Valve-Iza Azmar Aminudin
Assalamu'alaikum Wr. Wb Salam Sejahtera untuk kita semua
Perkenalkan saya:
Nama : Iza Azmar Aminudin
NPM : 1806233316
Kelas : Sistem Fluida-03
Contents
- 1 Pembelajaran Sistem Fluida 1 | Kamis 12 November 2020
- 2 Pembelajaran Sistem Fluida 2 | Kamis 19 November 2020
- 3 Pembelajaran Sistem Fluida 3 | Kamis 26 November 2020
- 4 Pembelajaran Sistem Fluida 4 | Kamis 3 Desember 2020
- 5 Pembelajaran Sistem Fluida 5 | Kamis 10 Desember 2020
- 6 Pembelajaran Sistem Fluida 6 | Kamis 17 Desember 2020
- 7 Tugas Besar
- 8 Sinopsis Tugas Besar
Pembelajaran Sistem Fluida 1 | Kamis 12 November 2020
Pada kesempatan kali ini, kami mempelajari aliran fluida dalam valve. Kami menggunakan bantun aplikasi CFDSOF untuk menghitung losses yang terjadi pada aliran fluida dalam valve.
Pembelajaran Sistem Fluida 2 | Kamis 19 November 2020
Pada hari ini kami mempelajari bagaimana menggunakan modelica untuk menyelesaikan permasalahan yang ada di modelica.
Pembelajaran Sistem Fluida 3 | Kamis 26 November 2020
Pertemuan hari ini dibuka Pak Dai dengan memperkenalkan Pak Hariyo yang akan berbagi ilmu dengan kami terkait simulasi di open moelica. Selain itu, Pak Dai mengajak berdiskusi mahasiswa yang ada di kelas tentang definisi pemodelan sistem fluida. Lalu, yang saya dapat mengenai pemodelan sistem fluida dari penjelasan Pak Dai adalah sebagai berikut :
Pemodelan fluida adalah usaha untuk mempelajari sistem aktual melalui suatu sistem yang disimplifikasi. Model tersebut adalah sistem yang disederhanakan yang bertujuan untuk mempresentasikan kondisi aktualnya. Permodelan itu sangat diperlukan karena bisa mempersulit proses saat menghadapi kondisi yang aktual yang komplek seperti skala yang besar, temperatur yang tidak tentu, dan semacamnya.
Dari hal tersebut diperlukan pembuatan sistem untuk replika dari kondisi aktual tersebut. Sistem yang dibuat juga akan mempermudah dalam mempelajari mata kuliah terkait, yaitu Sistem Fluida dalam perubahan-perubahan variabel pada model dari sistem.
Model dibagi menjadi 2, yaitu Model Fisik dan Model Virtual.
Model Fisik merupakan pembuatan pemodelan dari alat tersebut. Sementara, Model Virtual adalah pembuatam pemodelan dengan cara menggunakan komputer atau komputasi yang memerlukan sistem fisika atau ilmu dasar, seperti prinsip fluida.
Selain diskusi tersbut, Pak Hariyo memberikan arahan untuk simulasi menggunakan aplikasi OpenModelica mengenai Two Tanks, yaitu sebuah sistem fluida yang berbentuk horizontal & Empty Tank yang berbentuk vertikal.
Tugas Analisis Pemodelan Sistem Dengan Tools Openmodellica
Open Modelica Heating System
1. Deskripsi Uraian Fisik Pada model sistem fluida Heating System, tujuan dari sistemnya adalah untuk memanaskan fluida melalui sebuah skema sistem fluida dan dipanaskan dengan suatu sistem pemanasan. Nemun, di situ juga terdapat keterlibatan dari komponen-komponen controlling system. Komponen tersebut berfungsi untuk memberikan feedback dan menyesuaikannya dengan temperatur fluida yang diinginkan.
