perancangan dan studi numerik variasi posisi inlet

PERANCANGAN DAN STUDI NUMERIK VARIASI
POSISI INLET UDARA MASUK TERHADAP
PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA PADA INDUCED
DRAFT COOLING TOWER UNTUK SISTEM ORGANIC
RANKINE CYCLE
Nama Mahasiswa
NRP
Jurusan
Dosen Pembimbing
: HAYKEL FIBRA PRABOWO
: 2109 100 043
: Teknik Mesin, FTI-ITS
: Dr.Eng.Ir.Prabowo,M.Eng.
ABSTRAK
Organic Rankine Cycle (ORC) merupakan inovasi
teknologi untuk memanfaatkan sumber energi panas bumi yang
terbuang dimana mampu bekerja pada temperatur dan tekanan
yang relatif rendah. Salah satu komponen yang penting dalam
kinerja ORC aadalah cooling tower. Cooling tower merupakan
peralatan yang melepaskan panas ke lingkungan sekitar, dimana
fungsinya adalah mensuplai air pendingin sebagai fluida
pendingin bagi condenser. Pada penelitian kali ini, akan dibahas
mengenai bagaimana merancang geometri cooling tower tipe
induced draft tanpa packing serta melakukan penggambaran
berbasis dua dimensi menggunakan software Gambit dan
melakukan simulasi dengan memvariasikan arah aliran
counterflow dan crossflow untuk mengetahui perbedaan distribusi
perpindahan panas sensibel dan laten yang terjadi dalam udara
sepanjang ruangan cooling tower.
Penelitian ini menggunakan dasar perpindahan panas dan
termodinamika sebagai acuan untuk menentukan geometri
induced draft cooling tower. Direncanakan, air yang masuk ke
dalam cooling tower didinginkan dari temperatur 350C hingga
320C. Data yang diketahui dalam penilitian ini meliputi udara
lembab yang memiliki temperatur bola basah dan temperatur
bola kering. Keterbatasan dalam pengambilan data secara
eksperimental serta tuntutan visualisasi dan analisa yang detail
dibutuhkan dalam penelitian ini, maka dibutuhkan bantuan
metode komputasi dalam pengerjaannya. Penelitian ini dilakukan
dengan metode numerik (CFD) dengan software Fluent 6.3.26.
Pemilihan kondisi simulasi digunakan model turbulensi k-ε
realizable dan skema interpolasi second-order upwind.
Pemodelan perpindahan massa dilakukan dengan menggunakan
model species transport dengan melakukan pengaturan relative
humidity pada udara. Variasi yang dilakukan adalah variasi
posisi inlet udara masuk.
Dari penelitian ini dapat diketahui geometri induced draft
cooling tower serta perpindahan panas dan massa yang terjadi
sepanjang ruangan cooling tower. Geometri yang didapat adalah
dengan tinggi 1.9 meter, lebar 1.83 meter dan panjang 1.83
meter. Selain itu dapat dilihat secara kuantitatif maupun
kualitatif bahwa dengan adanya variasi arah aliran udara masuk,
memberikan perbedaan distribusi temperatur maupun
kelembaban relative sepanjang ruangan cooling tower, namun
tidak memberikan perbedaan yang cukup signifikan di sisi
keluaran cooling tower.
Kata Kunci : Organic Rankine Cycle, Induced draft Cooling
tower, CFD, Temperatur Bola Basah, Temperatur Bola Kering
ii