Valve-Obie Dharmawan

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُ

BIODATA DIRI

Foto Obie Dharmawan

Nama : Obie Dharmawan

TTL  : Kediri, 02-10-1996

NPM  : 1906435542

Program Studi : Teknik Mesin

Pendidikan Terakhir : Diploma III

Email : dharmawanobie@gmail.com

Pertemuan Ke-9 Sistem Fluida-02 (12-11-20)

Pada pertemuan ke-9 atau setelah UTS, dosen pengajarnya adalah Pak Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara atau pak DAI.Pada kesempatan kali ini membahas valve atau katup dan mengaplikasikan ke CFD-SOF.

Valve atau katup adalah sebuah perangkat yang terpasang pada sistem perpipaan, yang berfungsi untuk mengatur, mengontrol dan mengarahkan laju aliran fluida dengan cara membuka, menutup atau mengalirkan sebagian fluida guna mendapatkan pressure yang lebih rendah. Ada berbagai macam jenis valve, seperti : gate valve, check valve, globe valve, dsb.

TUGAS 1

Mengaplikasikan valve ke CFD-SOF :

1. Membuka aplikasi CFD-SOF dan import gambar/geometri yang sudah disediakan

2. Mengatur box mesh dimensions dan box mesh boundaries pada tab Base Mesh

3. Meletakkan Mesh Location (ditandai titik kuning) ke dalam gambar valve

4. Melakukan Generate Mesh, jika hasilnya masih kasar, atur nilai surface refinement maximum level ke 3 (di tab geometri mesh)

5. Klik Generate Mesh & check mesh

6. Pada tab simulation model, diganti ke RANS

7. Akan muncul tab turbulence, dan ganti turbulence model ke SST k-w (omega)

8. Pada tab boundary conditions, Sesuaikan dengan berikut Face name: inlet1, Boundary condition type: Velocity Inlet, dan Reference value sebesar 1,0 m/s . Face name: Outlet1, Boundary condition type: Outflow . Face name: wall1, Boundary condition type: Stationary Wall

9. Langkah berikutnya run solver. dengan mengganti number of iterations ke 3000 dan write interval ke 3000 dan klik Run Solver

10. Langkah berikutnya adalah masuk ke aplikasi Paraview

11. Klik apply dan klik kalkulator, masukkan rumus berikut: pstatic = p*1.225 , magU = sqrt(U_X^2+U_Y^2+U_Z^2), pdynamic = 0.5*1.225*magU^2, ptotal = pstatic+pdynamic

12. Klik tab ptotal dan klik filters--Alphabetical-Ekstrak Blok dan centang inlet1

13. Klik tab ptotal dan klik filters--Alphabetical-Ekstrak Blok dan centang outlet1

14. Selanjutnya pada tab inlet klik Filters-Alphabetical-integrate variabel maka akan keluar nilai dari Pstatik,Pdinamik,Magnitude U,Ptotal yang terhitung

15. Selanjutnya pada tab outlet klik Filters-Alphabetical-integrate variabel maka akan keluar nilai dari Pstatik,Pdinamik,Magnitude U,Ptotal yang terhitung

16. Maka nilai yang didapat adalah Ptotal inlet = 0,00108318, Ptotal outlet = 0,000292

Delta P= Ptotal inlet-Ptotal outlet = 0,00108318-0,000292 = 0,00079118 pascal

Nilai ini menunjukkan pressure drop yang terjadi pada valve tersebut

17. Langkah berikutnya ingin mengetahui grafik dengan cara klik plot over line, dan pastikan tanda panah terarah ke outlet. maka didapat grafik tekanan yang turun

18. Langkah terakhir ingin mengetahui pola distribusi tekanan pada gambar valve, tanda merah berarti tekanan tinggi & tanda biru tekanan rendah

19. Kita bisa mengetahui distribusi kecepatan pada gambar valve dengan cara mengganti p total dengan U

Berikut Sumber belajar CFD-SOF : https://www.youtube.com/channel/UCkOXzfS2pROqZCHCRaJAYvQ

Pertemuan Ke-10 Sistem Fluida-02 (19-11-20)

Pada kesempatan kali ini Pak DAI menjelaskan mengenai apa itu sistem fluida dan segitiga kecepatan. Dan memberikan kesempatan untuk bang Aby dan Bang Edo sharing pengetahuan

Sistem Fluida adalah perpaduan dari sistem-sistem yang saling tehubung dan bekerja sama untuk mengalirkan fluida dari satu tempat ke tempat lain. Pada sistem fluida kita dapat menemukan berbagai macam hal seperti pressure drop, jenis pompa bahkan spesifikasi pompa.

Segitiga kecepatan adalah dasar kinematika dari aliran fluida gas yang menumbuk sudu turbin. Dengan pemahaman segitiga kecepatan akan sangat membantu dalam pemahaman proses konversi pada sudu-sudu turbin.

Fluida dapat dipelajari dari 3 metode, yaitu dengan cara experimen, teoritis, dan aplikasi CFD.

1. Cara experimen adalah dengan melakukan simulasi secara langsung, metode ini menghasilkan hasil yang aktual akan tetapi membutuhkan biaya yang besar dan waktu yang banyak.

2. Cara teoritis ini untuk membandingkan & memverifikasi hasil experimen dengan teoritis.

3. Sementara aplikasi CFD ini lebih teoritis tapi lebih aktual tapi tidak seaktual seperti experimen. Dengan bantuan CFD maka akan lebih mudah karena bisa real time mensimulasikan fluida dan bisa menghitung kuantitatif serta dapat menghemat biaya dan waktu. ke tiga cara ini (experimen,teoritis, dan aplikasi CFD) ini saling melengkapi satu sama lain.

TUGAS 2

Mempelajari simulasi sistem fluida dengan menggunakan software OpenModelica, melalui fitur Example (seperti yang dicontohkan dengan empty tank tadi)

Pada kali ini saya mencoba untuk membuat ulang "empty tank" yang berada di example dan memodifikasinya sedikit seperti gambar dibawah

Saya membuat 3 tangki dimana Fluida akan dialirkan dari tangki A ke tangki B melewati pipa 1, Fluida juga dialirkan dari tangki A ke Tangki C melalui pipa 2

Berikut saya tampilkan kodingannya

Kodingan tersebut saya copas dari kodingan example "empty tank" yang sudah ada. Kodingan tersebut adalah bagian tangki dan pipa. Namun saya ganti di bagian jumlah port di tangki A, yang sebelumnya 1 buah menjadi 2 buah.

Bagian yang di highlight biru yang saya copas. Berikut penjelasan mengenai kodingan tersebut:

Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank merupakan model tangki terbuka.

nPorts merupakan jumlah ports dari tangki.

crossArea merupakan luas tangki.

level_start merupakan awal tinggi air.

height merupakan tinggi dari tangki.

Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe merupakan model pipa yaitu pipa statik.

length mengartikan panjang dari pipa

diameter mengartikan diameter dari pipa

connect(tankA.ports[1], pipe1.port_b) mengartikan port 1 dari tangki A yang menyambung ke port B pipa 1

connect(pipe1.port_a, tankB.ports[1]) mengartikan port A dari pipa 1 yang menyambung ke port 1 tangki B

connect(tankA.ports[2], pipe2.port_a) mengartikan port 2 dari tangki A yang menyambung ke port A pipa 2

connect(pipe2.port_b, tankC.ports[1]) mengartikan port B dari pipa 2 yang menyambung ke port 1 tangki C

Akan tetapi masih terjadi error yang berbunyi "Error occurred while flattening model tank5" , saya sudah berusaha mencari error tersebut akan tetapi masih belum saya temukan. Sehingga tidak bisa dijalankan atau simulate

Berikut link file tangki yang berformat .mo

https://drive.google.com/drive/folders/1TEblaYtJfvZHmQn_E9ZB-yayMOgjVWhF?usp=sharing

Pertemuan Ke-11 Sistem Fluida-02 (26-11-20)

Pada kali ini pak DAI memberikan penjelasan mengenai filosofi pemodelan sistem fluida

Pemodelan sistem fluida adalah suatu medium yang mempelajari/ sarana testing sebuah sistem fluida untuk di implementasikan di lapangan dan untuk memvalidasi dari sistem dan kasus nyata

Filososfi pemodelan adalah sebuah usaha untuk mempelajari sebuah sistem aktual melalui sebuah sistem yang disederhanakan karena sistem aktual atau pengukuran secara langsung perhitungannya kompleks, jadi perlu sebuah sistem yang lebih sederhana tanpa mengurangi keakuratan.

2 pendekatan pemodelan :

1. Melalui hukum Fisika (Law Driven Model) adalah sebuah model berdasarkan hukum fisika misalkan hukum bernouli

2. Melalui AI(artificial intelligence) (Data Driven Model) adalah sebuah data dari eksperimen yang dikumpulkan dan dihubungkan ke dalam variable

Selanjutnya diisi oleh Pak Hariyotejo yang menjelaskan tentang example yang berada di aplikasi open modelica.

Pada example pertama, meggunakan example two tanks. Dimana pada kasus tersebut terdapat 2tangki yang di dalamnya terdapat fluida berupa air. Kedua tangki tersebut memiliki tinggi dan volume yang sama akan tetapi berbeda di ketinggian fluida air tersebut. disini mencoba menyamakan tinggi fluida air di kedua tangki tersebut dalam durasi 1,5 detik.

