BAB IV KAJIAN CFD PADA PROSES ALIRAN FLUIDA

dokumen-dokumen yang mirip
PENDEKATAN TEORITIS. Pre-processor

BAB V. ALIRAN UDARA DALAM ALAT PENGERING ERK

PROFIL SUHU PADA PROSES PENGERINGAN PRODUK PERTANIAN DENGAN SIMULASI COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Rumah Tanaman

TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Iklim Mikro Rumah Tanaman Daerah Tropika Basah

I. PENDAHULUAN. Komoditas hasil pertanian, terutama gabah masih memegang peranan

ANALISA LAJU ALIRAN FLUIDA PADA MESIN PENGERING KONVEYOR PNEUMATIK DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI CFD

HASIL DAN PEMBAHASAN

V. PERCOBAAN. alat pengering hasil rancangan, berapa jenis alat ukur dan produk gabah sebagai

BAB III PEMODELAN DENGAN METODE VOLUME HINGGA

II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB III ANALISA KONDISI FLUIDA DAN PROSEDUR SIMULASI

1.1 Latar Belakang dan Identifikasi Masalah

BAB IV PRINSIP-PRINSIP KONVEKSI

SIMPULAN UMUM 7.1. OPTIMISASI BIAYA KONSTRUKSI PENGERING ERK

BAB I PENDAHULUAN. Sebagai negara yang dilalui garis khatulistiwa, negara kita Indonesia

II. TINJAUAN PUSTAKA Nutrient Film Technique (NFT) 2.2. Greenhouse

METODOLOGI PENELITIAN

PENGGUNAAN PERANGKAT LUNAK COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) DALAM MENGANALISIS SISTEM PENGERING IKAN TUNA BERTENAGA SURYA

II. TINJAUAN PUSTAKA Rumah Tanaman (Greenhouse)

STUDI PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PADA SUSUNAN SILINDER VERTIKAL DALAM REAKTOR NUKLIR ATAU PENUKAR PANAS MENGGUNAKAN PROGAM CFD

BAB I PENDAHULUAN. Tabel 1.1 Besaran dan peningkatan rata-rata konsumsi bahan bakar dunia (IEA, 2014)

Simulasi Kondisi sirkulasi udara di dalam suatu ruangan ibadah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

ANALISA DISTRIBUSI PANAS PADA ALAT PENGERING RUMPUT LAUT (STUDI KASUS PADA ALAT PENGERING RUMPUT LAUT DI SITUBONDO)

ANALISA PENGARUH POSISI KELUARAN NOSEL PRIMER TERHADAP PERFORMA STEAM EJECTOR MENGGUNAKAN CFD

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SIMULASI RUANG INKUBATOR BAYI YANG MENGGUNAKAN PHASE CHANGE MATERIAL SEBAGAI PEMANAS RUANG INKUBATOR

1. BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

Vol. 17, No. 1, April 2003

SKRIPSI ANALISIS POLA ALIRAN UDARA DAN SUHU PADA KANDANG AYAM PEDAGING BERATAP MONITOR MENGGUNAKAN TEKNIK COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)

STUDI NUMERIK DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN KECEPATAN UDARA PADA RUANG KEDATANGAN TERMINAL 2 BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA

I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

Penentuan Distribusi Suhu pada Permukaan Geometri Tak Tentu Menggunakan Metode Random Walk Balduyanus Yosep Godja a), Andi Ihwan a)*, Apriansyah b)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

BAB III PENDEKATAN TEORI

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

BAB I PENDAHULUAN. halaman belakang untuk memenuhi berbagai kenyamanan bagi para. penghuninya, terutama kenyamanan thermal. Keberadaan space halaman

Simulasi Perpindahan Panas pada Lapisan Tengah Pelat Menggunakan Metode Elemen Hingga

FORMULASI PENGETAHUAN PROSES MELALUI SIMULASI ALIRAN FLUIDA TIGA DIMENSI

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

MAKALAH KOMPUTASI NUMERIK

TINJAUAN PUSTAKA. Sumber : Esmay and Dixon (1986 )

SIDANG TUGAS AKHIR FITRI SETYOWATI Dosen Pembimbing: NUR IKHWAN, ST., M.ENG.

