Valve-Naufal Ihsan Kamal

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُهُ

BIODATA DIRI

Nama  : Naufal Ihsan Kamal

NPM  : 1706026670

Program Studi : S1 Teknik Mesin Pararel Universitas Indonesia

Semoga sedikit ilmu yang saya sampaikan disini dapat memberi manfaat bagi kita semua

Tugas Simulasi CFDSOF

Setelah kita membuka aplikasi CFDSOF,kita create case menggunakan nama GateValveOpened Lalu kita akan mencoba simulasi untuk mencari pressure drop dari valve ini,dengan ukuran seperti yang terlihat di gambar

Setelah itu kita ubah Bounderies nya menjadi seperti digambar

Karena kita akan mengsimulasikan internal flow,maka kita mesh bagian dalam gate valve ini dengan cara meletakan titik kuning ke dalam gate valve

Lalu kita Generate Mesh dengan menaikan refinement level menjadi 2

Setelah itu kita simulasikan dengan option seperti dibawah ini

Lalu kita bisa liat hasilnya

Setelah itu kita masukan ke Paraview

Pertemuan 2 (19 November 2020)

Pertemuan kedua kita mendapatkan gambaran dari sharing teman - teman dari kelas Pengaplikasian CFD Kita juga belajar pemanfaatan software CFD yaitu untuk menganalisis salah satunya turbin cross-flow V bisa kita dapatkan dari 3 cara,yaitu:

1.Experiment,namun experiment membutuhkan biaya dan waktu yang banyak sehingga agak sulit dilakukan dengan keterbatasan sumberdaya

2.Teori Segitiga Kecepatan,menggunakan teori ini artinya kita banyak mengesampingkan banyak faktor yang terjadi secara nyata sehingga bisa kurang akurat datanya

3.CFD,dengan software ini kita bisa melihat simulasi secara detail bahkan bisa mencari torsi dan RPM nya juga sehingga sangat efesien dibanding dengan ke dua cara sebelumnya

Tugas 2

Tugas 3 ini kita mempelajari penggunaan OpenModelica dalam simulasi sistem fluida menggunakan referensi dari Examples Fluids yang ada dalam library OpenModelica

Di kolom Examples ini kita bisa mencoba berbagai macam fitur seperti yang terlampir digambar atas,kali ini saya mencoba menggunakan fitur Emptytank,disini kita bisa lihat Diagram dan kode numeric dari EmptyTanks tersebut

Selain itu kita juga mengubah media didalam pipe tersebut selain menggunakan water

Setelah kita simulate,bisa kita lihat banyak sekali variabel yang bisa kita mainkan seperti ukuran pipe,Heat transfernya,flownya,dan lain lain

Untuk mencoba,saya menggunakan tutorial dari youtube sebagai bahan referensi yaitu membuat model yang menjelaskan jika kita mempunya 2 buah tank berisi air dengan ketinggian diatas tanah yang berbeda lalu dipasang sebuah pipa diantaranya,lalu air akan mengalir karena gravitasi.Kita akan melihat bagaimana flow diantara tank 1 dan tank 2 tersebut.

Lalu dinotasi tank 1,tank 2,dan pipa statis kita tambahkan water sebagai medium nya

Namun saya masih terkendala saat sedang mensimulasikannya seperti error yang terlampir digambar atas tersebut

Pertemuan 3 (26 November 2020)

Pada pertemuan kali ini kita memulai pertemuan dengan tutorial OpenModelica bersama Asisten Pak Dai,yaitu Bapak Hariyo.Pak Hariyo menjelaskan tentang basic basic dalam pengoperasian simulasi sistem fluida pada OpenModelica.Kita belajar bagaimana cara membuat contoh simulasi seperti 2 Open Tank yang disambungkan dengan pipa lalu mengsimulasikannya untuk melihat tekanan dan lain lain.

Tugas

Tugas kali ini kita menganalisa pemodelan sistem dengan Tools OpenModelica,terdapat 2 pemodelan yang akan kita analisa:

Heating System & Three Tanks

1. Deskripsi/uraian fisik berdasarkan bagan yang ada

Pemodelan yang pertama adalah Heating System.Komponen yang terdapat pada sistem tersebut diantaranya pipa, pompa,valve,sensor mass flowrate, pemanas, sensor temperatur, dan tangki.Pada sistem tersebut juga terdapat kontrol sederhana.Pemodelan yang kedua adalah contoh dari Three Tanks.Model ini memiliki 3 tangki yang mempunyai level fluida yang berbeda. Ketiga tanki ini terhubung dengan pipe berupa sambungan dari tangki satu ke tangki yang lainnya.

2.Prosedur Analisa Pemodelan

Pertama setelah kita membuka Library,pilih Modelica.Examples.HeatingSystem untuk pemodelan yang pertama dan Modelica.Examples.ThreeTanks untuk pemodelan yang kedua,setelah itu kita bisa mengklik ditiap komponen untuk mengecek parameter masing masing sesuai yang kita butuhkan.Setelah itu kia simulasikan dengan parameter yang sudah kita tentukan,lalu kita bisa mengalanisis dari setiap parameter yang ada di bagian kanan.

