Valve-Muhammad Rifqi Dwitama

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

Assalamualaikum wr. wb., berikut adalah page saya untuk Sisflu03.

Nama : Muhammad Rifqi Dwitama NPM  : 1706024476

Pertemuan Pertama

Pada pertumuan pertama bapak Ahmad Indra menjelaskan tentang pressuredrop yang terjadi pada valve jika dialiri suatu fluida dengan menggunakan aplikasi CFDSOF.Disini Kita diberi tugas untuk mensimulasi pressuredrop yang terjadi pada T valve pada sistem perpipaan dengan fluida udara.

Pr 1 pressuredrop pada Gate valve keadaan terbuka full

Pada kesempatan ini saya ingin belajar dan mencoba menjelaskan pressure drop yang terjadi pada gate valve ketika bukaan full Pertama kita menggambar gate valve pada aplikasi design seperti inventor, visio, atau solidworks dengan geometri yang ada atau telah ditentukan.Setelah itu kita masukkan ke aplikasi CFDSOF untuk menjalankan simulasi. properties yang saya gunakan adalah udara dengan masa jenis 1.225 kg/m^3 dengan kecepatan fluida sebesar 1 m/s atau 3.6 km/jam Setelah melakukan simulasi dengan run solver disini saya mendapatkan literasi convergen pada literasi ke-967 properties yang saya gunakan adalah udara dengan masa jenis 1.225 kg/m^3 dengan kecepatan fluida sebesar 1 m/s atau 3.6 km/jam Setelah melakukan simukasi dengan run solver disini saya mendapatkan literasi convergen pada literasi ke-967

Setalah itu kita masuk ke aplikasi paraview untuk mencari ptotalinlet dan ptotaloutletnya

yang dimana Ptotalinlet sebesar 0.000971577 dan Ptotaloutlet sebesar 0.00262097 maka pressure dropnya sebesar 0.00071

Sekian pembelajaran yang saya pelajari, Terima kasih.

Pertemuan Kedua tanggal 19 november 2020

Pada hari ini Bapak Dai menjelaskan tentang apa segitiga kecepatan dan definisi dari sistem fluida secara mendasar.Sistem fluida ialah suatu sistem yang terdiri dari komponen-komponen untuk menghasilkan suatu energi atau menghasilkan suatu tenaga dari fluida yang digunakan.Pada ilmu fluida baik mekanika fluida ataupun sistem fluida terdapat 3 metode untuk mempelajarinya yaitu secara teori,eksperimental dan numerik. 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. Pada sistem fluida terdapat suatu fenomena segitiga kecepatan yang dimana segitiga kecepatan di hasilkan dari beberapa arah kecepatan menuju sudu suatu pompa ataupun turbin.Segitiga kecepatan pada pompa dan turbin bentuknya berbeda berikut ialah gambar dari segitiga kecepatan pompa.

Pr 2 Mempelajari Sistem Fluida di openmodelica

Dengan openmodelica kita dapat merancang sebuah sistem,salah satunya adalah sistem fluida.Disini saya mempelajari contoh dari sistem fluida yaitu sistem fluida "empty tank"disini saya mempelajari beberapa bahasa pemograman yang ada di open modelica

Pada gambar diatas saya mencoba membuat model tersendiri tetapi masih beberapa mengikuti example "empty tank".Pada program diatas dapat dilakukan simulasi jika kita memasukkan properties yang digunakan misalnya pada program saya ialah "redeclare package Medium =Modelica.Media.Water.ConstantPropertyLiquidWater"yaitu saya meanggil media water dengan properties constant property liquid,pada program diatas nport=1 maksudnya ialah port yang digunakan.Sedangkan crossarea=1 ialah luas penampang pada tanki sebesar 1 m2.

ini adalah yang saya buat pada blok diagram

Pertemuan Ketiga tanggal 26 november 2020

Pada pertemuan ketiga kali ini bapak Dai dibantu oleh Pak Hariyotejo Pujowidodo untuk membahas mengenai simulasi pada OpenModelica. Disini kami membuat suatu simulasi dari example yang tersedia pada OpenModelica yaitu Two Tanks.