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan panas

Transport Phenomena. Dr. Heru Setyawan Jurusan Teknik Kimia FT-ITS

BAB I PENDAHULAN 1.1 Latar Belakang

FORUM TEKNOLOGI Vol. 05 No. 3

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

PENENTUAN PUTARAN PADA PENGERING SURYA TIPE RAK BERPUTAR DAN PEMODELAN PENGERING DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS SUERITAH HENNY WANTI

SIMULASI NUMERIK UJI EKSPERIMENTAL PROFIL ALIRAN SALURAN MULTI BELOKAN DENGAN VARIASI SUDU PENGARAH

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

STUDI KARAKTERISTIK ALIRAN PADA TUJUH SILINDER VERTIKAL DENGAN SUSUNAN HEKSAGONAL DALAM REAKTOR NUKLIR MENGGUNAKAN PAKET PROGRAM FLUENT

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

PENGARUH LAJU ALIRAN SUNGAI UTAMA DAN ANAK SUNGAI TERHADAP PROFIL SEDIMENTASI DI PERTEMUAN DUA SUNGAI MODEL SINUSOIDAL

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemodelan Matematika dan Metode Numerik

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dalam Peralatan Pengeringan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Prosedur Penggunaan Software Ansys FLUENT 15.0

PERNYATAAN. Yogyakarta, 17 Agustus Immawan Wahyudi Ahyar. iii

ANALISIS CASING TURBIN KAPLAN MENGGUNAKAN SOFTWARE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS/CFD FLUENT

STUDI NUMERIK VARIASI INLET DUCT PADA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR

Distribusi Temperatur Pada Microwave menggunakan Metode CFD

KAJIAN POLA SEBARAN ALIRAN UDARA PANAS PADA MODEL PENGERING EFEK RUMAH KACA HIBRID TIPE RAK BERPUTAR MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

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

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

ALIRAN FLUIDA. Kode Mata Kuliah : Oleh MARYUDI, S.T., M.T., Ph.D Irma Atika Sari, S.T., M.Eng

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

TRANSFER MOMENTUM FLUIDA DINAMIK

II. TINJAUAN PUSTAKA

MEKANIKA FLUIDA DI SUSUN OLEH : ADE IRMA

tudi kasus pengaruh perbandingan rusuk b/a = 12/12, 5/12, 4/12, 3/12, 2/12, 1/12, 0/12 dengan Re = 3 x 10 4.

METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

ANALISIS MODEL MATEMATIKA PROSES PENYEBARAN LIMBAH CAIR PADA AIR TANAH

METODOLOGI PENELITIAN

PENGARUH HUMIDITY DAN TEMPERATURE TERHADAP KENYAMANAN PEMAKAIAN HELM TENTARA MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD) FLUENT

Kajian Pola Aliran Berayun dalam Kolom Bersekat

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODOLOGI DAN PENGOLAHAN DATA

MEKANIKA FLUIDA. Ferianto Raharjo - Fisika Dasar - Mekanika Fluida

ANALISIS PERPINDAHAN KALOR YANG TERJADI PADA RECTANGULAR DUCT DENGAN ANSYS 11 SP1 DAN PERHITUNGAN METODE NUMERIK

SIMULASI SUHU UDARA PADA RUANG PENGERING HYBRID TIPE RAK GANDA MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS PRIYOHADI WIDYATMO

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN. 3.2 Tahapan Analisis Persamaan Differensial untuk Transfer Energi

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pemodelan Distribusi Suhu pada Tanur Carbolite STF 15/180/301 dengan Metode Elemen Hingga

Komparasi Bentuk Daun Kemudi terhadap Gaya Belok dengan Pendekatan CFD

II LANDASAN TEORI. Misalkan adalah suatu fungsi skalar, maka turunan vektor kecepatan dapat dituliskan sebagai berikut :

MODUL KULIAH : MEKANIKA FLUIDA DAN HIROLIKA

SIDANG TUGAS AKHIR KONVERSI ENERGI

Analisa Aliran Fluida Pada Pipa Spiral Dengan Variasi Diameter Menggunakan Metode Computational Fluid Dinamics (CFD)

Perpindahan Panas Konveksi. Perpindahan panas konveksi bebas pada plat tegak, datar, dimiringkan,silinder dan bola

KAJIAN SUHU DAN ALIRAN UDARA DALAM KEMASAN BERVENTILASI MENGGUNAKAN TEKNIK COMPUTATIONAL DYNAMIC (CFD) Emmy Darmawati 1), Yudik Adhinata 2)

Transkripsi:

BAB IV KAJIAN CFD PADA PROSES ALIRAN FLUIDA

IV. KAJIAN CFD PADA PROSES ALIRAN FLUIDA 4.1. Penelitian Sebelumna Computational Fluid Dnamics (CFD) merupakan program computer perangkat lunak untuk memprediksi dan menganalisa secara kuantitatif aliran fluida, perpindahan panas, transpor penomena dan reaksi kimia. Analisis aliran fluida dalam suatu sistem dengan CFD merupakan analisis numerik dengan kontrol olume sebagai elemen dari integrasi persamaan-persamaan, ang terdiri dari persamaan keseimbangan massa, momentum dan energi (Versteeg dan Malalasekera, 1995). Penelesaian persaman untuk sistem dua atau tiga dimensi dapat dilakukan secara simultan dan lebih cepat. Tata letak serta dimensi dari unit peralatan dalam suatu sistem (kipas, inlet dan lainna) dapat diubah-ubah di dalam program simulasi guna mendapatkan kondisi operasi ang optimal. Wulandani (005) telah menggunakan model simulasi CFD dalam menganalisis aliran udara pada ruang pengering tipe kabinet dengan 8 buah rak untuk mendapatkan dimensi dan letak komponen alat pengering serta kondisi operasi ang optimal. Hasil ang dilaporkan Wulandani (005) diperoleh disain alat pengering dengan ukuran 3.6 3.6.4 m 3, dimana terdapat dua buah inlet dengan ukuran 0.1 0.1 m pada ketinggian 1.4 m serta dua buah outlet berukuran masing-masing 0. 0.8 m pada ketinggian 0.8 m pada dinding ang berseberangan dengan inlet. Kipas ang digunakan sebagai pendistribusi aliran udara digunakan 3 unit dengan masing-masing ukuran diameter 0. m dan daa kipas 100 W sebanak unit dan 40 W 1 unit. Kondisi operasi ang diperoleh untuk suhu rata-rata seluruh rak adalah 45.4 o C dan nilai rata-rata kecepatan 0.5 m/dtk serta rata-rata RH 45.6 %. 54

Untuk dapat menggunakan CFD pada proses simultan momentum, energi dan massa, pemahaman sifat-sifat dasar aliran fluida sangat diperlukan. Persamaan diferensial ang menusun profil aliran fluida harus ditransformasikan menjadi persamaan matematis ang sederhana dan disebut dengan metoda diskritisasi (Versteeg dan Malalasekera, 1995). Dalam proses simultan persamaan momentum, energi dan massa, profil aliran udara digambarkan secara kuantitatif dalam besaran suhu dan kecepatan dalam persamaan diferensial dengan koordinat kartesian. Pemecahan analisis numerik dengan menggunakan softare CFD Fluent dengan cara finite olume dan pembuatan gambar serta bentuk geometrik alat dilakukan dalam softare Gambit. Softare CFD terdiri dari tiga elemen utama, aitu ; (1) Pre-processor, () Soler dan (3) Post-processor. 4.. Cara Kerja Fluent dalam Pemecahan Masalah Aliran Fluida Didalam pemecahan masalah aliran fluida, terlebih dahulu dibuat bentuk geometri alat, pembentukan grid (mesh) dan penentuan sifat termofisik serta kondisi batas ang dilakukan dalam softare GAMBIT..30 Pemecahan masalah aliran fluida (kecepatan, tekanan, suhu dan lain-lain) didefinisikan pada node (titik) di dalam tiga sel. Ketepatan dan ketelitian hasil tergantung dari jumlah sel di dalam grid (mesh), secara umum bila jumlah sel makin banak maka pemecahan masalah semakin baik. 4.3. Simulasi Dinamika Aliran Fluida dengan CFD Simulasi aliran fluida dengan CFD digunakan untuk melihat penebaran panas berdasarkan distribusi suhu serta aliran udara pemanas dalam ruang pengering berdasarkan perhitungan simulasi CFD. 55

