edge 77, edge 129, edge 120, edge 107, edge 97 dan edge 87 sebagai entity-nya, kemudian apply.
Gambar 4.10 Tampilan hasil boundary condition
f. Mengeksport geometri menjadi file mesh .msh Setelah geometri telah diberikan kondisi batasnya, kemudian pilih menu
file kemudian klik export dan pilih mesh. Kemudian aktifkan checkbox export 2-D X-Y mesh dan accept.
4.5.2 Proses solving dan postprocessing geometri impeller pompa sentrifugal
Proses solving dan postprocessing diselesaikan dengan menggunakan program FLUENT. Geometri yang sudah dibuat di program GAMBIT akan
dieksekusi di program ini dan data – data sifat fisik dari geometri tersebut diinput dalam program ini sebelum dimasukkan pada proses iterasi yang kemudian akan
menghasilkan data-data yang diinginkan, dalam hal ini akan dihasilkan distribusi tekanan, distribusi turbulensi dan distribusi impeler kecepatan. Proses analisa
dalam FLUENT ini dilakukan pada impeller saja dan pada saat impeller dalam housing pompa sentrifugal tersebut.
Hasil analisa dari impeller pompa sentrifugal ini dapat juga memberitahu daerah- daerah yang kemungkinan terjadinya kavitasi akibat dari tekanan rendah
yang terjadi dan daerah tersebut akan dapat dilihat pada distribusi tekanan nanti.
Universitas Sumatera Utara
Adapun tahap-tahap yang harus dilaksanakan dalam proses eksekusi ini adalah sebagai berikut:
a. Membuka file mesh
File mesh yang sudah disimpan pada file directory GAMBIT dibuka pada tahap ini dengan membuka menu File kemudian read case, pilih nama file msh
yang disimpan lalu OK. b. Memeriksa grid
Geometri tersebut akan diperiksa nilai minimum dan maskimum dari x dan y dan juga memastikan bahwa luas dan volum yang terjadi adalah positif. Jikalau
nilai impeller yang terjadi negatif maka geometri harus di gambar ulang di GAMBIT. Grid akan diperiksa dengan membuka menu grid lalu check.
c. Menskalakan grid Pada dasarnya geometri tersebut belum memiliki satuan panjang apapun,
maka grid akan diskalakan melalui menu grid kemudian scale, pada dropdown list unit pilih mm , kemudian scale.
d. Memperhalus Grid Grid akan diperhalus apabila masih kasar dengan membuka menu grid,
pilih smoothswap, maka akan muncul panel smoothswap grid, klik smooth kemudian klik swap lagi bergantian sampai number swappednya 0. Klik close jika
sudah selesai. e. Mendefinisikan model
1. Mengatur solver yang digunakan
Klik menu define lalu models, kemudian solver. Pada checkbox solver pilih segregated. Lalu klik OK.
2. Mengaktifkan model aliran viscous Membuka menu define lalu models kemudian viscous model, dan
aktifkan model standard k – ε , lalu klik OK.
f. Menentukan Sifat Material Material yang digunakan adalah air water liquid , maka klik menu define
lalu material kemudian klik database FLUENT nya. Pada dropdown list fluid materialnya pilih water liquid, kemudian klik copy, setelah itu kembali ke panel
material dan klik changecreate.
Universitas Sumatera Utara
g. Mendefinisikan satuan Satuan untuk angular velocity masih dalam rads maka satuan tersebut
akan diubah menjadi rpm dengan membuka menu define lalu klik unit, pilih angular velocity lalu klik rpm.
h. Menentukan kondisi batas Kondisi batas yang telah ditentukan di GAMBIT akan diisikan dengan
data-data fisik dari fluida dan geometri tersebut pada FLUENT ini. Klik define lalu Boundary Condition. Maka akan muncul panel box boundary condition
kemudian pilih Fluid pada panel box boundary condition pilih set. Kemudian pilih water liquid pada material name lalu OK
1. Mendefinisikan kondisi zona inlet
Pilih inlet pada panel box boundary condition pilih set. Kemudian masukkan nilai kecepatan sisi masuk pompa pada kolom velocity
magnitude sebesar 1.4396 ms kemudian klik OK 2. Mendefinisikan kondisi zona outlet
Pilih outlet pada panel box boundary condition pilih set kemudian klik OK.
