Analisis Karakteristik Oscillating Surface Pada Permukaan Fluida SAE 90 dan VG22 Dalam Pipa Vertikal Dengan Operasi Exciter Menggunakan Metode Image Processing

Andika Setyo Wibowo, Dr.Eng.Ir. Adhika Widyaparaga, S.T. M.Biomed.; Dr.Ir. I Made Miasa, S.T. M.Sc.

2025 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Studi analisis karakteristik oscillating surface pada pipa vertikal dilakukan dengan memberikan getaran secara vertikal terhadap fluida oli SAE 90 dan ISO VG 22 untuk mengetahui fenomena yang terjadi pada permukaannya. Pipa vertikal yang berupa akrilik memiliki ukuran diameter dalam 40 mm dan diameter luar 50 mm dengan panjang 50 cm. Penggetar terbuat dari exciter mekanis berupa motor induksi 3 fasa yang direduksi menggunakan speed reducer dengan rasio 10:1 dan ditransmisikan ke plunger yang digunakan sebagai media penggerak. Digunakan 3 variasi amplitudo pada exciter yaitu 3,00 cm, 3,75 cm, dan 4,50 cm dengan tentang frekuensi 1,00 - 3,00 Hz. Oscillating surface berkaitan dengan aspek kecepatan dan percepatan dari permukaan fluida, untuk mengetahui respon kecepatan dan percepatan dari fluida oli SAE 90 dan ISO VG 22 digunakan metode Image Processing untuk mengidentifikasi perpindahan permukaan fluida menggunakan software Python.

Pengambilan data dilakukan menggunakan high-speed camera dengan 800 fps dan resolusi 1280 x 800 pixel. High-speed camera dipasangkan lensa teleskop sehingga data dapat diambil pada jarak kurang lebih 5 m agar permukaan fluida terlihat datar dan segaris. Correction box juga ditambahkan pada tabung dan diisi dengan fluida oli Singer VG 22 yang memiliki indeks bias mendekati fluida yang diamati sehingga dapat mengurangi distorsi cahaya serta digunakan lampu LED 200W agar fluida terlihat semakin jelas.

Ketika fluida digetarkan dengan nilai variasi frekuensi dan amplitudo yang meningkat, respon dari fluida oli SAE 90 dan ISO VG 22 juga meningkat. Nilai viskositas dan densitas serta bentuk dari permukaan fluida yang didapatkan akan memengaruhi respon kecepatan dan percepatan yang didapatkan pada fluida uji.

Analysis studies for oscillating surface on a vertical pipe were carried out by giving vertical vibrations of the SAE 90 and ISO VG 22 oil fluid to determine the phenomenon occurring on its surface. The vertical pipe is made out of acrylic with an inner diameter of 40 mm, an outer diameter of 50 mm, and height of 50 cm. Vibrators were made from a mechanical exciter in the form of a 3-phase induction motor which is reduced using a speed reducer with a 10:1 ratio and is transmitted to plunger which is used as driving medium. There are three amplitude variations on exciter, which are 3,00 cm, 3,75 cm, and 4,50 cm with a frequency range of 1,00 – 3,00 Hz. Oscillating surface is related to aspects of speed and acceleration from the fluid surface. To understand the speed and acceleration response of SAE 90 and ISO VG 22 oil fluids, Image Processing method was used to identify the displacement of fluids’ surface using Python software.

A high-speed camera is used to gather the data in 800 fps and 1280 x 800 pixels resolution. The high-speed camera is mounted with a telescopic lens, thereby data can be taken at a distance of approximately 5 m in order for the fluid surface to be seen flat and inline. A correction box is also added to the tube and filled with Singer VG22 which can reduce distortion and a 200W LED lamp is used in order for the fluid to be seen more clearly.

When the fluid is vibrated with increasing frequency and amplitude variations, the response of the oil fluid SAE 90 and ISO VG 22 also increases. The viscosity and density values as well as the shape of the fluid surface obtained will affect the speed and acceleration response obtained in the test fluid.

Kata Kunci : Oscillating Surface, Amplitude and Frequency, Image Processing Method, Speed and Acceleration Response.