Pengaruh Pemasangan Ring Berpenampang Segiempat Dengan Posisi Miring Pada Permukaan Silinder Terhadap Koefisien Drag.
DAFTAR ISI
Kata Pengantar
Sambutan Dekan Fakultas Teknik
Ucapan Terima Kasih
Daftar Isi
Susunan Panitia
Susunan Acara
1.
2.
Technopreneur and Social-Entrepreneurship:
b
Artono Koestoer
Supply Chain Management: Tantangan dan Strategi, Nyoman Pujawan
ii
iii
iv
v
x
xi
, Raldi
Bidang Teknik Mesin
1. Metode Pemilihan Pompa Sebagai Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro, Anak Agung Adhi Suryawan, Made Suarda, I Nengah Suweden
2. Pengaruh Fraksi Volume Serat terhadap Kekuatan Tekan Komposit Fiberglass,
AAIA Sri Komaladewi, I Made Astika, I G K Dwijana
3. Pengaruh Variasi Diameter dan Sudut Kemiringan Pipa Inlet Terhadap Unjuk
Kerja Pompa Hidram, Sehat Abdi Saragih
4. Analisa Kerusakan pada Rotating Element Pompa Injeksi Air David Brown
DB34-D DI PT CPI Minas, Abrar Ridwan, Ridwan Chandra
5. Pengaruh Temperatur Pembakaran pada Komposit Lempung/Silika RHA terhadap
Sifat Mekanik (Aplikasi pada Bata Merah), Ade Indra, Nurzal, Hendri Nofrianto
6. Rancang Bangun Mesin Pemisah Dan Pencacah Sampah Organik (Daun-daunan)
dan Anorganik (Plastik, Kresek) untuk Menghasilkan Serpihan Sampah Organik
Lebih Kecil sebagai Bahan Kompos, I Gede Putu Agus Suryawan, Cok. Istri P.
Kusuma Kencanawati, I Gst. A. K. Diafari D. Hartawan
7. Peningkatan Nilai Kalor Biobriket Campuran Sekam Padi dan Dominansi Kulit
Kacang Mete dengan Metode Pirolisa, Arijanto
8. Perilaku Stress Tanki Toroidal Penampang Oval dengan Beban Internal Pressure,
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
1
7
1
7
14
21
34
42
49
60
Kekerasan Baja AISI 4118 setelah Proses Pack Karburising dengan Media
Karburasi Arang Tulang Bebek dan Arang Pelepah Kelapa, Dewa Ngakan Ketut
Putra Negara, I Dewa Made Krisnha Muku, AAIA Sri Komala Dewi
67
Quantum States At Juergen Model for Nuclear Reactor Control Rod Blade Based
On Thx Duo2 Nano-Material, Moh. Hardiyanto
73
Pengerasan Induksi pada Material AISI 4340 sebagai Material Bahan Baku
Industri HANKAM Nasional, Muhammad Dzulfikar, Rifky Ismail, Dian Indra
Prasetyo, dan Jamari
83
Studi Pengaruh Kemiringan Kolektor Surya Tipe Satu Laluan Udara Panas
Terhadap Proses Pengeringan Kerupuk Ubi, Eddy Elfiano, Muhd. Noor Izani
90
Pemanfaatan Limbah Tempurung Kelapa Sawit (Elacis Guinesis) sebagai Energi
Biomassa yang Terbarukan, Eko Yohanes, Sibut
96
Pengaruh Variasi Volume Serat Resam terhadap Kekuatan Tarik dan Impact
Komposit pada Matriks Polyester sebagai Bahan Pembuatan Dashboard Mobil,
Herwandi, Sugianto, Somawardi, Muhammad Subhan
102
Pemanfaatan Arang Kayu Bakar sebagai Media Karburasi pada Proses Pack
Karburising, I Dewa Made Krisnha Muku, AAIA Sri Komala Dewi
109
16. Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar dengan Media Radiator pada Mesin Bensin
Bertipe Injeksi Terhadap Unjuk Kerja Mesin, I Gusti Ngurah Putu Tenaya, I
Gusti Ketut Sukadana, dan I Gusti Ngurah Bagus Surya Pratama
17. Strain-Hardening Baja Karbon AISI 1065 Akibat Beban Gelinding-Gesek, I Made
Astika, Tjokorda Gde Tirta Nindhia, I Made Widiyarta, I Gusti Komang
Dwijana dan I Ketut Adhi Sukma Gusmana
18. Pengaruh Temperatur Tuang Paduan Perunggu Terhadap Sifat Kekerasannya Pada
Proses Pembuatan Genta Dengan Metoda Pasir Cetak (Sand Casting), I Made
Gatot Karohika, I Nym Gde Antara
19. Ketahanan Aus Baja Carbon AISI 1065 dengan Pengerasan Permukaan Kontak
(Quench-Hardening) terhadap Beban Gelinding-Luncur, I Made Widiyarta, Tjok
Gde Tirta Nindia, I Putu Lokantara, I Made Gatot Karohika dan I Ketut Windu
Segara
20. Pengembangan Kurva P-h dalam Pemodelan Elemen Hingga Vickers Indentasi
untuk Memprediksi Kekerasan Vickers (HV), I Nyoman Budiarsa
21. Studi Profil Temperatur Reaktor Fluidized Bed Pada Gasifikasi Sewage Sludge,
I Nyoman Suprapta Winaya, I Nyoman Adi Subagia, Rukmi Sari Hartati
22. Pengaruh Pemasangan Ring Berpenampang Segiempat dengan Posisi Miring
pada Permukaan Silinder terhadap Koefisien Drag, Si Putu Gede Gunawan Tista,
Ketut Astawa, Ainul Ghurri
23. Pengaruh Perlakuan Diammonium Phosphate (DAP) Terhadap Ketahanan Api
Komposit Plastik Daur Ulang-Serat Alam, I Putu Lokantara, NPG Suardana
24. Analisa Pengaruh Viskositas Pelumas terhadap Permukaan Penampang Material
pada Proses Ekstrusi Pengerjaan Dingin, Jhonni Rahman
25. Simulasi Numerik Aero-Akustik Aliran Udara Yang Melalui Silinder Pada
Bilangan Reynolds 90000 Menggunakan Model Turbulensi Les Dan Model
Akustik FWH, M. Luthfi, Sugianto
26. Pengaruh Konsentrasi Kalium Hidroksida (KOH) pada Elektrolit terhadap
Performa Alkaline Fuel Cell, Made Sucipta, I Made Suardamana, I Ketut Gede
Sugita, Made Suarda
27. Makrostruktur dan Permukaan Patah dalam Uji Tarik terhadap Perlakuan Panas
pada Baja Karbon Rendah, Nofriady H. dan Ismet Eka P.
28. Model Penentuan Koefisien Serap (Absorbsi) dan Kekuatan Tarik Material
Komposit Epoxy dengan Pengisi Serat Rockwool sebagai Knalpot Rendah Bising
Secara Eksperimen, Nurdiana, Zulkifli , Mutya Vonnisa
29. Pengaruh Waktu Tahan dan Laju Pemanasan terhadap Besar Butir Austenit dan
Kekerasan pada Proses Heat Treatment Baja HSLA, Richard A.M. Napitupulu,
Otto H. S, Charles Manurung, Humisar Sibarani
30. Analisa Kualitas Permukaan Baja AISI 4340 terhadap Variasi Arus pada Electrical
Discharge Machining (EDM), Sobron Lubis, Sofyan Djamil, Ivan Dion
31. Rancangan Launcher Roket Air, Suherlan, Dzulfi S Prihartanto, Gede Eka
Lesmana, Yohannes Dewanto
32. Analisa Kerja Roket Air Satu Tingkat, Ahmad Hidayat Furqon, Mochammad
Ilham Attharik, Pirnardi, dan I Gede Eka Lesmana
33. Analisis Penggunaan Differensial Proteksi pada Motor-Motor Listrik, PLTU
Buatan China, Suryo Busono
34. Efektivitas Alat Penukar Kalor Double Pipe Bersirip Helical sebagai Pemanas Air
dengan Memanfaatkan Gas Buang Mesin Diesel, Zainuddin, Jufrizal, Eswanto
115
124
133
141
149
158
166
173
180
186
195
203
208
218
224
234
240
247
255
35. Analisa Performansi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap
Radiasi Surya Tipe Bergelombang yang Berbahan Dasar Campuran Semen
dengan Pasir, Ketut Astawa, Made Sucipta, I Gusti Ngurah Suryana
36. Pemodelan Fungsi Terpadu yang Diterapkan pada Multi-Gripper Fingers dengan
Metode Vacuum-Suction, W. Widhiada
37. Proses Perancangan Ulang pada Alat Penghemat Bahan Bakar Kendaraan Roda
Dua Berkapasitas 115cc Menggunakan Metode DFM, Aschandar Ad Hariadi,
Bimo Pratama, Gede Eka Lesmana, Yohannes Dewanto
38. Karakteristik Kekerasan Permukaan Baja Karbon Rendah Dengan Perlakuan
Boronisasi Padat, Erwin Siahaan
39. Analisis Kekasaran Permukaan pada Proses Pembubutan Baja AISI 4340
Menggunakan Mata Pahat Ceramic dan Carbide, Rosehan, Sobron Lubis, Adiyan
Wiradhika
40. Perancangan Turbin Air Helik (Helical Turbine) untuk Sistem PLTMH Guna
Memanfaatkan Energi Aliran Irigasi Way Tebu di Desa Banjar Agung Udik
Kabupaten Tanggamus, Jorfri B. Sinaga
41. Analisa Performansi Tungku Pembakaran Biomassa dari Limbah Kelapa Sawit,
Barlin, Heriansyah
42. Pengaruh Variable Kecepatan Angin terhadap Turbin Angin Horizontal Aksial
dengan Profil Airfoil Blade Sesuai Standar NACA 2418, Abraham Markus
Martinus, Abrar Riza, Steven Darmawan
43. Program Perancangan Karakteristik Daya Turbin Angin Tipe Horizontal dengan
Variasi Sudut Serang, Darwin Andreas, Abrar Riza, I Made Kartika D.
