BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar belakangPenelitian tentang aliran internal saat ini mulai banyak dilakukan dan terus dikembangkan, salah satunya mengenai aliran yang melintasi fitting perpipaan berupa elbow 90. Elbow 90 merupakan salah satu jenis sambungan pada sistem perpipaan berbentuk melengkung. Saat ini pemanfaatanya hampir disemua bidang perindustrian, misalkan pada industri pembangkit listrik, kilang minyak, sistem perkapalan bahkan sampai industri perangkat otomotif. Aliran fluida yang melintasi elbow 90 mengalami pressure drop lebih besar dari pada melintasi pipa lurus dengan kecepatan free stream yang sama, sehingga akan terjadi kerugian energy (headloss) yang lebih besar.Presure drop pada elbow diakibatkan oleh gesekan (friction loss) dan separasi aliran (separation loss) serta secondary flow. Friction loss terjadi karena adanya gesekan yang antara fluida dengan inner surface elbow 90. Separasi aliran terjadi karena ketidakmampuan aliran melawan adverse pressure gradient (APG), sehingga sebagian aliran akan terpisah dan berbalik arah dari aliran utamanya, dengan demikian akan mengurangi energi aliran. Secondary flow terjadi karena perbedaan distribusi energi antara daerah inner dan outer. Hal ini didukung oleh kontur elbow 90 sehingga memungkinkan partikel fluida bergerak dari sisi outer menuju inner wall.Adanya interaksi boundary layer pada endwall flow dapat menghasilkan aliran sekunder pada sisi corner. Efek yang ditimbulkan oleh aliran sekunder ini adalah penyumbatan aliran (blockage effect) sehingga mengurangi effective flow area. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian mengenai aliran yang melintasi elbow 90, sehingga didapatkan bentuk elbow yang sesuai dan dapat meminimalkan pressure drop yang terjadi. Salah satu usaha mengurangi pressure drop adalah dengan penambahan sudu-sudu pengarah (guide vanes) untuk membantu mengarahkan aliran dengan sedikit arus pusar dan gangguan-gangguan yang tidak dikehendaki.Beberapa penelitian mengenai karakteristik aliran yang melalui elbow 90 pernah dilakukan oleh Kim dan Patel (1994) yang menyatakan bahwa distribusi koefisien tekanan sepanjang sisi outer elbow 90 mempunyai nilai Cp positif, sedangkan pada sisi inner mempunyai nilai Cp negatif. Hal ini menunjukkan bahwa aliran fluida mempunyai tekanan pada sisi outer lebih besar dari pada sisi inner. Pada sisi inner, daerah yang berpotensi mengalami separasi terletak di dekat inlet elbow, sedangkan pada sisi outer adalah pada bagian menuju downstream. Hasil ini diperkuat oleh penelitian yang dilakukan oleh Cheng (1994) dengan menginjeksikan zat warna pada aliran yang melintasi elbow 90 sehingga didapatkan sebuah visualisasi separasi yang terjadi pada sisi inner dan outer sepanjang aliran.Penelitian lainya dilakukan oleh Danbon dan Solliec (2000) untuk mengetahui profil kecepatan pada outlet elbow 90. Dari penelitian tersebut didapatkan bahwa kecepatan maksimum berada pada sisi outer. Dengan demikian menunjukkan bahwa aliran pada elbow tidak hanya mengalami ketidak uniform-an tekanan saja, tetapi pada kecepatan juga yang dapat menyebabkan fenomena terbentuknya secondary flow. Secondary flow pada sisi corner pernah diteliti oleh Purnadiana (2008), fenomena ini dikarenakan gerak kombinasi elemen fluida yang berada di dalam boundary layer, dimana elemen fluida di dalam boundary layer selain melakukan gerak translasi juga melakukan gerak rotasi.

1.2. Batasan MasalahPada simulasi ini masalah dibatasi, antara lain:1. Simulasi dilakukan dengan menggunakan ANSYS 14.02. Simulasi dilakukan pada pipa elbow.3. Jenis material yang digunakan adalah aluminium.4. Pada sisi inlet Velocity 3 m/s , Pressure 101325 Pa, Thermal 303 K.5. Pada dinding pipa Thermal Temperature = 300K, Wall Thickness = 2 mm.6. Simulasi dilakukan dalam keadaan diam (static experiment).

1.3. Perumusan Masalah Bagaimana distribusi velocity dan pressure yang terjadi dalam pipa elbow ?

1.4 Tujuan Adapun yang menjadi tujuan dari simulasi ini antara lain untuk mengetahui distribusi velocity dan pressure yang terjadi dalam pipa elbow.

1