TUGAS AKHIR - RM 1542

TUGAS AKHIR - RM 1542

STUDI EKSPERIMENTAL TENTANG KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER SIRKULAR DAN SILINDER TERIRIS TIPE D DIDEKAT SIDE WALL UNTUK LAPIS BATAS SIDE WALL LAMINAR DAN TURBULEN ” Studi Kasus Untuk Pengaruh Rasio Jarak Gap Silinder Terhadap Side Wall (G/D) 0,8 ; ,0867 ; 0,933 ” M. SHOLIH RIDHO NRP 2107 100 517 Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. TRIYOGI YUWONO, DEA JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

FINAL PROJECT - RM 1542

EXPERIMENTAL STUDY ABOUT FLUID FLOW CHARACTERISTICS PASSING THROUGH A CIRCULAR AND D-TYPE CYLINDER NEAR SIDE WALL FOR LAMINAR AND TURBULENT BOUNDARY LAYER ” Case Study For The Effect Of Gap Ratio Cylinder To Side Wall (G/D) 0,8 ; 0,867 ; 0,933 “ M. SHOLIH RIDHO NRP 2107 100 517 Academic Supervisor Prof. Dr. Ir. TRIYOGI YUWONO, DEA MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT Faculty of Industrial Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009

STUDI EKSPERIMENTAL TENTANG KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER TERIRIS TYPE-D DI DEKAT SIDE WALL UNTUK LAPIS BATAS SIDE WALL LAMINAR DAN TURBULEN “Studi Kasus Untuk Pengaruh Jarak Silinder Terhadap Dinding (G/D) 0,8 ; 0,867 ; 0,933”

TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Bidang Studi Konversi Energi Program Studi S-1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Oleh : M. SHOLIH RIDHO NRP. 2107 100 517 Disetujui oleh Tim Penguji Tugas Akhir : 1. Prof. Dr. Ir. Triyogi Yuwono, DEA

…………(Pembimbing)

2. Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

…………(Penguji I)

3. Ir. Astu Pudjanarsa, MT

…………(Penguji II)

4. Wawan Aries Widodo, ST, MT

…………(Penguji III)

SURABAYA AGUSTUS, 2009

v PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

STUDI EKSPERIMENTAL TENTANG KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER SIRKULAR DAN SILINDER TERIRIS TIPE-D DIDEKAT SIDE WALL UNTUK LAPIS BATAS SIDE WALL LAMINAR DAN TURBULEN “Studi Kasus Untuk Pengaruh Rasio Jarak Gap Silinder Terhadap Side Wall (G/D) 0,8 ; 0,867 ; 0,933” Nama Mahasiswa NRP Jurusan Dosen Pembimbing

: M. Sholih Ridho : 2107 100 517 : Teknik Mesin FTI-ITS : Prof. Dr. Ir. Triyogi Yuwono, DEA

Abstrak Sampai saat ini telah banyak dilakukan penelitian tentang pengaruh dinding terhadap aliran yang melintasi silinder. Berbagai variasi dilakukan untuk memperoleh data-data mengenai karakteristik aliran fluida yang terbentuk di sekeliling benda uji. Hasil-hasil dari penelitian ini banyak diaplikasikan dalam pengembangan dunia industri, sebagai contoh desain konstruksi anjungan lepas pantai, pipa bawah laut, konstruksi shell and tube heat exchanger dan lain-lain. Berdasarkan pemikiran diatas maka dilakukan penelitian tentang karakteristik aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D didekat side wall untuk lapis batas side wall laminar dan turbulen. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dalam sebuah subsonic wind tunnel, dengan bilangan reynold (Re) = 5,3 x 104. Benda uji yang digunakan adalah sebuah side wall dan silinder sirkular teriris pada bagian depan (tipe-D) dengan sudut iris silinder (θs) sebesar 0° dan 65°. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan rasio jarak antara silinder dan side wall dengan diameter silinder (G/D) sebesar 0,8; 0,867; dan 0,933. Ketebalan boundary layer pada side wall dipengaruhi oleh penempatan wire dengan diameter 4 mm di sisi upstream silinder sehingga didapat

i PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

perubahan dari lapis batas laminar ke lapis batas turbulen pada posisi silinder diletakkan. Karakteristik aliran fluida yang didapat adalah distribusi koefisien tekanan (Cp), koefisien drag (CDp), koefisien lift (CLp), profil kecepatan di belakang silinder. Selain itu juga dilakukan visualisasi menggunakan metode oil flow picture. Dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan bahwa semakin besar jarak gap maka pengaruh side wall terhadap karakteristik aliran fluida melintasi silinder akan semakin berkurang. Sehingga distribusi koefisien tekanan pada kontur silinder akan semakin simetri pada upper side dan lower side silinder. Semakin jauh jarak silinder terhadap dinding, maka nilai koefisien drag menjadi semakin besar sedangkan koefisien lift semakin kecil. Selain itu, pada rasio jarak gap dengan diameter silinder (G/D) yang sama, aliran dengan boundary layer turbulen lebih mempengaruhi karakteristik aliran fluida yang melintasi silinder bila dibandingkan aliran dengan boundary layer laminar. Kata kunci: Silinder teriris tipe D, side wall, sudut iris (θs), wire, rasio jarak gap dengan diameter silinder (G/D), koefisien tekanan (Cp), koefisien drag(CD), koefisien lift (CL).

ii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

EXPERIMENTAL STUDY ABOUT FLUID FLOW CHARACTERISTICS PASSING THROUGH A CIRCULAR AND D-TYPE CYLINDER NEAR SIDE WALL FOR LAMINAR AND TURBULENT BOUNDARY LAYER “Case Study For The Effect Of Gap Ratio Cylinder To Side Wall (G/D) 0,8 ; 0,867 ; 0,933” Student Name NRP Department Advisor Lecturer

: M. Sholih Ridho : 2107 100 517 : Mechanical Engineering FTI-ITS : Prof. Dr. Ir. Triyogi Yuwono, DEA

Abstract Until now many research have done about the effect of wall to the fluid flow passing through a cylinder. Various variation are done to obtain data about fluid flow characteristics formed around test object. The result of this research many applicated in industrial development, such as offshore construction design, pipeline under sea, construction of shell and tube heat exchanger, and many more. Base on that idea, hence done research about fluid flow characteristics passing through a D-type cylinder near side wall for laminar and turbulent boundary layer of wall. This research is done by experimental in a subsonic wind tunnel, with Reynolds number (Re) = 5,3 x 104. Test object which used are a side wall and a D-type cylinder with angle of cut (θs) 0° and 65°. The test conducted with variation of gap ratio cylinder to side wall (G/D) 0,8; 0,867; and 0,933. The boundary layer thickness on side wall influenced by a wire with diameter 4 mm in upstream cylinder, so got the transition of boundary layer from laminar to turbulent in cylinder position. Fluid flow characteristics which got is pressure coefficient distribusion (CLp), drag coefficient (CDp), lift coefficient (CLp), and velocity

iii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

profile rear cylinder. Besides also visualizing use oil flow picture method. From this research, the result is ever greater of gap distance hence influence of side wall to fluid flow characteristics passing through cylinder will decrease. So the pressure coefficient distribution at cylinder contour will progressively symmetry in upper and lower side cylinder. Progressively far apart cylinder to wall, hence coefficient value of drag become ever greater while lift coefficient smaller. Besides, at same gap ratio (G/D), turbulent boundary layer more influencing fluid flow characteristics than laminar boundary layer.

Key word: D-type cylinder, side wall, angle of cut (θs), wire, gap ratio (G/D), pressure coefficient (Cp), drag coefficient (CDp), lift coefficient (CLp).

iv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, hanya Allah SWT tempat muara segala kesyukuran dan terimakasih, tuhan sekalian alam yang mengatur dan membuat semuanya menjadi nyata atas segala rahmat, hidayah dan karunia-Nya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :

STUDI EKSPERIMENTAL TENTANG KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER SIRKULAR DAN SILINDER TERIRIS TIPE-D DI DEKAT SIDE WALL UNTUK LAPIS BATAS SIDE WALL LAMINAR DAN TURBULEN “Studi Kasus Untuk Pengaruh Rasio Jarak Gap Silinder Terhadap Dinding G/D 0,8; 0,867; 0,933””

Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Tidak ada sesuatu hal yang sempurna kecuali milik-Nya. Meskipun sudah pasti tidak dapat mencapai sempurna, tetapi penulis selalu mengharapkan segala masukan dari pihak manapun untuk membawa penelitian ini pada kondisi yang lebih baik. Semoga penelitian ini dapat memberikan sumbangan yang berarti bagi khasanah keilmuan kita, semoga.

