Studi Eksperimen Karakteristik Aliran Melalui Square Duct dan Square Elbow 90° Dengan Single Guide Vane Menggunakan Threaded Disturbance Body Dengan Variasi Jarak Longitudinal Pada Saluran Upstream Duct

Azizah, Aulia (2018) Studi Eksperimen Karakteristik Aliran Melalui Square Duct dan Square Elbow 90° Dengan Single Guide Vane Menggunakan Threaded Disturbance Body Dengan Variasi Jarak Longitudinal Pada Saluran Upstream Duct. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
02111645000045-Undergraduate_thesis.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Berbagai fenomena aliran fluida banyak ditemukan dalam industri yang sering kita jumpai, seperti pada instalasi pembangkit listrik dan instalasi pengkondisian udara (Air Handling Unit) pada gedung-gedung ataupun mall pada perkotaan. Instalasi-instalasi saluran fluida tidak hanya menggunakan sistem perpipaan dengan pipa lurus, melainkan dapat juga menggunakan pembelokan aliran, penggabungan aliran, ataupun percabangan aliran. Pemasangan fitting perpipaan ini akan membuat aliran di dalam elbow mengalami pressure drop yang lebih besar Salah satu usaha untuk mengurangi pressure drop yang terjadi di dalam elbow 90° adalah menambahkan sebuah bodi pengganggu berupa Threaded Disturbance Body (TDB). 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, pengganggu berupa TDB, 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 variasi jarak 0,1Dh sampai 0,5Dh dan 0,9Dh Reynolds Number yg digunakan untuk mendapatkan nilai pressure drop dan koefisien loss minor elbow 90º adalah 1,59x104 sampai 15,9x104 (kecepatan udara 2 m/s sampai 20 m/s dengan kenaikan kecepatan 2 m/s), untuk mendapatkan nilai Pressure Coefficient pada elbow 90º adalah 3,17x104, 9,52x104, dan 1,59x105, sedangkan untuk mendapatkan profil kecepatan digunakan kecepatan 12 m/s dengan Reynolds Number 9,52x104. Hasil penelitian ini diperoleh bahwa penempatan TDB efektif menurunkan pressure drop. Penempatan TDB pada jarak l/Dh=0.4 merupakan jarak paling efektif untuk menurunkan pressure drop, dimana penurunan rata-rata ratio perbandingan pressure drop (DB/D0) sebesar 1,009. Sedangkan pada variasi TDB (l = 0,9Dh) justru mengalami peningkatan dengan rata-rata ratio perbandingan pressure drop (DB/D0) sebesar 1,069. Untuk nilai koefisien losses (K) elbow 900 pada variasi TDB (l=0,4Dh) memiliki nilai rata-rata ratio perbandingan (DB/D0) koefisien losses (K) elbow 90º sebesar 0,981. Sementara variasi TDB (l=0,9Dh) memiliki rata-rata ratio perbandingan (DB/D0) koefisien losses (K) elbow 90° sebesar 1,1693. Pressure coefficient (Cp) terbesar pada sisi outer elbow 90° adalah variasi tanpa IDB dengan nilai tertinggi pada puncak grafik sebesar 0,777. Sedangkan untuk variasi TDB l/Dh=0.4 dan l/Dh=0.9 menunjukan grafik yang hampir mirip dengan nilai tertinggi pada puncak grafik adalah sebesar 0,0477 dan 0,0879. Pressure coefficient (Cp) terkecil pada sisi inner elbow 90° adalah pada variasi l/Dh=0.4 dengan nilai terendah pada dasar grafik sebesar -0,45712, selanjutnya variasi tanpa TDB dengan nilai terendah -0,5375, dan variasi l/Dh=0.9 dengan nilai terendah -0,6297. Pengamatan profil kecepatan dilakukan pada bidang horizontal dan vertikal pada section 2,4,6,10 dan 14 menunjukan bahwa dengan penambahan TDB, profil kecepatan horizontal pada section 2 – 4 memiliki bentuk yang berbeda dibanding tanpa TDB, sedangkan untuk profil kecepatan vertikal pada section 2 - 6 juga memiliki bentuk yang berbeda dibanding tanpa TDB. Pada section 6 - 14 untuk horizontal dan section 10-14 untuk vertikal semua variasi menunjukan bentuk profil kecepatan yang mirip. Kata kunci: Threaded Disturbance Body, Profil Kecepatan, Pressure Drop, Square Duct, Elbow 90°, Variasi Jarak ===================================================================================================== Various fluid flow phenomena are found in industries that we often encounter, such as power plant installations and air conditioning units (Air Handling Unit) in buildings or malls in urban areas. Fluid channel installations not only use piping systems with straight pipes, but can also use flow deflection, stream merging, or flow branching. Installation of these piping fittings will make the flow inside the elbow experience a greater pressure drop due to friction loss, separation loss, and secondary flow that occurs after passing through the accessories. One attempt to reduce the pressure drop that occurs inside the 90 ° elbow is to add a thr eaded disturbance body (TDB). This experiment was conducted experimentally with square duct with Dh = 125 mm model consisting of: upstream duct (straight duct) with 7Dh length, TDB disturbance, 90 ° elbow, and equipped with downstream duct (straight duct) with length 15Dh, and induced draft fan. Measurements in this study using pitot static tube, inclined manometer, and pressure transducer. Tests were performed with variations of 0.1 Dh to 0.5Dh and 0.9Dh Reynolds Numbers used to obtain pressure drop and 90 º minor elec - tion loss coefficients were 1.59x10 4 to 15.9x10 4 (air velocity of 2 m/s to 20 m/s with a speed increase of 2 m/s), to get the value of Pressure Coefficient on 90º elbow is 3.17x10 4 , 9.52x10 4 , and 1.59x10 5 , while to get the speed profile used speed 12 m/s with Reynolds Number 9,52x10 4 . The results of this study obtained that the placement of effective vi TDB reduce pressure drop. Placement of TDB at a distance of l Dh = 0.4 is the most effective distance to lower the pressure drop, where the decre ase in the average ratio of pressure drop ratio (DB/D0) is 1.009. While on the variation of TDB (l = 0.9Dh) actually increased with the average ratio of pressure drop ratio (DB D0) of 1.069. For the value of losses coefficient (K) elbow 90 0 on TDB variatio n (l = 0.4Dh) has a mean value ratio ratio (DB/D0) losses coefficient (K) elbow 90º of 0.981. While the TDB variation (l = 0.9Dh) has an average ratio ratio of (d) losses coefficient (K) elbow 90 ° at 1.1693. The largest pressure coefficient (Cp) on the 90 ° outer elbow is a variation without IDB with the highest score at the top of the chart of 0.777. As for the variation of TDB l/Dh = 0.4 and l /Dh = 0.9 shows the graph that is almost similar to the highest value at the peak of the chart is of 0.0477 and 0 .0879. The smallest pressure coefficient (Cp) on the inner elbow side 90 ° is at the variation l /Dh = 0.4 with the lowest value at the bottom of the graph of - 0.45712, then the variation without TDB with the lowest value of - 0.5375, and variation l / 0.9 with a low of - 0.6297. The observations of the velocity profiles performed on the horizontal and vertical plane of sections 2,4,6,10 and 14 show that with the addition of TDB, horizontal velocity profiles in section 2 - 4 have different shapes than without T DB, whereas for vertical velocity profiles in section 2 - 6 also has a different shape than without TDB. In sections 6 - 14 for horizontal and section 10 - 14 for vertical all variations show similar speed profile shapes.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 620.106 4 Azi s-1 3100018076734
Uncontrolled Keywords: Threaded Disturbance Body, Profil Kecepatan, Pressure Drop, Square Duct, Elbow 90°, Variasi Jarak
Subjects: Q Science > QC Physics > QC151 Fluid dynamics
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Azizah Aulia
Date Deposited: 05 Nov 2020 08:09
Last Modified: 10 Nov 2020 02:50
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/55707

Actions (login required)

View Item View Item