SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA KOMPRESOR DALAM INSTALASI TURBIN GAS DENGAN DAYA 141,9MW MENGGUNAKAN CFD FLUENT 6.3.

dokumen-dokumen yang mirip
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

PERANCANGAN TURBIN GAS PENGGERAK GENERATOR PADA INSTALASI PLTG DENGAN PUTARAN 3000 RPM DAN DAYA TERPASANG GENERATOR 130 MW SKRIPSI

RANCANGAN TURBOCARJER UNTUK MENINGKATKAN PERFORMANSI MOTOR DIESEL

SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA TURBIN UAP MENGGUNAKAN CFD FLUENT

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

TUGAS SKRIPSI SISTEM PEMBANGKIT TENAGA

PERANCANGAN TURBIN UAP PENGGERAK GENERATOR LISTRIK DENGAN DAYA 80 MW PADA INSTALASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik MARULITUA SIDAURUK NIM

ANALISIS VARIASI SUDUT SUDU-SUDU TURBIN IMPULS TERHADAP DAYA MEKANIS TURBIN UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

SKRIPSI TURBIN UAP PERANCANGAN TURBIN UAP UNTUK PLTPB DENGAN DAYA 5 MW. Disusun Oleh: WILSON M.N.GURNING NIM:

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA POMPA HIDRAM DENGAN VARIASI PANJANG PIPA PEMASUKAN DAN VARIASI TINGGI TABUNG UDARA MENGGUNAKAN CFD

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

PERANCANGAN KOMPRESOR TORAK UNTUK SISTEM PNEUMATIK PADA GUN BURNER

SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik EKAWIRA K NAPITUPULU NIM

Udara. Bahan Bakar. Generator Kopel Kompresor Turbin

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

IRVAN DARMAWAN X

PERFORMANSI TURBIN ANGIN SAVONIUS DENGAN EMPAT SUDU UNTUK MENGGERAKKAN POMPA SKRIPSI

SIMULASI PENGARUH NPSH TERHADAP TERBENTUKNYA KAVITASI PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER COMPUTATIONAL FLUID DYANAMIC FLUENT

TUGAS AKHIR. Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

PERANCANGAN DAN PENGUJIAN TURBIN KAPLAN PADA KETINGGIAN (H) 4 M SUDUT SUDU PENGARAH 30 DENGAN VARIABEL PERUBAHAN DEBIT (Q) DAN SUDUT SUDU JALAN

ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO

ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA CONNECTING ROD MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

SKRIPSI MESIN FLUIDA. ANALISA SIMULASI PERFORMANSI WET SCRUBBER TERHADAP FILTRASI PARTIKEL 1-10μm PADA INSTALASI INSINERATOR LIMBAH RUMAH SAKIT

TURBIN UAP & GAS ANALISA PENGARUH WATER WASH TERHADAP PERFORMANSI TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 7 PAYA PASIR PT.PLN SEKTOR PEMBANGKITAN MEDAN SKRIPSI

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENAMBAHAN BIOETANOL PADA BAHAN BAKAR PERTALITE TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR BAKAR BENSIN

ANALISA PERANCANGAN TURBIN VORTEX DENGAN CASING BERPENAMPANG SPIRAL DAN LINGKARAN DENGAN 3 VARIASI DIMENSI SUDU

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

SIMULASI NUMERIK ALIRAN 3D UNTUK KONDISI QUASI STEADY DAN UNSTEADY PADA TURBIN UAP AKSIAL

PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN BAHAN BAKAR SOLAR-BIODIESEL (MINYAK JELANTAH) TERHADAP UNJUK KERJA PADA MOTOR DIESEL

Analisa Aliran Fluida Pada Turbin Udara Untuk Pneumatic Wave Energy Converter (WEC) Menggunakan Computational Fluid Dynamic (CFD)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik GIBRAN

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Desain yang baik dari sebuah airfoil sangatlah perlu dilakukan, dengan tujuan untuk meningkatkan unjuk kerja airfoil

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

SKRIPSI MOTOR BAKAR. Disusun Oleh: HERMANTO J. SIANTURI NIM:

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA POMPA HIDRAM DENGAN TINGGI AIR JATUH 2.3 M DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD

PERENCANAAN TURBIN GAS SEBAGAI PENGGERAK GENERATOR LISTRIK DENGAN DAYA TERPASANG 135,2 MW

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING... LEMBAR PENGESAHAN DOSEN PENGUJI... PERSEMBAHAN... MOTTO... KATA PENGANTAR...

