4.2 Melakukan simulasi propeller
4.2.1 Simulasi aliran udara pada propeller Simulasi ini dibagi menjadi 4 variasi kecepatan propeller yaitu 1000
rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, dan 2500 rpm. Gambar arrow atau panah ini dipilih agar perubahan aliran udara terlihat. Jumlah panah dalam simulasi ini sebanyak 150 goal
point. a. Kecepatan putar propeller 1000 rpm atau 104,719 rads
a
b Gambar 4.9 a Kontur Kecepatan Pada Permukaan Propeler
b Aliran udara pada 1000 rpm
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.9, terlihat aliran udara yang disebabkan oleh propeller yang berputar. Perubahan aliran udara ini memiliki energi turbulen maksimum sebesar
0,282706175 Jkg dan menghasilkan kecepatan udara sebesar 34,33 ms.
b. Kecepatan putar propeller 1500 rpm atau 157,079 rads
a
b Gambar 4.10 a Kontur Kecepatan Pada Permukaan Propeler
bAliran udara pada 1500 rpm
Pada gambar 4.10, berbeda pada kecepatan 1000 rpm, perubahan aliran yang disebabkan oleh bilah propeller ini lebih banyak. Perubahan aliran udara ini memiliki
Universitas Sumatera Utara
energi turbulensi maksimum sebesar 2,256120172 Jkg dan menghasilkan kecepatan udara sebesar 51,33 ms.
c. Kecepatan putar propeller 2000 rpm
a
b Gambar 4.11 a Kontur Kecepatan Pada Permukaan Propeler
b Aliran udara pada 2000 rpm
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.11, terlihat semakin besar perubahan aliran udara yang terjadi. Perubahan aliran udara ini memiliki energi turbulen maksimum sebesar 9,104209453
Jkg dan menghasilkan kecepatan udara sebesar 68,33 ms.
d. Kecepatan putar propeller 2500 rpm
a
b Gambar 4.12 a Kontur Kecepatan Pada Permukaan Propeler
b Aliran udara pada 2500 rpm
Universitas Sumatera Utara
Pada kedua gambar 4.12 terlihat aliran udara semakin banyak dan rapat pada sekitar propeller. Perubahan aliran udara ini memiliki energi turbulensi maksimum
sebesar 19,51837148 Jkg dan menghasilkan kecepatan udara sebesar 85,66 ms. Hasil pengujian untuk perubahan aliran udara dengan parameter yang telah
dimasukkan sebelumnya dan variasi kecepatan putar propeller, ditampilkan dalam tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Propeller dengan variasi kecepatan putar Parameter
Satuan Putaran
1000 1500
2000 2500
GG Dynamic Preassure
Pa 705,806 1577,13 2791,26 4380,93
GG Velocity ms
34,33 51,332
68,33 85,66
GG Turbulent Energy
Jkg 0,278
2,256 9,104
18,518 Hasil pengujian dalam tersebut dibuat ke dalam bentuk grafik yang
ditampilkan pada gambar-gambar berikut,
Gambar 4.13 Grafik parameter Max Dynamic Preassure
Pada gambar grafik diatas menunjukkan semakin tinggi kecepatan putaran propeler maka tekanan yang dihasilkan akan semakin besar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Grafik parameter Max Velocity
Pada gambar grafik diatas, peningkatan kecepatan aliran udara yang semakin besar sebanding dengan kenaikan kecepatan putar propeler.
Gambar 4.15 Grafik parameter Max Turbulent Energy
Pada gambar grafik diatas, sama seperti parameter sebelumnya, kenaikan kecepatan putar propeler akan menghasilkan kenaikan juga energi turbulensinya.
0.278 2.256
9.104 18.518
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
1000 1500
2000 2500
GG Turbulent Energy
GG Turbulent Energy
Putaran rpm Value Jkg
Universitas Sumatera Utara
4.2.2 Simulasi tekanan pada propeller Hasil simulasi Ansys Fluent ini berupa preassure atau tekanan yang
terjadi pada propeller selama berputar. Variabel kecepatan yang dimasukkan pada simulasi ini adalah kecepatan udara yang dihasilkan propeller yang dihasilkan pada
simulasi aliran udara diatas. a.
Kecepatan udara 34,33 ms
Gambar 4.16 Kontur tekanan pada kecepatan udara 34,33 ms
Kontur warna merah mengindikasikan daerah yang mengalami tekanan paling besar. Nilai tekanan maksimum yang terjadi adalah 1,024 x 10
5
Pa. b.
Kecepatan udara 51,33 ms
Gambar 4.17 Kontur tekanan pada kecepatan udara 51,33 ms
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.17, kontur warna merah menunjukkan daerah yang mengalami tekanan paling besar. Nilai tekanan maksimum yang terjadi adalah 1,040 x 10
5
Pa. c.
Kecepatan udara 68,33 ms
Gambar 4.18 Kontur tekanan pada kecepatan udara 68,33 ms
Pada gambar diatas, kontur warna merah menandakan daerah yang mengalami tekanan paling besar. Nilai tekanan maksimum yang terjadi adalah 1,061
x 10
5
Pa. d.
Kecepatan udara 85,66 ms
Gambar 4.19 Kontur tekanan pada kecepatan udara 85,66 ms
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.19, kontur warna merah menunjukkan daerah yang mengalami tekanan paling besar. Nilai tekanan maksimum yang terjadi adalah 1,083 x 10
5
Pa.
