berdimensi
Nilai Reynold Number dan Capillary Number mampu  mengkarakterisasi  pola  aliran  dalam microchannel .  Dari  nilai  bilangan  tidak  berdimensi ini  dapat  diketahui  gaya-gaya  yang  bekerja  dalam sistem dua fase gas- liquid . Dari percobaan diperoleh nilai  bilangan  tidak  berdimensi  seperti  terlihat  pada Tabel 3.
Tabel 3 . Bilangan tidak berdimensi
Bilangan  Reynold  untuk  fase  gas  dan liquid memiliki  nilai  lebih  besar  dari  1.  Bilangan  Reynold menyatakan  rasio  dari  gaya  inersia  terhadap  gaya viscous .  Karena  itu  berdasarkan  bilangan  Reynold gaya  inersia  bekerja  lebih  dominan  daripada  gaya viscous .  Sedangkan Capillary  number dalam percobaan  ini  memiliki  nilai  lebih  kecil  dari  1. Capillary number menyatakan rasio dari gaya viscous terhadap  gaya  tegangan  permukaan.  Berdasarkan nilai Capillary  number ,  gaya  tegangan  permukaan bekerja lebih dominan daripada gaya viscous . Dengan demikian dari dua bilangan tidak berdimensi ini dapat diurutkan pengaruh besarnya gaya-gaya yang bekerja
4 6 8 10 12 0 10 20 30 Lb in (mm ) U G /U L d1=1.5 mm, d2=1 mm; L= 30 m Bilangan Tidak Berdimensi
Nilai Reynold number fase gas (N Re,GS ) 1,404 – 4,255 Reynold number fase liquid (N Re,LS )
1,900 – 49, 876
Capillary number (C a ) 0,000055 – 0,00097
pada  sistem  yang  diamati  pada  penelitian  ini,  yaitu gaya inersia>gaya tegangan permukaan>gaya viscous . Tegangan permukaan metanol murni sebesar 24  mN/m,  dan  tegangan  permukaan  campuran methanol  + methylen  blue sebesar  24,5  mN/m. Methylen  blue digunakan  untuk  memudahkan pengamatan pola aliran.
3.  Pressure  Drop  Sistem  Dua  Fase  (Metanol- Udara)
Dalam sistem  dua  fase gas- liquid , pola aliran yang  terbentuk  sepanjang microtube tidak  dapat dipisahkan dari kenaikan pressure drop (ΔP) (Zhao et al.,  2013).  Dalam tube dengan  dimensi  mikro  dan sangat  panjang,  perubahan  tekanan  fluida  di  bagian inlet sangat  berbeda  dengan  perubahan  tekanan  di bagian outlet .  Karena  sistem  yang  diobservasi melibatkan  fase  gas  yang  sangat  responsif  dengan perubahan  tekanan,  maka design dari microdevice yang  ditujukan  untuk  sistem  gas- liquid seharusnya mempertimbangkan besarnya perubahan tekanan ini.
Pressure drop dalam channel dapat diketahui besarnya dengan menggunakan model yang diajukan oleh Kreutzer. Model ini merupakan pengembangan model yang diajukan oleh Bretherton, dimana model Bretherton  hanya valid untuk  sistem  dengan karakteristik: capillary number sangat kecil (mendekati nol), ketebalan film liquid mendekati nol sehingga  luas  area  penampang bubble sama  atau mendekati luas area microtube (Warnier et al., 2010). Kedua  syarat  ini  telah  dipenuhi  oleh  hasil-hasil observasi  aliran  dua  fase  metanol-udara  dalam penelitian  ini  sehingga  model  Kreutzer  ini  dapat digunakan. Pressure  drop -(dP/dz)  di  sepanjang microchannel sesuai  dengan  model  Kreutzer diberikan dengan Persamaan (1).
. D ) U U ( μ L L L L P dz P d - c l g l s b s b uc + 32 + 1 = + Δ = 2 ………...(1)
ΔP uc = pressure  drop untuk  1 unit  cell yang terdiri  dari  1 bubble dan  1 slug ,  L=  panjang,  b= bubble ,  s= slug ,  σ=  tegangangan  permukaan,  D= diameter,  c= channel ,  U=  kecepatan,  δ=  faktor koreksi  panjang bubble .  Hasil  integrasi  dan penyederhanaan Persamaan (1) diperoleh Persamaan (2) (Warnier et al., 2010).
