TINJAUAN PUSTAKA CFD FLUENT DAN PENDEKATAN NUMERIK ANALISA TERMODINAMIKA PERENCANAAN TURBIN PROSES SIMULASI

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN i EVALUASI SEMINAR SKRIPSI SPESIFIKASI TUGAS v KARTU BIMBINGAN vi KATA PENGANTAR vii ABSTRAK viii DAFTAR ISI ix DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL xv DAFTAR NOTASI xvi DAFTAR SINGKATAN xvii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang 1 1.2 Tujuan Penulisan 2

1.3 Pembatasan Masalah

2 1.4 Metodologi Penulisan 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Klasifikasi Turbin gas 5 2.1.1 Berdasarkan siklus, kerjanya 5 2.1.2. Menurut konstruksinya 7

2.2 Komponen – komponen Utama Turbin gas

11 2.3 Sistem Kerja dan Start Turbin Gas 12

2.4 Siklus Kerja Turbin Gas

12 2.4.1. Siklus ideal 13 2.4.2. Siklus aktual 15

BAB III CFD FLUENT DAN PENDEKATAN NUMERIK

3.1 Computational Fluid Dinamycs CFD

16 3.1.1. Pengertian Umum CFD 16 3.1.2. Penggunaan CFD 17 3.1.3. Manfaat CFD 18 3.1.4. Proses Simulasi CFD 19 3.1.5. Metode Diskritisasi CFD 20 Universitas Sumatera Utara

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 25 3.3.1 Ketentuan Matematis 25 3.3.2 Persamaan Kontinuitas, Momentum dan Energi 26 3.3.3 Fisik Aliran Kompressibel 29 3.3.4 Model Turbulensi 29 3.3.5 Persamaan Umum Transport Skalar, Diskritisasi dan Solusi 32 3.3.6 Penyelesaian Persamaan Linear 34

3.3.7 Dasar Penyelesaian Tekanan Pressure-Based Solver

34 3.3.8 Diskritisasi Metode Interpolasi 36 3.3.9 Pressure Velocity Coupling 38 3.3.10 Grafik Kompatibilitas Model FLUENT 40

BAB IV ANALISA TERMODINAMIKA

4.1 Spesifikasi Teknis Perencanaan

42 4.2 Siklus Brayton Ideal 43

4.3 Siklus Brayton Aktual

47 4.4 Analisa Pembakaran 52

4.5 Laju Aliran Massa Udara dan Bahan Bakar

56

BAB V PERENCANAAN TURBIN

5.1 Parameter Perencanaan Turbin

60 5.2. Perencanaan Sudu Turbin 61 5.3 Kondisi Gas Dan Dimensi Sudu Tiap Tingkat 62 5.4 Diagram Kecepatan Dan Sudut Kec. Tiap Tingkat Turbin 72 Universitas Sumatera Utara 5.5 Jumlah Sudu Tiap Tingkat Turbin 77 5.6 Sudut-Sudut Sudu Tiap tingkat Turbin 79

BAB VI PROSES SIMULASI

6.1 Pendahuluan

83 6.2 Data Awal 83

6.3 Kondisi Batas Boundary Condition

84 6.4 Kasus yang Disimulasikan 85

6.5 Prosedur Simulasi

86 6.5.1 Membuat geometri sudu turbin dengan Auto CAD dan GAMBIT 86

6.5.2 Membuat mesh sebagai domain komputasi di GAMBIT

87 6.6 Memasukkan parameter simulasi dan menjalankan solver CFD FLUENT 88 6.7 Melihat hasil simulasi dengan CFD FLUENT 89

BAB VII HASIL DAN ANALISIS SIMULASI