TINAJUAN PUSTAKA CFD FLUENT DAN PENDEKATAN NUMERIK ANALISA TURBIN UAP

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 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

1 1.2 Tujuan Perancangan 1

1.3 Batasan Masalah

1 1.4 Metodologi Penulisan 2

BAB II TINAJUAN PUSTAKA

2.1 Siklus Renkine Organik

4

2.2 Fluida Organik Berdasarkan Sifat Fisik

Pada Lingkungan 5

2.3 Siklus Tenaga Uap pada Steam Power Plant

7 2.4 Pengertian Turbin 9 2.4.1 Tipe Turbin Uap 10

2.5 Cara Kerja Turbin

17 2.5.1 Segitiga Kecepatan Pada Turbin Impuls 18 2.5.2 Kerugian Energi Pada Turbin Uap 22 2.6 Perancangan Nosel Dan Sudu Gerak 27 2.6.1 Perancangan Nosel 27

2.6.1.1 Pemilihan Jenis Nosel

27 2.6.1.2 Penentuan Dimensi Nosel 29 2.6.2 Dimensi Sudu Gerak 34 Universitas Sumatera Utara

2.7 Model Matematis

36

2.7.1 Persamaan Atur Aliran Fluida Governing Equation

36

BAB III CFD FLUENT DAN PENDEKATAN NUMERIK

3.1 Computational Fluid Dinamycs CFD 48 3.1.1 Pengertian Umum CFD 48 3.1.2 Penggunaan CFD 49 3.1.3 Manfaat CFD 50 3.1.4 Proses Simulasi CFD 50 3.1.5 Metode Diskritisasi CFD 51 3.2 Pengenalan FLUENT 52 3.2.1 Struktur Program FLUENT 52 3.2.2 Perencanaan Analisis CFD dan Langkah Penyelesain Masalah Menggunakan FLUENT 53

3.3 Pendekatan Numerik pada CFD FLUENT

56 3.3.1 Ketentuan Matematis 56 3.3.2 Persamaan Kontinuitas, Momentum dan Energi 57 3.3.3 Fisik Aliran Kompressibel 60 3.3.4 Model Turbulensi 60

3.3.5 Persamaan Umum Transport Skalar, Diskritisasi dan Solusi

63 3.3.6 Penyelesaian Persamaan Linear 65 3.3.7 Dasar Penyelesaian Tekanan Pressure-Based Solver 65

3.3.8 Diskritisasi Metode Interpolasi

67 3.3.9 Pressure Velocity Coupling 68

3.3.10 Grafik Kompatibilitas Model FLUENT

70 Universitas Sumatera Utara

BAB IV ANALISA TURBIN UAP

4.1 Data Perancangan

72 4.1.1 Data Rancangan Awal 72 4.1.2 Data Tambahan dan Besaran Teknis 72 4.2 Analisa Termodinamika 73 4.2.1 Perhitungan Laju Massa Uap 75 4.2.2 Efisiensi Termal Siklus 75 4.3 Perhitungan Termodinamik Uap pada Turbin 76

4.3.1 Perhitungan Kondisi Uap Masuk

Turbin sebelum Katup Pengatur 77

4.3.2 Perhitungan Kondisi Uap Masuk Turbin setelah Katup Pengatur

77 4.3.3 Perhitungan Kondisi Uap saat Meninggalkan Turbin 78

4.3.4 Penurunan Entalpi Teoritis Uap pada Seluruh Turbin

78 4.4 Perhitungan Dimensi Utama Turbin Uap 78 4.4.1 Perhitungan Segitiga Kecepatan 81

4.4.2 Perhitungan Kerugian Kalor pada Sudu Gerak

83 4.5 Dimensi Nosel Dan Sudu Gerak 87 4.5.1 Dimensi Nosel 87

4.5.2 Dimensi Sudu Gerak

92 4.6 Proses Simulasi 98

4.7 Data Awal

99 4.8 Kondisi Batas Boundary Condition 99

4.9 Kasus yang Disimulasikan

101 4.10 Prosedur Simulasi 102

4.10.1 Membuat Geometri Sudu Turbin dengan Auto CAD dan GAMBIT

102 4.10.2 Membuat Mesh Sebagai Domain Komput asi di GAMBIT 103 Universitas Sumatera Utara 4.11 Memasukkan Parameter Simulasi dan Menjalankan Software CFD FLUENT 105

4.12 Melihat hasil simulasi dengan CFD FLUENT

106

BAB V HASIL DAN ANALISIS SIMULASI