Pengaruh Tekanan Dan Perbandingan Luasan Antara Swirl Chamber Dan Jet Nozzle (Ar) Terhadap Karakteristik Aliran Fluida Melalui Water Spray Nozzle

Ngudiarto, Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA.

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Pemakaian fluida menggunakan nosel spray secara efisien dan secara tepat dalam penggunaanya sesuai dengan aplikasinya perlu mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap karakteristik spray yang disemprotkan. Pengaruh tekanan dan perbandingan luasan antara swirl chamber dan jet nozzle (Ar) merupakan faktor penting untuk mendapatkan suatu karakteristik yang bermanfaat dalam penggunaan fluida yang disemprotkan, sehingga lebih efisien sesuai dengan aplikasinya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui secara visual pengaruh tekanan dan perbandingan luasan antara swirl chamber dan jet nozzle (Ar) terhadap karakteristik aliran fluida melalui water spray nozzle. Tekanan, serta perbandingan luasan antara swirl chamber dan jet nozzle (Ar) akan berpengaruh terhadap karakteristik spray yang meliputi sudut spray, ukuran droplet, dan kecepatan droplet.Tekanan yang terukur pada pressure gauge divariasikan dari 0.2 kg/cm², 0.6 kg/cm², 1 kg/cm², 1.4 kg/cm², 1.8 kg/cm², 2.2 kg/cm², 2.6 kg/cm², naiknya tekanan tersebut disertai dengan naiknya debit, sedangkan Ar divariasikan dari 0.33, 0.5, 0.66, 0.83, dan 0.1. Hasil visualisasi diambil berdasarkan pengaruh perubahan luasan antara swirl chamber dan head nozzle, serta pengaruh variasi tekanan terhadap karakteristik-karakteristik dari water spray. Perubahan luasan dibentuk dengan menggunakan suatu ulir yang dapat digerakan maju atau mundur pada head nozzle dan swirl chamber, dan variasi dari laju aliran tersebut diatur dengan menggunakan sebuah valve. Dengan hasil tersebut diharapkan dapat lebih efisien dalam pemakain fluida yang disemprotkan sesuai dengan aplikasinya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tekanan, putaran head nozzle mempunyai pengaruh terhadap karakteristik aliran fluida melalui water spray nozzle. Sudut spray dan kecepatan droplet meningkat dengan meningkatnya tekanan, sedangkan ukuran droplet akan semakin mengecil. Ukuran droplet semakin besar dengan bertambahnya perbandingan luasan antara swirl chamber dan jet nozzle (Ar), sedangkan sudut spray akan semakin menurun. Perbandingan luasan antara swirl chamber dan jet nozzle (Ar) tidak ada pengaruh yang signifikan terhadap kecepatan droplet, karena perubahan debit yang kecil. Dengan bertambahnya sudut spray dan mengecilnya droplet yang dihasilkan maka pemakain fluida akan lebih efisien.

To ensure the efficient and precise use of fluid via spray nozzles—tailored to specific applications—it is essential to understand the factors influencing the characteristics of the resulting spray. Pressure and the area ratio between the swirl chamber and the jet nozzle (Ar) are critical factors in achieving spray characteristics that optimize fluid usage for a given application. This study aims to visually determine the effects of pressure and the area ratio between the swirl chamber and the jet nozzle (Ar) on fluid flow characteristics through a water spray nozzle. Pressure and the area ratio (Ar) influence spray characteristics, specifically spray angle, droplet size, and droplet velocity. Pressure readings on the gauge were varied (0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 2.2, and 2.6 kg/cm²), with increases in pressure corresponding to increases in flow rate; meanwhile, the area ratio (Ar) was varied across values ??of 0.33, 0.5, 0.66, 0.83, and 0.1. Visualization results were obtained by observing the effects of changing the area between the swirl chamber and the nozzle head, as well as the impact of pressure variations on water spray characteristics. Area changes were achieved using a threaded mechanism that allowed for forward or backward movement of the nozzle head relative to the swirl chamber, while flow rate variations were controlled via a valve. These findings are expected to facilitate more efficient fluid usage tailored to specific applications. The research results indicate that pressure and the rotation of the nozzle head influence fluid flow characteristics through the water spray nozzle. Spray angle and droplet velocity increase with rising pressure, whereas droplet size decreases. Droplet size increases with a higher area ratio between the swirl chamber and the jet nozzle (Ar), whereas the spray angle decreases. The area ratio (Ar) has no significant effect on droplet velocity due to the minimal change in flow rate. Increased spray angle and reduced droplet size result in more efficient fluid usage.

Kata Kunci : sudut spray, droplet, kecepatan droplet,water spray nozzle, swirl chamber,head nozzle.