3.Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Pada Simulasi Heating System,aliran masuk dari tanki yang berada dibagian atas sistem, kemudian dipompa menuju burner (pembakar) dengan melewati controlling m flow terlebih dahulu.Kemudian aliran fluida dialirkan menuju valve dengan melewari controlling suhu sebelumnya.Lalu aliran fluia masuk untuk didinginkan menggunakan temperatur ambien yang suhu nya setelah itu akan di kontrol sesuai dengan suhu yang diinginkan.

Lalu pada pemodelan kedua yaitu Three tanks,ketiga tangki memiliki level ketinggian fluida dan volume yang berbeda-beda yang mempengaruhi perbedaan tekanan pada tiap tangki.Tangki dengan volume yang paling tinggi akan berpindah ke tangki yang memiliki volume yang lebih sedikit hingga ketiga tanki mencapai titik keseimbangan.

4.Konsep Utama Hukum Fisika

Pada model Heating system menggunakan Hk. Konservasi Energi,Hk. Konservasi massa,Hk. Konservasi momentum,dan perpindahan kalor

Pada model Three tanks menggunakan persamaan Pressure Drop,dan tekanan hidrostatis

5.Hasil Simulasi

Pada saat saya mengsimulasikan model Heating System terdapat error sehingga saya tidak bisa melihat hasil simulasinya

Dan ini adalah hasil simulasi dari model Three Tanks

Pertemuan 4 (3 Desember 2020)

Pada pertemuan 4 kita diberi tugas untuk menganalisis Siklus Kombinasi Pembangkit Daya (Combined Cycle Power Plant) seperti diberikan dalam gambar dan memberikan uraian penjelasan:

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

Di bagian Gas Turbine kita mengaplikasikan siklus braytone dan pada Steam turbine kita mengaplikasikan siklus rankine.Gas Turbine memampatkan udara dan mencampurkan dengan bahan bakar yang dipanaskan hingga suhu sangat tinggi. Lalu campuran bahan bakar bergerak melewati bilah-bilah turbin gas yang menyebabkan turbin berputar dengan cepat menggerakkan generator yang mengubah sebagian energi kinetik tersebut menjadi energi listrik. Udara panas hasil dari turbin gas diteruskan ke HRSG

Kemudian Heat Recovery Steam Generator menangkap gas buangan dari Gas Turbine yang jika tidak dipasang, dapat keluar melalui saluran pembuangan dan mengantarkannya ke Steam Turbine

Kemduain Steam Turbine mengantarkan listrik tambahan,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 fase 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.

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.

Kuliah Tamu 17 Desember 2020

Pada pertemuan ini, kami kedatangan dosen tamu yaitu CEO dari PT. Indopower Internasional, Bapak Dr. Ir. Harun Al Rasyid tentang Combined Cycle Power Plant.Diawal presentasi, pak Harun memberikan sedikit pengenalan mengenai turbin gas. Di awal tahun 1950, sekitar 224 turbin gas mulai beroperasi di seluruh dunia. Kapasista turbin gas pada saat itu berkisar sekitar 27.000kW. Turbin gas merupakan combustion turbine yang memiliki beberapa konfigurasi seperti turbojet, turboprop, turboshaft, high-bypass turbofan, low bypass afterburning turbofan. Sekedar pengetahuan, turboprop biasanya dipasang di pesawat karena paling hemat bahan bakar dibanding gas turbin lainnya.

Turbin gas terdiri dari 2 tipe:

1.) Heavy Duty;

2.) Aeroderivative.

Beliau awalnya memberi tau kami tentang pengenalan turbin gas, yaitu merupakan combustion turbine yang memiliki beberapa konfigurasi seperti turbojet, turboprop, turboshaft, high-bypass turbofan, low bypass afterburning turbofan. Terdapat beberapa pertimbangan dalam memilih turbin gas, beberapa pertimbangan tersebut adalah tahun dibuat produknya, efisiensi site, heat rate, dan fuel consumption. Combined Cycle Power Plant merupakan pembangkit listrik menggunakan siklus dari Turbin gas dan juga Turbin uap yang penjelasan setiap part dan juga rangkaian sistemnya seperti tugas yang diberikan oleh Pak Hariyotejo

Latar Belakang

Tugas besar sistem fluida kali ini diharapkan kita mampu membuat sebuah permodelan sistem fluida berdasarkan contoh contoh yang sudah pernah disimulasikan sebelumnya menggunakan konsep konsep dasar pada sistem fluida menggunakan software OpemModelica.

Tujuan

Lewat tugas besar ini mahasiswa diharapkan mampu membuat sebuah model sistem fluida dengan memvariasikan parameter parameter didalam model tersebut,dan juga dapat menganalisis dari hasil simulasi yang didapat lewat model tersebut sehingga dapat membantu kita dalam memecahkan atau mengsimulasikan permasalahan permasalahan dalam sistem fluida.

Metodologi

Metodologi yang dilakukan pada tugas besar ini adalah melalui pemodelan ataupun rancangan yang dilakukan melalui software OpenModelica. Hal ini diawali dengan pencarian referensi model yang akan dilakukan simulasi dan analisa, membuat diagram, mengidentifikasi parameter, melakukan pemodelan, lalu mendapatkan output serta menganalisanya.

Pemodelan

Untuk pemodelan saya masih menggunakan referensi dari example fluid heat flow,yaitu water pumping station

untuk parameter yang terdapat pada model ini seperti ini: