Analisa Numerik Peristiwa Kondensasi Pada Susunan Pipa Staggered Dan Aligned

Hanif, Alwan (2021) Analisa Numerik Peristiwa Kondensasi Pada Susunan Pipa Staggered Dan Aligned. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000161-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Surface condenser merupakan salah satu komponen pada pembangkin listrik tenaga uap yang menggunakan siklus Rankine untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Fungsi dari kondensor adalah untuk mengubah uap yang keluar dari turbin menjadi fasa cairan yang kemudian dialirkan kembali menuju boiler. Fungsi perubahan fasa ini adalah untuk mengurangi tekanan pada keluaran turbin agar efisiensi pembangkit meningkat dan menambah panas yang di serap pada boiler karena koefisien konveksi cairan lebih tinggi dari uap. Dua hal yang mempengaruhi performa kondensor yaitu konfigurasi susunan tube dan kecepatan aliran. Analisa performa kondenser dapat di lakukan dengan menggunakan metode CFD (Computational Fluid Dynamics) yang merupakan salah satu cara mudah untuk menyelesaikan suatu persamaan-persamaan yang berkaitan dengan dinamika fluida menggunakan computer.
Dalam penelitian ini dilakukan simulasi Surface Condenser dengan konfigurasi aligned dan staggered pada kecepatan 2,5 m/s dan 5 m/s. Simulasi dilakukan dengan menggunakan Perangkat lunak SOLID WORKS untuk pemodelan geometri, ANSYS MESHING untuk pembuatan mesh dan ANSYS FLUENT 19.2 untuk simulasi aliran fluida. Simulasi di lakukan pada kondisi tekanan 0,12 bar dan temperatur saturasi 50 ºC. Temperatur uap masuk yang di gunakan adalah 50 ºC dan suhu pada permukaan pipa konstan dan homogen pada suhu 25 ºC. Material tube yang di gunakan adalah titanium. Untuk mendapatkan hasil yang baik, terlebih dahulu dilakukan grid independency test sehingga diperoleh kerapatan mesh yang optimal. Data yang akan dianalisa berupa data kualitatif dan kuantitatif. Data kualitatif berupa gambar kontur kecepatan, liquid volume fraction dan vector kecepatan di sekitar tube. Data kuantitatif berupa grafik distribusi kecepatan radial di sekeliling tube, heat transfer rate, dan condensation rate.
Dari hasil simulasi yang di lakukan didapatkan bahwa performa konfigurasi staggered lebih baik di bandingkan dengan aligned. Pada kecepatan vapour sebesar 5m/s memiliki perpindahan panas dan laju kondensasi yang lebih besar dibandingkan 2,5m/s namum condensation quantity pada vapour dengan kecepatan 2,5m/s lebih besar di bandingkan vapour dengan kecepatan 5m/s.
====================================================================================================================The surface condenser is one of the components in a steam power plant that uses the Rankine cycle to convert heat energy into electrical energy. The function of the condenser is to convert the steam coming out of the turbine into the liquid phase which is then flowed back to the boiler. The function of this phase change is to reduce the pressure at the turbine output so that the efficiency of the generator increases and increases the heat absorbed in the boiler because the fluid convection coefficient is higher than steam. Two things that affect the condenser performance are the configuration of the tube arrangement and the flow rate. Condenser performance analysis can be done using the CFD (Computational Fluid Dynamics) method which is an easy way to solve equations related to fluid dynamics using a computer.
In this study, a Surface Condenser simulation was performed with aligned and staggered configurations at a speed of 2,5 m / s and 5 m / s. Simulations were carried out using SOLID WORKS software for geometry modeling, ANSYS MESHING for mesh making, and ANSYS FLUENT 19.2 for fluid flow simulations. The simulation is carried out at a pressure condition of 0.12 bar and a saturation temperature of 50 ºC. The temperature of the incoming steam used is 50 ºC and the temperature on the pipe surface is constant and homogeneous at 25 ºC. The tube material used is titanium. To get good results, a grid independence test is first carried out so that the optimal mesh density is obtained. The data to be analyzed are in the form of qualitative and quantitative data. The qualitative data is in the form of velocity contour images, liquid volume fraction, and velocity vectors around the tube. The quantitative data is a graph of the radial velocity distribution around the tube, the heat transfer rate, and the condensation rate.
From the simulation results, it is found that the performance of the staggered configuration is better than that of aligned. At a vapor speed of 5m / s, the heat transfer and condensation rate are greater than 2,5m / s, but the condensation quantity for a vapor with a speed of 2,5m / s is greater than that of vapor with a speed of 5m / s.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Kondensasi, Surface Condenser, CFD ,Condensation, Surfae Condenser, CFD
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC320 Heat transfer T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Alwan Hanif
Date Deposited:	10 Mar 2021 06:44
Last Modified:	10 Mar 2021 06:44
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84053

Actions (login required)

View Item