81
4.4. Hasil Analisa Numerik Tegangan Elastis
4.4.1. Tegangan tangensial dan tegangan radial T
egangan tangensial σ
H
dan tegangan radial σ
R
hasil analisa numerik adalah seperti ditunjukkan pada gambar 4.8.
4.4.2. Tegangan aksial dan tegangan von-Mises Besarnya tegangan aksial σ
Z
dan tegangan von- Mises σ
e
hasil analisa numerik adalah seperti ditunjukkan pada gambar 4.9.
Gambar 4.8. a Tegangan tangensial σ
H
, dan b Tegangan radial σ
R
a
Gambar 4.9. a Tegangan aksial σ
Z
, dan b Tegangan von- Mises σ
e
b
b a
a b
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
82
4.4.3. Regangan tangensial dan regangan radial Besarnya regangan
tangensial ε
H
dan regangan radial ε
R
hasil analisa numerik adalah seperti ditunjukkan pada gambar 4.10.
4.4.4. Regangan von-Mises dan deformasi total Besarnya regangan von-
Mises ε
e
dan Deformasi total ε
tot
hasil analisa numerik adalah seperti ditunjukkan pada gambar 4.11.
Gambar 4.10. a Regangan tangensial ε
H
, dan b Regangan radial ε
R
b a
Gambar 4.11. a Regangan von- Mises ε
e
, dan b Deformasi total ε
tot
b a
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
83
4.5. Validasi Hasil Tegangan Elastis
4.5.1. Tegangan tangensial Tegangan tangensial yang dihitung menggunakan pers. 2.2 adalah:
σ
H
= 5 �
22,25
2
+ 18,25
2
22,25
2
− 18,25
2
� = 25,559 MPa
4.5.2. Tegangan radial Tegangan radial yang dihitung dengan pers. 2.6 adalah:
σ
R
= −P
i
= −5 MPa
4.5.3. Tegangan aksial Tegangan aksial yang dihitung dengan pers. 2.7 adalah:
σ
Z
= 5 . 18,25
2
22,25
2
− 18,25
2
= 10,279 MPa 4.5.4. Regangan tangensial
Regangan tangensial yang dihitung dengan pers. 2.8 adalah: ε
H
= 1
200000 [25,559
− 0,3−5 + 10,279] ε
H
= 11, 98x10
−5
4.5.5. Tegangan equivalen von-Mises Tegangan equivalen von-Mises yang dihitung dengan pers. 2.11 adalah:
�
�
= �
1 2
�25,559 − −5
2
+ �−5 − 10,279�
2
+ 10,279 − 25,559
2
� �
�
= 26,472 MPa.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
84
Perbandingan antara tegangan elastis hasil analisa numerik dan teganga elastis hasil analisa teoritis ditunjukkan pada tabel 4.6 berikut:
Tabel 4.6. Validasi hasil analisa tegangan elastis
Tipe TeganganRegangan Tegangan
Teori Tegangan
Simulasi Error
Tegangan tangensial MPa 25,559
25,542 6,65 x 10
-4
Tegangan radial MPa -5
-4,987 2,61 x 10
Tegangan aksial MPa
-3
10,279 10,277
1,95 x 10 Tegangan von-Mises MPa
-4
26,472 26,448
9,07 x 10 Regangan tangensial
-4
11,98 x 10 11,96 x 10
-5
1,67 x 10
-5 -3
Hasil analisa antara numerik dan teoritis mendekati sama error sangat kecil. Tegangan elastis masih dibawah tegangan desain izin maksimum SA 213 T11 untuk
desain umur 100 ribu jam dan temperatur desain 500°C, yaitu 100 MPa Tabel 3.9. Dengan demikian tube superheater dapat menahan beban elastis.
Gambar 4.12. Distribusi tegangan tangensial elastis pada dinding tube
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
85
4.6. Hasil Analisa Numerik Thermal Stress
Kategori