42
4.1 Analisa Kecepatan, Tekanan Dan Turbulensi Propeler
Propeler yang telah memiliki geometri akan dimasukkan ke dalam ruang simulasi pada software Solidworks untuk memperoleh karakteristik aliran fluida
yang mengalir melaluinya. Kondisi fluida dan parameter keadaan yang diuji pada ketiga jenis propeler ini adalah sama. Setelah diperoleh hasil simulasi, maka akan
diperbandingkan satu sama lain untuk memperoleh kandidat jenis propeler yang terbaik.
4.1.1 Propeler CLARK-Y
Propeler ini dianalisa dengan menginput spesifikasi data yang telah dibahas pada bab sebelumnya. Hasil iterasi yang dilaksanakan pada simulasi ini
adalah sebesar 11.039 kali. Analisa propeler CLARK-Y ini akan menampilkan beberapa hasil simulasi yaitu kontur kecepatan, kontur tekanan, kontur turbulensi
dan data – data simulasi lainnya.
Gambar 4.1 Aliran Kecepatan Udara Melewati Prope ler
Universitas Sumatera Utara
43
Untuk mengetahui kecepatan yang lebih spesifik pada udara yang melewati propeler, dapat dilihat pada kontur kecepatan berikut ini yang disertai dengan
penunjuk kecepatan pada titik -titik tertentu.
Gambar 4.2 Kontur Kecepatan Udara Propeler CLARK –Y
Dari gambar aliran kecepatan di atas, dapat diperhatikan bahwa kecepatan maksimum yang terjadi setelah udara melewati propeler adalah 21,3071
m s
yaitu pada koordinat x = 0.26 m dan y = -0.132 m. Kecepatan udara yang melewati
propeler bersifat terpecah.
Universitas Sumatera Utara
44
Gambar 4.3 Kontur Tekanan Propeler CLARK –Y Pada kontur tekanan yang ditampilkan pada gambar di atas, dapat dilihat
bahwa persebaran tekanan di sekitar areal propeler adalah sekitar 101,1 kPa hingga 101,3 kPa pada jarak 1.400 mm. Namun pada areal pusat propeler tekanan
menurun menjadi 101.096 Pa, dimana hal ini disebabkan kecepatan di ujung propeler menjadi tinggi.
a
Universitas Sumatera Utara
45 b
Gambar 4.4 Kontur Kecepatan Permukaan Propeler CLARK-Y a dan Titik Kecepatan Tertinggi b
Dari gambar persebaran kontur kecepatan di atas, dapat dilihat bahwa pada bagian pusat propeler merupakan bagian dengan kecepatan terendah dan
berangsur – angsur meningkat pada bagian yang semakin jauh dari titik pusat. Kecepatan tertinggi terjadi pada bagian ujung propeler titik berwarna merah
yaitu sebesar 202,7
m s
dan kecepatan terendah yaitu di pusat dengan nilai hampir mendekati nol yaitu 0,5
m s
. Ini membuktikan bahwa semakin jauh suatu titik dari titik pusat putaran, maka kecepatan yang terjadi akan semakin besar di titik
tersebut.
Universitas Sumatera Utara
46
Gambar 4.5 Kontur Tekanan Pada Permukaan Propeler CLARK – Y
Pada gambar di atas dapat diperhatikan bahwa tekanan menjadi tinggi pada areal yang sebelah kiri propeler bagian atas dan berkebalikan pada bagian
bawahnya. Hal ini dikarenakan udara bergerak dengan arah berlawanan arah jarum jam dengan kecepatan tinggi akan menghasilkan tekanan yang rendah.
Dapat dilihat bahwa tekanan tertinggi yang ditandai titik merah pada gambar adalah 115.005 Pa dan tekanan terendah yang ditandai titik biru pada gambar
adalah 81.968 Pa
Universitas Sumatera Utara
47
Gambar 4.6 Kontur Energi Turbulensi Propeler CLARK-Y
Pada gambar kontur turbulensi di atas, terlihat bahwa turbulensi terjadi pada daerah yang berjarak 0,3 m dari propeler dengan karakteristik yang terbelah dan
mencapai nilai maksimum sekitar 12 Jkg pada jarak x = 1,1 m dan y = 0,088 m. Turbulensi pada CLARK-Y menghasilkan intensitas sekitar 0,4 W hingga 0,53 W
pada daerah pertengahan dan pada titik turbulensi maksimum juga menghasilkan intensitas maksimum yaitu 2,77 W. Perhitungan intensitas dan daya Power
dilakukan secara manual dengan menggunakan rumus berikut
� �� �
2
� � = � �� ��
� � × � ��� �
3
� � × �� ��
Dimana untuk jarak 1 m, diketahui • H = 0,020879 Jkg.
• ρ = 1.18969 kgm
3
Universitas Sumatera Utara
48
• t = 5 s
� �� �
2
� � = 0,020879
�� �� � � × 1,18969��� �
3
� � × 1 � 5
� � �� �
2
� � = 2,68727 Dalam satuan desibel menjadi
��� = 10���
10
� �
� �
Dimana I
o
adalah intensitas ambang batas rata – rata bawah pendengaran dengan nilai 10
-12
Wm
2
, sehingga ��� = 10���
10
� 2,68727
10
−12
� � = 124,29 ��
Maka Power W yang diperoleh adalah �� = ��� × � �
2
�� = 124,29 × 0,004 = 0,497172 �
Tabel 4.2 Hasil Simulasi Propeler CLARK-Y
Goal Name Unit
Value GG Max Dynamic Pressure 1
[Pa] 24973.05696
GG Max Velocity 1 [ms]
202.7112881
GG Max Turbulent Energy 1 [Jkg]
245.8376173
Iterations: 11039
4.1.2 Propeler APC
Kategori