Berikut ilustrasinya

Berikut hasilnya

Didapat ketinggian air yang sama pada 1,5 detik di tangki pada ketinggian 0,500992 dan tangki 2 pada ketinggian 0,499008

Pada example kedua, menggunakan example empty tank. Dimana pada kasus ini terdapat 2 tangki, tangki 1 dan tangki 2. Tangki 1 terdapat fluid air didalamnya dan di transfer ke tangki 2 yang dalam keadaan kosong yang dihubungkan oleh pipa vertikal.

Berikut ilustrasinya

Berikut grafiknya

Dalam grafik tersebut tangki 1 menyalurkan semua fluida air sampai kosong di detik 33. DI tangki 2 terisi penuh fluida air yang ditransfer dari fluida 1 pada detik 33.

Pada jam akhir kelas pak hariyo memberikan tugas berikut :

TUGAS 3

Berikut jawabannya :

SOAL HEATING SYSTEM

1. Deskripsi bagan

Kasus ini adalah sebuah kasus heat system sederhana. Dimana Pada sistem tersebut terdapat kontroler sederhana, misalnya heater yang memiliki fungsi untuk memanaskan fluida yang masuk. Ada sensor temperature yang berfungsi untuk mengetahui suhu fluida yang melewati pipa tersebut. Selain itu terdapat valve yang mengatur besar kecilnya debit fluida yang masuk.

Tangki 1

• Tinggi tangki = 2
• Cross Area = 0,01
• Tinggi air = 1
• Jumlah port uang digunakan = 2
• Port B terhubung ke pompa
• Diameter port 0,1

Pompa

• Tekanan Inlet = 110000
• Tekanan Outlet = 130000
• Mass Flow = 0,01
• Port A berfungsi sebagai inlet fluida yang berasal dari tangki
• Port B berfungsi sebagai outlet fluida dan mengarah ke sensor flow

Heater

• Panjang = 2
• Diameter = 0.01
• Port A berfungsi sebagai inlet fluida yang berasal dari sensor flow
• Port B berfungsi sebagai outlet fluida dan mengarah ke sensor temperature

Pipa

• Panjang = 10
• Diameter = 0,01
• Port A berfungsi sebagai inlet fluida yang berasal dari heater
• Port B berfungsi sebagai outlet fluida dan mengarah ke valve

Valve'

• Pressure drop = 10000
• Mass flow rate = 0.01
• Port A berfungsi sebagai inlet fluida yang berasal dari heater
• Port B berfungsi sebagai outlet fluida dan mengarah ke radiator

Radiator

• Panjang pipa = 10 m
• Diameter pipa = 0.01 m
• Tekanan awal = 110000 Pa
• Temperatur Awal = 50 C
• Port A berfungsi sebagai inlet fluida yang berasal dari valve
• Port B berfungsi sebagai outlet fluida dan mengarah ke tangki

2. Prosedur

A. Membuka aplikasi Open Modelica Connection Editor

B. Klik modelica bagian bagan sebelah kiri, pilih fluid, example,double klik heating system

C. Klik checklist warna hijau untuk mengetahui ada yang error atau tidak, jika tidak dapat dilakukan step selanjutnya

D. Klik simulate / tanda panah warna hijau untuk dilakukan proses simulasi, tunggu beberapa saat

E. Selanjutnya klik tab plotting yang berada di bagian kanan bawah yang menunjukkan hasil simulasi dan dapat di replesentasikan dalam bentuk grafik dengan cara mencentang variable yang diinginkan

3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Pada kasus ini, tangki yang berisi fluida dipompa oleh sebuah pompa sentrifugal ke sebuah burner untuk dipanaskan. setelah dipanasakan, fluida tersebut di ukur suhunya oleh sensor temperature kemudian di alirkan ke dalam pipa sepanjang 10m menuju ke valve. di valve, fluida tersebut diatur besar kecilnya debit, kemudian di arahkan ke radiator untuk didinginkan, kemudian diukur suhunya oleh sensor temperature dan fluida tersebut di kembalikan ke tangki.

4. Hukum Fisika

Pada kasus ini hukum yang berlaku adalah Hukum Kekekalan Energi dan hukum mengenai perpindahan panas

5. Hasil Simulasi dan kesimpulan'

Karena terdapat error jadi tidak bisa disimulasikan

SOAL THREE TANKS

1. Deskripsi bagan

Terdapat 3 buah tangki, tangki 1,2, dan 3. ketiga tangi tersebut tersisi oleh medium air. ketiga tangki ini saling terhubung dengan 3 buah pipa yang menyambung ke port setiap tangki.

