Jurnal Analisis Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal Turbin Gas Mikro

19 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

ANALISIS UNJUK KERJA KOMPRESOR

ANALISIS UNJUK KERJA KOMPRESOR SENTRIFUGALSENTRIFUGAL PADA TURBIN GAS MIKRO PROTO X-2

PADA TURBIN GAS MIKRO PROTO X-2

Ahmad Mursyid A. Ahmad Mursyid A.

0806321240 0806321240

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas IndonesiaIndonesia Email: mursyid.aditya@gmail.com

Email: mursyid.aditya@gmail.com

Abstrak Abstrak

Dewasa ini, kebutuhan akan Turbin Gas skala mikro (dibawah 200kW) semakin meningkat. Turbin Dewasa ini, kebutuhan akan Turbin Gas skala mikro (dibawah 200kW) semakin meningkat. Turbin Gas Mikro (MGT) merupakan salah satu jenis pembangkit daya yang dapat dijadikan alternatif untuk Gas Mikro (MGT) merupakan salah satu jenis pembangkit daya yang dapat dijadikan alternatif untuk menjawab tantangan tersebut. Kompresor merupakan salah satu komponen penting dari turbin gas dan menjawab tantangan tersebut. Kompresor merupakan salah satu komponen penting dari turbin gas dan  berfungsi

 berfungsi untuk untuk menyuplai menyuplai udara udara ke ke ruang ruang bakar. bakar. Pemahaman Pemahaman yang yang perlu perlu diketahui diketahui mengenaimengenai kompresor sentrifugal diantaranya

kompresor sentrifugal diantaranya fenomena fisik, kufenomena fisik, kurva kharakteristik, dan rva kharakteristik, dan unjuk kerja. MGT unjuk kerja. MGT ProtoProto X-2 adalah pembangkit daya dengan daya yang dihasilkan mendekati 7kW dan berbahan bakar adalah X-2 adalah pembangkit daya dengan daya yang dihasilkan mendekati 7kW dan berbahan bakar adalah solar. Eksperimen dilakukan dengan mengontrol TIT (

solar. Eksperimen dilakukan dengan mengontrol TIT ( Temperature Inlet TurbineTemperature Inlet Turbine) saat Trubin Gas) saat Trubin Gas Mikro Proto X-2

Mikro Proto X-2 running running . Data yang didapatkan kemudian diolah untuk menghasilkan kurva. Data yang didapatkan kemudian diolah untuk menghasilkan kurva kharakteristik, disimulasikan dengan CFD, dan dianalisis. Dari pengolahan grafik diketahui bahwa data kharakteristik, disimulasikan dengan CFD, dan dianalisis. Dari pengolahan grafik diketahui bahwa data yang didapatkan kurang mencukupi untuk dibuatkan kurva kharakteristik kompresor sentrifugal Turbin yang didapatkan kurang mencukupi untuk dibuatkan kurva kharakteristik kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2. Rasio tekanan kompresor antara perhitungan eksak dan simulasi CFD Gas Mikro Proto X-2. Rasio tekanan kompresor antara perhitungan eksak dan simulasi CFD menunjukkan perbedaan tidak terlalu besar tetapi dapat disimpulkan bahwa masih terjadi surge pada menunjukkan perbedaan tidak terlalu besar tetapi dapat disimpulkan bahwa masih terjadi surge pada annulus yang menimbulkan

annulus yang menimbulkan backflowbackflow ke kompresor. ke kompresor.

Kata kunci

Kata kunci: MGT, Turbin Gas Mikro Proto X-2, kompresor sentrifugal, TIT, kurva kharakteristik,: MGT, Turbin Gas Mikro Proto X-2, kompresor sentrifugal, TIT, kurva kharakteristik, rasio tekanan,

rasio tekanan, backflowbackflow Nomenclatur

Nomenclatur  A

 A Luas permukaan (m²)Luas permukaan (m²)  D

 D diameter (m)diameter (m)  E

 E energi (kJ)energi (kJ) f

f frekuensi frekuensi (Hz)(Hz)  F

 F gaya (N)gaya (N) h

h entalpi spesifik (kJ/kg K)entalpi spesifik (kJ/kg K)  M

 M Mach numberMach number m

m massa (kg)massa (kg)  N

 N kecepatan putar (rpm)kecepatan putar (rpm)  P

 P tekanan (Pa)tekanan (Pa) Q

Q kalor (kW)kalor (kW)  R

 R konstanta gas ideal (kJ/kmol K)konstanta gas ideal (kJ/kmol K)  Re

 Re Reynolds numberReynolds number r

r rasio rasio tekanantekanan rr  jari-jari (m) jari-jari (m)

T

T temperatur (K)temperatur (K) U

U kecepatan sudu (m/s)kecepatan sudu (m/s) v v speed speed (m/s)(m/s) V V volume (m³)volume (m³) W W kerja (kJ)kerja (kJ) W

W kecepatan relatif (m/s)kecepatan relatif (m/s)  x, y, z

 x, y, z koordinatkoordinat  Z

 Z  jumlah sudu jumlah sudu α

α sudut alir absolut (°)sudut alir absolut (°)  β

 β sudut alir relatif (°)sudut alir relatif (°) η

η efisiensi %efisiensi %  ρ

 ρ massa jenis (kg/m³)massa jenis (kg/m³) σ

σ faktor slipfaktor slip ω

(2)

Pendahuluan Pendahuluan

Selama kurun waktu 30 tahun Selama kurun waktu 30 tahun (2000-2003), kebutuhan energi final di Indonesia 2003), kebutuhan energi final di Indonesia diasumsikan meningkat sebesar 5,7% per tahun diasumsikan meningkat sebesar 5,7% per tahun dari 3.429,08 PetaJoule pada tahun 2000 dari 3.429,08 PetaJoule pada tahun 2000 menjadi 14.089,34 PetaJoule pada tahun 2030 menjadi 14.089,34 PetaJoule pada tahun 2030 [1]. Meningkatnya kebutuhan energi tersebut, [1]. Meningkatnya kebutuhan energi tersebut, menjadikan penelitian-penelitian terkait menjadikan penelitian-penelitian terkait  pembangkit

 pembangkit energi energi terbarukan, terbarukan, PLTN, PLTN, dandan  pembangkit

 pembangkit energi energi skala skala mikro mikro semakinsemakin  banyak.

 banyak. Hal Hal ini ini didukung didukung oleh oleh semakinsemakin  banyaknya

 banyaknya investasi-investasi investasi-investasi pada pada bidangbidang  pembangkit energi.

 pembangkit energi.

Pembangkit energi skala mikro banyak Pembangkit energi skala mikro banyak dibutuhkan untuk lingkungan pedesaan, dibutuhkan untuk lingkungan pedesaan, lingkungan kantor skala kecil dan perumahan. lingkungan kantor skala kecil dan perumahan. Pembangkit energi skala mikro, diantaranya Pembangkit energi skala mikro, diantaranya Turbin Mikro Hidro, Turbin Uap Mikro dan Turbin Mikro Hidro, Turbin Uap Mikro dan Turbin Gas Mikro (MGT). Pembangkit energi Turbin Gas Mikro (MGT). Pembangkit energi skala mikro memiliki beberapa keunggulan, skala mikro memiliki beberapa keunggulan, diantaranya

diantaranya biaya biaya pemeliharaan pemeliharaan dan dan operasioperasi yang rendah, pengoperasian yang mudah, dan yang rendah, pengoperasian yang mudah, dan  bersifat

 bersifat mobilemobile..

Turbin gas mikro didefinisikan sebagai Turbin gas mikro didefinisikan sebagai  pembangkit

 pembangkit energi energi yang yang menghasilkan menghasilkan dayadaya dibawah 200 kiloWatt [2]. Dalam satu dekade dibawah 200 kiloWatt [2]. Dalam satu dekade terakhir,

terakhir, MGT MGT telah telah diproyeksikan diproyeksikan sebagaisebagai salah satu sistem pembangkit daya maupun salah satu sistem pembangkit daya maupun termal yang prospektif, baik secara teknis, termal yang prospektif, baik secara teknis, dimensi, biaya, maupun aspek lingkungan [3]. dimensi, biaya, maupun aspek lingkungan [3]. Turbin Gas Mikro Proto X-2 adalah Turbin Gas Mikro Proto X-2 adalah  prototype

 prototype  dari Turbin Gas skala mikro yang  dari Turbin Gas skala mikro yang nantinya akan diproduksi massal untuk nantinya akan diproduksi massal untuk kebutuhan pembangkit daya sekitar 7 kiloWatt kebutuhan pembangkit daya sekitar 7 kiloWatt (kW) menggunakan bahan bakar

(kW) menggunakan bahan bakar bioenergybioenergy.. Agar rencana tersebut dapat terealisasi, maka Agar rencana tersebut dapat terealisasi, maka diperlukan penelitian-penelitian terkait diperlukan penelitian-penelitian terkait komponen-komponen pada turbin gas, yaitu: komponen-komponen pada turbin gas, yaitu: turbin, kompresor, dan ruang bakar. Hasil dari turbin, kompresor, dan ruang bakar. Hasil dari  penelitian-penelitian

 penelitian-penelitian tersebut tersebut kemudian kemudian dapatdapat dijadikan acuan untuk

dijadikan acuan untuk improvement improvement   Turbin  Turbin Gas Proto X-2.

Gas Proto X-2.

Salah satu komponen terpenting dalam Salah satu komponen terpenting dalam turbin gas adalah kompresor. Kompresor turbin gas adalah kompresor. Kompresor  berperan

 berperan untuk untuk memberi memberi suplai suplai udaraudara  bertekanan

 bertekanan ke ke ruang ruang bakar. bakar. Di Di ruang ruang bakar,bakar, udara bertekanan bertemu bahan bakar dan udara bertekanan bertemu bahan bakar dan  percikan

 percikan api api menghasilkan menghasilkan pembakaran. pembakaran. BilaBila suplai udara bertekanan ke ruang bakar kurang suplai udara bertekanan ke ruang bakar kurang

dari rasio udara-bahan bakar yang telah dari rasio udara-bahan bakar yang telah ditentukan oleh

ditentukan oleh manufacturer manufacturer  turbon gas, maka turbon gas, maka  proses

 proses pembakaran pembakaran yang yang terjadi terjadi tidaktidak sempurna bahkan bisa tidak terjadi proses sempurna bahkan bisa tidak terjadi proses  pembakaran.

 pembakaran. Sedangkan Sedangkan bila bila sebaliknya, sebaliknya, akanakan terjadi pemborosan bahan bakar bahkan terjadi pemborosan bahan bakar bahkan  pembakaran yang terjadi dapat merusak

 pembakaran yang terjadi dapat merusak turbin.turbin. Tujuan dari penelitian, yaitu:

Tujuan dari penelitian, yaitu: a.

a. Memahami kurva karakteristik kompresorMemahami kurva karakteristik kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2. sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2.  b.

 b. Mampu menjelaskan fenomena fisik yangMampu menjelaskan fenomena fisik yang terjadi pada kompresor sentrifugal Turbin terjadi pada kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2.

Gas Mikro Proto X-2. c.

c. Mengetahui unjuk kerja dari kompresorMengetahui unjuk kerja dari kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2. sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2. Eksperimen dan Hasil

Eksperimen dan Hasil

Peralatan dan Perlengkapan Pengujian Peralatan dan Perlengkapan Pengujian Peralatan dan perlengkapan yang diperlukan Peralatan dan perlengkapan yang diperlukan  pada

 pada penelitian penelitian kompresor kompresor sentrifugal sentrifugal TurbinTurbin Gas Mikro Proto X-2 antara lain:

Gas Mikro Proto X-2 antara lain: a.

a. Turbin Gas Mikro Proto X-2Turbin Gas Mikro Proto X-2

Gambar 1 Turbin Gas Mikro Proto X-2 Gambar 1 Turbin Gas Mikro Proto X-2

b.

b. Kompresor Radial Garrett TA31Kompresor Radial Garrett TA31

Gambar 2 Kompresor Radial Garrett Gambar 2 Kompresor Radial Garrett

TA31 TA31

(3)

c.

c. Anemometer pada saluran masukAnemometer pada saluran masuk kompresor

kompresor

Gambar 3 Anemometer Gambar 3 Anemometer

d.

d. Tachometer dan fiber optikTachometer dan fiber optik

Gambar 4

Gambar 4 TachometerTachometer

Gambar 5 Posisi fiber optik untuk tachometer Gambar 5 Posisi fiber optik untuk tachometer

di inlet kompresor tampak depan di inlet kompresor tampak depan

Gambar 6 Susunan alat ukur pada bagian inlet Gambar 6 Susunan alat ukur pada bagian inlet

kompresor tampak samping kompresor tampak samping

e.

e.  Pressure  Pressure GaugeGauge (pada pompa bahan(pada pompa bahan bakar dan output kompresor)

bakar dan output kompresor)  f.

 f. ThermocoupleThermocouple (pada ruang bakar dan(pada ruang bakar dan saluran gas buang)

saluran gas buang)  g.

 g. Software Solidworks 2011Software Solidworks 2011

Skema Pengujian Skema Pengujian aa  b  b cc

Gambar 7 Skematik Pengujian Turbin Gas Gambar 7 Skematik Pengujian Turbin Gas Mikro Proto X – 2, a. skematik, b. skema Mikro Proto X – 2, a. skematik, b. skema tampak samping kanan, c. skema tampak tampak samping kanan, c. skema tampak

samping kiri. samping kiri. ������ ������ ������ ������ ����������� ����������� � � ��

(4)

Kondisi Pengujian Kondisi Pengujian

Pengujian dilakukan 2 tahap. Tahap Pengujian dilakukan 2 tahap. Tahap  pertama

 pertama adalah adalah pengujian pengujian kompresorkompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X–2 untuk sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X–2 untuk mendapatkan data yang kemudian digunakan mendapatkan data yang kemudian digunakan untuk membuat kurva kharakteristik dan untuk membuat kurva kharakteristik dan melakukan pengujian tahap kedua. Tahap melakukan pengujian tahap kedua. Tahap kedua adalah pengujian aliran fluida dan unjuk kedua adalah pengujian aliran fluida dan unjuk kerja menggunakan CFD.

kerja menggunakan CFD.

Kondisi pengujian pada tahap pertama Kondisi pengujian pada tahap pertama adalah turbin gas

di-adalah turbin gas di-running running    dengandengan mengontrol variabel

mengontrol variabel  flow  flow raterate  solar. Alasan  solar. Alasan mengontrol variabel

mengontrol variabel  flow  flow raterate  solar adalah  solar adalah untuk mengatur besarnya proses pembakaran untuk mengatur besarnya proses pembakaran yang digunakan untuk memutar turbin. yang digunakan untuk memutar turbin.  Namun,

 Namun, dikarenakan dikarenakan besarnya besarnya variabelvariabel  flow flow rate

rate  solar sulit diukur, saat Turbin Gas Mikro  solar sulit diukur, saat Turbin Gas Mikro Proto X-2

Proto X-2 running,running, maka diputuskan untukmaka diputuskan untuk mengontrol variabel

mengontrol variabel Temperature Inlet TurbineTemperature Inlet Turbine (TIT). Pengujian tahap pertama dilakukan (TIT). Pengujian tahap pertama dilakukan  berulang- ulang

 berulang- ulang dengan mengatur dengan mengatur variabel TITvariabel TIT untuk meminimalisir mendapatkan data yang untuk meminimalisir mendapatkan data yang gagal. Data diambil saat TIT stabil pada gagal. Data diambil saat TIT stabil pada 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C, 550°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C, 550°C, dan 600°C.

dan 600°C.

Variabel-variabel yang didapatkan Variabel-variabel yang didapatkan dari pengujian tahap pertama, diantaranya; dari pengujian tahap pertama, diantaranya;  flow

 flow raterate udara inlet kompresor, kecepatanudara inlet kompresor, kecepatan udara inlet kompresor, frekuensi impeller, udara inlet kompresor, frekuensi impeller, tekanan output kompresor (P1), temperatur tekanan output kompresor (P1), temperatur output kompresor (T1), tekanan bahan bakar, output kompresor (T1), tekanan bahan bakar, dan temperatur

dan temperatur exhaust turbinexhaust turbin (T2). Variable-(T2). Variable-variebl tersebut kemudian diolah untuk variebl tersebut kemudian diolah untuk menampilkan kurva kharakteristik dan diinput menampilkan kurva kharakteristik dan diinput untuk simulasi CFD untuk mengatahui untuk simulasi CFD untuk mengatahui fenomena fisik dan unjuk kerjanya.

fenomena fisik dan unjuk kerjanya.

Kondisi pengujian tahap kedua, yaitu: Kondisi pengujian tahap kedua, yaitu: a.

a.  Prototype Turbocharger Prototype Turbocharger Garrett TA31Garrett TA31 Kondisi geometri impeller didapatkan Kondisi geometri impeller didapatkan dari hasil foto 3 dimensi yang kemudian dari hasil foto 3 dimensi yang kemudian diubah menjadi gambar permukaan (berformat diubah menjadi gambar permukaan (berformat STL) dan titik – titik x, y, z pada excel. STL) dan titik – titik x, y, z pada excel. Gambar ini kemudian dijadikan acuan gambar Gambar ini kemudian dijadikan acuan gambar impeller CAD 3 dimensi. Gambar berformat impeller CAD 3 dimensi. Gambar berformat STL serta hasil pengukuran oleh Saudara STL serta hasil pengukuran oleh Saudara Steven Darmawan ST. M.T, digunakan sebagai Steven Darmawan ST. M.T, digunakan sebagai acuan untuk membuat gambar impeller Garrett acuan untuk membuat gambar impeller Garrett TA31.

TA31.

Gambar 8 Impeller Radial T31 hasil foto 3 Gambar 8 Impeller Radial T31 hasil foto 3

dimensi dimensi

Gambar 9 Impeller Radial Garrett TA31 CAD Gambar 9 Impeller Radial Garrett TA31 CAD Sedangkan untuk gambar CAD Sedangkan untuk gambar CAD Housing Impeller Garrrett TA31, dihasilkan Housing Impeller Garrrett TA31, dihasilkan dari

dari editingediting pada Housing Impeller Garrett T28 pada Housing Impeller Garrett T28 dengan menyesuaikan ukuran dari Impeller dengan menyesuaikan ukuran dari Impeller Radial Garrett TA31. Housing Impeller Garrett Radial Garrett TA31. Housing Impeller Garrett TA31 memiliki rasio AR 0,6 sedangkan TA31 memiliki rasio AR 0,6 sedangkan Housing Impeller Garrett TA31 memiliki rasio Housing Impeller Garrett TA31 memiliki rasio AR 0,5. Perbedaan rasio AR yang tidak terlalu AR 0,5. Perbedaan rasio AR yang tidak terlalu  jauh itulah

 jauh itulah yang menjadikan yang menjadikan Housing IHousing Impellermpeller Garrett T28 dipilih untuk kemudian diedit dan Garrett T28 dipilih untuk kemudian diedit dan disesuaikan dengan Impeller Garrett TA31 disesuaikan dengan Impeller Garrett TA31 yang telah didesain.

yang telah didesain.

