TUGAS AKHIR

ANALISA NUMERIK DUA DIMENSI PADA SUDU

GERAK TURBIN UAP ORGANIK RANKINE CYCLE (

ORC ) UNTUK FLUIDA KERJA R – 123 DENGAN

VARIASI SUDUT NOZEL (α=160,180)

Oleh : Ardyan Agun Mardhanu 2107100130 Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Ir. Prabowo, M. Eng

LATAR BELAKANG

- Pertumbuhan Penduduk

- Kebutuhan Energi

KRISIS ENERGI

Potensi geothermal

Proses energi geothermal

Low steam temperature and pressure ( <120̊ C and 3 bar )

inovation

ORGANIC RANKINE CYCLE ( ORC )

need

FLUID WORK ( REFRIGERANT )

Peralatan yang sudah ada dilabooratorium

turbin

First moving blade

Nozzle

Analisa pada turbin

Tujuan

1. Mengetahui pengaruh distribusi tekanan dengan variasi sudut α pada sudu gerak pertama menggunakan program fluent.

2. Membandingkan antara perhitungan manual dengan persamaan momentum dan analisa numerik

Batasan masalah

Fluida kerja R123

Tersusun Secara Sejajar terdiri dari

Tiga sudu

α = 16̊ and α = 18̊

No heat transfer

No metallurgy,economics analysis

Menggunakan software fluent

Steam Turbin

CD nozzle and blade

Data awal yang digunakan

- Laju alir massa : 0,4026 kg/s. - Massa jenis : 29,158 kg/m³. - Luas nozel maksimum : 70,6 m². - Jumlah nozel : 4 buah. - Viscosity r123 : 0,00012838 g/cm.

Segitiga kecepatan pada turbin

C : kecepatan absolut W : kecepatan relatif U : kecepatan keliling α : sudut absolut Β : sudut relatif

Andrian Hadi, 2010

dilakukan analisa komputasi menggunakan software fluent pada sudu gerak turbin impuls satu tingkat menggunakan fluida kerja R-134a dengan variasi sudut α = 14 ̊ dan α. = 17 ̊

Pada penelitian ini α = 14 ̊ memiliki tekanan yang lebih tinggi dari α. = 17 ̊

α = 17 ̊ α = 14 ̊

Gambar dari sudu gerak pertama

2D

3D

metodologi

Analisa

numerik

Persamaan

momentum

Mencari kecepatan

Momentum equation

Assumtions : 1. Flow is steady 2. Maqnitude of relative

velocity a is constan V1=V2=V-U

3. Properties are uniform 4. Fbx = 0

Θ2= 71

β= 21

α= 18

Hasil perhitungan gaya dari persamaan momentum untuk masing – masing sudut alpha Sudut alpha 16 derajat

komponen nilai satuan

laju alir massa 0,4026 kg/s

massa jenis 29,1580 kg/m3

luas maksimum nozel 0,0000706 m2

jumlah nozel 4 buah

α 16 derajat

β1 21 derajat

β2 19 derajat

θ1 53 derajat

θ2 71 derajat

kecepatan ( V ) 48,894 m/s

Mach Number ( M ) 0,143804484

Vrb 22,394

u1 17,88455051

u2 21,17374561

A yang diperhatikan 0,025789 m²

Rx 1436,008 N

Sudut alpha 18 derajat komponen nilai satuan

laju alir massa 0,4026 kg/s

massa jenis 29,1580 kg/m3

luas maksimum nozel 0,0000706 m2

jumlah nozel 4 buah

α 18 derajat

β1 21 derajat

β2 19 derajat

θ1 51 derajat

θ2 71 derajat

kecepatan ( V ) 48,894 m/s

Mach Number ( M ) 0,1438045

Vrb 24,009 m/s

u1 18,658265

u2 22,700589

A yang diperhatikan 0,025789 m²

Rx 1520,590 N

Analisa numerik sudut alpha 16 derajat

Domain

- Input - Dinding perhatian 1 - Dinding perhatian 2 - Dinding - Interior - output

Analisa numerik sudut alpha 16 derajat

Domain

- Input - Dinding perhatian 1 - Dinding perhatian 2 - Dinding - Interior - output

distribusi tekanan

16 derajat

18 derajat

Torsi yang Dihasilkan dengan Menggunakan Analisa Numerik

Sudut alpha 16 derajat

Sudut alpha 18 derajat

F ( N ) R ( m ) T ( Nm )

1438,6522 0,195 280,5372

F ( N ) R ( m ) T ( Nm )

1937,685 0,195 377,8486

kesimpulan

Dari dua analisa gaya, baik mengguanakan persamaan momentum, maupun analisa numerik didapatkan gaya dengan variasi sudut alpha ( α ) = 18 ̊ lebih besar dibandingkan gaya dengan variasi sudut alpha ( α ) = 16 ̊.

Dari masing – masing hasil perhitungan torsi baik dengan

menggunakan perhitungan dengan persamaan momentum

dan analisa numerik dengan sudut α = 16 ̊ serta α = 18 ̊

dihasilkan bahwa nilai torsi dengan sudut α = 16 ̊ lebih

rendah dibanding dengan nilai torsi dengan sudut α = 18 ̊.

Sekian dan Terima Kasih

MOHON SARAN DEMI KESEMPURNAAN

TUGAS AKHIR DAN TUJUAN YANG AKAN

DICAPAI