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

SKRIPSI MOTOR BAKAR RANCANGAN MOTOR BAKAR PENGGERAK KENDERAAN MINI BUS DENGAN DAYA EFEKTIP 78 PS MEMAKAI SISTEM KATUP SINGLE OVER HEAR CAM (SOHC)

MESIN PEMINDAH BAHAN

MASUK FAISAL HAJJ MESINN TEKNIK MEDAN Universitas Sumatera Utara

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

PERENCANAAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE YANG DIPAKAI PADA PABRIK PELEBURAN BAJA DENGAN KAPASITAS ANGKAT CAIRAN 10 TON

PENGARUH PENGGUNAAN CETANE PLUS DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR SOLAR TERHADAP PERFORMANSI MOTOR DIESEL

PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI ALIRAN AIR BERSIH PADA PERUMAHAN PT.PERTAMINA PANGKALAN BRANDAN DENGAN KAJIAN PEMBANDING EPANET

ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITAS ANGKAT 25 TON SKRIPSI

PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE YANG DIPAKAI DI WORKSHOP PEMBUATAN PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS ANGKAT 10 TON

KAJIAN EKSPERIMENTAL KONDENSOR UNTUK MESIN PENDINGIN SIKLUS ADSORPSI TENAGA SURYA

ANALISIS SUDU KOMPRESOR AKSIAL UNTUK SISTEM TURBIN HELIUM RGTT200K ABSTRAK ABSTRACT

KARAKTERISTIK PENGERINGAN COKLAT DENGAN MESIN PENGERING ENERGI SURYA METODE PENGERINGAN THIN LAYER

KATA PENGANTAR. Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

SIMULASI DUA DIMENSI KARAKTERISTIK ALIRAN PADA BLADE UNTUK DESAIN NOZZLE DAN BLADE TURBIN UAP TIPE IMPULS SATU TINGKAT

FakultasTeknologi Industri Institut Teknologi Nepuluh Nopember. Oleh M. A ad Mushoddaq NRP : Dosen Pembimbing Dr. Ir.

TUGAS SARJANA MESIN-MESIN FLUIDA

PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA PERUMAHAN SETIA BUDI RESIDENCE DARI DISTRIBUSI PDAM MEDAN DENGAN MENGGUNAKAN PIPE FLOW EXPERT SOFTWARE

CORRECTIVE MAINTENANCE BANTALAN LUNCUR LORI PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS ANGKUT 2,5 TON TBS MENGGUNAKAN ANALISA KEGAGALAN

TUGAS AKHIR STUDI WINGLET NACA 2409 MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)

Bab IV Analisis dan Pengujian

MODIFIKASI MESIN DIESEL SATU SILINDER BERBAHAN BAKAR SOLAR MENJADI LPG DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM GAS MIXER

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

PERENCANAAN IMPELLER DAN VOLUTE PADA REKAYASA DAN RANCANG BANGUN DUST COLLECTOR

TUGAS SARJANA PERANCANGAN TURBIN UAP PENGGERAK GENERATOR LISTRIK PADA PABRIK PENGOLAHAN KELAPA SAWIT KAPASITAS : 60 TON TBS/JAM DAYA TERPASANG : 10 MW

STUDI KOMPUTASIONAL NACA 2412 PADA VARIASI SUDUT PENGGUNAAN SINGLE SLOTTED FLAP DAN FIXED SLOT DENGAN SOFTWARE FLUENT

BAB IV ANALISA DATA. Kecepatan arus ( m/s) 0,6 1,2 1,6 1,8. Data kecepatan arus pada musim Barat di Bulan Desember dapt dilihat dari tabel di bawah.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN TURBIN PELTON MINI BERTEKANAN 7 BAR DENGAN DIAMETER RODA TURBIN 68 MM DAN JUMLAH SUDU 12