Berikut hasil simulasi yang saya lakukan dengan waktu simulasi yang berbeda-beda

t = 0.5

t = 1

t = 1.5

Tugas 3

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada 2. Prosedur analisa pemodelan 3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan 4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan 5. Berikan hasil-hasil simulasi parameter untuk mendukung kesimpulan yang diperoleh

Jawaban 1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada

Sistem 3 tangki identik dengan ketinggian awal fluida yang berbeda-beda. Ketiga pipa saling tersambung oleh model pipa tanpa perpindahan kalor dan massa. 2. Prosedur yang digunakan -Membuat Class dengan specialization Model, beri nama Class tanpa spasi . -Membuat permodelan dengan memasukan model OpenTank (Modelica > Fluid > Vessels > Open Tank), StaticPipe (Modelica > Fluid > Pipes > StaticPipe), dan System (Modelica> Fluid > System). Serta beri keterangan nama. -Sambungkan permodelan yang telah dimasukan sesuai dengan deskripsi uraian diatas (uraian kondisi pipa). -Menentukan parameter-parameter pada setiap model seperti uraian diatas. Parameter dapat dimasukan melalui model dengan men-double klik model atau menambahkan pada coding. Penambahan parameter pada coding dapat dilakukan didalam buka tutup kurung setelah nama model. -Sebelum melakukan simulasi check terlebih dahulu dengan menekan tombol ceklis hijau, cek Kembali parameter dan coding yang salah apabila pengecekan terjadi error. -Simulasikan terhadap fungsi waktu hingga menemukan kesimpulan dari kasus yang tersebut. 3. Simulasi Fluid.Examples.HeatingSystem merupakan aliran yang berawal dari sebuah tank yang berada di tempat tertinggi dari sistem, kemudian dipompa menuju section selanjutnya, yaitu burner (pembakar). Pada proses tersebut, sudah terjadi fungsi controlling melalui dua sensor yang sudah dipasang, yakni sensor massa (m_sensor) dan sensor suhu (T_sensor). Kemudian aliran fluida tetap mengalir melalui pipa yang dapat ditentukan aspek-aspeknya dengan parameter.

Berikutnya, fluida masuk melalui valve (katup) yang dapat dibuka-tutup. Fluida terus mengalir untuk kemudian didinginkan dengan radiator yang memanfaatkan temperatur ambien. Suhu yang dihasilkan juga harus melalui sensor yang ada untuk mengontrol suhu yang diinginkan. Proses yang terjadi ini memungkinkan proses HeatingSystem dapat memenuhi temperatur fluida yang diinginkan

Dengan melakukan Simulate pada aplikasi OpenModelica, kita akan mendapatkan besaran-besaran dari variabel terikatnya. parameter yang sudah ada sebelumnya tidak saya ganti, yakni dengan ketinggian Tank1 8 m, Tank2 3 m, dan Tank3 3 m serta panjang pipa Tank3 lebih pendek dari kedua tangki yang lain. Apa yang akan menjadi pengamatan di sini adalah terjadinya proses aliran fluida, serta ditinjau juga bagaimana fluida jika mengalir dari ketinggian berbeda dan jika fluida mengalir dari ketinggian yang sama dengan ketinggan tangki yang berbeda. Tentunya kedua perbedaan itu memberikan hasil yang berbeda. Hasil pun menunjukkan volume akhir pada Tank2 dan Tank3 berbeda. 4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan

- Hk. Konservasi Energi,massa,momentum yang dapat dijasikan mencari rumus pressure drop

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

Pertemuan tanggal 3 Desember 2020

Pada Hari ini bapak Hariyotejo mengajarkan kita untuk meremodel model twotanks,empty tanks,dan basic volume.Pada sistem two tanks kita disuruh untuk membuat skematik sesuai dengan example seperti berikut:

lalu kita memngisi data tank1,pipe dan tank 2 sesuai dengan yang ada di example.Setelah itu memasukan pemodelan sebagai berikut :

Dari hasilnya kita dapat hasilnya sama dengan yang sesuai dengan contoh:

yang kedua ialah empty tanks step yang dilakukan sama seperti step yang ada di two tanks yaitu membuat skematik sesuai dengan example sebagai berikut :

lalu kita mengisi data open tank1,static pipe dan open tank 2 sesuai dengan yang ada di example.Setelah itu memasukan pemodelan sebagai berikut:

Dari hasilnya kita dapat hasilnya sama dengan yang sesuai dengan contoh:

lalu Bapak tejo mengejari menurus Basic volume yang ada di openmodelica sebagai berikut:

dengan hasil sebagai berikut.

Tugas 04

Secara sederhana, berikut adalah process flow diagram dari sebuah Combined Cycle Power Plant.

Sistem Combined Cycle Power Plant terdiri dari beberapa proses: 1.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 Berikut ialah siklus dari gas turbine yaitu siklus bryton secara ideal :

2.Steam Turbine Heat Recovery Steam Generator menangkap gas buangan -HRSG menangkap gas buangan dari Gas Turbine,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.Berikut ialah siklus rankine:

Pada proses 7-8 ialah proses isentropic,fluida kerja yang melewati turbin ke kondensor dengan fluidanya uap panas jenuh.

