Studi Eksperimen Karakteristik Aliran Melintasi Tiga Silinder Sirkular Yang Disusun Stagger Dengan Penambahan Bodi Pengganggu

Putri, Denyta Kurnia (2022) Studi Eksperimen Karakteristik Aliran Melintasi Tiga Silinder Sirkular Yang Disusun Stagger Dengan Penambahan Bodi Pengganggu. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000015-Undergraduate Thesis.pdf Download (3MB)

Abstract

Ilmu mekanika fluida memegang peranan yang sangat penting dalam dunia keteknikan, dimana cakupan dan fenomena dari ilmu mekanika fluida tersebut sangat luas dan terus mengalami perkembangan. Salah satunya adalah fenomena mengenai saluran dan silinder yang dilalui oleh aliran fluida. Oleh karena itu peneliti sedang melakukan kajian tentang aliran yang melintasi silinder. Contoh nyata pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari adalah fluida yang mengalir di dalam maupun di luar tube pada heat exchanger serta konstruksi pipa bawah laut. Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, hasilnya menunjukkan bahwa adanya gaya hambat yang timbul pada aliran tersebut, sehingga kembali dilakukan penelitian dengan metode eksperimen yang berguna untuk mengurangi gaya hambat pada tiga silinder sirkular dalam susunan stagger dengan penambahan bodi pengganggu. Penelitian ini dilakukan pada terowongan angin (wind tunnel) dengan variasi rasio jarak longitudinal (L/D) = 1,5; 2; 3; 4 dan rasio jarak ransversal (T/D) = 2 dengan diameter bodi pengganggu (d = 4 mm), serta diameter silinder utama (D= 25 mm) yang ditempatkan dalam saluran berpenampang octagonal dengan luas penampang (H= 300 mm. W= 300 mm, dan X=600 mm). Penelitian ini diuji pada (Re= 2,2 x 104 ), posisi bodi pengganggu ditempatkan pada (α = 0°, 120° dan 240°) dan jarak gap (δ= 0,4 mm) terhadap silinder utama. Tekanan diukur menggunakan pressure tap, sedangkan profil kecepatan diukur menggunakan pitot static tube yang dipasang di belakang silinder sirkular. Hasil dari eksperimen yang telah dilakukan yaitu terdapat reduksi koefisien drag pressure (CDP) paling tinggi pada silinder 2 (downstream atas) sebesar 1%-9% dan silinder 3 (downstream bawah) sebesar 10%-40% yang mana hal ini dipengaruhi oleh jarak (L/D) dan penambahan bodi pengganggu. Kemudian untuk nilai koefisien lift pressure (CLP) pada silinder 1 (upstream) mengalami peningkatan sebesar 93% pada jarak (L/D) = 1,5, sedangkan pada jarak longitudinal (L/D) = 2; 3; dan 4 mengalami penurunan sebesar 45%-3666%. Untuk silinder 2 dan 3 mengalami penurunan dan juga peningkatan pada jarak (L/D) tertentu. Sedangkan untuk nilai koefisien drag total (CDT) sendiri mengalami penurunan pada semua jarak longitudinal (L/D) = 2-4 sebesar 26%-36%, sedangkan pada jarak (L/D) = 1,5 mengalami peningkatan sebesar 58%. Selain itu, juga terjadi efek bistable yang mana ditandai dengan nilai distribusi koefisien tekanan (CP) pada silinder 2 dan 3 menunjukkan grafik asimetris antara upper side dan lower side. Hal ini terjadi pada semua jarak longitudinal (L/D) karena susunan pada silinder downstream memiliki jarak (T/D) = 2, dimana pada area tersebut memasuki bistable area dengan susunan side by side.
==================================================================================================================================
Fluid mechanics plays a crucial role in engineering, where the scope and phenomenon of the discipline are undoubtedly broad and likely to evolve. One of the examples is the phenomenon of the duct and the cylinder through which the fluid flows. Scientists are currently doing research on the flow across the cylindrical. Real life implementation of this topic is the fluid that flows inside and outside heat exchanger tubes and underwater pipe construction. Based on previous research, drag force arises on the flow, hence, research with an experiment methodology designed to reduce the drag force on three circular cylinders with stagger position and additional interfering body needs to be done. This research is conducted on subsonic open circuit wind tunnel with longitudinal distance ratio (L/D) = 1.5, 2, 3, and 4, respectively, and transversal distance ratio (T/D) = 2 with interfering body diameter (d= 4mm), and main cylinder diameter (D= 25 mm) located inside a duct with octagonal section with the dimension of (H= 300 mm, W= 300 mm, and X= 600 mm). This research is tested using (Re= 2.2 x 104 ), the interfering body is located on (α= 0°, 120°, and 240°) and gap distance (δ= 0,4 mm) to the main cylinder. Pressure measurement can be done using a pressure tap and velocity profile can be measured by a pitot static tube installed in front and behind a circular cylinder. Pressure can be measured by pressure tap, whilst velocity profile by pitot static tube installed on the back of the circular cylinder. The results show that the coefficient drag pressure reduction (CDP) is the highest on cylinder 2 (upper downstream) at 1%-9% and cylinder 3 (lower downstream) at 10%-40%, in consequence of the longitudinal distance (L/D) and the addition of disturbance body at 0°, 120°, and 240°. The coefficient lift pressure (CLP) on cylinder 1 (upstream) escalates in 93% increment at distance (L/D) = 1.5 and drops by 45%-3666% in longitudinal distance (L/D) = 2; 3; and 4. Cylinder 2 and 3 experience reduction and addition on a certain longitudinal distance (L/D). The coefficient drag total (CDT) increased at a longitudinal distance (L/D) = 1.5 by 58%, then for the longitudinal distance (L/D) = 2; 3; and 4 tend to decrease by 26%-46%. This also influenced by the logitudinal distance (L/D) and the addition of disturbance body. Furthermore, there is a bistable effect, indicated by an asymmetric graphic of coefficient pressure distribution between the upper and lower side of cylinder 2 and 3. This occurred at all longitudinal distance (L/D), as the result of the arrangement on downstream cylinders having a transversal distance of 2, where that area enters bistable area with a side by side arrangement.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 620.106 4 Put s-1 2022
Uncontrolled Keywords:	bodi Pengganggu, bluff body, drag pressure, drag total, lift pressure
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics. Tubes--Fluid dynamics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	18 Feb 2025 02:48
Last Modified:	18 Feb 2025 02:48
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118775

Actions (login required)

View Item