Analisa Numerik Perpindahan Panas Pada Secondary Superheater Tube CFB Boiler Untuk Susunan Aligned Dan Staggered Dengan Coating Dan Tanpa Coating

Ikbar, Fadhlurrahman (2021) Analisa Numerik Perpindahan Panas Pada Secondary Superheater Tube CFB Boiler Untuk Susunan Aligned Dan Staggered Dengan Coating Dan Tanpa Coating. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111740000013-Undergraduate_Thesis.pdf
Restricted to Repository staff only

Download (2MB) | Request a copy

Abstract

CFB boiler merupakan salah satu pengembangan jenis boiler yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dan meminimalkan potensi terbentuknya emisi berbahaya bagi lingkungan. CFB boiler menggunakan material bed yaitu berupa pasir kuarsa yang berfungsi sebagai media pemanas untuk bahan bakar. Konsekuensinya media pasir itu dapat menyebabkan terjadinya erosi pada beberapa bagian boiler, salah satunya terjadi kerusakan pada secondary superheater. Secondary superheater digunakan sebagai pemanas lanjut uap, agar uap tersebut menjadi uap kering. Oleh karena itu, maka salah satu cara untuk melindunginya dengan menggunakan coating. Dalam penelitian ini dilakukan simulasi pada secondary Superheater dengan konfigurasi aligned dan staggered dengan menggunakan coating dan tanpa coating. Pemodelan geometry pada secondary superheater dengan menggunakan nilai ST = 95 mm dan SL = 100mm. Simulasi dilakukan dengan menggunakan Perangkat lunak SpaceClaim untuk pemodelan geometri, ANSYS MESHING untuk pembuatan mesh dan ANSYS FLUENT 19.2 untuk simulasi aliran fluida. Simulasi di lakukan pada kondisi inlet dengan kecepatan 5 m/s dan temperatur 1000 K dengan tekanan 0,3 bar. Dengan asumsi temperatur pada permukaan pipa konstan dan homogen pada temperature 800 K. Material tube yang di gunakan adalah stainless steel. 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 yang akan diolah meliputi kontur kecepatan dan kontur temperature. Penelitian ini difokuskan untuk meneliti fenomena perpindahan panas dan karakteristik aliran pada sisi luar tube secondary superheater serta rata-rata perubahan nilai yang terjadi pada keseluruhan sistem secondary superheater. Dari hasil simulasi pada seluruh variasi, baik pada susunan aligned maupun susunan staggered nilai kecepatan maksimum terjadi pada susunan tube staggered dengan coating sebesar 10.09557 m/s. Pada penelitian ini nilai Nusselt number terbesar terjadi pada susunan tube staggered dengan coating yaitu sebesar 26.7334019. Dengan nilai Nusselt number yang besar maka nilai heat transfer atau perpindahan panas yang terjadi juga semakin besar. Maka nilai heat transfer yang paling besar terjadi pada susunan tube staggered dengan coating sebesar 18474,21 W. Oleh karena itu nilai temperatur output terendah teradi pada susunan tube staggered dengan coating yaitu sebesar 902,2197 K. ==================================================================================================================== CFB boiler is a type of boiler that aims to increase efficiency and minimize the potential for the formation of harmful emissions to the environment. CFB boiler uses bed material, which is in the form of quartz sand which functions as a heating medium for fuel. As a consequence, the sand media can cause erosion in several parts of the boiler, one of which is damage to the secondary superheater. Secondary superheater is used as further steam heating, so that the steam becomes dry steam. Therefore, one way to protect it is by using a coating. In this study, a simulation was carried out on the secondary superheater with aligned and staggered configurations using coating and without coating. Geometry modeling on the secondary superheater using the value of ST = 95 mm and SL = 100mm. Simulations were performed using SpaceClaim software for geometry modeling, ANSYS MESHING for mesh making and ANSYS FLUENT 19.2 for fluid flow simulations. Simulations are carried out at inlet conditions with a speed of 5 m / s and a temperature of 1000 K with a pressure of 0.3 bar. Assuming the temperature on the pipe surface is constant and homogeneous at a temperature of 800 K. The tube material used is stainless steel. To get good results, a grid independency 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 data to be processed includes velocity contours and temperature contours. This study is focused on examining the phenomenon of heat transfer and flow characteristics on the outer side of the secondary superheater tube and the average value changes that occur in the entire secondary superheater system. From the simulation results on all variations, both in the aligned arrangement and the staggered arrangement, the maximum velocity value occurs in the staggered tube arrangement with coating of 10.09557 m / s. In this study, the largest Nusselt number value occurred in the arrangement of staggered tubes with coating, which was 26.7334019. With a large Nusselt number value, the value of heat transfer or heat transfer that occurs is also getting bigger. Then the greatest heat transfer value occurs in the arrangement of staggered tubes with coating of 18474.21 W.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Ansys fluent, Average Convection Heat transfer Coefficient, CFB Boiler, Heat Transfer, Temperature, Ansys fluent, Average Convection Heat transfer Coefficient, CFB Boiler, Perpindahan Panas, Temperatur
Subjects: Q Science > QC Physics > QC320 Heat transfer
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263.5 Boilers (general)
Divisions: Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Fadhlurrahman Ikbar
Date Deposited: 10 Mar 2021 06:23
Last Modified: 10 Mar 2021 06:23
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/84049

Actions (login required)

View Item View Item