Kajian terhadap karakteristik aliran fluida pada sistem pengering dengan simulasi CFD adalah mempelajari proses pemanasan produk. Perubahan ang terjadi ditinjau dari pindah panas konduksi dan koneksi alamiah. Kontrol pindah panas konduksi dilakukan pada geometri alat pengering, sedangkan pada pindah panas koneksi alamiah berdasarkan pergerakan panas dari inlet ke ruang pengering. Proses simulasi CFD digunakan untuk melihat efek pindah panas konduksi dan koneksi alamiah selama proses pemanasan udara pengering dengan pemodelan. 4.4. Model Persamaan Atur Simulasi CFD 4.4.1. Hukum Kekekalan Massa 3 Dimensi Stead State Keseimbangan massa untuk elemen fluida dinatakan sebagai berikut ; Laju kenaikkan massa dalam elemen fluida = laju netto aliran massa ke dalam elemen terbatas. Adapun bentuk matematis dapat ditulis seperti (Bird et al.,1966): ( ρu) ( ρ) ( ρ) = 0.........(4-1) Persamaan (4-1) disebut sebagai persamaan kontinuitas untuk fluida. Ruas kiri menatakan laju netto massa dari elemen meleati batas dan dinatakan sebagai faktor koneksi. 4.4.. Persamaan Momentum 3 Dimensi Stead State Persamaan momentum merupakan persamaan Naier-Stokes dalam bentuk ang sesuai dengan metoda finite olume (Bird et al.,1966) : Momentum arah : u u u p u u u ρ u = S M μ...(4-) 56

57 Momentum arah : S M p u = μ ρ (4-3) Momentum arah : S M p u = μ ρ.(4-4) 4.4.3. Persamaan Energi 3 Dimensi Stead State Persamaan energi diturunkan dari hukum pertama termodinamika ang menatakan baha; Laju perubahan energi partikel fluida = laju penambahan panas ke dalam partikel fluida ditambah dengan laju kerja ang diberikan pada partikel Bentuk persamaan matematis ditulis seperti berikut (Bird et al.,1966): S i u k u p T T T u = ρ..(4-5) 4.4.4. Persamaan State Kecepatan fluida selalu mencari keseimbangan secara termodinamik, kecuali adana gangguan. Bila digunakan ariable ρ dan p, maka persamaan state untuk P dan I (Versteeg dan Malalasekera, 1995) : P = p(ρ, T)...(4-6) I = i (ρ, T)...(4-7) Untuk gas ideal, dimana : p = ρrt dan I = CT

4.5. Tahapan Simulasi CFD pada Alat Pengering 4.5.1. Asumsi 1. Model aliran dalam alat dianggap laminar. Udara tidak termampatkan (incompressible), ρ konstan 3. Aliran udara dalam kondisi stead 4. Bilangan Prandtl udara konstan (Cp, μ dan k udara adalah konstan) 5. Udara lingkungan dianggap konstan (30 o C) 6. Kecepatan aliran udara masuk dianggap seragam 4.5.. Kondisi Aal 1. Kecepatan aliran udara pada arah X, Y dan Z = 0 m/dtk. Permukaan suhu dinding luar = suhu lingkungan (30 o C) 3. Tekanan udara = tekanan barometrik (10135 pascal) 4.5.3. Kondisi Batas 1. Pada sisi masuk sekaligus kipas adalah elocit inlet dengan kecepatan seragam aitu : X = 0 cm 0 Y 60 cm 0 Z 60 cm u = 0.4 m/dtk = 0 m/dtk = 0 m/dtk. Pada sisi keluar diterapkan kondisi batas outflo, pada kondisi batas ini, gradient ang searah dengan aliran dari semua ariable aliran (kecuali tekanan) adalah nol. Rasio bukaan saluran outlet adalah = 1 aitu : X = 10 cm 0 Y 60 cm 0 Z 60 cm 3. Pada dinding alat pengering, diberlakukan kondisi batas all. Pada kondisi batas ini komponen kecepatan dalam arah normal dinding adalah nol dan berlaku kondisi tidak slip. aitu : 0 Y 60 cm 0 Z 60 cm = 0 m/dtk = 0 m/dtk Bagian sisi inlet dan outlet, dinding terbuat dari seng plat dan bagian ruang pengering terbuat dari plastik tranparan (kecuali lantai dari seng plat) 58

2024 © DocPlayer.info Pengaturan dan alat privasi | Ketentuan | Tanggapan