Valve - M. D. Fachturrohman

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

Assalamualaikum wr. wb.

Biodata Diri

---

Muhammad Daffa Fachturrohman

Nama : Muhammad Daffa Fachturrohman

NPM : 1806181855

Agama : Islam

Program Studi : S1 Teknik Mesin Paralel

Pertemuan Pertama

---

Pada pertemuan pertama kelas Sistem Fluida 03 dengan Pak Ahmad Indra Siswantara, saya bertemu dengan mahasiswa-mahasiswa di mata kuliah pilihan Aplikasi CFD. Pada pertemuan ini, saya diberikan beberapa reminder tentang CFDSOF yang pada kelas Mekanika Fluida saya telah menggunakan software ini. Saya juga diberikan link youtube untuk mempelajari terlebih dahulu tentang CFDSOF ini. Pada saat kelas, saya diberikan tugas untuk menggunakan CFDSOF ini namun telah diberikan part-part dan juga asseblied partnya pada deskripsi di link youtube tersebut.

Berikut merupakan hasil simulasi saya pada software CFDSOF

Lalu, saya menggunakan software Paraview untuk mencari pressure dropnya.

Dari simulasi, saya mendapatkan p inlet sebesar 0.0010025 dan p outlet 0.000286522, Sehingga pressure drop yang saya dapatkan dari inlet dan juga outlet adalah 0.000715978

Tugas I

---

Pada tugas pertama, Pak Ahmad Indra Siswantara meminta kami untuk membuat simulasi di CFDSOF menggunakan valve yang berbeda dari contoh yang telah diberikan pada saat kelas Sistem Fluida pertama, berikut merupakan ball valve yang saya gunakan

Setelah saya mengexport file tersebut menjadi format .stl, saya menggunakan file .stl tersebut untuk memasukannya ke CFDSOF lalu saya melakukan simulasi dari scaling, geometry meshing, sampai pada run solver dan mendapatkan residual grafik pada gambar-gambar yang ada dibawah ini

Dan berikut merupakan hasil dari paraview saya sampai mendapatkan pstatic, pdynamic, dan juga ptotal. Berikut merupakan hasil dari visual inlet dan juga outlet terhadap tekanan yang diterima dari kedua part tersebut.

Berikut merupakan ptotal dari inlet dan juga outlet yang saya dapatkan.

Lalu setelah mendapatkan ptot inlet yaitu 1254.98 dan juga ptot outlet 164.691, saya mendapatkan pressure drop dari data tersebut yaitu :

ΔP = Ptot in - Ptot out = 1254.98 - 164.691 = 1090.289

Pertemuan Kedua

Pada pertemuan kedua saya dengan pak Ahmad Indra Siswantara, saya di remind kembali pada segitiga kecepatan dan juga saya mendapatkan beberapa pelajaran baru dari presentasi-presentasi yang diberikan dari kelas Aplikasi CFD.

Tugas II

Pada pertemuan kedua dengan Pak Ahmad Indra Siswantara, saya diberikan tugas untuk mensimulasikan pembelajaran Sistem Fluida di dalam OpenModelica.

Berikut merupakan pembelajaran saya, saya membuat 3 tank di OpenModelica yang digabungkan dengan menggunakan port ke pipe-pipe yang ada sebagai berikut

Dan berikut merupakan pemrograman yang saya lakukan

Dari gambar-gambar diatas, saya menggunakan 1 port pada setiap tanki yang saya gunakan, dan tiap port tersebut dapat menyambungkan ke 3 lines, pada port di tank 2, saya menggunakannya untuk menyambungkan ke 2 lines untuk menyambungkan ke pipe 1 dan juga pipe 2 untuk mengalirkan fluida dari tanki 1 sampai ke tanki 3. Untuk itu saya menggukana 4 connector lines untuk menghubungkan semua tanki dan juga pipa-pipa yang ada.

