KOMENTAR DAN SARAN KOMENTAR DAN SARAN 1.
1. VVaariasi luasan squarriasi luasan square cylindere cylinder, kenapa tidak dit, kenapa tidak ditambah 3 atau 2 variasi luasanambah 3 atau 2 variasi luasan sehi
sehinggngga a bisbisa a dildilihaihat t apaapakah kah ada ada penpengargaruh uh dendengan gan berbertamtambahbahnynya a lualuasansan tersebu
tersebut t karena dalam sebuah aliran bertambahkarena dalam sebuah aliran bertambahnya luasan nya luasan sediksedikit saja it saja itu akanitu akan mempengaruhi aliran tersebut.
mempengaruhi aliran tersebut.
2.
2. KecepatKecepatan aliran konstaan aliran konstan, kenapa kecepan, kenapa kecepatan aliran tidak divartan aliran tidak divariasikaiasikan, dimanan, dimana den
dengan gan divdivariariasikasikan an kitkita a dapdapat at melmelihaihat t apaapakah kah ada ada perperubaubahan han alialiran ran ataatauu pengaruhnya
pengaruhnya terhadap terhadap aliran aliran sehingga sehingga dengan dengan begitu begitu kita kita bisa bisa mengetahuimengetahui range atau batasan kecepatan aliran yang baik dengan menggunakan square range atau batasan kecepatan aliran yang baik dengan menggunakan square cylinder.
cylinder.
3.
3. PrPressessurure e rorop p titidadak k didibabahahas s dadalalam m pepenenelilititian an inini i sesehihingngga ga kikita ta titidadak k tatahuhu apakah benda uji berpengaruh terhadap pressure drop. Padahal presure drop apakah benda uji berpengaruh terhadap pressure drop. Padahal presure drop sendiri sangat penting dalam sebuah penelitian.
sendiri sangat penting dalam sebuah penelitian.
!.
!. "ntuk Pro"ntuk Pro#il kecepata#il kecepatannya tidak dibannya tidak dibahas dalam penelithas dalam penelitian ini, pro#il kecepaian ini, pro#il kecepatantan se
sepapanjnjanang g ararah ah alaliriran an jujuga ga peperlrlu u ununtutuk k didipeperhrhatatikikan an kakarerena na dedengnganan diketahuinnya pro#il kecepatan kitapun dapat melihat berbagai #enomena yang diketahuinnya pro#il kecepatan kitapun dapat melihat berbagai #enomena yang terjadi pada sebuah arah aliran seperti bisa melihat perkembangan boundary terjadi pada sebuah arah aliran seperti bisa melihat perkembangan boundary layer.
layer.
$.
$. KenKenapapa a titidadak k didicocoba ba diditeteliliti ti papada da alaliriran an dadalam lam papadadahahal l kekededepapannnnya ya tetentntuu dip
diperluerlukan kan penpenelielitan tan keakearah rah sansana a karkarena ena aplaplikaikasi si untuntuk uk alialiran ran daldalam am jugjugaa banyak
banyak sehingga sehingga kita kita bisa bisa tahu tahu juga juga apakah apakah ada ada penelitian penelitian seperti seperti ini ini bisabisa digunakan kedepannya
digunakan kedepannya
%.
%. PenPenelielitian ini tian ini hanhanya ya memmembatabatasi si penpenelielitiantiannynya a samsampai pai padpada a &e &e !!'!!'(, kenap(, kenapaa tidak meneliti pada &e yang tinggi seperti meneliti pada &e ) $((( sampai &e tidak meneliti pada &e yang tinggi seperti meneliti pada &e ) $((( sampai &e
* 1((((, sehingga dapat dilihat bagaimana #enomena yang terjadi pada sebuah
* 1((((, sehingga dapat dilihat bagaimana #enomena yang terjadi pada sebuah alir
aliran an dendengan gan berbertamtambahbahnynya a &e &e terterhadhadap ap benbenda da uji uji apaapakah kah benbenda da uji uji bisbisaa
digunakan pada &e yang tinggi atau ada pengaruh terhadap #enomena lainnya contoh seperti titik separasinya mundur atau terhadap pressure drop dan
#enomena lainnya.
