Studi Numerik Aliran Melalui Square Duct dan Square Elbow 90° Single Guide Vane dengan Square Disturbance Body pada g/Dh = 0,5 dengan Variasi Jarak Longitudinal

Putera, Nurul Fajri Al Farizy (2018) Studi Numerik Aliran Melalui Square Duct dan Square Elbow 90° Single Guide Vane dengan Square Disturbance Body pada g/Dh = 0,5 dengan Variasi Jarak Longitudinal. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
02111645000035-Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (4MB) | Preview

Abstract

Bangunan yang dibangun secara vertikal tentu membutuhkan saluran pengkondisian udara yang baik. Ducting merupakan salah satu saluran yang mana memiliki konstruksi yang terdiri atas berbagai macam komponen. Salah satunya adalah elbow 90° yang berfungsi untuk membelokkan aliran agar dapat mengalir ke arah yang diinginkan. Aliran udara yang melalui elbow 90° mengalami pressure drop yang lebih besar dibandingkan dengan aliran melalui saluran udara lurus pada kecepatan freestream yang sama. Karena pressure drop yang besar tersebut maka head loss pada elbow 90° juga semakin besar, sehingga daya yang dibutuhkan untuk mengalirkan udara menjadi semakin besar. Usaha untuk mengurangi pressure drop yang terjadi di dalam elbow 90° adalah dengan menambahkan guide vane pada elbow 90° dan sebuah bodi pengganggu berbentuk kotak (Square Disturbance Body) sebelum inlet elbow 90°. Penambahan guide vane dimaksudkan untuk meminimalkan efek flow separation dan menekan pembentukan secondary flow. Sedangkan untuk penambahan Square Disturbance Body (SDB) ditujukan untuk membuat aliran memiliki intensitas turbulensi yang kuat dan mengurangi efek shear stress dari guide vane. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah simulasi numerik tiga dimensi dengan menggunakan software CFD komersial. Benda uji berupa square duct dan square elbow 90° dengan single guide vane dengan panjang upstream 875 mm (7Dh), panjang downstream 3125 mm (25Dh), dan jari-jari elbow 187,5 mm (R/Dh = 1,5). Aliran fluida merupakan udara yang mengalir steady dengan kecepatan inlet 2, 6 dan 12 m/s atau ReDh≈1,5x104; 4,7x104 dan 9,5x104. Penelitian dilakukan dengan variasi jarak longitudinal antara SDB dengan inlet elbow, yaitu pada l/Dh = 0,1; 0,5 dan 0,9. Dari penelitian ini didapat profil kecepatan di outlet elbow pada ducting dengan SDB memiliki kecepatan yang lebih besar di sekitar guide vane. Hal itu menunjukkan bahwa penambahan SDB mampu meningkatkan momentum aliran sehingga bisa mengurangi efek shear stress dari guide vane. Namun untuk kontur kecepatan yang dihasilkan di posisi x/Dh=26 pada ducting tanpa dan dengan SDB relatif sama dan masih terdapat secondary flow pada bagian center dan corner. Selain itu, penambahan SDB pada l/Dh = 0,1 dan 0,9 efektif untuk mengurangi nilai pressure drop pada kecepatan 2 m/s (ReDh≈1,5x104). Sedangkan penambahan SDB pada l/Dh = 0,5 mampu mengurangi nilai pressure drop pada kecepatan 6 m/s (ReDh≈4,7x104). ======================================================================================================= The vertically building certainly require a good air conditioning channel. Ducting is one channel which has a construction that consists of various components. One is a elbow 90° that serves to bend the flow in order to flow in the desired direction. The air flow through the elbow 90° experiences a greater pressure drop than the flow through the straight air channel at the same freestream velocity. Due to the large pressure drop, the head loss on the elbow 90° is also greater, so the power required to drain the air becomes larger. Efforts to reduce the pressure drop that occurs within the elbow 90° is to add a guide vane to a elbow 90° and a square disturbance body before the elbow 90° inlet. The addition of a guide vane is intended to minimize flow separation effects and suppress the formation of secondary flow. As for the addition of Square Disturbance Body (SDB) is intended to make the flow has a strong turbulence intensity and reduce the effects of shear stress from the guide vane. The method used in this research is a three-dimensional numerical simulation using commercial CFD software. The test specimen is square duct and square elbow 90° single guide vane with 875 mm (7Dh) upstream length, 3125 mm downstream length (25Dh), and elbow radius 187,5 mm (R/Dh = 1,5). Fluid flow is steady air with a velocity of 2, 6 and 12 m/s or ReDh≈1,5x104; 4,7x104 and 9,5x104. The study was conducted by variation of longitudinal distance between SDB with elbow inlet at l/Dh = 0,1; 0,5 and 0,9. From this study obtained velocity profile at elbow outlet on ducting with SDB has greater velocity around guide vane. It shows that the addition of SDB can increase the flow momentum so that it can reduce the effect of shear stress from guide vane. However, for the resulting velocity contours in the position of x/Dh = 26 on ducting without and with SDB is relatively the same and there is still secondary flow in the center and corner. In addition, the addition of SDB at l/Dh = 0,1 and 0,9 was effective to reduce the pressure drop value at 2 m/s (ReDh ≈ 1,5x104). While addition of SDB at l/Dh = 0,5 can reduce pressure drop value at velocity 6 m/s (ReDh ≈ 4,7x104).

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 620.106 4 Put s-1 3100018076853
Uncontrolled Keywords: Square Duct, Elbow 90°, Square Disturbance Body, Pressure Drop, Karakteristik Aliran, Flow Characteristics
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Nurul Fajri Al Farizy Putera
Date Deposited: 22 Oct 2020 06:54
Last Modified: 22 Oct 2020 06:54
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/55692

Actions (login required)

View Item View Item