Gambar 10 Impeller Housing Garrett Gambar 10 Impeller Housing Garrett

TA31 TA31 b.

b. Membuat LidsMembuat Lids

Lids digunakan sebagai batasan ruang Lids digunakan sebagai batasan ruang lingkup aliran fluida yang disimulasi lingkup aliran fluida yang disimulasi menggunakan CFD. Sebelem muncul menu menggunakan CFD. Sebelem muncul menu lids, flow simulation harus diaktifkan terlebih lids, flow simulation harus diaktifkan terlebih dahulu pada SolidWorks 2011 dengan cara dahulu pada SolidWorks 2011 dengan cara Tools > Add Ins > Flow Simu

Tools > Add Ins > Flow Simu lation.lation.

Pada pengujian ini, lids inlet dibuat Pada pengujian ini, lids inlet dibuat  pada

 pada bagian bagian inlet inlet kompresor kompresor dan dan lids lids outletoutlet dibuat pada bagian outlet kompresor.

(5)

Gambar 10 Lids pada alat uji Gambar 10 Lids pada alat uji c.

c. Membuat proyek baruMembuat proyek baru

Proyek baru dibuat dengan Proyek baru dibuat dengan menggunakan menu Wizard. Berikut settingan menggunakan menu Wizard. Berikut settingan  boundary

 boundary condition condition pada pada menu menu wizard. wizard. MenuMenu rotasi global diaktifkan dengan memasukkan rotasi global diaktifkan dengan memasukkan nilai kecepatan angular rata-rata keseluruhan nilai kecepatan angular rata-rata keseluruhan eksperimen tahap pertama 2252,31 rad/s. eksperimen tahap pertama 2252,31 rad/s. Sumbu referensi adalsh Z. Perbedaan antara Sumbu referensi adalsh Z. Perbedaan antara rotasi global dan rotasi lokal adalah asumsi rotasi global dan rotasi lokal adalah asumsi objek kajian yang berotasi. Bila pada rotasi objek kajian yang berotasi. Bila pada rotasi global, semua objek kajian dianggap berotasi global, semua objek kajian dianggap berotasi dan pada boundary condition input, harus ada dan pada boundary condition input, harus ada objek yang dijadikan wall (stator atau tidak objek yang dijadikan wall (stator atau tidak  berotasi).

 berotasi). Hal Hal ini ini berkebalikan berkebalikan dengan dengan rotasirotasi lokal. Rotasi lokal menganggap semua objek lokal. Rotasi lokal menganggap semua objek diam dan pada boundary condition input harus diam dan pada boundary condition input harus dipilih objek yang berotasi.

dipilih objek yang berotasi.

Fluidanya adalah udara dengan aliran Fluidanya adalah udara dengan aliran yang turbulen dan laminar. Kondisi wall yang turbulen dan laminar. Kondisi wall dianggap adiabatis, yang atinya tidak ada dianggap adiabatis, yang atinya tidak ada  perpindahan

 perpindahan panas. panas. Pada Pada simulasi simulasi ini ini wallwall diangggap adiabatis karena faktor perpindahan diangggap adiabatis karena faktor perpindahan  panas

 panas tidak tidak terlalu terlalu berpengaruh berpengaruh pada pada simulasisimulasi ini. Sedangkan kekasaran permukaan bidang ini. Sedangkan kekasaran permukaan bidang objek dianggap 0. Kondisi awal disetting objek dianggap 0. Kondisi awal disetting default.

default.

Gambar 11 Tipe Analisis Simulasi Gambar 11 Tipe Analisis Simulasi d.

d. MenspesifikasikanMenspesifikasikan boundary conditionboundary condition

• Inlet Volume FlowInlet Volume Flow Pada

Pada boundary conditionboundary condition  inlet volume  inlet volume flow, bagian dalam dari lids inlet flow, bagian dalam dari lids inlet dipilih. Kemudian dimasukkan nilai dipilih. Kemudian dimasukkan nilai volume aliran absolut seragam sebesar volume aliran absolut seragam sebesar 0,055

0,055





//

   yang yang arahnya arahnya normalnormal terhadap lids inlet. Sumbu referensi terhadap lids inlet. Sumbu referensi adalah X.

adalah X.

Gambar 12 Boundary Condition Inlet Gambar 12 Boundary Condition Inlet

• Tekanan LingkunganTekanan Lingkungan Pada

Pada boundary conditionboundary condition  tekanan  tekanan lingkungan, bagian dalam dari lids lingkungan, bagian dalam dari lids outlet dipilih. Kemudian dipilih tekanan outlet dipilih. Kemudian dipilih tekanan lingkungan dengan nilai default (P = lingkungan dengan nilai default (P = 101.325 Pa, T = 293,2). Pilihan tekanan 101.325 Pa, T = 293,2). Pilihan tekanan  potensial

 potensial dipilih dipilih karena karena terdapatterdapat tekanan dinamik yang cukup besar tekanan dinamik yang cukup besar sehingga mempengaruhi besarnya sehingga mempengaruhi besarnya tekanan total pada daerah outlet. Sumbu tekanan total pada daerah outlet. Sumbu referensi adalah X.

referensi adalah X.

Gambar 13 Boundary Condition Outlet Gambar 13 Boundary Condition Outlet

• WallWall Pada

Pada boundary boundary conditioncondition   wall,wall, komponen Housing Impeller Garrett komponen Housing Impeller Garrett TA31 dan back cover Housing Impeller TA31 dan back cover Housing Impeller Garrett TA31 dipilih. Kemudian Garrett TA31 dipilih. Kemudian dilakukan filter permukaan dan dilakukan filter permukaan dan menjadikan komponen yang dipilih wall menjadikan komponen yang dipilih wall > stator. Filter permukaan dilakukan > stator. Filter permukaan dilakukan untuk memastikan hanya permukaan untuk memastikan hanya permukaan yang memiliki kontak dengan fluida yang memiliki kontak dengan fluida saja yang terpilih (Filter Face > Remove saja yang terpilih (Filter Face > Remove Outer Face > Keep outer Outer Face > Keep outer face-contacting face). Sumbu referensi contacting face). Sumbu referensi adalah Z.

adalah Z.

Gambar 14 Boundary Condition Wall Gambar 14 Boundary Condition Wall

(6)

e.

e. Menentukan Tujuan ProyekMenentukan Tujuan Proyek

• Tekanan Inlet Total Rata-rataTekanan Inlet Total Rata-rata

 ( (



))

Tekanan inlet total rata-rata berada Tekanan inlet total rata-rata berada  pada permukaan dalam lids inlet (inlet  pada permukaan dalam lids inlet (inlet

kompresor). kompresor). •

• Tekanan Outlet Total Rata-rataTekanan Outlet Total Rata-rata

((



))

Tekanan outlet total rata-rata berada Tekanan outlet total rata-rata berada  pada permukaan dalam lids outlet atau  pada permukaan dalam lids outlet atau

sisi

sisi dischargedischarge kompresor. kompresor. •

• Temperatur Inlet Total Rata-rata (T1)Temperatur Inlet Total Rata-rata (T1) Temperatur inlet total rata-rata berada Temperatur inlet total rata-rata berada  pada permukaan dalam lids inlet (inlet  pada permukaan dalam lids inlet (inlet

kompresor). kompresor). •

• Temperatur Outlet Total Rata-rataTemperatur Outlet Total Rata-rata (T2)

(T2)

Tekanan outlet total rata-rata berada Tekanan outlet total rata-rata berada  pada permukaan dalam lids outlet atau  pada permukaan dalam lids outlet atau

sisi

sisi dischargedischarge kompresor. kompresor. •

• Rasio Tekanan KompresorRasio Tekanan Kompresor

((



))

Rasio tekanan kompesor adalah Rasio tekanan kompesor adalah





 � �  







 � �  







(1)(1)

• Efisiensi IsentropisEfisiensi Isentropis

Efisiensi isentropis kompresor adalah Efisiensi isentropis kompresor adalah

  �� 







 − −













 − 1100%

 − 1100% ((22))

Pembahasan dan Analisis Pembahasan dan Analisis Data Hasil Eksperimen Data Hasil Eksperimen

