PENELITIAN TERDAHULU Penelitian Chi ming Lai (2003)

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR TM STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANCE TURBIN VENTILATOR dengan VARIASI REYNOLDS NUMBER dan SUDUT BUKAAN HOOD (Studi Kasus Turbin Ventilator Diameter 3 mm dan Pengaruh Sudut Hood (α=,π;,4π; 4.6π) 6 )Dengan Variasi i Reynolds Number 56., 93., 13., dan 17.) LATAR BELAKANG Banyak aplikasi mengenai aliran fluida pada turbin angin Potensi performance Turbin Ventilator untuk digunakan sebagai energi alternatif Pengaruh penambahan hood pada duct Penelitian Chi ming Lai (3) WAHYU KURNIAWAN Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Triyogi Yuwono, DEA Pengujian tiga ukuran ventilator berdiameter 6, 14 dan inchi Pengujian dilakukan pada low-speed wind tunnel dengan set kecepatan freestream 1, 15,, 5, 3 m/s, Hasil yang Didapatkan Penambahan inner vanes dapat menambah debit hisap pada Turbin Ventiltor Visualisasi pada turbin ventilator metode flow visualization. Penelitian Chi ming Lai (5) D >> nilai ventilation rate >>> pada V yang sama Rotating ventilator debit hisap >>> Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan low-speed wind tunnel bersama dengan inner fan Tujuan : mencari pengaruh penambahan inner fan yang sengaja ditempatkan pada turbin ventilator 1

2 HASIL YANG DIDAPATKAN : Penelitian Naghman Khana (8) Pada kecepatan 5 m/s penambahan inner fan pada putaran tertentu dapat meningkatkan debit hisap Pada kecepatan 7,5 m/s penambahan inner fan pada putaran yang sama tidak dapat meningkatkan debit hisap secara signifikan keterangan: Bukaan (turned off), Bukaan 1/4 (75 rpm; 6 W), Bukaan 1/ (147 rpm;1 W), Bukaan 3/4 opening (1495 rpm; W) fully open (1594 rpm; 3 W). Pada kecepatan > 1 m/s penambahan inner fan pada putaran yang sama, sama sekali tidak dapat meningkatkan debit hisap Putaran Turbin Ventilator didominasi oleh energi angin dari luar (freestream) Turbin Ventilator yang digunakan : Turbin Ventilator sirip tegak d = 3 mm Turbin Ventilator sirip tegak d = 5 mm tipe 1, HASIL YANG DIDAPATKAN : Turbin ventilator sirip lengkung lebih baik dalam menghasilkan debit dibandingkan dengan yang lainnya. TUJUAN PENELITIAN Untuk mengetahui performance dari turbin ventilator dengan penambahan variasi bukaan hood tertentu dengan variasi Reynolds Number yang berbeda. Turbin Ventilator sirip tegak d = 5 mm tipe, dan Turbin Ventilator sirip lengkung d = 3 mm Diameter turbin ventilator yang lebih kecil (5 mm) Straight tipe 1 dan memiliki kecepatan putar yang hampir sama. Dengan cara mengukur : Putaran, Beda Tekanan dan Debit hisap pada Re dan Dimensi hood tertentu Torsi poros turbin pada Re dan Dimensi hood tertentu

3 PERUMUSAN MASALAH KECEPATAN FREE BESAR PUTARAN STREAM MENUJU TURBINE TURBINE VENTILATOR VENTILATOR DEBIT VENTILASI PADA PIPA CEROBONG TURBINE VENTILATOR BATASAN MASALAH 1. Aliran udara dalam kondisi Steady flow, incompressible flow, uniform di sisi upstream wind tunnel. Turbin Ventilator yang dianalisa adalah Turbin Ventilator Type L- 3WA produksi PT. COOL ER ( diameter duct 3 mm ) Penambahan Hood pada Duct Turbin Ventilator wake entry loss sehingga losses inlet duct turbine ventilator pada kecepatan freestream tertentu 3. Penelitian hanya difokuskan pada duct (saluran masukan) dan hood turbin ventilator 4. Gaya buoyancy akibat perbedaan temperatur yang mempengaruhi putaran turbin diabaikan Debit Ventilasi turbin 5. Kecepatan aliran freestream direpresentasikan oleh Reynold Number 56., 93., 13., dan 17. Re = 56., 93., 13. dan 17. Sudut duct round α =,.π,.4π, dan.6π BENDA UJI α =.π α =.4π α =.6π BENDA UJI Peralatan Penelitian Wind Tunnel Sub-Sonics Inclined Manometer 1 Pitot Statics Tube Tachometer Dinamo DC Clamp Meter α =.π α =.4π α =.6π 3

