MEKANISME SEEDER PARTICLE MICRO – BUBBLE UNTUK PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY

ACHMAD HAFID A.Q.M, Dr. Eng. Adhika Widyaparaga, S.T., M.Biomed. E.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Particle Image Velocimetry adalah sebuah metode visualisasi dan pengukuran untuk aliran fluida yang merupakan salah satu metode utama di dalam penelitian fluida. Di dalam kebanyakan aplikasi PIV, seeder particle atau tracer particle perlu di tambahkan ke dalam aliran. Untuk liquid flow, pada umumnya seeding ini dilakukan dengan suspensi partikel solid ke dalam aliran dan dicampur sedemikian rupa sehingga diperoleh campuran yang homogen. Permasalahan yang muncul dengan penggunaan partikel solid seperti SiO2 dan aluminium flakes seperti ini adalah penyediaan partikel yang berbiaya cukup tinggi serta pencemaran lingkungan yang diakibatkan pembuangan cairan dan partikel yang sudah tidak terpakai. Dengan menggunakan microbubble sebagai pengganti solid particle tracer, efek negatif terhadap lingkungan dapat dihindari. Selain itu, ukurannya dapat diatur dengan mudah dengan kombinasi tekanan dan flow di dalam Micro - Bubble Generator. Micro – Bubble Generator yang digunakan adalah tipe orifice dengan diameter sebesar 4 mm. Pada penelitian ini micro – bubble digenerasikan ke dalam sebuah chamber, dan untuk selanjutnya micro – bubble masuk ke dalam pipa aliran utama arah horizontal dengan sendirinya dikarenakan adanya gaya gravitasi. Pipa aliran utama memakai bahan acrylic dengan tujuan untuk memudahkan dalam proses pengamatan. Data yang diambil dari penelitian ini adalah stokes number dan relaxation time. Data diperoleh dengan beberapa variasi kapasitas air dan kapasitas udara yang masuk secara otomatis ke dalam Micro – Bubble Generator. Kapasitas air dan kapasitas udara divariasikan 11 L/min – 14 L/min dan 0,3 L/min – 0,87 L/min. Untuk peralatan sumber pencahayaan menggunakan LED dan dibandingkan dengan Laser Diode 532 nm dengan daya output sebesar 200 mW. Dengan kedua sumber pencahayaan ini, dapat dilakukan perbandingan antara LED dengan Laser Diode terkait dengan masalah efektifitas dalam visualisasi. Penelitian ini bertujuan mengembangkan dan membuat seeder mechanism yang dikombinasi dengan microbubble generator sebagai sumber tracer dan menemukan ukuran microbubble yang optimum untuk pengamatan PIV. Kata Kunci : Microbubble, seeding particles, tracer, Particle image velocimetry, LED, Laser Diode, Stokes Number, Relaxation Time

Particle image velocimetry is a method for the visualization and measurement of fluid flow which is one of the major methods in the study of fluid . In most applications of PIV , tracer particle or seeder particle needs to be added to the stream . For liquid flow , in general seeding is done with the suspension of solid particles into the flow and mixed in such a way as to obtain a homogeneous mixture . The problems that arise with the use of solid particles such as SiO2 and aluminum flakes as this is the provision of particles is high enough cost and environmental pollution caused by the disposal of liquid and particles that are not used . By using microbubble tracer instead of a solid particle , a negative effect on the environment can be avoided . In addition, the size can be adjusted easily with a combination of pressure and flow in the Micro - Bubble Generator . Micro - Bubble Generator which is used is the type of orifice with a diameter of 4 mm. In this study, micro - bubbles generated inside a chamber , and for the next micro - bubble into the main flow direction of the horizontal pipe by itself due to the force of gravity . The main flow pipe wear acrylic material with the aim to facilitate the process of observation . Data were drawn from this study is the Stokes number and relaxation time . Data obtained with several variations of the water capacity and air capacity is automatically entered into the Micro - Bubble Generator . Water capacity and air capacity varied 11 L / min - 14 L / min and 0.3 L / min - 0.87 L / min . For equipment using LED lighting sources and compared with the 532 nm diode laser with an output power of 200 mW . With these two sources of illumination , can do a comparison between Laser Diode LED with issues related to the effectiveness of the visualization . This study aims to develop and make seeder mechanism combined with microbubble generator as a source of tracer and find the optimum microbubble size for PIV observations . Keywords : microbubble , seeding particles , tracer , Particle image velocimetry , LED , Laser Diode , Stokes Number, Relaxation Time

Kata Kunci : Microbubble, seeding particles, tracer, Particle image velocimetry, LED, Laser Diode, Stokes Number, Relaxation Time