Data hasil eksperimen adalah data Data hasil eksperimen adalah data yang terkait dengan kontrol saat pengujian dan yang terkait dengan kontrol saat pengujian dan data-data yang diperlukan untuk digunakan data-data yang diperlukan untuk digunakan sebagai input CFD. TIT (Turbine Inlet sebagai input CFD. TIT (Turbine Inlet Temperature sebagai kontrol saat pengujian. Temperature sebagai kontrol saat pengujian. Sedangkan, N (frekuensi putar impeller), v Sedangkan, N (frekuensi putar impeller), v (kecepatan aksial udara), air flowrate, dan (kecepatan aksial udara), air flowrate, dan

tekanan output kompresor adalah data-data tekanan output kompresor adalah data-data yang diperlukan untuk input CFD. Volume yang diperlukan untuk input CFD. Volume fuel awal, volume fuel akhir diperlukan untuk fuel awal, volume fuel akhir diperlukan untuk mengetahui

mengetahui  flow  flow raterate solar. Nilai N padasolar. Nilai N pada eksperimen kelima dan keenam tidak tercatat eksperimen kelima dan keenam tidak tercatat dikarenakan

dikarenakan tachometertachometer mengalami kerusakan.mengalami kerusakan. Volume fuel awal dan volume fuel Volume fuel awal dan volume fuel akhir diperlukan untuk mengetahui besarnya akhir diperlukan untuk mengetahui besarnya flow rate bahan bakar. Waktu running di setiap flow rate bahan bakar. Waktu running di setiap eksperimen berbeda – beda karena pada saat eksperimen berbeda – beda karena pada saat  percobaan

 percobaan sering sering terjadi terjadi beberapa beberapa kendalakendala seperti bahan bakar yang habis saat running, seperti bahan bakar yang habis saat running, air pada heat exchanger sudah

air pada heat exchanger sudah menguap hinggamenguap hingga keluar shell, dan annulus yang terlepas. Selain keluar shell, dan annulus yang terlepas. Selain itu, waktu running tidak memiliki dampak itu, waktu running tidak memiliki dampak terhadap data – data

terhadap data – data yang diperlukan.yang diperlukan.

Eksperimen pertama dilakukan Eksperimen pertama dilakukan dengan volume fuel akhir yang berbeda – beda dengan volume fuel akhir yang berbeda – beda karena setelah mendapatkan data pertama pada karena setelah mendapatkan data pertama pada eksperimen pertama, turbin gas dimatikan eksperimen pertama, turbin gas dimatikan setelah running selama 5 menit. Hal ini setelah running selama 5 menit. Hal ini dilakukan karena dikhawatirkan turbin gas dilakukan karena dikhawatirkan turbin gas mengalami overheat. Namun, setelah turbin mengalami overheat. Namun, setelah turbin gas dicoba running selama lebih dari 20 menit gas dicoba running selama lebih dari 20 menit tidak mengalami masalah overheat, maka pada tidak mengalami masalah overheat, maka pada eksperimen kedua dan seterusnya pengambilan eksperimen kedua dan seterusnya pengambilan data dilakukan lebih lama. Sehingga pada data dilakukan lebih lama. Sehingga pada esperimen kedua dan seterusnya didapatkan esperimen kedua dan seterusnya didapatkan volume akhir fuel sama. Temperatur output volume akhir fuel sama. Temperatur output kompresor (P1) rata-rata pada keseluruhan kompresor (P1) rata-rata pada keseluruhan eksperimen adalah 45°C. Hasil dari temperatur eksperimen adalah 45°C. Hasil dari temperatur output (T2) turbin rata-rata keseluruhan output (T2) turbin rata-rata keseluruhan eksperimen adalah 232,12°C.

eksperimen adalah 232,12°C.

Tabel 1 Eksperimen 1 (running 5 menit) Tabel 1 Eksperimen 1 (running 5 menit)

No. No. Volume Volume fuel awal fuel awal Volume Volume akhir akhir f f vv Air Air Flow Flow Rate Rate Poutput Poutput kompresor

kompresor TITTIT

P P fuel fuel (mL)

(mL) (mL) (mL) (Hz) (Hz) (mps) (mps) (CMM) (CMM) (mbar) (mbar) (C) (C) (bar)(bar) 1 1 500 500 405 405 380 380 10 10 2,7 2,7 20 20 300 300 1717 2 2 315 315 260 260 7,9 7,9 2,1 2,1 25 25 420 420 1818 3 3 310 310 196 196 9,4 9,4 2,5 2,5 10 10 460 460 1818 4 4 270 270 347 347 11 11 3 3 20 20 500 500 1717 5 5 250 250 296 296 11,1 11,1 2,9 2,9 20 20 600 600 1818 6 6 280 280 399 399 10 10 2,6 2,6 20 20 600 600 1818

(7)

Tabel 2 Eksperimen 2 (running 20

Tabel 2 Eksperimen 2 (running 20 menit)menit)

No. No. Volume Volume fuel awal fuel awal Volume Volume akhir akhir f f vv Air Air Volume Volume Rate Rate Poutput Poutput kompresor

kompresor TITTIT

P P fuel fuel (mL)

(mL) (mL) (mL) (Hz) (Hz) (mps) (mps) (CMM) (CMM) (mbar) (mbar) (C) (C) (bar)(bar) 1 1 1000 690 1000 690 395 395 8,1 8,1 2,7 2,7 20 20 344 344 1717 2 2 314 314 9,7 9,7 2,5 2,5 20 20 356 356 1818 3 3 328 328 12,6 12,6 3,3 3,3 25 25 318 318 1818 4 4 410 410 12,4 12,4 3,3 3,3 25 25 302 302 1717 5 5 505 505 10,9 10,9 2,9 2,9 30 30 359 359 1818 6 6 467 467 8,3 8,3 2,3 2,3 30 30 370 370 1818

Tabel.3 Eksperimen 3 (running 20 menit) Tabel.3 Eksperimen 3 (running 20 menit)

No. No. Volume Volume fuel awal fuel awal Volume Volume akhir akhir f f vv Air Air Flow Flow Rate Rate Poutput Poutput kompresor

kompresor TITTIT

P P fuel fuel (mL)

(mL) (mL) (mL) (Hz) (Hz) (mps) (mps) (CMM) (CMM) (mbar) (mbar) (C) (C) (bar)(bar) 1 1 1000 520 1000 520 260 260 7,3 7,3 2 2 20 20 370 370 1616 2 2 282 282 11,6 11,6 3,1 3,1 25 25 325 325 1616 3 3 395 395 14,6 14,6 3,9 3,9 25 25 390 390 1717 4 4 400 400 14,6 14,6 3,9 3,9 25 25 328 328 1717 5 5 400 400 14,6 14,6 3,9 3,9 30 30 330 330 1717 6 6 430 430 14,5 14,5 3,9 3,9 30 30 343 343 1818 7 7 433 433 13,4 13,4 3,5 3,5 30 30 336 336 1818 8 8 435 435 13,1 13,1 3,5 3,5 25 25 342 342 1818 9 9 452 452 14,3 14,3 3,7 3,7 25 25 349 349 1818 10 10 438 438 13 13 3,5 3,5 35 35 360 360 1818

Tabel 4 Eksperimen 4 (running 16,26

Tabel 4 Eksperimen 4 (running 16,26 menit)menit)

No. No. Volume Volume fuel awal fuel awal Volume Volume akhir akhir f f vv Air Flow Air Flow Rate Rate Poutput Poutput kompresor

kompresor TITTIT

P P fuel fuel (mL)

(mL) (mL) (mL) (Hz) (Hz) (mps) (mps) (CMM) (CMM) (mbar) (mbar) (C) (C) (bar)(bar) 1 1 1000 565 1000 565 341 341 13,2 13,2 3,5 3,5 35 35 329 329 1818 2 2 369 369 13,7 13,7 3,5 3,5 35 35 360 360 1818 3 3 200 200 13,9 13,9 3,7 3,7 25 25 429 429 1818 4 4 237 237 14,2 14,2 3,7 3,7 30 30 508 508 1818 5 5 268 268 15,7 15,7 4,3 4,3 35 35 340 340 1818 6 6 338 338 15,5 15,5 4,1 4,1 35 35 403 403 1818 7 7 386 386 15,4 15,4 4,1 4,1 35 35 433 433 1818 8 8 335 335 15,7 15,7 4,2 4,2 35 35 420 420 1818 9 9 394 394 14,4 14,4 3,3 3,3 35 35 412 412 1818 10 10 384 384 15 15 3,9 3,9 35 35 407 407 1818

(8)

Tabel 5 Eksperimen 5 (running 13,33

Tabel 5 Eksperimen 5 (running 13,33 menit)menit)

No. No. Volume Volume fuel fuel awal awal Volume Volume akhir akhir f f vv Air Flow Air Flow Rate Rate Poutput Poutput kompresor

kompresor TITTIT

P P fuel fuel (mL)

(mL) (mL) (mL) (Hz) (Hz) (mps) (mps) (CMM) (CMM) (mbar) (mbar) (C) (C) (bar)(bar) 1 1 1000 470 1000 470 - 13,4 - 13,4 3,5 3,5 35 35 448 448 1717 2 2 - - 18,5 18,5 4,9 4,9 35 35 608 608 1717 3 3 - - 14,7 14,7 3,9 3,9 35 35 620 620 1717 4 4 - - 18,2 18,2 4,6 4,6 35 35 565 565 1717 5 5 - - 17,8 17,8 4,8 4,8 30 30 640 640 1717 6 6 - - 16,8 16,8 4,4 4,4 25 25 550 550 1717 7 7 - - 13,4 13,4 3,4 3,4 45 45 608 608 1717

Tabel 6 Eksperimen 6 (running 20,45

Tabel 6 Eksperimen 6 (running 20,45 menit)menit)

