Valve - Elita Kabayeva

Assalammu'alaykum Warrahmatullah Wabarakaatuh. Selamat sore, berikut adalah page saya untuk Sisflu03.

Nama : Elita Kabayeva

NPM  : 1906435486

PERTEMUAN I (12/11/2020)

Pada pertemuan I, pak Ahmad Indra menjelaskan mengenai pressure drop yang terjadi pada valve saat dialiri fluida. Perhitungan dan simulasi pressure drop ditunjukkan dengan menggunakan software CFDSOF.

Pada pertemuan I ini, kami diberi tugas untuk melakukan simulasi pressure drop yang terjadi pada gate Valve dengan menggunakan fluida udara. Adapun definisi dari valve sendiri adalah suatu equipment yang mengatur, mengarahkan, aliran dari suatu fluida dengan membuka, menutup, atau menutup sebagian akses jalur alirannya.

TUGAS PERTEMUAN I (SIMULASI)

Untuk tugas ini, saya melakukan simulasi pada gate valve dengan kondisi 100% open. Fluida yang digunakan pada gate valve ini berupa udara (seluruhnya kondisi standar sesuai dengan initial condition pada CFDSOF). Untuk kecepatan, saya menggunakan 1 m/s.

Kondisi pada Base Mesh

Kemudian, untuk melakukan refining, saya menggunakan 3x surface refinement pada skala maksimumnya.

Untuk kondisi CFD-Solve, saya menggunakan 3000 kali iterasi dan setelah di run solver, ditemukan konvergen pada 1488 kali iterasi.

CFD-Solve Iteration Result

Menggunakan software Paraview, saya melakukan perhitungan untuk pstatic, pdynamic, magU, dan ptotal untuk mendapatkan Pressure drop dari gate valve ini.

Definisi :

Pstatik = p * 1.225

magU = sqrt(U_X^2 + U_Y^2 + U_Z^2)

Pdynamic = 0.5 * 1.225 * magU

Ptotal = Pstatik + Pdynamic

Delta p = Pressure drop = Ptotal inlet - Ptotal outlet

Didapatkan Ptotal pada inlet adalah 0,00111573. Sedangkan pada outlet adalah 0,000318248. Sehingga pressure drop pada gate valve adalah 0,00079748.

Integrated Variable Paraview for Pinlet & Poutlet

PERTEMUAN II (19/11/2020)

Pada pertemuan kali ini, dalam kuliah Sistem Fluida, pak Ahmad Indra membuka sesi diskusi.Adapun hal-hal yang menjadi diskusi tercakup berikut;

Mengenai Sistem Fluida, definisinya adalah sistem fluida merupakan suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen yang bertujuan untuk mengalirkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain.

Dalam sistem fluida terdapat banyak hal yang perlu di consider seperti pressure drop, spesifikasi pompa, debit, jenis pompa. Semisal kita menginginkan untuk mengalirkan fluida ke suatu tempat dimana untuk itu dibutuhkan tekanan yang cukup besar. Dengan konsiderasi tersebut, dapat dihitung komposisi pemasangan komponen, dan spesifikasi komponen (semisal pompa).

Jika dalam ilmu Sistem Fluida dibahas mengenai perpindahan fluida dalam sistem secara teoretis dan kalkulasi, maka fungsi dari CFDSOF adalah untuk melakukan simulasi secara dinamis atau dengan kata lain, kita dapat melihat aliran fluida secara real time. Hal ini diperlukan, karena biasanya secara teoretis, cenderung digunakan asumsi kondisi steady-state.

Ada 3 metode dalam menganalisa fluida :

1. Eksperimen : Melakukan metode secara langsung. Namun metode ini memerlukan banyak waktu dan biaya.

2. Teori : digunakan untuk memverifikasi data yang diambil. Semisal data eksperimen.

3. Numerik (gabungan antara eksperimen dan teoretis)

Ketiga metode ini saling melemgkapi. Sehingga tidak ada superioritas dalam penggunaan metode ini.

Tugas Pertemuan II Sistem Fluida

Tugas yang diberikan pada pertemuan II lalu adalah mengkaji dan mempelajari simulasi permodelan sistem fluida pada aplikasi OpenModelica, lebih spesifiknya adalah menggunakan fitur Examples di bagian Fluid Library.

Untuk kesempatan ini saya menggunakan example Controlled Tanks dari library OpenModelica. Modeling simulasi Controlled Tanks ini berfungsi untuk mendemonstrasikan sistem controller untuk proses filling ataupun emptying tanks. Dimana, prosedur dasarnya adalah :

1. Saat valve 1 membuka, tank 1 terisi.

2. Saat tank 1 penuh, valve 1 akan menutup.

3. Setelah 'waiting time', valve 2 akan membuka dan fluida mengalir dari tank 1 ke tank 2.

4. Saat tank 1 mencapai level minimumnya, valve 2 menutup.

5. Setelah waiting time, valve 3 membuka dan fluida mengalir dari tank 1 ke tank 2.

6. Setelah tank 2 mencapai level minimumnya, valve 3 akan menutup.

Berikut adalah gambar untuk modeling dari sistem Controlled Tanks.

Modeling Controlled Tanks

dan untuk codingnya adalah sebagai berikut.

Coding Controlled Tanks

Kemudian, setelah melakukan verifikasi pada coding, saya mencoba untuk melakukan simulasi dan mendapatkan plotting dari hasil simulasi. Dibawah ini adalah plotting antara volume tank 1 dan volume tank 2.

Plotting 1

Saya mencoba untuk melakukan Parametric Plot dengan volume Tank 2 sebagai axis-Y dan volume tank 1 sebagai axis-X, ditunjukkan pada gambar berikut.

Plotting 2

Dari diagram-diagram tersebut terlihat bahwa selalu ada delay time antara maximum volume di tank 1 sebelum tank 2 mulai terisi dan volume di tank 1 mulai declining. Sesuai yang telah dijelaskan diawal, ini menunjukkan bahwa sistem controlled tank ini berfungsi sebagaimana mestinya dengan mengatur kapan flow in dan flow out dari fluida dari satu tank ke tank lain dengan menggunakan valve.

Untuk file case controlled tank system yang saya gunakan pada simulasi ini bisa diunduh pada link google drive berikut:

CONTROLLED TANK SYSTEM [OPENMODELICA FILE FORMAT]