Pengaruh Putaran Silinder Bagian Dalam Terhadap Pola Aliran Taylor Couette - repository civitas UGM

Editbrti',Drft'rsi si u s Kri st'yad i, I r., MT.
'-'' ' "Dr..tng. l\ll.'Alexin Putra
Yusril lrwan, 5T., MT.

i."j ir-j'
r,:

.rr.irr

i rt

:

.i

I

::

rso n O;,ST.r MT.
:i-rr,' i i.'M; Ri.dWahr 5T., MT.

r''i'-'',Tito Sh'a'n'ti.ka, ST., M.Eng.
,,
","
Liman Hartawan, 5T., MT.
l.

:,r,.!?iiL.f?,"..;

.t

fiii,i#,i*

PENGANTAR
A s s alanu' altikun" w arahm

afiillnhi

w ab ur afratu

h'

Pertama-tama marilah kita panjatkan Prdi Syukur ke hadirat Allah SWT, karena atas
izin dan karunia-Nya kita dapat bertemu dan bsrsilanrahmi dalam seminar di karrpus
Itenas-Bandung. Semoga sEminar ini dapat berjalan dengan lancar sesuai dengan
tujuannya-

-

Seminar ini merupakan agenda tahunan civitas akademika Jurusan Teknik Mesin, FTI
Itenas, yang sudah dimulai sejak tahun 2002. Seminar ini diharapkan menjadi fonrm
diskusi dan hrkar informasi kegiatan studi dan penelitian yang telah dilah*an oleh para
peneliti dari pergunran tinggi (dosen dan mahasiswa), instansi penelitian maupun
praktisi industri, khususnya yang terkait dengan bidang teknik mesin, sehingga dapat
meningkatkan sinergi diantara keduanya
Pada seminar kali ini, panitia telah berhasil menghimpun 31 makalah dan sejumlah 20
makalah akan dipresentasikan. Makalah dikelompokkan ke dalam tiga sub topik yaitu

Teknologi Konversi Energi, Teknologi Bahan dan Material Komposit, dan Teknologi
Perancangan dm Pengembangam Prcduk.
Dalam kesempatan ini, perkenankan kami menyampaikan terima kasih dan penghargaan

setinggi-tingginya ke,pada seluruh penyEi makalah, pessfia, civifas akademika Jurusan
Teknik Mesin, FTI - Itenas, dan semua pihak yang telah berpartisipasi aktif ssbingga
seminar ini dapat terselenggara- Semoga kerjasana yang telah kita bangun selama ini
dapat terus ditingkatkan dimasa-masa mendatang. Mohon maaf atas segala kekurangan
dan kekhilafan.

Affiir kata kami mengucapkan selamat mengikuti seminar, semoga semua gagasan dan
pikiran yang berkcmbang sclama serninar ini, dapat tprcatat scbagai sumfgngsih yang
bermanfaat untuk kejayaan bangsa dan Negara kita.
Wabillahi taafiq walhiduyah, Wassalanu' alaikum warahmdullahi wabarakatuh.

Bandung, 16 Januari 2012
Jurusan Teknik Mesin, FTI

Encu Saefudin.
Ketua

k. MT

-

Itenas

seminarNasional - rx
Rekaytsa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri
Kampas ITENAS - Bendung, I7-IE fanasrt 2012

*mtnatfi
ffi;51"'--'
nrestll-\ry

1693-3168

DAITTAR TSI
Hal

SAMBUTAN

ii

DAFTARISI

iii

TOPIK TTKNOLOGI PERANCANGAIY DATI PENGEMBANGAN

PRODT]K

Kerusakan Timine Belt Pada Mesin Tenun (Heru Pahrudin . Sumadi)
Perancangan Mesin Bending Pipa Untuk Ukuran Diameter Pipa % Inchi
Dengan Sistem Dongkrak Hidrolik (nncu$egf,gU& Marsono dan Cecep Kiki

