3.8.4. Simulasi Fluent
File mesh yang telah dihasilkan di Gambit lalu dibuka di Fluent. Setelah terbuka, hal pertama yang dilakukan adalah proses pengecekan kondisi mesh
apakah sudah benar atau terdapat error. Jika muncul pesan error, maka hal yang harus dilakukan adalah melakukan meshing ulang di software Gambit 2.4.
Tahap selanjutnya adalah memilih tipe transient dalam melakukan simulasi dan mengaktifkan efek gravitasi.
Gambar 3.23 Mengaktifkan tipe time transient dan gravitasi
Kemudian untuk mengatur fluida kerja, diperlukan untuk mengaktifkan model spesies transport dan kemudian dipilih mixture template pada mixture
material. Species transport berfungsi untuk menentukan fluida menjadi campuran
dari uap air dan udara, sehingga RH pada fluida dapat ditentukan. Tampilan dari langkah mengaktifkan species transport ditunjukkan pada gambar 3.24.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.24 Mengaktifkan species transport
Langkah berikutnya adalah menentukan jenis aliran, dikarenakan batasan masalah pada penelitian ini, maka jenis aliran yang dipilih adalah aliran turbulen.
Langkah ini dapat dilihat pada gambar 3.25.
Gambar 3.25 Penentuan jenis model aliran
Setelah model persamaan dasar sudah dipilih, langkah berikutnya adalah pemilihan jenis material. Jenis material mixture harus diatur sehingga hanya ada
material uap air h2O dan udara air yang terkandung dalam material mixture, dapat dilihat pada gambar 3.26.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.26 Pengaturan material mixture
Material baru juga perlu ditentukan dalam proses simulasi ini dikarenakan tidak ada material sterofoam dan kentang dalam database Fluent. Sifat-sifat
material sterofoam dan kentang dapat dlihat pada tabel 3.1. Langkah berikutnya adalah menentukan boundary condition. Boundary
condition tipe velocity inlet merupakan pengaturan untuk fluida masuk, pada bagian ini akan ditentukan kecepatan, temperatur dan RH fluida. RH pada fluida
diperoleh dari RH meter berdasarkan hasil eksperimen, tetapi untuk memasukkan ke dalam Fluent harus dihitung dalam bentuk fraksi massa w yang diperoleh
berdasarkan persamaan psikometrik. Fraksi massa dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.59,
persamaan 2.61, persamaan 2.62 dan persamaan 2.63. Misalnya untuk RH = 50 dengan suhu temperatur udara 40
o
C 313.15 K, maka fraksi massa dapat dihitung sebagai berikut :
ln ln
6 3
5 2
4 3
2 1
T C
T C
T C
T C
C T
C p
ws
+ +
+ +
+ =
[ ]
15 .
313 10
. 8640239
, 4
3914993 ,
1 15
. 313
10 .
800220 ,
5 ln
2 3
−
− −
− −
=
ws
p
[ ]
[ ]
3 8
2 5
15 .
313 10
. 4452093
, 1
15 .
313 10
. 1764768
, 4
− −
− +
+
[ ]
15 .
313 ln
5459673 ,
6 +
Universitas Sumatera Utara
ws
p = 7383,460009 Pa
ws w
P RH
P .
= 460009
, 7383
. 5
, =
w
P
w
P = 3691,730004 Pa
w atm
w
p p
p w
− = 62198
,
730004 ,
3691 101325
730004 ,
3691 62198
, −
= w
= w
0,02351844 kg uap airkg udara
w w
w
O h
+ =
1
2
02351844 ,
1 02351844
,
2
+ =
O h
w =
O h
w
2
0,022978033
Langkah untuk memasukkan nilai fraksi massa pada boundary condition tipe velocity inlet dapat dilihat pada gambar 3.27.
Gambar 3.27 Penentuan RH fluida masuk dari perhitungan fraksi massa
Universitas Sumatera Utara
Setelah selesai menentukan besar kecepatan, temperatur dan fraksi massa pada fluida masuk, maka selanjutnya adalah menentukan solution method.
Langkah ini dapat dilihat pada gambar 3.28.
Gambar 3.28 Penentuan jenis solution method
Setelah selesai menjalankan langkah-langkah diatas, hal selanjutnya adalah menjalankan simulasi. Simulasi dijalankan secara transien yaitu dengan
menetapkan waktu iterasi selama 1 jam, 2 jam dan sebagainya. Proses iterasi ditunjukkan oleh gambar 3.29 berikut ini :
Gambar 3.29 Proses iterasi
Universitas Sumatera Utara
Setelah simulasi selesai dilakukan, maka selanjutnya adalah menampilkan hasil dari proses simulasi yang dikenal dengan post processing. Post processing
merupakan langkah akhir yang dilakukan pada proses simulasi. Hasil yang ditampilkan berupa kontur kecepatan, dan temperatur. Selain kontur kecepatan
dan temperatur, Fluent juga memungkinkan penggunanya menampilkan grafik hasil perhitungan simulasi. Hasil yang ingin didapatkan pada penelitian ini adalah
nilai laju perpindahan panas, yang kemudian akan digunakan untuk menghitung laju perpindahan massa secara teoritis.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini menjelaskan hasil simulasi perpindahan panas yang terjadi pada objek yang dikeringkan, yaitu kentang. Data yang diperoleh dari hasil
eksperimen akan divalidasikan dengan data hasil simulasi software Ansys Fluent 14.5. Data yang akan divalidasikan tersebut adalah temperatur pada permukaan
kentang serta temperatur pada sisi kanan dan kiri kentang. Pada simulasi ini ditetapkan beberapa titik pada model simulasi yang sesuai dengan peletakan
termokopel pada saat eksperimen. Berikut gambar daerah aliran udara dan produk yang akan dikeringkan, serta peletakan titik termokopel dapat dilihat pada gambar
4.1 dan gambar 4.2. Letak titik termokopel yang ditunjukkan pada gambar 4.2 ditentukan berdasarkan aspek kemudahan dalam pemasangan dan perubahan
temperatur yang signifikan diperkirakan terjadi.
Gambar 4.1 Drying chamber dan kentang
Gambar 4.2 Letak titik termokopel pada kentang
Kentang Drying Chamber
Point 120 Point 112
Point 113
Point 119 Point 114
Universitas Sumatera Utara
Kategori