No. No. Volume Volume fuel awal fuel awal Volume Volume akhir akhir f f vv Air Flow Air Flow Rate Rate Poutput Poutput kompresor

kompresor TIT TIT P P fuelfuel (mL)

(mL) (mL) (mL) (Hz) (Hz) (mps) (mps) (CMM) (CMM) (mbar) (mbar) (C) (C) (bar)(bar) 1 1 1000 450 1000 450 - - 18,4 18,4 2,6 2,6 30 30 360 360 1717 2 2 - - 13,2 13,2 3,4 3,4 30 30 390 390 1717 3 3 - - 11,9 11,9 3,3 3,3 30 30 400 400 1717 4 4 - - 12,7 12,7 3,4 3,4 30 30 483 483 1717 5 5 - - 11,5 11,5 3,1 3,1 30 30 430 430 1717 6 6 - - 12,8 12,8 3,3 3,3 30 30 370 370 1717 7 7 - - 14,2 14,2 3,3 3,3 30 30 400 400 1717 8 8 - - 12,4 12,4 3,5 3,5 35 35 420 420 1717 9 9 - - 12,4 12,4 3,3 3,3 35 35 405 405 1717 10 10 - - 11,6 11,6 3,1 3,1 35 35 400 400 1717 11 11 -- 12,5 12,5 3,4 3,4 35 35 400 400 1717 12 12 - - 3,6 3,6 0,5 0,5 35 35 380 380 1717 13 13 - - 4,9 4,9 1,3 1,3 35 35 390 390 1717 14 14 - - 6,2 6,2 2 2 35 35 400 400 1717 Pengolahan Data Pengolahan Data

Variabel – variabel pada pengolahan data Variabel – variabel pada pengolahan data hasil eksperimen merupakan variabel – hasil eksperimen merupakan variabel – variabel yang perlu diketahui untuk memberi variabel yang perlu diketahui untuk memberi gambaran unjuk kerja dari kompresor. Tabel gambaran unjuk kerja dari kompresor. Tabel  pengolahan

 pengolahan dataNilai dataNilai fuel fuel flow flow rate rate adalahadalah variabel yang dikontrol melalui

variabel yang dikontrol melalui control valvecontrol valve

untuk mendapatkan TIT yang diinginkan. AFR untuk mendapatkan TIT yang diinginkan. AFR adalah variabel yang menunjukkan rasio adalah variabel yang menunjukkan rasio udara:solar. AFR perlu didapatkan untuk udara:solar. AFR perlu didapatkan untuk mengetahui kemampuan kompresor mensuplai mengetahui kemampuan kompresor mensuplai udara terhadap solar di ruang bakar. P1/P0 udara terhadap solar di ruang bakar. P1/P0 adalah rasio tekanan dari kompresor. adalah rasio tekanan dari kompresor.

Tabel 7 Pengolahan Data 1 Tabel 7 Pengolahan Data 1 No.

No.

Fuel flow Fuel flow

rate

rate



 fuel fuel

  

air air AFR AFR p1/p0 p1/p0 NN (mL/min) (mL/min) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) rpmrpm 1 1 19 19 0,00026 0,00026 0,050 0,050 195,6 195,6 1,021,02 2280022800 2 2 37 37 0,0005 0,0005 0,039 0,039 78,11 78,11 1,0251,025 1560015600

(9)

3 3 38 38 0,00052 0,00052 0,047 0,047 90,54 90,54 1,011,01 1176011760 4 4 46 46 0,00062 0,00062 0,056 0,056 89,75 89,75 1,021,02 2082020820 5 5 50 50 0,00068 0,00068 0,054 0,054 79,82 79,82 1,021,02 1776017760 6 6 44 44 0,0006 0,0006 0,049 0,049 81,32 81,32 1,021,02 2394023940 Average Average 39 39 0,00053 0,00053 0,049 0,049 102,5 102,5 1,019 1,019 1878018780

Tabel 8 Pengolahan Data 2 Tabel 8 Pengolahan Data 2 No.

No.

Fuel flow Fuel flow

rate

rate



 fuel fuel

  

air air AFR AFR p1/p0 p1/p0 NN (mL/min) (mL/min) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) rpmrpm 1 1 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,050 0,050 239,72 239,72 1,021,02 2370023700 2 2 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,047 0,047 221,97 221,97 1,021,02 1884018840 3 3 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,062 0,062 293,00 293,00 1,0251,025 1968019680 4 4 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,062 0,062 293,00 293,00 1,0251,025 2460024600 5 5 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,054 0,054 257,48 257,48 1,031,03 3030030300 6 6 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,043 0,043 204,21 204,21 1,031,03 2802028020 Average Average 15,5 15,5 0,00021 0,00021 0,053 0,053 251,56 251,56 1,025 1,025 2419024190 Tabel 9 Pengolahan Data 3

Tabel 9 Pengolahan Data 3

No. No.

Fuel flow Fuel flow

rate

rate

  

 fuel fuel

  

air air AFR AFR p1/p0 p1/p0 NN (mL/min) (mL/min) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) rpmrpm 1 1 24 24 0,00033 0,00033 0,073 0,073 223,63 223,63 1,031,03 1560015600 2 2 24 24 0,00033 0,00033 0,073 0,073 223,63 223,63 1,031,03 1692016920 3 3 24 24 0,00033 0,00033 0,065 0,065 200,70 200,70 1,031,03 2370023700 4 4 24 24 0,00033 0,00033 0,065 0,065 200,70 200,70 1,0251,025 2400024000 5 5 24 24 0,00033 0,00033 0,069 0,069 212,16 212,16 1,0251,025 2400024000 6 6 24 24 0,00033 0,00033 0,065 0,065 200,70 200,70 1,0351,035 2580025800 7 7 24 24 0,00033 0,00033 0,069 0,069 210,25 210,25 1,0291,029 2598025980 8 8 24 24 0,00033 0,00033 0,068 0,068 208,02 208,02 1,0291,029 2610026100 9 9 24 24 0,00033 0,00033 0,067 0,067 205,42 205,42 1,0291,029 2712027120 10 10 24 24 0,00033 0,00033 0,067 0,067 206,21 206,21 1,0291,029 2628026280 Average Average 24 24 0,00033 0,00033 0,068 0,068 209,14 209,14 1,0291 1,0291 2355023550 Tabel 10 Pengolahan Data 4

Tabel 10 Pengolahan Data 4

No. No.

Fuel flow Fuel flow

rate

rate



 fuel fuel

  

air air AFR AFR p1/p0 p1/p0 NN (mL/min) (mL/min) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) rpmrpm 1 1 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,065 0,065 180,04 180,04 1,0351,035 2046020460 2 2 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,065 0,065 180,04 180,04 1,0351,035 2214022140 3 3 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,069 0,069 190,33 190,33 1,0251,025 1200012000 4 4 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,069 0,069 190,33 190,33 1,031,03 1422014220 5 5 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,080 0,080 221,20 221,20 1,0351,035 1608016080 6 6 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,077 0,077 210,91 210,91 1,0351,035 2028020280 7 7 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,077 0,077 210,91 210,91 1,0351,035 2316023160

(10)

8 8 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,079 0,079 216,05 216,05 1,0351,035 2010020100 9 9 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,062 0,062 169,76 169,76 1,0351,035 2364023640 10 10 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,073 0,073 200,62 200,62 1,0351,035 2304023040 Average Average 26,753 26,753 0,00036 0,00036 0,072 0,072 197,02 197,02 1,034 1,034 1951219512 Tabel 11 Pengolahan Data 5

Tabel 11 Pengolahan Data 5 No.

No.

Fuel flow Fuel flow

rate

rate m m fuel fuel m m air air AFR AFR p1/pop1/po  N N (mL/min) (mL/min) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) rpmrpm 1 1 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0654 0,0654 121,14 121,14 1,0351,035 --2 2 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0916 0,0916 169,60 169,60 1,0351,035 --3 3 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0729 0,0729 134,99 134,99 1,0351,035 --4 4 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0860 0,0860 159,22 159,22 1,031,03 --5 5 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0897 0,0897 166,14 166,14 1,0251,025 --6 6 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0823 0,0823 152,30 152,30 1,0451,045 --7 7 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0636 0,0636 117,68 117,68 11 --Average Average 39,760 39,760 0,00054 0,00054 0,0813 0,0813 150,56 150,56 1,034 1,034 --Tabel 12 Pengo;ahan data 6

Tabel 12 Pengo;ahan data 6

No. No.