TPPP

0l Analisa

I

a2

6

Handrian)
03 Pensuiian Prestasi Komoor Induksi {Svahbardia)
04 Pembuatan dan Pengujian Mesin Tekuk Pipa untuk Diameter % Inchi
fMarsono- Encu Saefudin. dan Farid Firmansvah)
05 Perancangan Dan Pembuatan Oven Pengering Eceng Gondok Untuk Skala
Industri Kecil fNoviyanti. Nueraha. M. Alexin P. Danane Pi.nandhitia)
06 Perancansan mesin briket bafu bara denean tipe screw oress (Ali)
TOPIK TEKNOLOCI BAHAN DAI\I MATERIAL KOMP'OSIT
01

a2
03

04

05

06

07

Karakteristik Fisik Dan Mekanik Produk Indirect Pressureless Sintering
Serbuk Cu Dan Ni Dengan Penyangga Serbuk Besi Cor (Ekqsgtartg, D
Kristianto Hermawan. D.Subekti & Susilo Adi Widvanto)
Analisis Kerusakan Internal Rocksr-Arm Mesin Diesel Kapat Motor Surya
Sentosa ffialim Rusidi. Rusidi Hadierat- Sahlan)
Pe,ngaruh Temperatur Pemanasan Terhadap Koefisien Perpindahan Massa
Difusi (Diffusivity) Karbon Pada Proses Pack Carturizing Baja AISI 3l l5
(Putu Hadi Setvarini. Ika Istiana- Slamet Wahwdi)
Remelting Dan Beda Temperatw Terhadap Sifat Mekanis Pada Limbah
Piston Bekas Dengan Metode High Presure Die Casting (Brnomg dan
Suoario)
Pengujian Akustik Papan Serat Sabut Kelapa Dengan Matriks Gypsum
{Yusril Irwan)
Analisis Visual untuk Perhitungan Initial Damage pada Sambungan Adhesive
firfan Hilmv. Yusril Irwan)
Kaji Eksperimental Kekakuan Lentur Poros Retak Melintang Buatan Dua Sisi
{Encu Saefudin)

il

14

21

29
35
TBIVIK

I

10
17

24

30
38

42

ISSN 1693-3168

SemixarNasional - IX
Rekayasa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri
Konprs ITENAS - Bondung, I7-lS.fanani 2012
TKE

TOPIK TEKNOLOGI KOI\TVf, RSI ENERGI
01

02

03

Analisis Penunrnan Temperatur Berdasarkan Variasi Sprayer Pada Fasilitas
Kontemen edc-Satrid Wahyut, Luqmanul Hakilml, Eqi
Eksperimen Kontemen'6dc-Satriat,
Marankil' Mulya lou"*ut't, H"odto 1iah3otto2, Ismu Handoyo2, Kiswanta2,

Ainur Rosidiz)
Analisis Rugi Kalor Berdasarkan Variasi Sudut Kemiringan Untai Simulasi
Skkulasi eiamiatr (Ussa-Ft02) (Budi Gusnawan Juarsar'2, Rizqi Faizal
Muttaqinl:, Mochammad Faridiz, Sigit HerlambffiElJ, Januar Akbaru, Yogr
Sirodz Gaos2, Edi Marzukiz, Mulya Juarsa2)
A-nalisi Perpindahan Kalor Konveksi Berdasarkan Varjasi Daya Heater Pada
Bundel Uji Simulasi Eksperimen Temperatur Tinggt Qusetti) (Budi Vtomo'.,
Oskar Rikot, Kiswantaz, Ainur Rosidiz, Ismu Handoyo', Edi Marzuki',Mulya

I

6

l4

Juarsa2)

M Pengaruh Parameter Stack Serta Variasi Fre*uensi Terhadap Performa

24

05

31

06

07

Termal Pendingin Termoakustik Nandy Puba, Dinni Agustina. Gilang AIV,
Sabdo W)
Perpindahan Kalor Dibagian Dingin Berdasarkan Variasi Warna Lapisan Film
Pada Panel Sistern Solar Thermal (fnAra nesmarar'z, Akhrom Aryadir'z,
Hasanudin Wijayar'2, Januar Akbarl'z,Yogi Sirodz Gaos2, Edi Marzukiz,
Mulva Juarsa2)
Analisis Distribusi Temperatur 2-D Dan Fluks Kalor Berdasarkan Variasi
Temperatur Selama Proses Psmanasan Pada Pelat SUS316 Di Bagian Uji
Heating-02 flwan Kurniawanl. Mulya Juarsal'2, Edi Marzukil Susyadi2, Ainur
Rosidi2. Ismu Handoyo2)
Analisis Perubahan Tekanan Uap Selama Proses Pendinginan Pada Simulator
Sunekup Reaktor (FESPECo) {Luqmanul Hakimr, Ade Satriat, Wahyur, Yogi

08

09

Ei] Murzokit:I@' Ju*ruq

Fenomena Pendidihan pada Heat Pipe dengan Variasi Wick Screen Mesh dan
Posisi Peletakan (Ratna Sarv. Wavan Nata- Nandv PuFa)

