Pengaruh Variasi Sudut Injeksi Spray Terhadap Efektivitas Pendingan Gas Buang Kapal dengan Metode Numerik

Aljundi, Muhammad Miqdar (2024) Pengaruh Variasi Sudut Injeksi Spray Terhadap Efektivitas Pendingan Gas Buang Kapal dengan Metode Numerik. Diploma thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2039201010-Undergraduate_Thesis for D4 Program.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Temperatur merupakan faktor penting dalam sistem deteksi inframerah. Ketika kapal melaju dengan kecepatan tinggi, temperatur gas buang akan meningkat. Untuk menjaga temperatur gas buang pada batas aman, beberapa metode telah dikembangkan. Salah satu metode tersebut adalah "seawater spray cooling," yang menyemprotkan partikel air laut ke dalam gas buang secara langsung. Teknologi ini efisien dan ekonomis, mampu menurunkan temperatur gas buang secara signifikan karena air laut memiliki nilai kalor laten yang tinggi.
Untuk meningkatkan efektivitas pendinginan, air laut dilewatkan melalui pressure nozzle sehingga terbentuk droplet halus yang memiliki luas permukaan lebih besar. Setelah itu pengaturan arah dan letak injeksi juga perlu dioptimalkan agar penyebaran droplet bisa merata.
Dalam perancangan sistem pendinginan ini, simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) dilakukan dengan memvariasikan sudut injeksi yaw -10°, 0°, dan 10° juga pada tilt 0°, -10°, dan -15°.pada tiga titik temperatur 450°C, 425°C, dan 400°C.
Studi ini menggunakan kerangka kerja Lagrangian-Eulerian. Droplet air akan dimodelkan dengan Discrete Phase Model (DPM) dalam keadaan tunak. Hasil Analisis menunjukkan bahwa injeksi yaw 10° dan tilt 0° adalah sudut injeksi yang paling optimum di antara semua variasi yang teruji. Hal ini terjadi karena pada variasi tersebut terbentuk olakan yang dapat dilihat pada kontur temperatur vektor irisan pipa. Pada tiap variasi temperatur berhasil diturunkan hanya ke angka 88°C dengan kapasitas 2.06 m3/h untuk temperatur 450°C, kapasitas 2.00 m3/h untuk temperatur 425°C, dan kapasitas 1.94 m3/h untuk temperatur 400°C.
=========================================================================================================
Temperature is a crucial factor in infrared detection systems. As a ship accelerates to high speeds, the temperature of exhaust gases increases. To maintain exhaust gas temperature within safe limits, several methods have been developed. One such method is "seawater spray cooling," which involves direct injection of seawater particles into the exhaust gas. This technology is efficient and cost-effective, capable of significantly reducing exhaust gas temperature due to seawater's high latent heat value.
To enhance cooling effectiveness, seawater is passed through pressure nozzles to produce fine droplets with a larger surface area. Furthermore, the direction and location of injection need to be optimized to ensure even droplet distribution.
In the design of this cooling system, Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are conducted by varying the yaw angles (-10°, 0°, and 10°) and tilt angles (0°, -10°, and -15°) at three temperature points: 450°C, 425°C, and 400°C.
This study employs a Lagrangian-Eulerian framework with water droplets injected and modeled using the Discrete Phase Model (DPM) under steady-state conditions. The analysis results indicate that a variation with a 10° yaw angle and 0° tilt angle represents the most optimal injection angles among all variations. This is attributed to the formation of large eddies, observable in the temperature-vector contour of the pipe slice. For each variation, the temperature was successfully reduced to a minimum of 88°C with a nozzle capacity of 2.06 m³/h for an initial temperature of 450°C, 2.00 m³/h for an initial temperature of 425°C, and 1.94 m³/h for an initial temperature of 400°C

Item Type:	Thesis (Diploma)
Uncontrolled Keywords:	Spray cooling, CFD, Discrete Phase Model, exhaust gas, evaporasi droplet. =============================================================== Spray cooling, CFD, Discrete Phase Model, exhaust gas, droplet evaporation
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ762.E93 Exhaust systems
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	Muhammad Miqdar Aljundi
Date Deposited:	06 Aug 2024 03:16
Last Modified:	06 Aug 2024 03:16
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/113155

Actions (login required)

View Item