Studi Eksperimen Aliran melalui 90° Square Elbow dengan Disturbance Body berupa Airfoil pada Sudut Serang (α) = 0°, 5°, dan 10°

Intalasi perpipaan dibentuk dari saluran lurus dan berbentuk fitting seperti elbow 90°. Pemasangan elbow digunakan untuk membelokkan arah aliran fluida sesuai yang dibutuhkan, namun memiliki dampak lain yaitu memiliki pressure drop yang lebih tinggi dari pada saluran lurus dengan kecepatan freestream yang sama. Pressure drop muncul akibat adanya friction loss, dan secondary flow yang terjadi setelah aliran melewati fitting tersebut. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, penambahan disturbance body pada area inlet atau upstream dapat menurunkan nilai pressure drop. Penelitian kali ini dilakukan secara eksperimen dengan instalasi square duct dengan diameter hidrolik (Dh) = 125 mm yang terdiri dari : upstream straight duct dengan panjang 7Dh, square elbow 90° dengan curvature ratio (Rc) = 2 dan downstream straight duct dengan Panjang 16Dh. Pada area upstream duct terdapat airfoil disturbance body (ADB) tipe simetri airfoil NACA 0024 dengan chord line 30 mm pada posisi tetap yaitu jarak ADB sebesar 0,3 Dh dari inlet elbow serta gap sebesar 7 mm dari inner wall upstream duct ke chord line, dan memiliki variasi angle of attack 0° , 5° dan 10°. Penelitian ini dilakukan dengan Re sebesar 6,36 x 104 untuk mendapatkan profil kecepatan sepanjang downstream duct dan pressure coefficient pada elbow 90°, sedangkan untuk mendapatkan pressure drop antara sisi masuk dan sisi keluar saluran, serta koefisien minor losses elbow 90º pada Re sebesar 2,38 x 104 < Re < 10,3 x 104. Hasil penelitian ini diketahui bahwa penempatan airfoil disturbance body (ADB) pada saluran mengakibatkan nilai koefisien minor losses elbow 90° dan nilai pressure drop dari sisi masuk dan sisi keluar saluran lebih besar dari pada saluran tanpa ADB. Dimana pada saluran tanpa ADB memiliki nilai rata – rata KL terkecil senilai 0,179 dan pada saluran dengan ADB α = 10° memiliki nilai rata – rata KL terbesar senilai 0,22. Nilai pressure coefficient cenderung sama untuk setiap variasi, namun pada saluran yang memiliki ADB dengan angle of attack 10° yang memiliki nilai pressure coefficient lebih rendah dibandingkan variasi lainnya. Penambahan ADB pada bidang horizontal dan vertikal mengakibatkan profil kecepatan cenderung mengalami backflow yang cukup kuat dari pada saluran tanpa ADB. Hal ini disebabkan oleh flow recirculation dan aliran yang tersparasi pada inner wall elbow yang semakin besar, sehingga mengakibatkan aliran yang melalui elbow jadi terhambat. ======================================================= Piping installation consists of straight duct and fittings like elbow 90°. Elbow-fittings is used to deflecting direction of fluid flow appropriate as needed, however impacted at pressure drop greater than straight duct with the same velocity as freestream. Pressure drop result from friction loss, and secondary flow occur after flow through the fitting. From research that have been done before, disturbance body increasing at inlet area or upstream can reduce pressure drop. This research according to experiment with square duct installation with hydraulic diameter (Dh) = 125 mm consist of upstream straight duct with a 7Dh length, square elbow 90° with curvature ratio (Rc) = 2 and downstream straight duct with a 16Dh length. Symmetry airfoil NACA 0024 types of a Airfoil disturbance body (ADB) in upstream duct with chord line 30 mm at fixed position is 0,3Dh ADB distance from inlet elbow and 7 mm gap from inner wall upstream duct to chord line and variation angle of attack is 0°, 5° and 10°. This research use Re = 6,36 x 104 for measurement velocity profile through downstream duct and pressure coefficient for elbow 90°, then Re for measurement pressure drop between inlet and outlet ducting as well as koefisien minor losses elbow 90º can used 2,38 x 104 < Re < 10,3 x 104. Research result from this experiment known that addition of airfoil disturbance body (ADB) at ducting impacted coefficient minor losses elbow 90° and pressure drop between inlet and outlet ducting greater than ducting without ADB. Ducting without ADB have the lower of average KL is 0,179 and the highest of average KL is 0,22 at ducting with ADB α = 10°. The value of pressure coefficient tended to constant for each variation, but pressure coefficient of addition ADB at ducting with angle of attack 10° lower than other variation. The addition ADB impacted the horizontal and vertical velocity profile tended to backflow occur strong enough than ducting without ADB. In this case reasoned by flow recirculation and the sparation flow at inner wall elbow ever greater, until blocked flow through elbow