Valve-Ahmad Farras

Assalammu'alaykum wrwb.Berikut adalah page saya untuk Sisflu03.

Nama  : Ahmad Farras

NPM  : 1906435435

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. Valve atau yang biasa disebut katup adalah sebuah perangkat yang mengatur, mengarahkan atau mengontrol aliran dari suatu fluida dengan membuka, menutup, atau menutup sebagian dari jalan alirannya.

Tipe-tipe valve:

- butterfly valve

- check valve

- gate valve

- globe valve

- ball valve

- needle valve

- diaphragm valve

- check valve

- safety valve

- pressure reducing valve

- trap valve

Pr 1 pressuredrop pada Gate valve keadaan terbuka full

Pada kesempatan ini saya ingin mencoba menjelaskan pressure drop yang terjadi pada gate valve ketika bukaan full Pertama-tama kita menggambar gate valve pada aplikasi design seperti inventor pun atau solidworks dengan geometri yang ada.Setelah itu kita masukkan ke aplikasi CFDSOF untuk dilakuklan simulasi. properties yang saya gunakan adalah udara dengan masa jenis 1.225 kg/m^3 dengan kecepatan fluida sebesar 2 m/s atau 7.2 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 0.003783 dan Ptotaloutlet sebesar 0.001043 maka pressure dropnya sebesar 0.002743

berikut adalah tampilan ptotal yang terjadi pada gate valve bukaan full

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.

sedangkan pada segitiga kecepatan pada turbin ialah sebagai berikut.

dari segitiga kecepatan ini dapat kita dapat mendapatkan suatu Head dari pompa ataupun turbin tersebut dari head yang kita dapatkan kita dapat mencari daya yang diperlukan untuk menggerakan sistem atau pun berapaa daya yang dihasilkan dari sistem fluida tersebut.

Pr 2 Mempelajari Sistem Fluida di openmodelica

Pada openmodelica kita dapat merancang suatu sistem,salah satunya adalah sistem fluida.Disini saya mempelajari example dari sistem fluida yaitu sistem fluida "empty tank"disini saya mempelajari beberapa bahasa pemograman yang ada di open modelica Berikut ialah blok diagram dari sistem empty tank yang saya buat sendiri.

Dan berikut program yang saya buat pada blok diagram diatas

Pada gambar di atas 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=10 ialah luas penampang pada tanki sebesar 10 m2. Berikut file opemodelica yang ada di atas: https://drive.google.com/file/d/1vM9Sz1sq45uHZeUsYyF-D-2gqcl-nyMv/view?usp=sharing

Pertemuan ketiga tanggal 26 november 2020

Pada hari ini Bapak Dai memberikan penjelasan pemodelan sistem fluida.Pemodelan sendiri secara hakikatnya sebuah usaha untuk mempelajari sebuah sistem yang aktual melalui sistem yang di simplefikasi untuk mempermudah suatu perhitungan pada sistem yang akan dibuat. Pemodelan tidak akan pernah sama dengan kondisi aktual tetapi kita dapat mempelajari berbagai hal ketika kita merubah sebuah geometri atau sistem tersebut.Pada sistem fluida pemodelan pebangkit listrik tenaga air.Ketika kita membahas pemodelan sistem fluida kita harus memiliki basic tentang mekanika fluida agar hasil pemodelan lebih akurat.Pada kesempatan hari ini Bapak Ario menjelaskan kita tentang basic tentang openmodelica yang dimana mengjarkan pipe horizontal dan pipe vertical dari example yang ada di openmodelica. yang pertama mempelajari Pemodelan Two Tanks

Two tanks sendiri melakukan pemodelan terkait air pada tangki 1 dengan ketinggian fluida 0.9 m yang mengalir melalui pipa horizontal ke tangki 2 yang pada awalnya sudah berisi air 0.1 m. Kemudian kedua tangki tersebut mencapai kondisi setimbang dimana jumlah fluida dikedua tangki tersebut sama pada t = 1.5 s. Berikut adalah pemodelannya dan grafiknya.

Pemodelan Empty Tanks

Yang kedua adalah simulasi terkait empty tanks. Pada pemodelan ini tangki 1 terdapat fluida dengan 1 m3 yang kemudian mengalir melalui sebuah pipa vertikal menuju tangki 2 (tangki kosong) hingga fluida pada tangki 1 habis pada t sekitar 35 s. Berikut adalah pemodelan dan grafiknya

PR3 Analisa pemodelan openmodelica

PR yang diberikan oleh Pak Hariyotejo setelah pertemuan ketiga adalah melakukan analisa pemodelan sistem fluida yaitu berupa heating system dan three tanks dengan menggunakan open modelica.

