Studi Numerik Pengaruh Temperatur Dinding Terhadap Peristiwa Kondensasi Pada Pipa Horizontal Kondensor ORC 1 KW

Ulum, Achmad Bahrul (2021) Studi Numerik Pengaruh Temperatur Dinding Terhadap Peristiwa Kondensasi Pada Pipa Horizontal Kondensor ORC 1 KW. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text Tesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (11MB) | Request a copy

Abstract

Pembangkit listrik tenaga panas bumi (geotermal) banyak diminati dan dikembangkan akhir-akhir ini dikarenakan sumber energinya sangat berlimpah, dapat dipakai untuk waktu yang sangat panjang dan prosesnya berkelanjutan. Indonesia memiliki ± 40% sumber daya alam panas bumi berpotensi dari seluruh dunia. Total potensi energi panas bumi indonesia berkisar 29215 GWe. Energi panas bumi di Indonesia dibagi menjadi 3 kategori berdasarkan temperatur yang dapat dihasilkan antara lain: Tinggi (>225℃), sedang (125℃ - 225℃), dan rendah (<125℃). Sampai saat ini, hanya energi geotermal kategori tinggi yang dikembangkan oleh para investor. Sedangkan untuk panas bumi kategori rendah dan sedang kurang diminati karena kemampuan panasnya yang dianggap rendah (low heat energy). Dan salah satu sistem pembangkit yang dapat menggunakan energi panas rendah ini adalah Organic Rankine Cycle (ORC).
Air cooled 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 menuju pompa. 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 komputer. Dalam penelitian ini dilakukan simulasi Air cooled Condenser dengan perbedaan temperatur dinding dari 25 ºC, 30 ºC dan 35 ºC.
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 2.4 bar dan temperatur saturasi 59 ºC.Temperatur uap masuk yang di gunakan adalah 60ºC dan suhu pada permukaan pipa konstan dan homogen pada suhu 30 ºC. Material tube yang di gunakan adalah aluminium. 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.
================================================================================================
Geothermal power plants (geothermal) are in great demand and developed
lately because the energy sources are very abundant, can be used for a very long time
and the process is sustainable. Indonesia has ± 40% of potential geothermal natural
resources from all over the world. Indonesia's total geothermal energy potential is
around 29215 GWe. Geothermal energy in Indonesia is divided into 3 categories
based on the temperature that can be generated, including: High (>225°C), medium
(125°C - 225°C), and low (<125°C). To date, only high category geothermal energy
has been developed by investors. Meanwhile, for low and medium categories of
geothermal, it is less desirable because of its low heat energy. And one of the
generating systems that can use this low heat energy is the Organic Rankine Cycle
(ORC).
Air cooled 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 a liquid phase which
is then flowed to the pump. Two things that affect the performance of the condenser
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, simulations of Air cooled Condenser were carried out with
wall temperature differences of 25 C, 30 C and 35 C.
Simulations were carried out using SOLID WORKS software. For geometry
modeling, ANSYS MESHING for mesh creation and ANSYS FLUENT 19.2 for
fluid flow simulation. The simulation was carried out at a pressure of 2.4 bar and a
saturation temperature of 59 C. The inlet steam temperature used was 60 C and the
temperature on the pipe surface was constant and homogeneous at 30 C. The tube
material used is aluminum. To get good results, first a grid independence test is
carried out so that the optimal mesh density is obtained. The data to be analyzed are
in the form of qualitative and quantitative data. Qualitative data in the form of
velocity contour images, liquid volume fraction and velocity vectors around the tube.
Quantitative data in the form of a graph of the distribution of radial velocity around
the tube, heat transfer rate, and condensation rate

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Organic Rankine Cycle, air cooled condenser, kondensasi, CFD, condensation.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Achmad Bahrul Ulum
Date Deposited:	04 Sep 2021 17:24
Last Modified:	04 Sep 2021 17:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/91722

Actions (login required)

View Item