Studi eksperimen pengaruh variasi gap Inlet Disturbance Body terhadap aliran melalui Square Duct dengan Elbow 90

Pratama, Rizkia Putra (2017) Studi eksperimen pengaruh variasi gap Inlet Disturbance Body terhadap aliran melalui Square Duct dengan Elbow 90. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2112100068-undergraduate_theses.pdf - Published Version

Download (8MB) | Preview

Abstract

Udara mengalir melalui instalasi saluran udara yang terdiri dari bagian lurus dan fitting. Daerah fitting pada saluran udara contohnya elbow 90o dapat meningkatkan pressure drop karena terjadi separasi dan aliran sekunder. Peningkatan pressure drop dapat meningkatkan jumlah konsumsi energi yang dibutuhkan oleh centrifugal fan sehingga dalam pembuatan konstruksi saluran udara harus optimal agar tidak terjadi kerugian energi yang besar. Salah satunya dengan metode penambahan bodi penggangu berupa inlet disturbance body (IDB) yang ditempatkan pada posisi tertentu dalam saluran udara untuk mengurangi pressure drop. Model saluran yang digunanakan dalam penelitian ini, yaitu square duct dengan diameter (Dh) sebesar 125 mm. Saluran udara terdiri dari upstream duct sepanjang 7Dh, IDB dengan diameter sebesar 12,5 mm, elbow 90° dengan rasio kelengkungan (R/Dh) sebesar 1,5, downstream duct sepanjang 15Dh, dan centrifugal fan. Pengukuran parameter menggunakan pitot static tube, manometer, dan pressure transducer. IDB diletakkan pada jarak (l/Dh) sebesar 0,1 dari inlet elbow 90° dengan variasi gap (g/d) sebesar 0,1 sampai 0,5. Untuk mendapatkan profil kecepatan dan intensitas turbulensi downstream duct pada posisi vertikal dan horizontal, pengujian dilakukan pada bilangan Reynolds (ReDh) 8,74x104. Untuk mendapatkan pressure coefficient elbow 90o, pengujian dilakukan pada bilangan Reynolds (ReDh) 3,97x104, 8,74x104, dan 1,35x105. Untuk mendapatkan pressure drop square duct dan loss coefficient elbow 90°, pengujian dilakukan pada ReDh sebesar 4,09x104 ≤ ReDh ≤ 1,39x105 atau kecepatan udara 5 m/s sampai 17 m/s dengan kenaikan kecepatan 1 m/s. Hasil penelitian diperoleh bahwa penambahan IDB g/d=0,2 dapat menurunkan pressure drop sebesar 20,52%, sedangkan g/d=0,4 dapat meningkatkan pressure drop. Loss coefficient terkecil pada variasi IDB g/d=0,2 dan terbesar pada variasi IDB g/d=0,4d. Penambahan IDB dapat menurunkan ∆Cp pada ReDh 8,74x104. Peningkatan ReDh dapat meningkatkan ∆Cp setiap variasi IDB. Penambahan IDB dapat membentuk shear layer yang mempunyai intensitas turbulensi lebih tinggi sehingga mampu melawan advers pressure atau menunda separasi aliran karena kelengkungan inner elbow 90o. Profil kecepatan bidang horizontal terdampak efek blockage area dari posisi setelah melewati inlet elbow 90o sampai x/Dh=8. Variasi g/d=0,2 paling mendekati freestream pada x/Dh=13. Profil kecepatan bidang vertikal terdampak efek dari aliran sekunder setelah melewati outlet elbow 90o sampai x/Dh=5. Pada x/Dh=8 sampai 13 terjadi proses recovery aliran. Variasi tanpa IDB paling mendekati freestream pada x/Dh=13. ==================================================================================================== Air flows through the air duct consist of straight sections and fittings. The example of fitting in the air duct is elbow 90o, elbow 90o increase pressure drop due to the separation, fricti on, or secondary flow. Pressure drop can increase the amount of energy consumption required by the centrifugal fan ,so that the air duct in the manufacture of construction should be optimized in order to avoid loss of energy. The method reduce pressure drop with a inlet disturbance body (IDB), which is placed at a specific position in the air duct reduce pressure drop. The experiment use a model air duct, namely square duct with diameter (Dh) 125 mm. The air duct consist of upstream with a 7Dh length , IDB with diameter 12.5 mm, elbow 90° with a radius ratio (R/Dh) 1.5, downstream square duct with a 15Dh length , and centrifugal fan. Measurement parameters use pitot static tube, inclined manometer, and pressure transducer. IDB is placed at a distance (l / Dh) = 0.1 from the inlet elbow 90° with gap variant (g/d) = 0.1 - 0.5. Measurement velocity profile and turbulence intensity downstream square duct on the vertical and horizontal positions use the Reynolds number (ReDh) 8,74x104. Measurement coefficient pressure elbow 90° use ReDh3,97x104, 8,74x104,and 1,35x105. Measurement pressure drop square duct and loss coefficient elbow 90o use ReDh of 3,97x104≤ReDh ≤1,35x105(air speed of 5 m / s to 17 m/s with the increase in speed of 1 m/s). The results showed that the addition of IDB g/d = 0.2 can reduce pressure drop by 20.52%, but g/d = 0.4 can increase the pressure drop. The smallest of loss coefficient variant IDB g/d = 0.2, and the largest on the variant IDB g/d = 0,4. IDB can reduce ΔCp on ReDh 8,74x10 4. ΔCp increased by the IDB and ReDh variant. Extra IDB can form a shear layer that has a higher turbulence intensity to resist advers pressure or delay flow separation due to the curvature of the inner elbow 90o. The velocity profile horizontal plane of the area affected by the blockage effect after passing through the inlet elbow position 90o to x/Dh = 8. IDB variant g/d = 0.2 freestream closest to x/Dh = 13. Vertical velocity profile fields affected by the effects of secondary flow after passing through the outlet elbow 90o until x/ Dh = 5. On x/Dh = 8 - 13 there is a process flow recovery. Variations with out IDB closest freestream on x/Dh = 13

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: square duct, elbow 90°, variasi gap, pressure drop, profil kecepatan.
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering
Depositing User: RIZKIA PUTRA PRATAMA
Date Deposited: 24 Feb 2017 09:30
Last Modified: 04 Mar 2017 15:48
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/2339

Actions (login required)

View Item View Item