Analisis Distribusi Tekanan dan Kecepatan dalam Pipa Elbow Menggunakan Computational Fluid Dynamics

Abstrak

Belokan pipa (elbow) sering menjadi titik krusial dalam sistem perpipaan karena dapat menyebabkan penurunan tekanan dan ketidakteraturan aliran fluida. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis distribusi tekanan dan kecepatan fluida yang dipengaruhi oleh kombinasi variasi sudut belokan 90°, 60°, dan 45° dan kecepatan inlet 1 m/s, 3 m/s, dan 5 m/s. Simulasi dilakukan menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD), dengan pembuatan geometri di FreeCAD dan pemodelan numerik di ANSYS Fluent menggunakan model turbulensi realizable k–ε. Hasil simulasi menunjukkan bahwa distribusi tekanan tertinggi terjadi di sisi luar belokan, sedangkan sisi dalam mengalami tekanan paling rendah. Penurunan tekanan terbesar sebesar 15552,25 Pa terjadi pada elbow 90° dengan kecepatan inlet 5 m/s. Selain itu, distribusi kecepatan menujukkan aliran sekunder yang semakin kuat pada sudut belokan yang lebih besar dan kecepatan aliran yang lebih tinggi, yang menyebabkan ketidakseragaman aliran. Temuan ini menunjukkan bahwa sudut belokan dan kecepatan inlet sangat memengaruhi distribusi aliran dan kerugian tekanan, sehingga keduanya perlu dipertimbangkan secara simultan dalam desain sistem perpipaan untuk meningkatkan efisiensi dan kestabilan aliran.

Kata kunci: Geometri elbow, distribusi tekanan, distribusi kecepatan,  Computational Fluid Dynamics (CFD).