PERCOBAAN ALIRAN AIR DANGKAL MELEWATI DUA SILINDER PERSEGI IDENTIK DI TANDEM
Abstrak
+tudi eksperimental ini meneliti struktur aliran antara dua silinder persegi identik yang dibangun inline di tandem melihat untuk ake dari donstream. Percobaan dilakukan di saluran air skala besar di baah kondisi air dangkal. -aktu streamline ratarata serta vortisitas dan turbulensi statistik dihitung dengan menggunakan Particle /mage Velocimetry 0P/V metode pengukuran untuk rasio gap yang berbeda 0 4 (.$ ke 4 $, dimana adalah jarak antara silinder dan adalah diameter silinder reynolds antara silinder tetap di &e !!'(.
Pengukuran dilakukan untuk kedua sisi tampilan dan rencana kon#igurasi pandangan di 5roude number 5r 4 (,16%. 7asil yang diperoleh di baah kondisi air dangkal dibandingkan dengan yang diperoleh di baah kondisi air yang dalam oleh peneliti lain dan ditemukan baha, seperti yang dijelaskan secara rinci dalam naskah, struktur aliran yang sangat berbeda terutama di daerah antara dua silinder persegi panjang.
1. Pendah!an
8liran viskos meleati blu## bodies dan vorte9 shedding yang dihasilkan telah dipelajari secara eksperimen dan numerik secara luas karena banyaknya penerapan di bidang teknik. +truktur periodik vorte9 shedding dan #luktuasi bidang kecepatan di sekitar tubuh tebing dapat menyebabkan kerusakan struktural akibat pembebanan permukaan periodik yang juga menghasilkan
kebisingan akustik dan drag. Kon#igurasi di mana silinder ditempatkan inline hilir silinder lain disebut susunan tandem. 8liran atas tubuh tebing di susunan tandem merupakan masalah rekayasa penting karena jenis aliran dapat menjadi model untuk aliran di sekitar jembatan, bangunan, marine risers, penukar panas, sistem pendingin untuk pembangkit listrik tenaga nuklir, struktur lepas pantai, pipa dasar laut dan perangkat elektronik.
+ementara aliran yang meleati dua silinder sirkular di tandem telah dipelajari dengan sangat rinci, mengalir meleati silinder persegi panjang dan persegi, prisma, piring datar dan penampang tumpul lainnya menarik perhatian para peneliti. alam beberapa tahun terakhir penelitian eksperimental dan
numerik tentang aliran meleati dua silinder persegi di tandem relati# sedikit.
Perlu disebutkan baha pola aliran dan struktur ake dari aliran di atas silinder persegi sangat berbeda dengan silinder karena #akta baha tidak seperti
silinder, silinder persegi cenderung memperbaiki titik separasi, sementara mekanisme separasi tergantung pada #rekuensi shedding dan gaya aerodinamika yang berbeda secara signi#ikan untuk dua geometri:1;.
&elevansi tandem silinder persegi untuk penukar panas dan pendinginan peralatan elektronik, geometri aliran ini telah menjadi subyek dari banyak penelitian eksperimental dan numerik. <hatterjee dan 8miroudine :1;
melakukan studi numerik dua dimensi untuk memahami e#ek daya apung termal dan nomor Prandtl pada karakteristik aliran dan campuran perpindahan panas konveksi lebih dari dua isotermal silinder persegi sama ditempatkan di
susunan tandem dalam aliran saluran dengan bilangan reynolds rendah. =ereka
menemukan baha aliran benarbenar tetap untuk rentang parameter yang dipilih. alam sebuah penelitian serupa, +arkar et al. :2; melakukan penelitian numerik perpindahan panas konvekti# campuran dari dua silinder persegi identik dengan seragam aliran ke atas di &e 4 1(( dan mereka menemukan baha ketidakstabilan hidrodinamik bertambah dan #enomena aliran kacau
ketika sistem sangat dipengaruhi oleh daya apung termal. >atsutani et al. :3;
melakukan percobaan simulasi numerik dan visualisasi arna langsung dari dua aliran unsteady dimensi sekitar dua tandem. +ilinder persegi dengan geometri yang berbeda dalam saluran dan mereka menemukan tiga pola aliran yang berbeda tergantung pada rasio separasi dan reynolds number. &osales et al. :!; melakukan studi numerik untuk menganalisis medan aliran tidak tetap dan karakteristik perpindahan panas untuk sepasang tandem silinder persegi di aliran saluran laminar dan diperiksa hambatannya, li#t dan koe#isien perpindahan panas dari silinder yang dipanaskan hilir karena sejalan dan
menutupi kerugian pusaran arus silinder.
+tudi tentang aspek dinamika #luida dan pola aliran di sekitar silinder persegi di tandem juga telah dilakukan oleh berbagai peneliti di ind tunnel
dan saluran air. aloglu.:$; melakukan studi eksperimental untuk silinder di tandem pada ind tunnel persegi untuk mengetahui pengaruh bilangan
&eynolds dan jarak antara silinder pada penurunan tekanan dalam saluran.
Penekanan dari gaya #luida yang bekerja pada dua prisma persegi dalam susunan tandem di mana aliran mendekati hulu itu dikendalikan oleh piring datar tipis diperiksa secara eksperimental dalam ind tunnel dengan 8lam et
al.:%;. =ereka menemukan penurunan dramatis gaya #luida yang bekerja pada kedua prisma untuk berbagai posisi kontrol piring tertentu. alam penelitian eksperimental yang sama, aliran turbulen dalam ake dekat dari tunggal dan tandem prisma:';, ber#luktuasi:6; dan aktu ratarata dan ber#luktuasi:?; gaya pada dua prisma persegi dalam susunan tandem diperiksa dan li#t, drag dan +trouhal number dari vortisitas prisma diperoleh untuk rasio jarak yang berbeda antara prisma. alam dua bagian persegi silinder :1(; dan pengamatan hysteresis dan aliran karakteristik sekitar dua silinder persegi:11; diselidiki dengan metode eksperimental. Pada bagian pertama salah satu dari dua studi ini, @uo et al.:1(; diperoleh pernyataan analitis untuk distribusi kecepatan bangun dan korelasi antara lebar bangun setengah dan jarak hilir, yang memungkinkan untuk memperkirakan distribusi kecepatan bangun tanpa ketersediaan data eksperimen yang sebenarnya. alam studi kedua, @iu dan
<hen:11; melaporkan baha hysteresis dengan dua lompatan yang berbeda hadir untuk semua reynolds number 02.( A 1(3 B 1.% A 1(! ketika jarak yang bervariasi dalam dua cara yang berbeda, salah satu mengalami peningkatan progresi# dan yang lain mengalami penurunan progresi#. +ebuah studi eksperimental vorte9 shedding dari permukaan kubus yang dipasang di tandem dilakukan oleh =artinuCCi dan 7avel:12; yang melaporkan baha periodik shedding dipicu oleh gangguan antara aliran vertikal sepanjang ajah depan hambatan hilir dan kendala antar rongga vorte9. =ereka juga menambahkan baha mekanisme tiga dimensi ini tidak diamati selama dua geometri dimensi.
+ebuah studi numerik dari vorte9 shedding di lapisan geser aliran yang melalui
tandem silinder persegi di sekitar dinding pesaat, serta struktur yg berpusar di sekitar silinder persegi dilakukan oleh Dhattacharyya dan hinakaran:13;
untuk parameter aliran yang berbeda dan jarak antara silinder. =ereka menemukan baha medan aliran tetap hingga critical &e dan critical &e ini tergantung pada jarak antara dua silinder. =ereka juga melaporkan baha dinding datar separasi tidak tetap ketika silinder memperlihatkan vorte9 shedding. +ebuah penelitian pada #ase lambat antara dua vorte9 shedding dari berbagai bentuk badan tandem dilakukan oleh 8lam dan Ehou:1!; dan
dianalisis pengaruhnya terhadap #luktuasi li#t pada hulu silinder. &atarata medan kecepatan sekitar badan prismatik di susunan tandem diukur dalam
ind tunnel dan akibat dari jarak antara bendabenda itu diperiksa oleh
>ulapurkara et al.:1$;. =ereka melaporkan baha akibat dari inter#erensi dua badan jauh lebih besar bila rasio b kecil dan kecepatan vertikal menjadi kecil karena gangguan dari dua badan identik. alam penelitian terbaru, interaksi dari tandem silinder persegi di bilangan reynolds rendah dipelajari secara eksperimental oleh Fen et al.:1%; dan diselidiki pengaruh bilangan reynolds, rasio jarak dan rotasi sudut silinder donstream pada karakteristik model aliran, koe#isien drag dan si#at vorte9 shedding. =ereka menemukan baha di medan aliran inersia dominan, jumlah strouhal meningkat dengan jumlah reynolds sementara itu penurunan viskositas medan aliran dominan.
