STUDI EKSPERIMENTAL TENTANG EFEK BLOCKAGE RATIO TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER

Pada eksperimen-eksperimen yang dilakukan dengan menggunakan wind tunnel, adalah sangat penting untuk meletakkan objek uji pada daerah freestream, yaitu di daerah yang sudah tidak dipengaruhi oleh efek dinding. Hal ini dikarenakan pengaruh dari dinding dapat menimbulkan kesalahan pengukuran terhadap karakteristik aliran pada model uji. Nuno dan Anthoine [1] menyatakan bahwa nilai blockage ratio yang diijinkan di dalam wind tunnel sebesar d/D ≈ 3%, dimana d adalah diameter model, sedangkan D adalah lebar test section wind tunnel. Dengan ukuran tersebut diharapkan bahwa efek dinding terhadap model bisa diabaikan. Pada kenyataannya dilapangan pembatasan nilai d/D < 3% sulit diterapkan, karena keterbatasan ukuran test section dari wind tunnel yang ada. Sebagai contoh, di laboratorium Mekanika Fluida Teknik Mesin ITS rasio maksimum model uji sering lebih dari 3%. Hal ini dikarenakan keterbatasan ukuran test section dari wind tunnel yang dimiliki. Penelitian ini bertujuan untuk menemukan rasio yang layak untuk digunakan di dalam test section wind tunnel tanpa pengaruh dinding yang terlalu signifikan. Penelitian ini dilakukan dengan cara menempatkan silinder di dalam test section dari wind tunnel, dan memvariasikan d/D = 3,79%, 9,09%, 21,21%, 25%, 32,73%. Dengan melihat pengaruh variasi d/D terhadap karakteristik aliran fluida melintasi silinder yang meliputi kecepatan dan tekanan fluida, maka didapatkan rasio maksimum antara diameter benda uji dan lebar wind tunnel. Selain variasi rasio diameter model uji, pada penelitian ini juga dilakukan variasi bilangan Reynolds. Hasil eksperimen dan visualisasi menunjukkan bahwa pada d/D < 9,09% ternyata belum ada pengaruh yang cukup signifikan dari dinding, sedangkan pada d/D > 21,21% sudah terlihat adanya pengaruh yang cukup signifikan dari dinding.

Alt. Description

In experiments using a wind tunnel, it is necessary to put the model into freestream region. i.e the region which has no influence of the wall effect on the model. The influence of it can generate reading errors to the characteristics of flow for the model. Nuno and Anthoine [1] stated that the maximum allowable size of the model to be put into the test section of the wind tunnel d/D ≈ 3%, where d is the model diameter and D is the wind tunnel width. With that size, it is expected that the effect of wall on the model can be neglected. Practically, the value of d/D < 3% is difficult to be applied, due to limitation of the wind tunnel�s size. As an example, during the experiment performed in the fluid mechanics laboratory at the Mechanical Engineering Department in ITS, the maximum ratio was more than 3%. These facts due to the limitation of the size of the test section. The objective of this research was to find the appropriate ratio between model and the wind tunnel test section�s size without significant wall effect. The research was done by putting the cylinder in the test section of the wind tunnel, and varying the ratio d/D = 3,79%, 9,09%, 21,21%, 25%, 32,73%. By study the effect of the variation d/D to the characteristics of the fluid flow (velocity and pressure) passing the cylinder, the indication of the blockage effect phenomenon was found. Besides varying the diameter of the model, the study was also varying the Reynolds numbers. The experimental results and visualisation show that no significant influence of the wall effect at d/D < 9,09%. On the contrary the wall effect becomes more important at d/D > 21,21%.