|
|
| (13 intermediate revisions by the same user not shown) |
| Line 1: |
Line 1: |
| − | [[File:2019-11-17.jpg ]]
| |
| | | | |
| − | Nama : Maha Hidayatullah Akbar
| |
| − |
| |
| − | NPM : 1906324132
| |
| − |
| |
| − | Program Studi : S2 Teknik Mesin Konversi Energi
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == '''Pertemuan ke 1 (3 Februari 2020)''' ==
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | '''BIODATA'''
| |
| − |
| |
| − | halo. nama saya maha hidayatullah akbar (1906324132), mahasiswa pascasarjana teknik mesin konversi energi
| |
| − |
| |
| − | '''apa itu komputasi ?'''
| |
| − |
| |
| − | Komputasi adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input. Data input disini adalah sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan sistem. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu komputer berpadu dengan ilmu matematika. Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan secara umum, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar terhadap bidang ilmu yang mendasari teori ini. Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.
| |
| − |
| |
| − | '''kemampuan dalam komputasi teknik '''
| |
| − |
| |
| − | terus terasng saya sendiri masih terhitung sangat pemula dalam bidang komputasi, saya sendiri baru memulai belajar matlab pada semester ini, tapi paling tidak saya pernah menghitung konsumsi energi yang dihabiskan desalination plant PLTGU blok 1 berdasarkan data operasional log sheet harian untuk skripsi saya.
| |
| − |
| |
| − | == '''Pertemuan ke 2 (10 Februari 2020)''' ==
| |
| − |
| |
| − | Dalam pertemuan kali ini pak DAI menekankan bahwa kita selaku mahasiswa pasca sarjana, tidak akan lagi diajari materi oleh pak DAI melainkan kita harus mencari tau sendiri dan memaknai apa inti dari pelajaran itu, dan pentingnya inersia pribadi dalam diri yang saya akui masih terlalu besar didalam diri saya. muhasabah adalah kegiatan penting dimana adalah kesempatan untuk diri saya merenungkan diri saya sendiri sehingga menjadi pribadi yang lebih lebih baik dalam menjalani hari-hari dan juga dalam melakukan kegiatan saya maupun di dalam kelas komputasi teknik dan kelas lainnya.
| |
| − |
| |
| − | '''Tugas sinopsis skripsi'''
| |
| − |
| |
| − | Pada siklus PLTGU membutuhkan air demineralisasi yang baik hal ini dilakukan agar tetap menjaga kualitas air pengisi HRSG dan uap yang dihasilkannya. Tapi, sebelum mendapatkan air demineralisasi yang dibutuhkan adalah air tawar yang mana air laut harus diubah dulu menjadi air tawar. Karena mahalnya dan sulitnya mengadakan air tawar dalam bentuk jadi, maka di buatlah desalination plant yang merubah air laut menjadi air tawar. Pada Desalination Plant air laut di rubah menjadi air tawar yang memiliki stadart baku tersendiri. Desalinasi adalah proses pemurnian atau pengurangan garam terlarut di dalam air laut yang lebih besardari 1000 ppm hingga 40.000 ppm menjadi air tawar dengan konsentrasi garam terlarut di bawah 1000 ppm.[6]. Desalinasi pada hakikatnya dapat di klasifikasi menjadi dua jenis, yaitu thermal method dan membrane processes. Contoh daripada thermal method adalah Multi-Effect Distillation (MED), Multistage Flash (MSF) and Vapour Compression (VC) sementara Reverse Osmosis (RO) adalah membran yang paling populer. Metode thermal terlihat lebih efektif dalam hal effisiensi dibanding proses membrane pada desalinasi di air yang sangat asin. PLTGU UP Gresik menggunakan thermal method dengan teknologi MSF yang mana membutuhkan energi thermal dan electrical lebih banyak dari pada teknologi lain misal, RO dan MED. Karena MSF adalah metode yang memggunakan paling banyak energi, paling banyak gas rumah kaca diperlukannya sebuah analisa perhitungan berapa banyak energi dan berapa banyak cost. Yang dibutuhkan agar kedepannya PT PJB UP Gresik dapat mengetahui dan mengoptimalkan Desalination Plant yang mereka miliki. Brikut salah satu hasil penulisan analisa harga distillate vs available energy pada brine heater desalination plant
| |
| − |
| |
| − | [[File:Desal.png]]
| |
| − |
| |
| − | '''Hal yang bisa dilakukan untuk skripsi saya'''
| |
| − |
| |
| − | 1) melakukan perhitangan CFD terhadap aliran thermal pada brine heaternya
