Valve-Ikhsanul Fikri Fakhrurrozi

From ccitonlinewiki
Revision as of 11:16, 2 December 2020 by Ikhsanul ff (talk | contribs) (PR 3 Sistem Fluida)
Jump to: navigation, search

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT dan sholawat serta salam kepada Nabi Muhammad SAW, Perkenalkan nama saya Fikri, informasi singkat saya dapat dilihat sebagai berikut :

FOTO 100 kb.jpeg

Nama : Ikhsanul Fikri Fakhrurrozi

Email : ifikrifakhrurrozi97@gmail.com


Pertemuan Pasca UTS

Pertemuan Pertama


Hari, Tanggal : Kamis, 12 November 2020 Oleh : Dr. Ahmad Indra

Pada pertemuan ini pak Dai memberikan pemaparan terkait dengan valve beserta simulasi valve pada CFDSOF. Valve adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk mengatur dan mengarahkan aliran fluida dengan cara membuka atau menutup baik secara full atau sebagian. Berbagai jenis valve diantaranya adalah :

1. Gate Valve

2. Globe Valve

3. Ball Valve

4. Butterfly Valve

5. Check Valve


Sedangkan menurut fungsinya valve dibagi menjadi empat (dalam DIN 24300), yaitu katup pengarah, katup non-balik, katup kontrol dan katup penutup.

Kemudian pada pertemuan tersebut pak Dai memberikan tugas kepada mahasiswa terkait dengan analisa aliran fluida di dalam valve dengan menggunakan bantuan software CFDSOF dan Paraview sebagai pendukungnya. berikut adalah desain gate valve yang saya pilih untuk simulasi alirannya.


Gate Valve


kemudian saya melakukan simulasi dengan menggunakan asumsi berikut :

1. kecepatan inlet = 1 m/s

2. fluida air pada suhu 25 derajat. (rho = 1000kg/m3, viskositas dinamik = 8.9 x 10^-4)

3. diameter dalam gate valve adalah 1 inch

Dan dihasilkan grafik residual sebagai berikut :


Residual iff.PNG


kemudian saya melakukan perhitungan pressure drop dengan membandingkan tekanan di inlet dan outlet valve. Hasil dari perhitungannya adalah sebagai berikut :


Pressuredrop iff.PNG


Perhitungan tersebut memberikan gambaran bahwa tekanan di inlet jauh lebih besar dibandingkan tekanan bagian outlet dikarenakan terjadi rugi-rugi tekanan sepanjang aliran didalam valve yang dapat disebabkan oleh hal-hal seperti perubahan penampang pada gate valve tersebut. Sebaliknya kecepatannya cenderung mengalami peningkatan di bagian entrance dan mengalami kesetimbangan setelah memasuki entrance region tersebut. grafik tekanan dan kecepatan dari simulasi tersebut adalah sebagai berikut :


grafik tekanan total



grafik kecepatan



Pertemuan Kedua


Hari, Tanggal : Kamis, 19 November 2020 Oleh : Dr. Ahmad Indra


Sistem fluida adalah suatu sistem yang berisi komponen-komponen yang digunakan untuk mengalirkan atau memindahkan fluida. Salah satu komponen-komponen tersebut adalah pompa yang merupakan sub-sistem dari suatu sistem fluida. Namun suatu pompa dapat dikatakan suatu sistem dikarenakan suatu pompa terdiri dari komponen-komponen yang merupakan sub-sistem dari pompa tersebut seperti casing, impeller, dll. Dalam mempelajari sistem fluida terdapat 3 metode dalam mempelajari sistem fluida, yaitu adalah :

1. secara teoritis

2. aplikasi CFD

3. real (eksperimen).


