Valve-Edward Joshua

Biodata Diri

Nama: Edward Joshua P M

NPM: 1806233354

Sisflu-03

Pertemuan 1 | Kamis, 12 November 2020

Pada pertemuan pertama kelas Sistem Fluida dengan Pak Dai, kami mempelajari tentang karakterisasi aliran dari valve dan memperkirakan pressure drop yang terjadi pada model valve.

Valve atau yang biasa disebut katup adalah sebuah perangkat yang mengatur, mengarahkan atau mengontrol aliran dari suatu fluida dengan membuka, menutup, atau menutup sebagian dari jalan alirannya.

Tipe-tipe valve:

- butterfly valve

- check valve

- gate valve

- globe valve

- ball valve

- needle valve

- diaphragm valve

- check valve

- safety valve

- pressure reducing valve

- trap valve

Setelah itu, bang Ales dari kelas CFD menjelaskan tentang apa itu CFD. CFD atau Computational Fluid Dynamics CFD adalah simulasi komputer untuk mengetahui pola aliran fluida. Perhitungan CFD didasarkan pada persamaan Navier-Stokes yang diselesaikan secara numerik.

Persamaan Navier-Stokes ini secara matematis menunjukkan hubungan antara konservasi momentum, massa, dan energi pada fluida.

Penggunaan CFD ini memudahkan kita untuk menganalisis masalah yang melibatkan fluida. Contohnya fenomena konduksi, konveksi, aliran fluida, dan lain-lain. CFD diperlukan di berbagai bidang seperti Aerodinamika, HVAC, dsb.

Lalu masing-masing dari kami menjalankan simulasi dengan CFDSOF mengenai pressure drop pada aliran gate valve.

PR Simulasi Valve

PR yang diberikan oleh Pak Dai setelah pertemuan pertama adalah melakukan simulasi aliran pada jenis valve yang lain. Valve yang saya gunakan untuk simulasi ini adalah globe valve.

Berikut adalah geometry valve yang akan saya gunakan pada simulasi ini:

Setelah menemukan geometry valve, dilakukan meshing terhadap geometry valve. Berikut hasil meshing yang didapatkan:

Kemudian, model simulasi ditetapkan sesuai dengan video tutorial yang telah diberikan oleh Pak Dai. Setelah menetapkan model simulasi, dilakukan tahap processing. Berikut adalah residual yang dihasilkan pada tahap ini.

Setelah melakukan tahap processing, dilakukan tahap post-processing. Tahap ini menggunakan perangkat lunak lain yaitu ParaView untuk memvisualisasikan hasil perhitungan yang sudah dilakukan oleh CFDSOF. Dilakukan proses kalkulasi di paraview untuk mendapatkan nilai tekanan statik, tekanan dinamik, dan tekanan total. Berikut adalah visual yang dihasilkan dari kalkulasi di ParaView.

Visualisasi Tekanan Total dari potongan Globe Valve

Visualisasi Tekanan Total pada sisi inlet valve

Visualisasi Tekanan Total pada sisi outlet valve

Berikut juga hasil kalkulasi tekanan statik, tekanan dinamik, dan tekanan total

Pressure drop yang dihasilkan antara inlet dan outlet dari globe valve didapatkan dengan mencari selisih tekanan total antara inlet dan outlet globe valve. Hasil tersebut adalah

Pertemuan 2 | Kamis, 19 November 2020

Pada pertemuan ini, Pak Dai menjelsakan mengenai segitiga kecepatan pada sistem fluida. Segitiga kecepatan merupakan segitiga yang menunjukkan arah vektor kecepatan pada sebuah mesin fluida.

Pada sistem fluida masih teoritis dan masih perlu adanya evaluasi dan validasi, dalam hal ini bisa diselesaikan dengan CFD. Contohnya untuk mendesain turbin air, kita simulasi dengan cfd untuk menentukan sudut sudu. Kita tidak bisa melihat pengaruh segitiga kecepatan hanya dengan teoritis saja karen CFD bisa simulasi secara dinamik atau real time. Selain fungsi visualisasi, kita bisa melihat plotting apakah analisis tepat atau tidak.

