Difference between revisions of "Valve-Muhammad Bagir Alaydrus"

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search
(→‎Tugas 3)
(→‎UAS)
 
(17 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 154: Line 154:
  
 
[[File:fotobagir04.png|500px]]
 
[[File:fotobagir04.png|500px]]
 +
 +
== Pertemuan 4 ==
 +
pada pertemuan ini Pak hario membuka kelas untuk mengajar kami mengenai open modelica kembali. Pertama-tama, beliau mengajarkan kami tentang pembuatan komponen pada sistem. Jadi kita bisa membuka libraries dan menemukan komponen, kemudian kita bisa ngedrag open tanks dan pipa untuk di sambungkan. Cara menyambungkannya adalah mengedrag titik yang ada di bawah tanki dan klik untuk mengubah arah dari vertikan ke horizontal, kemudian klik kembali untuk menyambungkan dengan pipa. Begitu pula dari pipa ke tanki 2.
 +
 +
Dengan memasuki model ini, maka kode program dari komponen otomatis masuk ke bagin text document. kemudian ada equation untuk menyambungkan komponen-komponen tersebut. Kita me remodel dari two tanks yang sudah ada di example dengan memasukan komponen sendiri.
 +
 +
== Tugas 4 ==
 +
 +
Pada tugas kali ini pak Hariyo memberikan tugas untuk mencoba dan menganalisa sebuah sistem turbin uap yang ad apad aOpen Modelica dan ada juga beberapa pertanyaan yang harus kita jawab.
 +
 +
[[File:fotobagir7.png|500px]]
 +
 +
Berikut jawabannya:
 +
 +
'''1.  Bagaimanakah analisa termodinamika (konservasi massa dan energi) pada sistem tersebut, buat skematik analisisnya'''
 +
 +
Dari gambar soal tersebut, turbin terdiri dari turbin gas dan turbin uap. namun perbedaanya, pada turbin gas menggunakan siklus Brayton sedangkan pada turbin uap menggunakan siklus rankine. secara general beberapa langkah cara kerja dari sistem ini adalah sebagai berikut. pada turbin gas, bahan bakar dimampatkan dan dilakukan proses combution sehingga udara panas mengalir dan memutar sudu-sudu dan memutar turbin gas tersebut. generator yang berputar mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. setelah itu, udara panas dimanfaatkan oleh sebuah sistem yang bernama HRSG (Heat Recovery Steam Generator) yang menangkap panas dari udara yang keluar tadi dihantarkan ke steam turbine. disini udara masuk ke turbin multi stage. Setelah udara panas dihantarkan oleh HRSG, makan mulai masuk kepada turbin steam untuk mentransformasi energi yang masih ada didalam fluida menjadi energi listrik tambahan. sehingga efisiensi dari turbin jenis ini lebih biasa daripada turbin satu stage saja.
 +
 +
Berikut gambaran siklus Brayton dan Siklus Rankine yang digunakan pada kedua jenis turbin tersebut:
 +
 +
[[File:fotobagir8.jpg|500px]]
 +
 +
[[File:fotobagir9.jpg|500px]]
 +
 +
'''2. Lakukan identifikasi komponen-komponen utama pada sistem serta berilah deskripsi fungsi kerjanya dalam sistem dan penjelasan analisis parameter yang digunakan.'''
 +
 +
A. Gas Turbine System
 +
 +
1. Gas Turbine
 +
 +
[[File:fotobagir10.png|500px]]
 +
 +
2. Compressor
 +
 +
[[File:fotobagir11.png|500px]]
 +
 +
3. Combustion Chamber
 +
 +
[[File:fotobagir12.png|500px]]
 +
 +
1. Valve = berguna untuk mengatur aliran dengan membuka atau menutup katup. Parameter dari valve ini adalah Max. CV, Fluid average pressure, dan Fluid specific enthalpy.
 +
 +
[[File:fotobagir13.png|500px]]
 +
 +
2. Pipa = berguna sebagai wadah atau media untuk fluida mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Parameter dari pipa adalah Diameter, panjang, average fluid pressure.
 +
 +
[[File:fotobagir14.png|500px]]
 +
 +
3. Pompa = berguna untuk menggerakkan fluida dengan mengatur tekanan. Parameter dari pompa adalah Coeff. Pump, laju massa, laju volume, dan Fluid average pressure
 +
 +
[[File:fotobagir15.png|500px]]
 +
 +
4. Kondensor = berfungsi untuk mengubah uap menjadi air yang nantinya akan digunakan kembali dalam siklus ini. parameter dari kondensor adalah Cavity volume, Cavity cross-sectional area, Fraction of initial water volume in the drum, Pipe internal diameter, Friction pressure loss coefficient, dan Number of pipes in parallel
 +
 +
[[File:fotobagir16.png|500px]]
 +
 +
5. Drum = berfungsi untuk menampung air dan uap (saturated steam) panas dengan perbandingan 50 - 50. parameter dari drum adalah diameter, cross area, tinggi
 +
 +
[[File:fotobagir17.png|500px]]
 +
 +
6. Generator = berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik. parameter dari generator adalah efisiensi
 +
 +
[[File:fotobagir18.png|500px]]
 +
 +
7. Heat exchanger = berfungsi untuk mengubah temperatur dari fluida yang dipakai. parameter dari heat exchanger adalah Exchanger length, Number of segments, Pipe internal diameter, dan Number of pipes in parallel
 +
 +
[[File:fotobagir19.png|500px]]
 +
 +
8. Steam turbine = berfungsi untuk mengubah energi panas menjadi energi gerak untuk menggerakan blade sehingga dapat memnggerakan generator. parameter dari steam turbine adalah Nominal compression nominal rate, Compressor nominal efficiency, Turbine nominal expansion rate, Turbine nominal efficiency, Turbine reduced mass flow rate, Chamber pressure loss coefficient, dan Combustion chamber thermal losses
 +
 +
[[File:fotobagir20.png|500px]]