Teori-teori yang ada dalam mempelajari sistem fluida bersifat ideal yang artinya masih terdapat batasan-batasan tertentu dalam menganalisis suatu sistem fluida seperti hasil analisis yang dilakukan sifatnya steady state. Namun teori-teori tersebut digunakan sebagai landasan dalam metode pembelajaran dengan metode CFD dan eksperimen. Aplikasi CFD digunakan untuk untuk memudahkan analisis sistem fluida untuk melengkapi teori yang ada sehingga hasil analisis yang dilakukan akan lebih confident dikarenakan metode CFD dapat digunakan untuk menganalisis sistem fluida secara transient. Kemudian eksperimen yang dilakukan untuk menganalisis sistem fluida digunakan untuk memperkuat teori dan aplikasi cfd yang ada sehingga hasil analisis akan lebih reliable karena analisis bersifat lebih aktual. Namun bukan berarti metode dengan eksperimen lebih vaik dari kedua metode sebelumnya. Masing-masing metode tersebut saling melengkapi metode yang lain. Hasil metode eksperimen tidak selalu menjadi tolok ukur ketepatan analisis sistem fluida. Apabila metode analisis metode eksperimen tersebut dibandingkan dengan metode teoritis kemudian terdapat perbedaan analisis yang tidak reliable, maka terdapat kemungkinan metode eksperimen tersebut terdapat kekeliruan dikarenakan perbedaan analisis yang tidak reliable tersebut.



PR Tanki Sistem Fluida

Pada pertemuan sebelumnya pak Dai memberikan PR untuk mempelajari aplikasi sistem fluida pada openmodelica. Berikut adalah model yang saya pelajari :


Tank03 iff.PNG


Pada pemodelan tersebut pipa mengalirkan air dari tangki 1 ke tengki 2, kemudian air di tangki 2 dialirkan menuju tangki 3 dengan pipa 2. Berikut saya lampirkan kode numeriknya yang berisi terkait dengan properties dari masing-masing komponen,


Code003 iff.PNG


Saya mempelajari model tersebut dari example empty tank yang kemudian saya memberikan tambahan tank dan pipe pada model tersebut. Tulisan "redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater" menunjukkan bahwa fluida yang kita input adalah air. Pada pemodelan yang saya pelajari tersebut masih terdapat error bagian matriks singular namun sampai sekarang saya masih belum mengetahui bagaimana cara menyelesaikannya.


Berikut saya lampirkan file hasil belajar saya,


Triple Empty Tanks



Pertemuan Ketiga


Hari, Tanggal : Kamis, 26 November 2020 Oleh : Dr. Ahmad Indra


Pada pertemuan hari ini pak Dai membahas tentang pemodelan sistem fluida. Pemodelan sendiri adalah suatu cara untuk mempelajari sebuah sistem yang aktual melalui sebuah sistem tersimplifikasi. sebuah model adalah sebuah sistem yang merepresentasikan kondisi aktual dari sistem tersebut. Pemodelan memungkinkan kita dalam melakukan sebuah penelitian atau studi terhadap kondisi aktual pada sistem tersimplifikasi tanpa mengurangi keakuratan dalam studi. Meskipun pemodelan berbeda dengan kondisi aktual namun kita dapat dengan mudah mempelajari suatu sistem aktual dengan perubahan parameter dari aplikasi pemodelan tersebut. Terdapat beberapa jenis pemodelan, yaitu law driven model, yang menggunakan pendekatan hukum dasar fisika dan data driven model, yang menggunakan artificial intelligent.


Kemudian pak Dai mengarahkan kami untuk mempelajari openmodelica yang dibantu oleh pak Hariyo. Kami melakukan simulasi terkait two tanks, empty tanks dan juga simple cooling yang bisa kita dapat modelnya di library example openmodelica.


Two tanks sendiri melakukan pemodelan terkait air pada tangki 1 dengan ketinggian fluida 0.9 m yang mengalir melalui pipa horizontal ke tangki 2 yang pada awalnya sudah berisi air 0.1 m. Kemudian kedua tangki tersebut mencapai kondisi setimbang dimana jumlah fluida dikedua tangki tersebut sama pada t = 1.5 s. Berikut adalah pemodelannya dan grafiknya,


Tangki1 iff.PNG


Grafik1tank iff.PNG


Yang kedua adalah simulasi terkait empty tank. Pada pemodelan ini tangki 1 terdapat fluida dengan 1 m3 yang kemudian mengalir melalui sebuah pipa vertikal menuju tangki 2 (tangki kosong) hingga fluida pada tangki 1 habis pada t sekitar 35 s. Berikut adalah pemodelan dan grafiknya,



Tangki2 iff.PNG


Grafik2tank iff.PNG



Yang terakhir adalah pemodelan simple cooling.


Ht1 iff.PNG



PR 3 Sistem Fluida

      Three Tanks


1. Deskripsi


3tanks iff.PNG


  Gambar diatas menunjukkan bahwa terdapat air pada setiap tangki. Tangki pertama terisi air dengan volume 8 m^3, tangki kedua terisi    air dengan volume 3 m^3 dan tangki ketiga berisi air sebanyak 3 m^3. Parameter-parameter lain pada sistem tangki adalah sebagai berikut :
     Tangki 1
     • Tinggian Tangki = height = 12 m
     • Cross Area = 1 m^2

     • Terhubung ke pipe1 (port_b)

     • Diameter ports = 0.1 m

     • Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1


    Tangki 2
     • Tinggian Tangki = height = 12 m
     •	Cross Area = 1 m^2
     •	Terhubung ke pipe1 (port_b)
     •	Diameter ports = 0.1 m
     •	Jumlah Ports yang digunakan = nPorts =  1


    Tangki 3
     •	Tinggian Tangki = height = 12 m
     •	Cross Area = 1 m^2
     •	Terhubung ke pipe1 (port_b)
     •	Diameter ports = 0.1 m
     •	Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1


    Pipe1
     •	Panjang pipa = 2
     •	ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = 2
     •	Diameter pipa  = 0.1


    Pipe2
     •	Panjang pipa = length = 2
     •	ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = 2
     •	Diameter pipa = 0.1


    Pipe3
     •	Panjang pipaa = length 2
     •	ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = -1
     •	Diameter pipa = 0.1


2. Prosedur Analisa Pemodelan

     •	Membuka file three tanks di library openmodelica Modelica => Fluid => Example => Tanks => Three Tanks.


     •	Checklist gambar Check berwarna hijau, kemudian lakukan simulasi dengan mengklik panah kanan berwarna hijau.
     •	Masuk bagian plotting terdapat berbagai parameter akhir setelah fluida pada tangki-tangki dalam keadaan setimbang.
     •	Jika ingin melihat perubahan parameter-parameter tersebut dalam waktu yang spesifik, maka kembali ke bagian modeling lalu klik   huruf S di kiri tombol simulasi tadi. Tombol S disini merupakan simulation setup yang mana kita dapat mengubah waktu simulasi sehingga kita bisa mengetahui perubahan-perubahan parameter pada t=0 hingga t yang diinginkan.


3. Analisa Pemodelan

  Nilai volume awal pada masing-masing tangki adalah 8 m^3 untuk tangki 1 dan 3 m^3 untuk tangki 2 dan 3. Kemudian nilai volume akhir dari masing-masing tangki adalah 3.67 m^3 untuk tangki 1 dan 2 dan 6.67 m^3 untuk tangki 3. Perbedaan volume akhir pada tangki 1,2 dan tangki 3 disebabkan karena perbedaan height_ab pada pipe yang tersambung pada setiap tangki. pipe 1 dan pipe 2 memiliki height_ab sama, yaitu 2 m sehingga posisi tangki 1 dan tangki 2 sejajar. pipe 3 memiliki height_ab = -1 m sehingga kedudukan tangki 3 lebih rendah dibandingkan tangki 1 dan 2. Rangkaian sistem ini berlangsung selama 200 detik hingga fluida pada setiap tangki mengalami kesetimbangan akhir.


4. Hukum Fisika

Hukum fisika yang diterapkan pada pemodelan tersebut adalah hukum bernoulli.


5. Hasil Simulasi untuk Mendukung Kesimpulan


3tanksresult iff.PNG


Grafik diatas menunjukkan perbedaan volume air pada tiap tangki sepanjang waktu dari t = 0 sampai t = 200 s.