Dosen Pembimbing :
Ir. Agoes Santoso, M.Sc., M.Phil. Irfan Syarif Arief, ST., MT.
Analisa Pengaruh Perubahan Pitch Dan
Chord Terhadap Efisiensi Gorlov Turbine
Dengan Menggunakan CFD
ME – 091329
TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Dibuat oleh :
Outline
BAB 1 Pendahuluan
BAB II Tinjauan Pustaka
BAB III Metodologi
BAB IV Analisa dan Pembahasan
BAB V Kesimpulan dan Saran
DAFTAR PUSTAKA
BAB I Pendahuluan
Latar Belakang
Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh pitch, chord dan sudut serang terhadap efisiensi
turbin pada analisa ini?
2. Bagaimana karakteristik turbin dengan efisiensi tertinggi ? 3. Bagaimana karakteristik turbin dengan efisiensi terendah ?
Batasan Masalah
1. Objek yang akan dianalisa adalah helical turbin dengan 3 blade dengan
criteria, diameter 24 inch (0.61 m), panjang 34 inch (0.864 m), blade profile-NACA-0020-63.
2. Pembuatan simulasi sistem menggunakan CFD
3. Variasi perubahan helical pitch dan chord adalah 88.380, 87.580,
dan 86.770 dan 7 inch, 10 inch.
4. Variasi kecepatan yang digunakan adalah 1.5 m/s dan 2 m/s. 5. Analisa dilakukan denganTSR 2.
Tujuan
1. Mengetahui pengaruh pitch, chord dan sudut serang terhadap efisiensi
turbin pada analisa ini.
2. Mendapatkan data gorlov turbine pada efisiensi tertinggi 3. Mendapatkan data gorlov turbine pada efisiensi terendah
Manfaat
Dari studi ini diharapkan agar dapat memberikan manfaat bagi berbagai pihak. Dimana manfaat yang diperoleh antara lain :
Mengembangkan percobaan terhadap GorlovTurbin di Indonesia. Menjadikan salah satu pilihan alternative tidal energy di Indonesia..
BAB II Tinjauan Pustaka
Umum
Tidal Energy merupakan energy yang dihasilkan dari pasang
surutnya air laut (tides) dan dapat dikonvensi menjadi energy listrik.
GorlovTurbine
Merupakan turbin yang diperkenalkan oleh Professor Alexander M. Gorlov dari
Northeastern University, yang dipatenkan pada September 1995
NACA Airfoil
Beberapa tipe NACA Airfoil
NACA four digit series
NACA five digit series
NACA four digit series
Kordinat chamber
NACA five digit series
Kordinat chamber
NACA modified four digit series Distribusi ketebalan foil
Drag Force
Merupakan gaya hambat yang dikarenakan gesekan
disepanjang permukaan obyek yang dikenai fluida dimana arahnya berlawanan dengan arah gerak obyek.
EfisiensiTurbin
Perbandingan antara power turbine dengan power hydro yang
CFD
CFD (Computational Fluids Dynamics) merupakan modelling yang secara umum digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang berhubungan dengan aliran fluida
Pada proses simulasi, terdapat tiga tahap yang harus dilakukan yaitu : pre-processing, solving dan post-processing.
BAB IV Analisa dan Pembahasan
Perhitungan NACA 0020-63
Pemodelan
Kordinat-kordinat yang didapatkan dari perhitungan NACA 0020-63, kemudian diplotkan ke GAMBIT 2.4.6 dengan create vertex dan
Meshing
Static Zone
Pembahasan
Hasil dari analisa disajikan dalam grafik untuk mengetahui hubungannya, seperti gambar di bawah ini.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Beberapa kesimpulan yang diambil adalah
Pada turbin dengan chord 10 inch pada saat kecepatan aliran
2m/s, dimana saat nilai pitch blade naik mulai 86.77 dan mencapai 87.58 efisiensi turbin naik tetapi setelah melewati nilai 87.58 efisiensi turbin mulai turun.
Pada turbin dengan chord 10 inch pada saat kecepatan aliran
2m/s, dimana saat nilai sudut serang blade naik mulai 25.91 dan mencapai 26.05 efisiensi turbin naik tetapi setelah
melewati nilai 26.05 efisiensi turbin mulai turun.
Pada turbin dengan chord 10 inch pada saat kecepatan aliran
1.5 m/s, dimana nilai pitch blade berbanding terbalik dengan efisiensi turbin. Efisiensi turbin mulai turun mulai dari nilai pitch blade 86.77 sampai 88.38.
