Studi Aliran Fluida di dalam Model Nosel Stasioner dengan Menggunakan Simulasi CFD

Abstract

Penelitian tentang studi aliran di dalam model nosel stasioner dengan menggunakan simulasi CFD telah
dilakukan. Penelitian ini adalah penelitian awal dari rangkaian penelitian untuk memperoleh model
desalinasi dengan mengaplikasikan nosel berputar didalamnya. Sebelum melakukannya pada model nosel
berputar, dalam penelitian ini simulasi dilakukan terlebih dahulu pada model nosel stasioner. Untuk
mendapatkan karakteristik dari sebuah model nosel stasioner, dapat diperoleh dengan melakukan simulasi
terhadap beberapa model nosel yang dikembangkan. Model nosel stasioner dianalisis melalui simulasi CFD
dengan dibantu metode desain parametrik yaitu factorial design dan response surface methodology. Dalam
factorial design, variabel-variabel input awal yang diuji antara lain jumlah lubang orifice (dua dan tiga
lubang), lokasi lubang orifice (lubang di depan dan di samping), diameter lubang orifice (1 mm dan 2 mm),
diameter nosel (2,5 mm dan 3 mm) dan bentuk nosel “flat nose”, sedangkan sebagai variabel output adalah
sudut semburan air yang keluar dari nosel. Sudut semburan diasumsikan mewakili kehalusan ukuran
butiran air keluar nosel. Semakin besar sudut semburan maka semakin halus ukuran butiran yang
dihasilkan. Simulasi CFD dengan Fluent menggunakan model viskos k-? standard yang dikombinasikan
dengan discrete phase model dengan pendekatan perhitungan aliran steady state. Fluida yang
disimulasikan di dalam nosel adalah air subdingin pada temperatur 250C mengalir dengan laju massa
konstan. Dari dua model nosel stasioner yang disimulasikan, model nosel “flat nose” yang memiliki dua
lubang orifice berdiameter 1 mm dengan posisi lubang orifice eksentrik tangensial dan lubang nosel
berdiameter 3,35 mm menghasilkan sudut semburan terbesar. Semburan air ini tersebar dengan sudut 780
dan menghasilkan pola aliran berputar (swirling). Model nosel stasioner ini selanjutnya akan dimodifikasi
untuk kebutuhan analisis pada model nosel berputar.