| |
| − |
| |
| − | 2) mencari harga optimum dengan merubah beberapa pola operasi
| |
| − |
| |
| − | '''Sinopsis Power Point Skripsi'''
| |
| − |
| |
| − | [[File:Hal1.png]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Hal 2.png]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Hal3.png]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Hal4.png]]
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == Tugas 4 Permodelan ==
| |
| − |
| |
| − | '''simulasi cfd pada skripsi'''
| |
| − |
| |
| − | Pada skripsi saya kali ini saya lebih mendefinisikan apa yang terjadi pada desalination plant tipe MSF yang dipanaskan oleh brine heater, dibawah adalah contoh cmeshing dan cfd pada salah satu pipa pada brine heater. kenapa satu ? karena jika saya menggambar semua komponen brine heater pada solidwork mungkin akan lama dan sulit, yang notabene saya masih suka melakukan kesalahan saat melakukan simulasi cfd. pada tube tersebut dapat dilihat bahwa air bersuhu 80 C dipanaskan dengan aliran heat flux 100 W/m^2
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | [[File:Mesh12.png]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:[[File:Solidwork.png]]
| |
| − |
| |
| − | '''Permodelan CFD pada aliran Fluida dan Perpindahan panas'''
| |
| − |
| |
| − | saya menulis ini dalam rangka mencari tahu, apa yang sebenarnya ada pada cfd, jadi ini mungkin tulisan yang belum sempurna, dan datang dari penulis yang belum sempurna pula ilmunya.
| |
| − |
| |
| − | CFD Sebenarnya bisa diselesaikan dengan 3 persamaan governing equition yaitu :
| |
| − |
| |
| − | 1) konservasi massa
| |
| − |
| |
| − | 2) Konservasi momentum linear (hukum kedua newton)
| |
| − |
| |
| − | 3) konservasi energi (hukum ke 1 termodinamika)
| |
| − |
| |
| − | kita akan bicara sedikit tentang governing equition pada tahap ke 3, konservasi energi, langsung pada kasus skripsi saya, yang mengalir pada pipa brine heater yaitu air laut yang nota bene kita tahu bahwa air itu incompresibble, oleh karena itu dibutuh kan persamaan aliran fluida dan energi pada bentuk silindris, mengingat air panas mengalir di pipa
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | mungkin minggu depan saya akan sedikit menganalisa rumus ini
| |
| − |
| |
| − | == '''Tugas 2 Maret 2020''' ==
| |
| − |
| |
| − | Cara menghitung kebutuhan kalori tiap orang berbeda-beda, karena akan dihitung berdasarkan jenis kelamin, usia, tinggi dan berat badan, komposisi tubuh, aktivitas, hingga keadaan fisik masing-masing. Kalori yang dibutuhkan oleh laki-laki berbeda dengan perempuan meskipun berada pada rentang usia yang sama. Dua orang yang kembar sekalipun akan memiliki kebutuhan kalori yang berbeda, tergantung pada keadaan fisik dan aktivitasnya sehari-hari.
| |
| − | Standar asupan kalori per hari berbeda-beda di tiap negara. Di Amerika, laki-laki disarankan untuk mengonsumsi 2700 kalori per hari dan wanita 2200 kalori per harinya. Sementara berdasarkan National Health Service di Inggris, laki-laki disarankan mengonsumsi 2500 kalori dan wanita 2000 kalori. Berbeda dengan FAO yang menyarankan orang dewasa rata-rata harus mengonsumsi minimal 1800 kalori per hari. BMR atau Basal Metabolic Rate adalah jumlah energi yang dikeluarkan pada tubuh manusia dalam satu hari dimana kondisi tubuh saat istirahat atau tidak, dimana persamaan yang di kembangkan oleh Harris Benedict :
| |
| − |
| |
| − | - kebutuhan energi laki-laki = 66,5 + 13,8 x (berat badan dengan satuan kilogram) + 5 x (tinddi badan dengan satuan centimeter) dibagi dengan 6,8 x umur
| |
| − |
| |
| − | - kebutuhan energi wanita = 655,1 + 9,6 x (berat badan dengan satuan kilogram) + 1,9 x (tinggi badan dengan satuan centimeter) dibagi dengan 4,7 x umur
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | [[File:Bmr manusia dewasa.png]]
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == '''Tugas 9 Maret 2020''' ==
| |
| − |
| |
| − | Saya merepresentasikan tahapan simulasi dengan pengertian saya sendiri harus dilakukan adalah sebagai berikut:
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | 1) Problem definition
| |
| − |
| |
| − | Menentukan problem utama dalam sistem yang hendak diselesaikan.
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | 2) Identify the component (do a diagnostic)
| |
| − |
| |
| − | Menentukan karakteristik sistem. Meliputi tujuan sistem (objective), kriteria sistem, interval waktu sistem, sifat statis/dinamis, menentukan variabel, parameter dan hubungan antara variabel dan parameter.
| |
| − |
| |
| − | 3) Draw a conceptual model if possible
| |
| − |
| |
| − | Gambar model tersebut dalam rich picture dan influence diagram
| |
| − |
| |
| − | 4) Select methodology
| |
| − |
| |
| − | Pilih metode yang akan digunakan
| |
| − |
| |
| − | 5) Formulate a model
| |
| − |
| |
| − | Buat model rumus matematis dari permasalahan tersebut
| |
| − |
| |
| − | 6) Model Validation
| |
| − |
| |
| − | Validasi model untuk mengecek apakah model sesuai dengan kondisi nyata. Sedangkan verifikasi model adalah untuk memastikan model yang dibuat sesuai dengan metodologi dan kaidah keilmuan.
| |
| − |
| |
| − | 7) Implementation
| |
| − |
| |
| − | Model dapat diklasifikasikan menjadi model diskrit dan kontinu (berkaitan dengan penentuan waktu interval), deterministik dan stokastik (berkaitan dengan sifat probabilistik), simbolis dan matematis (simbolis seperti gambar atau kode, matematis bersifat perhitungan secara matematika).
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == '''UTS''' ==
| |
| − |
| |
| − | 1) membuat optimasi kebutuhan manusia
| |
| − |
| |
| − | pada kali ini saya akan membuat grafik saya seminggu mengerjakan apa saja dan makan apa saja, setidaknya saya bisa membuat grafik sesuai dengan aktivitas dan makanan apa yang saya makan, berikut jumlah makan beserta jenisnya dan aktivitas apa yang saya lakukan
| |
| − |
| |
| − | [[File:Aktitivitas dalam jam.png ]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Jumlah makanan (gram).png]]
| |
| − |
| |
| − | setelah diketahui apa saja yang saya makan, kita bisa mengestimasi berapa kalori yang saya makan dan berapa kalori yang saya habiskan ketika beraktivitas
| |
| − |
| |
| − | [[File:Jenis kegiatan.png]] [[File:Jenis makanan.png ]]
| |
| − |
| |
| − | mengestimasi kalori keluar dan masuk
| |
| − |
| |
| − | [[File:Aktivitas per hari.png ]] [[File:Makanan dimakan.png]]
| |
| − |
| |
| − | lalu didapat grafik beserta formula trendnya, unutuk masing masing kalori dimakan dan dikeluarkan
| |
| − |
| |
| − | [[File:Grafik kalori dikeluarkan.png]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Grafik kalori dimakan.png]]
| |
| − |
| |
| − | 2) Draft Project komputasi Teknik
| |
| − |
| |
| − | '''abstract'''
| |
| − |
| |
| − | Air adalah bagian kunci dari keberhasilan pembangkit listrik tenaga thermal, terutama pembangkit listrik siklus gabungan (combined cycle). Air diubah menjadi uap oleh Heat Recovery Steam Generator. Ini bertujuan uap untuk memutar turbin uap. HRSG dan turbin uap memiliki standar air umpan dan uap sendiri. untuk mencapai standar ini, air membutuhkan perlakuan yang baik. Air umpan di HRSG berasal dari air laut yang telah dikurangi salinitasnya dan kandungan mineral lainnya, untuk menghilangkan kandungan mineral yang tidak diinginkan ini terutama kandungan garamnya, PLTGU gresik membutuhkan desalination plant. Desalination plant, pengurang kadargaram, adalah bagian yang sangat penting yang menyediakan air distilat. Seiring berjalannya waktu, kemampuan desalination plant telah berkurang, konsumsi energi terutama konsumsi uap meningkat tetapi di sisi lain kinerja desalination plant berkurang. Ini menyebabkan biaya operasional lebih mahal. Penelitian ini dilakukan untuk mengukur berapa banyak energi yang dikonsumsi dan berapa banyak biaya operasi yang dihabiskan dalam 1 tahun terakhir. Ditemukan bahwa harga rata rata air desalinasi pada satu tahun berkisar $6/m3 dengan harga tertinggi pada bulan september yaitu sebesar $ 9,66/m3 dan memiliki Gain Ratio yang digunakan sebagai indikator konsumsi energi dengan titik terendah 3,43 dengan rata rata satu tahun 5,54
| |
| − |
| |
| − | '''Rumusan masalah'''
| |
| − |
| |
| − | • Berapa biaya operasi perbulan dan pertahun dari plant Maret 2017- Maret 2018?
| |
| − |
| |
| − | • Berapa konsumsi energi perbulan rentang Maret 2017- Maret 2018 ?
| |
| − |
| |
| − | '''batasan masalah'''
| |
| − |
| |
| − | 1. Analisa konsumsi energi hanya memakai metode yang dipakai di jurnal yang di refferensikan.
| |
| − |
| |
| − | 2. Tidak membahas biaya operasi dan konsumsi energi dari bagian part part desalination Plant .
| |
| − |
| |
| − | 3. Penurunan temperatur disetiap tahap stage adalah konstan.
| |
| − |
| |
| − | 4. Kualitas ditillate tidak diamati
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | • Apakah GR yang berbanding terbalik dibawah sudah sesuai dengan hasil real nanti pada saat penelitian ?
| |
| − |
| |
| − | '''video presentasi belajar'''
| |
| − |
| |
| − | kali ini saya akan mendemontrasikan permodelan pada plat berongga kondisi panas steady state
| |
| − |
| |
| − | [[File:Maha 1.mp4]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Maha 2.mp4]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Maha 3.mp4]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Maha 4.mp4]]
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | =='''Quiz komputasi teknik'''==
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | berikut link excel dan word dari quiz komputasi teknik
| |
| − |
| |
| − | [https://drive.google.com/file/d/1fzxjrIRpgSs69PKTtejsku_UV_szSlpO/view?usp=sharing]
| |
| − |
| |
| − | [https://drive.google.com/file/d/1sR6x8As1pOGyuCXi-8wH3gqzKpDPAh55/view?usp=sharing]
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == Penggunaan Finite element pada spring dan aplikasinya pada Simulink ==
| |
| − |
| |
| − | Getaran merupakan gerak osilasi di sekitar titik atau posisi seimbang yang disebabkan oleh getaran udara atau gaya eksitasi, misalnya mesin atau alat-alat mekanik lainnya. Semua mesin yang beroperasi pasti bergetar meskipun intensitasnya sangat kecil, oleh sebab itu getaran banyak dipergunakan untuk menganalisis mesin-mesin baik dari gerak rotasi atau translasi. Pada sebagian besar sistem mekanik dan struktur, getaran yang tidak diinginkan terjadi dan bahkan bersifat destruktif. Misalnya getaran pada rangka pesawat menyebabkan fatigue dan akhirnya mengakibatkan kerusakan. Struktur yang dirancang untuk mendukung mesin sentrifugal, seperti motor dan turbin, atau mesin reciprocating, seperti mesin uap dan gas juga mengalami getaran. Dalam hal ini, struktur atau komponen mesin yang bergetar dapat mengakibatkan kelelahan material yang dihasilkan variasi siklus dari induced stress. Selain itu, getaran menyebabkan keausan lebih cepat dari salah satu bagian mesin seperti bearings dan gears dan juga terjadinya kebisingan yang berlebihan. Dalam proses pemotongan logam, getaran dapat menyebabkan pemotongan menjadi tidak stabil dan mengakibatkan permukaan produk menjadi buruk.
| |
| − |
| |
| − | Sistem getaran yang mudah untuk dimodelkan adalah sistem mass-spring. Sistem mass-spring ini berdasar pada hukum hooke dan banyak digunakan untuk mensimplifikasi getaran pada bangunan, gerakan otot dan lain-lain. Jika sistem sudah kompek dan tidak dapat diselesaikan secara keseluruhan, finite elment method banyak digunakan untuk meyelesaikan permasalahan kompleks karena akan membagi sistem komplek menjadi bagian-bagian kecil yang lebih mudah untuk diselesaikan, namun jika sistem komplek ini diselesaikan dengan secara manual akan memakan waktu yang lama. Terdapat program-program komputasi numerik seperti Matlab, Comsol, Abaqus yang dapat mempercepat penyelesaian sistem kompleks. Pada tugas artikel ini kami mencoba untuk menyelesaikan case sistem mass-spring dengan menggunakan finite element method pada software Matlab.
