Valve-Ikhsanul Fikri Fakhrurrozi

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

Nama : Ikhsanul Fikri Fakhrurrozi

Email : ifikrifakhrurrozi97@gmail.com

Pertemuan Pasca UTS

Pertemuan Pertama

---

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

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

1. Gate Valve

2. Globe Valve

3. Ball Valve

4. Butterfly Valve

5. Check Valve

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

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

Gate Valve

kemudian saya melakukan simulasi dengan menggunakan asumsi berikut :

1. kecepatan inlet = 1 m/s

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

3. diameter dalam gate valve adalah 1 inch

Dan dihasilkan grafik residual sebagai berikut :

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

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

grafik tekanan total

grafik kecepatan

Pertemuan Kedua

---

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

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

1. secara teoritis

2. aplikasi CFD

3. real (eksperimen).

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

PR Tanki Sistem Fluida

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

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

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

Berikut saya lampirkan file hasil belajar saya,

Triple Empty Tanks

Pertemuan Ketiga

---

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

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

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

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

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

Yang terakhir adalah pemodelan simple cooling.

PR 3 Sistem Fluida

HEAT SYSTEM

1. Deskripsi

Sistem diatas merupakan simple heat system dengan siklus aliran tertutup. Pada sistem tersebut terdapat kontroler sederhana yang berfungsi untuk mengatur komponen-komponen yang ada pada sistem tersebut sehingga heat system dapat dikontrol melalui valve yaitu adalah sebagai berikut; pump mengatur tekanan dan burner mengatur temperatur. Berikut adalah parameter-parameter yang diketahui dari pemodelan tersebut :

     •	Tangki : 
       
       Cross Area = 0.01 m^2, 
                 
       Height = 2 m

     •	Pump

       Tekanan Input = 110000 Pa

       Tekanan output = 130000 Pa

     •	Heater

       length = 2 m

       diameter = 0.01 m

     •	Pipe

       length = 10 m

       diameter = 0.01 m

     •	RAdiator

       length = 10 m

       diameter = 0.01 m

2. Prosedur Analisa Pemodelan

     •	Membuka file heat system di library openmodelica Modelica => Fluid => Example => heat system.

     •	Checklist gambar Check berwarna hijau, kemudian lakukan simulasi dengan mengklik panah kanan berwarna hijau.

     •	Masuk bagian plotting terdapat berbagai parameter akhir setelah fluida pada tangki-tangki dalam keadaan setimbang.

     •	Jika ingin melihat perubahan parameter-parameter tersebut dalam waktu yang spesifik, maka kembali ke bagian modeling lalu klik   huruf S di kiri tombol simulasi tadi. Tombol S disini merupakan simulation setup yang mana kita dapat mengubah waktu simulasi sehingga kita bisa mengetahui perubahan-perubahan parameter pada t=0 hingga t yang diinginkan.

3. Analisa Pemodelan

Sistem diatas merupakan simple heat system dengan siklus aliran tertutup. Pada sistem tersebut terdapat kontroler sederhana yang berfungsi untuk mengatur komponen-komponen yang ada pada sistem tersebut sehingga heat system dapat dikontrol melalui valve yaitu adalah sebagai berikut; pump mengatur tekanan dan burner mengatur temperatur. Kemudian kita dapat mengetahui perbedaan temperatur pada setiap waktu (t) dengan melakukan simulasi di openmodelica.

4. Hukum Fisika

   • Hukum Perpindahan panas, Hukum perpindahan panas digunakan untuk menghitung temperatur fluida saat mengalami peningkatan temperatur dari heater dan penurunan temperatur setelah melewati radiator.

   • Hukum Kekekalan Energi, Hukum kekekalan energi digunakan untuk mengubah energi mekanik motor mejadi energi fluida yang digunakan untuk menaikkan nilai tekanan.

5. Hasil Simulasi untuk Mendukung Kesimpulan

Pada sistem diatas, fluida dipompa untuk memasuki heater sehingga didalam heater tersebut fluida mengalami peningkatan temperatur. Kemudian fluida tersebut mengalir melewati valve kemudian menuju radiator. Didalam radiator ini fluida mengalami penurunan temperatur.