 +
 +
9. Water Mixer = berfungsi untuk mencampurkan fluida dari beberapa inlet menjadi lebih sedikit daripada inlet pada awalnya. Parameter dari water mixer adalah kecepatan, tekanan, dan ketinggian.
 +
 +
[[File:fotobagir21.png|500px]]
 +
 +
10. Water Splitter = berfungsi untuk memecah satu aliran atau lebih dari sebuah inlet menjadi lebih banyak, kebalikan dengan water mixer. Parameter dari water splitter adalah kecepatan, tekanan, dan ketinggian.
 +
 +
[[File:fotobagir22.png|500px]]
 +
 +
'''3. Medium fluida kerja apa saja yang terjadi dalam proses siklus tersebut, dan bagaimanakah proses analisis perhitungan dalam pemodelan.'''
 +
 +
Medium fluida kerja yang bekerja dalam proses tersebut sebagian besar adalah Mesin Fluida, yaitu:
 +
 +
Turbin Gas (Menghasilkan kerja)
 +
Turbin Uap (Menghasilkan kerja)
 +
Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja)
 +
Kompresor (Membutuhkan kerja)
 +
- Pada Analisa perhitungannya menggunakan hukum konservasi energi dan konservasi massa,
 +
 +
- Pada kompresor,pompa,turbin dan HRSG mengalami proses adiabatik,yang dimana proses adiabatic adalah proses yang tidak terjadi pergantian kalor dari sistem kelingkungan ataupun sebaliknya.
 +
 +
- proses ini diasumsikan kondisi steady state dan energi kinetic potensial diabaikan.
 +
 +
'''4. Jelaskan flow line (jalur koneksi) masing-masing yang diberi warna hitam, merah, dan biru sesuai dengan interkoneksi yang diberikan dalam diagram tersebut'''
 +
 +
- Jalur hitam
 +
 +
Jalur koneksi warna hitam yang tebal pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur gas yang terjadi pada sistem tersebut. Pada sistem tersebut, jalur gas tersebut adalah jalur suplai udara pada Gas Turbine dan jalur exhaust dari Gas Turbine
 +
 +
- Jalur merah
 +
 +
Jalur koneksi warna merah pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur uap temperatur tinggi pada sistem. Jalur uap tersebut melalui bagian Heat Exchanger, dan menyuplai uap untuk menggerakkan Turbin Uap Stodola.
 +
 +
- Jalur biru
 +
 +
Jalur koneksi warna biru pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur uap temperatur rendah pada sistem. Jalur ini terdapat di proses Heat Exchanger terutama pada bagian economizer, dan tangki penyimpanan.
 +
 +
== Pertemuan 5 ==
 +
 +
Pada pertemuan ini pak Hariyo menjelaskan tentang simulasi yang ada di Thermosyspro tentang test compressor, Caranya adalah dengan membuka system libraries dan memilih thermosyspro. Lalu, dipilih example, simple example, dan test compressor. Pak Haryo juga menjelaskan hal-hal terkait komponen pada diagram yang ada di text view. Selain itu, Pak Haryo menghimbau mahasiswa untuk membuat kembali (remodel) sistem tersebut.
 +
 +
Sebelum memulai remodel, Pak Haryo menjelaskan terkait dengan parameter yang ada. Seperti pada kompresor yang mempunyai parameter faktor kompresor, adanya power loses karena gaya gesek, serta efisiensi isentropik. Untuk remodel, kami dihimbau untuk membuat class baru yang memasukkan komponen-komponen seperti yang ada di example thermosyspro. Komponen tersebut terdapat di libraries dan di drag kedalam sistem yang akan kita buat. Setelah itu, dihubungkan antar komponen dan melakukan check model untuk memastikan apakah sama dengan example nya. Jika sama, maka bisa dilakukan simulais untuk memastikan kembali.
 +
 +
Selain pembahasan simulasi, ada juga tentang tugas besar yang akan dilakukan. Mahasiswa dihimbau untuk mempunyai gambaran tentang permodelan serta analisis bahan bakar dihasilkan. Nalisis tersebut berdasarkan desain yang bisa dianalisis dari konfigurasi yang sudah di tentukan. Permodelan dan analisis dari pemipaan yang ada dalam pengolahan bahan bakar di proses hingga terdapat hasil bahan bakar dalam proses reaksi dalam reaktor. Reaktor tersebut terdapat temperatur pembakaran, laju udara, laju partikel patalis, dan sebagainya. Mahasiswa dihimbau untuk menganalisis hidrodinamik dari sistem tersebut.
 +
 +
== Pertemuan 6 ==
 +
Pada pertemuan ini, kami kedatangan dosen tamu yaitu CEO dari PT. Indopower Internasional, Bapak Dr. Ir. Harun Al Rasyid tentang Combined Cycle Power Plant.
 +
 +
Sebelum membahas mengenai CCPP, pak Harun memberikan sedikit pengenalan mengenai turbin gas. Di awal tahun 1950, sekitar 224 turbin gas mulai beroperasi di seluruh dunia. Kapasista turbin gas pada saat itu berkisar sekitar 27.000kW. Turbin gas merupakan combustion turbine yang memiliki beberapa konfigurasi seperti turbojet, turboprop, turboshaft, high-bypass turbofan, low bypass afterburning turbofan. Sekedar pengetahuan, turboprop biasanya dipasang di pesawat karena paling hemat bahan bakar dibanding gas turbin lainnya. Turbin gas terdiri dari 2 tipe: 1.) Heavy Duty; 2.) Aeroderivative. Untuk siklus gas turbin yang digunakan adalah siklus Brayton
 +
 +
Beliau awalnya memberi tau kami tentang pengenalan turbin gas, yaitu merupakan combustion turbine yang memiliki beberapa konfigurasi seperti turbojet, turboprop, turboshaft, high-bypass turbofan, low bypass afterburning turbofan. Terdapat beberapa pertimbangan dalam memilih turbin gas, beberapa pertimbangan tersebut adalah tahun dibuat produknya, efisiensi site, heat rate, dan fuel consumption. Combined Cycle Power Plant merupakan pembangkit listrik menggunakan siklus dari Turbin gas dan juga Turbin uap yang penjelasan setiap part dan juga rangkaian sistemnya seperti tugas yang diberikan oleh Pak Hariyotejo
