SIMULASI NUMERIK PENGARUH PENGGUNAAN VELOCITY STACK PADA INTAKE MANIFOLD MESIN DIESEL YANMAR L48N6 TERHADAP TEKANAN ALIRAN DAN DISTRIBUSI KECEPATAN FLUIDA

NUMERICAL SIMULATION OF THE EFFECTS OF VELOCITY STACK USE ON INTAKE MANIFOLD YANMAR L48N6 DIESEL ENGINES CONTACTING FLUID FLOWING PRESSION AND VELOCITY DISTRIBUTION

Indonesia mengalami masalah kelangkaan bahan bakar dan polusi udara. Salah satu mengatasi masalah tersebut dengan diadakan Kontes Mobil Hemat Energi (KMHE) yaitu lomba yang berfokus pada kendaraan hemat energi, hemat energi ditinjau dari cara mengemudi, kondisi mesin, geometri lintasan, dan aerodinamika kendaraan. Tujuan dari penelitian ini yaitu menganalisia pengaruh variasi velocity stack radius 0 mm, 30 mm, 50 mm dengan panjang 75 mm, 95 mm, 120 mm pada variasi bilangan reynold 6,17 x 10⁴; 6,86 x 10⁴; 8,23 x 10⁴ terhadap distribusi kecepatan dan tekanan aliran fluida berupa data visual kontur kecepatan, kontur tekanan, dan pathline.

Mesin diesel beroperasi dengan sistem Compression ignition. Udara akan dikompresikan hingga tekanan dan temperatur tinggi, pembakaran terjadi saat bahan bakar diinjeksikan. Untuk meningkatkan performa mesin perlu modifikasi pada intake manifold yaitu velocity stack. Perangkat ini berbentuk seperti terompet untuk mengarahkan aliran udara yang masuk ke ruang bakar dan mengurangi turbulensi pada inlet intake manifold sehingga aliran udara yang masuk ke ruang bakar lebih optimal. Penelitian ini menggunakan metode Computational Fluid Dynamic (CFD) dengan software Ansys. Memvariasikan radius velocity stack 0 mm, 30 mm, 50 mm dengan panjang 75 mm, 95 mm dan 120 mm.

Hasil dari penelitian ini variasi velocity stack yang terbaik pada radius 50 mm dengan panjang 75 mm pada Re 8,23 x 10⁴ dengan nilai velocity outlet 43,494 m/s, nilai turbulence intencity 173,429 %, dan nilai entrance length 18,68 mm.

Kata Kunci: KMHE, intake manifold, mesin diesel, velocity stack, computational fluid dynamic

Indonesia suffered from fuel shortage and air pollution. One of them addresses the problem by holding the Energy-Efficient Car Contest (KMHE) which is a race that focuses on energy-efficient vehicles, energysaving reviews of the way they drive, engine conditions, trajectory geometry, and vehicle aerodynamics. The objective of this study was to analyze the influence of variations in velocity stacks of radius 0 mm, 30 mm, 50 mm with lengths of 75 mm, 95 mm, 120 mm on the variation in the number of reynolds of 6.17 x 10⁴; 6.86 x 10⁴, 8.23 x 10⁴ on the distribution of fluid flow speed and pressure, such as visual data of speed contours, pressure contours and pathlines. 

The diesel engine operates with a compression-ignition system. The air will be compressed to high pressure and temperature, combustion occurs when fuel is injected. To improve engine performance, modifications are needed on the inlet manifold, the velocity stack. The device is shaped like a thermostat to direct the air flow that enters the combustion chamber and reduce turbulence at the inlets of the manifold so that the flow of air into the combusting chamber is more optimal. This research uses the Computational Fluid Dynamic (CFD) method with Ansys software. Variate the radius of velocity stacks 0 mm, 30 mm, 50 mm with lengths 75 mm, 95 mm and 120 mm. 

The results of this study are the best variation of the velocity Stack in the radius 50 mm to length 75 mm at Re 8.23 x 104 with the outlet velocity value 43,494 m/s, the turbulence intensity value 173,429 %, and the entrance length value 18.68 mm.

Keywords: kmhe, diesel engine, intake manifold, velocity stack, computational fluid dynamic