33
5.1.3. Sebaran kecepatan aliran udara
Sebaran kecepatan aliran udara di dalam ruang pengering dipengaruhi oleh kecepatan udara yang masuk ke ruang pengering inlet, kecepatan udara yang
keluar dari ruang pengering outlet dan kecepatan udara fan yang berada di bawah radiator. Batasan yang ditetapkan pada Boundary Condition Fluent yaitu
kecepatan udara inlet 1.31 mdt, kecepatan udara outlet difungsikan sebagai outflow aliran udara dan kecepatan udara fan 1.5 mdt.
Aliran udara di dalam ruang pengering memiliki besaran yang digambarkan dari nilai kecepatan aliran udara dan juga memiliki arah aliran udara yang
digambarkan degradasi warna pada ruang pengering. Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara di dalam ruang pengering dari hasil simulasi CFD secara
kuantitatif terdapat pada Lampiran 4, dan secara kualitatif terdapat pada Gambar 14-19.
Untuk dapat membandingkan kecepatan aliran udara skenario 1-6, maka diberi kondisi batas kecepatan aliran udara bawah 0 mdt dan kecepatan aliran
udara batas atas 1.5 mdt.
Skenario 1:
.
Gambar 15. Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara pada skenario 1
Pergerakan vektor dari arah inlet berwarna kuning menuju outlet dengan pola sebaran gerakan udara menuju ke arah atas dan ke bawah inlet memutar
menuju outletnya. Warna biru tua pada ruang pengering merupakan posisi kecepatan udara yang paling rendah, yang terdapat pada posisi tengah, pojok kiri
34 bawah dan sedikit pada posisi kanan bawah. Kecepatan rata-rata udara di dalam
ruang pengering yaitu 0.12 mdt, dan deviasi standar 0.11 mdt.
Skenario 2:
Gambar 16. Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara pada Skenario 2
Pergerakan vektor dari arah inlet berwarna merah menuju outlet dengan pola sebaran gerakan udara menuju ke arah atas dan ke bawah inlet memutar menuju
outletnya membentuk dua buah lingkaran. Warna biru tua pada ruang pengering merupakan posisi kecepatan udara yang paling rendah, yang terdapat pada posisi
tengah dengan jumlah warna biru relatif sedikit dibandingkan pada Gambar skenario 1. Kecepatan rata-rata udara di dalam ruang pengering yaitu 0.14mdt,
dan deviasi standar 0.19 mdt.
Skenario 3:
Gambar 17. Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara pada skenario 3
Pergerakan vektor aliran udara panas dari arah inlet berwarna merah menuju outlet dengan pola sebaran gerakan udara langsung menuju ke outletnya. Warna
35 biru tua pada ruang pengering merupakan posisi kecepatan udara yang paling
rendah, sebagian besar terdapat pada posisi tengah ke atas. Warna biru yang dihasilkan jauh lebih banyak dibandingkan dengan warna biru yang dihasilkan
dari skenario 1 dan 2. Kecepatan rata-rata udara di dalam ruang pengering yaitu 0.13 mdt, dan deviasi standarnya 0.14 mdt.
Skenario 4:
Gambar 18. Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara pada skenario 4
Pergerakan vektor dari arah inlet berwarna merah menuju outlet dengan pola sebaran gerakan udara sebagian ke arah atas dan bawah ke inlet, dan kembali
menuju ke outletnya. Warna biru tua pada ruang pengering merupakan posisi kecepatan udara yang paling rendah, sebagian terdapat pada posisi tengah, sedikit
di atas, sebagian ada di posisi bawah outlenya dan sebagian lagi di posisi sepanjang tepi ruang pengering. Warna biru tua yang dihasilkan relatif sedikit dan
warna biru muda pada posisi bawah merupakan kecepatan aliran fluida yang dihasilkan dari fan. Kecepatan rata-rata udara di dalam ruang pengering yaitu 0.12
mdt, dan deviasi standarnya 0.07 mdt.
Skenario 5:
Gambar 19. Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara pada skenario 5
36 Pergerakan vektor dari arah inlet berwarna merah menuju outlet dengan pola
sebaran gerakan udara sebagian besar ke arah atas dan bawah ke inlet, dan kembali menuju ke outletnya. Warna biru tua pada ruang pengering merupakan
posisi kecepatan udara yang paling rendah, sebagian terdapat pada posisi atas tengah sedikit, sebagian ada di posisi di awah outlet dan sedikit dibawah inletnya.
Kecepatan aliran udara yang ke bawah bertemu dengan kecepatan udara fan, sehingga pada posisi bawah kecepatan aliran udaranya yang ditunjukkan oleh
warna biru muda lebih banyak dari pada Skenario 4. Kecepatan rata-rata udara di dalam ruang pengering yaitu 0.13 mdt, dan deviasi standarnya 0.15 mdt.