THREE TANKS

1. Deskripsi

  Gambar diatas menunjukkan bahwa terdapat air pada setiap tangki. Tangki pertama terisi air dengan volume 8 m^3, tangki kedua terisi    air dengan volume 3 m^3 dan tangki ketiga berisi air sebanyak 3 m^3. Parameter-parameter lain pada sistem tangki adalah sebagai berikut :

     Tangki 1

     • Tinggian Tangki = height = 12 m

     • Cross Area = 1 m^2

     • Terhubung ke pipe1 (port_b)

     • Diameter ports = 0.1 m

     • Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1

    Tangki 2

     • Tinggian Tangki = height = 12 m

     •	Cross Area = 1 m^2

     •	Terhubung ke pipe1 (port_b)

     •	Diameter ports = 0.1 m

     •	Jumlah Ports yang digunakan = nPorts =  1

    Tangki 3

     •	Tinggian Tangki = height = 12 m

     •	Cross Area = 1 m^2

     •	Terhubung ke pipe1 (port_b)

     •	Diameter ports = 0.1 m

     •	Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1

    Pipe1

     •	Panjang pipa = 2

     •	ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = 2

     •	Diameter pipa  = 0.1

    Pipe2

     •	Panjang pipa = length = 2

     •	ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = 2

     •	Diameter pipa = 0.1

    Pipe3

     •	Panjang pipaa = length 2

     •	ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = -1

     •	Diameter pipa = 0.1

2. Prosedur Analisa Pemodelan

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

     •	Checklist gambar Check berwarna hijau, kemudian lakukan simulasi dengan mengklik panah kanan berwarna hijau.

     •	Masuk bagian plotting terdapat berbagai parameter akhir setelah fluida pada tangki-tangki dalam keadaan setimbang.

     •	Jika ingin melihat perubahan parameter-parameter tersebut dalam waktu yang spesifik, maka kembali ke bagian modeling lalu klik   huruf S di kiri tombol simulasi tadi. Tombol S disini merupakan simulation setup yang mana kita dapat mengubah waktu simulasi sehingga kita bisa mengetahui perubahan-perubahan parameter pada t=0 hingga t yang diinginkan.

3. Analisa Pemodelan

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

4. Hukum Fisika

   • Hukum Bernoulli, Hukum bernoulli digunakan untuk menghitung berapa volume akhir ketiga tangki tersebut dalam kondisi setimbangnya.

   • Hukum KOntinuitas, Hukum kontinuitas digunakan untuk menghitung pada t berapa ketiga tangki tersebut dalam kondisi setimbang.

5. Hasil Simulasi untuk Mendukung Kesimpulan

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

Pertemuan Keempat

---

Hari, Tanggal : Kamis, 3 Desember 2020 Oleh : Dr. Ahmad Indra dan Pak Hariyo

Pada hari ini kami melakukan remodeling model yang sudah ada di library openmodelica. Berikut adalah remodeling yang dibuat :

1. Remodeling Empty Tanks

2. Remodeling Two tanks

Kemudian kami melakukan coding terkait materi konservasi massa pada kontrol volume.

PR Conservation Mass & Energy

Pertanyaan & Jawaban :

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

Pada power plant tersebut terdapat turbin gas dan turbin uap. Turbin gas pada sistem tersebut memanfaatkan siklus brayton sedangkan pada turbin uap memanfaatkan siklus rankine. Siklus di Turbin Gas Kompresor pada sistem ini menaikkan nilai tekanan pada udara secara isentorpic-adiabatic yang nantinya akan mengalami peningkatan temperatur di bagian combustion chamber secara isobarik. Kemudian udara dengan temperatur tinggi tersebut diteruskan ke turbin. Turbin digerakkan oleh udara panas tersebut yang mana merupakan masukan yang menggerakkan turbin tersebut. Kemudian output dari turbin tersebut adalah energi listrik pada generator dan udara panas yang akan diteruskan di HRSG (Heat Recovery Steam Generator) yang merupakan alat untuk meneruskan udara panas untuk menggerakkan turbin multi stage. Siklus di Turbin Uap Udara panas pada HRSG diteruskan ke turbin multi stage untuk menggerakkan turbin. Turbin bergerak untuk menghasilkan energi listrik di generator. Uap panas yang ada kemudian akan ditransfer menuju kondensor untuk diubah fasanya menjadi liquid kemudian liquid tersebut akan dipompa lagi untuk melakukan siklus yang sama di HRSG.

