Difference between revisions of "Valve-Trio Kurnia Ryplida"

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search
(→‎Pertemuan 12 November 2020)
(→‎UAS)
 
(90 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 34: Line 34:
  
 
[[File:ptotal pada outlet.png|400px|center|thumb|Tekanan total pada outlet]]
 
[[File:ptotal pada outlet.png|400px|center|thumb|Tekanan total pada outlet]]
 +
 +
 +
== Pertemuan 19 November 2020  ==
 +
 +
Pada hari ini pak Dai memberikan kesmpatan untuk berdiskusi tentang apa itu sistem fluida.
 +
 +
Sistem fluida adalah kumpulan komponen yang terintegrasi dan digerakkan oleh fluida.
 +
Pada system fluida kita dapat menemukan berbagai macam hal seperti pressure drop,jenis pompa bahkan sampai spesifikasi pompa.Contoh kita untuk mengalirkan  fluida ke tempat memerlukan tekanan yang cukup besar jadi kita bisa menghitung bagaimana kompoisi pemasangan pompad dan spesifikasi pompanya.
 +
Dengan CFD kita bisa mensimulasikan secara dinamik atau bisa melihat aliran fluida secara real time. Sedangkan secara teori kita biasanya mensimulasikan saat kondisi steady state.
 +
 +
Ada 3 metode dalammenganalisa fluida.
 +
 +
1. Experiment. Melakukan metode secara langsung. Metode ini memerlukan banyak waktu dan biaya.
 +
 +
2. Teori. Digunakan untuk memverifikasi data yang diambil.Contoh data experiment.
 +
 +
3. Numerik gabungan antara experiment dan teoritis.
 +
 +
Semua metode ini saling melengkapi jadi tidak ada superior dalam penggunaan metode ini.
 +
 +
Dimana dengan menggunakna CFDSOF kita dapat menganalisa pada keadaan real time.
 +
 +
Tugasnya adalah membuat system dengan menggunakan openmodelica dengan memanfaatkan fasilitas fluida pada openmodelica. Tugas memahami waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan fluida dari  tanki 1 ke tanki 2 menggunakan openmodelica. Perbedaan ketinggian 1m.
 +
 +
Pr 2 membuat model empty tank dengan megnikuti coding yang ada di library
 +
 +
[[File:emptytankTrio.png|400px]]
 +
 +
pada bagian pembuatan model dimana setiap bagian sistem terdapat pada bagian "fluid" pada bagian fluid akan ada beberapa pilihan saya memilih vesel dan pipe.
 +
 +
berikut coding dari sistem diatas
 +
 +
[[File:codingemptytakTrio.png|700px]]
 +
 +
hasil kodingan ini, saya masih mengikuti yang ada pada example.
 +
 +
file model diatas :
 +
 +
https://drive.google.com/drive/folders/1-LWLQzxjkjKENUKG4V6moin44ta5Jiue?usp=sharing
 +
 +
== Pertemuan 26 November 2020  ==
 +
 +
 +
• Permodelan adalah sebuah usaha untuk mempelajari sebuah system actual melalui sebuah system yang di simplifikasi.
 +
 +
• Sebuah model adalah sebuah system yang disederhanakan untuk merepresentasikan kondisi aktualnya
 +
 +
• Simplifikasi diperlukan untuk memudahkan system yang kompleks dan belum tentu linear. Dan juga permodelan bisa dalam skala kecil dengan biaya yang murah.
 +
 +
• Prinsip dari permodelan adalah sebuah usaha dalam membuat replica dari kondisi actual, Oleh sebba itu permodelan tidak akan pernah sama dengan aktualnya tapi kita bisa mengetahui konsekuensi pada system melalui permodelan
 +
 +
• Permodelan bisa dibagi menjadi beberapa hal
 +
 +
1 Model Fisik adalah permodelan dalam skala kecil
 +
 +
2 Model Komputasi memerlukan ilmu dasar untuk menunjang permodelan.
 +
 +
== PR3 Sistem Fluida ==
 +
 +
'''A. Three Tanks'''
 +
 +
'''1. Deskripsi'''
 +
 +
[[File:threeTanks.png|500px|center]]
 +
 +
Pada gambar diatas terdapat air pada setiap tangki. Tangki 1 berisikan air dengan volume 8 m^3, tangki kedua berisikan air degan volume 3 ^3, dan tangki ketiga berisikan air dengan volume 3 m^3. Setiap tangki dihubungkan oleh 3 buah pipa.
 +
 +
'''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 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'''
 +
 +
[[File:GrafikVolume.png|600px|center]]
 +
 +
Grafik diatas adalah grafik perubahan volume terhadap waktu.
 +
 +
'''B. Heat System'''
 +
 +
'''1. Deskripsi'''
 +
 +
[[File:Heating system.png|500px|center]]
 +
 +
Fluida yang berada pada tangki dialiri ke sebuah system dengan cara dipompa. Lalu setelah keluar dari pompa air akan melewati mass flow meter untuk dihitung laju aliran massa sebelum memasuki heater.  Air dipanaskan di heater oleh burner. Setelah melewati heater, ada sensor temperature untuk mengecek suhu setelah fluida melewati heater.  Lalu melewati valve dan akan masuk ke radiator untuk di dinginkan. Lalu setelah ke radiator fluida akan dilairkan melewati sensor temperature lalu dialirkan Kembali ketangki.
 +
 +
A. Tank 1
 +
 +
    * Ketinggian Tangki = height = 2 m
 +
    * Luas = crossArea = 0.01 m2
 +
    * Tinggi awal air = level_start = 1 m
 +
    * Diameter ports = diameter = 0.01 m
 +
    * Jumlah Ports yang digunakan = nPorts =  2
 +
 +
B. Pompa
 +
 +
    * Inlet Pressure: 110.000
 +
    * Outflow Pressure = 130.000
 +
    * Mass Flow = 0.01
 +
 +
C. Mass Flow Sensor
 +
 +
D. Burner
 +
    *  Length = 2m
 +
    *  Diameter = 0.01 m
 +
    *  Heat Flow rate = 1600 W
 +
    *  Coefficiecnt of heat flow rate = -0.5
 +
 +
E. Sensor Temperature
 +
 +
F. Dynamic Pipe
 +
 +
    *  Length = 10 m
 +
    *  Diameter = 0.01
 +
    *  Port b – port a = 0m (horizontal)
 +
 +
G. Valve
 +
 +
    *  Pressure Drop = 10000 Pa
 +
    *  Diameter 0.01 m
 +
    *  Mass Flow rate = 0.01 Kg/s
 +
 +
Initial start Ketika pressure drop = 18000 Pa anatara port a.p dan port b.p
 +
 +
H. Radiator
 +
 +
    *  Length = 10m
 +
    *  Diameter = 0.01 m
 +
    *  Horizontal tanpa perbedaan ketinggian.
 +
 +
Thermal conductant = 80 W/K pendinginan dengan temperature ambient
 +
 +
I. Sensor Temperature 2
 +
 +
 +
'''2.Prosedur Permodelan.'''
 +
 +
a.Membuka OpenModelica.
 +
 +
b.Membuat File baru dengan specialization Model.
 +
 +
c.Memasukan equipment yang dibutuhkan.
 +
 +
- Open tank (Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank)
 +
 +
- Centrifugal Pump (Modelica.Fluid.Machines.ControlledPump)
 +
 +
- Mass Flow Rate (Modelica.Fluid.Sensors.MassFlowRate)
 +
 +
- Dynamic Pipe (Modelica.Fluid.Pipes.DynamicPipe)
 +
 +
- Burner (Modelica.Thermal.HeatTransfer.Sources.FixedHeatFlow)
 +
 +
- Sensor Temperature(Modelica.Fluid.Sensors.Temperature)
 +
 +
- Valve (Modelica.Fluid.Valves.ValveIncompressible)
 +
 +
- Step signal for valve (Modelica.Blocks.Sources.Step)
 +
 +
- Thermal Conductor (Modelica.Thermal.HeatTransfer.Components.ThermalConductor)
 +
 +
- Source Thermal Conductor(Modelica.Thermal.HeatTransfer.Sources.FixedTemperature)
 +
 +
d.Lalu masukan parameter sesuai dengan parameter yang ditentukan.
 +
 +
e.Hubungkan equipment sehingga menjadi system diatas.
 +
 +
f.Check system
 +
 +
g.Simulasikan jika check berhasil
 +
 +
'''3.Analisa Interpretasi hasil permodelan'''
 +
 +
Karena saat disimulasikan error maka saya mencoba untuk menginterpretasikan model sendiri.
 +
Air yang dipompa dari tangki akan mengalir ke sebuah system pemanas. Dimana setelah melewati centrifugal pump air akan diukur mass flowratenya, lalu dipanaskan di heater sepanjang 2m dengan heat flow rate sebesar 1600 W. Lalu setelah dipanaskan fluida akan diukur temperaturnya oleh sensor temperature. Lalu dialirkan sepanjang 10 m melewati valve. Pada valve akan ada pressure drop sebesar 10000 Pa. Lalu fluida akan didinginkan melalui radiator pada pipa sepanjang 10 m dengan thermal konduksi dari material radiator sebesar 80 W/K. Lalu diukur lagi dengan sensor temperature dan fluida Kembali kedalam tanki
 +
 +
'''4.Hukum yang berkaitan. Bernoilli, hukum kekekalan energi dan konduksi'''
 +
 +
'''5. Simulasi'''
 +
 +
[[File:hasilsimulasi1.png|400px|center]]
 +
 +
hasil simulasi yang saya lakukan error, jadi saya bekum bisa menunjukkan hasil simulasinya
 +
 +
 +
== Pertemuan 3 Desember 2020 ==
 +
 +
Pada hari ini kelas diisi oleh pak Hariyotejo. Materi kelasnya adalah remodeling dari examples pada open modelica.
 +
 +
[[File:TwotanksTrio.png|400px|center]]
 +
 +
1. Pertama menginput semua equipment pada modeling sheet.
 +
 +
2. Lalu menyusun dan menyambungkan equipment menjadi sistem
 +
 +
3. Lalu isi parameter di setiap equipment. Check modeling.
 +
 +
4. Simulasikan.
 +
 +
Berikut hasil remodelling dari example.
 +
 +
Berikur Koding dari Hasil remodeling
 +
 +
[[File:kodingRemodeling.png|400px|center]]
 +
 +
Koding dari example
 +
 +
[[File:kodingExample.png|400px|center]]
 +
 +
Lalu melakukan permodelan konservasi massa pada control volume.
 +
 +
[[File:controlvolumeTrio.png|400px|center]]
 +
 +
Berikut Kodingnya
 +
 +
[[File:kodingControlVol.png|400px|center]]
 +
 +
dan berikut Hasilnya
 +
 +
[[File:HasilBasicVolume.png|400px|center]]
 +
 +
== PR4 Sistem Fluida ==
 +
 +
      1.'''Bagaimanakah analisa termodinamika (konservasi massa dan energi) pada sistem tersebut, buat skematik analisisnya.'''
 +
 +
Sistem Combined Cycle Power Plant terdiri dari beberapa proses:
 +
 +
A.Gas Turbine
 +
 +
•Air compressor
 +
 +
Berguna untuk menghisap udara dari luar untuk menaikan tekanan udara yang di alirkan menuju combustion chamber.Pada compressor terjadi proses isentropik
 +
 +
•Combustion Chamber
 +
 +
Tempat dimana bahan bakar dan udara Bersatu untuk menciptakan suatu energi yaitu udara panas yang dialirkan menuju turbin melalui nozzle,dimana pada alat ini tekanan dianggap konstan (Isobarik).
 +
 +
•turbin berfungsi untuk memutar generator untuk menghasilkan suatu energi.
 +
 +
Gas Turbine yang berputar akibat dari panas yang di hasilkan pada combustiom chamber yang di aliri oleh nozzle menuju turbin. Diatas merupakan sistem dari gas turbin.Panas yang ada di gas turbin di alirkan menuju Heat recovery Steam generator.Berikut penjelasannya
 +
 +
B.Steam Turbine
 +
 +
Heat Recovery Steam Generator menangkap gas buangan
 +
 +
-HRSG menangkap gas buangan dari Gas Turbine yang jika tidak dipasang, dapat keluar melalui saluran pembuangan.HRSG berguna untuk memanaskan Kembali uap pembuangan dari gas turbine untuk dialiri ke turbin,yang dimana turbin 2 bertugas memutar generator untuk menghasilkan suatu energi
 +
 +
-Aliran steam ini kemudian melewati Steam Turbine, sehingga membuat Steam Turbine berputar dan menggerakkan generator drive shaft. Generator drive shaft ini kemudian mengubah sisa energi buangan dari Gas Turbine menjadi listrik.
 +
 +
-Hasil buangan dari turbin dialirkan menuju kondesor untuk merubah sifat dari uap menjadi cair agar dapat didorong oleh pompa menuju HRSG untuk dipanaskan Kembali.
 +
 +
      2.'''Lakukan identifikasi komponen-komponen utama pada sistem serta berilah deskripsi fungsi kerjanya dalam sistem dan penjelasan analisis parameter yang digunakan'''
 +
 +
Karena sistem diatas merupakan sistem Combined Cycle Power Plant, maka terdapat 2 bagian utama dalam sistem pembangkit ini, yaitu Steam turbine  dan Gas Turbine (GT)
 +
 +
Steam turbine
 +
 +
Komponen di dalam steam turbine adalah sebagai berikut:
 +
 +
-Condenser
 +
 +
[[File:CondensorTrio.png|400px]]
 +
 +
-Drum
 +
 +
[[File:DrumTrio.png|400px]]
 +
 +
-Generator
 +
 +
[[File:GeneratorTrio.png|400px]]
 +
 +
-Heat Exchanger
 +
Terdiri dari beberapa jenis seperti:
 +
 +
oSuperheater
 +
 +
[[File:SuperheatedTrio.png|400px]]
 +
 +
oEvaporator
 +
 +
[[File:EvaporatedTrio.png|400px]]
 +
 +
oEconomiser
 +
 +
[[File:EconomiserTrio.png|400px]]
 +
 +
-Pipe
 +
 +
Pipe yang digunakan pada model ini diambil dari library ThermoSysPro.WaterSteam.PressureLosses.LumpedStraightPipe
 +
 +
[[File:PipeTrio.png|400px]]
 +
 +
-Steam Turbine
 +
 +
Steam turbine pada model ini menggunakan Stodola Turbine yang diambil dari ThermoSysPro.WaterSteam.Machines.StodolaTurbine
 +
 +
dengan parameter sebagai berikut:
 +
 +
[[File:SteamTurbineTrio.png|400px]]
 +
 +
-Valve
 +
 +
Valve pada model ini menggunakan Control Valve yang diambil dari ThermoSysPro.WaterSteam.PressureLosses.ControlValve
 +
 +
dengan parameter sebagai berikut:
 +
 +
[[File:SteamTurbineTrio.png|400px]]
 +
 +
-Water Mixer
 +
 +
Water mixer pada model ini adalah sebuah junction yang mengubah bebrapa aliran menjadi 1 atau sama dengan aliran masuknya.
 +
 +
[[File:WatermixerTrio.png|400px]]
 +
 +
-Water Splitter
 +
 +
Water splitter pada model ini berkebalikan dengan water mixer, yaitu sebuah junction dari 1 inlet menjadi 3 outlet, atau bsa dikata kan alirannya dibagi mencadi beberapa aliran.
 +
 +
[[File:WaterSpilterTrio.png|400px]]
 +
 +
 +
-Turbine Gas
 +
 +
Didalam model Combined Cycle Load, terdapat model Gas Turbine yang direpresentasikan dengan symbol berikut :
 +
 +
 +
[[File:TurbineGasTrio.png|400px]]
 +
 +
Berikut symbol-symbol pada komponen berikut :
 +
 +
-Compressor
 +
 +
[[File:CompresorTrio1.png|400px]][[File:CompresorTrio2.png|400px]]
 +
 +
-Gas Turbine
 +
 +
[[File:TurbineTrio1.png|400px]][[File:TurbineTrio2.png|400px]]
 +
 +
-Combustion Chamber
 +
 +
[[File:CombustionChamber1.png|400px]][[File:CombustionChamber2.png|400px]]
 +
 +
[[File:CombustionChamber3.png|400px]][[File:CombustionChamber4.png|400px]]
 +
 +
 +
      '''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 adiabatic,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'''
 +
 +
Warna Hitam : Jalur hitam sebagai jalur energi keluar yang dimanfaatkan sebagai penggerak.
 +
 +
Warna Merah : Jalur merah pada rangkaian sebagai aliran fluida high temperature.
 +
 +
Warna Biru  : Jalur Biru pada rangkaian sebagai jalur Fluida low Temperature.
 +
 +
 +
== Pertemuan 10 Desember 2020 ==
 +
 +
Pada pertemuan hari ini kami melakukan remodeling test compressor yang terdiri dari compressor, lumpped straight pipe, source PQ dan sink. Berikut adalah remodel yang saya kerjakan.
 +
 +
[[File:TestCompresorTrio.png|400px|center]]
 +
 +
== Pertemuan 17 Desember 2020 ==
 +
 +
Diisi oleh: Dr. Ir. Harun Al Rosyid (CEO PT. Indopower International)
 +
 +
 +
Pada pertemuan ini kami diminta untuk mengikuti kuliah tamu sistem fluida yang mana membahas terkait dengan Combined-Cycle Power Plant di Indonesia. Pak Harun membahas banyak hal mulai dari apa itu combined-cycle power plant hingga memilih turbin yang digunakan pada power plant tersebut.
 +
 +
 +
Kapasitas turbin pada awal 1900an masih berkisar 27.000 kW hingga kemudian saat ini sudah mencapai 300.000 kW. Aplikasi turbin gas yang paling besar adalah pada pembangkit listrik dan yang paling sering adalah pada sistem pemompaan. Ketika turbin gas digunakan sebagai penggerak utama, maka dapat dibagi menjadi beberapa kelas yaitu :
 +
 +
• Sebagai sarana untuk meningkatkan kapasitas.
 +
 +
• Sebagai sumber energi listrik independen yang bersaing dengan penggerak lainnya.
 +
 +
• Sebagai unit beban puncak atau cadangan.
 +
 +
 +
Gas turbin sendiri terdiri dari beberapa konfigurasi atau susunan diantaranya adalah :
 +
 +
• Turbojet, tenaga dorongnya untuk menggerakkan mesin jet.
 +
 +
• Turboprop, shaft pada turbin digunakan untuk menggerakkan baling-baling.
 +
 +
• Turboshaft, shaft digunakan untuk menggerakkan generator.
 +
 +
• Turbofan (high-bypass and low-bypass).
 +
 +
 +
Terdapat dua tipe turbin gas, yaitu adalah turbin gas heavy duty dan turbin gas aeroderivative (yang digunakan pada mesin pesawat). Pemilihan turbin gas yang akan dipasang di combined cycle power plant harus proven, artinya adalah turbin gas tersebut minimal sudah pernah beroperasi selama 2 (dua) tahun sehingga layak digunakan dan sudah terbukti kualitasnya. Combined cycle power plant sendiri adalah gabukan antara turbin gas dan PLTU. Pada power plant tersebut terdapat combined cycle yang mana memanfaatkan energi panas yang dihasilkan oleh gas turbin untuk memutar turbin uap.
 +
 +
== Tugas Besar ==
 +
 +
'''Latar Belakang'''
 +
 +
Tugas besar ini dilakukan untuk dapat membantu kami memahami simulasi sistem fluida (perpipaan beserta mesin fluidanya) pada suatu pembangkit. Simulasi ini dilakukan dengan pengaplikasian CFD (Computational Fluid Dynamics) oleh aplikasi OpenModelica karena kondisi secara riil dapat ditinjau dengan metode tersebut. Lebih dari itu, dengan aplikasi ini kami juga dapat mendapatkan gambaran dengan mudah pada berbagai aspek pada waktu yang sesungguhnya, ditambah kami dapat mengubah parameter-parameter variabel bebasnya secara real time.
 +
 +
Proses perhitungan sisem fluida, seperti yang pernah disebutkan di kelas, ada tiga, yaitu secara eksperimental, simulasi (CFD), dan perhitungan manual (teoritis). Selain itu, apabila kami melakukan simulasi secara nyata dengan miniatur atau prototipe komponen, hal tersebut tidak memungkinkan. Jika melakukan perhitungan dengan teoritis, maka hal tersebut perlu dilatih pada saat kami berkuliah dan perhitungan manual akan melibatkan perhitungan yang sangat rumit dan luas dengan kesalahan manusia. Dengan begitu, kami melakukan simulasi ini akan dirasa paling cocok apabila menggunakan metode CFD (komputasi).
 +
 +
'''Tujuan'''
 +
 +
Dilaksanakan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa Sistem Fluida 03 unutk melakukan simulasi dari suatu sistem, dengan menggunakan 2 aplikasi CFDSOF dan OpenModelica.
 +
 +
'''Metodelogi'''
 +
 +
1. Mempelajari sistem yang akan dimodelkan
 +
 +
2. Membuat model sistem di OpenModelica
 +
 +
3. Menginput parameter sesuai yang diinginkan
 +
 +
4. Simulasi
 +
 +
5. Jika terdapat error pada saat ingin simulasi atau pada saat tahap pengecekan, saya akan merubah parameter atau codingan yang ada
 +
 +
6. Melakukan simulasi kembali sampai mendapatkan hasil yang diinginkan
 +
 +
7. Verifikasi
 +
 +
''' Pembahasan '''
 +
 +
disini saya membuat sistem pemipaann pada rumah, dengan menggunakan Open Modelica. Pada sistem diatas saya menjadikan Boundary sebagai sumur atau sumber air lalu di pompakan menuju tangki utama yang akan didistribusikan kebeberapa tempat penampungan air.
 +
 +
Komponen
 +
 +
1. Boundary
 +
Bisa dianggap sebagai wadah sumber pengisian tangki utama
 +
 +
2. Pompa
 +
Pump digunakan adalah controlled pump yang digunakan untuk memompakan air dari boundary ke tangki utama
 +
 +
3. Tank
 +
Terdapat 4 buah tangki, tank (sebagai tangki utama) dan 3 tangki lainnya sebagai wadah penampungan.
 +
 +
4. Stastic pipe
 +
Sebagai saluran pergerakan air
 +
 +
Berikut sistem yang saya rancang menggunakan Open Modelica
 +
 +
[[File:RangkaianTubes.png|500px|center]]
 +
 +
Beberapa kali perbaikan saya bisa melakukan check pada sistem ini ,namu saya mendapatkan kendala baru disaat sumulasi
 +
 +
[[File:hasilSimulasiTubes.png|500px|center]]
 +
 +
Berikut kodingannya
 +
 +
  model tubes
 +
  import Modelica.Fluid;
 +
replaceable package Medium =
 +
      Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater;
 +
     