Surabaya, Agustus 2009 M. Sholih Ridho

vii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Tugas Akhir Konversi Energi

DAFTAR ISI Judul Abstrak Abstrac Lembar Pengesahan Kata Pengantar Ucapan Terima Kasih Daftar Isi Daftar Simbol Daftar Gambar Daftar Tabel Bab I 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Bab II

Pendahuluan Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan

Tinjauan Pustaka 2.1 Dasar Teori 2.1.1 Aliran Viscous dan Non Viscous 2.1.2 Konsep boundary layer 2.1.3 Aliran Laminar dan Turbulen 2.1.4 Bilangan Raynolds 2.1.5 Shape Factor 2.1.6 Tekanan Statis, Stagnasi & Dinamis 2.1.7 Koefisien Tekanan 2.1.8 Koefisien Drag, dan lift 2.1.9 Mekanisme Separasi dan Terbentuknya Wake 2.2 Penelitian Terdahulu 2.2.1 Penelitian Silinder Teriris 2.2.2 Penelitian Pengaruh Dinding 2.3 Perbandingan Penelitian

i iii v vii ix xi xvii xix xxv 1 4 6 6 6 7 9 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 20 25 39

Jurusan Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

xi PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Bab III Metode Penelitian 3.1 Skema Penelitian 3.2 Parameter yang Diukur 3.3 Prosedur Pengambilan Data 3.4 Peralatan 3.4.1 Wind Tunnel (Terowongan Angin) 3.4.2 Benda Uji 3.4.3 Alat Ukur 3.5 Langkah Kerja 3.6 Visualisasi Aliran 3.7 Urutan Langkah Penelitian 3.8 Alokasi Waktu Penelitian

41 43 49 49 49 50 54 55 56 57 58

Bab IV Analisa dan Diskusi 4.1 Contoh Perhitungan 59 4.1.1 Perhitungan Bilangan Reynolds 59 4.1.2 Perhitungan Koefisien Tekanan 61 4.1.3 Perhitungan Kecepatan Aliran di Belakang Silinder 65 4.1.4 Perhitungan Koefisien Pressure Drag (CDp) 66 4.1.5 Perhitungan Koefisien Pressure Lift (CLp) 70 4.1.6 Perhitungan Shape Factor 73 4.2 Analisa Grafik dan Visualisasi 76 4.2.1 Analisa Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Tunggal dan Teriris Tipe D 65 pada Centerline 76 4.2.1.1 Perbandingan Koefisien Pressure Drag pada Silinder yang Diletakkan pada Centerline 80 4.2.1.2 Profil Kecepatan di Belakang Silinder pada centerline test section 81 4.2.2 Analisa Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Dinding Datar 83 4.2.3 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Sirkular di Dekatkan Side Wall dengan Variasi Gap dan Batas Lapis Laminar 84


xii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


4.2.3.1 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Sirkular di Dekatkan Side Wall denganVariasi Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 dan Batas Lapis Laminar 4.2.3.2 Profil Kecepatan di Belakang Silinder Sirkular dengan Rasio Gap 0,8≤G/D≥0,933 dan Batas Lapis Laminar 4.2.3.3 Analisa Aliran Fluida Melintasi Side Wall dengan Rasio Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 dan Batas Lapis Laminar 4.2.4 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Teriris Tipe-D 65° di Dekatkan Side Wall dengan Variasi Jarak Gap dan Lapis Batas Side Wall Laminar 4.2.4.1 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Teriris Tipe-D 65° dengan Lapis Batas Side Wall Laminer dan Jarak Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 4.2.4.2 Profil Kecepatan di Belakang Silinder Tipe-D 65° dengan Rasio Gap 0,8≤G/D≥ 0,933 dengan Batas Lapis Laminar 4.2.4.3 Analisa Aliran Fluida Melintasi Side Wall dengan Rasio Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 dengan Batas Lapis Laminar 4.2.5 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap Tetap dengan Lapis Batas Side Wall Laminar 4.2.5.1 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap 0,8 dengan Batas Lapis Side Wall Laminar 4.2.5.2 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap 0,867 dengan Batas Lapis Side Wall Laminar 4.2.5.3 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan

84

91

92

93

93

101

102

103

103

104


xiii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap 0,933 dengan Batas Lapis Side Wall Laminar 4.2.6 Pengaruh Variasi Rasio Gap dengan Diameter Silinder (G/D) terhadap Gaya Drag dengan Batas Lapis Laminar 4.2.7 Pengaruh Variasi Rasio Gap dengan Diameter Silinder (G/D) terhadap Gaya Lift dengan Batas Lapis Laminar 4.2.8 Pengaruh Variasi Rasio Gap dengan Diameter Silinder (G/D) terhadap Gaya Drag & Lift dengan Batas Lapis Laminar 4.2.9 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Sirkular di Dekatkan Side Wall dengan Variasi Gap dan Batas Lapis Turbulen 4.2.9.1 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Sirkular di Dekatkan Side Wall dengan Variasi Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 dan Batas Lapis turbulen 4.2.9.2 Profil Kecepatan di Belakang Silinder sirkular dengan Rasio Gap 0,8≤G/D ≥ 0,933 4.2.9.3 Analisa Aliran Fluida Melintasi Side Wall dengan Rasio Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 4.2.10 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Teriris Tipe-D 65° di Dekatkan Side Wall Dengan Variasi Jarak Gap dan Lapis Batas Side Wall Turbulen 4.2.10.1 Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Teriris Tipe-D 65° dengan Lapis Batas Side Wall Turbulen dan Jarak Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 4.2.10.2 Profil Kecepatan di Belakang Silinder Tipe-D 65° dengan Rasio Gap 0,8≤G/D≥0,933

105

106

107

109

110

110

117 118

119

119

127


xiv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


4.2.10.3 Analisa Aliran Fluida Melintasi Side Wall dengan Rasio Gap 0,8 ≤ G/D ≥ 0,933 4.2.11 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap Tetap dengan Lapis Batas Side Wall Turbulen 4.2.11.1 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap 0,8 dengan Lapis Batas Dinding Turbulen 4.2.11.2 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap 0,867 dengan Lapis Batas Dinding Turbulen 4.2.11.3 Aliran Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65° pada Rasio Gap 0,867 dengan Lapis Batas Dinding Turbulen 4.2.12 Pengaruh Variasi Rasio Gap dan Diameter Silinder (G/D) terhadap Gaya Drag dengan Lapis Batas Dinding Turbulen 4.2.13 Pengaruh Variasi Rasio Gap dengan Diameter Silinder (G/D) terhadap Gaya Lift dengan Lapis Batas Dinding Turbulen 4.2.14 Pengaruh Variasi Rasio Gap dengan Diameter Silinder (G/D) terhadap Gaya Drag & Lift Dengan Lapis Batas Dinding Turbulen 4.3 Perbandingan Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Sirkular dan Teriris Tipe-D 65 di Dekat Dinding Datar untuk Lapis Batas Laminar dan Turbulen Gabungan, 0≤G/D≥1,333 4.3.1 Perbandingan Koefisien Tekanan Silinder Sirkular di Dekat Dinding Datar untuk Lapis Batas Laminar dan Turbulen Gabungan, 0≤G/D≥1,333 4.3.2 Perbandingan Koefisien Tekanan Silinder Terisris Tipe-D 65 di Dekat Dinding Datar untuk Lapisatas Laminar dan Turbulen Gabungan, 0≤G/D≥1,333

128

129

129

130

131

132

134

135

136

137

143


xv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


4.3.3 Perbandingan Koefisien Pressure Drag Silinder Sirkular di Dekat Dinding Datar untuk Lapis Batas Laminar dan Turbulen dengan 0≤G/D≥1,333 4.3.4 Perbandingan Koefisien Pressure Lift Silinder Sirkular di Dekat Dinding Datar untuk Lapis Batas Laminar dan Turbulen dengan 0≤G/D≥1,333 4.3.5 Perbandingan Koefisien Pressure Drag Silinder Teriris Tipe-D 65 di Dekat Dinding Datar untuk Lapis Batas Laminar dan Turbulen dengan 0≤G/D≥1,333 4.3.6 Perbandingan Koefisien Pressure Lift Silinder Teriris Tipe-D 65 di Dekat Dinding Datar untuk Lapis Batas Laminar dan Turbulen dengan 0≤G/D≥1,333 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran Daftar Pustaka