MESIN PEMINDAH BAHAN

TEKNIK PENGECORAN LOGAM PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PULI UNTUK DIGUNAKAN PADA KOMPRESOR AC KENDARAAN PENUMPANG BERKAPASITAS 5 ORANG

ANALISIS STRUKTUR PRODUK PENGARAH JALAN BENTUK KERUCUT MENGGUNAKAN MSC.NASTRAN

ANALISIS AERODINAMIKA PADA MOBIL SEDAN DENGAN VARIASI SUDUT DIFFUSER DAN SUDUT BOAT TAIL MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS)

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

PERENCANAAN POMPA SENTRIFUGAL UNTUK IRIGASI PERTANIAN

STUDI TENTANG PEMELIHARAAN BOILER FEEDWATER PUMP GSG /12 PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) LABUHAN ANGIN KAPASITAS MW

TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

UJI EKSPERIMENTAL PERBANDINGAN UNJUK KERJA MOTOR OTTO BERBAHAN BAKAR PERTALITE DENGAN CAMPURAN PERTALITE-ZAT ADITIF CAIR

UJI EKSPERIMENTAL PERBANDINGAN UNJUK KERJA MOTOR BAKAR BERBAHAN BAKAR PREMIUM DENGAN CAMPURAN ZAT ADITIF-PREMIUM (C1:80, C3:80, C5:80)

ANALISIS DAYA BERKURANG PADA MOTOR BAKAR DIESEL DENGAN SUSUNAN SILINDER TIPE SEGARIS (IN-LINE)

MODIFIKASI DAN PENGUJIAN EVAPORATOR MESIN PENDINGIN SIKLUS ADSORPSI YANG DIGERAKKAN ENERGI SURYA

STUDI NUMERIK : MODIFIKASI BODI NOGOGENI PROTOTYPE PROJECT GUNA MEREDUKSI GAYA HAMBAT

VOLUME BAHAN TERBUANG SEBAGAI PARAMETER ALTERNATIF UMUR PAHAT

PENGARUH JUMLAH DAN DIAMETER NOZZLE TERHADAP PUTARAN DAN DAYA PADA TURBIN PELTON SKRIPSI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) B-192

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik TAMBA GURNING NIM SKRIPSI

RANCANG BANGUN TURBIN ANGIN TIPE-H DENGAN BENTUK AIRFOIL NACA MODIFIKASI

TURBIN GAS. Berikut ini adalah perbandingan antara turbin gas dengan turbin uap. Berat turbin per daya kuda yang dihasilkan lebih besar.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI KOMPARASI KINERJA MESIN BERBAHAN BAKAR SOLAR DAN CPO DENGAN PEMANASAN AWAL SKRIPSI

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi. Syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik OLEH : ERICK EXAPERIUS SIHITE NIM :

PERANCANGAN KOMPRESSOR SENTRIFUGAL PADA TURBOCHARGER UNTUK MENAIKAN DAYA MESIN BENSIN 1500cc SEBESAR 25%

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi. Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik BINSAR T. PARDEDE NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

(Studi Kasus PT. EMP Unit Bisnis Malacca Strait) Dosen Pembimbing Bambang Arip Dwiyantoro, ST. M.Sc. Ph.D. Oleh : Annis Khoiri Wibowo

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

Transkripsi:

1 SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA KOMPRESOR DALAM INSTALASI TURBIN GAS DENGAN DAYA 141,9MW MENGGUNAKAN CFD FLUENT 6.3.26 SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik DAVID SATRIA NIM. 050401015 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA KOMPRESOR DALAM INSTALASI TURBIN GAS DENGAN DAYA 141,9MW MENGGUNAKAN CFD FLUENT 6.3.26 DAVID SATRIA NIM. 05 0401 015 Telah Disetujui dari hasil Seminar Skripsi Periode ke- 592 pada tanggal 27 Desember 2010 Penguji I Penguji II Ir. Isril Amir Ir. Syahrul Abda, M.Sc NIP.1945 1027197412 1 001 NIP. 1957 08051988111 001