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

a. Turbin Gas

Udara di turbin gas mengalami peningkatan tekanan dan temperatur akibat proses pembakaran yang terjadi. Udara panas tersebut kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin gas tersebut.

Efisiensi turbin dan kompresor diatas digunakan untuk mendapatkan efisiensi total.

b. Turbin Uap

Pada sistem turbin uap terdapat tiga jenis turbin yaitu turbin dengan tekanan rendah, sedang dan tinggi.

Efisiensi isentropik diatas menunjukkan tidak ada kalor yang masuk dan keluar dari sistem serta tidak ada energi yang hilang akibat gesekan pada saat sistem berlangsung.

c. Generator

Hasil putaran pada shaft memungkinkan perubahan energi mekanik menjadi energi listrik di generator

d. Kondensor

Kondensor berfungsi untuk merubah fasa uap panas menjadi liquid.

e. Pump

Pump berfungsi untuk memompa liquid untuk diteruskan ke HRSG sebagai media heat exchanger pada HRSG

f. Pipe

Pipe digunakan untuk mengalirkan fluida, dalam hal ini adalah fluida gas dann liquid

g. Valve

Valve digunakan untuk mengatur laju aliran fluida.

3. Medium fluida kerja apa saja yang terjadi dalam proses siklus tersebut, dan bagaimanakah proses analisis perhitungan dalam pemodelan. Medium kerja yang ada pada sistem tersebut adalah turbin gas, turbin uap, pompa dan kompresor. Berikut proses analisis perhitungannya :

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

a.Hitam

Jalur Hitam menunjukkan alur aliran gas pada sistem tersebut yaitu adalah gas keluar dari turbin masuk ke kompresor

b.Merah

Jalur merah menunjukkan udara dengan temperatur tinggi yang masuk melalui heat exchanger kemudian menggerakkan turbin uap pada sistem tersebut.

c.Biru

Jalur biru menunjukkan udara dengan temperatur rendah yang dipompa dari kondensor.

Pertemuan Kelima

---

Hari, Tanggal : Kamis, 10 Desember 2020 Oleh : Dr. Ahmad Indra dan Pak Hariyo

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.

Dan hasilnya dengan pemodelan Test Compressor yang ada di openmodelica kurang lebih sama.

Kemudian pak Hariyo menyuruh kami umtuk mencoba melakukan remodel pada thermoSysPro => Examples => SympleExamples => TestDynamicCentrifugalPump1. Kemudian saya melakukan simulasi remodel dan hasilnya kurang lebih juga sama.

Pertemuan Keenam

---

Hari, Tanggal : Kamis, 17 Desember 2020 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

Sistem perpipaan menjadi suatu sistem yang digunakan untuk mentransfer fluida dengan menggunakan equipment-equipment dari suatu tempat ke tempat lainnya selama proses berlangsung. Pada tugas besar ini akan dilakukan perancangan sistem perpipaan yang dilakukan di aplikasi openmodelica untuk memudahkan kami dalam melakukan analisis konversi dan konservasi energi.