 +
 +
== '''Tugas Besar''' ==
 +
 +
Sinopsis Tugas Besar
 +
 +
Kali ini, saya diberikan tugas besar oleh Pak Ahmad Indra untuk merangkum kurang lebih apa yang saya pelajari selama di sistem fluida ini. Saya disini akan membuat suatu sistem fluida yaitu sistem perpipaan
 +
 +
 +
Latar Belakang
 +
 +
Dari awal saya mempelajari sistem fluida ini, saya menggunakan beberapa software yaitu CFDSOF, sedikit dari Autodesk Inventor, dan juga OpenModelica. Dari semua yang sudah saya pelajari itu, saya diminta untuk melakukan analisis dengan tools tugas besar ini untuk memperdalam ilmu saya dalam analisa pada suatu sistem fluida dan disini saya akan menggunakan ketiga software OpenModelica untuk menganalisa Water Heating System yang ada pada library OpenModelica
 +
 +
 +
Tujuan
 +
 +
Dari tugas ini, tujuan yang akan saya capai adalah memahami Pumping system, mampu membuat pemodelan pada pumping system didalam OpenModelica, memahami parameter-parameter yang ada, mendapat hasil akhir yang didapat setelah melakukan simulasi
 +
 +
 +
Metodologi
 +
 +
Metodologi yang akan saya gunakan adalah
 +
 +
1. Saya akan mempelajari terlebih dahulu model nyata atau flow diagram dari Pumping system
 +
 +
2. Membuat model system di OpenModelica
 +
 +
3. Lalu saya menginput atau merubah parameter yang ada di dalam sistem ini
 +
 +
4. Simulasi
 +
 +
5. Jika terdapat error pada saat ingin simulasi atau pada saat tahap pengecekan, saya akan merubah parameter atau codingan yang ada
 +
 +
6. Jika tidak ada error, saya akan mendapatkan output yang saya inginkan
 +
 +
Saat saya melakukan pemodelan di Open Modelica saya mengacu pada sebuah model sederhana dari pada pumping system dimana ada sumber air yang akan dialiri melalui pompa centrifugal dan melewati pipa, dimana air ini akan disimpan di sebuah reservoir kemudian akan disalurkan ke saluran yang ada di rumah, namun saat saya memodelkan di Open Modelica saya terkendala suatu hal yang saya tidak mengerti, sehingga saya belum dapat melakukan simulasinya, problem terlampir dalam gambar di bawah:
 +
 +
[[File:tubessisflubagir1.png|500px]]
 +
 +
[[File:tubessisflubagir2.png|500px]]
 +
 +
Kemudian saya mencoba melakukan pemodelan simulasi yang lebih rumit dengan mengacu pada yang ada pada examples di Open Modelica dengan kasus yang sama yakni Pumping System, namun ketika saya hendak melakukan simulasi muncul kendala yang sama yang saya belum dapat ketahui penyebabnya, sehingga hal ini masih menyulitkan saya dalam melakukan simulasi. Berikut gambarannya
 +
 +
[[File:tubessisflubagir3.png|500px]]
 +
 +
[[File:tubessisflubagir4.png|500px]]
 +
 +
Kemudian saya mencoba mencari tahu permasalahannya dengan bertanya kepada teman saya, dan saya akhirnya dapat memperbaiki parameter yang diberitahu di sistem,
 +
 +
[[File:tubessisflubagir5.png|500px]]
 +
 +
Namun kemudian ketika saya menjalankan simulasi lagi terjadi kesalahan lagi berupa kesalahan pembacaan pada boundary dimana sistem mengira parameter yang saya masukkan merupakan integer kemudian saya menghapus parameter yang bermasalah dan mencoba melakukan simulasi lagi untuk mengetahu apakah semua parameter sudah benar.
 +
 +
[[File:tubessisflubagir6.png|500px]]
 +
 +
Namun ternyata masih terdapat masalah yaitu saya harus memasukkan kata "redeclare package Medium = Medium" pada component yang disebutkan di sistem
 +
 +
[[File:tubessisflubagir7.png|500px]]
 +
 +
Kemudian setelah saya melakukan simulate lagi ternyata ada permasalahan kembali, namun pada permasalahan kali ini saya belum mengetahui alasannya karena kesalahannya berada pada sources di Open Modelica yang tidak bisa saya perbaiki langsung, dan pada write model Tubes saya, saya belum mengetahui letak kesalahannya yang harus diperbaiki agar sources nya menjadi benar sehingga saya masih mengalami kendala pada saat menjalankan simulasi:
 +
 +
[[File:tubessisflubagir8.png|500px]]
 +
 +
 +
Sebenarnya saya ingin melakukan perbandingan terhadap pengaruh dari pressure dari pompa centrifugal yang akan memengaruhi ketinggian menyalurkan air dan juga lama nya waktu untuk reservoir terisi penuh(Debit nya). Dimana berdasarkan teori semakin besar perbedaan tekanan masuk dan tekanan keluar pompa maka semakin juga tinggi Head dari pompa
 +
 +
[[File:tubessisflubagir9.png|500px]]
 +
 +
dan juga berdasarkan eksperimen yang saya dapat dari jurnal semakin tinggi tekanan maka debit keluaran juga akan semakin besar yang berarti waktu untuk reservoir terisi penuh juga akan semakin sebentar
 +
 +
[[File:tubessisflubagir10.png|500px]]
 +
 +
Referensi
 +
 +
Modul Pompa Sentrifugal
 +
 +
Salam,Nassarudin,2013,Pengaruh Perubahan Tekanan Tangki Tekan Terhadap Kinerja Pompa Sentrifugal
 +
 +
== UAS ==
 +
 +
 +
NO.1
 +
 +
[[File:UASsisflubagir1.jpg]]
 +
 +
 +
 +
NO.2
 +
 +
[[File:UASsisflubagir2.jpg]]
 +
 +
 +
 +
NO.3
 +
 +
[[File:UASsisflubagir3.jpg]]
 +
 +
 +
 +
NO.4
 +
 +
[[File:UASsisflubagir4.png]]

