Analisis Pengaruh Ketebalan Orifice Plate Terhadap Kavitasi Hidrodinamik Dengan Computational Fluid Dynamic

Ekahadi, Firdaus Maulana and Ir. Winarto, ST., MT., Ph.D. and Dr. Ir. Purnami, ST., MT. (2024) Analisis Pengaruh Ketebalan Orifice Plate Terhadap Kavitasi Hidrodinamik Dengan Computational Fluid Dynamic. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Kavitasi merupakan fenomena terjadinya pembentukan, pertumbuhan dan hancurnya gelembung secara cepat. Mengetahui bagaimana perubahan geometri dapat mempengaruhi kecenderungan terjadinya kavitasi dapat membantu dalam perancangan dan perbaikan sistem fluida yang lebih efisien dan tahan terhadap masalah kavitasi dan juga dapat digunakan untuk meningkatkan berbagai proses industri, seperti pembuatan biofuel, persiapan emulsi, dan pengolahaan air limbah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ketebalan orifice plate terhadap terjadinya kavitasi untuk melihat fenomena kavitasi yang terjadi pada simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD). Salah satu faktor yang memengaruhi terjadinya kavitasi adalah geometri aliran, termasuk ketebalan orifice plate yang digunakan dalam sistem fluida. Lalu, pengaruh beda tekanan inlet dengan outlet terhadap banyaknya kavitasi adalah beda tekanan inlet dengan outlet yang lebih tinggi mengakibatkan kavitasi yang lebih signifikan. Ketebalan orifice plate yang digunakan dalam penelitian ini adalah 7 mm, 12,7 mm, dan 17 mm. Lalu Variabel beda tekanan inlet dengan outlet yang digunakan adalah 1500 psi (10342,14 kPa), 2500 psi (17236,89 kPa), 4000 psi (27579,03 kPa), 5500 psi (37921,17 kPa), dan 7000 psi (48263,3 kPa). Pengambilan data penelitian memakai metode simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan software ANSYS Fluent untuk mensimulasikan dalam melihat fenomena kavitasi pada orifice plate. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar ketebalan orifice plate, maka pressure drop akan semakin tinggi. Lalu semakin besar ketebalan orifice plate maka fraksi volume uap akan semakin tinggi. Semakin tinggi nilai fraksi volume uap dapat dikatakan bahwa kavitasi yang terjadi semakin banyak. Lalu pengaruh ketebalan orifice plate pada pola aliran fluida adalah semakin besar ketebalan orifice plate maka pada aliran fluida akan terbentuk semakin banyak vortex dan vena contracta pada orifice plate akan semakin sempit dikarenakan kecepatan yang semakin tinggi.

English Abstract

Cavitation is the phenomenon of the rapid formation, growth and destruction of bubbles. Knowing how changes in geometry can affect the tendency for cavitation to occur can help in the design and improvement of fluid systems that are more efficient and resistant to cavitation problems and can also be used to improve various industrial processes, such as biofuel manufacturing, emulsion preparation, and wastewater treatment. This research aims to determine the effect of orifice plate thickness on the occurrence of cavitation to see the cavitation phenomenon that occurs in Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations. One of the factors that influences the occurrence of cavitation is the flow geometry, including the thickness of the orifice plate used in the fluid system. Then, the effect of the inlet and outlet pressure difference on the amount of cavitation is that a higher inlet and outlet pressure difference results in more significant cavitation. The orifice plate thicknesses used in this study are 7 mm, 12.7 mm, and 17 mm. The pressure difference variables between the inlet and outlet are 1500 psi (10342,14 kPa), 2500 psi (17236,89 kPa), 4000 psi (27579,03 kPa), 5500 psi (37921,17 kPa), dan 7000 psi (48263,3 kPa). Data collection for the research is conducted using Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation methods, employing ANSYS Fluent software to simulate and observe the cavitation phenomenon on the orifice plate. From this study, it can be concluded that the larger the thickness of the orifice plate, the higher the pressure drop will be. Furthermore, as the thickness of the orifice plate increases, the vapor volume fraction will also increase. A higher value of vapor volume fraction indicates that more cavitation is occurring. Then the influence of the thickness of the orifice plate on the fluid flow pattern is that the greater the thickness of the orifice plate, the more vortices will be formed in the fluid flow and the vena contracta on the orifice plate will be narrower due to the higher speed.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052407
Uncontrolled Keywords:	Orifice Plate, Kavitasi, Komputasi Dinamika Fluida, Aliran Fluida - Orifice Plate, Cavitation, Computational Fluid Dynamics, Fluid Flow
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Sugeng Moelyono
Date Deposited:	23 Jul 2024 06:47
Last Modified:	23 Jul 2024 06:47
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/222906

Text Firdaus Maulana Ekahadi.pdf Restricted to Registered users only Download (10MB)

Actions (login required)

View Item