4 FLOWCHART PENELITIAN FLOWCHART PENGAMBILAN DATA ALOKASI WAKTU Koef. Torsi x 1ˉ²(Kt) Grafik Koefisien Torsi (Kt) fungsi Bilangan Reynolds (Re) dan bukaan sudut hood sudut α = bukaan.π sudut α = bukaan.4π.4 sudut α = bukaan.8π.8 sudut α = bukaan π. P ω T Kt = ρ 3 D U Koefisien torsi turbine ventilator,kt, mempresentasikan perbandingan torsi yang dihasilkan oleh turbine ventilator dan tenaga total aliran udara P / ω = ρ 3 D U Koef. Putar ran x 1ˉ²(St) Grafik Bilangan Strouhal (St) fungsi bilangan Reynolds (Re) dan bukaan sudut hood sudut α = bukaan.π sudut α = bukaan.4π.4 sudut α = bukaan.8π.8 sudut α = bukaan π. ω ωd St = U Bilangan Strouhal, St, merepresentasikan kecepatan angular dari putaran yang dihasilkan oleh turbine ventilator. Koef Tekan nan x 1ˉ²(Kp) Grafik Koefisien Perbedaan Tekanan (Kp) fungsi Bilangan Reynolds (Re) dan bukaan sudut hood sudut α = bukaan π sudut α = bukaan 4.4π.4 sudut α = bukaan.8π.8 sudut α = bukaan.π. Δp Δp Kp = ρ U Koefisien perbedaan, Kp, tekanan merupakan representasi dari besarnya tekanan yang mengalir pada inlet dan outlet pipa cerobong turbine ventilator. 4

5 t x1ˉ² (Kf) Koef. Debi Grafik Koefisien Debit (Kf) fungsi Bilangan Reynolds (Re) dan bukaan sudut hood Grafik Kf = f(re) bukaan sudut bukaan sudut.4 sudut bukaan.8 sudut bukaan. V ω Q V A Kf = = 3 3 d ω d ω Koefisien debit, Kf, merupakan representasi dari besarnya debit alir udara yang mengalir pada inlet dan outlet pipa cerobong turbine ventilator. Kesimpulan Dari hasil pengujian melalui eksperimental dapat dibuktikan bahwa penambahan modifikasi hood dapat mempengaruhi performance turbin ventilator Dengan memperbesar nilai Reynolds Number, pada satu variasi bukaan hood mampu meningkatkan putaran dan debit hisap namun menurunkan nilai torsi turbin ventilator Dengan memperbesar nilai Reynolds Number, pada satu variasi bukaan hood mampu meningkatkan tekanan hisap Pada Reynolds Number yang sama, putaran turbin ventilator semakin membesar seiring dengan adanya modifikasi hood berturut turut meningkat dari π,,8π,,4π, sampai,π Pada Reynolds Number yang sama, torsi turbin ventilator semakin menurun seiring denganadanya modifikasi hood berturut turutturundari,π,,4π,,8π, sampai π Pada Reynolds Number yang sama, tekanan hisap turbin ventilator semakin membesar seiring dengan adanya modifikasi hood berturut turut meningkat dari π,,8π,,4π, sampai,π Pada Reynolds Number yang sama, debit hisap turbin ventilator semakin membesar seiring dengan adanya modifikasi hood berturut turut meningkat dari π,,8π,,4π, sampai,π TERIMA KASIH MOHON SARAN DAN KRITIK DEMI KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR INI STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANCE TURBIN VENTILATOR dengan VARIASI REYNOLDS NUMBER dan SUDUT BUKAAN HOOD (Studi Kasus Turbin Ventilator Diameter 3 mm dan Pengaruh Sudut Hood (α=,π;,4π;.6π) Dengan Variasi Reynolds Number 56., 93., 13., dan 17.) LATAR BELAKANG Penelitian Chi-ming Lai (3) Penelitian Chi-ming Lai (5) Penelitian Naghman Khana (8) TUJUAN PENELITIAN PERUMUSAN MASALAH BATASAN MASALAH FLOWCHART PENELITIAN FLOWCHART PENGAMBILAN DATA ALOKASI WAKTU HASIL PENELITIAN Gaya gaya Wind Turbin Mekanisme ventilasi pada Turbin Ventilator 5

6 Segitiga Kecepatan pada Turbin Ventilator Fenaomena Aliran pada Hood Macam macam hood V o Pengaruh konfigurasi hood pada wake pada bukaan hood δ (sumber : ASHRAE 1999, Industrial Local Exhaust System) Grafik pengaruh bukaan sudut hood terhadap entry loss Velocity countour untuk Plain Round Opening 6

7 Velocity countour untuk bukaan Plain Rectangular dengan ratio 1:3 dalam pengukuran Kt dalam pengukuran St Reynolds Number Kt (%) Reynolds Number St (%) 56 7, , , ,5 56 3,6 93 7,4 13 4, ,44 dalam pengukuran Kp dalam pengukuran Kf Reynolds number Kp (%) Reynolds Number Kf (%) 56 3, 93 19, , , ,57 19, 18,9 17,89 7