Latest revision as of 12:35, 18 January 2021

BIODATA

alt text

Nama : Muhammad Bagir Alaydrus

NPM : 1806233373

Kelas : Sisflu-03

TTL : Jakarta, 8 Oktober 2000

Jurusan : Teknik Mesin



Pertemuan 1

Pada pertemuan 1 ini kita diminta untuk melakukan simulasi terhadap gate valve yang sudah ada geometri nya, yaitu dengan melakukan langkah-langkah sesuai video penjelasan yang diberikan kita melakukan presolve dengan melakukan geometri mesh, simulation model kemudian run solver dan didapatkan hasil seperti yang ada di gambar,

Gatebagir1.png

Gatebagir2.png

Kemudian setelah itu kita melakukan post process dengan paraview untuk mencari pressure drop dan didaptakan hasil tekanan pada inlet sebesar 0.0010025 dan tekanan pada outlet sebesar 0.000286522. setelah itu kita dapat menghitung pressure drop dengan mengurangkan tekanan pada inlet dikurangi tekanan outlet sehingga didapatkan hasil 0.000715978,

Gatebagir3.png

Gatebagir4.png

Tugas 1

Pada tugas 1 ini saya mengambil geometri Ball Valve seperti yang ada di gambar, Ballbagir1.png

Kemudian saya mengikuti instruksi seperti yang ada di video simulasi yaitu mengecek mesh, simulation model sampai kira-kira sesuia dengan yang ada di video, kemudian saya melakukan run solver dengan 3000 iterations dan kemudian didapatkan hasil residual seperti gambar yang saya lampirkan dibawah

Ballbagir2.png

Ballbagir3.png

Kemudian setelah itu kita lanjut ke tahap post process yaitu menggunakan Paraview untuk kita dapat mencari pressure drop, kita dapat menghitung dengan kalkulator yang ada di paraview dengan mencari P inlet dan outlet, dan didapatkan hasil dari paravie yaitu P total inlet= 1461.2 dan P total Outlet = 243.50. Dan setelah itu kita dapat menghitung manual pressure drop dengan mengurangkan P inlet-P outlet = 1.217,7 Pa, dan saya lampirkan dibawah bebebrapa fot hasil ketika saya melakukan simulasi di paraview

Ballbagir4.png

Ballbagir5.png

Ballbagir6.png

Pertemuan 2

Pada pertemuan 2 kali ini Pak Dai membahas kita harus dapat mendesain suatu pompa yang mana power nya harus kita ketahui benar yang kita bisa dapatkan melalui persamaan P = p.g. Q. H dan juga bisa meallui segitiga kecepatan yang didapatkan bisa secara teoritis ataupun numerik seperti CFD. Yang dimana ilmu fluida dapat dicari dengan 3 metode yaitu teoritis, eksperimen, dan numerik seperti CFDSOF

Kemudian kita juga membahas mengenai apa itu sistem fluida, dimana sistem fluida adalah suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen yang bekerja untuk menjalankan suatu tujuan tertentu, Pak Dai memberikan contoh seperti dunia ini yang semuanya merupakan subsistem kecuali alam semesta.

Kemudian juga dibahas perbedaan turbin impuls dan reaksi yang mana saya masih kurang paham, yang saya mengerti yaitu sudu turbin impuls berbentuk mirip masuk dikarenakan untuk adanya perbedaan kecepatan masuk dan keluar sudu sehingga menimbulkan impuls, sedangakan turbin reaksi memanfaatkan gaya lengan dan terjadi momen sehingga menimbulkan gaya angkat.

dan kami diberikan tugas untuk memahami sistem fluida dengan aplikasi openmodelica

Tugas 2

Pada tugas kali ini saya mempelajari sistem tangki kosong yang sudah ada pada contoh di OpenModelica, ada 3 contoh yang diberikan di OpenModelica yaitu ThreeTank, OverflowTank, dan EmptyTanks. Dan yang saya coba yaitu Empty Tank , yaitu caranya kita klik tombol Fluid di Modelica kemudian klik examples kemudian klik Tanks dan klik Empty Tanks, setelah kita klik maka akan muncul gambar seperti dibawah ini:

Emptytanksbagir1.png

Kemudian itu kita dapat mengubah parameter-parameter dari tangki maupun pipa kita jika diperlukan

Emptytanksbagir2.png

Dan setelah itu kita dapat simulasikan dan kita dapat mem plotting variabel yang kita mau, terdapat banyak hasil yang muncul dimana saya mengambil contoh dengan membandingkan dua kecepatan pada tank1 dan tank 2 dengan mem plottingnya.

