Separasi Aliran Tiga Dimensi pada Kaskade Kompressor Aksial dengan Sudu Berbeda Kelengkungan

ABSTRAK: Pada kompresor aksial, fenomena aliran sekunder tiga dimensi yang sangat rumit terjadi pada interaksi antara lapisan batas sudu dengan lapisan batashub/casing. Akibat yang ditimbulkan fenomena ini adalah terpengaruhnya karakteristik medan aliran di daerah interaksi tersebut yang pada akhirnya berkaitan dengan efek penyumbatan (blockage effect) serta kerugian sekunder (secondary losses) yang dapat menurunkan tekanan kompresor.

Kerugian sekunder diketahui menyumbang sekitar 50% dari total kerugian hidrolis yang terjadi pada kompresor aksial, sementara kerugian akibat friksi pada dinding annulus serta kerugian friksi dan separasi dua dimensi pada profil berkontribusi 30% dan 20%. Dengan demikian, upaya serius untuk mengurangi kerugian aliran sekunder akan banyak membantu meningkatkan kinerja (efisiensi) kompresor aksial. Berdasarkan kajian pustaka beberapa hasil eksperimen, bentuk geometri dan susunan konfigurasi kaskade (cascade) kompresor diduga mempunyai pengaruh signifikan terhadap terbentuknya aliran sekunder. Pada penelitian ini dilakukan visualisasi karakteristik (struktur) separasi aliran tiga dimensi di dalam lorong sudu berupa visualisasi jejak aliran, distribusi vektor kecepatan, distribusi koefisien tekanan (Cp) dan distribusi koefisien kerugian tekanan (ξv). Parameter yang berpengaruh terhadap susunan konfigurasi kaskade adalah perubahan  kelengkungan sudu, sedangkan profil sudu yang digunakan adalah profil sudu British 9C7/32,5C50 dan 9C7/42,5C50 yang secara geometris mirip satu sama lain namun memiliki kelengkungan berbeda. Eksperimen dilakukan pada lorong anginh dengan kecepatan 20 m/s(Rel= 1,6 x 10⁵) dan visualisasi aliran dengan teknik oil flow visualization (OFV)menggunakan campuran serbuk titanium dan minyak nabati.

Pengukuran tekanan menggunakan pressure transducerdan inclined manometer, sedangkan Computational Fluid Dynamics  (CFD)  untuk mempresentasikan vektor kecepatan aliran menggunakan perangkat lunak Fluent 6.0, 3d-dp,  segregated, RNG k-­. Hasil penelitian terbukti mampu memvisualisasikan separasi aliran di dalam lorong sudu maupun di keluaran kaskade. Pada susunan konfigurasi kaskade, kelengkungan sudu pada sudut pembebanan yang tetap, sangat berpengaruh terhadap formasi separasi aliran tiga dimensi (terbentuknya horse shoe vortex) di depan leading edgeyang diawali dengan terbentuknya  forward saddle point. Pada kaskade 9C7/42,5C50 posisi forward saddle pointlebih jauh di depan leading edgenamun hampir segaris terhadap chord linesudu, sebaliknya untuk kaskade 9C7/32,5C50 posisi forward saddle pointlebih dekat terhadap leading edgetetapi lebih jauh di bawah chord linesudu. Bergesernya lokasi saddle pointlebih ke atas untuk sudu yang lebih lengkung juga berakibat bergesernya daerah tekanan rendah pada zona upper sidedan daerah tekanan tinggi pada zona lower sidelebih ke belakang. Hal inilah yang mendorong penguatan intensitas cross passage flowpada bagian belakang blade passagedan curl flowpada trailing edgesudu. Penguatan intensitas aliran sekunder di dekathub junctiontersebut, berakibat pada menguatnya penyumbatan aliran dan kerugian tekanan total.

Kata kunci: Separasi aliran tiga dimensi,blockage effect,secondary losses, saddle point,horse shoe vortex

Penulis: Herman Sasongko dan Heru Mirmanto

Kode Jurnal: jptmesindd080019

Artikel Terkait :

Jp Teknik Mesin dd 2008

• ANALISIS PERFORMANSI PROTOTIPE PENGERING JAMUR KUPING DENGAN MEMANFAATKAN EFEK RUMAH KACA DAN ENERGI SUPLEMEN DARI BIOBRIKET LIMBAH LOG BAG
• Analisis perbandingan pemasangan sirip pada pipa bergetar terhadap perpindahan panas
• Laju pembuangan panas pada radiator dengan fluida campuran 80% air dan 20% RC pada rpm konstan
• Kajian eksperimental pengaruh tabung udara pada head tekanan pompa hidram
• Analisis struktur mikro lapisan bond coat NiAl thermal barrier coating (TBC) pada paduan logam berbasis Co
• Kontur tekanan dinamis pada permukaan atur sisi keluaran kaskade kompresor aksial bladetipis simetris dengan sudut serang bervariasi
• Pengeringan jamur dengan dehumidifier
• Pengaruh penggunaan pipa kondensat sebagai heat recovery pada basin type solar still terhadap efisiensi
• Rekayasa rancang bangun sistem pemindahan material otomatis dengan sistem elektro-pneumatik
• Pengaruh waktu pelapisan nikel pada tembaga dalam pelapisan khrom dekoratif terhadap tingkat kecerahan dan ketebalan lapisan
• Studi eksperimental orifice flow meterdengan variasi tebal dan posisi pengukuran beda tekanan aliran melintasi orifice plate
• Perhitungan aliran dan peramalan karakteristik pompa sentrifugal bertingkat dengan penggunaan CAD blade’s system
• Laju perambatan retak plat aluminium 2024 T3 dengan beban fatigue uniaksial pada rasio beban dan jarak diameter lubang berbeda
• Studi terhadap prestasi pompa hidraulik ram dengan variasi beban katup limbah
• Variasi berat roller sentrifugal Padacontinuosly variable transmission (CTV) terhadap kinerja traksi sepeda motor
• Pengaruh posisi pengelasan dan gerakan elektroda terhadap kekerasan hasil las baja JIS SSC 41
• Pengaruh besar arus pengelasandan kecepatan volume alir gas pada proses las GMAW terhadapketangguhan aluminium 5083
• Pengaruh massa air baku terhadap performansi sistem destilasi
• Kolektor surya jenis sirkular dengan memanfaatkan neon bekas sebagai kaca penutup
• ANALISA KONTAK ELASTIS ANTAR HEMISPHERES MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
• PENGEMBANGAN TEKNOLOGI RAPID PROTOTYPING UNTUK PEMBUATAN PRODUK-PRODUK MULTI MATERIAL
• APLIKASI LOGIKA FUZZY PADA PEMBUATAN PENJEJAK PANAS SATU SUMBU
• PENGUJIAN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PADA HEAT SINK JENIS EXTRUDED
• PENGARUH WAKTU AUSTEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO AUSTEMPERED DUCTILE IRON NON PADUAN SERTA PADUAN Cu
• OPTIMASI JARAK ADJUSTMENT TENSIONING DEVICE PADA DRAG CHAIN CONVEYOR