 +
  Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe(redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
 +
    diameter= 0.2,
 +
    height_ab= 10,
 +
    length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {-44, 12}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 180)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 6.28, height = 2.5, level_start = 2.2, nPorts = 4, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254), Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254), Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254), Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)}, use_portsData = true)  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {-10, 76}, extent = {{-14, -14}, {14, 14}}, rotation = 0)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank1(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 0.8, height = 0.5, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)})  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {53, -65}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 0)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank2(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 0.8, height = 0.5, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)})  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {25, -65}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 0)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank3(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 0.8, height = 0.5, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)})  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {81, -65}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 0)));
 +
 
 +
  Modelica.Fluid.Machines.ControlledPump pump(
 +
    redeclare function flowCharacteristic =
 +
        Modelica.Fluid.Machines.BaseClasses.PumpCharacteristics.quadraticFlow (
 +
          V_flow_nominal={0,0.25,0.5}, head_nominal={100,60,0}),
 +
    redeclare package Medium = Medium, N_nominal = 2900,
 +
    V(displayUnit="l") = 0.001, V_flow_single(start = 0.00167),checkValve=true,
 +
    energyDynamics=Modelica.Fluid.Types.Dynamics.FixedInitial, m_flow_nominal = 0.00167,
 +
    massDynamics=Modelica.Fluid.Types.Dynamics.FixedInitial,
 +
    nParallel=1, p_a_nominal = 100000, p_b_nominal = 800000, p_b_start = 200000)  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {-98, 12}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 +
 
 +
  Modelica.Fluid.Sources.FixedBoundary boundary(nPorts = 1,
 +
    use_T=true,
 +
    T=Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),
 +
    p=system.p_ambient,
 +
    redeclare package Medium = Medium) annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {-152, -6}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 +
 
 +
  inner Modelica.Fluid.System system( energyDynamics = Modelica.Fluid.Types.Dynamics.FixedInitial, m_flow_start = 0.01) annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {72, 82}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe1(
 +
   
 +
    redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
 +
    diameter= 0.2,
 +
    height_ab= 10,
 +
    length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {14, 30}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 90)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe2(
 +
   
 +
    redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
 +
    diameter= 0.2,
 +
    height_ab= 10,
 +
    length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {70, 30}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 90)));
 +
 +
  Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe3(redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
 +
    diameter= 0.2,
 +
    height_ab= 10,
 +
    length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
 +
    Placement(visible = true, transformation(origin = {42, 30}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 90)));
 +
  equation
 +
 
 +
  connect(pipe.port_a, tank.ports[1]) annotation(
 +
    Line(points = {{-34, 12}, {-10, 12}, {-10, 62}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(pump.port_b, pipe.port_b) annotation(
 +
    Line(points = {{-88, 12}, {-54, 12}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(boundary.ports[1], pump.port_a) annotation(
 +
    Line(points = {{-142, -6}, {-142, -7}, {-108, -7}, {-108, 12}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(pipe1.port_a, tank2.ports[1]) annotation(
 +
    Line(points = {{14, 20}, {14, -76}, {25, -76}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(pipe3.port_a, tank1.ports[1]) annotation(
 +
    Line(points = {{42, 20}, {42, -76}, {53, -76}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(tank.ports[2], pipe2.port_b) annotation(
 +
    Line(points = {{-10, 62}, {70, 62}, {70, 40}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(pipe2.port_a, tank3.ports[1]) annotation(
 +
    Line(points = {{70, 20}, {70, -76}, {81, -76}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(tank.ports[3], pipe3.port_b) annotation(
 +
    Line(points = {{-10, 62}, {-6, 62}, {-6, 52}, {42, 52}, {42, 40}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  connect(tank.ports[4], pipe1.port_b) annotation(
 +
    Line(points = {{-10, 62}, {-6, 62}, {-6, 46}, {14, 46}, {14, 40}, {14, 40}}, color = {0, 127, 255}));
 +
  annotation(
 +
    uses(Modelica(version = "3.2.3")));
 +
  end tubes;
 +
 +
 +
== Pneumatic dan Hydraulic ==
 +
 +
'''Pneumati'''c adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan udara terkompresi untuk menghasilkan efek gerakan mekanis.
 +
 +
Hukum-hukum dasar Pneumatic
 +
 +
1.Hukum Pascal: “Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.” Pmasuk=Pkeluar
 +
 +
2.Hukum Boyle : “Pada suhu tetap, tekanan gas didalam suatu ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya” P1V1=P2V2
 +
 +
'''Hydraulic''' adalah suatu sistem yang memanfaatkan tekanan fluida sebagai power (sumber tenaga) pada sebuah mekanisme, sehingga hidrolik digunakan untuk mengontrol, mengirimkan dan memanfaatkan tenaga dengan menggunakan tekanan  fluida tersebut.
 +
 +
Hukum-Hukum dasar Hydraulic
 +
 +
1.Hukum Pascal : “Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.” Pmasuk=Pkeluar
 +
 +
2.Hukum Hidrostatik : “Tekanan hidrostatika tidak bergantung pada berat dari suatu fluida, tetapi sangat berhubungan dengan perbedaan ketinggian fluida tersebut” P = rho x g x h.
 +
 +
Rangkaian yang saya ambil dari system library pada Open modelica,
 +
file -> system library -> OpenHydraulics -> DevelopmentTest -> DoubleActingCylinderTestSimple1
 +
 +
[[File:HyrdraulicTrio.png|400px|center]]
 +
 +
komponen
 +
 +
1.Hydraulic Cylinder: Suatu komponen yang terdiri dari rod, piston dan cylinder housing, didalam system hydraulic dipasang setelah control valve sebagai actuator penggerak attachment. Hydraulic cylinder mempunyai port bottom (piston side) dan port head,  saat pressure oli masuk melalui port bottom, maka rod akan bergerak keluar (extend), sebaliknya saat pressure oli masuk melalui port head, maka rod akan bergerak masuk ke dalam cylinder (retract). Pergerakan retract dan extend rod cylinder digunakan untuk menggerakkan attachment unit. Sehingga pada dasarnya hydraulic cylinder berfungsi merubah tenaga hydraulis menjadi tenaga mekanis.
 +
 +
2.Relief Valve: Berfungsi Untuk mencegah tekanan oli berlebih, diperlukan suatu sistem yang mampu menjaga tekanan oli agar tetap pada range yang diperbolehkan.
 +
 +
3.Pump: Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan fluida.
 +
 +
4. Circuit tank: Tempat penampungan oli.
 +
 +
 +
== UAS ==
 +
 +
[[File:uasSisflu1.jpeg|400px|center]]
 +
[[File:uasSisflu2.jpeg|400px|center]]
 +
[[File:uasSisflu3.jpeg|400px|center]]
 +
[[File:uasSisflu4.jpeg|400px|center]]

Latest revision as of 14:08, 18 January 2021

BIODATA

Nama  :Trio Kurnia Ryplida

Npm  : 1906435561

Agama  : Islam

No.Telp  : 085274017943

Pendidikan Terakhir: Diploma III

Tempat/Tgl lahir  : Padang, 29 oktober 1997


Sumber https://www.youtube.com/channel/UCkOXzfS2pROqZCHCRaJA

Pertemuan 12 November 2020

Pada pertemuan ini pak DAI memberikan intruksi untuk mencoba menggunakan software CFDSOF. Dengan melakukan ujicoba pada Valve seperti beriukut

Bentuk geometri

lalu pada saat melakukan run solver kita bisa melihat bentuk dari grafik residual

Grafik Residual

pada grafik residual, convergen tercapai pada 967 itterasi

lalu dilanjutkan pada proses paraview, dimana pada proses ini dilakukan untuk mencari tekanan total pada inlet dan outlet

Tekanan total pada inlet
Tekanan total pada outlet


Pertemuan 19 November 2020

Pada hari ini pak Dai memberikan kesmpatan untuk berdiskusi tentang apa itu sistem fluida.

Sistem fluida adalah kumpulan komponen yang terintegrasi dan digerakkan oleh fluida. Pada system fluida kita dapat menemukan berbagai macam hal seperti pressure drop,jenis pompa bahkan sampai spesifikasi pompa.Contoh kita untuk mengalirkan fluida ke tempat memerlukan tekanan yang cukup besar jadi kita bisa menghitung bagaimana kompoisi pemasangan pompad dan spesifikasi pompanya. Dengan CFD kita bisa mensimulasikan secara dinamik atau bisa melihat aliran fluida secara real time. Sedangkan secara teori kita biasanya mensimulasikan saat kondisi steady state.

Ada 3 metode dalammenganalisa fluida.

1. Experiment. Melakukan metode secara langsung. Metode ini memerlukan banyak waktu dan biaya.

2. Teori. Digunakan untuk memverifikasi data yang diambil.Contoh data experiment.

3. Numerik gabungan antara experiment dan teoritis.

Semua metode ini saling melengkapi jadi tidak ada superior dalam penggunaan metode ini.

Dimana dengan menggunakna CFDSOF kita dapat menganalisa pada keadaan real time.

Tugasnya adalah membuat system dengan menggunakan openmodelica dengan memanfaatkan fasilitas fluida pada openmodelica. Tugas memahami waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan fluida dari tanki 1 ke tanki 2 menggunakan openmodelica. Perbedaan ketinggian 1m.

Pr 2 membuat model empty tank dengan megnikuti coding yang ada di library

EmptytankTrio.png

pada bagian pembuatan model dimana setiap bagian sistem terdapat pada bagian "fluid" pada bagian fluid akan ada beberapa pilihan saya memilih vesel dan pipe.

berikut coding dari sistem diatas

CodingemptytakTrio.png

hasil kodingan ini, saya masih mengikuti yang ada pada example.

file model diatas :

https://drive.google.com/drive/folders/1-LWLQzxjkjKENUKG4V6moin44ta5Jiue?usp=sharing

Pertemuan 26 November 2020

• Permodelan adalah sebuah usaha untuk mempelajari sebuah system actual melalui sebuah system yang di simplifikasi.

• Sebuah model adalah sebuah system yang disederhanakan untuk merepresentasikan kondisi aktualnya

• Simplifikasi diperlukan untuk memudahkan system yang kompleks dan belum tentu linear. Dan juga permodelan bisa dalam skala kecil dengan biaya yang murah.

• Prinsip dari permodelan adalah sebuah usaha dalam membuat replica dari kondisi actual, Oleh sebba itu permodelan tidak akan pernah sama dengan aktualnya tapi kita bisa mengetahui konsekuensi pada system melalui permodelan

• Permodelan bisa dibagi menjadi beberapa hal

1 Model Fisik adalah permodelan dalam skala kecil

2 Model Komputasi memerlukan ilmu dasar untuk menunjang permodelan.

PR3 Sistem Fluida

A. Three Tanks

1. Deskripsi

ThreeTanks.png

Pada gambar diatas terdapat air pada setiap tangki. Tangki 1 berisikan air dengan volume 8 m^3, tangki kedua berisikan air degan volume 3 ^3, dan tangki ketiga berisikan air dengan volume 3 m^3. Setiap tangki dihubungkan oleh 3 buah pipa.

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 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

GrafikVolume.png

Grafik diatas adalah grafik perubahan volume terhadap waktu.

B. Heat System

1. Deskripsi

Heating system.png

Fluida yang berada pada tangki dialiri ke sebuah system dengan cara dipompa. Lalu setelah keluar dari pompa air akan melewati mass flow meter untuk dihitung laju aliran massa sebelum memasuki heater. Air dipanaskan di heater oleh burner. Setelah melewati heater, ada sensor temperature untuk mengecek suhu setelah fluida melewati heater. Lalu melewati valve dan akan masuk ke radiator untuk di dinginkan. Lalu setelah ke radiator fluida akan dilairkan melewati sensor temperature lalu dialirkan Kembali ketangki.

A. Tank 1 

   *	Ketinggian Tangki = height = 2 m
   *	Luas = crossArea = 0.01 m2
   *	Tinggi awal air = level_start = 1 m
   *	Diameter ports = diameter = 0.01 m
   *	Jumlah Ports yang digunakan = nPorts =  2

B. Pompa 

   *	Inlet Pressure: 110.000 
   *	Outflow Pressure = 130.000
   *	Mass Flow = 0.01

C. Mass Flow Sensor

D. Burner 

   *  Length = 2m
   *  Diameter = 0.01 m
   *  Heat Flow rate = 1600 W
   *  Coefficiecnt of heat flow rate = -0.5

E. Sensor Temperature

F. Dynamic Pipe 

   *  Length = 10 m
   *  Diameter = 0.01
   *  Port b – port a = 0m (horizontal)

G. Valve 

   *  Pressure Drop = 10000 Pa
   *  Diameter 0.01 m
   *  Mass Flow rate = 0.01 Kg/s

Initial start Ketika pressure drop = 18000 Pa anatara port a.p dan port b.p

H. Radiator 

   *  Length = 10m
   *  Diameter = 0.01 m
   *  Horizontal tanpa perbedaan ketinggian.

Thermal conductant = 80 W/K pendinginan dengan temperature ambient

I. Sensor Temperature 2


2.Prosedur Permodelan.

a.Membuka OpenModelica.

b.Membuat File baru dengan specialization Model.

c.Memasukan equipment yang dibutuhkan.

- Open tank (Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank)

- Centrifugal Pump (Modelica.Fluid.Machines.ControlledPump)

- Mass Flow Rate (Modelica.Fluid.Sensors.MassFlowRate)

- Dynamic Pipe (Modelica.Fluid.Pipes.DynamicPipe)

- Burner (Modelica.Thermal.HeatTransfer.Sources.FixedHeatFlow)

- Sensor Temperature(Modelica.Fluid.Sensors.Temperature)

- Valve (Modelica.Fluid.Valves.ValveIncompressible)

- Step signal for valve (Modelica.Blocks.Sources.Step)

- Thermal Conductor (Modelica.Thermal.HeatTransfer.Components.ThermalConductor)

- Source Thermal Conductor(Modelica.Thermal.HeatTransfer.Sources.FixedTemperature)

d.Lalu masukan parameter sesuai dengan parameter yang ditentukan.

e.Hubungkan equipment sehingga menjadi system diatas.

f.Check system

g.Simulasikan jika check berhasil

3.Analisa Interpretasi hasil permodelan

Karena saat disimulasikan error maka saya mencoba untuk menginterpretasikan model sendiri. Air yang dipompa dari tangki akan mengalir ke sebuah system pemanas. Dimana setelah melewati centrifugal pump air akan diukur mass flowratenya, lalu dipanaskan di heater sepanjang 2m dengan heat flow rate sebesar 1600 W. Lalu setelah dipanaskan fluida akan diukur temperaturnya oleh sensor temperature. Lalu dialirkan sepanjang 10 m melewati valve. Pada valve akan ada pressure drop sebesar 10000 Pa. Lalu fluida akan didinginkan melalui radiator pada pipa sepanjang 10 m dengan thermal konduksi dari material radiator sebesar 80 W/K. Lalu diukur lagi dengan sensor temperature dan fluida Kembali kedalam tanki

4.Hukum yang berkaitan. Bernoilli, hukum kekekalan energi dan konduksi

5. Simulasi

Hasilsimulasi1.png

hasil simulasi yang saya lakukan error, jadi saya bekum bisa menunjukkan hasil simulasinya


Pertemuan 3 Desember 2020

Pada hari ini kelas diisi oleh pak Hariyotejo. Materi kelasnya adalah remodeling dari examples pada open modelica.

TwotanksTrio.png

1. Pertama menginput semua equipment pada modeling sheet.

2. Lalu menyusun dan menyambungkan equipment menjadi sistem

3. Lalu isi parameter di setiap equipment. Check modeling.

4. Simulasikan.

Berikut hasil remodelling dari example.

Berikur Koding dari Hasil remodeling

KodingRemodeling.png

Koding dari example

KodingExample.png

Lalu melakukan permodelan konservasi massa pada control volume.

ControlvolumeTrio.png

Berikut Kodingnya

KodingControlVol.png

dan berikut Hasilnya

HasilBasicVolume.png

PR4 Sistem Fluida

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

Sistem Combined Cycle Power Plant terdiri dari beberapa proses:

A.Gas Turbine

•Air compressor

Berguna untuk menghisap udara dari luar untuk menaikan tekanan udara yang di alirkan menuju combustion chamber.Pada compressor terjadi proses isentropik

•Combustion Chamber

Tempat dimana bahan bakar dan udara Bersatu untuk menciptakan suatu energi yaitu udara panas yang dialirkan menuju turbin melalui nozzle,dimana pada alat ini tekanan dianggap konstan (Isobarik).

•turbin berfungsi untuk memutar generator untuk menghasilkan suatu energi.

Gas Turbine yang berputar akibat dari panas yang di hasilkan pada combustiom chamber yang di aliri oleh nozzle menuju turbin. Diatas merupakan sistem dari gas turbin.Panas yang ada di gas turbin di alirkan menuju Heat recovery Steam generator.Berikut penjelasannya

B.Steam Turbine

Heat Recovery Steam Generator menangkap gas buangan

-HRSG menangkap gas buangan dari Gas Turbine yang jika tidak dipasang, dapat keluar melalui saluran pembuangan.HRSG berguna untuk memanaskan Kembali uap pembuangan dari gas turbine untuk dialiri ke turbin,yang dimana turbin 2 bertugas memutar generator untuk menghasilkan suatu energi

-Aliran steam ini kemudian melewati Steam Turbine, sehingga membuat Steam Turbine berputar dan menggerakkan generator drive shaft. Generator drive shaft ini kemudian mengubah sisa energi buangan dari Gas Turbine menjadi listrik.

-Hasil buangan dari turbin dialirkan menuju kondesor untuk merubah sifat dari uap menjadi cair agar dapat didorong oleh pompa menuju HRSG untuk dipanaskan Kembali. 

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

Karena sistem diatas merupakan sistem Combined Cycle Power Plant, maka terdapat 2 bagian utama dalam sistem pembangkit ini, yaitu Steam turbine dan Gas Turbine (GT)

Steam turbine

Komponen di dalam steam turbine adalah sebagai berikut:

-Condenser

CondensorTrio.png

-Drum

DrumTrio.png

-Generator

GeneratorTrio.png

-Heat Exchanger Terdiri dari beberapa jenis seperti:

oSuperheater

SuperheatedTrio.png

oEvaporator

EvaporatedTrio.png

oEconomiser

EconomiserTrio.png

-Pipe

Pipe yang digunakan pada model ini diambil dari library ThermoSysPro.WaterSteam.PressureLosses.LumpedStraightPipe

PipeTrio.png

-Steam Turbine

Steam turbine pada model ini menggunakan Stodola Turbine yang diambil dari ThermoSysPro.WaterSteam.Machines.StodolaTurbine

dengan parameter sebagai berikut:

SteamTurbineTrio.png

-Valve

Valve pada model ini menggunakan Control Valve yang diambil dari ThermoSysPro.WaterSteam.PressureLosses.ControlValve

dengan parameter sebagai berikut:

SteamTurbineTrio.png

-Water Mixer

Water mixer pada model ini adalah sebuah junction yang mengubah bebrapa aliran menjadi 1 atau sama dengan aliran masuknya.

WatermixerTrio.png

-Water Splitter

Water splitter pada model ini berkebalikan dengan water mixer, yaitu sebuah junction dari 1 inlet menjadi 3 outlet, atau bsa dikata kan alirannya dibagi mencadi beberapa aliran.

WaterSpilterTrio.png


-Turbine Gas

Didalam model Combined Cycle Load, terdapat model Gas Turbine yang direpresentasikan dengan symbol berikut :


TurbineGasTrio.png

Berikut symbol-symbol pada komponen berikut :

-Compressor

CompresorTrio1.pngCompresorTrio2.png

-Gas Turbine

TurbineTrio1.pngTurbineTrio2.png

-Combustion Chamber

CombustionChamber1.pngCombustionChamber2.png

CombustionChamber3.pngCombustionChamber4.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 adiabatic,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

Warna Hitam : Jalur hitam sebagai jalur energi keluar yang dimanfaatkan sebagai penggerak.

Warna Merah : Jalur merah pada rangkaian sebagai aliran fluida high temperature.

Warna Biru  : Jalur Biru pada rangkaian sebagai jalur Fluida low Temperature.


Pertemuan 10 Desember 2020

Pada pertemuan hari ini kami melakukan remodeling test compressor yang terdiri dari compressor, lumpped straight pipe, source PQ dan sink. Berikut adalah remodel yang saya kerjakan.

TestCompresorTrio.png

Pertemuan 17 Desember 2020

Diisi oleh: Dr. Ir. Harun Al Rosyid (CEO PT. Indopower International)


Pada pertemuan ini kami diminta untuk mengikuti kuliah tamu sistem fluida yang mana membahas terkait dengan Combined-Cycle Power Plant di Indonesia. Pak Harun membahas banyak hal mulai dari apa itu combined-cycle power plant hingga memilih turbin yang digunakan pada power plant tersebut.


Kapasitas turbin pada awal 1900an masih berkisar 27.000 kW hingga kemudian saat ini sudah mencapai 300.000 kW. Aplikasi turbin gas yang paling besar adalah pada pembangkit listrik dan yang paling sering adalah pada sistem pemompaan. Ketika turbin gas digunakan sebagai penggerak utama, maka dapat dibagi menjadi beberapa kelas yaitu :

• Sebagai sarana untuk meningkatkan kapasitas.

• Sebagai sumber energi listrik independen yang bersaing dengan penggerak lainnya.

• Sebagai unit beban puncak atau cadangan.


Gas turbin sendiri terdiri dari beberapa konfigurasi atau susunan diantaranya adalah :

• Turbojet, tenaga dorongnya untuk menggerakkan mesin jet.

• Turboprop, shaft pada turbin digunakan untuk menggerakkan baling-baling.

• Turboshaft, shaft digunakan untuk menggerakkan generator.

• Turbofan (high-bypass and low-bypass).


Terdapat dua tipe turbin gas, yaitu adalah turbin gas heavy duty dan turbin gas aeroderivative (yang digunakan pada mesin pesawat). Pemilihan turbin gas yang akan dipasang di combined cycle power plant harus proven, artinya adalah turbin gas tersebut minimal sudah pernah beroperasi selama 2 (dua) tahun sehingga layak digunakan dan sudah terbukti kualitasnya. Combined cycle power plant sendiri adalah gabukan antara turbin gas dan PLTU. Pada power plant tersebut terdapat combined cycle yang mana memanfaatkan energi panas yang dihasilkan oleh gas turbin untuk memutar turbin uap.

Tugas Besar

Latar Belakang

Tugas besar ini dilakukan untuk dapat membantu kami memahami simulasi sistem fluida (perpipaan beserta mesin fluidanya) pada suatu pembangkit. Simulasi ini dilakukan dengan pengaplikasian CFD (Computational Fluid Dynamics) oleh aplikasi OpenModelica karena kondisi secara riil dapat ditinjau dengan metode tersebut. Lebih dari itu, dengan aplikasi ini kami juga dapat mendapatkan gambaran dengan mudah pada berbagai aspek pada waktu yang sesungguhnya, ditambah kami dapat mengubah parameter-parameter variabel bebasnya secara real time.

Proses perhitungan sisem fluida, seperti yang pernah disebutkan di kelas, ada tiga, yaitu secara eksperimental, simulasi (CFD), dan perhitungan manual (teoritis). Selain itu, apabila kami melakukan simulasi secara nyata dengan miniatur atau prototipe komponen, hal tersebut tidak memungkinkan. Jika melakukan perhitungan dengan teoritis, maka hal tersebut perlu dilatih pada saat kami berkuliah dan perhitungan manual akan melibatkan perhitungan yang sangat rumit dan luas dengan kesalahan manusia. Dengan begitu, kami melakukan simulasi ini akan dirasa paling cocok apabila menggunakan metode CFD (komputasi).

Tujuan

Dilaksanakan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa Sistem Fluida 03 unutk melakukan simulasi dari suatu sistem, dengan menggunakan 2 aplikasi CFDSOF dan OpenModelica.

Metodelogi

1. Mempelajari sistem yang akan dimodelkan

2. Membuat model sistem di OpenModelica

3. Menginput parameter sesuai yang diinginkan

4. Simulasi

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

6. Melakukan simulasi kembali sampai mendapatkan hasil yang diinginkan

7. Verifikasi

Pembahasan

disini saya membuat sistem pemipaann pada rumah, dengan menggunakan Open Modelica. Pada sistem diatas saya menjadikan Boundary sebagai sumur atau sumber air lalu di pompakan menuju tangki utama yang akan didistribusikan kebeberapa tempat penampungan air.

Komponen

1. Boundary Bisa dianggap sebagai wadah sumber pengisian tangki utama

2. Pompa Pump digunakan adalah controlled pump yang digunakan untuk memompakan air dari boundary ke tangki utama

3. Tank Terdapat 4 buah tangki, tank (sebagai tangki utama) dan 3 tangki lainnya sebagai wadah penampungan.

4. Stastic pipe Sebagai saluran pergerakan air

Berikut sistem yang saya rancang menggunakan Open Modelica

RangkaianTubes.png

Beberapa kali perbaikan saya bisa melakukan check pada sistem ini ,namu saya mendapatkan kendala baru disaat sumulasi

HasilSimulasiTubes.png

Berikut kodingannya 

 model tubes
 import Modelica.Fluid;
replaceable package Medium =
     Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater;
     
 Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe(redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
   diameter= 0.2,
   height_ab= 10,
   length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-44, 12}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 180)));

 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 6.28, height = 2.5, level_start = 2.2, nPorts = 4, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254), Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254), Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254), Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)}, use_portsData = true)  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-10, 76}, extent = {{-14, -14}, {14, 14}}, rotation = 0)));

 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank1(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 0.8, height = 0.5, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)})  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {53, -65}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 0)));

 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank2(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 0.8, height = 0.5, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)})  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {25, -65}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 0)));

 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank3(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater, T_start = Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),crossArea = 0.8, height = 0.5, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.0254)})  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {81, -65}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 0)));
 
 Modelica.Fluid.Machines.ControlledPump pump(
   redeclare function flowCharacteristic =
       Modelica.Fluid.Machines.BaseClasses.PumpCharacteristics.quadraticFlow (
         V_flow_nominal={0,0.25,0.5}, head_nominal={100,60,0}),
   redeclare package Medium = Medium, N_nominal = 2900,
   V(displayUnit="l") = 0.001, V_flow_single(start = 0.00167),checkValve=true,
   energyDynamics=Modelica.Fluid.Types.Dynamics.FixedInitial, m_flow_nominal = 0.00167,
   massDynamics=Modelica.Fluid.Types.Dynamics.FixedInitial,
   nParallel=1, p_a_nominal = 100000, p_b_nominal = 800000, p_b_start = 200000)  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-98, 12}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 
 Modelica.Fluid.Sources.FixedBoundary boundary(nPorts = 1,
   use_T=true,
   T=Modelica.SIunits.Conversions.from_degC(20),
   p=system.p_ambient,
   redeclare package Medium = Medium) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-152, -6}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 
 inner Modelica.Fluid.System system( energyDynamics = Modelica.Fluid.Types.Dynamics.FixedInitial, m_flow_start = 0.01) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {72, 82}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));

 Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe1(
   
   redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
   diameter= 0.2,
   height_ab= 10,
   length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {14, 30}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 90)));

 Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe2(
   
   redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
   diameter= 0.2,
   height_ab= 10,
   length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {70, 30}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 90)));

 Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe3(redeclare package Medium = Medium,allowFlowReversal=true,
   diameter= 0.2,
   height_ab= 10,
   length= 100, p_a_start = 800000)  annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {42, 30}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 90)));
 equation
 
 connect(pipe.port_a, tank.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{-34, 12}, {-10, 12}, {-10, 62}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pump.port_b, pipe.port_b) annotation(
   Line(points = {{-88, 12}, {-54, 12}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(boundary.ports[1], pump.port_a) annotation(
   Line(points = {{-142, -6}, {-142, -7}, {-108, -7}, {-108, 12}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pipe1.port_a, tank2.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{14, 20}, {14, -76}, {25, -76}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pipe3.port_a, tank1.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{42, 20}, {42, -76}, {53, -76}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(tank.ports[2], pipe2.port_b) annotation(
   Line(points = {{-10, 62}, {70, 62}, {70, 40}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pipe2.port_a, tank3.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{70, 20}, {70, -76}, {81, -76}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(tank.ports[3], pipe3.port_b) annotation(
   Line(points = {{-10, 62}, {-6, 62}, {-6, 52}, {42, 52}, {42, 40}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(tank.ports[4], pipe1.port_b) annotation(
   Line(points = {{-10, 62}, {-6, 62}, {-6, 46}, {14, 46}, {14, 40}, {14, 40}}, color = {0, 127, 255}));
 annotation(
   uses(Modelica(version = "3.2.3")));
 end tubes;


Pneumatic dan Hydraulic

Pneumatic adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan udara terkompresi untuk menghasilkan efek gerakan mekanis.

Hukum-hukum dasar Pneumatic

1.Hukum Pascal: “Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.” Pmasuk=Pkeluar

2.Hukum Boyle : “Pada suhu tetap, tekanan gas didalam suatu ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya” P1V1=P2V2

Hydraulic adalah suatu sistem yang memanfaatkan tekanan fluida sebagai power (sumber tenaga) pada sebuah mekanisme, sehingga hidrolik digunakan untuk mengontrol, mengirimkan dan memanfaatkan tenaga dengan menggunakan tekanan fluida tersebut.

Hukum-Hukum dasar Hydraulic

1.Hukum Pascal : “Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.” Pmasuk=Pkeluar

2.Hukum Hidrostatik : “Tekanan hidrostatika tidak bergantung pada berat dari suatu fluida, tetapi sangat berhubungan dengan perbedaan ketinggian fluida tersebut” P = rho x g x h.

Rangkaian yang saya ambil dari system library pada Open modelica, file -> system library -> OpenHydraulics -> DevelopmentTest -> DoubleActingCylinderTestSimple1

HyrdraulicTrio.png

komponen

1.Hydraulic Cylinder: Suatu komponen yang terdiri dari rod, piston dan cylinder housing, didalam system hydraulic dipasang setelah control valve sebagai actuator penggerak attachment. Hydraulic cylinder mempunyai port bottom (piston side) dan port head, saat pressure oli masuk melalui port bottom, maka rod akan bergerak keluar (extend), sebaliknya saat pressure oli masuk melalui port head, maka rod akan bergerak masuk ke dalam cylinder (retract). Pergerakan retract dan extend rod cylinder digunakan untuk menggerakkan attachment unit. Sehingga pada dasarnya hydraulic cylinder berfungsi merubah tenaga hydraulis menjadi tenaga mekanis.

2.Relief Valve: Berfungsi Untuk mencegah tekanan oli berlebih, diperlukan suatu sistem yang mampu menjaga tekanan oli agar tetap pada range yang diperbolehkan.

3.Pump: Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan fluida.

4. Circuit tank: Tempat penampungan oli.


UAS

UasSisflu1.jpeg
UasSisflu2.jpeg
UasSisflu3.jpeg
UasSisflu4.jpeg
Retrieved from "http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Valve-Trio_Kurnia_Ryplida&oldid=56688"