11

12

Oli

Terhadap Karakteristik Perpindahan Kalor Di
Permukaan Aluminium Pada Dinamika Tumbukan Droplet (Slamellillahyudi,
Putu Hadi Setyarini dan Shancha Ricardo Aeusta)
Analisis Rugi Kalor Selama Proses Pemanasan Dan Pendinginan Pada
Simulator Sungkup Reaktor AUan$gdnl, Mulya Juarsar, Surip Widodor,
Ismu Handovot. Edi Mafiukf. Joko Susilo2)
Analisis Perhitungan Koefisien Gesek Dengan Reynoldnumber Pada Material
Plastik PP(Polypropylene), POM (Polyoxymethylene), PE (Polyethylene)
Terhadap Temperatur Dan Waktu Pada Alat Uji Melt Flou' Index tril$am
Pashal, Mulya Juarsal, Edi Marzukil, Dedek Kumiawanl, Yuda Nurul
Alfianr. Afrinaldir. R. BwhanNr. Deni Kusmansyatrr)

l0 Pengaruh Viskositas

IV

45

Is;

Hendro tjanionol,Ainur
Rosidi2)
Handovo2. Kiswanta2.
Analisi Perpindahan Kalor Konduksi Berdasarkan Variasi Daya Heater Pada
Bundel Uji Simulasi. Eksperiman Temperatur T+ggt (BUSETTI) (Oskar
Rikol. Budi Utomol, Kiswanta2, Ainur Rosidi2, Ismu Handoyoz, Edi
l.Mulya Juarsa2)
Maranki

siro,L'Gaosr,

38

52

59
66

74

81

ISSN 1693-3168

Semirar Nasional - IX
Rekayasa dan Aplikasi Tehnih Mesin di
Kompas ITENAS - Bondung I7-IE Januort 2012

Indastri r.roilxlffi**s*

l3 Pengaruh Putaran Sitinder Bagian Dalam Terhadap Pola Aliran TaylorCouette (Sariol J. Indrtor. Praiitnot)
t4 Variasi Ulrrran Dan Jarak Nozel Terhadap Perubahan Putaran Twbin Pelton

87
95

(Rr- Sri Poemomo Sari dm Rizki Hario Wicaksono)

Uji

Experimental Rotor Savonius Helix Dua Sudu dan Empat Sudu
Roni Ramadani, Ganda Roni Simanullang, Asdar
@
Askar)
l6 Perancangan dnn Realisasi Pembangkit Listik Tenaga Biogas Skala Rumah
Tanssa {Kris$adi T.,Wedha A, Andi T.)
I7 E)(ERGETIC based of photovoltaic modules CHARACTERISTICS (Dani

l5

Rusirawant and Istvrln Farkas2)

106

t12
119

rssN 1693-3168

Seminar Nasional -

IX

Rekayasa dan Aplikasi Telenik Mesin di Indastri
Kompns ITENAS - Bandung' 17-18 fanusri 2012

Pengaruh Putaran SiHnder Bagian Dalam
Terhadap Pola Aliran Taylor-Couette
Sadprt), IndertoD, Ptelltnol)

l)

Uaiversitas Gsdid, Mada Yogn*arte, Jurusan Tebtik Mesin
Progrum Pascasariana Jurusan Tehtik Mesin dan In&tstri
JL. GrafikaNo.2 Yogakarta 555281, TeIp (0274)521673. e-mail: pttn@Egu.qs.td
2) Sekolah Tinggi Telowlogi Ronggolawe Cepu, Jurusan Tehrik Mesin
JL Kamps Ranggolawe Blok B/I Meutul Cepu 58j15 Telp.(A296)422322. e-mail:
s ttr c ep u@. t e I ko rn. n e t
h

iday a tull oh s ar b 5 6 fiCitsn a il. ea m

inner qlinder ratation otr TaylarThis re*eareh wss conducted n knaw ,f.'ffi
*
"esection in lheform of two concmtric
Couetteflow patterns with the outer cylinderfixed. Test
cyltnders witk a length af 500 wm, rsdius ratio : 0.72 and aspect ratio : 40 ail a gap
(distance between cylinder) 12.5 mu. Observatian of flow patlern carried out shooting
several times *sing * digitel e6E rera on the inner cylinder rotation difereat- ?'he rewlts
indicate that shooting at low speed Couette flow patterns that form-lsminar, round up the
fiaw pa,ttern that isfarmed in pairs and apposite vortex, wavy wrtufiaw end high rotatian
f"rn"d vortek turbulent, Torquc meosurements can also be performed to deterntirre thc

characterizntion af Taylar-Ca*ette !o*, patterns fu prwid*g resista*ce to the electric
motor is integrated with a Torque-meter. The meosurement results show the relationship of
torgue and lemi*ar llow Rcynalds number is linear, where as in the transition region of the
torque chonges are large and non-linear. The aper*uents rcsul8 showed that the same

pheuomenon occTzts with the theory, okhough there is a quaatitative diferenee-

Kqwords: Rotation inner cylinder, flow pattern, Taylar-Couette flow, Concentric Cylinders.
1.

Pendehuluan

Pola aliran Couette laminar dalam sebuah sistem aliran Taylor-Couette, akan mengalami transisi
vorta jika putnran silinder bagian dalam dinaikkan sanpai melampaui nilai tertentu.
Pola aliran Taylor wrts ditalcdai dengan munculnya vortu ymg saling berpasangan bedawanan arah
sccara terearr di sepanjang dstcm aliatr, Pwubahan pola aliran pada si$em Taylor-Couese elas pangaruh
putaran silinder digambarkan dengan cukup lengkap oleh Andersck dl*. (1986) melalui eksperimen yang
memvisualisasikan aliran fluida di antara dua silindEr konsentrik yang berputar s€cara bebas antara satu
dsngm yang lainnya. Xtspsrimsn tersebut dilakukar pada perbandingan radius silinder 0,883 dan variasi
pcrbandingar aspek antara 20 sampai &ngan 48. Hasilnya adalah berupa sa$ peta pola aliran TaylarCouette yang cukup detail bedasarkan variasi putaran silindsr bagian dalam maupun luar seperti pada
Gambar lUntrk silinder bagran luar ymg diam pola aliran yang terjadi adalah Couette-laminar pada bilmgan
Reynolds (0S R" 5 80), Taylor-vortex (80 < & < 200), Vortex bergelombang (200

&:

400

Taylor vorta
; aliran

turtulen

: Relmolds number

Gambar. 2.TrylorvortexyanEterjadi pada aliranCouettemelingkar (Schlichting 1979).
Pengukurro torsi juga dapat digunakan untrk menggambarkan kanktsristik pola aliran TaylorCauette mennrut Yuuka Yarnds (1960) bahwa pada sistem alkaa Ta14ar-Coueae besarnya torsi yang
dibutuhkan untuk memutar silinder
fungsi dari bilanganReynolds-

diketahui

TKE-88

ISSN 1693-3168

Seminar Nasiorfil - IX
Rekayasu dan Aplihosi Teknik Mesin di Indasrri
Kanpas ITENAS - Bandung, I7-IE Jonuari 2012
Pada daerah aliran laminer hubungan antara torsi dan bilangro Reynolds adalah linear. Namun
pada daerah transisi tcrjadi pcrubahan torsi yaog bcsar dan non line*r- Para pcacliti terdahulu yang
melalorkan penguhnan torsi pada ahran Trylor'-Couette menrmuskan persamaan ernpiris rmnrk
menghitung torsi dan hanya terbatas pada daerah bilangan Reynalds tertentu atau fidak berlaku global
daelah aliran Beberapa penarnaan korelasi empiris untuk menghitung besamya koefisien
untuk
""mua
hambata* torsi @ *liran Trylor-Cwexe dirangkum dalam Tbbcl- I
Keterangan:

gi

= F.,lpvl["

adalahtorsi dalam bentuk

bilangan tak bcrdimensi.
-I adalah torsi {kg-cs).
p adzlahmassa jenis fluida (Kgi#).
v adalah viskosita.s kinematik fluida (m'ls).

I

adalahp4iang silinder (mm).

fur - f/S-5tgr$3*t'{,

adalahkoefisien torsi'

n adalah kecepatan tangensial fluida.
adrelahradius silind€r bagian dalam,
Rro = A&rdfu adalah Reyzolds mmber

&

melingkar.

dli= 2rn/60 adalah kecepatau putar
silinder bagian dalam (radls).
n adalah putaran silinder bagian dalan. (rpm)
d adalah celab silind€r {lrtm}.

Tabel.l
llo

Persamaan torsi untuk aliran Taylor-Couette
Peneliti

Th

1

2

Wendt

{l€throp,1992}

Bilgen dan
Boulos

{Batten,2(x}2}

1933

-€,6*

E 3SG!S,?SS

f-r *,*tt*,{1

e=

#

-

u{3$i;a'1.- ri-.:+1'gsr'!
e,.SS$r3t{f

cs=
1973

0,*<

t

{

Kstcrangan

P€fsameen

Paramater

r:

-

r:;i-ir*}*r L:

te*ifii

s*:s!

4{X)< Re