Vol. 17, No. 2, Oktober 2017 p-ISSN: 1411 – 3411
e-ISSN: 2549 – 9815
SIMULASI NUMERIK PADA SILINDER DENGAN SUSUNAN SELANG-
SELING (STAGGERED) DALAM SALURAN SEGI EMPAT
MENGGUNAKAN K Ԑ MODEL
Nuzul Hidayat
1*
, Ahmad Arif
1
, M. Yasep Setiawan
1
1
Jurusan Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang
*
e-mail: nuzulhidayat@ft.unp.ac.id
Abstrak—Aplikasi silinder sering dijumpai pada system pendinginan ruangan, peralatan elektronik,
motor bakar, trailing edge sudu turbin gas, alat penukar kalor, dengan udara sebagai media perpindahan
panasnya. Dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik boundary layer turbulen pada
Cylinder tersusun staggered untuk kasus dengan cara mendapatkan data secara kualitatif dan kuantitatif
pada a) Coefficient of Pressure (Cp) , Nusselt Number dan (c) Velocity contour . Parameter tersebut diukur
pada daerah mid span dengan, . Penelitian ini
menggunakan software Fluent 6.3.26 dimana pada penelitian secara numerik digunakan turbulence model
yaitu k realisable dengan discretization Second Order Upwind mengunakan software Fluent. Analisa pada
penelitian numerik dilakukan secara 2 dimensi (2D) Unsteady Reynolds Averages Navier Stokes. Didapat
bahwa dengan meningkatkan Re maka hal yang terjadi Cd pada silinder mengalami penurunan apabila
aliran tersebut diganggu oleh silinder yang lain pada susunan staggered karena akibat kenaikan
turbulensi aliran, turbuensi aliran meningkat juga mengakibatkan meningkatnya perpindahan panas
ditandai dengan kenaikan Nu.
Kata Kunci : Silinder, Staggered, Drag Coefficient (Cd), Velocity Contour, Nusselt Number ( Nu)
Abstract— Cylinder applications are often found in room cooling systems, electronic equipment, combustion
engines, trailing edge gas turbine blades, heat exchangers, with air as a heat transfer medium. There are
various types of cylinders in heat exchangers that have been used, ranging from relatively simple forms such
as rectangular, cylindrical, annular, taper or pin cylinders to combinations of different geometries with
regular distances in in-line or Alternating (staggered). The purpose of this research is to know the
characteristics of the turbulent boundary layer on the Cylinder arranged staggered for the case by obtaining
qualitative and quantitative data on a) Coefficient of Pressure (Cp), Nussle Number and (c) Velocity contour.
The parameters are measured in the mid span area with, .
This research uses fluent 6.3.26 software which in numerical research is used turbulence model that is k ε
realisable with discretization Second Order Upwind using fluent software. The analysis on numerical
research is done in 2 dimension (2D) Unsteady Reynolds Averages Nervier Stokes. It is found that by
increasing Re, the Cd occurs in the cylinder decreases when the flow is disturbed by another cylinder in the
staggered arrangement due to the increase of turbulence flow, increased flow turbulence also causes
increased heat transfer characterized by the increase of Nu..
Keywords : Cylinder, Staggered, Drag Coefficient (Cd), Velocity Contour, Nusselt Number ( Nu)
Copyright © 2017 INVOTEK. All rights reserved
I. PENDAHULUAN
Silinder digunakan pada alat penukar kalor
untuk meningkatkan luasan perpindahan panas
antara permukaan utama dengan fluida di
sekitarnya. Idealnya, material untuk membuat
silinder harus memiliki konduktivitas termal yang
tinggi untuk meminimalkan perbedaan temperatur
antara permukaan utama dengan permukaan yang
diperluas. Aplikasi silinder sering dijumpai pada
sistem pendinginan ruangan, peralatan elektronik,
motor bakar, trailing edge sudu turbin gas, alat
penukar kalor kompak, dengan udara sebagai
media perpindahan panasnya. Ada berbagai tipe
silinder pada alat penukar kalor yang telah
digunakan, mulai dari bentuk yang relatif
sederhana seperti silinder segiempat, silindris,
anular, tirus atau pin sampai dengan kombinasi
dari berbagai geometri yang berbeda dengan jarak
yang teratur dalam susunan segaris (in-line)
ataupun selang-seling (staggered). Sebagian besar
penelitian sebelumnya eksperimental tentang arus
dalam silinder tersusun difokuskan pada
pengukuran perpindahan panas dan tekanan drop.
Sebagai contoh, [1], [2] dan [3] secara