Skenario 6:
Gambar 20 Sebaran kecepatan dan vektor aliran udara pada skenario 6
Pergerakan vektor dari arah inlet berwarna merah menuju outlet dengan pola sebaran gerakan udara sebagian besar ke arah menuju ke outletnya, sebagian ke
arah atas dan bawah dan kembali menuju outletnya. Warna biru tua pada ruang pengering merupakan posisi kecepatan udara yang paling rendah, sebagian bessar
terdapat pada posisi atas tengah, sebagian kecil ada di posisi di bawah tengah. Warna biru tua sebagian besar berada pada ruang pengering, sehingga pada posisi
tersebut kecepatan aliran udaranya terendah 0.00 mdt. Kecepatan rata-rata udara di dalam ruang pengering yaitu 0.21mdt, dan deviasi standar 0.49 mdt.
Secara kualitatif, kecepatan aliran udara dalam ruang pengering bergerak dari inlet menuju outletnya yang ditunjukkan oleh warna merah, kuning dan hijau
pada distribusi kecepatan aliran udara. Pada umumnya warna biru muda dan tua yang mendominasi dalam ruang pengering.
37 Rak-rak pengering bersentuhan langsung dengan kecepatan aliran udara
dalam ruang pengring, walaupun tidak seluruhnya tergantung pada posisi aliran udara inlet menuju outletnya. Rak-rak pengering yang berputar secara vertikal
akan kembali ke posisi semula dan dapat menyentuh laju aliran udara yang cepat relatif cepat secara merata.
Perhitungan simulasi kecepatan aliran udara pada irisan melintang di ruang pengering secara keseluruhan terdapat pada Lampiran 4, dan hasil simulasi
kecepatan dapat terlihat pada Gambar 21.
Gambar 21. Kecepatan aliran udara Skenario 1-6 Simulasi kecepatan rata-rata tertinggi pada Skenario 2, namun dari hasil
kecepatan aliran udara mengikuti bentuk domain Skenario 5 yaitu kecepatan aliran udara ruang pengering 0.13 mdt dengan deviasi standar 0.15 mdt. Hasil
simulasi CFD ini digunakan sebagai dasar dalam pembuatan model ERK hibrid tipe rak berputar dan selanjutnya pembentukan model ini akan divalidasikan untuk
menentukan ketepatan aliran udara model pengering. Penelitian ini berperan penting dalam merancang suatu alat pengering
dengan cara membandingkan bentuk-bentuk geometri ruang pengering dan dengan input suhu dan kecepatan udara lingkungan, maka dapat dengan cepat
diperoleh hasil seleksi bentuk geometri ruang pengering yang optimum. Penelitian ini berdampak secara efektif dapat mengetahui kinerja alat pengering
sebelum alat pengering tersebut dibuat modelnya atau prototipenya. Pada penelitian sebelumnya didapatkan bahwa alat dibuat lebih dahulu
kemudian baru dilakukan simulasi sehingga apabila ada perubahan bentuk
Kecepatan rata-rata Skenario 1-6
0,02 0,04
0,06 0,08
0,1 0,12
0,14 0,16
1 2
3 4
5 6
Skenario Ke
c . m
s
Kec. ms
38 geometri ruang pengering atau variabel alat pengering try and error akan
berdampak terhadap biaya yang lebih mahal dan waktu menjadi tidak efektif lagi.
5.2. Hasil disain alat pengering ERK Hibrid tipe rak berputar 5.2.1. Model pengering ERK hibrid tipe rak putar
Berdasarkan simulasi yang dipilih pada Skenario 5, maka dibangun model pengering skala labolatorium. Model pengering ERK hibrid yang digunakan
dalam penelitian adalah bangunan segiempat transparan yang terdapat lubang inlet pada sisi samping dan pada sisi yang berlawan terdapat lubang outlet dengan
bentuk prisma terpancung dan pada bagian dalamnya terdapat delapan rak yang dapat berputar, radiator yang ditempat di tengah pada sisi bagian bawah bangunan
pengering yang dilandasi plat hitam. Bentuk model pengering ERK hibrid tipe rak berputar terlihat pada Gambar 22.
Gambar 22. Model pengering ERK hibrid tipe rak berputar
Keterangan: 1.
Atap dan dinding 5. Lubang inlet dan outlet
2. Rangka pengering
6. Fan 3.
Rak 7. Lantai
4. Radiator 8.
Sistim transmisi
Model pengering ERK hibrid tipe rak berputar terdiri dari komponen : 1 Rangka pengering dengan dimensi 1200x860x1350 mm yang terbuat dari besi
stall 30x30 mm; 2 Rak pengering berjumlah 8 rak berukuran 200x600x30 mm; 3 Atap dan dinding berupa plastik mika polyethyline transparan dengan
1 2
3
4 5
6 7
8
39 ketebalan 0.0005 m; 4 Lantai terbuat dari plat besi tebal 1 mm yang dilapisi cat
warna hitam sebagai absorber panas; 5 Radiator berperan sebagai alat penukar panas dari aliran air panas dalam pipa ke udara dalam ruang pengering yang
dihantarkan secara konveksi; 6 Fan radiator untuk meratakan suhu udara dalam pengering dan kipas outlet untuk mengeluarkan udara panas; 7 Sistem transmisi
terdiri dari sprocket and chain dan 8Lubang inlet dan outlet.
5.2.2. Mekanisme kerja alat pengering ERK Hibrid tipe rak berputar
Kategori