Arsip Blog

Pengaruh Sudut Inlet Secondary Air Terhadap Abrasion Rate dan Reaksi Pembakaran pada Boiler CFB dengan Simulasi CFD

Laporan Simulasi

SUMMARY

Boiler CFB banyak digunakan untuk PLTU skala kapasitas menengah dan besar. Boiler ini dinilai lebih efisien dibanding dengan tipe boiler lain. Boiler FCB ini amat rentan terhadap abrasi, seperti yang terjadi pada PLTU Tarahan yang juga menggunakan boiler tipe ini. PLTU Tarahan menggunakan bahan bakar batu bara dan pasir silika sebagai bed-nya. Pada saat pelaksanaan uji keandalan unit selama 30 hari secara terusmenerus, pada hari ke 26, telah terjadi kegagalan pada boiler CFB berupa bocornya water wall tube. Kebocoran tuk terjadi akibat dari erosi oleh material bed, yang terdiri dari pasir kuarsa, batu bara, limestone dan udara yang berada di ruang bakar. Kegagalan tersebut dapat dijadikan latar belakang dilakukannya simulasi aliran material bed dan mengkaji kemungkinan penyebab terjadinya erosi oleh material bed pada water wall tube.

Kata kunci : CFB, CFD, Abrasi, pembakaran

.

GENERAL

Objective
  1. Membuat simulasi permodelan pada boiler CFB
  2. Memperoleh desain letak inlet air dan solid material yang memiliki abrasion rate yang minimum.
  3. Mengetahui interaksi aliran dan energi antara gas panas hasil pembakaran bahan bakar, udara primer, udara sekunder, aliran batubara, dan aliran bed.
  4. Mengetahui distribusi temperature akibat pembakaran pada boiler.
  5. Mempelajari aliran fluida yang terjadi dalam boiler
  6. Mengetahui proses pembakaran barubara pada furnace
  7. Meningkatkan proses pembelajaran simulasi software bagi mahasiswa

Scope of Work

Report ini mencakup simulasi pada boiler CFB. Pada boiler type CFB terdapat 3 bagian utama yaitu:

1. FURNACE yang berfungsi sebagai tempat terjadinya pembakaran bahan bakar. Komponen yang terdapat di Furnace: Wall tube, Panel Evaporator, Panel Superheater .

2. CYCLONE yang berfungsi untuk memisahkan batubara yang belum terbakar dengan abu (ash) sisa pembakaran dan mengembalikannya ke Furnace. Komponen utama Cyclone: Cyclone, SealPot, Seal Pot Duct.

3. BACKPASS yang berfungsi sebagai ruang pemanfaatan kalor yang terdapat dalam flue gas. Komponen utama di Backpass: Finishing Superheater, Low Temperature Superheater, Economizer, dan Tubular Air Heater

Simulasi hanya dilakukan pada bagian furnace, karena Read the rest of this entry

Cara Mudah Membangun Domain untuk Simulasi CFD

Sekedar tutorial dari pemula untuk pemula, mengenai cara membuat geometri pemodelan untuk simulasi CFD. Pada umumnya, modelling dan meshing untuk simulasi CFD menggunakan software berbasis kordinat seperti GAMBIT, ICEM CFD, Cosmos, Geomesh, dan lainnya. Namun untuk yang belum terbiasa (seperti saya) akan menemui kesulitan dalam membuatnya. Pemodelan domain yang paling mudah ialah dengan menggunakan software CAD(Inventor, SolidWorks, CATIA, dll). Mengmport file CAD langsung ke ANSYS workbench akan memudahkan kita dalam pembuatan geometri(semisal untuk valve, heat exchanger, inkubator,dll). Dalam tutorial ini, dijelaskan mengenai pembuatan domain 2D, 3D, dan bagaimana meng-convert domain 3D menjadi 2D. selamat menyimak :D

mahdiy copy

Analisis dan Simulasi Termal dengan Elemen Hingga – SolidWorks Simulation

Thermal Analysis

Ada beberapa jenis perpindahan panas, yaitu: Konduksi, konveksi, dan radiasi. Setiap terjadi perpindahan panas, maka pasti ada perbedaan temperature. Panas berpindah dari temperature tinggi ke temperature yg lebih rendah. Temperatur merupakan besaran scalar, sedangkan heat flux merupakan besaran vector.

Perhitungan termal dapat dilakukan dengan elemen hingga. Besaran-besaran yang dipakai dalam perhitungan stress/gaya dapat dianalogikan ke besaran dan persamaan termal.

Pada simulasi kali ini, kita akan melihat distribusi temperature dan heat flux pada sebuah benda.

  1. Pre-processing

Benda tsb memiliki thermal conductivity sebesar 26 W/m C. pada bolongan di tengah, kita anggap dialiri fluida panas dengan Read the rest of this entry

Metodologi Pemecahan Kasus CFD

a. Identifikasi masalah:

Ini adalah tahapan paling awal sebelum melakukan simulasi. Tahapan ini meliputi pemilihan region/lokasi yang akan kita lakukan simulasi, penyederhanaan region simulasi tsb, dan pemodelan simulasi apa yg akan kita lakukan, apakah 1D, 2D, atau 3D.

b. Pre processing:

Pada tahapan ini, kita menentukan situasi perhitungan CFD yang akan di buat. Hal ini termasuk bentuk sistem, konstanta – konstanta fisikal, kondisi sempadan, dan juga sistem perhitungan yang akan dilakukan (apakah perhitungan panas, kecepatan, tekanan, mass transfer, dll). Tahapan ini bertujuan untuk mengenali kasus dengan jelas sebelum dilakukan analisa CFD. Oleh karenanya juga termasuk ke dalam ke detailan domain (grid), ketelitian perhitungan (jumlah cell), dan asumsi asumsi lainnya (kondisi turbulensi, bil reynolds, dll). Setelah parameter – parameter selesai ditentukan, kemudian kita input parameter tersebut ke dalam software CFD. kemudian menghitungnya.

c. Processing

Proses perhitungan analisis kasus (pada software CFD) yang dilakukan oleh komputer. Kita menunggu hasil tersebut untuk melihat apakah hasilnya konvergen Read the rest of this entry

Simulasi Defleksi pada Batang dengan Finite Element(2)

Setelah pada posting sebelumnya kita menghitung defleksi yang terjadi secara analitis/perhitungan disini, sekarang kita akan mensimulasikanya dengan Software FEA(Finite Element Analisys). Software yg saya gunakan di sini ialah SolidWorks Simulation.

Sebelum mensimulasi, terlebih dahulu dibuat modelnya tentunya. Karena data yg tersedia ialah EI sebesar 300 MNm2, di sini kita akan menggunakan data Modulus elastisitas(E) sebesar 2e+011 N/m2, berarti nilai area inersianya (I) ialah 1,5e-03 m4. Profil Batang yang kita gunakan ialah persegi, dengan rumus I=(s^4)/12. Sehingga kita dapatkan dimensi sisi persegi sebesar 0,366285 m dengan panjang 6m(dari data). Selanjutnya tinggal kita simulasikan; Read the rest of this entry

Pembuatan Mesh

Pembuatan mesh atau yg lebih dikenal dengan istilah meshing, merupakan salah satu langkah dalam pre-proccessing sebuah simulasi. Baik untuk simulasi struktural yg menggunakan Finite Element Method(FEM), maupun simulasi CFD yg umumnya menggunakan Finite Volume Method(FVM). Mesh ini sendiri berguna untuk membagi geometry dari model menjadi banyak elemen yg nantinya digunakan oleh solver untuk membangun volume kontrol.

Pada beberapa software FEA(Finite Element Analysis), dalam pengaturan pembuatan mesh, dijumpai opsi fine(halus) dan coarse(kasar). Fine mesh akan mengandung lebih banyak cell sehinga membentuk model yg halus. Bagaimana menentukan pilihan tsb? Fine mesh tentunya akan menghasilkan hasil perhitungan yang lebih akurat, karena persamaan dihitung pada jarak cell yang lebih rapat. Namun dengan membuat mesh semakin rapat (yg artinya akan semakin banyak jumlah cell yang dihitung) maka komputasi solvernya pun akan semakin lama. Pada penggunaan software yang lebih advance, meshing dilakukan Read the rest of this entry

%d blogger menyukai ini: