Simulasi Numerik Pemisahan Aliran Dingin-Panas di dalam Tabung Vorteks

• Main Authors: Radi Suradi K, Sugianto Sugianto
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universitas Udayana 2014-10-01
• Series: Jurnal Energi Dan Manufaktur
• Subjects: Fluent, kappa-epsilon, Ranque Hilsch Vortex Tube, numerical simulation, vortex tube, vortex of flow
• Online Access: https://ojs.unud.ac.id/index.php/jem/article/view/10011

Abstrak Vortex tube yang dikenal dengan nama Ranque Hilsch Vortex Tube (RHVT) adalah sebuah alat sederhana tanpa ada komponen yang bergerak di dalamnya yang memisahkan udara masuk yang bertekanan menjadi dua aliran terpisah yaitu udara panas dan udara dingin secara bersamaan pada masing–masing keluarannya. Proses pemisahan dua aliran dimana yang satu menjadi aliran dingin dan yang satu menjadi aliran panas bisa ditinjau sebagai proses pemisahan energi. Teori mengenai proses pemisahan energi umumya didapat dari hasil experiment dan sebagian dari simulasi numerik. Paper ini membahas mengenai phenomena pemisahan aliran dingin dan panas di dalam RHVT jenis counter flow pada tekanan udara masuk ke nosel sebesar 2 atm dengan jumlah nosel 2 buah. Kajian dilakukan secara numerik menggunakan perangkat lunak komputasi dinamika fluida Fluent. kajian numerik ini menggunakan model aliran viscous Kappa Epsilon (k-e) dengan domain komputasi 3D. Hasil simulasi numerik properties fluida ditampilkan dalam bentuk visualisasi kontur, vektor dan garis alir kecepatan axial, kecepatan radial dan juga aliran sirkulasi balik beserta distribusi tekanan dan temperatur yang terjadi didalam tabung vorteks. Kinerja RHVT ditunjukan oleh kurva selisih temperatur udara masuk dengan temperatur udara keluar dingin ?Tc terhadap fraksi massa udara dingin terhadap massa udara masuk dua nosel. Kata kunci: Fluent, kappa-epsilon, Ranque Hilsch Vortex Tube, simulasi numerik, tabung vorteks, vorteks aliran Abstract Vortex tube known as Ranque Hilsch Vortex Tube (RHVT) is a simple device with no moving parts in it that separates the pressurized air to enter into two separate streams of air that is hot and cold air simultaneously on each output. The process of separation of the two streams which flow one into the cold and the heat flow can be viewed as the energy separation process. The theory of the separation process generally makes the energy obtained from the experiment and most of the numerical simulations. This paper discusses the phenomenon of separation of cold and heat flow in the counter flow type RHVT the air into the nozzle pressure of 2 atm with a number of nozzles 2 pieces. Studies performed numerically using computational fluid dynamics software FLUENT. This numerical study using a model of the flow of viscous Kappa Epsilon of the 3D computational domain. The results of numerical simulations of fluid properties displayed in the form of contour visualization, flow velocity vector and the line of axial, radial velocity and flow recirculation along with pressure and temperature distribution that occurs in the vortex tube. RHVT performance curve is shown by the difference in temperature of the inlet air temperature ?Tc cold air out of the cold air mass fraction of the mass of air entering the two nozzles. Keywords: Fluent, kappa-epsilon, Ranque Hilsch Vortex Tube, numerical simulation, vortex tube, vortex of flow