Pengaruh variasi lebar alur berbentuk segi empat pada permukaan silinder terhadap koefisien drag

Abstract

Abstrak Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya tentang ilmu mekanika fluida telah berkembang pesat.Ilmu mekanika fluida telah banyak memberikan kontribusi terhadap aspek kehidupan manusia, sebagai contoh adalah aliran fluida melintasi suatu silinder. Dalam aplikasi engineering banyak ditemukan peralatan menggunakan silinder seperti cerobong asap, tiang penyangga jembatan dan sebagainya. Peralatan-peralatan ini mengalami hembusan udara setiap saat sehingga kekuatan konstruksinya mengalami penurunan, hal ini disebabkan adanya drag yang arahnya searah aliran. Upaya yang dilakukan untuk mengurangi drag adalah dengan memanipulasi medan aliran. Manipulasi medan aliran dilakukan dengan membuat alur berbentuk segi empat pada permukaan silinder. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa pengaruh variasi lebar alur berbentuk segi empat pada permukaan silinder terhadap koefisien drag. Penelitian ini dilakukan pada wind tunnel yang terdiri dari blower, pipa pitot, inclined manometer, U manometer, timbangan digital, dan silinder. Benda uji berupa silinder berdiameter 60 mm dan panjang 420 mm diletakkan vertikal di dalam wind tunnel. Lebar alur pada permukaan silinder divariasikan yaitu 3 mm, 4 mm, dan 5 mm. Pengujian distribusi tekanan diperoleh dengan mengukur tekanan permukaan silinder pada 36 titik dengan interval 10o. Pengujian gaya drag dilakukan dengan menggunakan timbangan digital yang mencatat besarnya massa, untuk mendapatkan gaya drag dikalikan dengan gravitasi. Hasil penelitian menunjukkan terjadi penurunan koefisien drag pada silinder beralur dibandingkan tanpa alur. Nilai koefisien terendah terjadi pada lebar alur 4 mm besarnya CD = 0,3734. Besarnya penurunan drag adalah 22,3 % dibandingkan tanpa alur. Kata kunci: pengurangan drag, lebar alur, alur segi empat, silinder Abstract Advances in science and technology, especially on the science of fluid mechanics has been growing. Science of fluid mechanics has contributed a lot of aspects of human life, for example, fluid flow across a cylinder. In many engineering applications using cylindrical found equipment such as a chimney, a pillar of the bridge, and so on. The equipment is undergoing a puff of air at all times so that the strength of the construction has decreased, this is due to drag him in the direction of flow. Efforts are being made to reduce drag is by manipulating the flow field. Manipulation of the flow field is done by making rectangular-shaped grooves on the surface of the cylinder. The purpose of this study was to analyze the influence of variations in width rectangular-shaped grooves on the surface of the cylinder to the coefficient of drag. This research was conducted in wind tunnel consisting of a blower, pitot pipe, inclined manometer, U manometer, digital scales, and cylinders. The test object in the form of a cylinder diameter of 60 mm and a length of 420 mm is placed vertically in the wind tunnel. The width of the grooves on the surface of the cylinder varied which is 3 mm, 4 mm and 5 mm. The pressure distribution is obtained by measuring the surface pressure cylinders at 36 points with 10o intervals. Drag force testing done using digital scale that records the amount of mass, to get the drag force multiplied by gravity. The results showed a decline in the coefficient of drag on a grooved cylinder compared without grooves. Lowest coefficient values occurred in the magnitude of 4 mm groove width CD = 0.3734. The amount of reduction in drag is 22.3% compared without grooves. Keywords: drag reduction, the width of the groove, rectangular groove, cylindrical