………….(2)
Pada  kondisi steady  state ,  gaya  gravitasi  dan perbedaan  temperature  diabaikan,  serta  fase  yang
berada  pada  keadaan  setimbang  memiliki  tekanan yang  seragam  (Zhao  et  al.,  2013).  Karena  itu Persamaan (2) ini dapat digunakan untuk menghitung panjang bubble di  bagian outlet  tube menggunakan hukum Boyle:
P 1 .V 1 = P 2 . V 2 …..…………(3)
P = tekanan, V = volume bubble , indek 1 dan 2 masing-masing menunjukkan bagian inlet tube , dan outlet  tube .  Perhitungan  panjang bubble dengan Persamaan  (3)  menggunakan  pendekatan  bahwa bentuk bubble menyerupai silinder, sehingga dengan mudah  dapat  ditentukan  panjang  bubble  dalam channel (Hellmann  &  Agar,  2019). Profil  pressure drop yang  diperoleh  dan  pengaruhnya  terhadap panjang bubble dengan menggunakan Persamaan (3) di bagian outlet ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar  5 .  Panjang bubble outlet  tube dengan perubahan pressure drop (ΔP) channel
Berdasarkan Gambar 5, panjang bubble teoritis di  bagian outlet seharusnya  membentuk  kecenderu- ngan  garis  lurus  (y=x).  Akan  tetapi  kecenderungan yang  diperoleh  dalam  eksperimen  menunjukkan perbedaan  signifikan  dengan  teori.  Panjang bubble eksperimen pada lokasi  yang semakin  dekat  dengan bagian outlet tube menunjukkan penyimpangan yang semakin  besar.  Penyimpangan  panjang bubble ini dipengaruhi oleh perubahan pressure drop sepanjang channel dari  bagian inlet sampai  dengan outlet ,  dan kadang-kadang  karena  fenomena  penggabungan bubble (coalescence ).
( ) ) Ca . ( D ) Ca ( σ . δ L / b c / b s 3 2 3 2 34 3 + 1 3 16 7 + + y = x R² = 1 4 6 8 10 12 14 16 18 20 4 9 14 L b , o u t (ek sperim en) -(m m ) L b, out (teori)-(mm)
d1= 1 mm, d2= 1.5 mm (theoritis) d1= 1 mm, d2= 1.5 mm (experiment) d1= 1 mm, d2= 1 mm (theoritis) d1= 1 mm, d2= 1 mm (experiment) d1= 1.5 mm, d2= 1 mm (theoritis)
d1= 1.5 mm, d2= 1 mm (experiment) z P L L L D U U s b s c l g l Δ Δ . . ) ( . . 32
2      
+ + = 
Aloisiyus Yuli Widianto: Karakteristik aliran Taylor sistem gas-liquid dalam microchannel berpenampang lingkaran

## SIMPULAN
Dari  hasil  percobaan  dapat  disimpulkan beberapa  poin  penting  antara  lain:  hasil  observasi aliran  Taylor  yang  menjadi  fokus  penelitian  ini memiliki bentuk dan dimensi yang seragam dan tetap dari  waktu  ke  waktu;  pola  aliran  Taylor  mengalir dalam channel dengan  kecepatan  linier  konstan. Dimensi bubble dan slug yang muncul dalam channel menunjukkan kecenderungan yang konstan. Peningkatan  rasio  kecepatan  linier  (U G /U L )  menye- babkan peningkatan panjang bubble di seluruh bagian channel dari  bagian inlet sampai outlet .  Panjang bubble di outlet section > inlet  section .  Untuk  itu perubahan tekanan di sepanjang channel dari bagian inlet sampai outlet dari  sistem  dua  fase  yang melibatkan gas sebaiknya tidak diabaikan. Perubahan tekanan  memiliki  korelasi  kuat  dengan  panjang bubble yang terbentuk. Sifat pembasahan fase liquid terhadap  dinding  dalam channel menentukan  jenis pola  aliran,  dimensi  panjang bubble dan slug yang terbentuk  apabila  pola  aliran  yang  terbentuk  adalah pola  aliran  Taylor.  Penggunaan liquid yang  bersifat membasahi  dinding  dalam  channel  memunculkan film liquid tipis  yang  berada  pada  daerah  sempit antara bubble dan  dinding  dalam  channel.  Bilangan tidak  berdimensi  (N Re ,  dan  C a )  mampu  memberikan gambaran  dominasi  gaya-gaya  yang  bekerja  dan memiliki  pengaruh  signifikan  pada  sistem  dua  fase ini.  Tiga  gaya  dominan  yang  bekerja  dalam  skala mikro  yang  diamati  dalam  penelitian  ini  meliputi gaya  inersia,  gaya viscous dan  gaya  tegangan permukaan.  Penggunaan  parameter  operasi  yang berbeda  akan  menghasilkan  dominasi  gaya  yang berbeda.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  menyampaikan  terima  kasih  atas dukungan  financial  dari the  Indonesia  Endowment Fund for Education (LPDP), Kementerian Keuangan, serta Direktorat Sumber Daya Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.

## DAFTAR PUSTAKA
Hellmann,  D.,  &  Agar,  D.  W.  (2019).  Modeling  of Slug  Velocity  and  Pressure  Drop  in  Gas‐
Liquid‐Liquid Slug Flow. Chemical Engineering  &  Technology,  42(10),  2138– 2145. https://doi.org/10.1002/ceat.201900087
Kashid,  M.  N.,  Renken,  A.,  &  Kiwi-Minsker,  L.
(2011).  Gas-liquid  and  liquid-liquid  mass transfer in microstructured reactors. Chemical Engineering  Science,  66(17),  3876–3897. https://doi.org/10.1016/j.ces.2011.05.015
Puccetti, G., Tosi, M., Pulvirenti, B., & Morini, G. L.
(2015). Flow patterns of an air–water mixture at the exit of a micro T-junction. Experimental Thermal  and  Fluid  Science,  67,  62–69. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2015. 01.010
Rajesh, V. M., & Buwa, V. v. (2012). Experimental characterization  of  gas-liquid-liquid  flows  in T-junction
microchannels. Chemical Engineering  Journal,  207–208,  832–844. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.07.082
Saljoshi, P. S., & Autee, A. T. (2017). Experimental investigation  of  two-phase  flow  patterns  in minichannels  at  horizontal  orientation.  Heat and Mass Transfer/Waerme- Und Stoffuebertragung, 53(9), 2799–2811.
https://doi.org/10.1007/s00231-017-2020-9
Triplett, K. A., Ghiaasiaan, S. M., Abdel-Khalik, S. I., & Sadowski, D. L. (1999). Gas-liquid two- phase flow in microchannels part I: Two-phase flow  patterns.  International  Journal  of Multiphase Flow, 25(3), 377–394.
https://doi.org/10.1016/S0301-
9322(98)00054-8
Vasilev, M. P., & Abiev, R. S. (2021). Gas – Liquid Two-Phase  Flow  and  Heat  Transfer  without Phase Change in Microfluidic Heat Exchanger.
Volkel, N., Widianto, A. Y., Aubin, J., & Xuereb, C.
(2008). Gas-Liquid Taylor Flow
Characteristics  in  Straight  and  Meandering Rectangular Microchannels.
https://aiche.confex.com/aiche/s08/techprogra m/P105713.HTM
Wang, K., Lu, Y. C., Tan, J., Yang, B. D., & Luo, G. S.  (2010).  Generating  gas/liquid/liquid  three- phase  microdispersed  systems  in  double  T- junctions  microfluidic  device.  Microfluidics and Nanofluidics, 8(6), 813–821. https://doi.org/10.1007/s10404-009-0514-6
Warnier, M. J. F., De Croon, M. H. J. M., Rebrov, E.
V., & Schouten, J. C. (2010). Pressure drop of gas-liquid  Taylor  flow  in  round  micro- capillaries  for  low  to  intermediate  Reynolds numbers.  Microfluidics  and  Nanofluidics, 8(1), 33–45.
https://doi.org/10.1007/s10404-009-0448-z
Zhang, Y., Zhang, J., Tang, Z., & Wu, Q. (2021). Gas −  Liquid  Taylor  Flow  Characteristics  in  a
Fractal Microchannel Network during Numbering-up and Sizing-up.
https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c00448
Zhao, Y., Chen, G., Ye, C., & Yuan, Q. (2013). Gas –  liquid  two-phase  flow  in  microchannel  at elevated  pressure.  Chemical  Engineering Science, 87, 122–132. https://doi.org/10.1016/j.ces.2012.10.011