BAB 4 ANALISIS MENGGUNAKAN SOLIDWORKS
FLOW SIMULATION
4.1 Proses Simulasi CFD
Simulasi adalah tiruan dari sebuah sistem dinamis dengan menggunakan model komputer yang digunakan untuk melakukan evaluasi dan meningkatkan
kinerja sistem. Terdapat tiga tahapan yang harus dilakukan ketika melakukan proses
simulasi CFD, yaitu : prepocessor, processor dan postprocessor.
4.1.1 Prepocessor
4.1.1.1 Modeling
Perangkat lunak yang digunakan untuk membuat model geometri adalah Catia V5R19. Pembuatan model dilakukan dengan membuat tiap-tiap bagian alat
penukar kalor seperti sekat, tabung, penutup cover, pelat tabung dan selongsong berdasarkan hasil perhitungan dan pemilihan dari tabel yang sesuai menurut
standar TEMA. Tiap-tiap bagian digabungkan dengan perangkat lunak Catia Assembly
Design sehingga hasilnya seperti pada gambar 4.1. Modeling yang telah disusun disimpan dalam fomat stp.
Gambar 4.1 : Modeling Alat Penukar Kalor yang digambar dengan perangkat
lunak Catia V5R19
Universitas Sumatera Utara
Hasil modeling yang telah digabungkan dengan perangkat lunak Catia, langkah selanjutnya modeling tersebut di-import ke perangkat lunak Solidworks
Flow Simulation sehingga hasilnya seperti pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 : Hasil import modeling Catia ke Solidworks Flow Simulation
4.1.1.2 Meshing
Di tahap ini modeling yang diimport ke Solidworks dan dimeshing dengan tujuan untuk memecah lebih kecil setiap bagian dari yang dimodelkan dengan
tujuan untuk hasil lebih baik. Sehingga alirannya akan terlihat perbedaan pada tiap bagiannya. Jadi semakin kecil meshing akan semakin baik dimana elemen kecil
ini nantinya berperan sebagai kontrol permukaan atau volume data perhitungan yang kemudian tiap-tiap elemen ini akan menjadi input untuk elemen
disebelahnya. Hal ini akan terjadi berulang-ulang hingga domain terpenuhi.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 : Penentuan hasil mesh mula-mula
Gambar 4.4
: Hasil Mesh
4.1.1.3 Penentuan Kondisi batas
Selanjutnya perangkat simulasi akan mendefinisikan material, tekanan kerja acuan dan kondisi batas yang diterapkan pada model. Kemudian dilakukan
pengendalian solusi, inisialisasi, pemantauan proses dan iterasi. Kondisi batas yang ditentukan pada proses simulasi adalah sebagai berikut:
1. Laju aliran massa fluida pada sisi selongosong 0.083 kgs dan laju aliran
massa pada sisi tabung 0,044 kgs. 2.
Temperatur fluida
Universitas Sumatera Utara
Gas buang T
hi
= 159,68 °C T
ho
= 80,19 °C Air
T
ci
= 28 °C T
co
= 38,82 °C
Khusus sifat fluida gas buang tidak terdapat pada perangkat lunak sehingga dibuat sifat fluida dengan memasukan parameter seperti pada lampiran
I dimana nilai yang didapat diperoleh dengan bantuan perangkat lunak Lauterbach Verfahrenstechnik versi demo.
Gambar 4.5 menunjukan parameter yang dimasukan dalam kondisi batas pada perangkat lunak SolidWorks Flow Simulation.Untuk mempercepat hasil
simulasi maka element pengikat tidak dibuat karena fungsi hanya sebagai pengikat sehingga faktor ini dalam simulasi diabaikan.
Gambar 4.5 : Ilustrasi kondisi batas
3. Material benda padat
Stainless steel 321 = penutup, selongsong, pelat tube, sekat
Cooper = tabung
Insulator = paking
P = 101325 Pa T
h,o
= 38,82
o
C
Fluida : air = 0,083 kgs
T
c,i
= 28
o
C P = 101325 Pa
T
h,o
= 80,19
o
C
Fluida : emisi gas buang mt = 0,044 kgs
T
h,i
= 159,68
o
C
Universitas Sumatera Utara
Penentuan model penyelesaian dibagi menjadi dua yaitu penyelesaian tipe internal flow dan external flow. Dalam hal ini analisis dipilih internal flow karena
efek radiasi dan suhu udara luar lingkungan diabaikan. Analisa perhitungan konduksi pada benda padat, yang pendefenisian kondisi batasnya seperti pada
nomor 3 tiga diatas, tipe penyelesainnya diaktifkan lihat gambar 4.6 sehingga nantinya akan terlihat aliran termal yang terjadi.
Gambar 4.6 : Penentuan tipe analisis
4.1.2 Processor
Kategori