Fuel flow Fuel flow

rate

rate



 fuel fuel

  

air air AFR AFR p1/p0 p1/p0 NN (mL/min) (mL/min) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) rpmrpm 1 1 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,049 0,049 133,04 133,04 1,031,03 --2 2 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,064 0,064 173,98 173,98 1,031,03 --3 3 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,062 0,062 168,86 168,86 1,031,03 --4 4 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,064 0,064 173,98 173,98 1,031,03 --5 5 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,058 0,058 158,63 158,63 1,031,03 --6 6 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,062 0,062 168,86 168,86 1,031,03 --7 7 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,062 0,062 168,86 168,86 1,031,03 --8 8 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,065 0,065 179,09 179,09 1,0351,035 --9 9 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,062 0,062 168,86 168,86 1,0351,035 --10 10 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,058 0,058 158,63 158,63 1,0351,035 --11 11 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,064 0,064 173,98 173,98 1,0351,035 --12 12 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,009 0,009 25,58 25,58 1,0351,035 --13 13 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,024 0,024 66,52 66,52 1,0351,035 --14 14 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,037 0,037 102,34 102,34 1,0351,035 --Average Average 26,89 26,89 0,00037 0,00037 0,050 0,050 137,13 137,13 1,0335 1,0335

--Grafik Pengolahan Data Grafik Pengolahan Data

Tabel hasil eksperimen dan Tabel hasil eksperimen dan  pengolahan

 pengolahan data data pada pada subbab subbab 4.1 4.1 dan dan 4.24.2 disusun kembali berdasarkan TIT yang telah disusun kembali berdasarkan TIT yang telah ditentukan pada kondisi pengujian (subbab ditentukan pada kondisi pengujian (subbab 3.3). Nilai rata-rata dari tiap TIT percobaan 3.3). Nilai rata-rata dari tiap TIT percobaan dijadikan sumbu hosrizontal sedangkan dijadikan sumbu hosrizontal sedangkan

variabel N,

variabel N, air flow rateair flow rate,, pressure ratio, AFR, pressure ratio, AFR, dan

dan fuel flow rate fuel flow rate dijadikan sumbu vertikal. dijadikan sumbu vertikal. Grafik selain digunakan untuk Grafik selain digunakan untuk menunjukkan unjuk kerja dari kompresor menunjukkan unjuk kerja dari kompresor sentrifugal, juga digunakan untuk sentrifugal, juga digunakan untuk membandingkan data antara eksperimen membandingkan data antara eksperimen sehingga dapat diketahui eksperimen yang sehingga dapat diketahui eksperimen yang

(11)

memiliki data yang error. Jadi, dari pengolahan memiliki data yang error. Jadi, dari pengolahan data didapatkan grafik TIT vs N, TIT vs data didapatkan grafik TIT vs N, TIT vs  fuel fuel  fow

 fow raterate, TIT vs, TIT vs air flow rateair flow rate, TIT vs AFR,, TIT vs AFR,

TIT vs

TIT vs  pressure  pressure ratioratio, dan, dan air flow rateair flow rate vsvs  pressure ratio

 pressure ratio..

..

Tabel 13 Pengolahan Data dengan TIT acuan 300°C Tabel 13 Pengolahan Data dengan TIT acuan 300°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1 1 300 300 300 300 2,7 2,7 22800 22800 1,02 1,02 19 19 195,6195,6 2 2 318 318 3,3 3,3 19680 19680 1,025 1,025 15,5 15,5 293293 3 3 302 302 3,3 3,3 24600 24600 1,025 1,025 15,5 15,5 293293 4 4 325 325 3,1 3,1 16920 16920 1,03 1,03 24 24 223,63223,63 Average Average 311,25 311,25 3,1 3,1 21000 21000 1,025 1,025 18,5 18,5 251,31251,31

Tabel.14 Pengolahan Data dengan TIT acuan 350°C Tabel.14 Pengolahan Data dengan TIT acuan 350°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1 1 350 350 344 344 2,7 2,7 23700 23700 1,02 1,02 15,5 15,5 239,72239,72 2 2 359 359 2,9 2,9 30300 30300 1,03 1,03 15,5 15,5 257,48257,48 3 3 370 370 2,3 2,3 15600 15600 1,03 1,03 24 24 223,63223,63 4 4 328 328 3,9 3,9 24000 24000 1,025 1,025 24 24 200,7200,7 5 5 330 330 3,9 3,9 25800 25800 1,025 1,025 24 24 212,16212,16 6 6 343 343 3,9 3,9 25980 25980 1,035 1,035 24 24 200,7200,7 7 7 336 336 3,5 3,5 26100 26100 1,029 1,029 24 24 210,25210,25 8 8 342 342 3,5 3,5 27120 27120 1,029 1,029 24 24 208,02208,02 9 9 349 349 3,7 3,7 26280 26280 1,029 1,029 24 24 205,42205,42 10 10 360 360 3,5 3,5 20460 20460 1,029 1,029 24 24 206,21206,21 11 11 329 329 3,5 3,5 22140 22140 1,035 1,035 26,753 26,753 180,04180,04 12 12 360 360 3,5 3,5 16080 16080 1,035 1,035 26,753 26,753 180,04180,04 13 13 340 340 4,3 4,3 - - 1,035 1,035 26,753 26,753 221,2221,2 14 14 360 360 2,6 2,6 - - 1,03 1,03 26,89 26,89 133,04133,04 15 15 370 370 3,3 3,3 - - 1,03 1,03 26,89 26,89 168,86168,86 Average 348 Average 348 3,40 3,40 23630 23630 1,03 1,03 23,80 23,80 203,16203,16

(12)

Tabel 15 Pengolahan Data dengan TIT acuan 400°C Tabel 15 Pengolahan Data dengan TIT acuan 400°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1 1 400 400 390 390 3,9 3,9 23700 23700 1,03 1,03 24 24 200,7200,7 2 2 403 403 4,1 4,1 20280 20280 1,035 1,035 26,753 26,753 210,91210,91 3 3 420 420 4,2 4,2 20100 20100 1,035 1,035 26,753 26,753 216,05216,05 4 4 412 412 3,3 3,3 23640 23640 1,035 1,035 26,753 26,753 169,76169,76 5 5 407 407 3,9 3,9 23040 23040 1,035 1,035 26,753 26,753 200,62200,62 6 6 390 390 3,4 3,4 - - 1,03 1,03 26,89 26,89 173,98173,98 7 7 400 400 3,3 3,3 - - 1,03 1,03 26,89 26,89 168,86168,86 8 8 400 400 3,3 3,3 - - 1,03 1,03 26,89 26,89 168,86168,86 9 9 420 420 3,5 3,5 - - 1,035 1,035 26,89 26,89 179,09179,09 10 10 405 405 3,3 3,3 - - 1,035 1,035 26,89 26,89 168,86168,86 11 11 400 400 3,1 3,1 - - 1,035 1,035 26,89 26,89 158,63158,63 12 12 400 400 3,4 3,4 - - 1,035 1,035 26,89 26,89 173,98173,98 Average Average 403,92 403,92 3,56 3,56 22152 22152 1,033 1,033 26,60 26,60 182,53182,53

Tabel 16 Pengolahan Data dengan TIT acuan 450°C Tabel 16 Pengolahan Data dengan TIT acuan 450°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1 1 450 450 429 429 3,7 3,7 12000 12000 1,025 1,025 26,753 26,753 190,33190,33 2 2 433 433 4,1 4,1 23160 23160 1,035 1,035 39,76 39,76 210,91210,91 3 3 448 448 3,5 3,5 - - 1,035 1,035 26,89 26,89 121,14121,14 4 4 430 430 3,1 3,1 - - 1,03 1,03 26,89 26,89 158,63158,63 Average 435 Average 435 3,6 3,6 17580 17580 1,031 1,031 30,07 30,07 170,25170,25

Tabel 17 Pengolahan Data dengan TIT acuan 500°C Tabel 17 Pengolahan Data dengan TIT acuan 500°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1

1 500500 508 508 3,7 3,7 14220 14220 1,03 1,03 26,753 26,753 190,33190,33 Average 508

Average 508 3,7 3,7 14220 14220 1,03 1,03 26,75 26,75 190,33190,33

Tabel 18 Pengolahan Data dengan TIT acuan 550°C Tabel 18 Pengolahan Data dengan TIT acuan 550°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1 1 550 550 565 565 4,6 4,6 - - 1,03 1,03 39,76 39,76 159,22159,22 2 2 550 550 4,4 4,4 - - 1,045 1,045 39,76 39,76 152,3152,3 Average Average 557,5 557,5 4,5 4,5 - - 1,038 1,038 39,76 39,76 155,76155,76

(13)

Tabel 19 Pengolahan Data dengan TIT acuan 600°C Tabel 19 Pengolahan Data dengan TIT acuan 600°C

No No TITTIT (°C)acuan (°C)acuan TIT TIT (°C)percobaan (°C)percobaan Air Flow Air Flow Rate Rate (CMM) (CMM) N (rpm) N (rpm) PressurePressure Ratio Ratio

fuel flow rate fuel flow rate

(mL/min)

(mL/min) AFRAFR 1

1 600600 608 608 4,9 4,9 - - 1,035 1,035 39,76 39,76 169,6169,6 Average

Average 608 608 4,9 4,9 - - 1,035 1,035 39,76 39,76 169,6169,6

Gambar 15 menunjukkan grafik TIT Gambar 15 menunjukkan grafik TIT vs N hasil eksperimen memiliki kecendrungan vs N hasil eksperimen memiliki kecendrungan  berbanding

 berbanding terbalik. terbalik. Grafik Grafik tersebuttersebut seharusnya berbanding lurus, karena semakin seharusnya berbanding lurus, karena semakin tinggi temperatur inlet turbin, semakin tinggi tinggi temperatur inlet turbin, semakin tinggi  pula

 pula energi energi kalor kalor yang yang dihasilkan dihasilkan untukuntuk memutar turbin, sesuai dengan persamaan (3) memutar turbin, sesuai dengan persamaan (3)

  � � ∆

∆

(3)(3)

Fiber optik merupakan alat ukur yang Fiber optik merupakan alat ukur yang sangat sensitif. Jarak fiber optik , yang sangat sensitif. Jarak fiber optik , yang digunakan pada percobaan ini dan objek yang digunakan pada percobaan ini dan objek yang akan diukur adalah 1 mm. Jarak yang terlalu akan diukur adalah 1 mm. Jarak yang terlalu  jauh

 jauh atau atau terlalu terlalu dekat dekat sangat sangat mempengaruhimempengaruhi hasil yang data yang didapat. Dari data hasil hasil yang data yang didapat. Dari data hasil eksperimen diketahui bahwa N yang eksperimen diketahui bahwa N yang didapatkan semakin menurun seiring dengan didapatkan semakin menurun seiring dengan  berrtambahnya ju

 berrtambahnya ju mlah eksperimlah eksperimen. Jmen. Jadi, adi, dapatdapat disimpulkan bahwa seiring bertambahnya disimpulkan bahwa seiring bertambahnya eksperimen terjadi perubahan posisi pada fiber eksperimen terjadi perubahan posisi pada fiber optik. Fiber optik bergesekan dengan baut optik. Fiber optik bergesekan dengan baut kompresor hingga sensitivitasnya terus kompresor hingga sensitivitasnya terus menurun hingga pada eksperimen kelima dan menurun hingga pada eksperimen kelima dan keenam mengalami kerusakan.

keenam mengalami kerusakan.

Gambar 16 menunjukkan grafik TIT Gambar 16 menunjukkan grafik TIT vs

vs air flowair flow rate memiliki tren berbanding lurus.rate memiliki tren berbanding lurus. Hal ini berarti laju udara inlet kompresor Hal ini berarti laju udara inlet kompresor meningkat seiring dengan meningkatnya TIT. meningkat seiring dengan meningkatnya TIT. Gambar 16 dan gambar 17 saling terkait tetapi Gambar 16 dan gambar 17 saling terkait tetapi  pada

 pada gambar gambar 16 16 terlihat terlihat bahwa bahwa nilainilai air fuelair fuel

ratio

ratio  menurun seiring dengan meningkatnya  menurun seiring dengan meningkatnya TIT. Hal ini disebabkan oleh adanya

TIT. Hal ini disebabkan oleh adanya  surge surge  pada

 pada annulus annulus Turbin Turbin Gas Gas Mikro Mikro Proto Proto X-2.X-2. Sehingga mengganggu suplai udara ke ruang Sehingga mengganggu suplai udara ke ruang  bakar.

 bakar. Akibatnya Akibatnya besarnya besarnya peningkatan peningkatan lajulaju udara ke ruang bakar tidak sebesar peningkatan udara ke ruang bakar tidak sebesar peningkatan laju solar ke ruang bakar. Hal ini bisa dilihat laju solar ke ruang bakar. Hal ini bisa dilihat dengan membandingkan gambar 16 dan 17. dengan membandingkan gambar 16 dan 17.

Gambar 20 menunjukkan bahwa Gambar 20 menunjukkan bahwa kurva laju aliran udara masuk ke kompresor kurva laju aliran udara masuk ke kompresor tidak konsisten tetapi memiliki kecendrungan tidak konsisten tetapi memiliki kecendrungan  berbanding

 berbanding lurus lurus dengan dengan rasio rasio tekanan tekanan yangyang dihasilkan. Hal ini dikarenakan meningkatnya dihasilkan. Hal ini dikarenakan meningkatnya  putaran

 putaran impeller impeller menyebabkan menyebabkan laju laju udaraudara masuk semakin meningkat dan semakin masuk semakin meningkat dan semakin  banyak

 banyak udara udara yang yang bertumbukan bertumbukan dengandengan diffuser sehingga tekanan output semakin diffuser sehingga tekanan output semakin  besar.

 besar. Kekurangan Kekurangan jumlah jumlah data data yangyang didapatkan pada eksperimen menyebabkan didapatkan pada eksperimen menyebabkan grafik

grafik air flow rateair flow rate vsvs  pressure  pressure ratioratio  yang  yang dihasilkan tidak dapat menyerupai kurva dihasilkan tidak dapat menyerupai kurva kharakteristik

kharakteristik turbochargerturbocharger Garrett TA31.Garrett TA31. Pada keseluruhan grafik yang Pada keseluruhan grafik yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa perubahan dihasilkan dapat disimpulkan bahwa perubahan  posisi

 posisi pada pada fiber fiber optik optik dan dan adanya adanya surge surge padapada annulus Turbin Gas Mikro Proto X-2 annulus Turbin Gas Mikro Proto X-2 menyebabkan data eksperimen untuk N dan menyebabkan data eksperimen untuk N dan laju udara inlet ruang bakar

(14)

Gambar 15 Grafik TIT vs N Gambar 15 Grafik TIT vs N

Gambar 16 Grafik TIT vs Fuel Flo

Gambar 16 Grafik TIT vs Fuel Flo w Ratew Rate

����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� � ���� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ������    �    �     �     �   �   �   �   �    �    �     �     � ��� ���� ��� ����

������ ��� �� �

������ ��� �� �

�� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� � ���� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ������    �    �    �    �    �    �     �     �   �   �     �     �   �   �   �   �    �    �    �    �    �    �    �    �     �     �   �   �   �   �     �     �   �   �    �    �    �    �     �     � ��� ���� ��� ����

������ ��� �� ���� ���� ����

������ ��� �� ���� ���� ����

(15)

Gambar 17 Grafik TIT vs

Gambar 17 Grafik TIT vs air flow rateair flow rate

Gambar 18 Grafik TIT vs AFR Gambar 18 Grafik TIT vs AFR

� � ��� ��� � � ��� ��� � � ��� ��� � � ��� ��� � ���� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ������    �    �    �    �    �    �    �    �     �     �   �   �   �   �    �    �    �    �    �    �    �    �     �     �   �   �   �   �    �    �     �     � ��� ���� ��� ����

������ ��� �� ��� ���� ����

������ ��� �� ��� ���� ����

����� ����� ����� ����� ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ � ���� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ������    �    �    �    �    �    � ��� ���� ��� ����

������ ��� �� ���

������ ��� �� ���

(16)

Gambar 19 Grafik TIT vs Air Flo

Gambar 19 Grafik TIT vs Air Flo w Ratew Rate

Gambar 20 Grafik TIT vs Air Air Flo

Gambar 20 Grafik TIT vs Air Air Flo w Ratew Rate

����� ����� ����� ����� ����� ����� ���� ���� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ���� ���� � ���� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ������    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    � ��� ���� ��� ����

������ ��� �� �������� �����

������ ��� �� �������� �����

����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ���� ���� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ����� � ���� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ������    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    �    � ��� ���� ���� ����� ��� ���� ���� �����

��� ���� ���� �� �������� �����

��� ���� ���� �� �������� �����

(17)

Segitiga Kecepatan Segitiga Kecepatan

Gambar 21 Segitiga keceptan inlet dan outlet Gambar 21 Segitiga keceptan inlet dan outlet

 pada blade impeller radial T31  pada blade impeller radial T31

Kecepatan pada inlet impeller adalah Kecepatan pada inlet impeller adalah





 � � 

 

6060 �� 0,047421508

 0,047421508

6060

� 53,38/

� 53,38/





 � � 









 � � 53,38/

 53,38/

32,64 � 98,97/

32,64

 � 98,97/





 �  � 









 � � 98,97

 98,97

   32,64

  32,64

�� 83,34

 83,34



Kecepatan pada outlet impeller adalah Kecepatan pada outlet impeller adalah





 � � 

 

6060 �� 0,074921508

 0,074921508

6060

� 84,35/

� 84,35/





 � � 













′ ′ 



 + 1

 + 1 � �

  84,35

  84,35



63,5

63,5

26,5

26,5 + 1

 + 1 � �

 16,79

 16,79







 � � 







′ ′ 



 � �

 16,79

 16,79



26,5

26,5 � 33,67/

 � 33,67/





 �  � 



 − −



 � � 84,35

 84,35

 −− 16,79

 16,79



� 67,56/

� 67,56/





 � � 







′ ′ 



 � �

 16,79

 16,79



26,5

26,5 � � 33,67

 33,67







 � � 









 � �

 67,56

 67,56

63,5 �� 75,49

63,5



 75,49



Analisis CFD Analisis CFD Fenomena Fisik Fenomena Fisik

Gambar 22 Cut plot tekanan hasil simulasi Gambar 22 Cut plot tekanan hasil simulasi

SolidWorks 2011 SolidWorks 2011

Pada gambar 22 didapatkan tekanan Pada gambar 22 didapatkan tekanan statis tertinggi adalah 1,88 kPa dan tekanan statis tertinggi adalah 1,88 kPa dan tekanan statis terendah adalah 0,7 kPa. Titik merah statis terendah adalah 0,7 kPa. Titik merah  pada

 pada gambar gambar 4.9 4.9 menunjukkan menunjukkan titik titik tekanantekanan statis tertinggi dan titik biru menunjukkan titik statis tertinggi dan titik biru menunjukkan titik tekanan statis terendah. Yang terjadi pada tekanan statis terendah. Yang terjadi pada tekanan tinggi adalah banyaknya partikel udara tekanan tinggi adalah banyaknya partikel udara  pada

 pada kecepatan kecepatan tinggi tinggi yang yang tiba-tiba tiba-tiba berhentiberhenti  begitu

 begitu bertumbukan bertumbukan dengan dengan casing casing bagianbagian dalam. Akibatnya tekanan dinamik partikel dalam. Akibatnya tekanan dinamik partikel udara turun dan di tekanan statis partikel udara udara turun dan di tekanan statis partikel udara meningkat. Pada gambar 22 dan 24 terlihat meningkat. Pada gambar 22 dan 24 terlihat  bahwa

 bahwa titik titik tekanan tekanan statis statis tertinggi tertinggi memilikimemiliki  posisi

 posisi yang yang sama sama dengan dengan titik titik kecepatankecepatan terendah. Tekanan statis terendah berada pada terendah. Tekanan statis terendah berada pada daerah persimpangan saluran menuju keluar daerah persimpangan saluran menuju keluar kompresor dan saluran kembali ke kompresor. kompresor dan saluran kembali ke kompresor. Pada gambar 25 terlihat bahwa Pada gambar 25 terlihat bahwa  partikel

 partikel udara udara selalu selalu menuju menuju saluran saluran keluarkeluar kompresor. Hal ini dikarenakan terdapat kompresor. Hal ini dikarenakan terdapat  perbedaan

 perbedaan tekanan tekanan tinggi tinggi antara antara casing casing dandan saluran keluar kompresor. Semakin dekat saluran keluar kompresor. Semakin dekat daerah casing dengan saluran udara keluar daerah casing dengan saluran udara keluar kompresor, maka semakin besar perbedaan kompresor, maka semakin besar perbedaan tekanan yang timbul. Hal inilah ini juga tekanan yang timbul. Hal inilah ini juga dipengaruhi oleh geometri casing dimana luas dipengaruhi oleh geometri casing dimana luas  penampang

 penampang volute volute semakin semakin besar besar begitubegitu mendekati saluran keluar kompresor. Semakin mendekati saluran keluar kompresor. Semakin  besarnya

 besarnya volute volute menyebabkan menyebabkan partikel partikel udaraudara semakin banyak dan tekanan semakin tinggi semakin banyak dan tekanan semakin tinggi sehingga menimbulkan perbedaan tekanan sehingga menimbulkan perbedaan tekanan semakin tinggi.

semakin tinggi.

Gambar 23 Cut plot temperatur hasil simulasi Gambar 23 Cut plot temperatur hasil simulasi

SolidWorks 2011 SolidWorks 2011

(18)

Pada gambar 23 diketahui temperatur Pada gambar 23 diketahui temperatur tertinggi terletak di bagian terluar saluran tertinggi terletak di bagian terluar saluran keluar kompresor yaitu 316,02 K dan keluar kompresor yaitu 316,02 K dan temperatur terendah terletak di daerah temperatur terendah terletak di daerah  persimpangan

 persimpangan saluran saluran keluar keluar kompresor kompresor dandan saluran kembali ke kompresor yaitu 241,01 K. saluran kembali ke kompresor yaitu 241,01 K. Pada daerah persimpangan saluran keluar Pada daerah persimpangan saluran keluar kompresor dan saluran kembali ke kompresor kompresor dan saluran kembali ke kompresor terlihat bahwa luas penampang mengecil. Hal terlihat bahwa luas penampang mengecil. Hal menyebabkan kecepatan meningkat dan menyebabkan kecepatan meningkat dan menimbulkan tekanan menurun. Tekanan yang menimbulkan tekanan menurun. Tekanan yang menurun menimbulkan temperatur menurun. menurun menimbulkan temperatur menurun.

Gambar 24 Cut plot kecepatan hasil simulasi Gambar 24 Cut plot kecepatan hasil simulasi

SolidWorks 2011 SolidWorks 2011

Gambar 25 Vektor kecepatan hasil Gambar 25 Vektor kecepatan hasil

simulasi SolidWorks 2011 simulasi SolidWorks 2011

Pada gambar 25 terlihat bahwa pada Pada gambar 25 terlihat bahwa pada  persimpangan

 persimpangan saluran saluran keluar keluar kompresorkompresor terdapat pengurangan luas penampang keluar terdapat pengurangan luas penampang keluar kompresor dan beberapa fluida terdekat kompresor dan beberapa fluida terdekat saluran keluar kompresor langsung menuju saluran keluar kompresor langsung menuju saluran keluar kompresor begitu meninggalkan saluran keluar kompresor begitu meninggalkan impeller tanpa berotasi searah jarum jam impeller tanpa berotasi searah jarum jam terlebih dahulu. Kedua hal ini menyebabkan terlebih dahulu. Kedua hal ini menyebabkan separasi aliran di daerah persimpangan saluran separasi aliran di daerah persimpangan saluran keluar kompresor yang menyempit.

keluar kompresor yang menyempit. Rasio Tekanan

Rasio Tekanan

Rasio Tekanan kompresor outlet terhadap Rasio Tekanan kompresor outlet terhadap tekanan kompresor inlet adalah

tekanan kompresor inlet adalah





 � � 1 100 � � 0,0290,98/ + 1

 0,0290,98/ + 1

1

1

� � 1,028

1,028

Goal

Goal Name Name UnitUnit ValueValue Pressure

Pressure Ratio Ratio [ ]][ 1,161,16 Rasio tekanan menurut simulasi CFD Rasio tekanan menurut simulasi CFD 1,16. Nilai ini mendekati perhitungan eksak 1,16. Nilai ini mendekati perhitungan eksak tetapi tergolong tidak efisien. Hal ini tetapi tergolong tidak efisien. Hal ini dikarenakan masih terdapat daerah

dikarenakan masih terdapat daerah  surge surge pada pada annulus Turbin Gas Mikro Proto X-2. annulus Turbin Gas Mikro Proto X-2. Akibatnya suplai udara dari kompresor radial Akibatnya suplai udara dari kompresor radial Garrett TA31 belum maksimal dan pada Garrett TA31 belum maksimal dan pada  prakteknya

 prakteknya sebagian sebagian besar besar suplai suplai udara udara keke ruang bakar masih disuplai oleh blower.

ruang bakar masih disuplai oleh blower. Efisiensi Isentropis Kompresor

Efisiensi Isentropis Kompresor

Efisiensi isentropis kompresor adalah Efisiensi isentropis kompresor adalah





 � � 11

2 2 −−11







 − 1100%

 − 1100%

 Nilai

 Nilai efisiensi efisiensi isentropis isentropis secara secara eksakeksak adalah adalah T2 = 45°C T2 = 45°C





 � �   293,15

318,15 − 293,15 1,028

318,15 − 293,15

  293,15

1,028





 − 1100%

 − 1100%

� 9,1%

� 9,1%

 Nilai efisiensi isentropis berdasarkan  Nilai efisiensi isentropis berdasarkan simulasi CFD adalah

simulasi CFD adalah





 � �   293,2

316,02 −293,21,16

316,02 −293,2

  293,2

1,16





− − 1110

100% �

0% � 53%

53%

Berdasarkan perhitungan eksak dan Berdasarkan perhitungan eksak dan simulasi CFD diketahui bahwa nilai efisiensi simulasi CFD diketahui bahwa nilai efisiensi isentropis belum maksimal. Hal ini sesuai isentropis belum maksimal. Hal ini sesuai dengan kondisi di lapangan dimana suplai dengan kondisi di lapangan dimana suplai udara pada Turbin Gas Mikro Proto X-2 udara pada Turbin Gas Mikro Proto X-2 sebagian besar berasal dari blower dikarenakan sebagian besar berasal dari blower dikarenakan  pada

 pada annulus annulus masih masih terjadi terjadi surge surge sehinggasehingga menimbulkan backflow ke kompresor dan menimbulkan backflow ke kompresor dan kompresor belum dapat mensuplai udara untuk kompresor belum dapat mensuplai udara untuk turbin. Perbedaan nilai efisiensi isentropis turbin. Perbedaan nilai efisiensi isentropis eksak dan simulasi dikarenakan terdapat eksak dan simulasi dikarenakan terdapat  perbedaan

 perbedaan rasio rasio tekanan tekanan yang yang dihasilkan dihasilkan daridari  perhitungan eksak dan simulasi.

 perhitungan eksak dan simulasi. Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan dari penelitian ini adalah Kesimpulan dari penelitian ini adalah a.

a. Kekurangan jumlah data yang didapatkanKekurangan jumlah data yang didapatkan  pada eksperimen

 pada eksperimen menyebabkan grafikmenyebabkan grafik airair  flow

 flow raterate vsvs  pressure  pressure ratioratio  yang  yang dihasilkan tidak dapat menyerupai kurva dihasilkan tidak dapat menyerupai kurva kharakteristik

kharakteristik turbochargerturbocharger GarrettGarrett TA31.

TA31.  b.

 b.  perubahan  perubahan posisi posisi pada pada fiber fiber optik optik dandan adanya surge pada annulus Turbin Gas adanya surge pada annulus Turbin Gas Mikro Proto X-2 menyebabkan hasil Mikro Proto X-2 menyebabkan hasil eksperimen untuk N dan laju inlet ruang eksperimen untuk N dan laju inlet ruang  bakar

 bakar error error .. c.

c. Hasil distribusi tekanan menunjukkanHasil distribusi tekanan menunjukkan  bahwa

 bahwa tekanan tekanan tertinggi tertinggi berada berada padapada dinding dalam volute dan tekanan dinding dalam volute dan tekanan terendah berada pada persimpangan terendah berada pada persimpangan

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...