Khoiroh, Aristha Zhahrotul (2016) Peningkatan Kinerja Kolektor Surya Tipe Trapezoidal Absorber Plate Menggunakan Obstacle Berbentuk Limas Yang Di Susun Secara Inline. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2114202006-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Ada beberapa cara untuk meningkatkan performansi dari kolektor surya pemanas
udara, diantaranya adalah mengganti geometry dari absorber plat datar dan dengan adanya
penambahan obstacle sebagai pengganggu aliran dalam saluran. Penelitian kali ini
menggabungkan kedua cara tersebut dengan menggunakan absorber yang memiliki geometri
berbentuk trapezoidal dan penambahan obstacle. Penambahan obstacle akan meningkatkan
pressure drop, oleh karena itu desain dari ostacle akan berbentuk limas. Penelitian ini akan
dilakukan dengan 2 cara yaitu secara numeruk dengan software Gambit dan Fluent untuk
simulasi numerik dan secara eksperimental. Sebelum tahapan studi numerik dilakukan, terlebih
dahulu dilakukan perhitungan pra-desain untuk menentukan geometri trapezoidal yang paling
optimum.
Simulasi akan dilakukan untuk aliran udara pada saluran dengan atau tanpa obstacle.
Dimensi dari obstacle itu sendiri akan dibagi menjadi 3 macam, yaitu tipe 0.5; 0.4; 0.3.
Susunan ostacle akan ditata secara inline dengan variasi ratio y/H adalah 1,3; 1; 0,7. Domain
yang digunakan pada simulasi akan disesuaikan dengan eksperimen yaitu memiliki luasan cross
section berupa trapezoidal. Studi eksperimen akan dilakukan secara artificial menggunakan
lampu halogen di area indoor untuk menjaga agar kondisi saat penelitian tetap kostan.
Penempatan alat ukur yang digunakan akan mengacu pada ASHRAE. Variasi lain untuk studi
eksperimen adalah kecepatan udara masuk 2.62; 3.28; 3.93 dan 4.59 m/s, serta tiga macam
variasi intensitas radiasi 520; 620 dan 720 W/m2
.
Dari simulasi numerik didapatkan distribusi temperature dan tekanan sepanjang saluran
baik tanpa obstacle maupun dengan penambahan obstacle. Pada rangkaian penelitian simulasi
didapatkan bahwa variasi dimensi yang tebaik adalah tipe 0.4, sedangkan untuk variasi jarak
susun antar obstacle adalah y/H = 1 dengan nilai effectiveness yang paling tinggi. Pada tahap
eksperimen menggunakan dimensi obstacle yang telah didapat dengan cara simulasi. Hasil
yang didapatkan pada penelitian secara eksperimen adalah semakin rendah intensitas radiasi
yang diberikan dan pada kecepatan fluida yang semakin tinggi tinggi, maka menghasilkan
efisiensi yang semakin meningkat. Nilai efisiensi tertinggi sebesar 84.6% diperoleh pada
intensitas rendah 520 W/m2
dan pada dengan kecepatan yang tinggi 4.59 m/s.
==================================================================================================================
The ways to improve performance of solar air haeter are using alternative geometry of
absorber plate and adding the obstacles inside the channel. This study has a goal to know the
effect of addition the obstacles inside trapezoidal absorber plate. The cross section area of the
duct is trapezoidal. The enhancement of obstacles are chosen because it can increase the
turbulence of the air flow and directs the flow into the absorber plate. Since the obstacle can
increasing the pressure drop, it will be used obstacles with pyramid geometry. The current
study will be conducted in two ways, they are numerically using Gambit and Fluent for
numerical simulation and experimentally. Before start the simulation, firtsly it has to choosen
the best geometry of absorber with some calculations method.
First step for numerical simulation is grid independency and choose the suitable
viscous model. The simulation will be performed for air flow inside the duct with and without
obstacles. There are three geometries of the obstacles: S, M, L. Obstacles will be arranged
inline with three space variations between obstacles (y/H: 0,7; 1; 1,3). Numerical simulation
aims to get the best geometry of obstacles and best space variation. Then, the best result
numerical studies will continue to experiments. The experiments will be done indoor to maintain
the fix condition with artificial methods. To replace the solar radiation, this experimental
studies will be used 5 halogen lamps. The measurement devices will installed with ASHRAE’s
rule. The variations are using five different air flow rates (2.62; 3.28; 3.93 and 4.59 m/s) and
three different radiation intensities (520; 620 and 720 W/m2
).
Numerical simulation can be obtained the distributions of temnperature and pressure
along the duct with or without obstacles. From the simulation, we get the highest effectiveness
value as the best obstacle, they are 0.4 type of dimension and ratio y/H=1. Moreover, this
dimension and ratio y/H will be conducted experimentally. The result that can be aimed from
experimental is the highest efficiency, which the value 84.6% reached by the lowest radiation
intencity (520 W/m2
) and highest velocity of fluid flow (4.59 m/s).
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Additional Information: | RTM 621.472 Kho p |
| Uncontrolled Keywords: | Kolektor surya, Trapezoidal absorber, Obstacles, Sejajar, Efisiensi |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ810.5 Solar energy |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis |
| Depositing User: | ansi aflacha |
| Date Deposited: | 07 Jul 2020 02:04 |
| Last Modified: | 07 Jul 2020 02:04 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/76314 |
Actions (login required)
 |
View Item |