ecofirm SIMULASI MEKANISME PASSIVE PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI TIPE DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "ecofirm SIMULASI MEKANISME PASSIVE PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI TIPE DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD"

Ari Atmadja
6 tahun lalu
Tontonan:

STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD Dosen pembiming: Dr.

197612232005011001 Nur Laila Hamidah, ST., MSc.

1 ecofirm SIMULASI MEKANISME PASSIVE PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI TIPE DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD Dosen pembiming: Dr. Ridho Hantoro, ST., MT. NIP Nur Laila Hamidah, ST., MSc. Oleh: Susilo( ) Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut teknologi Sepuluh Nopember

Data Eksperimen dan Simulasi Pengaruh Mekanisme Passive Pitch Pada Pola Aliran dan Torsi

2 Agenda Pendahuluan Metodologi Penelitian Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Tugas Akhir Batasan Masalah Diagram Alir Penelitian Geometri Turbin Proses Meshing Simulasi CFD Analisa Data Eksperimen dan Simulasi Pengaruh Mekanisme Passive Pitch Pada Pola Aliran dan Torsi Torsi Fx, Fy Ilustrasi Vektor kecepatan, kontur tekanan dan streamline Penutup Kesimpulan Saran

Darrieus -Mulai Berkembang Mekanisme Passive Pitch Pada Turbin Darrieus 3 Pengembangan Terbaru pada Mekanisme

3 LATAR BELAKANG 1 Kelemahan Turbin Darrieus Straight-bladed - Self starting yang lama - Torsi yang dihasilkan rendah 2 Tantangan Mekanisme Passive Pitch pada Turbin darrieus -Perbedaan Fixed Pitch dan Passive Pitch Pada Turbin Darrieus -Mulai Berkembang Mekanisme Passive Pitch Pada Turbin Darrieus 3 Pengembangan Terbaru pada Mekanisme Passive Pitch -Tantangan untuk mengembangkan flapping foil -Mulai berkembangnya mekanisme passive pitch dengan konsep flapping wing

PERMASALAHAN DAN TUJUAN Pengaruh mekanisme flapping wing

flapping wing turbin Darrieus straight-bladed. 1.

4 PERMASALAHAN DAN TUJUAN Pengaruh mekanisme flapping wing turbin vertikal aksis arus sungai terhadap profil aliran fluida yang terjadi menggunakan CFD. Pola fluktuasi gaya F x, F y, beserta torsi pada mekanisme flapping wing turbin Darrieus straight-bladed. 1. Mengetahui pengaruh mekanisme flapping wing terhadap profil aliran fluida yang terjadi menggunakan CFD. 2. Mengetahui pola perubahan nilai gaya dan torsi pada mekanisme flapping wing turbin Darrieus straight-balded.

5 BATASAN MASALAH 1. Turbin yang digunakan pada penelitian ini adalah turbin vertikal aksis tipe Darrieus straight-bladed. 2. Simulasi mekanisme passive-pitch dengan flapping wing menggunakan CFD. 3. Airfoil yang digunakan adalah NACA Panjang chord airfoil adalah 10 cm sedangkan panjang spand airfoil adalah 80 cm untuk setiap blade. 5. Variasi sudut pitch tipe passive variable pitch adalah dengan sudut 10 0 dan 20 0 untuk 1 kecepatan sungai. 6. Metode simulasi menggunakan perangkat lunak CFD 3 dimensi dengan cara turbin diputar setiap 5 derajat azimuth untuk satu putaran penuh

Kesimpulan Proses Meshing Proses Simulasi CFD Penyusunan

6 DIAGRAM ALIR TUGAS AKHIR Mulai A Obsevasi Objek Studi Literatur Penyusunan Proposal Analisa Data Perancangan Geometri Turbin Kesimpulan Proses Meshing Proses Simulasi CFD Penyusunan Laporan Selesai Pengambilan Data Fx, Fy, Torsi, Profil Aliran Tidak A Ya

