Panjiaryaguna, Suluh (2018) Studi Numerik Distribusi Temperatur dan Heat Loss pada Furnace Industri Pupuk di Indonesia. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02111440000089-Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version Download (2MB) | Preview |
Abstract
Merupakan salah satu produk wajib dalam industri pertanian, pupuk NPK memegang peranan penting dalam menjaga kesehatan dan kesuburan tanaman pertanian agar tanaman dapat menghasilkan nilai ekonomi yang tinggi. Dengan tren jumlah konsumsi pupuk NPK tiap tahunnya yang terus meningkat maka tren ini mendorong terjadinya peningkatan produksi dari industri ini. Terjadinya peningkatan produksi berarti mendorong peningkatan kebutuhan energi yang digunakan untuk produksi. Hal ini tentunya diiringi oleh peningkatan kerugian-kerugian energi yang terjadi sehingga perlu diadakan usaha untuk menekan besarnya kerugian-kerugian ini. Salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah dengan menekan kerugian energi panas pada salah satu komponen penting dalam lini produksi pupuk NPK, yaitu furnace.
Analisis pada pengerjaan tugas akhir ini adalah meliputi simulasi operasi Furnace 21B301 dengan menggunakan software ANSYS R17.1. Tujuannya adalah untuk mengetahui profil temperatur dan heat loss pada lapisan dinding atas dan samping Furnace 21B301 dan mengetahui pengaruh koefisien perpindahan panas terhadap gradien temperatur pada lapisan-lapisan dinding Furnace 21B301. Tahap awal pengerjaan tugas akhir ini adalah identifikasi permasalahan dan studi literatur. Tahap kedua adalah pengumpulan data. Data tersebut meliputi data sifat termodinamika flue gas yang mengalir dalam furnace, sifat termodinamika udara di sekitar furnace, koefisien perpindahan panas konveksi udara sekitar, dan koefisien perpindahan panas konduksi dari tiap lapisandinding furnace beserta ketebalannya. Tahap analisis berikutnya yaitu dengan permodelan kasus ke dalam software ANSYS R17.1. Setelah permodelan dijalankan dan mencapai grid independent, maka tahap selanjutnya adalah meneliti pengaruh variasi kecepatan inlet pada nilai 0,1864 m/s, 0,2796 m/s, dan 0,3728 m/s. Selanjutnya penulis juga ingin meneliti pengaruh faktor radiasi terhadap profil temperatur dan heat loss. Tahap terakhir dari pengerjaan tugas akhir ini adalah penyusunan laporan.
Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah berupa kontur kecepatan aliran flue gas dalam furnace, kontur temperatur yang menunjukkan distribusi temperatur di dalam furnace, profil temperatur dan heat loss melalui dinding furnace, pengaruh koefisien perpindahan panas terhadap gradien temperatur pada lapisan-lapisan dinding Furnace 21B301 saat beroperasi, pengaruh variasi kecepatan inlet terhadap profil temperatur dan heat loss, serta pengaruh radiasi dalam analisis teoretis dan simulasi. Heat loss terbesar terjadi pada kecepatan inlet terbesar, yaitu senilai 446,12 W/m2. Sedangkan heat loss terkecil terjadi pada kecepatan inlet terkecil, yaitu senilai 353,92 W/m2. Sedangkan dengan adanya faktor radiasi menyebabkan kenaikan heat loss sebesar 46,31% dari yang semula sebesar 399,875 W/m2 menjadi 585,057 W/m2================================================As one of the things required in the agricultural industry, NPK fertilizer is necessary for the health and fertility of agricultural crops to be able to produce high economic value. With the increasing trend of NPK fertilizer this trend is driving the production increase of this industry. The increase of production brings an increase in energy needs for production. This, of course, is accompanied by an increase in losses which we have to avoid. One of the activities that can be done is to decrease the energy losses of the key component in NPK production line, that is the furnace.
The object of this final project is Furnace 21B301 by analyzing using software ANSYS R17.1. The objective is to know the temperature profile and the heat loss at the top and side layers of the 21B301 Furnace and to know the effect of heat emissions on the temperature gradient on the 21B301 furnace wall layers. The initial phase of this task is a problem study and literature study. The second stage is to collect data. These data include thermodynamic properties of flue gases flowing in the furnace, air thermodynamic properties around the furnace, heat convection coefficient of ambient air, and heat conduction coefficient of each layer of the furnace surface together with its thickness. The next stage is to model the case into ANSYS software R17.1. After the modeling is done and reaching the grid independent, the next step is to investigate the effect of inlet velocity variation on the value of 0.1864 m / s, 0.2796 m / s, and 0.3728 m / s. Furthermore, the author also wanted to examine the effect of radiation factor on thetemperature and heat loss profile. The final stage of this final project is the preparation of reports.
The results obtained from this research is the contour of flue gas flow velocity in furnace, temperature contour showing temperature distribution in furnace, temperature profile and heat loss through furnace wall, the effect of heat transfer coefficient on the temperature gradient on the wall layers Furnace 21B301 when operates, the influence of inlet velocity variation on temperature profile and heat loss, and the effect of radiation in the theoretical and simulation analysis. The largest heat loss occurs at the largest inlet speed, which is worth 446.12 W/m2. While the smallest heat loss occurs at the smallest inlet velocity, which is worth 353.92 W/m2. While the existence of radiation factor causes the increase of heat loss equal to 46,31% from the original equal to 399,875 W/m2 become 585,057 W/m2
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | pupuk, NPK, furnace, profil temperatur, heat loss, ANSYS, grid independent, radiasi |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics. Fluid Mechanics T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering |
| Depositing User: | Suluh Panjiaryaguna |
| Date Deposited: | 28 Jun 2021 03:05 |
| Last Modified: | 28 Jun 2021 03:05 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/55638 |
Actions (login required)
 |
View Item |