44. Optimasi Bentuk Rangka dengan Menggunakan Prestress pada Prototipe
Kendaraan Listrik, Didi Widya Utama, William Denny Chandra, R. Danardono
A.S.
45. Desain Reaktor Co-Gasifikasi Fluidized Bed untuk Bahan Bakar Limbah Sampah,
Biomasa dan Batubara, I N. Suprapta Winaya, Rukmi Sari Hartati, I Putu
Lokantara, I GAN Subawa
46. Pembuatan Model Aliran Arus Laut Penggerak Turbin, I Gusti Bagus Wijaya
Kusuma
Bidang Teknik Industri
1. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Keberhasilan Usaha Industri Kecil
Sukses, Aam Amaningsih Jumhur
2. Pengembangan Structural Equation Modeling untuk Pengukuran Kualitas,
Kepuasan, dan Loyalitas Layanan Travel X, Ardriansyah Taufik Krisyandra
3. Kajian Tarif Angkutan Umum Terkait dengan Kebijakan Pemerintah dalam
Penetapan Harga Bahan Bakar Minyak Secara Nasional, (Studi Kasus: Angkutan
Kota di Kota Bandung), Aviasti, Asep Nana Rukmana, Djamaludin
4. Peluang Efisiensi Energi Listrik Gedung Hotel X, Badaruddin
5. Analisis Jenis dan Jumlah Kendaraan Terhadap Tingkat Kebisingan di Kawasan
Perkantoran di Kota Denpasar, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati
6. Peningkatan Produktivitas pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Udayana Melalui Perancangan Sistem Pengukuran Kinerja yang
Terintegrasi, I Made Dwi Budiana Penindra
7. Analisa Perilaku Guling Kendaraan Truk Angkutan Barang (Studi Kasus pada
Jalur Denpasar-Gilimanuk), I Ketut Adi Atmika, I Made Gatot Karohika, Kadek
Oktapianus Prapta
263
271
280
297
309
315
324
332
340
346
354
363
371
379
388
397
403
409
417
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Pengukuran Kelayakan Beban Kerja pada Proses Palletizing di PT. XYZ dengan
Metode Perhitungan NIOSH, Felicia Wibowo, Helena J. Kristina
Peningkatan Kualitas Daya Listrik dan Penghematan Energi di Industri Tekstil
Menggunakan Filter Harmonisa, Hamzah Hilal
Analisa Kinerja Traksi Kendaraan Truk Muatan Berlebih (Studi Kasus: Pada Jalur
Denpasar-Gilimanuk), I Ketut Adi Atmika, I Made Gatot Karohika, I Kadek
Agus Dwi Adnyana
Analisa Kegagalan Produk Pengecoran Aluminium (Studi Kasus di CV. Nasa
Jaya Logam), Is Prima Nanda
Pemanfaatkan Energi Matahari untuk Tata Udara Ruangan dengan Dinding Lilin,
Isman Harianda
Usulan Penentuan Jumlah Tenaga Kerja dengan Penambahan Kebutuhan Lini
Konveyor dengan Analisa Transfer Line pada PT. Astra Komponen Indonesia,
Lina Gozali, Andres, Andrian Hartanto
Perencanaan Persediaan Bahan-Bahan Baku PFG 120 pada PT XYZ, Mellisa
Handryani Christine, Laurence
Penilaian Kinerja Suatu Perusahaan dengan Kriteria Malcolm Baldrige, Syahida
Nurul Haq, Aam Amaningsih Jumhur
Potensi Risiko Kelelahan Pengemudi Travel Jakarta-Bandung Berdasarkan
Lamanya Waktu Kerja dan Usulan Penanggulangannya, Rida Zuraida, Nike
Septivani
Peningkatan Kualitas Produksi Karung Plastik Bermerk pada PT. XYZ
Menggunakan Metode DMAIC, Samuel Cahya Saputra, Yuliana
Pengembangan Model Pengukuran dan Pengevaluasian Jam Tangan Pria dan
Kemasannya dengan Mempertimbangkan Faktor Emosi Konsumen Berdasarkan
Konsep Kansei Engineering, Tommy Hilman, Bagus Arthaya dan Johanna
Renny Octavia Hariandja
Rancang Bangun Alat Proses Penggorengan Kemplang (Kerupuk) dengan Bahan
Bakar Gas Elpiji untuk Industri Rumahan di Pedesaan Pulau Bangka, Zulfan Yus
Andi, Dhanni Tri Andini Setyaning, Wenny Azela, Isfarina, Rismandika
Logistik Bencana Berbasis SCM Komersial: Pembelajaran dari Erupsi Gunung
Merapi 2010, Adrianus Ardya Patriatama dan Agustinus Gatot Bintoro
Usulan Peningkatkan Kualitas Produksi PIN Di PT. X, Lithrone Laricha
Salomon, Moree Wibowo, Andres
Identifikasi Variabel-Variabel yang Mempengaruhi Minat Konsumen dalam
Pembelian Produk Handphone Samsung dengan Menggunakan Structural
Equation Modeling, Hendang Setyo Rukmi, Hari Adianto, Martin
Aplikasi Metode Service Quality (Servqual) untuk Peningkatan Kualitas
Pelayanan Kawasan Wisata Kawah Putih Perum Perhutani Unit III Jawa Barat dan
Banten, Hendang Setyo Rukmi, Ambar Hasrsono, Sesar Triwibowo
Pemilihan Tempat Konferensi Nasional dengan Menggunakan Metode Analytical
Hierarchy Process, Hendang Setyo Rukmi, Hari Adianto, Muhammad Reza
Utama
Multidisciplinary Research: Perspectives from Industrial and Systems
Engineering, Strategic Management and Psychology, Khristian Edi Nugroho
Soebandrija
Optimasi Penentuan Kapasitas Produksi dengan Menggunakan Metode Simplek
(Studi Kasus), Mulyadi Ilyas
424
435
442
450
456
464
472
481
486
493
502
511
520
528
536
545
555
564
573
27. Pengembangan Model Sistem Produksi Industri Kecil dan Menengah yang Berada
dalam Lingkungan Just in Time, Slamet Setio Wigati dan Agustinus Gatot
Bintoro
28. Analisa Efektifitas Modifikasi Filter Oli pada Compressor Atlas Copco dengan
Overall Equipment Effectiveness di PT. GTU, Silvi Ariyanti, Yusup Hardiana
29. Usulan Peningkatan Produktifitas Melalui Perbaikan Stasiun Kerja dan Metode
Kerja (Studi Kasus: di PT. X), I Wayan Sukania, Nofi Erni, Handika
30. Pengurangan Penumpukan Produk Pada Stasiun Kerja Dengan Menggunakan
Analisis Sistem Antrian di PT. KMM, Ahmad
31. Pengukuran Tingkat Kepuasan Pelanggan Terhadap Layanan di Bengkel XYZ
Dengan menggunakan Metode Servqual, IPA, dan Kano, Ahmad, Wilson Kosasih
578
588
598
604
613
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
PENGARUH PEMASANGAN RING BERPENAMPANG SEGIEMPAT
DENGAN POSISI MIRING PADA PERMUKAAN SILINDER
TERHADAP KOEFISIEN DRAG
Si Putu Gede Gunawan Tista, Ketut Astawa, Ainul Ghurri
Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Badung - Bali, 80362
e-mail: Gunawan_tista@yahoo.com
Abstrak
Dalam aplikasi enginering banyak ditemukan peralatan yang menggunakan silinder seperti
tiang penyangga jembatan, cerobong asap, tiang pancang pengeboran minyak lepas pantai
dan sebagainya. Apabila dikenai aliran udara tentu akan membuat konstruksi dari peralatan
tersebut kekuatannya berkurang. Hal ini diakibatkan oleh adanya gaya hambat (drag) yang
ditimbulkan oleh aliran udara yang arahnya searah dengan arah aliran. Drag erat kaitannya
dengan separasi aliran, semakin cepat terjadi separasi semakin besar darg yang terjadi. Oleh
karena itu upaya yang dilakukan untuk mengurangi drag adalah dengan memanipulasi
medan aliran fluida. Manipulasi aliran bisa dilakukan secara pasif antara lain menempelkan
sebuah sirip pada bluff body, melubangi silinder, menambahkan spiral pada silinder dan
menempatkan penghalang yang lebih kecil di depan silinder. Dalam hal ini yang kami
lakukan adalah dengan menambahkan ring pada permukaan silinder. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemasangan ring berpenampang segi empat dengan
posisi miring pada permukaan silinder terhadap koefisien drag. Dalam penelitian ini silinder
yang dipasang ring dengan variasi sudut kemiringan ring 0 o ,5 o ,10 o , 15 o diletakkan vertikal
diuji di dalam wind tunnel (lorong angin) yang dilengkapi blower, manometer, pipa pitot.