Tangki 1

• Tinggi tangki = 12
• Cross Area = 1
• Tinggi air = 8
• jumlah port uang digunakan = 1
• port terhubung ke pipa1
• diameter port 0,1

Tangki 2

• Tinggi tangki = 12
• Cross Area = 1
• Tinggi air = 3
• jumlah port uang digunakan = 1
• port terhubung ke pipa2
• diameter port 0,1

Tangki 3

• Tinggi tangki = 12
• Cross Area = 1
• Tinggi air = 3
• jumlah port uang digunakan = 1
• port terhubung ke pipa3
• diameter port 0,1

Pipa 1

• Panjang = 2
• diameter = 0,1
• port b berfungsi sebagai inlet dan tersambung ke port tangki 1
• port A berfungsi sebagai outlet dan tersambung ke port pipa 2

Pipa 2

• Panjang = 2
• diameter = 0,1
• port A berfungsi sebagai inlet dan tersambung ke pipa 1 dan pipa 3
• port B berfungsi sebagai outlet dan tersambung ke port tangki 2

Pipa 3

• Panjang = 2
• diameter = 0,1
• port A berfungsi sebagai inlet dan tersambung ke pipa 2
• port B berfungsi sebagai outlet dan tersambung ke port tangki 3

2 Prosedur

A. Membuka aplikasi Open Modelica Connection Editor

B. Klik modelica bagian bagan sebelah kiri, pilih fluid, example, tanks, double klik three tanks

C. Klik checklist warna hijau untuk mengetahui ada yang error atau tidak, jika tidak dapat dilakukan step selanjutnya

D. Klik simulate / tanda panah warna hijau untuk dilakukan proses simulasi, tunggu beberapa saat

E. Selanjutnya klik tab plotting yang berada di bagian kanan bawah yang menunjukkan hasil simulasi dan dapat di replesentasikan dalam bentuk grafik dengan cara mencentang variable yang diinginkan

3 Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Pada kasus ini terdapat 3 tangki yang memiliki tinggi air yang berbeda, pada tangki 1 memiliki ketinggian air 8, sedangkan tangki 2 dan 3 memiliki ketinggian air 3. Dalam kasus ini karena volume ketiga tangki tesebut tidak seimbang, maka menyebabkan perbedaan tekanan pada tangki. Tangki yang memiliki volume lebih banyak yang juga memiliki tekanan besar, menyebabkan fluida akan berpindah ke tangki yang memiliki volume lebih rendah. dimana fluida tangki 1 akan terus menerus turun dan mengisi tangki 2 dan 3. pada tangki 2 akan mengalami penurunan terlebih dahulu untuk mengisi tangki 3, setelah itu akan terjadi kenaikan lagi sehingga tangki 1 dan 2 memiliki volume fluida yang sama karena memiliki ketinggian tangki di titik yang sama. sedangkan fluida di tangki 3 akan terus menerus naik karena dialiri fluida dari tangki 1 dan 2. selain itu tangki 3 memiliki ketinggian yang leih rendah dibandingkan tangki lainnya.

4 Hukum Fisika

Pada kasus ini, hukum yang digunakan adalah hukum bernouli

5 Hasil Simulasi dan kesimpulan

Ketinggian fluida di tangki 1 dan 2 adalah 3,67 m,sedangkan ketinggian fluida di tangki 3 adalah 6,67

Pertemuan Ke-12 Sistem Fluida-02 (3-12-20)

TUGAS 4

Tugas kali ini membahas mengenai suatu siklus kombinasi pembangkit daya. Seperti diberikan pada gambar :

1. Analisa Termodinamika

Pada sistem ini, terdapat 2 buah turbin yaitu turbin uap dan turbin gas.

2. Identifikasi komponen-komponen utama

-Drum

-Turbin Gas

-Generator

-Kondensor

-Pipa

-Pompa

-Turbin Uap

-Valve

3. Medium Fluida & Analisis Perhitungan

Medium fluida kerja yang bekerja dalam sistem tersebut, yaitu:

- Turbin Uap (Menghasilkan kerja)

- Turbin Gas (Menghasilkan kerja)

- Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja)

- Kompresor (Membutuhkan kerja)

- Pada Analisa perhitungannya menggunakan hukum konservasi energi dan konservasi massa,

4. Flowline warna hitam,merah dan biru

-. Flowline warna hitam menunjukkan alur gas pada sistem tersebut dimana jalur energi yang dihasilkan dari turbin menuju generator terjadi perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi listrik

-. Flowline warna merah menunjukkan alur fluida bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi yang terjadi pada sistem tersebut dimana melalui bagian Heat Exchanger, dan menyuplai uap untuk menggerakkan Turbin uap.

-. Flowline warna biru menunjukkan alur fluida bertekanan rendah dan bersuhu rendah pada sistem tersebut dimana terdapat di keluaran kondensor menuju pompa yang didorong menuju tangki penyimpanan