KAJIAN EKSPERIMEN DAN NUMERIK PADA SPOT COLLING MENGGUNAKAN VORTEX TUBE (PENGARUH TEKANAN TERHADAP TEMPERATUR OUTLET)

Transkripsi

1 KAJIAN EKSPERIMEN DAN NUMERIK PADA SPOT COLLING MENGGUNAKAN VORTEX TUBE (PENGARUH TEKANAN TERHADAP TEMPERATUR OUTLET) Disusun Oleh : ALEK ARI WIBOWO Pembimbing : Dedy Zulhidayat Noor, ST, MT, Ph.D. PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012

2 LATAR BELAKANG Kelebihan Vortex Tube 1. Sederhana, tidak ada komponen yang bergerak 2. Biaya pembuatan relatif murah 3. Tidak menggunakan listrik, bahan kimia, dan refrigerant 4. Kecil, ringan dan temperatur yang dihasilkan dapat diatur.

3

4 PERUMUSAN MASALAH HASIL EKSPERIMEN bagaimana pengaruh tekanan inlet terhadap temperatur outlet HASIL KOMPUTASI analisa aliran swirl yang terjadi di dalam vortex tube yang dapat menyebabkan separasi energi dengan menggunakan metode komputasi, baik itu distribusi tekanan, densitas, kecepatan dan temperatur

5 EKSPERIMEN TUJUAN PENULISAN Memvariasikan tekanan inlet yang berbeda-beda untuk mendapatkan temperatur outlet KOMPUTASI 1. Flow patern: distribusi kecepatan aksial dan total 2. Distribusi tekanan statik dan tekanan total 3. Distribusi temperatur total

6 BATASAN MASALAH 1. Vortex tube yang digunakan adalah vortex tube tipe counter flow. 2. Penggambaran model dan komputasi dilakukan secara tiga dimensi. 3. Data eksperimen hanya berupa temperatur dan tekanan inlet, temperatur outlet panas dan outlet dingin. 4. Fluida yang digunakan adalah udara dengan temperatur ambient

7 METODOLOGI

8 1. Preprocessing KOMPUTASI model Computer Aided Design, mesh benda yang cocok dan sesuai, menerapkan kondisi batas dan sifat fluidanya

9 2. Solving KOMPUTASI menghitung kondisi kondisi yang sudah diterapkan pada saat preprocessing, yaitu define model, material, operating condition, boundary condition, solve dan data tambahan.

10 3. Postprocessing KOMPUTASI mensimulasikan data yang berupa gambar, kurva, dan animasi

11 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil dari Eksperimen Temperatur Temperatur Temperatur Tekanan(P) dingin panas Ambient Bar C C C

12 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil dari Eksperimen

13 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 5 BAR

14 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 5 BAR

15 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 4,5 BAR

16 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 4 BAR

17 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 3,5 BAR

18 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 3 BAR

19 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ITERASI PADA TEKANAN 2,5 BAR

20 HASIL simulasi DAN PEMBAHASAN Grafik Distribusi densitas sepanjang arah X

21 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Grafik distribusi kecepatan sepanjang sumbu X

22 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi Kecepatan pada Ujung Katup Jarum X=0.446 Z=0

23

24 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi kecepatan pada ujung outlet panas X=0.449 Z=0

25

26 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi kecepatan pada ujung outlet dingin X=-0.04 Z=0

27

28 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Kontur kecepatan pada sisi inlet X=0.001 Z=0

29

30 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi tekanan statis sepanjang arah radial di daerah dekat inlet, X=0.002 dan Z=0

31

32 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi tekanan statis sepanjang arah radial di daerah tengah pipa panas, X=0.2 dan Z=0

33

34 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi tekanan statis sepanjang arah radial di ujung pipa dingin, X=-0,04 dan Z=0

35 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi tekanan statis sepanjang arah radial pada ujung katup jarum.

36 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Distribusi temperatur

37 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan : a. Komputasi 1. Terdapat daerah aliran balik (reversal flow) pada vortex tube yaitu pada daerah sepanjang arah aksial dari inlet sampai jarak 446 mm 2. Reversal flow mempengaruhi distribusi magnitudo kecepatan yang berpengaruh pada distribusi tekanan dan temperatur

38 KESIMPULAN DAN SARAN b. Ekspeimen 1. Nilai temperatur yang dicapai pada outlet dingin sebesar 10,5 C dan pada outlet panas 45 C. Jadi selisih temperatur adalah 34,5 C 2. Semakin besar tekanan masuk maka temperatur outlet dingin akan semakin turun sedangkan temperatur outlet panas akan semakin naik

39 Saran KESIMPULAN DAN SARAN 1. Perlu dirancang ulang vortex tube yang sesuai dengan hasil komputasi 2. Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut mengenai vortex tube tipe uniflow maupun counter flow. 3. Perlu adanya perubahan antara eksperimen dengan hasil komputasi untuk mendapatkan vortex tube yang lebih efisien.

40 TERIMA KASIH