2. Prosedur analisa pemodelan
3. Analisis dan Intepretasi Hasil Pemodelan
4. Konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan 5. Hasil simulasi parameter untuk mendukung kesimpulan yang diperoleh
Open Modelica Three Tanks
1. Deskripsi Uraian Fisik Pada model sistem fluida Three Tanks menunjukkan adanya 3 buah tanki yang berisi fulida(air), disetiap tanki memiliki volume air yang berbeda, yaitu pada tanki pertama berisi air dengan volume 8 m^3,serta tangki kedua dan ketiga terisi air dengan volume 3 m^3 .
2. Prosedur analisa pemodelan Dalam melakukan permodelan analisa three-tank di openmodelika, kita dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut:
a.Membuka aplikasi openmodelica
b.Membuka library openmodelica dengan memilih file Three Tank yang dapat ditemukan memalui cara berikut: (Modelica - >Fluid ->Example -> Tanks => Three Tanks)
c.Cek gambar permodelan yang akan di analisis, jika sesuai maka check kodingan dengan mengklik symbol checklist berwarna hijau.
d.Jika semua variable sudah sesuai, maka lakukan simulasi dengan meng klik symbol (->) berwarna hijau dan tunggu beberapa saat untuk mengatahui hasil simulasinya. == Pembelajaran Sistem Fluida 3 | Kamis 26 November 2020 ==klik ploting yang terdapat di pojok kanan bawah sebelah model sehingga kita dapat melihat hasil simulasi dan dapat di replesentasikan dalam bentuk grafik dengan mencentang variable yang ingin dibandingkan.
f.Jika ingin mensimulasikan pada interval waktu tertentu maka, kit abs klik symbol S pada bagian model dan mengubah stop time sesuai dengan interval waktu yang kita butuhkan
3. Analisis dan Intepretasi Hasil Pemodelan
4. Konsep utama hukum fisika yang diimplementasikan dalam pemodelan
5. Hasil simulasi parameter untuk mendukung kesimpulan yang diperoleh
Pembelajaran Sistem Fluida 4 | Kamis 3 Desember 2020
Pada pembelajaran kali ini, kami mempelajari simulasi di perangkat lunak OpenModelica. Materi kelasnya adalah remodeling dari examples pada open modelica.
1. Pertama menginput semua equipment pada modeling sheet.
2. Lalu menyusun dan menyambungkan equipment menjadi sistem
3. Lalu isi parameter di setiap equipment. Check modeling.
4. Simulasikan.
Berikut hasil remodelling dari example. Bagian kiri adalah example dan bagian kanan adalah remodelling.
Lalu remodeling empty tank dan perbandingan hasilnya seperti ini
Lalu melakukan permodelan konservasi massa pada control volume.
Berikut kodingnya
dan berikut hasilnya
TUGAS-4 SISTEM FLUIDA: PEMODELAN SISTEM DENGAN OPENMODELICA
Perhatikan gambar sistem fluida di dalam suatu Siklus Kombinasi Pembangkit Daya (Combined Cycle Power Plant) seperti diberikan dalam gambar, dan berilah uraian penjelasan pertanyaan berikut :
1. Bagaimanakah analisa termodinamika (konservasi massa dan energi) pada sistem tersebut, buat skematik analisisnya.
Model Combined Cycle Power Plant digunakan untuk mensimulasikan reduksi beban berlangkah pada power generator dari 100% menjadi 50% dalam waktu 800 detik. Terdapat 2 sistem dalam simulasi ini, yaitu sistem dengan gas turbine dan steam turbine. Berikut adalah keterangan mengenai sistem gas turbine dan steam turbine.
a. Gas Turbine
Komponen:
(-) Compressor : Meningkatkan tekanan udara dan temperature udara sebelum dialirkan menuju combustion chamber . Proses pada compressor adalah isentropic-adiabatik
(-) Combusition Chamber: Tempat dimana udara yang sudah dinaikan pressure dan temperature di kompresor disatukan dengan bahan bakar menyebabkan temperature udara meningkat dengan kondisi isobaric. Udara panas hasil ruang bakar diteruskan ke turbine.