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == Penggunaan FEA ==
| |
| − |
| |
| − | FEM adalah suatu metode numerik untuk menyelesaikan sebuah persamaan diferensial atau integral yang didasari dengan membagi objek menjadi bagiansatuan-satuan yang mudah ditangani (Liu, 2003). Finite Element Method bersifat skematis sehingga dapat dibagi menjadi langkah-langkah logis yang diimplementasikan pada program komputer. Langkah-langkah logis ini juga dapat diterapkan pada berbagai masalah seperti struktur, perpindahan panas, fluida, dll hanya dengan mengganti data input.
| |
| − |
| |
| − | Pada finite element method terdapat dua jenis syarat batas, yaitu syarat batas esensial dan syarat batas natural. Syarat batas esensial diperlukan untuk menyelesaikan persamaan diferensial secara lengkap, sedangkan Syarat batas natural adalah turunan waktu yang lebih tinggi dan tidak dapat menyelesaikan persamaan diferensial sehingga masih membutuhkan setidaknya satu syarat batas natural.
| |
| − |
| |
| − | contoh case :
| |
| − |
| |
| − | 1. Sistem pegas dengan dua noda
| |
| − |
| |
| − | [[Maha 1 perubahan.png]]
| |
| − |
| |
| − | Pada Gambar. 1 dapat dilihat Fij = -k (xi – xj) + sign (xi – xj) klij ; dimana lij adalah Panjang normal dari pegas. Pada umumnya, suku sign(xi – xj) k lij menjadi ‘hilang’ dalam penyusunan persamaan diferensial karena hanya merupakan konstanta, sehingga:
| |
| − |
| |
| − | • Kasus pada i dengan pegas teregang
| |
| − |
| |
| − | Fij = -k (xi – xj) > 0
| |
| − |
| |
| − | • Kasus pada i dengan pegas tertekan
| |
| − |
| |
| − | Fij = -k (xi – xj) < 0
| |
| − |
| |
| − | • Kasus pada j dengan pegas teregang
| |
| − |
| |
| − | Fij = -k (xj – xi) < 0
| |
| − |
| |
| − | • Kasus pada j dengan pegas tertekan
| |
| − |
| |
| − | Fij = -k (xj – xi) > 0
| |
| − |
| |
| − | Pada kasus ini dapat juga ui dan uj dihitung relatif dari posisinya kesetimbangan, yaitu xi0 dan xj0 dimana arti dari ui dan uj terhadap posisi kesetimbangan ini lebih sering digunakan. Hubungan ui dan uj adalah
| |
| − |
| |
| − | ui (t) = xi (t) – xi0
| |
| − |
| |
| − | uj (t) = xj (t) – xj0
| |
| − |
| |
| − | sehingga
| |
| − |
| |
| − | Fij = -k (xi – xj)
| |
| − |
| |
| − | Fij = -kxi + kxj
| |
| − |
| |
| − | Fij = -kui + kuj
| |
| − |
| |
| − | Atau xi = ui dan xj = uj
| |
| − |
| |
| − | Pada gambar. 1 dapat dibagi juga berdasarkan gaya yang terjadi pada tiap noda
| |
| − |
| |
| − | fi = -k (ui – uj)
| |
| − |
| |
| − | fj = -k (uj – ui)
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == model simulink ==
| |
| − |
| |
| − | [[File:File:Mass-damper.png ]]
| |
| − |
| |
| − | Setelah ditentukan persamaan awalnya kemudian dilakukan input data awal pada matlab.
| |
| − |
| |
| − | • k1= 100 N/m
| |
| − |
| |
| − | • k2 = 50 N/m
| |
| − |
| |
| − | • d1 = 10 kg/s
| |
| − |
| |
| − | • d2 = 20 kg/s
| |
| − |
| |
| − | • M1 = 100 kg
| |
| − |
| |
| − | • M2 = 50 kg
| |
| − |
| |
| − | • F = 100 N
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | mass-spring force balance :
| |
| − |
| |
| − | [[File:Mass force.png]]
| |
| − |
| |
| − | setelah itu kita model kan pada simulink
| |
| − |
| |
| − | [[File:Simulink1.jpg]]
| |
| − |
| |
| − | [[File:Simulinksinusosidal.jpg]]
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | == analisa ==
| |
| − |
| |
| − | Pada gambar diatas terdapat Grafik berwarna biru terjadi pada massa 1 dan grafik kuning ada massa 2. Massa 1 dan massa 2 memiliki frekuensi yang sama karena bergerak bersamaan. Namun massa 1 memiliki amplitudo lebih besar karena dipengaruhi oleh pegas k1 dan k2. Pada kedua massa perubahan panjang semakin lama akan semakin berkurang dikarenakan damper yang terdapat pada sistem.
| |