4.2.3 Simulasi tegangan pada propeller Tekanan yang didapatkan dari simulasi tekanan yang menggunakan Ansys
Fluent diimport ke dalam simulasi tegangan yang menggunakan metoda Static Structural pada Ansys.
a. Propeller 1000 rpm
Gambar 4.20 Kontur total perubahan bentuk pada propeller 1000 rpm
Pada gambar diatas, terlihat perbedaan warna pada bilah propeller. Ujung propeller memiliki kontur warna merah. Ini berarti yang mengalami perubahan
bentuk terakhir ialah ujung propeller tersebut. Perubahan bentuk yang pertama terjadi adalah pangkal propeller yang melekat pada hub.
Gambar 4.21 Kontur elastisitas pada propeller 1000 rpm
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.21, kontur warna pada propeller berada pada titik minimum. Tetapi pada pangkal propeller apabila dilihat secara teliti, terdapat warna merah pada
pangkal bilah yang melekat pada hub. Ini menunjukkan pangkal bilah akan meregang akibat tekanan yang terjadi ketika propeller berputar.
Gambar 4.22 Kontur tegangan pada propeller 1000 rpm
Pada gambar diatas, terlihat propeller membengkok. Ini adalah tegangan yang terjadi ketika propeller berputar. Nilai tegangan maksimum yang dihasilkan pada
kecepatan putar 1000 rpm dan kecepatan udara 34,33 ms adalah 31121 dynecm
2
atau 3112,1 Pa. b.
Propeller 1500 rpm
Gambar 4.23 Kontur total perubahan bentuk pada propeller 1500 rpm
Pada gambar diatas, terlihat perbedaan warna pada bilah propeller. Ujung propeller memiliki kontur warna merah. Ini berarti yang mengalami perubahan
Universitas Sumatera Utara
bentuk terakhir ialah ujung propeller tersebut. Perubahan bentuk yang pertama terjadi adalah pangkal propeller yang meleket pada hub.
Gambar 4.24 Kontur elastisitas pada propeller 1500 rpm
Pada gambar diatas, kontur warna pada propeller berada pada titik minimum. Tetapi pada pangkal propeller apabila dilihat secara teliti, terdapat warna merah pada
pangkal bilah yang melekat pada hub. Ini menunjukkan pangkal bilah akan meregang akibat tekanan yang terjadi ketika propeller berputar.
Gambar 4.25 Kontur tegangan pada propeller 1500 rpm
Pada gambar diatas, terlihat propeller membengkok. Ini adalah tegangan yang terjadi ketika propeller berputar. Nilai tegangan maksimum yang dihasilkan pada
kecepatan putar 1500 rpm dan kecepatan udara 51,33 ms adalah 72490 dynecm
2
atau 7249,0 Pa.
Universitas Sumatera Utara
c. Propeller 2000 rpm
Gambar 4.26 Kontur total perubahan bentuk pada propeller 2000 rpm
Pada gambar diatas, terlihat perbedaan warna pada bilah propeller. Ujung propeller memiliki kontur warna merah. Ini berarti yang mengalami perubahan
bentuk terakhir ialah ujung propeller tersebut. Perubahan bentuk yang pertama terjadi adalah pangkal propeller yang melekat pada hub.
Gambar 4.27 Kontur elatisitas pada propeller 2000 rpm
Pada gambar 4.27, kontur warna pada propeller berada pada titik minimum. Tetapi pada pangkal propeller apabila dilihat secara teliti, terdapat warna
merah pada pangkal bilah yang melekat pada hub. Ini menunjukkan pangkal bilah akan meregang akibat tekanan yang terjadi ketika propeller berputar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.28 Kontur tegangan pada propeller 2000 rpm
Pada gambar diatas, terlihat propeller membengkok. Ini adalah tegangan yang terjadi ketika propeller berputar. Nilai tegangan maksimum yang dihasilkan pada
kecepatan putar 2000 rpm dan kecepatan udara 68,33 ms adalah 1,2793e
5
dynecm
2
atau 12.793 Pa. d, Propeller 2500 rpm
Gambar 4.29 Kontur total perubahan bentuk pada propeller 2500 rpm
Pada gambar diatas, terlihat perbedaan warna pada bilah propeller. Ujung propeller memiliki kontur warna merah. Ini berarti yang mengalami perubahan
bentuk terakhir ialah ujung propeller tersebut. Perubahan bentuk yang pertama terjadi adalah pangkal propeller yang melekat pada hub.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.30 Kontur elatisitas pada propeller 2500 rpm
Pada gambar 4.30, kontur warna pada propeller berada pada titik minimum. Tetapi pada pangkal propeller apabila dilihat secara teliti, terdapat warna merah pada
pangkal bilah yang melekat pada hub. Ini menunjukkan pangkal bilah akan meregang akibat tekanan yang terjadi ketika propeller berputar.
Gambar 4.31 Kontur tegangan pada propeller 2500 rpm
Pada gambar diatas, terlihat propeller membengkok. Ini adalah tegangan yang terjadi ketika propeller berputar. Nilai tegangan maksimum yang dihasilkan pada
kecepatan putar 2500 rpm dan kecepatan udara 68,33 ms adalah 1,9578e
5
dynecm
2
atau 19.578 Pa.
Universitas Sumatera Utara
4.3 Perhitungan Noise Pada Propeler
Kategori