Valve-Muhammad Aditya Atmadja

Biodata

Nama : Muhammad Aditya Atmadja

NPM : 1806181786

Kelas : Sistem fluida 03

Pertemuan Pertama

Pada pertemuan pertama setelah uts, kami belajar mengenai valve dan memperkirakan pressure drop yang terjadi pada valve Tipe-tipe valve:

Butterfly valve
Check valve
Gate valve
Globe valve
Ball valve

Kemuadian Bang Ales menjelaskan mengenai CFD, CFD (Computational Fluid Dynamics) adalah ilmu analisis numerik untuk memcahkan masalah pada aliran fluida. Pada kesempatan kali ini, kita menggunakan software CFD Bernama CFDSOF

Kami mencoba simulasi valve menggunakan software bernama CFDSOF mengikuti tutorial dari tautan berikut:

https://www.youtube.com/watch?v=RANhtK5u5W0&ab_channel=CFDSOFSoftware

https://www.youtube.com/watch?v=qpumUG0veRs

Langkah langkah yang saya kerjakan adalah:

1. Memasukan model 3D dari link https://drive.google.com/file/d/1Av131b__mmSZEavW_WjNPOj0pUiF44kt/view

2. Setelah itu saya melakukan scaling dari 3D model tersebut, meshing dengan surface refinement max 3 dan box mesh boundries seperti gambar dibawah

3. Setelah mesh tersebut tidak bermasalah, saya mengsimulasikan model seperti gambar ini

4. Lalu, saya memasukan kecepatan bada inlet dengan kecepatan 1 m/s, outlet sebagai outflow

5. Saya masukan jumlah iterasi sejumlah 3000 dan write control menggunakan time step sebanyak 3000. Setelah di solve, menghasilkan grafik

6. Setelah itu saya buka dengan ParaView, dan memasukan p static, magnitude u, p dynamic, p total dengan calculator pada ParaView.

7. Setelah dihitung dan memasukan Extract block dengan properties inlet dan outlet saya mendapatkan hasil

8. Lalu dapat dihitung Pressure Drop dengan rumus dp = ptotalinlet-ptotaloutlet

Tugas Simulasi Valve

Pada tugas ini saya menggunakan gate valve dengan model sebagai berikut

setelah saya melakukan meshing didapat model seperti ini

Hasil tersebut didapatkan dengan cara memasukan surface refinement max sebesar 3 dan setelah di check mesh, tidak terdapat error

Lalu saya lanjutkan dengan memasukan pada simulation model, pilih turbulance-RANS dan apply model dan pada tab turbulance saya pilih turbulance model sst-kω. Selanjutnya saya memasukan velocity pada inlet sebesar 1 m/s, outlet dengan tipe outflow. setelah itu, pada CFD-solve tab run solve, saya memasukan Number of Iteration sebanyak 300 dengan write control tipe time step sebesar 3000. Hasil grafiknya adalah sebagai berikut

Selanjutnya kita masuk ke tahap post processing dengan menggunakan ParaView. Model kita apply, dan memasukan rumus pstatic, magnitudeU, pDynamic, dan pTotal

Lalu membuat extract block pada inlet dan outlet

Hasilnya pada inlet menunjukan

Dan Outlet

Dari hasil tersebut kita mendapatkan pTotal pada tiap inlet dan outlet. Dari data tersebut kita bisa mencari besar pressure drop dengan rumus

dp = ptotalinlet - ptotaloutlet

Kita masukan ke dalam excel dan hasil pressure drop sebesar 0,0096161

Selain kita bisa mendapatkan besar pressure drop, dengan video tutorial ketiga pada link berikut https://www.youtube.com/watch?v=54OqQL1BIY0&feature=youtu.be kita bisa mendapatkan distribusi ptotal dengan menggunakan ParaView, yaitu dengan menggunakan Plot Over Line yang terdapat pada opsi filter lalu data analysis. Hasilnya sebagai berikut

Pertemuan kedua

Pada pertemuan kali ini, kami berawal berdiskusi mengenai sistem fluida. Pak Dai mengibaratkan sistem fluida itu mirip dengan alam semesta. Sistem fluida adalah paduan antara komponen atau subsistem yang bekerja dengan aturan tertentu untuk satu tujuan masalah fluida. Setelah itu Pak Dai meminta kepada Abi dari kelas CFD menjelaskan apa itu sistem fluida. Ia menjelaskannya menggunakan hasil simulasi yang ia lakukan.

Lalu dijelsakan oleh Bang Edo mengenai mengapa kita membutuhkan CFD walaupun kita telah mempelajari sistem fluida. Sistem fluida masih teoritis dan perlu dikaji ulang dengan cara validasi dan lalu di evaluasi, salah satunya dengan menggunakan CFD. Lalu Pak Dai menjelaskan metode sistem fluida:

  Metode ekperimen : Metode yang hasilnya aktual tapi perlu resource baik, waktu yang banyak dan tidak ekonomis 
  Metode Teori     : Metode ini memberikan keyakinan kita untuk verifikasi data eksperimen
  Metode numerik atau CFD  :  Bila perhitungan yang dilakukan sangat kompleks dan tidak bisa diselesaikan pada metode teoritis, maka bisa memakai CFD.

Lalu Pak Dai menjelaskan mengenai perbedaan antara turbin impuls dan turbin reaksi

Turbin impuls yaitu turbin impuls mengubah energi fluida dalam bentuk tekanan dengan mengubah arah aliran fluida ketika terkena bilah rotor. Turbin ini memanfaatkan head yang tinggi, dedesain berbentuk mangkuk agar terjadi perubahan momentum.
Turbin reaksi yaitu turbin reaksi mengubah energi fluida dengan reaksi pada bilah rotor, ketika fluida mengalami perubahan momentum. Tekanan di bagian atas kecil sementara tekanan bagian bawah besar sehingga ada gaya lengan atau torsi.

Pak Dai lalu 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 2

Pada tugas ini kami melakukan simulasi sistem fluida menggunakan OpenModelica dan kami diarahkan pada tugas ini untuk mempelajari permodelan dari contoh yang sudah ada. Pada kali ini saya menggunakan contoh ThreeTanks.

Pada sistem ini kita dapat mengganti parameter pada tangki dengan cara klik kiri 2 kali pada tangki lalu muncul parameter.Kita dapat mengubah ketinggian tangki pada bagian height dan luas permukaan tangki pada CrossArea

Dan juga kita dapat mengatur ketinggian air pada tab initialization di kolom level start

Selain mengganti parameter pada tangki, kita juga dapat set panjang pipa pada kolom length dan set ketinggian pipa pada height_ab dengan cara klik kiri 2 kali pada pipa lalu muncul parameter.

Pada model ini saya atur tinggi tangki air semuanya sama yaitu 12 meter, panjang pipa sama semua yaitu 2 meter, tinggi air pada tangki tank1 = 10 m, tank2 = 3 m, dan tank 3 = 1 m. Lalu tinggi pipa 1 dan 2 sama yaitu 2 meter sedangkan pipa 3 yaitu -1 m. Hasil simulasi menghasilkan grafik volume terhadap waktu.

File dapat diunduh dari link berikut:

https://drive.google.com/file/d/1u2eARZgGcA-oGBkESGp61VJmINWKQIaU/view?usp=sharing