>injauan literatur yang diberikan di atas menunjukkan baha, dan yang terbaik untuk pengetahuan penulis, belum ada penelitian tentang medan aliran di sekitar tandem silinder persegi di baah kondisi air dangkal. +uatu aliran
dangkal adalah di mana dimensi horisontal jauh lebih besar dari luas vertikal dan komponen percepatan vertikal partikel air diabaikan dibandingkan dengan komponen percepatan horisontal sehingga variasi tekanan dapat diasumsikan hidrostatik. <ontoh umum termasuk sungai yang lebar, danau, laguna pesisir, muara, dan sebagainya. Gleh karena itu, pemahaman yang lebih baik dari hidrodinamika aliran dangkal dan proses yang terkait, seperti banjir, endapan transportasi, penyebaran dan pencampuran polutan dan dampaknya pada kualitas air, adalah sangat penting. 8liran di sekitar pilar jembatan serta pulau
pulau adalah contoh dari susunan tandem di aliran dangkal.
Gleh karena itu, penelitian ini menyelidiki medan aliran di sekitar tandem silinder persegi di baah kondisi air dangkal. =etode pengukuran menggunakan Particle /mage Velocimetry 0P/V yaitu untuk mempelajari pola aliran seperti streamlines, vortisitas dan struktur intensitas turbulensi dan antara dua silinder sirkular ditempatkan di tandem.
". Met#de Pene!$t$an
Percobaan dilakukan dalam sebuah sirkulasi saluran air skala besar tertutup permukaan terbuka, yang terletak di @aboratorium =ekanika 5luida Hukurova "niversity, mem#asilitasi alat Particle /mage Velocimetry 0P/V yang menghasilkan seketika itu juga dan ratarata kecepatan dan vortisitas. +aluran air memiliki dimensi 6((( A 1((( A '$( mm dan terbuat dari kaca lembaran ple9i transparan tebal 1$ mm 0ambar 1. Kecepatan aliran air yang dikendalikan oleh 1$ k- pompa aliran radial dengan unit kontrol variabel
kecepatan. +ebelum mencapai ruang tes, air dipompa ke dalam ruang pengendapan dan meleati bagian sarang lebah.
+ebuah skema pandangan bagian uji dipasang di sistem saluran air dan digunakan dalam eksperimental sekarang ini yang ditunjukkan pada ambar 2.
Pengukuran dilakukan baik dari pandangan samping dan pandangan atas. ua silinder persegi identik dengan 4 26 mm, dibuat dari ple9iglass, ditempatkan
pada horiContal diatas dudukan. Kecepatan aliran dijaga konstan pada angka 1%( mms yang sesuai dengan nilai reynolds yaitu &e 4 "Iv 4 !!'(
dimana "I meakili kedalaman ratarata kecepatan aliran. alam semua percobaan, tingkat air dipertahankan pada kedalaman 1! mm. Jarak antara silinder, , berubah dikisaran (1!( mm, yang sesuai dengan rasio celah berdimensi dari (.$$.
7orisontal 0pandangan samping dan vertikal 0pandangan atas orientasi lembar laser yang digunakan untuk menentukan tiga struktur dimensi aliran.
engan teknik pengukuran ini, seketika itu juga dua bidang vektor kecepatan dimensi hilir silinder diukur dan si#at aliran dide#inisikan oleh gambar kuantitati# seperti aktu ratarata kontur vortisitas, menge#ekti#kan pola dan kontur reynolds tegangan geser.
@aser dengan ketebalan kurang dari 1.$ mm dihasilkan untuk menyinari partikel pada pandangan atas. 8liran itu disinari dengan dua dLF8 laser pulsed 0$32 nm dipasang dengan singel casing dan nominal operasi di 12(
mjpulse. Kamera ini dilengkapi dengan lensa dengan panjang #okus %( mm.
alam setiap percobaan, 3$( gambar seketika ditangkap dengan 6bit korelasi silang << kamera 0resolusi 1((6 A 1(1% piksel dan lensa ikon 85 =icro
%( #2.6 D, dicatat dan disimpan untuk memperoleh aktu ratarata dan vektor kecepatan ketika itu juga dan si#at statistik lain dari medan aliran pada tingkat 1$ #rame per detik.
"ntuk pengukuran kecepatan dan perhitungan vortisitas, #aktor#aktor ketidakpastian dalam metode Particle image Velocimetry terutama terdiriL