Pada proses 8-9 ialah perpindahan panas dari fluida kerja yang dimana tekanan alirannya konstan melewati kondensor menuju pompa menjadi fluida air jenuh

Pada proses 9-6 aliran dari pompa di dorong menuju sistem pemanas yang dimana sistem pemanas disini ialah HRSG yang dimana tekanan disini konstan

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: -Condensor

-Drum

-Generator

-Heat Exchanger Terdiri dari beberapa jenis seperti: -Superheater

-Evaporator

-Economiser

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

-Pump Pompa yang digunakan pada model ini adalah Centrifugal Pump diambil dari ThermoSysPro.WaterSteam.Machines.StaticCentrifugalPump

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

Intermediate pressure

Low pressure

dengan parameter sebagai berikut: -Valve Valve pada model ini menggunakan Control Valve yang diambil dari ThermoSysPro.WaterSteam.PressureLosses.ControlValve dengan parameter sebagai berikut:

-Water Mixer Water mixer pada model ini adalah sebuah junction yang menghubungkan beberapa inlet dan menggabungkannya menjadi kurang dari atau sama dengan jumlah inlet.

-Water Splitter Water splitter pada model ini berkebalikan dengan water mixer, yaitu sebuah junction yang menghubungkan 1 atau 2 inlet dan memecahnya menjadi lebih dari atau sama dengan jumlah inlet pada outlet.

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

Didalam symbol ini terdapat komponen dari gas turbine sebagai berikut: -Compressor

-Gas Turbine

-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) -Turbin Uap (Menghasilkan kerja) -Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja) -Kompresor (Membutuhkan kerja)

Medium fluida yang bekerja pada sistem ini ialah gas dan vapor

-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 -Jalur hitam Jalur koneksi warna hitam yang tebal pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur gas yang terjadi pada sistem tersebut. Pada sistem tersebut, ialah jalur energi yang dihasilkan dari turbin menuju generator yang dimana terjadi perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi listrik.

-Jalur merah Jalur koneksi warna merah pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur fluida high temperature/Pressure yang terjadi pada sistem tersebut. Jalur fluida tersebut melalui bagian Heat Exchanger, dan menyuplai uap untuk menggerakkan Turbin uap.

-Jalur biru Jalur koneksi warna biru pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan fluida low temperature/Pressure pada sistem tersebut. Jalur fluida tersebut terdapat di keluaran kondensor menuju pompa yang didorong menuju tangki penyimapanan dan juga proses Heat Exchanger terutama pada bagian economizer

Gas Turbin

BallonHP

condenser

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 adiabatik,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

- Jalur hitam

Jalur koneksi warna hitam yang tebal pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur gas yang terjadi pada sistem tersebut. Pada sistem tersebut, jalur gas tersebut adalah jalur suplai udara pada Gas Turbine dan jalur exhaust dari Gas Turbine

- Jalur merah

Jalur koneksi warna merah pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur uap temperatur tinggi pada sistem. Jalur uap tersebut melalui bagian Heat Exchanger, dan menyuplai uap untuk menggerakkan Turbin Uap Stodola.

- Jalur biru

Jalur koneksi warna biru pada sistem Combined Cycle Power Plant menunjukkan alur uap temperatur rendah pada sistem. Jalur ini terdapat di proses Heat Exchanger terutama pada bagian economizer, dan tangki penyimpanan.

Tugas besar

LATAR BELAKANG

Tugas besar ini dilakukan untuk dapat membantu kami memahami sistem fluida (perpipaan beserta mesin fluidanya) pada suatu sistem. Simulasi ini dilakukan dengan pengaplikasian CFD (Computational Fluid Dynamics) oleh aplikasi OpenModelica karena kondisi secara riil dapat ditinjau dengan metode tersebut.dengan aplikasi ini kami juga dapat mendapatkan gambaran dengan mudah pada berbagai aspek pada waktu yang sesungguhnya sesuai dengan parameter dan variabel yang kita inginkan 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 rumit dan banyak faktor faktor yang diabaikan seperti kondisi yang dianggap steady state. Dengan begitu, kami melakukan simulasi ini akan dirasa paling cocok apabila menggunakan metode CFD (komputasi).

TUJUAN

Tugas ini dilaksanakan untuk meningkatkan pemahaman bagi para mahasiswa Sistem Fluida 03 dalam melakukan simulasi dari suatu sistem yang ada dengan cara melakukan pemodelan menggunakan 2 aplikasi yaitu CFDSOF dan OpenModelica agar lebih paham mengenai contoh alat sistem fluida yang ada pada dunia industri.

METODOLOGI

Tugas besar ini dilakukan dengan cara mensimulasikan sautu sistem fluida menggunakan aplikasi CFDSOF dan Paraview untuk dapat mengetahui profil aliran yang terjadi dalam sistem, dan kemudian disimulasi dengan kasus yang sama dengan menggunakan aplikasi OpenModelica untuk dapat mengetahui hasil dari parameter parameter yang telah kita tetapkan sebelumnya. Ketika simulasi sudah berhasil dan memenuhi pengecekan. Maka hasil simulasi akan diambil untuk dianalisis.