149

150

152

154

Bab V

157 158 159


xvi PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


DAFTAR SIMBOL DAN SATUAN A α CDp CL Cp C pb CR D FDf FDp FD FL g G h Δh L n p po psk

ps∞ pb

p d∞ Re SG U∞

U max V x y

luasan tekan (m2) sudut kemiringan manometer (deg) koefisien pressure drag koefisien lift koefisien tekanan koefisien base pressure koefisien resultan diameter silinder (m) skin friction drag (N) pressure drag (N) gaya drag (N) gaya lift (N) percepatan gravitasi (m/s2) jarak antara silinder dengan dinding (m) tebal irisan silinder pengganggu (m); lebar test section wind tunnel (m) selisih pembacaan manometer (m) panjang silinder (m); panjang karakteristik (m) jumlah pressure tap tekanan statis aliran fluida (N/m2) tekanan stagnasi (N/m2) tekanan statis kontur (N/m2) tekanan statis freestream (N/m2) base pressure (N/m2) tekanan dinamis freestream (N/m2) bilangan Reynolds specific gravity kecepatan freestream (m/s) kecepatan lokal maksimum (m/s) kecepatan lokal aliran (m/s) jarak longitudinal dari pitot tube (m) lebar test section wind tunnel (m)


xvii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


θS θ ∆p τyx µ

sudut iris silinder (deg) sudut kontur silinder (deg) perbedaan tekanan freestream dengan tekanan dinding silinder (N/m2) tegangan geser (N/m2) viskositas udara (N.s/m2)

du dy

gradient kecepatan aliran (s-1)

u δ ρ

kecepatan lokal aliran (m/s) boundary layer thickness massa jenis udara (kg/m3)

∂p ∂θ

π

gradient tekanan pada kontur grup bilangan tak berdimensi


xviii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


DAFTAR GAMBAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Gambar 2.1. Aliran fluida melalui silinder sirkular Gambar 2.2. Struktur boundary layer Gambar 2.3. Profil drag dan lift Gambar 2.4. Mekanisme terjadinya separasi massive pada aliran melewati silinder Gambar 2.5. Spesimen yang diuji type – D dan type – I, Aiba dan Watanabe (1997) Gambar 2.6. Grafik koefisien drag terhadap sudut iris, Aiba dan Watanabe (1997) Gambar 2.7. Model tes & simbol, Igarashi dan Shiba (2006) Gambar 2.8. Koefisien Drag (CDp) Silinder tipe- D dan tipe- I, (Igarashi dan Shiba, 2006) Gambar 2.9. Klasifikasi Aliran (Igarashi dan Shiba, 2006) Gambar 2.10. Skema penelitian, M.M Zdarvkovich (Desember 1985) Gambar 2.11. Profil kecepatan dibelakang tripping road, M.M Zdarvkovich (Desember 1985) Gambar 2.12. Grafik koefisien lift terhadap rasio gap dengan diameter (D = 65 mm) pada tripping rod, M.M Zdarvkovich (Desember 1985) Gambar 2.13. Grafik koefisien drag terhadap rasio gap dengan diameter , M.M Zdarvkovich (Desember 1985) Gambar 2.14. Skema Penelitian (Choi dan Lee, Januari 2000) Gambar 2.15 Koefisien drag dan lift (Choi dan Lee, 2000) Gambar 2.16 Koefisien tekanan pada silinder (Choi dan Lee, 2000) Gambar 2.17 Koefisien tekanan pada dinding (Choi dan Lee, 2000) Gambar 2.18 Profil kecepatan (Choi dan Lee, 2000) Gambar 2.19 Skema silinder dan boundary layer plane wall (S.J Price et al, 2001) Gambar 2.20 Hasil visualisasi aliran untuk G/D = 0,125 (Price et al, 2001)

10 11 16 19 21 22 22 23 23 25 26

26 27 28 29 30 31 31 33 34


xix PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


21. Gambar 2.21 Hasil visualisasi aliran untuk G/D = 0, 25 (Price et al, 2001) 22. Gambar 2.22 Hasil visualisasi aliran untuk G/D = 0, 5 (Price et al, 2001) 23. Gambar 2.23 Hasil visualisasi aliran untuk G/D = 1, 5 (Price et al, 2001) 24. Gambar 2.24 Skema penelitian (Andriyanto Dwi Setiyawan, 2008) 25. Gambar 2.25 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe D yang didekatkan pada dinding dengan G/D = 0,800 dan θS = 65° penelitian (Andriyanto Dwi Setiyawan, 2008) 26. Gambar 2.26 Koefisien tekanan silinder teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,800 27. Gambar 3.1 Skema pengukuran 28. Gambar 3.2 Skema penelitian 29. Gambar 3.2 subsonic Wind Tunnel jenis open circuit 30. Gambar 3.3. Profil silinder teriris tipe – D 31. Gambar 3.4. Profil dinding 32. Gambar 3.5 Profil dinding ( a) Tampak Atas ; ( b) Tampak Samping 33. Gambar 3.6. Manometer yang digunakan 34. Gambar 3.7 Skema visualisasi pada profil silinder 35. Gambar 3.7. Skema langkah penelitian 36. Gambar 4.1 Grafik Profil Kecepatan Dinding Datar pada posisi X/D = 0 37. Gambar 4.2 Grafik Cp = f(θ) Silinder Silinder Sirkular dan Silinder Teriris Tipe–D 65 diletakkan pada centerline test section 38. Gambar 4.3 Hasil visualisasi aliran melintasi silinder sirkular yang diletakkan di centerline (Sp =Titik Separasi ; St = Titik Stagnasi) 39. Gambar 4.4 Hasil visualisasi aliran melintasi silinder teriris tipe-D 65 yang diletakkan di centerline (Sp =Titik Separasi ; St = Titik Stagnasi )

34 35 35 36

36 38 42 43 50 51 51 52 55 56 57 75

76

78

79


xx PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


40. Gambar 4.5 Profil Kecepatan aliran di belakang silinder sirkular dan silinder teriris tipe-D 65 yang diletakkan di centerline 41. Gambar 4.6 Grafik Cp = f( x/D) dinding datar tanpa dipasang silinder 42. Gambar 4.7 Distribusi tekanan pada silinder sirkular yang didekatkan pada dinding dengan jarak gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan lapis batas dinding laminar 43. Gambar 4.8 Grafik perubahan koefisien lift dan drag 44. Gambar 4.9 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder yang didekatkan pada dinding dengan variasi G/D = 0,8 dan θS = 0° dan lapis batas dinding laminar 45. Gambar 4.10 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder yang didekatkan pada dinding dengan variasi G/D = 0,867 dan θS = 0° dan lapis batas dinding laminar 46. Gambar 4.11 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder yang didekatkan pada dinding dengan variasi G/D = 0,933 dan θS = 0° dan lapis batas dinding laminar 47. Gambar 4.12 Profil kecepatan di belakang silinder sirkular yang didekatkan pada dinding dengan variasi jarak gap 0,8 ≤ G/D ≤ 0,933 dan lapis batas dinding laminar 48. Gambar 4.13 Distribusi tekanan pada dinding yang didekatkan dengan silinder sirkular (θS = 0°) dengan variasi G/D dan lapis batas side wall laminer 49. Gambar 4.14 Distribusi Tekanan Silinder Teriris Tipe-D (θS = 65°) fungsi sudut kontur (θ) yang Didekatkan Dinding dengan Lapis Batas Laminar Jarak Gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan Tunggal 50. Gambar 4.15 Grafik perubahan koefisien lift dan drag silinder teriris tipe-D 65o dengan variasi jarak silinder dengan side wall 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan dengan lapis batas side wall laminar 51. Gambar 4.16 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D 65° yang didekatkan dinding dengan variasi G/D = 0,8 dan lapis batas side wall laminer

