Studi Eksperimen Karakteristik Aliran Melalui Square Duct dan Square Elbow 90° dengan Inlet Disturbance Body Berbentuk Silinder Sirkuler yang divariasikan pada Sisi Inner Elbow 90°

Hendriyarto, Muh. Septa (2017) Studi Eksperimen Karakteristik Aliran Melalui Square Duct dan Square Elbow 90° dengan Inlet Disturbance Body Berbentuk Silinder Sirkuler yang divariasikan pada Sisi Inner Elbow 90°. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2115105028-Undergraduate_Theses.pdf - Published Version

Download (4MB) | Preview

Abstract

Sebuah penelitian yang dilakukan oleh Shiming Deng & John Burnett pada tahun 2002 tentang rata-rata konsumsi energi 16 hotel di Hongkong. Dari penelitian tersebut, didapatakan bahwa konsumsi energi pada gedung-gedung ini antara lain 45% untuk sistem tata udara, 31% untuk non-electrical, 17% untuk sistem tata cahaya, dan 7% untuk sistem transportasi gedung (lift atau escalator). Data di atas menunjukkan bahwa energi yang menyumbang cukup besar adalah sistem saluran udara. Salah satu upaya untuk mengurangi konsumsi daya tersebut adalah memperbaiki instalasi saluran udara itu sendiri dengan menambahkan fitting perpipaan berupa elbow 90° dan penambahan Inlet Disturbance Body ( IDB ). Penelitian ini dilakukan secara eksperimen dengan model saluran berpenampang bujursangkar (square duct) dengan Dh = 125 mm yang terdiri dari : upstream duct (straight duct) dengan panjang 7Dh, Inlet Disturbance Body berbentuk circular cylinder dengan D = 12,5 mm, square elbow 90°, dan dilengkapi downstream duct (straight duct) dengan panjang 15Dh, serta induced draft fan. Pengukuran dalam penelitian ini menggunakan pitot static tube, inclined manometer, dan pressure transducer. Pengujian dilakukan dengan tanpa IDB dan variasi peletakan inlet disturbance body 5°,10°,15°,dan 20° pada sisi inner elbow 90° dengan 〖Re〗_Dh sebesar 4,7 x 104 untuk mendapatkan profil kecepatan sepanjang downstream duct, untuk mendapatkan nilai pressure drop dan coefficient loss elbow 90° digunakan 〖Re〗_Dh 1,4 x 104 sampai 10,3 x 104 ( kecepatan udara 2 m/s sampai 12 m/s dengan kenaikan kecepatan 1 m/s), sedangkan untuk cofficient pressure pada elbow 90º digunakan kecepatan 4 m/s, 8 m/s,dan 12 m/s dengan 〖Re〗_Dh 3,1x104 ;6,3x104 ; dan 9,5x104. Hasil studi eksperimen ini diperoleh bahwa penempatan inlet disturbance body pada saluran dengan variasi peletakan 15° merupakan jarak paling efektif untuk menurunkan pressure drop sedangkan inlet disturbance body dengan jarak 5° maupun inlet disturbance body dengan jarak yang lain kurang effective untuk menurunkan pressure drop dan hanya effective pada Reynolds Number rendah saja jika dibandingkan dengan variasi tanpa IDB. Secara fungsi Reynolds Number, jarak tanpa inlet disturbance body memiliki nilai koefisien losses elbow 90º paling rendah, sedangkan pada variasi inlet disturbance body 10° memiliki nilai koefisien losses elbow 90º paling tinggi. Perbedaan nilai Pressure Coefficient (ΔCp) yang cukup signifikan pada elbow 90º dengan saluran tanpa inlet disturbance body dan menggunakan inlet disturbance body, dimana didapatkan bahwa ΔCp pada jarak inlet disturbance body 15° terlihat lebih kecil dibandingkan pada jarak 10° maupun tanpa menggunakan inlet disturbance body. Selanjutnya, distribusi profil kecepatan mulai terlihat beragam ketika melewati outlet elbow 90o, dimana terjadi perbedaan signifikan antara kecepatan sisi inner dan outer baik dari sisi vertical atau sisi horizontal. Proses recovery aliran mulai terlihat setelah melewati z/Dh=6 karena efek dari backflow dan blockage mulai menghilang. Untuk intensitas turbulansi, distribusi Intensitas Turbulansi (IT) saat mendekati sisi inner lebih tepatnya pada posisi z/Dh = 0,024 terjadi peningkatan IT secara signifikan sedangkan untuk sisi outer terlihat sama. Variasi tanpa IDB memiliki distribusi IT yang paling rendah dibandingkan dengan variasi yang lainnya. Sedangkan nilai IT yang tertinggi ditunjukkan pada variasi peletakan IDB 20°. =============================================================================== A study conducted by Shiming Deng & John Burnett in 2002 about the average energy consumption of 16 hotels in Hong Kong. From the research, It’s found that energy consumption in these buildings is 45% for air system, 31% for non-electrical, 17% for lighting system and 7% for building transportation system (elevator or escalator). The data above shows that contributes the greatest energy is the airway system. One of the effort to reduce the power consumption is to improve the airway installation itself by adding 90 ° elbow piping fittings and the addition of Inlet Disturbance Body (IDB). This research is carried out by experiments with models of rectilinear shaped channel square duct with Dh : 125 mm consist of upstream duct (straight duct) with 7 Dh, circular cylinder shape of inlet disturbance body with D = 12,5 mm., square elbow 90°, and downstream duct in 15 Dh as well as induced draft fan. The measurement for this experiment using pitot static cube, inclined manometer, and pressure transducer. The experiment conducted with the variation of inlet disturbance of body 5 °, 10 °, 15 ° and 20 ° at the inner side of the elbow 90° with ReDh 4,7 x 104 to get the velocity (vertical and horizontal) along downstream duct. Pressure drop and coefficient loss elbow 90° using ReDh 1,4 x 104 up to 10,3 x 104 (air velocity was 2 m/s up to 12 m/s while increasing at 1 m/s). Furthermore, coefficient pressure in elbow 90° was measured in 4 m/s , 8 m/s, 12 m/s of velocity then using ReDh 3.1 x 104 ; 6,3 x 104 and 9,5 x 104. The result of this experiment based on the distance of inlet disturbance body had effective in distance 15° to decreased pressure drop and then distance inlet disturbance body 5° as well as other layed had not effective to decreased pressure drop but also effectived on low Reynolds Number compared by without IDB. Moreover, based on reynold number, the function of this experiment without inlet disturbance body had lowest coefficient losses elbow. Nonetheless, variation of inlet disturbance body 10° had highest coefficient losses elbow. The differences was significant in pressure coefficient elbow 90° using duct without inlet disturbance body and using inlet disturbance body. Pressure coefficient was in distance 15° of inlet disturbance body has lower value than distance 10° or without inlet disturbance body. Then, distribution of velocity profile was various when pass through outlet elbow 90° where the differences of velocity in inner side and outer (vertical or horizontal) was significant. Flow recovery was visible after passed z/Dh=6 because effect of backflow and blockage was disappeared. Measurement result of intensity turbulence (IT) based on distribution IT when approached inner side in z/Dh=0.024 had IT significant enhancement but the outer side had same result. Variation without IDB had lowest IT distribution than the other variations. The highest IT value was showed in IDB 20.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Inlet Disturbance Body, Pressure Drop, Square Duct
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > (S1) Undergraduate Theses
Depositing User: Muh. Septa Hendriyarto
Date Deposited: 24 Nov 2017 02:37
Last Modified: 08 Mar 2019 01:49
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/44878

Actions (login required)

View Item View Item