7 Geometri dan Meshing Domain Total Meshing

8 Proses Verifikasi

9 SIMULASI CFD Opening wall wall Inlet

10 Data Eksperimen Vs Simulasi Torsi yang dibandingkan pada simulasi dan eksperimen merupakan nilai rata-rata torsi yang dihasilkan oleh turbin dalam satu putaran penuh serta torsi rata-rata yang dihasilkan oleh turbin pada saat eksperimen, nilai torsi yang dihasilkan dari simulasi memiliki rata-rata error sebesar 11.50% untuk pitch angle 10 dan 11.30% untuk pitch angle 20

11 ANALISA DATA (Pola Perubahan Nilai Gaya )

12 (Pola Perubahan Nilai Resultan Gaya )

13 ANALISA DATA (Pola Perubahan Nilai Torsi)

14 ANALISA DATA (Pola Perubahan Nilai Resultan Torsi)

15 ANALISA DATA (Pola Perubahan Nilai Gaya Pada Setiap Foil)

16 ANALISA DATA (Pola Perubahan Nilai Torsi Pada Setiap Foil)

17 ANALISA DATA (Pola Perubahan Nilai Torsi Pada Setiap Foil) Berdasarkan pola perubahan nilai torsi yang dihasilkan oleh setiap foil pada gambar disamping terlihat bahwa nilai torsi dengan pola yang bagus diperoleh ketika foil berada pada azimuth 0 sampai 115, hal ini dikarenakan pada azimuth tersebut foil terkena aliran fluida secara langsung dan tidak terkena gangguan dari foil yang lain, nilai torsi yang dihasilkan oleh foil 1 mulai dari azimuth 0 sampai 100 mengalami kenaikan mulai dari 1.69 Nm sampai 9.41 Nm, setelah itu nilai torsi yang dihasilkan oleh foil 1 mengalami penurunan sampai 4.38 Nm (azimuth 135), setelah itu nilai torsi mengalami kenaikan lagi sampai azimuth 150 dengan nilai torsi sebresar 6.89 Nm.

18 (Profil Tekanan, velocity vector dan streamline Pada Azimuth 80)

19 (Profil Tekanan, velocity vector dan Pada Azimuth 100)

20 KESIMPULAN Distribusi tekanan yang terbesar terjadi ketika turbin berada di azimuth 100 dengan nilai tekanan sebesar Pa sedangkan distribusi tekanan yang terendah terjadi ketika turbin berada pada azimuth 80 dengan nilai tekanan sebesar Pa. Nilai gaya serta torsi yang dihasilkan oleh turbin pada sumbu x yang tertinggi adalah N dan 5.57 Nm, sedangkan nilai gaya dan torsi tertinggi yang dihasilkan oleh turbin pada sumbu y adalah 5.47 N dan Nm. Nilai gaya dan torsi yang tertinggi hasil resultan sumbu x dan y adalah N dengan sudut tangensial sebesar (kuadran IV) dan Nm dengan sudut tangensial sebesar (kuadran I). Performansi turbin jenis Darrieus straight-bladed dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan mekanisme flapping wing sebagai mekanisme passive pitch, sudut pitch yang terbaik pada mekanisme flapping wing ini adalah 20.

21 SARAN Untuk pemilihan sudut pada mekanisme flapping wing lebih disarankan berada diatas 10 derajat, dan bisa berkisar antara derajat. Dapat dilakukan modifikasi pada turbin dengan menambahkan fin pada blade turbin. Ketika melakukan pengukuran torsi pada saat pengujian dan pengambilan data turbin, alat ukur torque wrench diusahakan berada pada kuadran I dan IV. Untuk mempermudah proses validasi Antara simulasi berbasis CFD dengan eksperimental, cara pengambilan data berupa torsi dapat dilakukan setiap 5 atau 10 azimuth pada satu putaran penuh turbin.

22 Daftar pustaka

23 Mohon kritik dan saran

dokumen-dokumen yang mirip

SIMULASI MEKANISME PASSIVE-PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI JENIS DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD

1 SIMULASI MEKANISME PASSIVE-PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI JENIS DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD Susilo, Ridho Hantoro, dan Nur Laila Hamidah Jurusan Teknik Fisika,