82 83

84 87

88

89

90

91

92

93

97

98


xxi PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


52. Gambar 4.17 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D 65° yang didekatkan dinding dengan variasi G/D = 0,867 dan lapis batas side wall laminer 53. Gambar 4.18 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D 65° yang didekatkan dinding dengan variasi G/D = 0,933 dan lapis batas side wall laminer 54. Gambar 4.19 Profil kecepatan di belakang silinder teriris tipe-D (θS = 65°) yang didekatkan pada dinding dengan variasi jarak gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 (Laminer) 55. Gambar 4.20 Distribusi tekanan pada dinding yang didekatkan dengan silinder teriris tipe – D (θS = 65°) dengan variasi G/D dan lapis batas side wall laminer 56. Gambar 4.21 Koefisien tekanan silinder sirkuler dan teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,800 dan batas lapis side wall laminar 57. Gambar 4.22 Koefisien tekanan silinder sirkuler dan teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,867 dan batas lapis side wall laminar 58. Gambar 4.23 Koefisien tekanan silinder sirkuler dan teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,933 dan batas lapis side wall laminar 59. Gambar 4.24 Koefisien Drag pada silinder teriris tipe D pengaruh variasi gap (G/D) dan sudut iris (θS) (Laminer) 60. Gambar 4.25 Koefisien Lift pada silinder teriris tipe D pengaruh variasi gap (G/D) dan sudut iris (θS) (Laminer) 61. Gambar 4.26 Koefisien Resultan pada silinder teriris tipe D pengaruh variasi gap (G/D) dan sudut iris (θS) (Laminer) 62. Gambar 4.27 Distribusi tekanan pada silinder sirkular yang didekatkan pada dinding dengan jarak gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan lapis batas dinding turbulen 63. Gambar 4.28 Grafik perubahan koefisien lift dan drag yang didekatkan pada side wall 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan dengan lapis batas side wall turbulen

99

100

101

102

103

104

105 106 107 109

110

113


xxii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


64. Gambar 4.29 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder yang didekatkan pada dinding dengan variasi G/D = 0,8 dan θS = 0° dan lapis batas dinding turbulen 65. Gambar 4.30 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder yang didekatkan pada dinding dengan variasi G/D = 0,867 dan θS = 0° dan lapis batas dinding turbulen 66. Gambar 4.31 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder yang didekatkan pada dinding dengan variasi G/D = 0,933 dan θS = 0° dan lapis batas dinding turbulen 67. Gambar 4.32 Profil kecepatan di belakang silinder sirkular yang didekatkan pada dinding dengan variasi jarak gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan lapis batas dinding turbulen 68. Gambar 4.33 Distribusi tekanan pada dinding yang didekatkan dengan silinder sirkular (θS = 0°) dengan variasi G/D dan lapis batas side wall turbulen 69. Gambar 4.34 Distribusi tekanan Silinder teriris Tipe-D (θS = 65°) fungsi sudut kontur (θ) yang didekatkan dengan side wall batas lapis turbulen jarak Gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan Tunggal 70. Gambar 4.35 Grafik perubahan koefisien lift dan drag silinder teriris tipe-D 65o dengan variasi jarak silinder dengan side wall 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933 dan dengan lapis batas side wall turbulen 71. Gambar 4.36 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D 65° yang didekatkan dinding dengan variasi G/D = 0,8 dan lapis batas side wall turbulen 72. Gambar 4.37 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D 65° yang didekatkan dinding dengan variasi G/D = 0,867 dan lapis batas side wall turbulen 73. Gambar 4.38 Visualisasi aliran fluida melintasi silinder teriris tipe-D 65° yang didekatkan dinding dengan variasi G/D = 0,933 dan lapis batas side wall turbulen 74. Gambar 4.39 Profil kecepatan di belakang silinder teriris tipe – D (θS = 65°) yang didekatkan pada dinding dengan variasi jarak gap 0,800 ≤ G/D ≤ 0,933