Terdapat 3 metode analisa sistem fluida:

eksperimen-> metode ini menggunakan sistem sesungguhnya dan hasilnya aktual, namun tidak praktis dan ekonomis. teori -> metode ini memberikan keyakinan kita untuk verifikasi data eksperimen betul atau tidak pada kondisi ideal, namun terdapat error karena terdapat batasan-batasan dan asumsi. numerik atau CFD: jika secara teori/analitik sulit dilakukan, maka bisa memakai CFD.Tidak memerlukan resources yang banyak, namun masih tidak akurat dan diperlukan iterasi yang sangat banyak agar hasil meyakinkan

Selanjutnya, Pak Dai menjelaskan kelebihan dari openmodelica kita tidak harus bisa coding, cukup dengan pemodelan saja sudah bisa dilakukan simulasi. Pak Dai juga menjelaskan contoh aplikasi sistem fluida pada openmodelica, yaitu empty tank. Simulasi ini menunjukkan perubahan volume tangki 1 dan 2 karena perbedaan ketinggian tangki. Pada hasil simulasi grafik volume pada tangki 1 menunjukkan penurunan, sementara grafik volume tangki 2 menunjukkan kenaikan.

Tugas Sistem Fluida

Setelah selesai kelas, Pak Dai memberikan tugas kepada kami untuk mempelajari Library yang ada pada OpenModelica. Saya mempelajari example-example yang ada di dalam library Modelica. Salah satu example tersebut adalah Tank with Overflow

Sistem ini menggambarkan perilaku tangki ketika kelebihan isi sehingga terjadi overflow. Ketika isi tersebut melebihi ketinggian yang telah diatur, maka cairan akan berpindah dari tangki atas ke tangki bawah.

Berikut adalah model sistem yang ada pada example tersebut.

Setelah mengecek model, kemudian dilakukan simulasi dan plotting. berikut adalah hasil plotting model tersebut.

File modelica dapat diakses di tautan berikut:

https://drive.google.com/drive/folders/1AZNOmiu8AKEh_fSbNz-nKU_l0ihrV0cL?usp=sharing

Pertemuan 3 | Kamis, 26 November 2020

Pada pertemuan 3 kali ini, pak Dai mengajak kami untuk melakukan praktek mengenai Pemodelan Sistem Fluida bersama dengan pak Haryo. Namun sebelum beranjak ke praktek, Pak Dai mengajak kami diskusi mengenai apa itu Pemodelan Sistem Fluida itu sendiri. Menurut saya pribadi, pemodelan sistem fluida adalah memodelkan suatu kasus sistem fluida yang nyata dalam bentuk persamaan matematika agar dapat diselesaikan baik secara analitik maupun numerik.

Kalau menurut pak Dai, Penjelasan mengenai pemodelan sistem fluida dimulai dari filosofi pemodelan, yaitu sebuah usaha untuk mempelajari sebuah sistem aktual melalui sistem-sistem yang disimplifikasi. Artinya sebuah model adalah sistem yang disederhanakan yang berusaha merepresentasikan model yang sebenarnya. Untuk melakukan studi sistem aktual, tidak mungkin menganalisa langsung secara aktual. Dalam arti lain, sebuah pemodelan adalah sebuah usaha untuk membuat replika dari suatu sistem aktual. Pemodelan tidak akan sama dengan sistem aktual. Untuk dapat melakukan pemodelan Sistem Fluida, diperlukan pengetahuan basic mengenai Sistem Fluida

Lalu Pak Haryo menerangkan cara kerja OpenModelica

Kasus pertaman membahas tentang example Two Tanks. example ini dapat diambil dari library modelica yang ada di dalam software OpenModelica. Berikut adalah model dari two tanks tersebut.

Setelah melakukan simulasi, kami kemudian melakukan plotting untuk hasil simulasi. Berikut adalah hasil plotting dari simulasi tersebut:

dapat dilihat bahwa dalam waktu 1.5s, kedua tangki mencapai titik setimbang dimana ketinggian fluida di kedua tangki sama.

Kasus kedua membahas tentang example Empty Tank. Model ini menggambarkan pengosongan fluida 1 tangki ke 1 tangki lainnya. Berikut adalah model dari empty tanks tersebut.

Lalu setelah simulasi, dilakukan plotting. Saya menggunakan plotting volume untuk menganalisa sistem empty tank ini. berikut adalah hasil plot tersebut

garis biru merepresentasikan volume fluida pada tangki 2 sedangkan garis merah merepresntasikan volume fluida pada tangki 1. Dapat dilihat bahwa seiring berjalannya waktu, fluida pada tangki 1 berpindah menuju tangki 2. Sehingga pada waktu sekitar 33 detik, Volume fluida pada tangki 1 = 0

- Praktek mengenai Two Tank Flow