STUDI EKSPERIMEN PENGARUH CYLINDER DISTURBANCE BODY TERHADAP ALIRAN MELALUI SQUARE DUCT DAN SINGLE GUIDE VANE DALAM ELBOW 90o DENGAN VARIASI JARAK LONGITUDINAL

Oddie Matovani, Zidqi (2018) STUDI EKSPERIMEN PENGARUH CYLINDER DISTURBANCE BODY TERHADAP ALIRAN MELALUI SQUARE DUCT DAN SINGLE GUIDE VANE DALAM ELBOW 90o DENGAN VARIASI JARAK LONGITUDINAL. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
02111645000010 - Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Saluran udara (ducting system) dalam dunia industri tidak hanya berupa pipa lurus, namun juga terdapat fitting baik dalam bentuk percabangan saluran, penggabungan saluran, ataupun pembelokan saluran. Contoh fitting yang digunakan pada saluran udara adalah elbow 90o. Penggunaan elbow 90o akan menyebabkan penurunan tekanan (pressure drop) karena adanya friction loss, separation loss, dan secondary flow yang terjadi setelah melewati elbow 90o. Untuk mengurangi separation loss dan secondary flow adalah dengan menambahkan Single Guide Vane pada elbow 90o. 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, Cylinder Disturbance Body (CDB) dengan d = 6 mm, square elbow 90° dengan curvative ratio (R/Dh)=1,5 dan penambahan Single Guide Vane, 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 longitudinal (l) 0,5Dh; 0,6Dh; 0,7Dh; 0,8Dh dan 0,9Dh pada sisi inner upstream duct. Untuk mendapatkan nilai pressure drop dan coefficient loss elbow 90° digunakan 〖Re〗_Dh 1,59 x 104 sampai 1,59 x 105 ( kecepatan udara 2 m/s sampai 20 m/s dengan kenaikan kecepatan tiap 2 m/s), untuk mendapatkan cofficient pressure pada elbow 90º digunakan kecepatan 2 m/s, 12 m/s dan 20 m/s dengan 〖Re〗_Dh 1,59x104; 9,52x104 dan 1,59x105, sedangkan untuk mendapatkan profil kecepatan sepanjang upstream duct dan downstream duct digunakan 〖Re〗_Dh sebesar 9,52 x 104 dengan jarak (x/Dh)=2,4,6,10,14 sepanjang downstream duct. Hasil penelitian ini diperoleh bahwa penempatan CDB efektif menurunkan pressure drop. Penempatan CDB pada saluran dengan jarak l=0,6Dh merupakan jarak paling efektif menurunkan pressure drop, dimana penurunan nilai ratio rata-rata perbandingan pressure drop (ΔpCDB/Δp0) sebesar 0,955. Penambahan CDB sebagai bodi pengganggu sebagian besar menghasilkan nilai koefisien losses (K) elbow 90º yang lebih rendah dibandingkan dengan tanpa menggunakan CDB. Dimana pada variasi CDB (l/ Dh=0,6) memiliki nilai rata-rata koefisien losses (K) elbow 90º sebesar 0,18. Penurunan nilai selisih Pressure Coefficient pada sisi outer wall dan sisi inner wall (ΔCp) paling efektif pada variasi jarak (l/Dh=0,6) sebesar sebesar 0,602, sedangkan nilai ΔCp tanpa CDB sebesar 0,696, namun pada variasi jarak (l/Dh=0,9) nilai ΔCp mengalami kenaikan dibandingkan nilai ΔCp tanpa CDB penganggu sebesar 0,711. Pada bidang horizontal dan vertikal menunjukan bahwa secara keseluruhan dengan penambahan CDB, profil kecepatan pada section 2 - 6 memiliki bentuk yang berbeda dibanding tanpa CDB, sementara pada section 10 - 14 semua variasi menunjukan bentuk profil kecepatan yang mirip. Pada sisi inner dan centerline, terjadi perlambatan aliran karena adanya backflow yang ditimbulkan oleh separasi aliran dan efek single guide vane. ============================================================ The ducting system in the industrial world is not only a straight pipe, but there are also good fittings in the form of branching, ducting combinations, or ducting alterations. An example of a fitting used on an air passage is a 90o elbow. The use of 90o elbow will cause pressure drop due to friction loss, separation loss, and secondary flow that occurs after passing 90o elbow. To reduce separation loss and secondary flow is to add Single Guide Vane to 90o elbow. This experiment was conducted experimentally with square duct with Dh = 125 mm model consisting of: upstream duct (straight duct) with 7Dh length, Cylinder Disturbance Body (CDB) with with d = 6 mm, square elbow 90 ° with curvative ratio (R/Dh) = 1,5 and the addition of Single Guide Vane, downstream duct (straight duct) with 15Dh length, and induced draft fan. Measurements in this study using pitot static tube, inclined manometer, and pressure transducer. The test was performed with variation of longitudinal distance (l) 0,5Dh; 0,6Dh; 0,7Dh; 0,8Dh and 0,9Dh on the inner upstream duct side. To get the pressure drop and coefficient loss 90° elbow is used ReDh 1,59x104 to 1,59x105 (air velocity 2 m/s to 20 m/s with speed increase every 2 m/s), for obtain cofficient pressure at 90º elbow used speed 2 m/s, 12 m/s and 20 m/s with ReDh 1,59x104; 9,52x104 and 1,59x105, while to get the velocity profile along the upstream duct and downstream duct used ReDh of 9,52x104 with distance (x/Dh) = 2,4,6,10,14 along the downstream duct. The results of this study found that effective CDB reduces pressure drop. The placement of CDB in the duct with distance l = 0,6Dh is the most effective distance to decrease the pressure drop, where the decrease of the average ratio value of pressure drop (ΔpCDB/Δp0) is 0,955. Addition of CDB as a disturbance body mostly resulted in lower losses (K) elbow 90º coefficient value compared to without using CDB. Where in the variation of CDB (l/Dh=0,6) has an average value of losses coefficient (K) 90º elbow of 0,18. Decrease in value of Pressure Coefficient on outer wall and inner wall side (ΔCp) is most effective at distance variation (l/Dh=0,6) equal to 0,602, whereas value of ΔCp without CDB is 0,696, but at distance variation (l/Dh=0,9 ) value of ΔCp increased compared to the value of ΔCp without CDB interrupt of 0,711. In the horizontal and vertical plane shows that overall with the addition of CDB, the velocity profiles in section 2-6 are of different shape than without CDB, while in section 10 - 14 all variations show similar velocity profiles. On the inner and centerline side, there is a slowing of the flow due to the backflow caused by the flow separation and the single guide vane effect.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Cylinder Disturbance Body, Pressure Drop, Square Duct, Elbow 90o, Guide Vane
Subjects: T Technology > T Technology (General)
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: Matovani Zidqi Oddie
Date Deposited: 29 Dec 2020 23:27
Last Modified: 23 Apr 2021 05:05
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/56285

Actions (login required)

View Item View Item