Jarak antar ring adalah 30 mm. Bilangan Reynolds dengan diameter silinder D = 62 mm
adalah Re = 3,763.10 4 . Distribusi tekanan diperoleh dengan mengukur tekanan permukaan
silinder pada 36 titik dengan interval 10 o . Data yang diukur adalah tekanan permukaan
silinder, tekanan statis, dan kecepatan aliran fluida.Untuk pengukuran gaya drag digunakan
timbangan yang diletakkan diatas wind tunnel. Hasil penelitian menunjukkan, terjadi
penurunan koefisien drag pada saat dipasang ring pada silinder dengan posisi miring
dibandingkan tanpa ring. Nilai koefisien drag (C D ) untuk tanpa ring adalah C D = 0.857382.
Penurunan koefisien drag terbesar terjadi pada sudut kemiringan ring 10 o dengan nilai C D =
0.485082. Besarnya penurunan koefisien drag dibandingkan tanpa ring adalah 43,4%.
Kata Kunci: Silinder dengan Ring, Sudut Kemiringan Ring, Separasi Aliran, Koefisien Drag
Pendahuluan
Fenomena gerakan aliran fluida melintasi suatu benda (bluff body) memegang
peranan
sangat penting dalam aplikasi engineering seperti pada penukar kalor,
pembakaran, alat transportasi dan bangunan. Dengan demikian penelitian fenomena aliran
tersebut menjadi sangat penting jika dikaitkan dengan krisis energi yang melanda dunia
dewasa ini.
Pola aliran berbeda-beda tergantung geometri bluff body seperti silinder, segi
empat, dan plat. Aliran external viscous yang mengalir melalui silinder akan mengalami
stagnasi, lapisan batas, separasi(pemisahan) dan wake di belakang silinder. Untuk benda
yang bergerak dalam fluida viscous, gaya drag (gaya hambat) dan gaya lift (gaya angkat)
erat hubungannya dengan separasi aliran (Chew et al., 1997).
Adanya separasi aliran akan menyebabkan timbulnya wake di belakang silinder
yang mengakibatkan drag (hambatan). Semakin cepat terjadinya separasi aliran, wake akan
semakin lebar sehingga drag semakin besar.
Dalam dunia transportasi seperti pesawat udara, mobil atau kapal laut, drag yang
besar dihindari, karena energi atau tenaga yang dibutuhkan untuk bergerak menjadi lebih
besar. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengurangi drag, diantaranya dengan
TM-23 | 166
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
membuat body yang streamline atau memanipulasi medan aliran. Sebagai contoh, jika
drag dari mobil dan bangunan dapat dikurangi maka banyak biaya bahan bakar dan
material yang dapat dihemat (Tsutsui dan Igarasi, 2002).
Dalam aplikasi enginering banyak ditemukan peralatan yang menggunakan silinder
seperti tiang penyangga jembatan, cerobong asap, tiang pancang pengeboran minyak
lepas pantai dan sebagainya. Apabila dikenai aliran fluida tentu akan membuat kekuatan
konstruksi dari peralatan tersebut akan berkurang dan lebih cepat robohnya tidak sesuai
dengan yang direncanakan. Hal ini diakibatkan oleh adanya gaya hambat yang besar (drag)
yang ditimbulkan oleh aliran fluida yang arahnya searah dengan arah aliran.
Oleh karena itu, penelitian tentang pengurangan koefisien gaya hambat (drag) pada
silinder penting untuk dilakukan. Dalam penelitian ini silinder dipasang ring yang
berpenampang segi empat sehingga terjadi perubahan pola aliran pada silinder , diharapkan
separasi aliran bisa ditunda, wake dibelakang silinder menjadi lebih sempit dan terjadi
pengurangan koefisien gaya hambat (drag ) pada silinder.
Tujuan dari penelitian ini adalah adalah untuk mengetahui pengaruh pemasangan
ring berpenampang segi empat dengan posisi miring pada permukaan silinder terhadap
koefisien gaya hambat (drag).
Berbagai penelitian tentang drag yang mendukung penelitian ini antara lain:
Lee, et al. (2004), meneliti pengaruh pemasangan batang kontrol kecil pada
upstream dari silinder dengan fokus pada karakteristik drag dan struktur aliran. Bilangan
Reynold berdasarkan silinder utama (D = 30 mm) adalah sekitar Re = 20000. Maksimum
pengurangan koefisien total drag dari seluruh sistem meliputi silinder utama dan batang
kontrol sekitar 25%.
Lim & Lee (2004), membahas aliran disekitar silinder bulat yang dikontrol dengan
menempelkan gelang O untuk mengurangi gaya drag pada silinder. Gaya drag, kecepatan
wake dan intensitas turbulensi diukur pada bilangan Reynold dalam range ReD = 7,8 x 103
~ 1,2 x 105 dengan variasi kombinasi diameter dan jarak puncak antara gelang O yang
berdekatan. Didapatkan hasil silinder yang dipasang dengan diameter gelang O d =
0,0167D pada interval puncak dari PPD (jarak dari puncak ke puncak) = 0,165D
menunjukkan maksimum pengurangan drag sekitar 9% pada ReD = 1,2 x 105 ,
dibandingkan silinder halus. Tetapi, pemasangan gelang O dengan diameter lebih besar
dari pada d = 0,067D hanya sedikit mengurangi drag.
Tsutsui & Igarashi (2002), mengkaji aliran sekitar silinder dengan menempatkan
batang kecil pada upstream dari silinder . Diameter silinder adalah D = 40 mm, dan
diameter batang d rentangnya dari 1 sampai 10 mm.. Angka Reynold didasarkan pada D
rentang dari 1,5 x 104 sampai 6,2 x 104 . Pengurangan total drag yang meliputi drag dari
batang adalah 63% dibandingkan dengan yang satu silinder.
Igarashi (1997), Mengkaji aliran sekitar Prisma segiempat dengan menempatkan
batang kecil di depan prisma (upstream). Panjang sisi prisma D adalah 30 mm dan
bilangan Reynold Re adalah 3,2 x 104 . Pada jarak kritis Gc = D + 4,5d, vortex dari batang
hilang. Drag dari prisma menurun sekitar 50% pada G > Gc dan 70% pada G ≤ Gc.
Yajima & Sano (1996), Mengkaji aliran sekitar silinder
dengan melubangi
sepanjang silinder dalam dua baris yang dibuat melintang diamater silinder. Pengurangan
drag luar biasa didapat untuk bermacam-macam sudut serang. Besarnya pengurangan drag
adalah 40% dibandingkan dengan silinder halus.
Bouk, at al. (1998), melakukan studi eksperimental menggunakan silinder kecil
sebagai pengontrol pasif untuk mengurangi gaya
drag pada silinder utama. Hasil
eksperimental mereka menunjukkan bahwa rata-rata penurunan gaya hambat maksimum
sekitar 48% relatif terhadap silinder tunggal (tanpa pengontrol pasif).
TM-23 | 167
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
Dasar Teori
Aliran inkompresibel melintasi silinder dapat dilihat pada gambar 1.
(a) Aliran Viscous
(b) Aliran inviscid
Gambar 1. Gambar Kualititatif aliran pada suatu silinder (Fox, 1985)
Pada Gambar1.a. menunjukkan aliran viscous pada suatu silinder, streamlines
adalah simetris. Titik A adalah titik stagnasi dan selanjutnya terjadi boundary layer. Dari
titik A ke titik B terjadi kenaikan kecepatan yang berakibat penurunan tekanan dan
selanjutnya dari titik B ke titik C terjadi penurunan kecepatan yang berarti terjadi kenaikan
tekanan PC > PB. Di titik C momentum aliran tidak mampu melawan tegangan geser
sehingga menyebabkan pecahnya boundary layer. Titik C disebut dengan point of
separation. Di antara titik-titik atau tempat-tempat pemisahan boundary layer terjadi suatu
kawasan yang disebut dengan wake. Makin besar wake makin besar terjadi perbedaan
gaya di depan dan di belakang silinder berakibat makin besar gaya seret aliran terhadap
silinder. Aliran inviscid digambarkan pada gambar 1.b. terlihat bahwa streamlines
simetris, terjadi slip pada permukaan silinder dan perbedaan besar kecilnya kecepatan
aliran ditunjukkan oleh rapat longgarnya streamlines yang ada dan juga tidak terjadi wake
sehingga tidak terjadi gaya seret pada silinder.
Pengaruh turbulensi pada separasi aliran yang melintasi silinder dapat dilihat pada
gambar 2.
Gambar 2. Pengaruh turbulensi pada separasi (Incropera & DeWitt, 1981)
Karena momentum fluida dalam lapisan batas turbulen lebih besar dari pada lapisan
batas laminer, maka kemampuannya untuk melawan tegangan geser lebih besar sehingga
akan lebih mampu untuk menunda yang menyebabkan separasi, itu layak untuk
mengharapkan transisi. Jika ReD ≤ 2 x 105 , lapisan batas tetap laminer, dan separasi terjadi
pada θ ≈ 80o . Tetapi, jika ReD ≥ 2 x 105 , terjadi transisi lapisan batas, dan separasi ditunda
sampai θ ≈ 140o .