Dari kedua sistem tersebut isi dari analisa pemodelan nya sebagai berikut :

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

1.Pada gambar diatas terdapat sistem pemanas dari burner untuk mencapai temperature yang diinginkan yang dimana fluidanya di dorong oleh pompa dari tanki setalah pompa terdapat flowmeter untuk mengukur debit yang melwati sistem tersebut,keluaran dari heater temperaturnya diukur lalu fluida melalui pipa menuju gate valve,gate valve disini berguna untuk mengatur besarnya debit yang lewat menuju radiator.Sesampai di radiator fluida didinginkan lalu di cek oleh sensor temperature. • Medium yang digunakan berupa compressible liquid linear water. • Tangki Model Tangki mempunyai HeatPort dan 3 buah Ports. Dimana Ports dapat digunakan sebagai inlet dan outlet pada tangki.

• Ketinggian Tangki = height = 2 m • Luas = crossArea = 0.01 m2 • Tinggi awal air = level_start = 1 m • Terhubung ke pump 1 (port_b) • Diameter ports = diameter = 0.01 m • Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1 • Pompa Model pompa mempunyai 2 port yaitu input dan output sebagai input dan outlet dari suatu pompa o Port a start = 110000 Pa o Port b start = 130000 Pa o Port a nominal = 110000 Pa o Port b nominal = 130000 Pa o Mass flow rate start = 0.01 m3/s o Mass flow rate nominal = 0.01 m3/s • Sensor m_flow Alat ukur mass flow rate yang terdiri dari input dan output Heater • Panjang pipa = 2 m

• Diameter pipa = 0.01 m

• Tekanan awal = 130000 Pa

Burner

• Kalor = 1600 Watt

• Temperatur Reference = 70

• Alpha = -0.5 1/K

Pipa

• Panjang pipa = length = 10 m

• Tekanan awal = 130000 Pa

• Diameter pipa = 0.1 m

Valve

• Pressure drop = 10000 Pa

• Mass flow rate = 0.01 kg/s

Radiator

• Panjang pipa = 10 m

• Diameter pipa = 0.01 m

• Tekanan awal = 110000 Pa

• Temperatur awal = 50 C

Wall

• Thermal Conductance = 80 W/K

2. Prosedur analisa pemodelan

Dalam melakukan permodelan analisa heating system di openmodelica, kita dapat melakukan langkah-langkah berikut:

• Membuka aplikasi openmodelica

• Membuka library openmodelica dengan memilih file heating system yang dapat ditemukan memalui cara berikut: (Modelica -> Fluid -> Example -> Heating system)

• Cek gambar permodelan yang akan di analisis pada diagram view, jika sesuai maka check kodingan dengan mengklik symbol checklist berwarna hijau.

• Jika semua variable sudah sesuai, maka lakukan simulasi dengan meng klik symbol (->) berwarna hijau dan tunggu beberapa saat untuk mengatahui hasil simulasinya.

• Untuk melihat hasil simulasi maka, klik ploting yang terdapat di pojok kanan bawah sebelah model sehingga kita dapat melihat hasil simulasi dan dapat di replesentasikan dalam bentuk grafik dengan menceklis variable yang ingin dibandingkan.

• Jika ingin mensimulasikan pada interval waktu tertentu maka, kit bisa klik symbol S yang ada pada bagian model (lokasinya bersebelahan dengan tanda (->)) lalu mengubah stop time dan start time sesuai dengan interval waktu yang kita butuhkan.

• Disini kita juga bisa mengganti parameter sesuai dengan yang kita inginkan seperti dimensi tangki, pipa, heater, pompa, radiator, valve dan burner tetapi tidak bisa dilakukan ketika didalam example. Alternatifnya adalah kita bisa mengganti parameter tersebut ketika berada didalam variable browser setelah melakukan simulasi. Setelah itu lakukan re-simulate.

3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Pemodelan heating system dilakukan untuk memanaskan fluida yang ada didalam tangki dengan cara dipompa melalui sebuah heater,sumber panas nya di supply oleh burner, fluida yang telah melewati burner tersebut akan mengalami kenaikan temperatur. Kontrol sederhana dipasangkan ke masing-masing komponen, sehingga sistem pemanas dapat diatur dengan katup, pompa mengontrol tekanan, burner mengontrol temperatur. OLeh karena itu kita dapat mengetahui temperatur pada fluida dengan berbagai macam pengaturan parameter pada sistem melalui bantuan open modelica. Tetapi saat model sudah di check dan dilakukan simulasi, aplikasi mengalami error sehingga tidak mengeluarkan hasil seperti gambar berikut.

4. Catatan konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan

Hukum yang dapat diterapkan pada pemodelan tersebut adalah hukum kekekalan energi pada pompa dan hukum mengenai perpindahan panas dari heater dan radiator ke fluida. Kekekalan energi pada pompa mengubah energi mekanik pada motor diubah menjadi energi pada aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi gesekan pada pipa dan fitting yang terdapat pada sistem yang dilalui. Hukum tentang perpindahan panas digunakan untuk mengetahui temperatur pada fluida setelah mengalami perpindahan panas dari heater ke fluida dan digunakan untuk menghitung seberapa besar panas yang terbuang ketika fluida melewati suatu radiator.

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

Karena simulasi mengalami error, maka hasil sistem ini tidak dapat disimpulkan.

2.

Nomor 1 Terdapat 3 tanki berisi air dimana masing-masing tangki memiliki tinggi 12. Pada tank1 mempunyai ketinggian awal air sebesar 8, sedangkan pada tank2 dan tank3 mempunyai ketinggian awal air sebesar 3. Setiap tangki terhubung satu sama lain menggunakan 3 buah pipa yang masing-masing menyambung pada port setiap tangki. Berikut beberapa parameter yang diketahui : • Medium yang digunakan berupa Air. • Tangki Model Tangki mempunyai HeatPort dan 3 buah Ports. Dimana Ports dapat digunakan sebagai inlet dan outlet pada tangki.

Tank1 -Ketinggian Tangki = height = 12 m

-Luas = crossArea = 1 m2

-Tinggi awal air = level_start = 8 m

-Terhubung ke pipe1(port_b)

-Diameter ports = diameter = 0.1 m

Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1

Tank2

-Ketinggian Tangki = height = 12 m

-Luas = crossArea = 1 m2

-Tinggi awal air = level_start = 3 m -Terhubung ke pipe2(port_b)

-Diameter ports = diameter = 0.1m -Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1

Tank3

-Ketinggian Tangki = height = 12 m

-Luas = crossArea = 1 m2

-Tinggi awal air = level_start = 3 m

-Terhubung ke pipe3(port_b)

-Diameter ports = diameter = 0.1 m

-Jumlah Ports yang digunakan = nPorts = 1

Pipa

Pipa memiliki inlet dan outlet, pada model pipa terdapat data port_a dan port_b dimana bisa menjadi inlet atau outlet tergantung bagaimana kita memposisikannya.

Pipe1

-Panjang pipa = length = 2 m

-ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = 2 m

-Diameter pipa = diameter = 0.1 m

-port_b sebagai inlet yang tersambung ke ports tank1, port_a sebagai outlet yang tersambung ke pipe2

Pipe2

-Panjang pipa = length = 2 m

-ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = 2 m

-Diameter pipa = diameter = 0.1 m

-port_a sebagai inlet yang tersambung ke pipe1 dan pipe3, port_b sebagai outlet yang tersambung ke tank2

Pipe3 -Panjang pipaa = length 2 m

-ketinggian port_b – ketinggian port_a = height_ab = -1 m

-Diameter pipa = diameter = 0.1 m

-port_a sebagai inlet yang tersambung ke pipe2, port_b sebagai outlet yang tersambung ke tank3

Nomor 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. Nomor 3

Ketinggian paling tinggi terdapat pada tank1 dimana ketinggian awal air sebesar 8. Karena sifat fluida yang selalu mengisi ruang, air pada tank1 akan mengalir ke tank2 dan ke tank3. Ketinggian air pada tank2 akan menurun juga karena mengisi tank3, namun akan naik Kembali terisi air dari tank1 sampai terjadi kesetimbangan volume pada sistem tersebut.

Nomor 4

Hukum yang adalah persamaan continuitas dan asas bernoulli. Dimana persamaan continuitas bisa kita gunakan untuk menghitung waktu yang dibutuhkan agar ketiga tangki tersebut dalam kondisi setimbang, dan asas bernoulli digunakan untuk menentukan ketinggian permukaan air pada ketiga tangki tersebut pada kondisi tekanan, massa jenis, dan kecepatan aliran yang sama.

Nomor 5

Pada parameter awal yang saya gunakan menunjukan bahwa ketinggian air dari ketiga tangki ini akan sama pada waktu 132 detik

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 yang 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: