Simulasi Dan Eksperimen Pengaruh Derajat Superheating Terhadap Performa Orc 1 Kw

Abdullah, Muhamad Yunus (2020) Simulasi Dan Eksperimen Pengaruh Derajat Superheating Terhadap Performa Orc 1 Kw. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111760010003-Disertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Permintaan energi secara global diprediksikan akan terus meningkat, sehingga diperlukan sumber energi yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Disisi lain diperlukan sumber energi yang lebih bersih, dan berkelanjutan dan mencari energi alternatif. Salah satu cara mengatasi masalah tersebut dengan menggunakan energi geothermal. Energi geothermal ini digunakan sebagai sumber pembangkit energi listrik dengan system Rankine Cycle menggunakan air air (H_2O) sebagai fluida kerjanya pada temperature tinggi (T>150 °C). Pentingnya dalam eksperimen ini menggunakan temperature rendah (T<150 °C) dengan sistem ORC sebagai fluida kerjanya Refrigerant. Pada tekanan (2- 5) bar temperatur maksimum dan minimum Refrigerant R141b yaitu 86,9 °C dan 52,9 °C. Pada tekanan (2- 5) bar temperatur maksimum dan minimum air (H_2O) Refrigerant R141b yaitu 151,9 °C dan 120.2 °C.
Metode yang digunakan ada 2 yaitu secara eksperimen dan simulasi. Percobaan secara simulasi menggunakan Program Aspen Plus, Fluent dan Tecplot. Secara eksperimen mengetahui degrees of superheating pada Refrigerant sebagai sumber pembangkit energi. Secara simulasi menggunakan program Aspen memilih fluida kerja yang terbaik Refrigerant R141b, R1233zd dan R245fa. Dan menggunakan program Fluent dan Tecplot mengetahui fenomena yang terjadi pada pipa evaporator.
Hasil simulasi menggunakan Program Aspen Plus fluida kerja Refrigerant R-141b, R-1233zd dan R-245fa. Daya yang dihasilkan 1005 watt, 910 watt dan 896 watt dengan effisiensi 8,65 %, 8,23 % dan 7,79 %. Dari hasil simulasi menggunakan Program Aspen Plus Refrigerant R-141b yang paling baik digunakan dalam eksperimen. Degrees of superheating dari temperatur 1 C – 8 C Power potensial Turbin min 1.5 C dengan efisiensi isentropik 17,89 % . Power max 7.3 C dengan efisiensi isentropik 18,54 %. Fenomena yang terjadi dalam pipa evaporator dianalisis menggunakan simulasi program Fluent dan Tecplot pada temperatur 88.1 °C, 95.1 °C dan 115.8 °C dengan mass flow rate 1 galon/menit. Dari hasil eksperimen fluida kerja yang digunakan Refrigerant R141b. Pada temperatur oli pemanas 100 °C Refrigerant R141b sebagai fluida kerjanya bisa menguap pada temperatur rendah (T<150 °C). Inilah yang menjadi keunggulan dalam penelitian ini karena memanfaatkan waste heat dengan entalpi yang rendah.

Kata kunci: Sistem ORC, Heat Transfer Coefisien, Heat Fluks, Entalpi, Refrigerant R141b, R1233zd, R245fa, Daya dan Evaporator.
=============================================================================================================
It is predicted that global energy demand will continue to increase, so that energy sources are needed to meet these needs. On the other hand, energy sources that are cleaner and more sustainable and seek alternative energy are needed. One way to solve this problem is by using geothermal energy. This geothermal energy is used as a source of electrical energy generation with the Rankine Cycle system using water (H_2O) as the working fluid at high temperatures (T>150 °C). The importance in this experiment is to use a low temperature (T<150 °C) with the ORC system as the working fluid for refrigerant. At pressure (2- 5) bars the maximum and minimum temperature of Refrigerant R141b are 86.9 °C and 52.9 °C. At pressure (2- 5) bar the maximum and minimum temperature of water (H_2O) R141b refrigerant are 151.9 °C and 120.2 °C.
There are 2 (two) methods used, namely experimentally and simulation. Experiment and simulation using the Aspen Plus, Fluent and Tecplot programs. Experimentally, knowing the superheating degrees of Refrigerant as a source of energy generation. By simulation using the Aspen program choosing the best working fluid Refrigerant R141b, R1233zd and R245fa. And using the Fluent and Tecplot program to find out the phenomena that occur in the evaporator pipe.
The simulation results use the Aspen Plus program working fluid Refrigerant R-141b, R-1233zd and R-245fa. The power produced is 1005 watts, 910 watts and 896 watts with an efficiency of 8.65%, 8.23% and 7.79%. From the simulation results using the Aspen Plus Refrigerant R-141b program which is best used in the experiment. Degrees of superheating from temperature 1 C - 8 C Turbine potential power min 1.5 C with 17.89% eff isentropic. Power max 7.3 C with 18.54% isentropic efficiency. The phenomena that occur in the evaporator pipe were analyzed using a simulation program Fluent and Tecplot at temperatures of 88.1 ° C, 95.1 ° C and 115.8 ° C with a mass flow rate of 1 gallon / minute. From the experimental results, the working fluid used Refrigerant R141b. At a heating oil temperature of 100 ° C Refrigerant R141b as its working fluid can evaporate at low temperatures (T <150 ° C). This is the advantage in this research because it utilizes waste heat with low enthalpy.

Keywords: ORC system, Heat Transfer Coefficient, Heat Flux, Enthalpy, Refrigerant R141b, R1233zd, R245fa, Power and Evaporator.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Sistem ORC, Heat Transfer Coefisien, Heat Fluks, Entalpi, Refrigerant R141b, R1233zd, R245fa, Daya dan Evaporator.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	MUHAMAD YUNUS ABDULLAH
Date Deposited:	17 Dec 2020 04:04
Last Modified:	18 Jan 2024 07:29
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/82325

Actions (login required)

View Item