Valve - Gema Akbar Ilhamsyah

BIODATA

Nama: Gema Akbar Ilhamsyah

NPM: 1806233386

Fakultas/Jurusan: Teknik/ Teknik Mesin

Tempat dan Tanggal lahir : Jakarta, 7 Januari 2000

Sistem Fluida-03

Pertemuan I

Assalamualaikum Wr.Wb

Pada Pertemuan pertama kelas sistem fluida kami mendapat penjelasan dan review materi tentang pressure drop yang dijelaskan oleh pak Dai. Lalu kami mendapat tugas untuk membuat simulasi untuk mancari tahu pressure drop pada valve. berikut tugas simulasi yang sudah saya kerjakan:

Ptotal Inlet yang saya dapat adalah 0.000971 dan Ptotal Outlet nya sebesar 0.000262

Kesimpulannya Pressure drop yang saya dapat sebesar 0.000709

Pertemuan II

Assalamualaikum Wr.Wb.

Pada pertemuan kedua kami mendapat penjelasan tentang definisi sistem fluida dan segitiga kecepatan yang dimana ini juga merupakan review materi. Pada awal pertemuan kami melakukan diskusi yang dipimpin oleh Pak Dai. Sistem fluida itu sendiri merupakan sistem yang terdiri atas komponen-komponen yang menghasilkan suatu energi dari suatu fluida yang digunakan. Dalam mempelajari sistem fluida sendiri terdapat 3 metode pembelajaran, yaitu:

1. Secara Teori: menggunakan teori-teori yang ada untuk memverifikasi data yang didapat dari eksperiment

2. Secara Eksperimental: melakukan eksperimen atau metode secara langsung

3. Secara Numerik: merupakan gabungan antar eksperimen dan teori

Lalu pada akhir pertemuan kami mendapat pembahasan dari para asisten dosen dengan menggunakan aplikasi CFDSOF.

Pertemuan III

Tugas 3

1.Gambar 1

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada

Sistem berikut merupakan sistem pemanas dengan siklus aliran hidup.

2. Prosedur analisa pemodelan

Pertama kita harus memastikan coding yang bisa dilihat pada Text View. Kita memastikan juga apakah codingan itu sudah memiliki persamaan dan variabel yang sudah benar dengan cara klik logo ceklis satu atau check model. Setelah itu kita simulasi permodelan tersebut dan mendapatkan grafik dari setiap variabel yang ada.

3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Aliran berawal dari tanki yang setelah itu dipompa menuju sistem pemanas. Aliran akan melalui sensor untuk menghitung laju perpindahan massa. Setelah melewati sistem pemanas, temperatur aliran akan diukur dengan sensor temperatur. Lalu aliran melaju melewati pipa dan disitu terjadi perpindahan kalor dan massa antara dalam pipa dan ambient. Aliran fluida terhenti di valve yang dikontrol. Lalu aliran melaju kembali menuju tangki. Selama proses dari pemanas hingga mencapai tangki, terjadi perpindahan kalor dan massa sepanjang pipa.

4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan

Konsep utama hukum yang digunakan dalam pemodelan adalah:

- Hukum konservasi energi

- Hukum konservasi massa

- Hukum konservasi momentum

- Hukum Termodinamika 1

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

Pada permodelan ini, simulasi yang saya jalankan mengalami error sehingga saya tidak mendapat hasil dan grafik yang seharusnya.

2. Gambar 2

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada

Gambar.2 merupakan Sistem 3 tangki identik yang ketinggian awal fluidanya berbeda-beda. Ketiga pipa tersebut saling tersambung oleh model pipa tanpa perpindahan kalor dan massa. Pada permodelan diatas akan dianalisis perpindahan air dari tank 1 ke tank 2 & 3

2. Prosedur analisa pemodelan

Setelah membuka OpenModelica, cari "Modelica" pada kolom library lalu cari permodelan yang ingin diamati, ThreeTanks. Setelah memilih permodelan yang diinginkan, amati dan periksa pengkodingan apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan. Setelah persamaan dan variabel sesuai, Klik tanda "S" pada kolom diatas permodelan untuk memulai simulasi.

3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Kondisi awal tangki menunjukkan bahwa ketinggian fluida di dalam ketiga tangki berbeda-beda. Lalu karena terdapat ketidakseimbangan volume pada ketiga tangki, maka terdapat perbedaan tekanan pada tiap tangki. Tangki dengan volume lebih banyak memiliki tekanan yang lebih tinggi karena massa fluida juga banyak. Akibatnya, tangki dengan volume tinggi ini akan berpindah ke tangki yang memiliki volume yang lebih sedikit. Fluida ini akan terus berpindah hingga ketiga tangki mencapai titik setimbang dimana volume fluida pada ketiga tangki sama

4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan

"Hukum II Newton yang dikembangkan menjadi persamaan pressure drop" dan "Mass balance equation"

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

Hasil yang simulasi yang saya lakukan pada grafik diatas menunjukan penurunan level air pada tank 1 (garis merah) semakin menurun dimana itu artinya air pada tank 1 berpindah ke tank 2 (garis hijau) dan tank 3 (garis biru). Lalu jika diperhatikan kembali Tank 2 mengalami kenaikan sampai keadaan dimana level nya seimbang dengan Tank 1.

Pertemuan IV

Tugas 4

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

Model Combined Cycle Power Plant digunakan untuk mensimulasikan reduksi beban berlangkah pada power generator dari 100% menjadi 50% dalam waktu 800 detik. Pada simulasi ini terdapat 2 sistem yang berperan, yaitu sistem Gas Turbine dan Steam Turbine.

  a.Gas Turbine
  Pada saat melewati sistem ini terjadi siklus, yaitu siklus rankine 
  
  Sistem ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu:
  - Compressor : Meningkatkan tekanan udara dan temperature udara sebelum dialirkan menuju combustion chamber . 
  Proses pada compressor adalah isentropic-adiabatik
  - Combusition Chamber: Tempat dimana udara yang sudah dinaikan pressure dan temperature di kompresor disatukan 
  dengan bahan bakar menyebabkan temperature udara meningkat dengan kondisi isobaric. Udara panas hasil ruang 
  bakar 
  diteruskan ke turbine.
  - Turbine : Gas panas yang memiliki temperature dan pressure tinggi diteruskan ke turbin untuk memutarkan 
  turbin. Hasil dari turbin ada dua. Yaitu power yang nantinya akan diteruskan ke altenator generator dan udara 
  panas hasil dari turbin gas yang akan diteruskan ke Heat Recovery Steam Generator.
  

  b.Steam Turbine
  Siklus yang terjadi pada proses ini adalah siklus Bryton
  
  Langkah-langkah yang terjadi pada sistem ini adalah:
  • 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 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.

  a.Steam Turbine
  - Condenser
  
  - Drum
  
  - Generator
  
  - Heat Exchanger
  [File:CDN.png|400px|Left]]
  - Valve
  
  - Water Mixer
  Volume B
  
  Volume C
  
  - Water Splitter
  Volume B
  
  Volume C
  

  b.Gas Turbine
  -Compressor
  
  -Turbin Gas
  
  -Combustion Chamber
  

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) dari Natural Gas ke Superheated gas

(-)Turbin Uap (Menghasilkan kerja) Uap panas dan superheated gas

(-)Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja) Fluida cair

(-)Kompresor (Membutuhkan kerja) Natural gas

Pada Analisa perhitungannya menggunakan hukum konservasi energi dan konservasi massa. Pada kompresor, pompa,turbin, dan HRSG mengalami proses adiabatik di mana proses adiabatik adalah proses yang tidak terjadi pergantian kalor dari sistem kelingkungan ataupun sebaliknya. Pada proses ini diasumsikan kondisi steady state dan energi kinetic potensial diabaikan.

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

- Jalur hitam = merupakan jalur penerusan energi kinetic dari turbin dan masuk ke dalam generator untuk diubah menjadi energi lain.

- Jalur biru = menunjukan fluida hasil ekspansi tekanan rendah dan temperature rendah.

- Jalur merah = menunjukan aliran fluida tekanan tinggi temperature tinggi hasil kompresi.