3. Mendefinisikan kondisi pada dinding impeller wall Pilih wall pada panel box boundary condition kemudian pilih set.
Kemudian pada tab momentum pilih moving wall dan pilih rotational sebagai gerakannya masukkan nilai kecepatan putarnya sebesar 2850
rpm. i. Memulai iterasi
1. Memilih pengontrol solusi
Pilih menu solve kemudian pilih controls dan klik solution, lalu OK. 2. Menginisiasi iterasi
Pilih menu solve kemudian pilih initialize, maka akan muncul panel solution initialization, pada dropdown list compute from pilih inlet
kemudian klik init lalu close. 3. Mengaktifkan Pengeplotan residu iterasi selama proses iterasi
Universitas Sumatera Utara
Pengeplotan residu iterasi dibuka dari menu solver lalu pilih monitors kemudian pilih residuals. Akan muncul panel residual monitors kemudian
pada check box options klik plot lalu klik OK. 4. Memulai iterasi
Problem ini akan diiterasikan pada menu solver lalu pilih iterasi. Dan ketikkan number of iterations adalah 1000 lalu klik iterate
Gambar 4.11 Kurva residual iterasi 4.5.3 Proses solving dan postprocessing geometri rumah pompa
Proses solving dan postprocessing diselesaikan dengan menggunakan program FLUENT. Geometri yang sudah dibuat di program GAMBIT akan
dieksekusi di program ini dan data – data sifat fisik dari geometri tersebut diinput dalam program ini sebelum dimasukkan pada proses iterasi yang kemudian akan
menghasilkan data-data yang diinginkan. Hasil analisa dari rumah pompa sentrifugal ini dapat juga memberitahukan distribusi kecepatan, distribusi
turbulensi, serta distribusi tekanan pada rumah housing pompa tersebut. Adapun tahap-tahap yang harus dilaksanakan dalam proses eksekusi ini adalah sama
dengan proses impeller diatas dengan diameter rumah pompa 144 mm dan diameter sisi keluar 26.6 mm seperti tampak pada gambar dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 rumah pompa dalam GAMBIT
Diatas telah dibahas mengenai langkah – langkah pengerjaan Fluent sehingga dari hasil analisa rumah pompa sentrifugal ini akan diberitahukan
distribusi kecepatan, distribusi turbulensi, serta distribusi tekanan pada rumah housing pompa tersebut.
Gambar 4.13 Kurva residual iterasi
Universitas Sumatera Utara
4.6 Analisa kavitasi dan performansi dari pompa sentrifugal 4.6.1 Analisa kemungkinan kavitasi yang terjadi
Kavitasi adalah peristiwa terbentuknya gelembung-gelembung uap di dalam cairan yang terjadi akibat turunnya tekanan cairan sampai di bawah tekanan
uap jenuh cairan dimana suhu air yang digunakan adalah 20
o
C, maka nilai tekanan uap air jenuh adalah sebesar 2340 Nm
2
pada suhu operasi pompa. Dari hasil analisa menggunakan CFD FLUENT distribusi tekanan dan turbulensi di
bawah ini akan menunjukkan daerah-daerah yang kemungkinan akan terjadi kavitasi pada pompa yang dipakai pada instalasi. Daerah –daerah yang memiliki
tekanan fluida dibawah tekanan uap air jenuh atau sebesar 2340 Pa maka daerah tersebut memiliki kemungkinan terjadinya kavitasi seperti yang ditunjukkan pada
gambar dibawah ini.
Gambar 4.14 Distribusi tekanan fluida pada rumah pompa sentrifugal
Dari hasil simulasi aliran fluida di atas, ditunjukkan bahwa tidak terdapat daerah-daerah yang berpeluang untuk mengalami kavitasi pada impeler pompa
sentrifugal ini, karena tidak terdapat daerah – daerah yang memiliki tekanan dibawah tekanan uap air jenuh. Namun kemungkinan terjadinya kavitasi terdapat
pada sisi keluar rumah pompa sentrifugal tersebut, dikarenakan nilai tekanan pada sisi keluar rumah pompa tersebut berada dibawah tekanan uap air jenuh.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 Distribusi energi turbulensi yang terjadi pada pompa sentrifugal
4.6.2 Analisa performansi dari pompa sentrifugal
