Aufa Rahma Asyifa

Introduction

Perkenalkan saya Aufa Rahma Asyifa, lahir di Jakarta, 29 Juni 2003. Saya berdomisili di Jakarta Timur.

Resume Perkuliahan 26/05/2023

Pada pertemuan kali ini, kami memahami bahwa conciousness atau kesadaran dalam berpikir sangat diperlukan untuk mencapai suatu hasil dalam pemecahan masalah. Seorang mahasiswa juga harus bisa memanfaatkan potensi diri sebaik mungkin dan tidak hanya mengandalkan waktu saat belajar di kelas tetapi juga mengoptimalisasikan waktu yang dimiliki untuk belajar mandiri.

Design & Optimization of Pressurized Hydrogen Storage

Kapasitas : 1 L

Tekanan : 8 bar

Anggaran  : Rp500.000

Penyimpanan Hidrogen Bertekanan adalah metode yang digunakan untuk menyimpan hidrogen dalam wadah bertekanan, seperti tabung. Biasanya, pompa digunakan untuk mengisi hidrogen ke dalam tabung. Hidrogen yang disimpan dalam tabung dapat berbentuk gas terkompresi, cair, atau cyro.

Penggunaan bentuk cyro dalam penyimpanan hidrogen memungkinkan peningkatan efisiensi karena suhu yang rendah menjaga stabilitas dan tekanan yang tinggi memungkinkan pengompresan yang lebih baik, sehingga bentuk cyro dianggap sebagai yang paling efisien dan efektif. Selain itu, bentuk cyro juga fleksibel dan dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

Dalam upaya mengoptimalkan penyimpanan hidrogen, penggunaan bentuk cyro dapat menjadi solusi yang layak, terutama jika anggaran terbatas. Ini karena material yang digunakan dalam pembuatan sistem penyimpanan seringkali membutuhkan kualitas tinggi, yang dapat menjadi mahal dan tidak dapat dikompromikan. Namun, dengan melakukan penelitian sebelumnya dan bekerja dengan pompa bertekanan tinggi, optimasi dalam bentuk penyimpanan dapat dicapai.

Final Report of Design and Optimization of Pressured Hydrogen Storage

Dengan anggaran Rp500.000 dan persyaratan penyimpanan hidrogen 1 liter dengan tekanan 8 bar, saya memilih material AISI 304, karena relatif lebih terjangkau dan dapat digunakan untuk membangun tabung penyimpanan yang dapat menahan tekanan hidrogen pada tingkat tersebut.

Selanjutnya saya melakukan perhitungan ukuran optimal untuk menentukan dimensi dari tabung menggunakan metode numerik.

 import math

 def calculate_radius(volume):
    # Menghitung jari-jari berdasarkan volume dan tinggi tabung
    radius = math.sqrt(volume / (math.pi * height))
    return radius

 def calculate_height(volume, radius):
    # Menghitung tinggi tabung berdasarkan volume dan jari-jari
    height = volume / (math.pi * radius**2)
    return height

  # Konstanta
  pressure = 8  # Tekanan dalam bar
  volume = 1  # Volume dalam liter (1 liter = 0.001 meter kubik)

  # Konversi tekanan dari bar ke Pascal
  pressure_pa = pressure * 1e5

  # Konversi volume dari liter ke meter kubik
  volume_m3 = volume * 0.001

  # Menghitung jari-jari tabung
  radius = calculate_radius(volume_m3)

  # Menghitung tinggi tabung
  height = calculate_height(volume_m3, radius)

  # Cetak hasilnya
  print("Dimensi tabung penyimpanan hidrogen:")
  print("Jari-jari: {:.4f} meter".format(radius))
  print("Tinggi: {:.4f} meter".format(height))

dan didapatkan hasil:

 Dimensi tabung penyimpanan hidrogen:
 Jari-jari: 0.0890 meter
 Tinggi: 1.4081 meter

Selanjutnya saya melakukan perhitungan estimasi ketebalan dinding tabung dengan safety factor 10.

  def estimate_wall_thickness(pressure, tensile_strength, safety_factor):
    # Menghitung tekanan yang diizinkan berdasarkan kekuatan tarik dan 
  faktor keamanan
    allowable_pressure = tensile_strength / safety_factor

    # Menghitung ketebalan dinding menggunakan rumus Barlow
    thickness = pressure * 100000 / (2 * allowable_pressure)
    return thickness

  # Parameter yang diberikan
  pressure = 8  # Tekanan dalam bar
  tensile_strength = 250000000  # Kekuatan tarik baja karbon rendah dalam 
  Pascal
  safety_factor = 10  # Faktor keamanan

  # Konversi tekanan dari bar ke Pascal
  pressure_pa = pressure * 1e5

  # Mengestimasi ketebalan dinding tabung
  wall_thickness = estimate_wall_thickness(pressure_pa, tensile_strength, 
  safety_factor)

  # Cetak hasilnya
  print("Ketebalan dinding yang diestimasi untuk tabung dengan baja 
  karbon rendah, tekanan 8 bar, dan faktor keamanan 10 adalah:", 
  wall_thickness, "meter")

dan didapatkan hasil sebagai berikut:

 Ketebalan dinding yang diestimasi untuk tabung dengan baja karbon 
 rendah, tekanan 8 bar, dan faktor keamanan 10 adalah: 
 0.0021333333333333334 meter

Selanjutnya, saya melakukan perhitungan untuk mencari luas permukaan dari tabung.

  import math
  def calculate_surface_area(radius, height):
    # Menghitung luas permukaan tabung
    lateral_area = 2 * math.pi * radius * height
    base_area = math.pi * radius**2
    total_area = lateral_area + 2 * base_area
    return total_area

  # Parameter tabung
  radius = 0.0890  # Jari-jari dalam meter
  height = 1.4081  # Tinggi dalam meter

  # Menghitung luas permukaan tabung
  surface_area = calculate_surface_area(radius, height)

  # Cetak hasilnya
  print("Luas permukaan tabung penyimpanan hidrogen adalah:", 
  surface_area, "meter persegi")

dan didapatkan hasil:

 Luas permukaan tabung penyimpanan hidrogen adalah: 0.5490441371597914 
 meter persegi

Kemudian saya juga melakukan perhitungan untuk mencari massa dari tabung.

  import math
  def calculate_mass(volume, density):
    # Menghitung massa berdasarkan volume dan densitas
    mass = volume * density
    return mass

  # Parameter tabung
  volume = 0.001  # Volume dalam meter kubik
  density = 70  # Densitas dalam kg/m^3

  # Menghitung massa tabung
  mass = calculate_mass(volume, density)

  # Cetak hasilnya
  print("Massa tabung penyimpanan hidrogen adalah:", mass, "kilogram")

dan didapatkan hasil sebagai berikut:

 Massa tabung penyimpanan hidrogen adalah: 0.07 kilogram

Selanjutnya saya melakukan perhitungan biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan tabung. Dimana harga AISI 304 adalah Rp20.000 per 10x10 cm.

Sehingga perkiraan biaya yang dibutuhkan kurang lebih berkisar Rp.300.000-400.000.