Hakim, Muhammad Lukman (2016) Rancang Bangun Turbin Untuk Sistem Organik Rankine Cycle (ORC) Menggunakan Fluida Kerja R-141b Dengan Kapasitas 1 Kilowatt. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2114105039-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Panas bumi adalah sumber energi panas yang
terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama
mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya
tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi. Sumber
energi panas bumu terdapat dan terbentuk didalam kerak bumi.
Temperatur dibawah kerak bumi bertambah seiring
bertambahnya kedalaman. Suhu di pusat bumi diperkirakan
mencapai 5400 °C. Karena temperaturnya cukup tinggi, energi
panas bumi dapat digunakan sebagai sumber energi untuk
menghasilkan energi listrik. Saat ini terdapat tiga macam
teknologi pembangkit panas bumi yang dapat mengkonversi
panas bumi menjadi sumber daya listrik, yaitu dry steam, flash
steam, dan Organic Rankine Cycle(ORC) atau binary cycle.
Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan sesuai
dengan kondisi uap yang ada.
Pada penelitian ini dasar yang digunakan dalam
perancangan sistem organic Rankine cycle adalah keterbatasan
fluida pemanas dengan temperatur 100°C dan fluida pendingin
dengan temperatur 35°C. Fluida kerja yang digunakan dalam
sisitem ORC adalah R-141b dengan tekanan evaporator sebesar
5 bar dan temperatur keluar evaporator sebesar 95°C. Tekanan
kondensor yang digunakan adalah 2 bar dan temperatur keluar
kondensor 40°C. Jenis turbin yang dirancang untuk sistem ORC
ini adalah turbin curtis satu tingkat dan nozzle yang digunakan adalah nozzle konvergen. Setelah didapatkan dimensi turbin
dilakukan proses pembuatan turbin sesuai dengan dimensi yang
didapatkan. Kemudian dialukan pengujian turbin dengan
menggunakan fluida kerja udara agar dapat mengetahui
performa turbin hasil perancangan.
Desain sistem Organik Rankine Cycle (ORC) yang
digunakan sebagai dasar perancangan turbin menggunakan
fluida kerja R-141b mempunyai effisiensi sebesar 8.122 pada
tekanan evaporator 5 bar dan tekanan kondensor 2 bar. Turbin
yang didesain adalah jenis impuls dengan putaran 3000rpm
menggunakan nozzle sebanyak 1 buah dengan diameter 3,8 mm
dan diameter cakram sebesar 286,496 mm dengan Z=56 buah,
l=7.798mm, b=20mm, R=10.611mm, r=4.587mm, dan
t=16.234mm. Daya turbin yang dihasilkan sebesar 47.32 watt
pada laju aliran massa 0.159 kg/menit. Jika diestimasikan laju
aliran massa sebesar 2.832 kg/menit(sesuai desain) daya yang
dihasilkan turbin sebesar 842.251 watt. Turbin yang didesain
menggunakan pelumas oli pada ruang generator dan untuk
mencegah oil masuk ke ruang sudu menggunakan sistem
perangkap oli 3 lapis
==================================================================================================================
Geothermal is an energy source which contained at the
hot water, steam, and commoned with the mineral rock and the
other gas which genetically all of them can’t be separated in a
geothermal system. Energy source of geothermal can be found in
the crust and formed there. The temperature under the crust
increases exponentially with the depth. Temperature in earth’s
core reach 5400°C approximately. Because of the high
temperature, geothermal energy can be used as power plant
energy source. Currently there are three kind of geothermal
power plant technology which converted geothermal to be an
electrical power that is dry steam, flash steam, and Organic
Rankine Cycle (ORC) or binary cycle. Three kind of this
technology basically used corresponding on steam condition.
In this research, organic rankine cycle system design
used basic of heating fluid limitation with 100°C temperature and
cooling fluid with 35°C temperature. ORC system using R-141b
as a working fluid with 5 bar evaporator pressure and 95° C
evaporator exit temperature. The pressure used in condensor is 2
bar and the exit temperature is 40°C. Design of the turbine type
for this ORC system is one stage curtis turbin and using convergen nozzle. After determining the turbine dimension, then
the turbine were created based on calculating before. Thereafter,
turbine testing using air as a working fluid for gaining
performance of designed turbine.
The design of Organic Rankine Cycle (ORC) system as
the basis turbine designed use R-141b as a working fluid gained
8.122 % efficiency at 5 bar evapoorator pressure and 2 bar
condensor pressure. Designed turbine is impuls type with
3000rpm using single nozzle 3,8mm diameter and 286,496mm
disc diameter, Z=56, l=7.798mm, b=20mm, R=10.611mm,
r=4.587mm, and t=16.234mm. The turbine produce a 47.32 watt
at 0.159 m/s mass flow rate. Estimation for mass flow rate
amount 2.832 kg/menit(ideal from original design) the turbine
will be producing 842.251 watt. Designed turbine using oil
lubricants in generator space and to avoid oil flow over to blade
chamber used three layers oils trap system.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 120.106 4 Hak r |
| Uncontrolled Keywords: | Daya turbin; organik rankine cycle; panas bumi; perangkap oli; R141b; turbin curtis |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics. Tubes--Fluid dynamics |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | ansi aflacha |
| Date Deposited: | 29 Jul 2020 07:33 |
| Last Modified: | 29 Jul 2020 07:33 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/76662 |
Actions (login required)
 |
View Item |