Dan berikut merupakan hasil grafik dari perbandingan volume fluida yang ada di setiap tanki dari tanki 1, tanki 2, dan tanki 3

Pertemuan Ketiga

Pada pertemuan kali ini, kami mempelajari Permodelan Sistem Fluida yang diampu oleh bapak Hariyotejo, dan pada pertemuan ini saya mencoba simulasi dari library OpenModelica yaitu TwoTanks.

dan berikut merupakan kodingan dari twotanks yang ada seperti gambar diatas

Tugas III

Pada tugas ini, saya diminta untuk menganalisis mengenai 2 simulasi, yaitu HeatingSystem dan ThreeTanks.

1. Deskripsi/Uraian fisik

Komponen yang ada didalam sistem tersebut adalah pompa, valve, combustion, sensor, pipa, tangki, heater, burner, radiator, wall

Sistem ini bertujuan untuk memanaskan sistem fluida, dan dari komponen-komponen ini memberikan feedback dan menyesuaikannya dengan temperatur fluida yang kita inginkan

Dari simulasi ThreeTanks diatas, dapat dilihat bahwa ada 3 tanki yang berbeda posisi penempatan, area, dan juga ketinggian dari penempatan tanki yang mengakibatkan perbedaan ketinggian fluida didalam ketiga tanki yang ada.

2. Prosedur Analisa pemodelan

Prosedurnya adalah yang pertama membuka OpenModelica, lalu membuka library, dan membuka heating system didalam fluid, lalu kita bisa melihat sistem yang ada di dalam openmodelica, lalu melakukan pengecekan dan jika setelah di cek semua sudah benar, bisa melakukan simulasi dan dapat menghasilkan hasil berupa variabel-variabel yang diinginkan dalam kodingan yang kita masukkan dan juga bisa menimbulkan grafik yang ingin kita lihat, jika ingin mengganti hasil yang ada, kita bisa mengganti area-area ataupun penempatan yang ada.

2.1. Heating System

Pada heating system ini, kita dapat menganalisa pemodelan ini dari variabel-variabel yang ada, dari komponen yang disebutkan diatas bisa dianalisis dengan menggunakan tipe-tipe dari komponen yang berbeda untuk mendapat hasil simulasi yang berbeda juga dan dapat dianalisa

2.2. ThreeTanks

Pada ThreeTanks, Tekanan hidrostatis menjadi acuan dari analisis di dalam sistem ini. Tetapi kita juga bisa mengganti area dan pemosisisan di sistem tersebut untuk menganalisis hasil dari simulasi yang dilakukan.

3. Analisa dan Interpretasi Hasil Pemodelan

Dari volume tanki 1 yaitu 8 meter kubik, dan kepala tanki 2 dan 3 yaitu 3 meter kubik, untuk volume fluida dari tanki tersebut untuk tanki 1 yaitu 3.67 meter kubik, tanki 2 dan 3 yaitu 6.67 meter kubik dikarenakan perbedaan height dan pada pipes.

4. Hukum-Hukum Fisika

Hukum II Newton, Heat Transfer

5. Hasil-hasil Simulasi

Hasil simulasi dari heating system

Hasil simulasi dari Three Tanks

Pertemuan KeEmpat

Pada pertemuan ini, saya diajar oleh Pak Hariyotejo yang mengajarkan saya untuk meremodelling TwoTanks yang ada di library OpenModelica.

Berikut merupakan codingan dan juga model yang ada di libraryi OpenModelica pada examples TwoTanks.

Berikut merupakan codingan dari remodelling yang saya lakukan di OpenModelica saya.

Lalu saya diajarkan juga untuk melakukan pemodelan konversi massa pada control volume.

Lalu saya mencoba untuk melakukan codingannya dan hasil simulasinya sbg berikut

Tugas IV

Berikut merupakan tugas yang diberikan oleh Pak Hariyotejo

1. Analisa Termodinamika (Konversi massa dan energi) pada sistem tersebut dan membuat skematik analisanya.

Pada model diatas bertujuan untuk mensimulasikan beban reduksi menggunakan power generator 100% menjadi 50% dalam waktu 2500 second, sederhananya seperti Combined Cycle Power Plant sebagai berikut

Ada 2 proses dari Power Plant diatas

I. Gas Turbine

A. Air Compressor yang berguna untuk menghisap udara dari luar untuk menaikan tekanan udara yang di alirkan menuju combustion chamber.Pada compressor terjadi proses isentropik

B. Combustion Chamber yang merupakan 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).

C. Turbin yang 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. Panas yang ada di gas turbin di alirkan menuju Heat recovery Steam generator.