Pada penelitian ini perhitungan koefisien tekanan digunakan persamaaan (Lee, et
al., 2004):
P Po
CP
(1)
2
1
U
o
2
TM-23 | 168
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
dengan:
P = Tekanan permukaan (N/m2 )
Po = Tekanan statik (N/m2 )
Uo = Kecepatan aliran bebas (m/s)
ρ = Densitas udara (kg/m3 )
Koefisien drag berdasarkan luasan
persamaan (Lim & Lee, 2004):
2 xFD
CD
U 02 . A
dengan:
FD = Gaya drag (N)
A = Luasan Frontal silinder (m2 )
Uo = Kecepatan aliran bebas (m/s)
ρ = densitas udara (kg/m3 )
frontal
efektif
silinder
dihitung
menggunakan
(2)
Metode Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: lorong udara (wind tunnel),
pipa pitot, manometer, silinder utama, silinder penghalang, dan blower. Adapun susunan
alat uji adalah seperti pada gambar 3.
Gambar 3. Skema Instalasi
Keterangan gambar:
1. Blower
2. Penyearah
3. Pipa Pitot
4. Manometer U
5. Inclined Manometer
6. Rel/Lintasan
7. Tuas
8. Timbangan digital
9. Benda uji
TM-23 | 169
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
Gambar 4. Detail Silinder Dengan Ring, Sudut Kemiringan 0o , 5o , 10o , 15o .
Gambar 5. Detail Potongan Penampang Ring
Cara Kerja Dan Teknik Pengambilan Data
Aliran udara yang dihembuskan oleh blower mengalir dalam wind tunnel
Kecepatan aliran udara wind tunnel diukur dengan pipa pitot (3) dengan diameter pipa 2
mm yang membaca tekanan total, sedangkan alat ukur (4) yang dihubungkan dengan
selang berdiameter 2 mm untuk mengukur tekanan statis (P o ) yang juga dibaca secara
manual. Kecepatan udara bebas Uo diproses dari tekanan dinamik yakni selisih antara
tekanan total dan tekanan statik.
Selanjutnya pengukuran tekanan statis pada permukaan silinder untuk mendapatkan
harga koefisien tekanan (Cp), dimana untuk pengukuran tekanan pada permukaan silinder,
silinder dilubangi sebanyak 36 titik dengan jarak antar lubang 10º dengan diameter lubang
1 mm dan dihubungkan dengan selang berdiameter 2 mm ke inclined manometer
berdiameter 2 mm, untuk mengukur tekanan permukaan (P) digunakan alat ukur (5).
Untuk mengukur gaya drag (F D) digunakan timbangan digital. Aliran udara yang
dihembuskan mengalir dalam wind tunnel, melintasi penyearah(2) agar aliran udara dalam
wind tunnel mengalir uniform ke seluruh bagian dalam wind tunnel. Setelah melewati
penyearah udara melintasi benda uji (9) yang pada bagian atas dan bawahnya sudah
terpasang rel/lintasan (6) agar benda uji dapat bergerak ke belakang setealah terkena
hembusan udara, sehingga tuas (7) yang terpasang dibagian atas benda uji dapat
mendorong timbangan (8) yang terpasang pada bagian atas wind tunnel, lalu timbangan
akan mencatat besarnya gaya drag (FD)
Prosedur Pengambilan Data
Prosedur pengambilan data dilaksanakan setelah menentukan atau mengatur semua
instrumen yang mendukung dalam proses pengambilan data.
Langkah-langkah yang diambil antara lain:
1. Meletakkan silinder yang dipasang ring segiempat vertikal di dalam wind tunnel di
depan dari saluran subsonik.
TM-23 | 170
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
2.
3.
4.
5.
6.
Menghidupkan blower
Setelah blower berjalan stasioner dilakukan pengambilan data
Pengambilan data distribusi tekanan dengan variasi sudut kemiringan ring, dilakukan
dengan mengambil data pada permukaan silinder.
Pengambilan data dilakukan sebanyak tiga kali pada setiap variasi sudut kemiringan
ring.pengujian baik tanpa ring maupun dengan ring segiempat. Dilakukan juga
pengambilan data untuk kecepatan aliran bebas di depan dari saluran subsonik dan
juga pengukuran tekanan statik.
Pengambilan data gaya drag (FD) dengan variasi sudut kemiringan ring juga dilakukan
sebanyak tiga kali baik dengan ring maupun tanpa ring.
Hasil Dan Pembahasan
Hasil penelitian dengan varisi sudut kemiringan ring 0o , 5o , 10o , dan 15o .
Sedangkan kecepatan aliran udara Uo = 8,8 m/s, dengan bilangan Reynold
Re
4
= 3,763. 10 , adalah seperti terlihat pada gambar berikut.
0,2
0,15
0,1
0,05
Cp
0
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
-0,05
-0,1
-0,15
-0,2
Sudut (θ)
Tanpa ring
sudut ring 0 derajat
sudut ring 10 derajat
sudut ring 15 derajat
sudut ring 5 derajat
Gambar 6. Grafik Hubungan antara Koefisien Tekanan (Cp) terhadap sudut silinder (θ)
dengan Variasi Sudut Kemiringan ring.
Pada Gambar 6. menunjukkan grafik hubungan koefisien tekanan (Cp) terhadap
sudut silinder dengan variasi sudut kemiringan ring yaitu 0o , 5o , 10o , 15o , serta tanpa ring.
Pada gambar 6, terlihat tekanan dari titik stagnasi mengalami penurunan kemudian
meningkat dan akhirnya terjadi separasi (pemisahan aliran ). Separasi aliran terjadi dari
sudut 90o tanpa ring sampai 110o dengan variasi sudut kemiringan ring. Terlihat dengan
adanya ring pada silinder yang dipasang miring, penundaan separasi aliran sampai sudut
110o menyebabkan wake (daerah dibelakang silinder) menjadi lebih sempit sehingga drag
menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan dengan adannya penambahan ring, aliran yang
mengalir pada permukaan silinder menjadi lebih cepat sehingga momentum aliran menjadi
lebih besar untuk mengatasi tegangan geser. Meningkatnya aliran disebabkan oleh separasi
aliran yang terjadi pada ring menyebar ke permukaan silinder antar ring, sehingga aliran
yang mengalir melalui luasan sempit akan mengalami peningkatan.
TM-23 | 171
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
1
0,9
0,8
0,7
0,6
CD 0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
dengan ring
tanpa ring
0
5
10
15
20
Sudut Kemiringan Ring (θ)
Gambar 7. Grafik Hubungan antara Koefisien Drag (CD) terhadap Sudut Kemiringan Ring
dengan Ring dan Tanpa ring.
Pada gambar 7. menunjukkan grafik hubungan koefisien drag (CD) terhadap sudut
kemiringan ring dengan dan tanpa ring. Terlihat dengan penambahan ring pada silinder
yang dipasang miring, koefisien drag menurun mulai dari sudut 0o sampai 10o dan
meningkat lagi sampai 15o . Hal ini disebabkan, dengan penambahan ring yang dipasang
miring separasi aliran bisa ditunda menyebabkan wake sempit sehingga drag menjadi lebih
rendah. Penurunan koefisien drag terbesar terjadi pada sudut 10o besarnya CD = 0.485082.
Besarnya nilai koefisien drag tanpa ring adalah C D = 0.857382. Besarnya penurunan
koefisien drag dibandingkan tanpa ring adalah 43,4%.
Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Dengan adaanya pemasangan ring pada silinder yang dipasang miring terjadi
penurunan koefisien drag dibandingkan tanpa dipasang ring.
2. Penurunan koefisien drag terbesar terjadi pada sudut kemiringan ring 10 o
Referensi
1. Chew, Y T., L S Pan, & T S Lee (1997). Numerical Simulation Of The Effect Of a
Moving Wall On Separation Of Flow Past a Symmetrical Aerofoil, ImechE, 212.
2. Fox, R. W.(1985).Introduction To Fluid Mechanics. John Wiley & Sons, New York.
3. Igarashi, T.(1997). Drag Reduction Of a Square Prism by Flow Control Using a
Small Rod. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 69 – 71(1997),
141 – 153.
4. Incropera, F. P. & D. P. DeWitt. (1981). Fundamentals Of Heat And Mass
Transfer.John Wiley & Sons, New York.
5. Lee, S., S. Lee, & C. Park (2004). Reducing The Drag On a Circular Cylinder by
Upstream Installation Of a Small Control Rod, Fluid Dynamics Reseach , 34(2004):
233-250.
6. Lim, H.C.&.Lee S.J., (2004). Flow Control of Circular Cylinder With O-Rings .Fluid
Dynamics Research, 35 (2004): 107 – 122
7. Tsutsui, T. & T. Igarashi, (2002). Drag Reduction of a Circular Cylinder in an AirStream. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 90(2002): 527541.
8. Yajima, Y & O. Sano, (1996). A Note On The Drag Reduction Of a Circular Cylinder
Due To Double Rows Of Holes. Fluid Dynamics Research, 18(1996): 237 – 243.
9. Bouak, F, and Lemay, J, (1998), Passive Control of the Aerodynamics Forces Acting
on a Circular Cylinder, ExperimentalThermal and Fluid Science, 16, pp. 112-121.
TM-23 | 172
Kata Pengantar
Sambutan Dekan Fakultas Teknik
Ucapan Terima Kasih
Daftar Isi
Susunan Panitia
Susunan Acara
1.
2.
Technopreneur and Social-Entrepreneurship:
b
Artono Koestoer
Supply Chain Management: Tantangan dan Strategi, Nyoman Pujawan
ii
iii
iv
v
x
xi
, Raldi
Bidang Teknik Mesin
1. Metode Pemilihan Pompa Sebagai Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro, Anak Agung Adhi Suryawan, Made Suarda, I Nengah Suweden
2. Pengaruh Fraksi Volume Serat terhadap Kekuatan Tekan Komposit Fiberglass,
AAIA Sri Komaladewi, I Made Astika, I G K Dwijana
3. Pengaruh Variasi Diameter dan Sudut Kemiringan Pipa Inlet Terhadap Unjuk
Kerja Pompa Hidram, Sehat Abdi Saragih
4. Analisa Kerusakan pada Rotating Element Pompa Injeksi Air David Brown
DB34-D DI PT CPI Minas, Abrar Ridwan, Ridwan Chandra
5. Pengaruh Temperatur Pembakaran pada Komposit Lempung/Silika RHA terhadap
Sifat Mekanik (Aplikasi pada Bata Merah), Ade Indra, Nurzal, Hendri Nofrianto
6. Rancang Bangun Mesin Pemisah Dan Pencacah Sampah Organik (Daun-daunan)
dan Anorganik (Plastik, Kresek) untuk Menghasilkan Serpihan Sampah Organik
Lebih Kecil sebagai Bahan Kompos, I Gede Putu Agus Suryawan, Cok. Istri P.
Kusuma Kencanawati, I Gst. A. K. Diafari D. Hartawan
7. Peningkatan Nilai Kalor Biobriket Campuran Sekam Padi dan Dominansi Kulit
Kacang Mete dengan Metode Pirolisa, Arijanto
8. Perilaku Stress Tanki Toroidal Penampang Oval dengan Beban Internal Pressure,
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
1
7
1
7
14
21
34
42
49
60
Kekerasan Baja AISI 4118 setelah Proses Pack Karburising dengan Media
Karburasi Arang Tulang Bebek dan Arang Pelepah Kelapa, Dewa Ngakan Ketut
Putra Negara, I Dewa Made Krisnha Muku, AAIA Sri Komala Dewi
67
Quantum States At Juergen Model for Nuclear Reactor Control Rod Blade Based
On Thx Duo2 Nano-Material, Moh. Hardiyanto
73
Pengerasan Induksi pada Material AISI 4340 sebagai Material Bahan Baku
Industri HANKAM Nasional, Muhammad Dzulfikar, Rifky Ismail, Dian Indra
Prasetyo, dan Jamari
83
Studi Pengaruh Kemiringan Kolektor Surya Tipe Satu Laluan Udara Panas
Terhadap Proses Pengeringan Kerupuk Ubi, Eddy Elfiano, Muhd. Noor Izani
90
Pemanfaatan Limbah Tempurung Kelapa Sawit (Elacis Guinesis) sebagai Energi
Biomassa yang Terbarukan, Eko Yohanes, Sibut
96
Pengaruh Variasi Volume Serat Resam terhadap Kekuatan Tarik dan Impact
Komposit pada Matriks Polyester sebagai Bahan Pembuatan Dashboard Mobil,
Herwandi, Sugianto, Somawardi, Muhammad Subhan
102
Pemanfaatan Arang Kayu Bakar sebagai Media Karburasi pada Proses Pack
Karburising, I Dewa Made Krisnha Muku, AAIA Sri Komala Dewi
109
16. Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar dengan Media Radiator pada Mesin Bensin
Bertipe Injeksi Terhadap Unjuk Kerja Mesin, I Gusti Ngurah Putu Tenaya, I
Gusti Ketut Sukadana, dan I Gusti Ngurah Bagus Surya Pratama
17. Strain-Hardening Baja Karbon AISI 1065 Akibat Beban Gelinding-Gesek, I Made
Astika, Tjokorda Gde Tirta Nindhia, I Made Widiyarta, I Gusti Komang
Dwijana dan I Ketut Adhi Sukma Gusmana
18. Pengaruh Temperatur Tuang Paduan Perunggu Terhadap Sifat Kekerasannya Pada
Proses Pembuatan Genta Dengan Metoda Pasir Cetak (Sand Casting), I Made
Gatot Karohika, I Nym Gde Antara
19. Ketahanan Aus Baja Carbon AISI 1065 dengan Pengerasan Permukaan Kontak
(Quench-Hardening) terhadap Beban Gelinding-Luncur, I Made Widiyarta, Tjok
Gde Tirta Nindia, I Putu Lokantara, I Made Gatot Karohika dan I Ketut Windu
Segara
20. Pengembangan Kurva P-h dalam Pemodelan Elemen Hingga Vickers Indentasi
untuk Memprediksi Kekerasan Vickers (HV), I Nyoman Budiarsa
21. Studi Profil Temperatur Reaktor Fluidized Bed Pada Gasifikasi Sewage Sludge,
I Nyoman Suprapta Winaya, I Nyoman Adi Subagia, Rukmi Sari Hartati
22. Pengaruh Pemasangan Ring Berpenampang Segiempat dengan Posisi Miring
pada Permukaan Silinder terhadap Koefisien Drag, Si Putu Gede Gunawan Tista,
Ketut Astawa, Ainul Ghurri
23. Pengaruh Perlakuan Diammonium Phosphate (DAP) Terhadap Ketahanan Api
Komposit Plastik Daur Ulang-Serat Alam, I Putu Lokantara, NPG Suardana
24. Analisa Pengaruh Viskositas Pelumas terhadap Permukaan Penampang Material
pada Proses Ekstrusi Pengerjaan Dingin, Jhonni Rahman
25. Simulasi Numerik Aero-Akustik Aliran Udara Yang Melalui Silinder Pada
Bilangan Reynolds 90000 Menggunakan Model Turbulensi Les Dan Model
Akustik FWH, M. Luthfi, Sugianto
26. Pengaruh Konsentrasi Kalium Hidroksida (KOH) pada Elektrolit terhadap
Performa Alkaline Fuel Cell, Made Sucipta, I Made Suardamana, I Ketut Gede
Sugita, Made Suarda
27. Makrostruktur dan Permukaan Patah dalam Uji Tarik terhadap Perlakuan Panas
pada Baja Karbon Rendah, Nofriady H. dan Ismet Eka P.
28. Model Penentuan Koefisien Serap (Absorbsi) dan Kekuatan Tarik Material
Komposit Epoxy dengan Pengisi Serat Rockwool sebagai Knalpot Rendah Bising
Secara Eksperimen, Nurdiana, Zulkifli , Mutya Vonnisa
29. Pengaruh Waktu Tahan dan Laju Pemanasan terhadap Besar Butir Austenit dan
Kekerasan pada Proses Heat Treatment Baja HSLA, Richard A.M. Napitupulu,
Otto H. S, Charles Manurung, Humisar Sibarani
30. Analisa Kualitas Permukaan Baja AISI 4340 terhadap Variasi Arus pada Electrical
Discharge Machining (EDM), Sobron Lubis, Sofyan Djamil, Ivan Dion
31. Rancangan Launcher Roket Air, Suherlan, Dzulfi S Prihartanto, Gede Eka
Lesmana, Yohannes Dewanto
32. Analisa Kerja Roket Air Satu Tingkat, Ahmad Hidayat Furqon, Mochammad
Ilham Attharik, Pirnardi, dan I Gede Eka Lesmana
33. Analisis Penggunaan Differensial Proteksi pada Motor-Motor Listrik, PLTU
Buatan China, Suryo Busono
34. Efektivitas Alat Penukar Kalor Double Pipe Bersirip Helical sebagai Pemanas Air
dengan Memanfaatkan Gas Buang Mesin Diesel, Zainuddin, Jufrizal, Eswanto
115
124
133
141
149
158
166
173
180
186
195
203
208
218
224
234
240
247
255
35. Analisa Performansi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap
Radiasi Surya Tipe Bergelombang yang Berbahan Dasar Campuran Semen
dengan Pasir, Ketut Astawa, Made Sucipta, I Gusti Ngurah Suryana
36. Pemodelan Fungsi Terpadu yang Diterapkan pada Multi-Gripper Fingers dengan
Metode Vacuum-Suction, W. Widhiada
37. Proses Perancangan Ulang pada Alat Penghemat Bahan Bakar Kendaraan Roda
Dua Berkapasitas 115cc Menggunakan Metode DFM, Aschandar Ad Hariadi,
Bimo Pratama, Gede Eka Lesmana, Yohannes Dewanto
38. Karakteristik Kekerasan Permukaan Baja Karbon Rendah Dengan Perlakuan
Boronisasi Padat, Erwin Siahaan
39. Analisis Kekasaran Permukaan pada Proses Pembubutan Baja AISI 4340
Menggunakan Mata Pahat Ceramic dan Carbide, Rosehan, Sobron Lubis, Adiyan
Wiradhika
40. Perancangan Turbin Air Helik (Helical Turbine) untuk Sistem PLTMH Guna
Memanfaatkan Energi Aliran Irigasi Way Tebu di Desa Banjar Agung Udik
Kabupaten Tanggamus, Jorfri B. Sinaga
41. Analisa Performansi Tungku Pembakaran Biomassa dari Limbah Kelapa Sawit,
Barlin, Heriansyah
42. Pengaruh Variable Kecepatan Angin terhadap Turbin Angin Horizontal Aksial
dengan Profil Airfoil Blade Sesuai Standar NACA 2418, Abraham Markus
Martinus, Abrar Riza, Steven Darmawan
43. Program Perancangan Karakteristik Daya Turbin Angin Tipe Horizontal dengan
Variasi Sudut Serang, Darwin Andreas, Abrar Riza, I Made Kartika D.
44. Optimasi Bentuk Rangka dengan Menggunakan Prestress pada Prototipe
Kendaraan Listrik, Didi Widya Utama, William Denny Chandra, R. Danardono
A.S.
45. Desain Reaktor Co-Gasifikasi Fluidized Bed untuk Bahan Bakar Limbah Sampah,
Biomasa dan Batubara, I N. Suprapta Winaya, Rukmi Sari Hartati, I Putu
Lokantara, I GAN Subawa
46. Pembuatan Model Aliran Arus Laut Penggerak Turbin, I Gusti Bagus Wijaya
Kusuma
Bidang Teknik Industri
1. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Keberhasilan Usaha Industri Kecil
Sukses, Aam Amaningsih Jumhur
2. Pengembangan Structural Equation Modeling untuk Pengukuran Kualitas,
Kepuasan, dan Loyalitas Layanan Travel X, Ardriansyah Taufik Krisyandra
3. Kajian Tarif Angkutan Umum Terkait dengan Kebijakan Pemerintah dalam
Penetapan Harga Bahan Bakar Minyak Secara Nasional, (Studi Kasus: Angkutan
Kota di Kota Bandung), Aviasti, Asep Nana Rukmana, Djamaludin
4. Peluang Efisiensi Energi Listrik Gedung Hotel X, Badaruddin
5. Analisis Jenis dan Jumlah Kendaraan Terhadap Tingkat Kebisingan di Kawasan
Perkantoran di Kota Denpasar, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati
6. Peningkatan Produktivitas pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Udayana Melalui Perancangan Sistem Pengukuran Kinerja yang
Terintegrasi, I Made Dwi Budiana Penindra
7. Analisa Perilaku Guling Kendaraan Truk Angkutan Barang (Studi Kasus pada
Jalur Denpasar-Gilimanuk), I Ketut Adi Atmika, I Made Gatot Karohika, Kadek
Oktapianus Prapta
263
271
280
297
309
315
324
332
340
346
354
363
371
379
388
397
403
409
417
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Pengukuran Kelayakan Beban Kerja pada Proses Palletizing di PT. XYZ dengan
Metode Perhitungan NIOSH, Felicia Wibowo, Helena J. Kristina
Peningkatan Kualitas Daya Listrik dan Penghematan Energi di Industri Tekstil
Menggunakan Filter Harmonisa, Hamzah Hilal
Analisa Kinerja Traksi Kendaraan Truk Muatan Berlebih (Studi Kasus: Pada Jalur
Denpasar-Gilimanuk), I Ketut Adi Atmika, I Made Gatot Karohika, I Kadek
Agus Dwi Adnyana
Analisa Kegagalan Produk Pengecoran Aluminium (Studi Kasus di CV. Nasa
Jaya Logam), Is Prima Nanda
Pemanfaatkan Energi Matahari untuk Tata Udara Ruangan dengan Dinding Lilin,
Isman Harianda
Usulan Penentuan Jumlah Tenaga Kerja dengan Penambahan Kebutuhan Lini
Konveyor dengan Analisa Transfer Line pada PT. Astra Komponen Indonesia,
Lina Gozali, Andres, Andrian Hartanto
Perencanaan Persediaan Bahan-Bahan Baku PFG 120 pada PT XYZ, Mellisa
Handryani Christine, Laurence
Penilaian Kinerja Suatu Perusahaan dengan Kriteria Malcolm Baldrige, Syahida
Nurul Haq, Aam Amaningsih Jumhur
Potensi Risiko Kelelahan Pengemudi Travel Jakarta-Bandung Berdasarkan
Lamanya Waktu Kerja dan Usulan Penanggulangannya, Rida Zuraida, Nike
Septivani
Peningkatan Kualitas Produksi Karung Plastik Bermerk pada PT. XYZ
Menggunakan Metode DMAIC, Samuel Cahya Saputra, Yuliana
Pengembangan Model Pengukuran dan Pengevaluasian Jam Tangan Pria dan
Kemasannya dengan Mempertimbangkan Faktor Emosi Konsumen Berdasarkan
Konsep Kansei Engineering, Tommy Hilman, Bagus Arthaya dan Johanna
Renny Octavia Hariandja
Rancang Bangun Alat Proses Penggorengan Kemplang (Kerupuk) dengan Bahan
Bakar Gas Elpiji untuk Industri Rumahan di Pedesaan Pulau Bangka, Zulfan Yus
Andi, Dhanni Tri Andini Setyaning, Wenny Azela, Isfarina, Rismandika
Logistik Bencana Berbasis SCM Komersial: Pembelajaran dari Erupsi Gunung
Merapi 2010, Adrianus Ardya Patriatama dan Agustinus Gatot Bintoro
Usulan Peningkatkan Kualitas Produksi PIN Di PT. X, Lithrone Laricha
Salomon, Moree Wibowo, Andres
Identifikasi Variabel-Variabel yang Mempengaruhi Minat Konsumen dalam
Pembelian Produk Handphone Samsung dengan Menggunakan Structural
Equation Modeling, Hendang Setyo Rukmi, Hari Adianto, Martin
Aplikasi Metode Service Quality (Servqual) untuk Peningkatan Kualitas
Pelayanan Kawasan Wisata Kawah Putih Perum Perhutani Unit III Jawa Barat dan
Banten, Hendang Setyo Rukmi, Ambar Hasrsono, Sesar Triwibowo
Pemilihan Tempat Konferensi Nasional dengan Menggunakan Metode Analytical
Hierarchy Process, Hendang Setyo Rukmi, Hari Adianto, Muhammad Reza
Utama
Multidisciplinary Research: Perspectives from Industrial and Systems
Engineering, Strategic Management and Psychology, Khristian Edi Nugroho
Soebandrija
Optimasi Penentuan Kapasitas Produksi dengan Menggunakan Metode Simplek
(Studi Kasus), Mulyadi Ilyas
424
435
442
450
456
464
472
481
486
493
502
511
520
528
536
545
555
564
573
27. Pengembangan Model Sistem Produksi Industri Kecil dan Menengah yang Berada
dalam Lingkungan Just in Time, Slamet Setio Wigati dan Agustinus Gatot
Bintoro
28. Analisa Efektifitas Modifikasi Filter Oli pada Compressor Atlas Copco dengan
Overall Equipment Effectiveness di PT. GTU, Silvi Ariyanti, Yusup Hardiana
29. Usulan Peningkatan Produktifitas Melalui Perbaikan Stasiun Kerja dan Metode
Kerja (Studi Kasus: di PT. X), I Wayan Sukania, Nofi Erni, Handika
30. Pengurangan Penumpukan Produk Pada Stasiun Kerja Dengan Menggunakan
Analisis Sistem Antrian di PT. KMM, Ahmad
31. Pengukuran Tingkat Kepuasan Pelanggan Terhadap Layanan di Bengkel XYZ
Dengan menggunakan Metode Servqual, IPA, dan Kano, Ahmad, Wilson Kosasih
578
588
598
604
613
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
PENGARUH PEMASANGAN RING BERPENAMPANG SEGIEMPAT
DENGAN POSISI MIRING PADA PERMUKAAN SILINDER
TERHADAP KOEFISIEN DRAG
Si Putu Gede Gunawan Tista, Ketut Astawa, Ainul Ghurri
Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Badung - Bali, 80362
e-mail: Gunawan_tista@yahoo.com
Abstrak
Dalam aplikasi enginering banyak ditemukan peralatan yang menggunakan silinder seperti
tiang penyangga jembatan, cerobong asap, tiang pancang pengeboran minyak lepas pantai
dan sebagainya. Apabila dikenai aliran udara tentu akan membuat konstruksi dari peralatan
tersebut kekuatannya berkurang. Hal ini diakibatkan oleh adanya gaya hambat (drag) yang
ditimbulkan oleh aliran udara yang arahnya searah dengan arah aliran. Drag erat kaitannya
dengan separasi aliran, semakin cepat terjadi separasi semakin besar darg yang terjadi. Oleh
karena itu upaya yang dilakukan untuk mengurangi drag adalah dengan memanipulasi
medan aliran fluida. Manipulasi aliran bisa dilakukan secara pasif antara lain menempelkan
sebuah sirip pada bluff body, melubangi silinder, menambahkan spiral pada silinder dan
menempatkan penghalang yang lebih kecil di depan silinder. Dalam hal ini yang kami
lakukan adalah dengan menambahkan ring pada permukaan silinder. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemasangan ring berpenampang segi empat dengan
posisi miring pada permukaan silinder terhadap koefisien drag. Dalam penelitian ini silinder
yang dipasang ring dengan variasi sudut kemiringan ring 0 o ,5 o ,10 o , 15 o diletakkan vertikal
diuji di dalam wind tunnel (lorong angin) yang dilengkapi blower, manometer, pipa pitot.
Jarak antar ring adalah 30 mm. Bilangan Reynolds dengan diameter silinder D = 62 mm
adalah Re = 3,763.10 4 . Distribusi tekanan diperoleh dengan mengukur tekanan permukaan
silinder pada 36 titik dengan interval 10 o . Data yang diukur adalah tekanan permukaan
silinder, tekanan statis, dan kecepatan aliran fluida.Untuk pengukuran gaya drag digunakan
timbangan yang diletakkan diatas wind tunnel. Hasil penelitian menunjukkan, terjadi
penurunan koefisien drag pada saat dipasang ring pada silinder dengan posisi miring
dibandingkan tanpa ring. Nilai koefisien drag (C D ) untuk tanpa ring adalah C D = 0.857382.
Penurunan koefisien drag terbesar terjadi pada sudut kemiringan ring 10 o dengan nilai C D =
0.485082. Besarnya penurunan koefisien drag dibandingkan tanpa ring adalah 43,4%.
Kata Kunci: Silinder dengan Ring, Sudut Kemiringan Ring, Separasi Aliran, Koefisien Drag
Pendahuluan
Fenomena gerakan aliran fluida melintasi suatu benda (bluff body) memegang
peranan
sangat penting dalam aplikasi engineering seperti pada penukar kalor,
pembakaran, alat transportasi dan bangunan. Dengan demikian penelitian fenomena aliran
tersebut menjadi sangat penting jika dikaitkan dengan krisis energi yang melanda dunia
dewasa ini.
Pola aliran berbeda-beda tergantung geometri bluff body seperti silinder, segi
empat, dan plat. Aliran external viscous yang mengalir melalui silinder akan mengalami
stagnasi, lapisan batas, separasi(pemisahan) dan wake di belakang silinder. Untuk benda
yang bergerak dalam fluida viscous, gaya drag (gaya hambat) dan gaya lift (gaya angkat)
erat hubungannya dengan separasi aliran (Chew et al., 1997).
Adanya separasi aliran akan menyebabkan timbulnya wake di belakang silinder
yang mengakibatkan drag (hambatan). Semakin cepat terjadinya separasi aliran, wake akan
semakin lebar sehingga drag semakin besar.
Dalam dunia transportasi seperti pesawat udara, mobil atau kapal laut, drag yang
besar dihindari, karena energi atau tenaga yang dibutuhkan untuk bergerak menjadi lebih
besar. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengurangi drag, diantaranya dengan
TM-23 | 166
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
membuat body yang streamline atau memanipulasi medan aliran. Sebagai contoh, jika
drag dari mobil dan bangunan dapat dikurangi maka banyak biaya bahan bakar dan
material yang dapat dihemat (Tsutsui dan Igarasi, 2002).
Dalam aplikasi enginering banyak ditemukan peralatan yang menggunakan silinder
seperti tiang penyangga jembatan, cerobong asap, tiang pancang pengeboran minyak
lepas pantai dan sebagainya. Apabila dikenai aliran fluida tentu akan membuat kekuatan
konstruksi dari peralatan tersebut akan berkurang dan lebih cepat robohnya tidak sesuai
dengan yang direncanakan. Hal ini diakibatkan oleh adanya gaya hambat yang besar (drag)
yang ditimbulkan oleh aliran fluida yang arahnya searah dengan arah aliran.
Oleh karena itu, penelitian tentang pengurangan koefisien gaya hambat (drag) pada
silinder penting untuk dilakukan. Dalam penelitian ini silinder dipasang ring yang
berpenampang segi empat sehingga terjadi perubahan pola aliran pada silinder , diharapkan
separasi aliran bisa ditunda, wake dibelakang silinder menjadi lebih sempit dan terjadi
pengurangan koefisien gaya hambat (drag ) pada silinder.
Tujuan dari penelitian ini adalah adalah untuk mengetahui pengaruh pemasangan
ring berpenampang segi empat dengan posisi miring pada permukaan silinder terhadap
koefisien gaya hambat (drag).
Berbagai penelitian tentang drag yang mendukung penelitian ini antara lain:
Lee, et al. (2004), meneliti pengaruh pemasangan batang kontrol kecil pada
upstream dari silinder dengan fokus pada karakteristik drag dan struktur aliran. Bilangan
Reynold berdasarkan silinder utama (D = 30 mm) adalah sekitar Re = 20000. Maksimum
pengurangan koefisien total drag dari seluruh sistem meliputi silinder utama dan batang
kontrol sekitar 25%.
Lim & Lee (2004), membahas aliran disekitar silinder bulat yang dikontrol dengan
menempelkan gelang O untuk mengurangi gaya drag pada silinder. Gaya drag, kecepatan
wake dan intensitas turbulensi diukur pada bilangan Reynold dalam range ReD = 7,8 x 103
~ 1,2 x 105 dengan variasi kombinasi diameter dan jarak puncak antara gelang O yang
berdekatan. Didapatkan hasil silinder yang dipasang dengan diameter gelang O d =
0,0167D pada interval puncak dari PPD (jarak dari puncak ke puncak) = 0,165D
menunjukkan maksimum pengurangan drag sekitar 9% pada ReD = 1,2 x 105 ,
dibandingkan silinder halus. Tetapi, pemasangan gelang O dengan diameter lebih besar
dari pada d = 0,067D hanya sedikit mengurangi drag.
Tsutsui & Igarashi (2002), mengkaji aliran sekitar silinder dengan menempatkan
batang kecil pada upstream dari silinder . Diameter silinder adalah D = 40 mm, dan
diameter batang d rentangnya dari 1 sampai 10 mm.. Angka Reynold didasarkan pada D
rentang dari 1,5 x 104 sampai 6,2 x 104 . Pengurangan total drag yang meliputi drag dari
batang adalah 63% dibandingkan dengan yang satu silinder.
Igarashi (1997), Mengkaji aliran sekitar Prisma segiempat dengan menempatkan
batang kecil di depan prisma (upstream). Panjang sisi prisma D adalah 30 mm dan
bilangan Reynold Re adalah 3,2 x 104 . Pada jarak kritis Gc = D + 4,5d, vortex dari batang
hilang. Drag dari prisma menurun sekitar 50% pada G > Gc dan 70% pada G ≤ Gc.
Yajima & Sano (1996), Mengkaji aliran sekitar silinder
dengan melubangi
sepanjang silinder dalam dua baris yang dibuat melintang diamater silinder. Pengurangan
drag luar biasa didapat untuk bermacam-macam sudut serang. Besarnya pengurangan drag
adalah 40% dibandingkan dengan silinder halus.
Bouk, at al. (1998), melakukan studi eksperimental menggunakan silinder kecil
sebagai pengontrol pasif untuk mengurangi gaya
drag pada silinder utama. Hasil
eksperimental mereka menunjukkan bahwa rata-rata penurunan gaya hambat maksimum
sekitar 48% relatif terhadap silinder tunggal (tanpa pengontrol pasif).
TM-23 | 167
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
Dasar Teori
Aliran inkompresibel melintasi silinder dapat dilihat pada gambar 1.
(a) Aliran Viscous
(b) Aliran inviscid
Gambar 1. Gambar Kualititatif aliran pada suatu silinder (Fox, 1985)
Pada Gambar1.a. menunjukkan aliran viscous pada suatu silinder, streamlines
adalah simetris. Titik A adalah titik stagnasi dan selanjutnya terjadi boundary layer. Dari
titik A ke titik B terjadi kenaikan kecepatan yang berakibat penurunan tekanan dan
selanjutnya dari titik B ke titik C terjadi penurunan kecepatan yang berarti terjadi kenaikan
tekanan PC > PB. Di titik C momentum aliran tidak mampu melawan tegangan geser
sehingga menyebabkan pecahnya boundary layer. Titik C disebut dengan point of
separation. Di antara titik-titik atau tempat-tempat pemisahan boundary layer terjadi suatu
kawasan yang disebut dengan wake. Makin besar wake makin besar terjadi perbedaan
gaya di depan dan di belakang silinder berakibat makin besar gaya seret aliran terhadap
silinder. Aliran inviscid digambarkan pada gambar 1.b. terlihat bahwa streamlines
simetris, terjadi slip pada permukaan silinder dan perbedaan besar kecilnya kecepatan
aliran ditunjukkan oleh rapat longgarnya streamlines yang ada dan juga tidak terjadi wake
sehingga tidak terjadi gaya seret pada silinder.
Pengaruh turbulensi pada separasi aliran yang melintasi silinder dapat dilihat pada
gambar 2.
Gambar 2. Pengaruh turbulensi pada separasi (Incropera & DeWitt, 1981)
Karena momentum fluida dalam lapisan batas turbulen lebih besar dari pada lapisan
batas laminer, maka kemampuannya untuk melawan tegangan geser lebih besar sehingga
akan lebih mampu untuk menunda yang menyebabkan separasi, itu layak untuk
mengharapkan transisi. Jika ReD ≤ 2 x 105 , lapisan batas tetap laminer, dan separasi terjadi
pada θ ≈ 80o . Tetapi, jika ReD ≥ 2 x 105 , terjadi transisi lapisan batas, dan separasi ditunda
sampai θ ≈ 140o .
Pada penelitian ini perhitungan koefisien tekanan digunakan persamaaan (Lee, et
al., 2004):
P Po
CP
(1)
2
1
U
o
2
TM-23 | 168
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
dengan:
P = Tekanan permukaan (N/m2 )
Po = Tekanan statik (N/m2 )
Uo = Kecepatan aliran bebas (m/s)
ρ = Densitas udara (kg/m3 )
Koefisien drag berdasarkan luasan
persamaan (Lim & Lee, 2004):
2 xFD
CD
U 02 . A
dengan:
FD = Gaya drag (N)
A = Luasan Frontal silinder (m2 )
Uo = Kecepatan aliran bebas (m/s)
ρ = densitas udara (kg/m3 )
frontal
efektif
silinder
dihitung
menggunakan
(2)
Metode Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: lorong udara (wind tunnel),
pipa pitot, manometer, silinder utama, silinder penghalang, dan blower. Adapun susunan
alat uji adalah seperti pada gambar 3.
Gambar 3. Skema Instalasi
Keterangan gambar:
1. Blower
2. Penyearah
3. Pipa Pitot
4. Manometer U
5. Inclined Manometer
6. Rel/Lintasan
7. Tuas
8. Timbangan digital
9. Benda uji
TM-23 | 169
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
Gambar 4. Detail Silinder Dengan Ring, Sudut Kemiringan 0o , 5o , 10o , 15o .
Gambar 5. Detail Potongan Penampang Ring
Cara Kerja Dan Teknik Pengambilan Data
Aliran udara yang dihembuskan oleh blower mengalir dalam wind tunnel
Kecepatan aliran udara wind tunnel diukur dengan pipa pitot (3) dengan diameter pipa 2
mm yang membaca tekanan total, sedangkan alat ukur (4) yang dihubungkan dengan
selang berdiameter 2 mm untuk mengukur tekanan statis (P o ) yang juga dibaca secara
manual. Kecepatan udara bebas Uo diproses dari tekanan dinamik yakni selisih antara
tekanan total dan tekanan statik.
Selanjutnya pengukuran tekanan statis pada permukaan silinder untuk mendapatkan
harga koefisien tekanan (Cp), dimana untuk pengukuran tekanan pada permukaan silinder,
silinder dilubangi sebanyak 36 titik dengan jarak antar lubang 10º dengan diameter lubang
1 mm dan dihubungkan dengan selang berdiameter 2 mm ke inclined manometer
berdiameter 2 mm, untuk mengukur tekanan permukaan (P) digunakan alat ukur (5).
Untuk mengukur gaya drag (F D) digunakan timbangan digital. Aliran udara yang
dihembuskan mengalir dalam wind tunnel, melintasi penyearah(2) agar aliran udara dalam
wind tunnel mengalir uniform ke seluruh bagian dalam wind tunnel. Setelah melewati
penyearah udara melintasi benda uji (9) yang pada bagian atas dan bawahnya sudah
terpasang rel/lintasan (6) agar benda uji dapat bergerak ke belakang setealah terkena
hembusan udara, sehingga tuas (7) yang terpasang dibagian atas benda uji dapat
mendorong timbangan (8) yang terpasang pada bagian atas wind tunnel, lalu timbangan
akan mencatat besarnya gaya drag (FD)
Prosedur Pengambilan Data
Prosedur pengambilan data dilaksanakan setelah menentukan atau mengatur semua
instrumen yang mendukung dalam proses pengambilan data.
Langkah-langkah yang diambil antara lain:
1. Meletakkan silinder yang dipasang ring segiempat vertikal di dalam wind tunnel di
depan dari saluran subsonik.
TM-23 | 170
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
2.
3.
4.
5.
6.
Menghidupkan blower
Setelah blower berjalan stasioner dilakukan pengambilan data
Pengambilan data distribusi tekanan dengan variasi sudut kemiringan ring, dilakukan
dengan mengambil data pada permukaan silinder.
Pengambilan data dilakukan sebanyak tiga kali pada setiap variasi sudut kemiringan
ring.pengujian baik tanpa ring maupun dengan ring segiempat. Dilakukan juga
pengambilan data untuk kecepatan aliran bebas di depan dari saluran subsonik dan
juga pengukuran tekanan statik.
Pengambilan data gaya drag (FD) dengan variasi sudut kemiringan ring juga dilakukan
sebanyak tiga kali baik dengan ring maupun tanpa ring.
Hasil Dan Pembahasan
Hasil penelitian dengan varisi sudut kemiringan ring 0o , 5o , 10o , dan 15o .
Sedangkan kecepatan aliran udara Uo = 8,8 m/s, dengan bilangan Reynold
Re
4
= 3,763. 10 , adalah seperti terlihat pada gambar berikut.
0,2
0,15
0,1
0,05
Cp
0
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
-0,05
-0,1
-0,15
-0,2
Sudut (θ)
Tanpa ring
sudut ring 0 derajat
sudut ring 10 derajat
sudut ring 15 derajat
sudut ring 5 derajat
Gambar 6. Grafik Hubungan antara Koefisien Tekanan (Cp) terhadap sudut silinder (θ)
dengan Variasi Sudut Kemiringan ring.
Pada Gambar 6. menunjukkan grafik hubungan koefisien tekanan (Cp) terhadap
sudut silinder dengan variasi sudut kemiringan ring yaitu 0o , 5o , 10o , 15o , serta tanpa ring.
Pada gambar 6, terlihat tekanan dari titik stagnasi mengalami penurunan kemudian
meningkat dan akhirnya terjadi separasi (pemisahan aliran ). Separasi aliran terjadi dari
sudut 90o tanpa ring sampai 110o dengan variasi sudut kemiringan ring. Terlihat dengan
adanya ring pada silinder yang dipasang miring, penundaan separasi aliran sampai sudut
110o menyebabkan wake (daerah dibelakang silinder) menjadi lebih sempit sehingga drag
menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan dengan adannya penambahan ring, aliran yang
mengalir pada permukaan silinder menjadi lebih cepat sehingga momentum aliran menjadi
lebih besar untuk mengatasi tegangan geser. Meningkatnya aliran disebabkan oleh separasi
aliran yang terjadi pada ring menyebar ke permukaan silinder antar ring, sehingga aliran
yang mengalir melalui luasan sempit akan mengalami peningkatan.
TM-23 | 171
Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Jakarta, 14 November 2013
1
0,9
0,8
0,7
0,6
CD 0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
dengan ring
tanpa ring
0
5
10
15
20
Sudut Kemiringan Ring (θ)
Gambar 7. Grafik Hubungan antara Koefisien Drag (CD) terhadap Sudut Kemiringan Ring
dengan Ring dan Tanpa ring.
Pada gambar 7. menunjukkan grafik hubungan koefisien drag (CD) terhadap sudut
kemiringan ring dengan dan tanpa ring. Terlihat dengan penambahan ring pada silinder
yang dipasang miring, koefisien drag menurun mulai dari sudut 0o sampai 10o dan
meningkat lagi sampai 15o . Hal ini disebabkan, dengan penambahan ring yang dipasang
miring separasi aliran bisa ditunda menyebabkan wake sempit sehingga drag menjadi lebih
rendah. Penurunan koefisien drag terbesar terjadi pada sudut 10o besarnya CD = 0.485082.
Besarnya nilai koefisien drag tanpa ring adalah C D = 0.857382. Besarnya penurunan
koefisien drag dibandingkan tanpa ring adalah 43,4%.
Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Dengan adaanya pemasangan ring pada silinder yang dipasang miring terjadi
penurunan koefisien drag dibandingkan tanpa dipasang ring.
2. Penurunan koefisien drag terbesar terjadi pada sudut kemiringan ring 10 o
Referensi
1. Chew, Y T., L S Pan, & T S Lee (1997). Numerical Simulation Of The Effect Of a
Moving Wall On Separation Of Flow Past a Symmetrical Aerofoil, ImechE, 212.
2. Fox, R. W.(1985).Introduction To Fluid Mechanics. John Wiley & Sons, New York.
3. Igarashi, T.(1997). Drag Reduction Of a Square Prism by Flow Control Using a
Small Rod. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 69 – 71(1997),
141 – 153.
4. Incropera, F. P. & D. P. DeWitt. (1981). Fundamentals Of Heat And Mass
Transfer.John Wiley & Sons, New York.
5. Lee, S., S. Lee, & C. Park (2004). Reducing The Drag On a Circular Cylinder by
Upstream Installation Of a Small Control Rod, Fluid Dynamics Reseach , 34(2004):
233-250.
6. Lim, H.C.&.Lee S.J., (2004). Flow Control of Circular Cylinder With O-Rings .Fluid
Dynamics Research, 35 (2004): 107 – 122
7. Tsutsui, T. & T. Igarashi, (2002). Drag Reduction of a Circular Cylinder in an AirStream. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 90(2002): 527541.
8. Yajima, Y & O. Sano, (1996). A Note On The Drag Reduction Of a Circular Cylinder
Due To Double Rows Of Holes. Fluid Dynamics Research, 18(1996): 237 – 243.
9. Bouak, F, and Lemay, J, (1998), Passive Control of the Aerodynamics Forces Acting
on a Circular Cylinder, ExperimentalThermal and Fluid Science, 16, pp. 112-121.
TM-23 | 172