Saran
Hal-halyang perlu dipertimbangkan untuk penelitian lebih lanjut :
1. Perlu dilakukan penelitian dengan eksperimen dan dilakukan perbandingan secara langsung dengan
menggunakan software
Pada turbin dengan chord 10 inch pada saat kecepatan aliran
1.5 m/s, dimana nilai sudut serang blade berbanding terbalik dengan efisiensi turbin. Efisiensi turbin mulai turun mulai dari nilai sudut serang blade 25.91 sampai 26.24.
Pada turbin dengan chord 7 inch pada saat kecepatan aliran
2m/s, dimana saat nilai pitch blade naik mulai 86.77 dan mencapai 87.58 efisiensi turbin naik tetapi setelah melewati nilai 87.58 efisiensi turbin mulai turun.
Pada turbin dengan chord 10 inch pada saat kecepatan aliran
2m/s, dimana saat nilai sudut serang blade naik mulai 25.91 dan mencapai 26.05 efisiensi turbin naik tetapi setelah
Pada turbin dengan chord 7 inch pada saat kecepatan aliran
1.5 m/s, dimana nilai pitch blade berbanding terbalik dengan efisiensi turbin. Efisiensi turbin mulai turun mulai dari nilai pitch blade 86.77 sampai 88.38.
Pada turbin dengan chord 10 inch pada saat kecepatan aliran
1.5 m/s, dimana nilai sudut serang blade berbanding terbalik dengan efisiensi turbin. Efisiensi turbin mulai turun mulai dari sudut serang blade 25.91 sampai 26.24.
Efisiens tertinggi didapat pada turbin dengan chord 10 inch
dan pitch 74.5 sebesar 28.56% pada ecepatan aliran 1.5 m/s pada flowtime 900s dan time step 90.
Efisiens terendah didapat pada turbin dengan chord 7 inch
dan pitch 74.5 sebesar 20.03% pada ecepatan aliran 2 m/s pada flowtime 900s dan time step 90.
Saran
Dari analisa atas simulasi – simulasi yang telah dilakukan, penulis menyadari masih terdapat hal – hal yang kurang. Untuk selanjutnya penulis menyarankanuntuk
mempertimbangkan hal – hal sebagai berikut :
1. Perlu dilakukan penelitian dengan eksperimen dan simulasi
dengan menggunakan software untuk membandingkan secara langsung hasilnya
2. Perlu digunakan variasi bentuk hub dan bentuk blade yang
lebih banyak untuk mendapatkan grafik perbandingan yang akurat.
Daftar Pustaka
[1]. Anderson, J. 2010. Design and Manufacture of a Cross-Flow
Helical Tidal Turbine, Project report. [pdf].
(http://depts.washington.edu/nnmrec/docs/20110615_M E495_report_Micropower.pdf, diakses tanggal 09 Juni 2014) [2]. Fluent Inc. 2003. FLUENT 6.1 User's Guide. [pdf],
(cdlab2.fluid.tuwien.ac.at/LEHRE/TURB/Fluent.Inc/v140/flu
_ug.pdf, diakses tanggal 15 Juni 2014)
[3]. Gorlov, Alexander. 1998. DEVELOPMENT OF THE HELICAL
REACTION HYDRAULIC TURBINE. Final Technical Report. [pdf],
(http://www.osti.gov/scitech/biblio/666280, diakses tanggal 15 Juni 2014)
[4]. Gorlov, Alexander. 2010. Helical Turbine and Fish Safety. [pdf].(http://www.mainetidalpower.com/files/gorlovrevised.pdf, diakses tanggal 10 Juni 2014)
[5].NACA Airfoil series. [pdf]
(http://people.clarkson.edu/~pmarzocc/AE429/The%20NACA%2
0airfoil%20series.pdf, diakses tanggal 15 Juni 2014)
[6]. N, Eastman., Jacobs., Ward, K.E., Pinkerton, R.M. 2012, The
Characteristics Of Related Airfoil Sections From Tests In The Variable Density Wind Tunnel, Report 468, [pdf],
(http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/199300911
[7]. N, Eastman., Jacobs., Ward, K.E., Pinkerton, R.M. 2012,
NACA FOUR DIGIT AIRFOIL SECTION GENERATION USING CUBIC PARAMETRIC CURVE SEGMENTS AND THE GOLDEN SECTION, Thesis, [pdf],
(https://ritdml.rit.edu/bitstream/handle/1850/11033/WScarbr
oughThesis04-28-1992.pdf, diakses tanggal 2 Februari 2014)
[8]. http://code7700.com/angle_of_attack.html, diakses tanggal 16 Juni 2014
[9] http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_%28physics%29, diakses
tanggal 16 Juni 2014
[10]
http://www.greenworldinvestor.com/2011/03/15/advantages-and-disadvantages-of-tidal-energy/, diakses tanggal 12 Juni