(-) Turbine : Gas panas yang memiliki temperature dan pressure tinggi diteruskan ke turbin untuk memutarkan turbin. Hasil dari turbin ada dua. Yaitu power yang nantinya akan diteruskan ke altenator generator dan udara panas hasil dari turbin gas yang akan diteruskan ke Heat Recovery Steam Generator.
Sistem:
Gas Turbine yang berputar akibat dari panas yang di hasilkan pada combustiom chamber yang di aliri oleh nozzle menuju turbin. Siklus yang terjadi dalam gas turbine adalah siklus rankine.
b. Steam Turbine
Komponen:
(-) Heat Recovery Steam Generator (HRSG) adalah equipment yang digunakan untuk menggunakan panas dari terusan turbin gas panas yang digunakan untuk memutarkan turbin multi stage dari HP, MP dan LP.
Sistem :
Panas turbin masuk HRSG dan dipanaskan kembali diteruskan ke turbin multi stage turbin dan memutarkan turbin. Semua turbin yang memutarkan shaft di searahkan di alternater agar menyelaraskan Gerakan shaft untuk memutarkan generator dan menghasilkan listrik. Pada LP turbine uap panas dimasukan ke condenser. Uap panas diubah menjadi liquid di condenser. Liquid dipompa kan lagi ke LP drum untuk di siklus ulang di HRSG. Gas Turbine Engine menggunakan siklus braytone dan Steam turbine menggunakan siklus rankine.
2. Lakukan identifikasi komponen-komponen utama pada sistem serta berilah deskripsi fungsi kerjanya dalam sistem dan penjelasan analisis parameter yang digunakan.
Bagian 1: Turbin Gas
- Rangkaian Gas Turbine
- Compressor: Meningkatkan tekanan udara dan temperature udara sebelum dialirkan menuju combustion chamber . Proses pada compressor adalah isentropic-adiabatik
- Gas Turbine: untuk mengubah energi dari tekanan pada suatu fluida menjadi energi kinetik yang nantinya digunakan untuk memutar generator.
- Combustion Chamber: Ruang pembakaran/bertemunya bahan bakar dan udara untuk menghasilkan energi panas
Bagian 2: HRSG (Steam Generator)
- Condenser: Untuk mengkondensasikan uap hasil pembuangan ekstraksi turbin menjadi titik-titik air (air kondensat)
- Drum: Tempat penampungan air panas dan tempat terbentuknya uap
- Generator: Pembangkit listrik dengan mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
- Superheater Heat Exchanger: untuk memanaskan uap jenuh yang keluar dari steam drum, dengan memanfaatkan gas panas hasil pembakaran. Terdiri dari 3 komponen yaitu 3 yaitu superheater HP,MP dan LP.
- Evaporator Heat Exchanger
- Economiser Heat Exchanger
- Pipe:sebagai penyaluran fluida di system.
- Pump: untuk menggerakan fluida dengan menaikkan tekanan pada fluida
- Steam Turbine
Stodola Turbine: mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Steam turbine berputar akibart dari uap panas HRSG. Pada steam turbine ada 3 turbine multistage dimana turbine High Pressure, Medium Pressure dan Low Pressure yang sama sama menggerakan shaft untuk memutarkan generator. Berikut parameter dari steam turbine.
- Control Valve : valve yang digunakan sebagai pengontrol laju aliran fluida yang berada pada system yaitu control valve
- Water Mixer:sebagai penyampur fluida di HRSG
- Water Splitter
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) dari Natural Gas ke Superheated gas
(-)Turbin Uap (Menghasilkan kerja) Uap panas dan superheated gas
(-)Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja) Fluida cair
(-)Kompresor (Membutuhkan kerja) Natural gas
Pada Analisa perhitungannya menggunakan hukum konservasi energi dan konservasi massa. Pada kompresor, pompa,turbin, dan HRSG mengalami proses adiabatik di mana proses adiabatik adalah proses yang tidak terjadi pergantian kalor dari sistem kelingkungan ataupun sebaliknya. Pada 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.
Pembelajaran Sistem Fluida 5 | Kamis 10 Desember 2020
Pada pembelajaran sistem fluida hari ini,
Pembelajaran Sistem Fluida 6 | Kamis 17 Desember 2020
Pada minggu ini, kelas sistem fluida diisi oleh kuliah tamu yag diisi oleh Pak Dr. Harun alumni S3 DTM yg juga berkecimpung di sektor industri pembangkit tenaga listrik bersedia untuk memberikan materi. Beliau adalah CEO PT Indopower Internasional.
Kuliah kali ini membahas mengenai Combined-Cycled Power Plant (CCPP) yang digunakan dalam industri untuk membangkitkan listrik menggunakan combined cycle.
Evaluasi dari combined cycle salah satunya adalah efisiensi, harga, yang mnejadi patokan pemilihan tander.
Tugas Besar
1. LATAR BELAKANG
Tugas besar sistem fluida dilaksanakan untuk dapat membantu kami memahami aplikasi mata kuliah sistem fluida (perpipaan beserta mesin fluidanya) pada suatu sistem. Tugas besar berbentuk suatu simulasi yang dilakukan dengan mengaplikasian perangkat lunak OpenModelica karena kondisi secara ril dapat ditinjau dengan metode tersebut. Dengan menggunakan aplikasi ini, kami juga dapat mendapatkan gambaran dengan mudah terkait berbagai aspek pada waktu yang sesungguhnya sesuai dengan parameter dan variabel yang kita tentukam secara real time.
Terdapat tiga proses perhitungan dalam sistem fluida, seperti yang pernah disebutkan di kelas, yaitu secara eksperimental, simulasi, dan perhitungan manual (teoritis) untuk validasi. Selain itu, apabila kami melakukan simulasi secara nyata dengan miniatur atau prototipe komponen, hal tersebut tidak memungkinkan. Jika melakukan perhitungan dengan teoritis, maka hal tersebut perlu dilatih pada saat kami berkuliah dan perhitungan manual akan melibatkan perhitungan yang rumit dan banyak faktor faktor yang diabaikan seperti kondisi yang dianggap steady state. Dengan begitu, kami melakukan simulasi ini akan dirasa paling cocok apabila menggunakan metode CFD (komputasi).
2. TUJUAN
Tujuan dari tugas ini dilaksanakan untuk meningkatkan pemahaman bagi para mahasiswa Sistem Fluida 03 dalam melakukan simulasi dari suatu sistem yang ada dengan cara melakukan pemodelan menggunakan 2 aplikasi yaitu CFDSOF dan OpenModelica agar lebih paham mengenai contoh alat sistem fluida yang ada pada dunia industri.
3. METODOLOGI
Tugas besar ini dilakukan dengan cara mensimulasikan suatu sistem fluida menggunakan aplikasi CFDSOF dan Paraview untuk dapat mengetahui profil aliran yang terjadi dalam sistem, dan kemudian disimulasikan dengan kasus yang sama dengan menggunakan aplikasi OpenModelica untuk dapat mengetahui hasil dari parameter parameter yang telah kita tetapkan sebelumnya. Ketika simulasi sudah berhasil dan memenuhi pengecekan. Maka hasil simulasi akan diambil untuk dianalisis dan dapat ditarik kesimpulannya.
Sinopsis Tugas Besar
Pada tugas besar kali ini saya akan mensimulasikan suatu sistem fluida untuk pembangkitan daya listrik menggunakan mesin-mesin fluida. Kali ini, saya akan melakukan suatu simulasi pada drum boiler menggunakan perangkat openmodelica. Steam Drum atau drum boiler adalah salah satu komponen pada boiler pipa air yang berfungsi sebagai reservoir campuran air dan uap air, dan juga berfungsi untuk memisahkan uap air dengan air pada proses pembentukan uap superheater. Namun tidak semua boiler pipa air (water tube) yang menggunakan steam drum ini. Boiler supercritical beroperasi pada tekanan sangat tinggi di atas tekanan kritis, sehingga tidak dimungkinkan terbentuk gelembung-gelembung uap air, karena itulah boiler supercritical tidak memerlukan steam drum untuk memisahkan air dengan uap air.