TUJUAN

a. Untuk mengetahui pergerakan fluida pada sistem perpipaan

b. Untuk mengetahui pressure drop yang ada pada pemodelan sistem fluida

METODOLOGI

Pelaksanaan tugas besar ini dilakukan dengan simulasi aliran fluida menggunakan aplikasi CFD untuk memperoleh pergerakan-pergerakan aliran fluida pada sistem perpipaan dan juga menggunakan aplikasi openmodelica dalam perancangan sistem perpipaannya. Berikut adalah langkah-langkah pengerjaan tugas besar :

1. Mempelajari berbagai literatur untuk mendapatkan ide pemodelan sistem fluida

2. Menentukan parameter-parameter yang akan digunakan dalam pemodelan sistem fluida

3. Melakukan rancangan sistem fluida di software openmodelica (memasukkan parameter-parameter yang digunakan)

4. Running simulasi rangkaian sistem fluida tersebut

5. Jika terdapat error kembali lakukan pengecekan dalam coding sistem fluida tersebut

6. Jika simulasi ok maka lakukan analisis terkait kevalidan sistem fluida tersebut

RANGKAIAN SISTEM FLUIDA

KOMPONEN

1. Tank

Terdapat 3 tanki pada sistem pemipaan ini yaitu tank (Sebagai sumber air), tank1 (sebagai tangki air yang sudah dilakukan heating) dan tank2 (sebagai tanki air biasa)

2. Teejunction

teejunction pada sistem pemipaan ini digunakan sebagai jalur fluida ke tangki air dingin atau panas.

3. Dynamic Pipe

Terdapat 2 dynamic pipe yang mana digunakan sebagai pipa untuk fluida dengan temperatur yang tinggi dan salah satu dynamic pipe terdapat burner sebagai pemanas air

4. Static Pipe

static pipe berperan sebagai pipa biasa yang digunakan untuk mengalirkan air dingin

5. Pump

pump yang digunakan adalah controlled pump yang mana digunakan untuk memompa air untuk dialirkan menuju tank1 dan tank2.

PERGERAKAN FLUIDA

Saya menggunakan fluida berupa air dengan memanggil package redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater. Fluida berupa air tersebut berada didalam tank sebagai sumber utama fluida dengan volume air 15 m^3. Fluida tersebut dipompa dengan pump dengan kekuatan isap 440000 Pa. fluida tersebut melewati sebuah tee yang mana menghubungkan fluida ke dua pipa yang berbeda, yaitu pipa untuk fluida yang akan dipanaskan dan pipa untuk fluida dingin. Kemudian untuk pipa dengan fluida dingin didalamnya mengalirkan fluida tersebut ke tank2. Kemudian untuk fluida yang akan dipanaskan mengalir melalui heat pipe yang sudah dipasang burner. Kemudian burner tersebut memanaskan air didalam pipa tersebut. Lalu air yang sudah dipanaskan tersebut mengalir melalui pipe1 ke tank2.

Berikut adalah coding dari pemodelan tersebut

model ahay

 Modelica.Blocks.Interfaces.RealOutput y annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-21, 59}, extent = {{-7, -7}, {7, 7}}, rotation = 0), iconTransformation(origin = {2, 60}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 
 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank2(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,crossArea = 1, height = 2, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.5)}) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {19, -39}, extent = {{-13, -13}, {13, 13}}, rotation = 0)));
 
 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank1(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,crossArea = 2, height = 4, nPorts = 1, portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.5)}) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {86, -38}, extent = {{-14, -14}, {14, 14}}, rotation = 0)));

Modelica.Thermal.HeatTransfer.Sources.FixedHeatFlow fixedHeatFlow(Q_flow = 2000, alpha = -0.5) annotation(

   Placement(visible = true, transformation(origin = {28, 64}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe pipe2(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,diameter = 0.01, length = 2) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-6, -14}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = -90)));

 Modelica.Fluid.Machines.ControlledPump pump(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,N(start = 2900), N_nominal = 2000, V_flow_single(start = 1e-4), control_m_flow = false, m_flow_nominal = 0.01, p_a_nominal = 101325, p_b_nominal = 440000) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-68, 32}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 Modelica.Fluid.Fittings.TeeJunctionIdeal teeJunctionIdeal annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-6, 32}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 180)));
 
 Modelica.Fluid.Pipes.DynamicPipe pipe(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,diameter = 0.01, length = 2) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {38, 32}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));
 Modelica.Fluid.Sensors.Temperature sensor_T_forward annotation(
   Placement(visible = true, transformation(extent = {{48, 44}, {68, 64}}, rotation = 0)));
 
 Modelica.Fluid.Vessels.OpenTank tank(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,crossArea = 3, height = 6, level(start = 5), portsData = {Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.5)}, nPorts = 1) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-81, 71}, extent = {{-15, -15}, {15, 15}}, rotation = 0)));
 
 Modelica.Fluid.Sensors.MassFlowRate massFlowRate(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,allowFlowReversal = true) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {-38, 32}, extent = {{-8, -8}, {8, 8}}, rotation = 0)));
 Modelica.Blocks.Interfaces.RealOutput y1 annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {74, 54}, extent = {{-6, -6}, {6, 6}}, rotation = 0), iconTransformation(origin = {72, 58}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));

 Modelica.Fluid.Pipes.DynamicPipe pipe1(redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater,diameter = 0.01, length = 2) annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {62, -4}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = -90)));
inner Modelica.Fluid.System system annotation(
   Placement(visible = true, transformation(origin = {80, 86}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = 0)));

equation

 connect(fixedHeatFlow.port, pipe.heatPorts[1]) annotation(
   Line(points = {{38, 64}, {38, 36}}, color = {191, 0, 0}));
 connect(y1, sensor_T_forward.T) annotation(
   Line(points = {{74, 54}, {65, 54}}, color = {0, 0, 127}));
 connect(y, massFlowRate.m_flow) annotation(
   Line(points = {{-21, 59}, {-38, 59}, {-38, 41}}, color = {0, 0, 127}));
 connect(pipe2.port_a, teeJunctionIdeal.port_3) annotation(
   Line(points = {{-6, -4}, {-6, 22}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(teeJunctionIdeal.port_1, pipe.port_a) annotation(
   Line(points = {{4, 32}, {28, 32}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pump.port_b, massFlowRate.port_a) annotation(
   Line(points = {{-58, 32}, {-46, 32}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pump.port_a, tank.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{-78, 32}, {-82, 32}, {-82, 56}, {-81, 56}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(pipe.port_b, pipe1.port_a) annotation(
   Line(points = {{48, 32}, {62, 32}, {62, 6}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(massFlowRate.port_b, teeJunctionIdeal.port_2) annotation(
   Line(points = {{-30, 32}, {-16, 32}}, color = {0, 127, 255}));
 connect(sensor_T_forward.port, pipe.port_b) annotation(
   Line(points = {{58, 44}, {58, 32}, {48, 32}}));
connect(pipe2.port_b, tank2.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{-6, -24}, {-6, -68}, {20, -68}, {20, -52}}));
connect(pipe1.port_b, tank1.ports[1]) annotation(
   Line(points = {{62, -14}, {62, -68}, {86, -68}, {86, -52}}, color = {0, 127, 255}));
 annotation(
   uses(Modelica(version = "3.2.3")));

end ahay;

Pneumatik dan Hidrolik

Sistem tenaga fluida adalah suatu sistem pemindahan daya yang memanfaatkan fluida untuk memperoleh daya yang lebih besar dibandingkan daya di awal. Sistem tenaga fluida dibagi menjadi 2 jenis, yaitu adalah sistem tenaga fluida compressible dan incompressible. Sistem tenaga fluida compressible disebut juga dengan pneumatik. Berikut adalah beberapa komponen pada sistem pneumatik :

1. Kompresor, Untuk mengubah energi mekanik/listrik menjadi energi potensial. Kompresor digunakan untuk menaikkan tekanan fluida kompressible tersebut dengan cara menurunkan volumenya. Komponen inilah yang bertugas untuk memastikan udara bertekanan pada sistem. Kompresor juga digunakan untuk menjaga tekanan sistem agar tetap berada pada tekanan kerjanya.

2. relief valves, sebagai katup pengaman untuk melindungi sistem pneumatik dan kompresor dari overload. Ketika fluida compressible dimampatkan maka akan menaikkan tekanan pada sistem. Relief valve ini ditujukan untuk menghindari kerusakan pada kompresor, motor dan sistem pneumatik lainnya. Tekanan sisa yang melewati relief valve akan dibuang langsung ke lingkungan

3. Tangki udara, untuk menyimpan udara dengan volume tertentu. Tangki udara berfungsi sebagai penyimpanan tekanan udara yang digunakan untuk menggerakkan aktuator. Tanki ini juga berfungsi untuk mencegah ketidakstabilan supply udara ke aktuator, lebih menstabilkan kerja kompresor agar tidak terlalu sering mematikan dan menyalakannya lagi.

4. Penggerak utama, sebagai penggerak kompresor. Biasanya yang digunakan sebagai penggerak utama pada sistem pneumatik adalah motor listrik.

5. Pressure gage dan regulator, untuk mengatur dan menjaga tekanan udara yang keluar dari kompresor. Pressure gauge berfungsi sebagai penunjuk besaran tekanan yang ada pada udara sedangkan regulator dimaksudkan untuk mengatur supply udara compressed ke sistem.

6. Katup solenoid, untuk mengendalikan arah fluida yang ada pada sistem pneumatik.

7. Aktuator, untuk mengkonversi udara bertekanan menjadi gaya mekanik/torsi. Aktuator yang digunakan antara lain adalah aktuator silinder dan aktuator putar.

8. Pipa/fitting, untuk membawa udara bertekanan dari satu tempat ke tempat lain. Pipa/fitting digunakan untuk mendidtribusikan fluida udara tersebut dari kompresor atau tanki ke berbagai sistem pneumatik

Sistem tenaga fluida incompressible disebut juga dengan hidrolik. Berikut adalah beberapa komponen pada sistem hidrolik :

1. Tangki, untuk menyimpan fluida. Tangki yang dimaksud disini adalah reservoir tank yang mana digunakan sebagai penyimpanan fluida incompressible.

2. safety valves, sebagai katup pengaman untuk melindungi sistem hidrolik dan pompa dari overload. Safety valve dan relief valve memiliki fungsi yang sama yaitu untuk melindungsi sistem dari overload. Perbedaan safety valve pada sistem hidrolik dan pneumatik terletak pada arah buang kelebihan tekanan, jika pada sistem pneumatik tekanan berlebih dibuang ke atmosfer, dalam sistem hidrolik tekanan berlebih akan dikembalikan ke sistem.

3. Pompa, untuk memompa cairan ke seluruh sistem. Terdapat 3 jenis pump yang digunakan pada sistem hidrolik. Yaitu adalah

  a. Gear pump,pompa ini memanfaatkan pergerakan roda gigi untuk mengalirkan fluida 

  b. Vane pump,pompa ini memanfaatkan blade pada rotor untuk menghisap fluida kemudian mengalirkannya melalui pipa/fitting.

  c. Piston pump,pompa ini memungkinkan piston untuk mendorong fluida sehingga terbentuklah aliran hidrolik 

4. Katup, untuk mengontrol fluida. Katup yang dimaksud pada hal ini adalah control valve yang mana sebagai pintu fluida yang akan membuka dan menutup.

5. Aktuator, untuk mengubah energi cairan menjadi gaya mekanik. Tipe aktuator pada sistem hidrolik antara lain adalah tipe silinder piston dan juga tipe rotary. Aktuator tipe silinder piston memungkinkan piston untuk bergerak maju dan mundur karena pergerakan fluida incompressible. Tipe rotary memungkinkan aktuator untuk bergerak berputar oleh fluida.

6. Pipa, untuk membawa cairan bertekanan dari satu tempat ke tempat lain. Pipa/fitting digunakan untuk mendidtribusikan fluida cairan tersebut dari pompa atau tanki ke berbagai sistem hidrolik

Rangkaian hidrolik pada aplikasi openmodelica

JAWABAN UAS