Emptytanksbagir3.png

Kita dapat juga mensimulasikan contoh lain yang ada di modelica dengan parameter-parameter yang dapat kita sesuaika n.

Pertemuan 3

Pada pertemuan kali ini Pak Dai pada awalnya menjelaskan tentang Pemodelan sistem fluida

Pemodelan Sisflu adalah sebuah usaha mempelajari sistem aktual melalui sistem yg di simplifikasi baik geometri dan variabel tanpa memengaruhi keakuratan yg dapat me representasikan kondisi aktual, krn sulit utk mepelajari kondisi aktual krn cukup kompleks krn banyak variabel yg berpengaruh dan tidak linier sehingga di sederhanakan utuk memudahkan studi.

Kemudian dilanjutkan dengan pak Haryo yang menjelaskan beberapa example simulasi yang ada di OpenModelica yaitu yang pertama yang ada pada bagian Thermal di bagian Fluid Heat Flow dimana kita seharusnya tidak hanya bisa menjalankan simulasi tetapi kita juga harus bisa menganalisis hasil ataupun simulasi yang ingin kita jalankan sebagai implementasi dari ilmu keteknikan.

Kemudian pak Haryo juga memberi tugas untuk 2 contoh yang sudah ada di OpenModelica nya dan ditentukan Dari sistem fluida yang diberikan dalam gambar-gambar berikut, buatlah analisa pemodelannya sbb : 

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada
2. Prosedur analisa pemodelan
3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan
4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan
5. Berikan hasil-hasil simulasi parameter untuk mendukung kesimpulan yang diperoleh

Tugas 3

No.1

Fotobgr1.png

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada

Sistem pemanas sederhana dengan siklus aliran tertutup. Setelah 2000-an waktu simulasi katup sepenuhnya terbuka. Kontrol idealisasi sederhana tertanam ke dalam komponen masing-masing, sehingga sistem pemanas dapat diatur dengan katup: pompa mengontrol tekanan, pembakar mengontrol suhu

2. Prosedur analisa pemodelan

Untuk melakukan analisa pada simulasi kita pertama dapat memastikan tools yang ingin kita pakai sudah terhubung semua di modelling, kemudian setelah itu kita dapat mengecheck model dan kita dapat juga merubah parameter tiap tools nya sesuai dengan yang kita butuhkan. Kita dapat juga mengecheck equation apakah sudah sesuai dengan hukum fisika yang berlaku. kemudian kita dapat menjalankan simulasi dan didapatkan hasil berupa variabel dan grafik-grafik dan kita dapat menganalisa output yang kita perlukan.

3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Seharusnya dari informasi yang ada di Open Modelica kita dapat menganalisa hasil yaitu Perbedaan temperatur dan laju untuk pengaturan yang berbeda, namun saya belum dapat melakukan simulasi karena ada maslah saat menjalankan simulasi yang saya belum mengetahui penyebabnya, namun sistem ini bekerja yaitu dengan adanya aliran berawal dari tangki yang diasumsikan terisolasi dari pengaruh luar. Lalu pompa menarik fluida dari tangki menuju sistem pemanas. Aliran lalu melewati sensor untuk menghitung laju perpindahan massa. Setelah melewati sensor, aliran melewati pipa yang dipanaskan oleh pemanas (burner). Temperatur aliran lalu dihitung oleh sensor temperatur forward dan menuju ke katup. Saat aliran melaju melewati pipa terjadi perpindahan kalor dan massa antara dalam pipa dan ambient. Fluida alira lalu terhentikan di valve yang dikontrol. Lalu aliran yang melalui valve, melaju kembali menuju tangki. Selama proses dari pemanas hingga mencapai tangki, terjadi perpindahan kalor dan massa sepanjang pipa.

4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan

Hk. Konservasi Energi

Hk. Konservasi massa

Hk. Konservasi momentum

perpindahan kalor

5. Berikan hasil-hasil simulasi parameter untuk mendukung kesimpulan yang diperoleh

Fotobagir05.png

Fotobagir06.png

No.2

Fotobgr2.png

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada

Sistem 3 tangki identik dengan ketinggian awal fluida yang berbeda-beda. Ketiga pipa saling tersambung oleh model pipa tanpa perpindahan kalor dan massa.

2. Prosedur analisa pemodelan

Untuk melakukan analisa pada simulasi kita pertama dapat memastikan tools yang ingin kita pakai sudah terhubung semua di modelling, kemudian setelah itu kita dapat mengecheck model dan kita dapat juga merubah parameter tiap tools nya sesuai dengan yang kita butuhkan. Kita dapat juga mengecheck equation apakah sudah sesuai dengan hukum fisika yang berlaku. kemudian kita dapat menjalankan simulasi dan didapatkan hasil berupa variabel dan grafik-grafik dan kita dapat menganalisa output yang kita perlukan.


3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Dari hasil simulasi dapat di interpretasi yaitu ketinggian pada setiap tank akan berubah seiring waktu sampai mencapai keadaan setimbang, saya mencoba membandingkan grafik ketinggian ketiga tank pada detik ke 100 dan 200 dapat dilihat di bawah bahwa ketinggian tank ke 3 pada detik ke 100 yaitu 6,5 m dan pada detik ke 200 adalah 6,7 m. Hal ini dikarenakan perbedaan tekanan pada tiap tanki pada kondisi awal yang menyebabkan air dari tangki yang tekanannya lebih tinggi akan berpindah ke tangki yang bertekanan lebih rendah sampai mencapai kondisi setimbang.

4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan

- Hk. Konservasi Energi,massa,momentum yang dapat dijasikan mencari rumus pressure drop

5. Berikan hasil-hasil simulasi parameter untuk mendukung kesimpulan yang diperoleh

Fotobagir01.png

Fotobagir02.png

Fotobagir03.png

Fotobagir04.png

Pertemuan 4

pada pertemuan ini Pak hario membuka kelas untuk mengajar kami mengenai open modelica kembali. Pertama-tama, beliau mengajarkan kami tentang pembuatan komponen pada sistem. Jadi kita bisa membuka libraries dan menemukan komponen, kemudian kita bisa ngedrag open tanks dan pipa untuk di sambungkan. Cara menyambungkannya adalah mengedrag titik yang ada di bawah tanki dan klik untuk mengubah arah dari vertikan ke horizontal, kemudian klik kembali untuk menyambungkan dengan pipa. Begitu pula dari pipa ke tanki 2.

Dengan memasuki model ini, maka kode program dari komponen otomatis masuk ke bagin text document. kemudian ada equation untuk menyambungkan komponen-komponen tersebut. Kita me remodel dari two tanks yang sudah ada di example dengan memasukan komponen sendiri.

Tugas 4

Pada tugas kali ini pak Hariyo memberikan tugas untuk mencoba dan menganalisa sebuah sistem turbin uap yang ad apad aOpen Modelica dan ada juga beberapa pertanyaan yang harus kita jawab.

Fotobagir7.png

Berikut jawabannya:

1. Bagaimanakah analisa termodinamika (konservasi massa dan energi) pada sistem tersebut, buat skematik analisisnya

Dari gambar soal tersebut, turbin terdiri dari turbin gas dan turbin uap. namun perbedaanya, pada turbin gas menggunakan siklus Brayton sedangkan pada turbin uap menggunakan siklus rankine. secara general beberapa langkah cara kerja dari sistem ini adalah sebagai berikut. pada turbin gas, bahan bakar dimampatkan dan dilakukan proses combution sehingga udara panas mengalir dan memutar sudu-sudu dan memutar turbin gas tersebut. generator yang berputar mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. setelah itu, udara panas dimanfaatkan oleh sebuah sistem yang bernama HRSG (Heat Recovery Steam Generator) yang menangkap panas dari udara yang keluar tadi dihantarkan ke steam turbine. disini udara masuk ke turbin multi stage. Setelah udara panas dihantarkan oleh HRSG, makan mulai masuk kepada turbin steam untuk mentransformasi energi yang masih ada didalam fluida menjadi energi listrik tambahan. sehingga efisiensi dari turbin jenis ini lebih biasa daripada turbin satu stage saja.

Berikut gambaran siklus Brayton dan Siklus Rankine yang digunakan pada kedua jenis turbin tersebut:

Fotobagir8.jpg

Fotobagir9.jpg

2. Lakukan identifikasi komponen-komponen utama pada sistem serta berilah deskripsi fungsi kerjanya dalam sistem dan penjelasan analisis parameter yang digunakan.

A. Gas Turbine System

1. Gas Turbine

Fotobagir10.png

2. Compressor

Fotobagir11.png

3. Combustion Chamber

Fotobagir12.png

1. Valve = berguna untuk mengatur aliran dengan membuka atau menutup katup. Parameter dari valve ini adalah Max. CV, Fluid average pressure, dan Fluid specific enthalpy.

Fotobagir13.png

2. Pipa = berguna sebagai wadah atau media untuk fluida mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Parameter dari pipa adalah Diameter, panjang, average fluid pressure.

Fotobagir14.png

3. Pompa = berguna untuk menggerakkan fluida dengan mengatur tekanan. Parameter dari pompa adalah Coeff. Pump, laju massa, laju volume, dan Fluid average pressure

Fotobagir15.png

4. Kondensor = berfungsi untuk mengubah uap menjadi air yang nantinya akan digunakan kembali dalam siklus ini. parameter dari kondensor adalah Cavity volume, Cavity cross-sectional area, Fraction of initial water volume in the drum, Pipe internal diameter, Friction pressure loss coefficient, dan Number of pipes in parallel

Fotobagir16.png

5. Drum = berfungsi untuk menampung air dan uap (saturated steam) panas dengan perbandingan 50 - 50. parameter dari drum adalah diameter, cross area, tinggi

Fotobagir17.png

6. Generator = berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik. parameter dari generator adalah efisiensi

Fotobagir18.png

7. Heat exchanger = berfungsi untuk mengubah temperatur dari fluida yang dipakai. parameter dari heat exchanger adalah Exchanger length, Number of segments, Pipe internal diameter, dan Number of pipes in parallel

Fotobagir19.png

8. Steam turbine = berfungsi untuk mengubah energi panas menjadi energi gerak untuk menggerakan blade sehingga dapat memnggerakan generator. parameter dari steam turbine adalah Nominal compression nominal rate, Compressor nominal efficiency, Turbine nominal expansion rate, Turbine nominal efficiency, Turbine reduced mass flow rate, Chamber pressure loss coefficient, dan Combustion chamber thermal losses

Fotobagir20.png

9. Water Mixer = berfungsi untuk mencampurkan fluida dari beberapa inlet menjadi lebih sedikit daripada inlet pada awalnya. Parameter dari water mixer adalah kecepatan, tekanan, dan ketinggian.

