STUDI NUMERIK PENGARUH ALIRAN FLUIDA PANAS PADA SALURAN INCLINED BACKWARD FACING STEP

Abstract

Penelitian ini mengkaji performa aliran saat melewati saluran tertutup berbentuk backward-facing step (BFS). Untuk memahami lebih lanjut mengenai karakteristik aliran pada saluran backward facing step Perlu dilakukan penelitian secara berkelanjutan, baik dalam kerangka teoritis maupun eksperimental. Dalam penelitian ini, fenomena aliran melalui backward facing step diinvestigasi secara numerik menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent. Efek-efek perubahan kemiringan, perubahan slope pada step, suhu aliran, dan Reynold number terhadap karakteristik aliran pada backward facing step disimulasikan. Metode penelitian yang digunakan adalah Computational Fluid Dynamics (CFD) berbasis ANSYS FLUENT 2022 dengan model turbulensi k-ε realizable. Fluida yang digunakan pada penelitian ini adalah butana. Pengaruh kemiringan dan perubahan tinggi step terhadap karakteristik distribusi aliran disimulasikan dengan kecepatan fluida inlet 10 m/s. Hasil simulasi dari penelitian ini mengungkapkan bahwa perubahan kemiringan dan ketinggian step menyebabkan perubahan pada zona resirkulasi. Zona resirkulasi memiliki pengaruh terhadap perpindahan panas pada aliran backward facing step. Semakin bertambahnya sudut kemiringan step maka kecepatan maksimum pada zona resilkulasi juga meningkat. Hal ini juga mengakibatkan pertambahan panjang daerah fluktuasi koefisien friksi. Nilai fluktuasi koefisien friksi juga semakin menurun seiring bertambahnya rasio ketinggian step. Nilai koefisien tekanan cenderung meningkat seiring mengalami penuruan seiring bertambahnya rasio ketinggian step.