KARAKTERISTIK DRAG PADA SILINDER DENGAN ANNULAR FIN DENGAN VARIASI JARAK ANTAR FIN

Sudirman Sudirman, Sutardi Sutardi

Abstract


Fluida yang mengalir melewati suatu objek akan memberikan pengaruh yang cukup signifikan berupa lift force dan drag force pada permukaan benda tersebut. Hal ini sangat dipengaruhi oleh kecepatan aliran free-stream, profil aliran, kondisi permukaan benda, bentuk maupun orientasi benda yang dilintasi. Salah satu bentuk benda yang banyak ditemui pada dunia industri adalah silinder dengan annular fin, dimana penggunaannya adalah sebagai pendingin udara internal combustion engine dan alat penukar kalor. Benda uji berupa silinder sirkular diameter 25 mm ditambahkan fin pada permukaannya dengan tebal fin 2 mm. Pengaruh jarak antar fin dengan variasi 10 mm, 14 mm, dan 18 mm terhadap karakteristik drag dan struktur aliran yang terjadi di permukaan fin diamati dengan metode eksperimen pada open-circuit sub sonic wind tunnel dan simulasi numerik menggunakan software Fluent 6.3 pada bilangan Reynolds 2,5x104. Model 3D-steady flow Reynolds Averaged-Navier Stokes (RANS) dan RNG k-ε dipilih sebagai turbulence model yang digunakan. Silinder bersirip yang diamati merupakan bentuk benda yang simetris, demikian pula bentuk saluran yang digunakan. Maka, pada penelitian ini untuk simulasi numerik digunakan batas simetri (symmetry boundary). Pada metode eksperimen, pengukuran kecepatan dilakukan dengan menghubungkan total pressure tube ke transducer pada jarak 4d dari sumbu silinder di daerah downstream. Sedangkan gaya drag didapatkan dengan pengukuran secara langsung menggunakan external force balance. Berdasarkan pengukuran eksperimen dan simulasi numerik diketahui bahwa total drag terbesar terjadi pada silinder bersirip dengan pin pitch 10 mm kemudian 14 mm, 18 mm, dan silinder sirkular. Hal ini dipertegas dengan profil kecepatan hasil eksperimen dan simulasi numerik yang menunjukkan bahwa daerah wake di belakang silinder bersirip dengan pin pitch 10 mm lebih luas dibandingkan silinder sirkular dan silinder bersirip lainnya.

Full Text:

PDF

References


Yoshida M, Ishihara S, Murakami Y, Nakashima K, Yamamoto M. Air-Cooling Effects on a Motorcycle Engine. JSME International Journal. 2006; Vol. 49(3): 869-875.

Ishima T, Sasaki T, Gokan Y, Takahashi Y, Obokata T. Flow Characteristics around an Inclined Circular Cylinder with Fin. Proceedings of 14th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. Lisbon. 2008: 1-10.

Pis’mennyi EN. Regularities of Flow and Heat Transfer at The Surface of Transversely Finned Tubes. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2012; Vol. 55: 5016-5031.

Widodo WA, Triyogi Y, Indiyono P, Aryawan WD. Pengendalian Aliran Pasif pada Silinder Sirkular Disturbance Body Berbentuk Silinder Elip (AR 1/4). Jurnal Teknik Mesin. 2009; Vol. 11(1): 1–11.

Khashehchi K, Abdi IA, Hooman K, Roesgen T. A Comparison between The Wake behind Finned and Foamed Circular Cylinders in Cross-Flow. Experimental Thermal and Fluid Science. 2014; Vol. 52: 328-338.

Batacut dan Widodo WA. Studi Eksperimen Pengaruh Penggunaan Inlet Disturbance Body (IDB) Terhadap Reduksi Gaya Hambat pada Tiga Silinder Sirkular dengan Susunan Stagger. Master Thesis. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember; 2014.

Ladjedel AO, Yahiaoui BT, Adjlout CL, Imine DO. Experimental and Numerical Studies of Drag Reduction on a Circular Cylinder. World Academy of Science, Engineering and Technology. 2011; Vol. 15(5): 339-343.




DOI: https://doi.org/10.22219/sentra.v0i1.2103

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Seketariat

Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang Kampus III

Jl. Raya Tlogomas 246 Malang, 65144