KOEFISIEN LIFT DAN DRAG PADA SUDU RUNNER ... - jurnalsmartek

Jurnal SMARTek, Vol. 5, No. 3, Agustus 2007: 181 - 189y+1 C∫ μ(y,z)2x( y,z)dyy Cμ ( z)=12……….(26)y+1⎡C2x⎤∫ ( y,z)⎥ dyy C1⎢⎣y+ 1 Δ p C∫ ( y,z)2x( y,z)dyΔpy q( ) =1Cz12q1 y+1⎡C2x⎤∫ ( y,z)⎥ dyy C1⎢⎣Turning angle, Δα(z) :⎦⎦……………………………..(27)Δα 12 (z) = α 1 − α 2,Μ (z) ………….(28)4. Hasil dan PembahasanHarga koefisien lift dan koefisiendrag tidak lepas dari pengaruhperubahan harga air outlet angle (α 2 )yang terjadi, dimana harga α 2 sangatdipengaruhi oleh terjadinya separasi(wake) yang terjadi pada permukaansudu. Dari hasil penelitian yangditunjukkan pada gambar 4 untukketiga variasi stagger (λ = 30 o , 40 o dan50 o ), harga α 2 menurun tajam padasudut serang (α) = 0 o hingga 4 o dankemudian meningkat secara drastispada α = 20 ο . Sementara padaα = 14 ο hingga 18 o harga α 2 terlihatmeningkat secara perlahan, bahkancenderung konstan.Posisi blade yang masihcenderung datar (sejajar arah aliran)pada angle of attack α = 0 omenyebabkan aliran cenderung akanmengalir secara bebas tanpa mengikutikelengkungan dari blade, sehinggasudut α 2 relatif lebih besar dibandingkansudut serang (angle of attack).Seiring dengan peningkatanharga angle of attack maka perlahanmenyebabkan titik pressure minimumbergerak kearah pressure side, sehinggaperlahan aliran fluida dapat mengalirmengkuti kelengkungan blade. Hal inimenyebabkan turunnya hargaα 2 hingga pada sudut serang α = 4 o .Selanjutnya pada sebuah blade,jika α terus diperbesar akanmenyebabkan aliran yang memilikilintasan lengkung pada daerah suctionside makin dipercepat karena seiringdengan peningkatan blade loadingmaka titik stagnasi akan bergeser kearah pressure side dan dengansendirinya akan menggeser titik tekananminimum pada suction side kedepan(ke arah leading edge), hal ini akanmendorong terjadinya separasi aliranpada section side yang lebih hebatkarena adverse pressure gradient yangterjadi semakin besar, yang terjadi padaα = 18 ο hingga 20 oSepanjang aliran fluida padasuction side masih mampu mengikutilintasan permukaan blade maka outletangle (α 2 ) tidak mengalami perubahanyang sigifikan, yang tampak padaα = 14 ο hingga 18 o . hal ini menunjukkanbahwa pada range tersebut belumterjadi free shear layer.Akibat dari separasi aliran ini jugaberpengaruh pada grafik koefisien dragpada gambar 5 yang memiliki polayang sama dengan gambar 4. Hal inimembuktikan bahwa koefisien dragpada sudu berbanding lurus terhadapperubahan air outlet angle (α 2 ).Gambar 6, menunjukkan bahwakecepatan keluar sudu semakinmenurun seiring dengan perubahanangle of attack hingga pada sudut α =18 o , kemudian menanjak tajam padapembesaran sudut serang berikutnya,hal ini juga merupakan efek wake padapermukaan sudu. Akibat wake tersebutmaka aliran akan terdesak ke atasmenuju pressure side sudu berikutnya,akibatnya luas daerah lintasan fluidaakan semakin sempit dan akhirnyaberdampak kepada naiknya kecepatanaliran keluar sudu.Harga koefisien lift yangditunjukkan pada gambar 7., grafik 7menunjukka kecenderungan yangterbalik dengan gambar 6. dimana186