Studi Numerik Karakteristik Aliran Melalui Backward Facing Step dengan Penambahan Stagger Rectangular Bump pada Sisi Upstream

-, Ferdy (2017) Studi Numerik Karakteristik Aliran Melalui Backward Facing Step dengan Penambahan Stagger Rectangular Bump pada Sisi Upstream. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2113106018-Undergraduate_Theses.pdf - Published Version

Download (5MB) | Preview

Abstract

Dalam sistem ducting terdapat banyak penggunaan saluran Backward facing step yang mana akan menyebabkan terjadinya kerugian tekanan pada aliran. Hal tersebut disebabkan karena perubahan arah aliran fluida pada step downstream yang melalui saluran tersebut. Nilai penurunan tekanan (pressure drop) pada aliran yang melalui saluran tersebut dipengaruhi oleh besarnya laju aliran pada inlet, serta ukuran step antara upstream dan downstream, yang menyebabkan terjadinya separasi dan aliran sekunder (secondary flow) pada downstream. Hal ini menyebabkan kerugian energi aliran (headloss), sehingga perlu dilakukan usaha meminimalisasi pressure drop yang terjadi di dalam saluran backward facing step. Model uji yang akan digunakan di dalam studi ini berupa saluran backward facing step yang dipasang bodi pengganggu pada sisi upstream. Fluida yang mengalir adalah udara pada suhu ruangan yang incompressible, viscous, steady dan mempunyai profil kecepatan uniform pada sisi inlet sebesar 44.2 m/s. nilai Reynolds yang digunakan 3.8 x 10⁴ dengan variasi jarak pengganggu berupa rectangular bump yang disusun staggered pada sisi upstream (s= 0.25h, 0.35h, 0.4h). Penelitian dilakukan secara numerik 3D menggunakan piranti lunak Computation Fluid Dynamics (CFD) komersial dengan model turbulensi k-ε Reliazable. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah dengan penambahan bodi pengganggu pada sisi upstream berupa rectangular bump yang disusun stagger pada sisi upstream (s= 0.25h, 0.35h, 0.4h) dapat mengurangi jarak titik reattachment pada aliran yang mengalir pada area yang mengalami perluasan penampang. Variasi jarak bump s= 0.25h pada posisi z=0.0508 memperlihatkan hasil yang lebih baik dengan jarak titik reattachment yang paling pendek dari pada variasi jarak bodi pengganggu yang lain. Pengurangan panjang reattachment sekitar lebih dari 10 % dari benda uji tanpa menggunakan bump. Penambahan bodi pengganggu dapat mengurangi pressure drop yang terjadi pada pemodelan benda uji. ================================================================= In the ducting system there are many uses of backward facing step. Backward facing step will cause pressure loss on the flow. This is due to separation or back flow on downstream through the pipe. Pressure drop the pipe is influenced by comparison of inlet and outlet pipe diameter. Separation of flow can cause vortex. It will cause loss of energy. It is necessary to minimize the pressure drop.in the backward facing step. Model researched in this study is backward facing step expansion channel with the addition of an disturbance body on the upstream. The fluid used is incompressible flow, viscous, steady, uniform velocity profile at the inlet side, used reynold number 3.8 x10⁴ with the variation of disturbance (circular bump) distance from the step on the upstream side (s= 0.25h, 0.35h, 0.4h ). 3D numerical simulation was conducted by using Computation Fluid Dynamic (CFD) software with k-ԑ realizableturbulence model and discritization type use second order. The study concludes that the addition of disturbance body on the upstream side as a circular bump with distance variations of s= s= 0.25h, 0.35h, 0.4h will decrease reattachment point distance of the flowing fluid in the expanded area of the channel. The bump’s distance s= 0.25h on the Z surface area yields the best result because it is the shortest then the other distance value, and decreases reattachment length more than that 10% lower then the reattachment length of model without bump. The addition of disturbance body decreases pressure drop which is occured in the simulation

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 629.134 32 Fer s
Uncontrolled Keywords: Backward facing step, bump, pressure drop, headloss, flow separation, adverse pressure gradient, CFD.
Subjects: Q Science > QA Mathematics > QA76 Computer software
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ223 PID controllers
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Ferdy Ferdy
Date Deposited: 13 Oct 2017 06:20
Last Modified: 06 Mar 2019 04:15
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/47229

Actions (login required)

View Item View Item