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa mencurahkan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis bisa menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini membahas tentang simulasi numerik pada perancangan turbin gas, yang berjudul, Simulasi Numerik Aliran Fluida pada Tingkat Pertama Kompresor dalam Instalasi Turbin Gas dengan Daya 141,9 MW Menggunakan CFD FLUENT 6.3.26. Dengan rampungnya penyusunan skripsi ini, pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima-kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Zamanhuri, MT selaku dosen pembimbing dalam penelitian ini yang telah membimbing dan memotivasi penulis sehingga penelitian ini dapat diselesaikan. 2. Bapak Ir. Isril Amir dan Bapak Ir. Syahrul Abda, M.Sc yang telah banyak memberikan masukan demi kesempurnaan penyusunan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus B Sitorus,ST,MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin FT-USU. 4. Bapak Dr,Eng Himsar Ambarita ST, MT yang telah mengarahkan dan mengajarkan penggunaan program CFD FLUENT 6.3.26. 5. Ayahnda A. Dt. A Mangun Nan Panjang dan Ibunda Enisna dan seluruh keluarga yang selalu mencurahkan kasih sayangnya dan perhatian serta dukungan baik moril maupun materil. 6. Adinda Suci Intan Fatrisia dengan sokongan dan kemurahan hatinya, membantu penulis dalam penyelesaian akhir penyusunan skripsi ini. 7. Kepada seluruh majelis dosen di Departemen Teknik Mesin tanpa terkecuali yang telah berbagi ilmu dan pengalaman, semoga Allah balasi ketulusan dan semangat berbaginya dengan pahala kebaikan. 8. Buk Ismawaty dan Bapak Syawaluddin Lubis yang banyak membantu dalam administrasi dan perkuliahan serta seluruh staf pegawai Departemen Teknik Mesin FT-USU. 9. Kepada rekan-rekan Teknik Mesin FT-USU, terkhusus rekan-rekan angkatan 2005. 10. Teman-teman di KAMMDASU dan IMAPALIKO semuanya, kalian semua yang memberi pelajaran bahwa hidup tak mengenal siaran tunda. Akhir kata penulis mengucapkan permohonan maaf yang sebesar-besarnya atas segala kekurangan penulis ketika melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Semoga bermanfaat bagi para pembaca. Medan, Desember 2010 Penulis, David Satria NIM : 050401015

4 ABSTRAK Perancangan turbin gas dengan daya keluaran generator listrik 141,9 MW dan putaran 3000 rpm. Melakukan perancangan awal siklus brayton dan penentuan data awal keadaan termodinamik pada siklus. Melakukan perhitungan segitiga kecepatan sebagai perhitungan mula yang selanjutnya menentukan tingkat kompresor dan merancang bagian-bagian sudu kompresor tingkat pertama. Dari hasil perhitungan dimensi sudu mulai menggunakan software pemodelan AutoCAD untuk membuat gambaran sudu pengarah dan sudu gerak kemudian melakukan simulasi awal dengan menggunakan software GAMBIT untuk membuat bentuk sudu gerak dan bentuk sederhana dari sudu pengarah sesuai dengan data perhitungan awal. Hasil geometri yang telah berhasil di gambar di software GAMBIT kemudian di disimulasikan dengan menggunakan software FLUENT 6.3.26 pada kondisi steady state. Kemudian melakukan pembatasaan kondisi sesuai dengan kondisi hasil analisis manual kompresor. Dari hasil simulasi didapatkan bentuk laju aliran fluida yang masuk kompresor dan melalui sudu gerak. Dari hasil simulasi dapat dibuat kesimpulan kondisi fluida yang melalui sudu gerak dan keadaan fluida yang melalui sudu pengarah sesuai dengan teori perancangan.

5 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN EVALUASI SEMINAR SKRIPSI SPESIFIKASI TUGAS KARTU BIMBINGAN KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR NOTASI vi vii viii x xi xii BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang 1 1.2 Tujuan Penulisan 3 1.3 Pembatasan Masalah 3 1.4 Metodologi Penulisan 4 TINAJUAN PUSTAKA 2.1 Kompresor dan Fungsinya dalam sistem Turbin Gas 6 2.2 Siklus Ideal dan Aktual pada Kompresor 6 2.3 Efisiensi Kompresor 8 2.4 Konstruksi Kompresor Aksial 9 2.4.1. Sudu Kompresor 9 2.4.2. Segitiga Kecepatan pada Sudu Kompresor 12 2.5 Derajat Reaksi Kompresor Aksial 13 2.6 Jumlah tingkat Kompresor 15 BAB III CFD FLUENT DAN PENDEKATAN NUMERIK 3.1 Computational Fluid Dinamycs (CFD) 17 3.1.1. Pengertian Umum CFD 17 3.1.2. Penggunaan CFD 18 3.1.3. Manfaat CFD 19 3.1.4. Proses Simulasi CFD 19 3.1.5. Metode Diskritisasi CFD 20 3.2 Pengenalan FLUENT 21 3.2.1. Struktur Program FLUENT 22 3.2.2. Perencanaan Analisis CFD dan Langkah Penyelesain Masalah Menggunakan FLUENT 23 3.3 Pendekatan Numerik pada CFD FLUENT 26 3.3.1 Ketentuan Matematis 26 3.3.2 Persamaan Kontinuitas, Momentum dan Energi 27 3.3.3 Fisik Aliran Kompressibel 30 3.3.4 Model Turbulensi 30 3.3.5 Persamaan Umum Transport Skalar, Diskritisasi dan Solusi 32

6 3.3.6 Penyelesaian Persamaan Linear 34 3.3.7 Dasar Penyelesaian Tekanan (Pressure-Based Solver) 34 3.3.8 Diskritisasi (Metode Interpolasi) 36 BAB IV BAB V BAB VI ANALISA TERMODINAMIKA 4.1 Spesifikasi Teknis Perencanaan 38 4.2 Siklus Brayton 38 4.3 Analisa Pembakaran 47 4.4 Laju Aliran Massa Udara dan Bahan Bakar 51 PERENCANAAN KOMPRESOR 5.1 Parameter Perencanaan Kompresor 55 5.2. Jumlah Tingkat Kompresor 56 5.3 Sudu Kompresor 62 5.3.1 Annulus Kompresor 63 5.3.2 Gaya-gaya yang Berkerja pada Sudu Kompresor 69 PROSES SIMULASI 6.1 Urgensi Simulasi 72 6.2 Data Awal 72 6.3 Kondisi Batas (Boundary Condition) 73 6.4 Kasus yang Disimulasikan 74 6.5 Prosedur Simulasi 74 6.5.1 Membuat geometri sudu turbin dengan Auto CAD dan GAMBIT 75 6.5.2 Membuat mesh sebagai domain komputasi di GAMBIT 75 6.5.3 Memasukkan parameter simulasi dan menjalankan solver CFD FLUENT 88 6.6 Melihat hasil simulasi dengan CFD FLUENT 89 BAB VII HASIL DAN ANALISIS SIMULASI 7.1 Simulasi Vektor Kecepatan Aliran 79 7.2 Simulasi Kontur Tekanan 81 7.3 Perbandingan koefisien lift (Cl) dan koefisien drag (Cd) 83 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 8.1 Kesimpulan 85 8.2 Saran 85 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv xv

7 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Komposisi Bahan Bakar 47 Tabel 4.2 Kebutuhan udara pembakaran pada kondisi stokiometri 48 Tabel 4.3 Kebutuhan 400% udara pembakaran pada kondisi stokiometri 50 Tabel 5.1 Perbandingan puncak dan dasar sudu 58 Tabel 5.2 Kondisi udara tiap tingkat kompresor 62 Tabel 5.3 Data-data dan Dimensi Sudu Gerak kompresor pertingkat 69 Tabel 7.1 Komparasi Nilai Cl dan Cd pada profil sudu gerak 94