II. Steam Turbin

A. HRSG (Heat Recovery Steam Generator) 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

B. Steam Turbine dilewati oleh aliran steam tersebut, sehingga membuat Steam Turbine berputar dan menggerakkan generator drive shaft. Generator drive shaft ini kemudian mengubah sisa energi buangan dari Gas Turbine menjadi listrik.

C. Hasil buangan dari turbin dialirkan menuju Kondesor untuk merubah sifat dari uap menjadi cair agar dapat didorong oleh pompa menuju HRSG untuk dipanaskan Kembali.

2. Mengidentifikasi komponen-komponen utama pada sistem serta memberi deskripsi fungsi kerjanya dalam sistem dan penjelasan analisis parameter yang digunakan.

Karena sistem diatas, maka terdapat 2 bagian sistem pembangkit, yaitu Gas Turbin dan juga Steam Turbin

Berikut merupakan bagian dari Steam Turbin dan Gas Turbin yang saya dapatkan dari library ThermoSysPro.Examples.CombinedCyclePowerPlant.CombinedCycle_Load_100_50

I. Turbin Uap

A. Condensor

Bisa mengubah fasa uap panas menjadi liquid

B. Drum

C. Generator

Didalam generator bisa mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Ada juga beberapa jenis dari Heat Exchanger :

-SuperHeater

-Evaporator

-Economiser

Pipa yang digunakan dari library ThermoSysPro.WaterSteam.PressureLosses.LumpedStraightPipe

D. Turbin Uap

Pada turbin uap ini, ada tiga jenis turbin seperti yang ada di sistem, yaitu high pressure, intermediate pressure, dan low pressure

E. Valve

Untuk mengatur laju aliran fluida

F. Water Mixer

Junction yang menghubungkan beberapa inlet dan menggabungkannya menjadi kurang dari atau sama dengan jumlah inlet.

G. Water Splitter

Junction yang menghubungkan 1 atau 2 inlet dan memecahnya menjadi lebih dari atau sama dengan jumlah inlet pada outlet.

II. Turbin Gas

Berikut merupakan perincian dari turbin gas yang didapat dari ThermoSysPro.FlueGases.TAC

A. Compressor

B. Turbin Gas

Udara di turbin gas mengalami peningkatan tekanan dan temperatur akibat proses pembakaran yang terjadi. Udara panas tersebut kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin gas tersebut.

C. Combustion Chamber

3. Medium fluida kerja yang ada didalam proses siklus tersbut dan analisis perhitungan dalam pemodelannya.

Berikut merupakan medium fluida yang bekerja dalam proses siklus tersebut :

- Turbin Gas (Menghasilkan kerja)

- Turbin Uap (Menghasilkan kerja)

- Pompa Sentrifugal (Membutuhkan kerja)

- Kompresor (Membutuhkan kerja)

Lalu, pada Analisa perhitungannya dapat menggunakan hukum konservasi energi dan konservasi massa

- Pada kompresor,pompa,turbin dan HRSG mengalami proses adiabatic,yang dimana proses adiabatik adalah proses yang tidak terjadi pergantian kalor dari sistem ke lingkungan ataupun sebaliknya.

- proses ini diasumsikan kondisi steady state dan energi kinetic potensial diabaikan

4. Flow line pada jalur hitam, merah, dan biru sesuai dengan interkoneksi yang ada

A. Jalur Hitam: Sebagai jalur energi keluar yang dimanfaatkan sebagai penggerak.

B. Jalur merah: Sebagai aliran fluida high temperature.

C. Warna Biru : Sebagai jalur Fluida low Temperature.