114

115

116

117

118

119

123

124

125

126

127


xxiii PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


75. Gambar 4.40 Distribusi tekanan pada dinding yang didekatkan dengan silinder teriris tipe – D (θS = 65°) dengan variasi G/D dan lapis batas side wall turbulen 76. Gambar 4.41 Koefisien tekanan silinder sirkuler dan teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,8 dengan lapis batas dinding turbulen 77. Gambar 4.42 Koefisien tekanan silinder sirkuler dan teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,867 dengan lapis batas dinding turbulen 78. Gambar 4.43 Koefisien tekanan silinder sirkuler dan teriris tipe D pada rasio gap G/D = 0,933 dengan lapis batas dinding turbulen 79. Gambar 4.44 Koefisien Drag pada silinder teriris tipe D pengaruh variasi gap (G/D) dan sudut iris (θS) 80. Gambar 4.45 Koefisien Lift pada silinder sirkuler dan teriris tipe-D pengaruh variasi gap (G/D) dan sudut iris (θS) 81. Gambar 4.46 Koefisien resultan pada silinder sirkuler dan teriris tipe-D pengaruh variasi gap (G/D) dan sudut iris (θS) 82. Gambar 4.47 Koefisien tekanan silinder sirkular gabungan untuk lapis batas laminer 83. Gambar 4.48 Koefisien tekanan silinder sirkular gabungan untuk lapis batas turbulen 84. Gambar 4.49 Koefisien tekanan silinder teriris tipe-D 65 gabungan untuk lapis batas laminar 85. Gambar 4.50 Koefisien tekanan silinder teriris tipe-D 65 gabungan untuk lapis batas turbulen 86. Gambar 4.51 Koefisien pressure drag silinder sirkular gabungan untuk lapis batas laminar dan turbulen 87. Gambar 4.52 Koefisien pressure lift silinder sirkular gabungan untuk lapis batas laminer dan turbulen 88. Gambar 4.53 Koefisien pressure drag silinder tipe-D 65 gabungan untuk lapis batas laminar dan turbulen 89. Gambar 4.54 Koefisien pressure lift silinder tipe-D 65 gabungan untuk lapis batas laminer dan turbulen

128

129

130

131 132 134 135 137 140 143 146 149 150 152 154


xxiv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 3.1 Tabel 4.1

Tabel 4.2

Tabel 4.3

Table 4.4

Tabel 4.5

Tabel 4.6

Tabel 4.7

Tabel 4.8

Tabel 4.9

Perbandingan Penelitian Ketebalan Boundary layer & Shape Factor Integrasi Cp Silinder Sirkular dengan G/D = 0,8 tanpa pemasangan wire untuk menghitung koefisien pressure drag Integrasi Cp Silinder Sirkular dengan G/D = 0,8 tanpa pemasangan wire untuk menghitung koefisien pressure lift Perbandingan letak separasi massive dan tekanan minimum pada silinder sirkular dan silinder teriris tipe-D 65 yang diletakkan di centerline Perbandingan letak separasi massive dan posisi titik stagnasi pada silinder sirkular dan silinder teriris tipe-D 65 yang diletakkan di centerline dari hasil visualisasi Perbandingan koefisien pressure drag dari silinder sirkular dan silinder teriris tipe-D 65 yang diletakkan di centerline Perbandingan posisi stagnasi, separasi massive dan Cp min pada silinder sirkular yang didekatkan pada side wall dengan lapis batas side wall laminer Perbandingan distribusi koefisien lift dan koefisien drag yang terjadi pada silinder sirkular yang didekatkan pada side wall dengan lapis batas side wall laminer Perbandingan posisi stagnasi, separasi massive dan Cp min pada silinder teriris tipe – D (θs = 65o) yang didekatkan pada dinding wind tunnel Perbandingan distribusi koefisien lift dan koefisien drag yang terjadi pada silinder teriris tipe – D (θs = 65o) yang didekatkan pada dinding

39 53

67

70

78

79

80

86

86

94

96


xxv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Tabel 4.10

Tabel 4.11

Tabel 4.12

Tabel 4.13

Perbandingan posisi stagnasi, separasi massive dan Cp min pada silinder sirkular yang didekatkan pada side wall dengan lapis batas side wall turbulen Perbandingan distribusi koefisien lift dan koefisien drag yang terjadi pada silinder sirkular yang didekatkan pada side wall dengan lapis batas side wall turbulen Perbandingan posisi stagnasi, separasi masif dan Cp min pada silinder teriris tipe-D (θs = 65o) yang didekatkan pada side wall dengan lapis batas side wall turbulen Perbandingan distribusi koefisien lift dan koefisien drag yang terjadi pada silinder teriris tipe-D (θs = 65o) yang didekatkan pada side wall dengan lapis bats side wall turbulen

111

112

120

122


xxvi PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

TUGAS AKHIR - RM 1542

Recommend Documents