Rancang Bangun Turbin Untuk Sistem Organik Rankine Cycle (ORC) Menggunakan Fluida Kerja R-141b Dengan Kapasitas 1 Kilowatt

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.

[img]
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.
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: https://repository.its.ac.id/id/eprint/76662

Actions (login required)

View Item View Item