User:Rafaelshia

Introduction

Hi semua! Perkenalkan nama saya Rafael Sinema Hia biasa dipanggil Rafael dengan NPM 2106707183. Saya merupakan mahasiswa Departemen Teknik Mesin FTUI yang saat ini mengikuti kelas Metode Numerik - 01

Hydrogen Storage Optimization

Progress Pekan 1

Tugas : Optimasi tangki hidrogen dengan kapasitas 1 liter, pressure 8 bar, dan biaya produksi maksimal Rp. 500.000

Beberapa faktor yang dapat diperhatikan dalam merancang tangki hidrogen 1. Pilihan Material Tangki: Memilih bahan yang cocok untuk tangki hidrogen. Umumnya, tangki hidrogen dibuat dari baja khusus, aluminium, atau komposit serat karbon. Bahan-bahan ini harus memiliki kekuatan dan ketahanan yang memadai untuk menahan tekanan hidrogen yang tinggi serta tahan terhadap korosi.

2. Kekuatan dan Keamanan: Pastikan tangki dirancang dengan kekuatan yang cukup untuk menahan tekanan hidrogen yang diinginkan tanpa mengalami deformasi atau kebocoran. Keamanan harus menjadi prioritas utama dalam desain tangki hidrogen dengan menyertakan fitur-fitur seperti katup pengaman tekanan berlebihan, perangkat pelindung termal, dan pemisahan antara ruang hidrogen dan lingkungan luar untuk mengurangi risiko kebakaran atau ledakan.

3. Efisiensi Ruang: Desain tangki yang optimal harus memperhatikan efisiensi ruang untuk memaksimalkan kapasitas penyimpanan hidrogen dalam ukuran yang sesuai. Ini dapat mencakup penggunaan desain geometri yang efisien, seperti tangki silinder atau tabung berbentuk silinder, atau penggunaan tangki komposit yang dapat menyesuaikan bentuk dan ukuran dengan lebih baik.

4. Isolasi Termal: Tangki hidrogen harus memiliki isolasi termal yang memadai untuk mengurangi kehilangan energi dan menjaga suhu yang stabil di dalam tangki. Hal ini penting untuk mencegah hidrogen menjadi cair atau menguap secara berlebihan, terutama jika menggunakan tangki cair.

5. Sistem Pengisian dan Pengosongan: Desain tangki hidrogen yang baik harus mempertimbangkan sistem pengisian dan pengosongan yang efisien dan aman. Ini melibatkan pemilihan dan pemasangan katup dan konektor yang sesuai untuk memastikan proses pengisian dan pengosongan dapat dilakukan dengan mudah dan dengan risiko minimal.

6. Pemantauan dan Kontrol: Tangki hidrogen ideal harus dilengkapi dengan sistem pemantauan dan kontrol yang memadai. Hal ini akan memungkinkan pengguna untuk memantau tekanan, suhu, tingkat hidrogen, dan kondisi tangki secara real-time, serta memberikan peringatan atau tindakan perbaikan jika terdeteksi masalah.

7. Sertifikasi dan Standar: Pastikan desain tangki hidrogen memenuhi semua sertifikasi, pedoman, dan standar keamanan yang berlaku. Ini termasuk sertifikasi keamanan industri dan keselamatan seperti ISO 15869, ISO 11439, atau standar lainnya yang relevan.

Beberapa faktor tersebut sangat mempengaruhi keselamatan dan keamanan penggunaan dari tangki hidrogen.

PEKAN 2

from scipy.optimize import minimize

   # Harga dan kapasitas
   harga_per_unit = 100000  # Harga per unit penyimpanan hidrogen  = 1  
   # Kapasitas penyimpanan hidrogen per unit
   # Anggaran maksimal
   budget_maksimal = 500000
   # Fungsi tujuan
   def fungsi_tujuan(x):
   return -x
   # Kendala
   def kendala(anggaran):
   return budget_maksimal - (harga_per_unit * anggaran)
   kendala_anggaran = {'type': 'ineq', 'fun': kendala}
   # Nilai awal
   x0 = 0
   # Batasan
   batas = [(0, None)]
   # Menyelesaikan masalah optimisasi
   solusi = minimize(fungsi_tujuan, x0, method='SLSQP', bounds=batas, constraints=[kendala_anggaran])
   # Menampilkan hasil
   print("Status:", solusi.success and "Optimal" or "Tidak ditemukan solusi")
   print("Jumlah unit penyimpanan hidrogen yang akan dibeli:", solusi.x[0])
   print("Total kapasitas penyimpanan:", solusi.x[0] * kapasitas_per_unit, "liter")
   print("Total biaya:", solusi.x[0] * harga_per_unit, "Rupiah")

Dari hasil diatas didapatkan bahwa diameter dan tinggi yang diperlukan untuk membuat tabung dengan kapasitas 1 liter dan tekanan 8 bar yaitu Diameter sebesar 10 cm, Tinggi sebesar 30 cm, Luas Permukaan sebesar 2514.238898038469 cm² dan untuk tangki oksigen dengan kapasitas 1 liter dan tekanan 8 bar, umumnya menggunakan plat dengan ketebalan antara 1 mm hingga 3 mm.