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Turbin Gas dengan Siklus Terbuka 5 Gambar 2.2 Gambar 2.2 Diagram P-V dan diagram h,t-s 6 Gambar 2.3 Gambar 2.3 Diagram h-s pada kompresor 7 Gambar 2.4 Skema konstruksi kompresor aksial 9 Gambar 2.5 Konstruksi dan jenis-jenis pemasangan sudu pada rotor 10 Gambar 2.6 Detail susunan sudu dan penamaan sudut 10 Gambar 2.7 Grafik hubungan s/c 11 Gambar 2.8 Kondisi dalam annulus tingkat pertama kompresor 12 Gambar 2.9 Segitiga kecepatan pada satu tingkat pertama kompresor 13 Gambar 2.10 Segitiga kecepatan derajat reaksi > 50% dan < 50% 14 Gambar 3.1 Struktur Komponen Program FLUENT 23 Gambar 3.2 Diagram Alir Prosedur Simulasi 25 Gambar 3.3 Volume control digunakan utnuk mengilustrasikan diskritisasi persamaan transport skalar 33 Gambar 4.1 Diagram T-s Siklus Brayton 39 Gambar 4.1 Diagram Daya Generator 51 Gambar 5.1 Segitiga kecepatan pada satu tingkat kompresor 56 Gambar 5.2 Segitiga kecepatan tingkat pertama kompresor 60 Gambar 5.3 Sudu gerak tingkat pertama 63 Gambar 5.4 Grafik hubungan s/c 66 Gambar 5.5 Gaya dorong dan gaya angkat pada sudu 70 Gambar 6.1 Kondisi batas profil sudu tingkat pertama 74 Gambar 6.2 Mesh domain sudu tingkat pertama 77 Gambar 7.1 Vektor kecepatan aliran pada sudu tingkat pertama 80 Gambar 7.2 Daerah vektor kecepatan tertinggi pada sudu pengarah (stator) 80 Gambar 7.3 Kontur tekanan statis pada stator dan rotor 81 Gambar 7.4 Garis kontur tekanan statis pada stator dan rotor 82 Gambar 7.5 Grafik Cd pada sudu gerak (pembacaan hasil Cd 10-6 ) 83 Gambar 7.6 Grafik Cl pada sudu gerak (pembacaan hasil Cl 10-6 ) 84

9 DAFTAR NOTASI Notasi Arti Satuan A Luas Anulus m 2 AFR Air Fuel Ratio kg udara / kg bahanbakar c panjang chord sudu m C a kecepatan aliran aksial fluida m/s C pg panas spesifik gas hasil pembakaran kj/kg.k c p panas jenis udara masuk kompresor kj/kg.k Cx Panjang chord sudu arah aksial m D d Diameter luar cakra m D h Diameter lubang cakra m D R Diameter hidrolis pada sudu diam m F A Diameter hidrolis pada sudu gerak m FAR Fuel Air Ratio kg bahanbakar / kg udara F r Gaya tangensial sudu N h entalphi static kj/kg ht tinggi sudu turbin m h o entalphi stagnasi kj/kg udara k Conduktivitas thermal W/m.K LHV Lower Heating Value kj/kg udara m u massa aliran udara kg/s m f massa aliran bahan bakar kg/s m g massa aliran gas hasil pembakaran kg/s m p massa aliran udara pendingin kg/s N putaran rpm P Tekanan Pa P 0 tekanan stagnasi Pa P f Losses tekanan udara pada filter Pa P G Daya Generator MW P K Daya Kompressor MW P T Daya Turbin MW r jari-jari sudu m R a konstanta panjang pitch sudu m s panjang pitch sudu m T c temperatur fluida dingin K T h temperatur fluida panas K U kecepatan keliling m/s Um Kecepatan tangensial rata-rata m/s V kecepatan relatif gas m/s

10 w lebar sudu m W kerja spesifik kj/kg udara W netto kerja bersih kj/kg udara Z jumlah sudu buah Δ P rb kerugian tekanan pada ruang bakar Pa R R Derajat reaksi tingkat φ koefisien kecepatan aliran η K efisiensi kompresor η T efisiensi turbin η g efisiensi generator ψ Koefisien kecepatan (angka kualitas) sudu α Sudut masuk dan keluar kecepatan gas mutlak β Sudut masuk dan keluar kecepatan relatif gas