Fotobagir21.png

10. Water Splitter = berfungsi untuk memecah satu aliran atau lebih dari sebuah inlet menjadi lebih banyak, kebalikan dengan water mixer. Parameter dari water splitter adalah kecepatan, tekanan, dan ketinggian.

Fotobagir22.png

3. Medium fluida kerja apa saja yang terjadi dalam proses siklus tersebut, dan bagaimanakah proses analisis perhitungan dalam pemodelan.

Medium fluida kerja yang bekerja dalam proses tersebut sebagian besar adalah Mesin Fluida, yaitu:

Turbin Gas (Menghasilkan kerja) Turbin Uap (Menghasilkan kerja) Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja) Kompresor (Membutuhkan kerja) - Pada Analisa perhitungannya menggunakan hukum konservasi energi dan konservasi massa,

- Pada kompresor,pompa,turbin dan HRSG mengalami proses adiabatik,yang dimana proses adiabatic adalah proses yang tidak terjadi pergantian kalor dari sistem kelingkungan ataupun sebaliknya.

- proses ini diasumsikan kondisi steady state dan energi kinetic potensial diabaikan.

4. Jelaskan flow line (jalur koneksi) masing-masing yang diberi warna hitam, merah, dan biru sesuai dengan interkoneksi yang diberikan dalam diagram tersebut

- Jalur hitam

Jalur koneksi warna hitam yang tebal pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur gas yang terjadi pada sistem tersebut. Pada sistem tersebut, jalur gas tersebut adalah jalur suplai udara pada Gas Turbine dan jalur exhaust dari Gas Turbine

- Jalur merah

Jalur koneksi warna merah pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur uap temperatur tinggi pada sistem. Jalur uap tersebut melalui bagian Heat Exchanger, dan menyuplai uap untuk menggerakkan Turbin Uap Stodola.

- Jalur biru

Jalur koneksi warna biru pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur uap temperatur rendah pada sistem. Jalur ini terdapat di proses Heat Exchanger terutama pada bagian economizer, dan tangki penyimpanan.

Pertemuan 5

Pada pertemuan ini pak Hariyo menjelaskan tentang simulasi yang ada di Thermosyspro tentang test compressor, Caranya adalah dengan membuka system libraries dan memilih thermosyspro. Lalu, dipilih example, simple example, dan test compressor. Pak Haryo juga menjelaskan hal-hal terkait komponen pada diagram yang ada di text view. Selain itu, Pak Haryo menghimbau mahasiswa untuk membuat kembali (remodel) sistem tersebut.

Sebelum memulai remodel, Pak Haryo menjelaskan terkait dengan parameter yang ada. Seperti pada kompresor yang mempunyai parameter faktor kompresor, adanya power loses karena gaya gesek, serta efisiensi isentropik. Untuk remodel, kami dihimbau untuk membuat class baru yang memasukkan komponen-komponen seperti yang ada di example thermosyspro. Komponen tersebut terdapat di libraries dan di drag kedalam sistem yang akan kita buat. Setelah itu, dihubungkan antar komponen dan melakukan check model untuk memastikan apakah sama dengan example nya. Jika sama, maka bisa dilakukan simulais untuk memastikan kembali.

Selain pembahasan simulasi, ada juga tentang tugas besar yang akan dilakukan. Mahasiswa dihimbau untuk mempunyai gambaran tentang permodelan serta analisis bahan bakar dihasilkan. Nalisis tersebut berdasarkan desain yang bisa dianalisis dari konfigurasi yang sudah di tentukan. Permodelan dan analisis dari pemipaan yang ada dalam pengolahan bahan bakar di proses hingga terdapat hasil bahan bakar dalam proses reaksi dalam reaktor. Reaktor tersebut terdapat temperatur pembakaran, laju udara, laju partikel patalis, dan sebagainya. Mahasiswa dihimbau untuk menganalisis hidrodinamik dari sistem tersebut.

Pertemuan 6

Pada pertemuan ini, kami kedatangan dosen tamu yaitu CEO dari PT. Indopower Internasional, Bapak Dr. Ir. Harun Al Rasyid tentang Combined Cycle Power Plant.

Sebelum membahas mengenai CCPP, pak Harun memberikan sedikit pengenalan mengenai turbin gas. Di awal tahun 1950, sekitar 224 turbin gas mulai beroperasi di seluruh dunia. Kapasista turbin gas pada saat itu berkisar sekitar 27.000kW. Turbin gas merupakan combustion turbine yang memiliki beberapa konfigurasi seperti turbojet, turboprop, turboshaft, high-bypass turbofan, low bypass afterburning turbofan. Sekedar pengetahuan, turboprop biasanya dipasang di pesawat karena paling hemat bahan bakar dibanding gas turbin lainnya. Turbin gas terdiri dari 2 tipe: 1.) Heavy Duty; 2.) Aeroderivative. Untuk siklus gas turbin yang digunakan adalah siklus Brayton

