Studi Numerik Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas pada Susunan Ultracapacitor dengan Variasi Heat Flux dan Reynold Number

Gunawan, Christopher (2017) Studi Numerik Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas pada Susunan Ultracapacitor dengan Variasi Heat Flux dan Reynold Number. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2113100118_Undergraduate Thesis.pdf - Published Version

Download (4MB) | Preview

Abstract

Ultracapacitor adalah sebuah komponen penyimpan energi elektrokimia yang reversibel. Penggunaan ultracapacitor sering dijumpai pada penyimpanan energi listrik dengan densitas energi yang tinggi seperti otomotif, pembangkit listrik dengan tenaga angin dan industri. Pada dunia otomotif, ultracapacitor digunakan sebagai penyedia daya pada mobil listrik dan digunakan untuk proses start up pada mesin. Pada pembangkit listrik dengan tenaga angin, ultracapacitor berfungsi sebagai power electronic conditioner pada turbin angin untuk meningkatkan kualitas daya yang dihasilkan. Penggunaan pada dunia industri sebagai penyedia daya darurat. Pada penggunaaannya ultracapacitor sering mengalami aging akibat dari kenaikan temperatur sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada ultracapacitor. Oleh karena itu digunakan suatu sistem pendinginan untuk membantu menjaga temperature kerja ultracapacitor, dan untuk sistem yang paling mudah adalah dengan forced air cooling dimana media pendinginnya adalah udara. Dengan melakukan penelitian ini, maka dapat diketahui debit kipas yang aman untuk digunakan serta arus listrik yang diijinkan untuk bekerja pada ultracapacitor. Dalam penelitian ini, ultracapacitor dimodelkan dalam 3D model dan akan dilakukan simulasi dengan menggunakan software Computational Fluid Dynamics (CFD) Star CCM+. Penelitian dimodelkan dengan kondisi steady, segregated flow, ideal gas, incompressible flow, turbulence model K-ε Standard, K-ε Realizable dan K-ε Standard Low – Re. Didapatkan hasil pada bilangan Re 24000 ultracapacitor dapat bekerja secara aman pada arus listrik 80A dan 90A, sedangkan pada arus listrik 100A ultracapacitor tidaklah aman. Dari ketiga model turbulensi yang digunakan cocok pada bilangan Re rendah, terutama pada model K-ε Standard Low – Re, sedangkan untuk bilangan Re tinggi direkomendasikan adalah K-ε Realizable. Variasi bilangan Re memberikan perubahan yang signifikan pada temperatur maksimum, koefisien perpindahan panas konveksi dan Cd ================================================================== Ultracapacitor is a reversible electrochemical energy storage device. The use of ultracapacitor can be found in machine that need to store high density energy, such as automotive, wind energy powerplant and industry. In automotive, it can used as energy storage in electrical car and it is used to start – up engine. Ultracapacitor also used as electronic conditioner to improve the quality power extracted on wind turbine. In industry, it can be used as emergency power supply. In the use of ultracapacitor, aging often occurs in conseuquence of the increase of temperature that causes the destruction of ultracapacitor. Because of that, a cooling system that capable to maintain the working temperature, and the most common and easy to use is forced air cooling with air as the cooling media. By doing this research, then the volumetric flow rate of the fan will be known and the allowable electric current that ultracapacitor can withstand In this research, the ultracapacitor will be modeled as 3-D and simulated by using Computational Fluid Dynamics software Star CCM+. Ther research modeled as steady, segregated flow, ideal gas, incompressible flow, turbulence model K-ε Standard, K-ε Realizable and K-ε Standard Low – Re. the results are: at Reynolds Number 24000 is safe for electric current magnitude 80A dan 90A, but not for 100A. From 3 turbulemce model, the turbulence model in Star CCM + is suitable for low Reynolds number cases, especially for K-ε Standard Low – Re nad for high Reynolds number K-ε Realizable model is recommended. By varying the Reynolds Number, it will give significant changes for maximum temperature, convection heat transfer coefficient and Cd

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Ultracapacitor, Bilangan Re, Temperatur maksimum, Koefisien perpindahan panas konveksi, Cd.
Subjects: T Technology > T Technology (General)
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > (S1) Undergraduate Theses
Depositing User: Christopher Gunawan
Date Deposited: 06 Oct 2017 03:32
Last Modified: 08 Mar 2019 02:51
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/46605

Actions (login required)

View Item View Item