Beliau awalnya memberi tau kami tentang pengenalan turbin gas, yaitu merupakan combustion turbine yang memiliki beberapa konfigurasi seperti turbojet, turboprop, turboshaft, high-bypass turbofan, low bypass afterburning turbofan. Terdapat beberapa pertimbangan dalam memilih turbin gas, beberapa pertimbangan tersebut adalah tahun dibuat produknya, efisiensi site, heat rate, dan fuel consumption. Combined Cycle Power Plant merupakan pembangkit listrik menggunakan siklus dari Turbin gas dan juga Turbin uap yang penjelasan setiap part dan juga rangkaian sistemnya seperti tugas yang diberikan oleh Pak Hariyotejo

Tugas Besar

Sinopsis Tugas Besar

Kali ini, saya diberikan tugas besar oleh Pak Ahmad Indra untuk merangkum kurang lebih apa yang saya pelajari selama di sistem fluida ini. Saya disini akan membuat suatu sistem fluida yaitu sistem perpipaan


Latar Belakang

Dari awal saya mempelajari sistem fluida ini, saya menggunakan beberapa software yaitu CFDSOF, sedikit dari Autodesk Inventor, dan juga OpenModelica. Dari semua yang sudah saya pelajari itu, saya diminta untuk melakukan analisis dengan tools tugas besar ini untuk memperdalam ilmu saya dalam analisa pada suatu sistem fluida dan disini saya akan menggunakan ketiga software OpenModelica untuk menganalisa Water Heating System yang ada pada library OpenModelica


Tujuan

Dari tugas ini, tujuan yang akan saya capai adalah memahami Pumping system, mampu membuat pemodelan pada pumping system didalam OpenModelica, memahami parameter-parameter yang ada, mendapat hasil akhir yang didapat setelah melakukan simulasi


Metodologi

Metodologi yang akan saya gunakan adalah

1. Saya akan mempelajari terlebih dahulu model nyata atau flow diagram dari Pumping system

2. Membuat model system di OpenModelica

3. Lalu saya menginput atau merubah parameter yang ada di dalam sistem ini

4. Simulasi

5. Jika terdapat error pada saat ingin simulasi atau pada saat tahap pengecekan, saya akan merubah parameter atau codingan yang ada

6. Jika tidak ada error, saya akan mendapatkan output yang saya inginkan

Saat saya melakukan pemodelan di Open Modelica saya mengacu pada sebuah model sederhana dari pada pumping system dimana ada sumber air yang akan dialiri melalui pompa centrifugal dan melewati pipa, dimana air ini akan disimpan di sebuah reservoir kemudian akan disalurkan ke saluran yang ada di rumah, namun saat saya memodelkan di Open Modelica saya terkendala suatu hal yang saya tidak mengerti, sehingga saya belum dapat melakukan simulasinya, problem terlampir dalam gambar di bawah:

Tubessisflubagir1.png

Tubessisflubagir2.png

Kemudian saya mencoba melakukan pemodelan simulasi yang lebih rumit dengan mengacu pada yang ada pada examples di Open Modelica dengan kasus yang sama yakni Pumping System, namun ketika saya hendak melakukan simulasi muncul kendala yang sama yang saya belum dapat ketahui penyebabnya, sehingga hal ini masih menyulitkan saya dalam melakukan simulasi. Berikut gambarannya

Tubessisflubagir3.png

Tubessisflubagir4.png

Kemudian saya mencoba mencari tahu permasalahannya dengan bertanya kepada teman saya, dan saya akhirnya dapat memperbaiki parameter yang diberitahu di sistem,

Tubessisflubagir5.png 

Namun kemudian ketika saya menjalankan simulasi lagi terjadi kesalahan lagi berupa kesalahan pembacaan pada boundary dimana sistem mengira parameter yang saya masukkan merupakan integer kemudian saya menghapus parameter yang bermasalah dan mencoba melakukan simulasi lagi untuk mengetahu apakah semua parameter sudah benar.

Tubessisflubagir6.png

Namun ternyata masih terdapat masalah yaitu saya harus memasukkan kata "redeclare package Medium = Medium" pada component yang disebutkan di sistem

Tubessisflubagir7.png

Kemudian setelah saya melakukan simulate lagi ternyata ada permasalahan kembali, namun pada permasalahan kali ini saya belum mengetahui alasannya karena kesalahannya berada pada sources di Open Modelica yang tidak bisa saya perbaiki langsung, dan pada write model Tubes saya, saya belum mengetahui letak kesalahannya yang harus diperbaiki agar sources nya menjadi benar sehingga saya masih mengalami kendala pada saat menjalankan simulasi:

Tubessisflubagir8.png


Sebenarnya saya ingin melakukan perbandingan terhadap pengaruh dari pressure dari pompa centrifugal yang akan memengaruhi ketinggian menyalurkan air dan juga lama nya waktu untuk reservoir terisi penuh(Debit nya). Dimana berdasarkan teori semakin besar perbedaan tekanan masuk dan tekanan keluar pompa maka semakin juga tinggi Head dari pompa

Tubessisflubagir9.png

dan juga berdasarkan eksperimen yang saya dapat dari jurnal semakin tinggi tekanan maka debit keluaran juga akan semakin besar yang berarti waktu untuk reservoir terisi penuh juga akan semakin sebentar

Tubessisflubagir10.png

Referensi

Modul Pompa Sentrifugal

Salam,Nassarudin,2013,Pengaruh Perubahan Tekanan Tangki Tekan Terhadap Kinerja Pompa Sentrifugal

UAS

NO.1

UASsisflubagir1.jpg


NO.2

UASsisflubagir2.jpg


NO.3

UASsisflubagir3.jpg


NO.4

UASsisflubagir4.png

Retrieved from "http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Valve-Muhammad_Bagir_Alaydrus&oldid=56648"