SIMULASI VARIASI TEKANAN INLET DAN POSISI NOZZLE
EJECTOR TERHADAP TINGKAT KE-VACUUM-AN PADA
Tesis
SIMULASI VARIASI TEKANAN INLET DAN POSISI NOZZLE EJECTOR TERHADAP TINGKAT KE-VACUUM-AN PADA STEAM EJECTOR DI PLTP KAMOJANG
dipresentasikan oleh:
Dian Safarudin Nrp : 2105 202 010 Surabaya, 01 Agustus 2011
PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN REKAYASA KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER SURABAYA
PENDAHULUAN
Sidang
tesis
Latar Belakang Penelitian 1. Pembangkitan Listrik Tenaga Panas Bumi merupakan Sumber Energi Terbarukan. 2. Uap dari lapangan panas bumi, mengandung non-cndensable gas (NCG), yang mempengaruhi performa unit pembangkitan. 3. Panduan operasional Ejector dari pabrik
pembuatnya: - Bekerja pada kondisi Tekanan inlet nozzle tertentu. - Tidak terdapat kurva kondisi operasional 65% duty - Tidak ditunjukan tekanan outlet yang dapat dicapai.
2
Sidang
tesis
Lapangan Panas Bumi Kamojang Lapangan panas bumi kamojang tahaun 2000 Terdiri dari KMJ I -III
3
ilustrasi pembangkitan listrik tenaga panas bumi
steam turbine
elect. generator set
sparator
Sidang
elect. distribution net
cooling tower condensor
tesis
re-injection well
4
diagram pemipaan dan peralatan umum sebuah PLTP Sidang
FLOW DIAGRAM PLTP DARAJAT steam ejector-perangkat sistem ekstrasi NCG, objek penelitian
5
tesis
PLTP Kamojang Umit IV
6
Sidang
kurva panduan operasional ejector - NASH
7
tesis
PENDAHULUAN
Sidang
Rumusan Permasalahan yang akan Diteliti 1.
Perubahan beban suction ejector terhadap kebutuhan steam oleh nozzle ejector dan tekanan outlet ejector yang terjadi
2.
Perubahan tekanan masuk steam pada nozzle ejector, terhadap tingkat ke-vacuum-an bagian suction dan tekanan outlet ejector yang dapat dicapai
3.
Perubahan posisi keluaran nozzle ejector, terhadap tingkat ke-vacuum-an bagian suction dan tekanan outlet ejector
PERMASALAHAN-PERMASALAHN TERSEBUT, AKAN DITELITI MENGGUNAKAN SIMULASI SOFWARE CFD, FLUENT6.3 8
tesis
Sidang
tesis
Batasan Permasalahan yang akan Diteliti 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Fluida NCG beban di kondensor diasumsikan sebagai Gas CO2 Objek penelitian hanya pada steam ejector 65% duty Aliran dalam ejector dianggap tunak Performa ejector objek penelitian, dianggap sesuai desain pabrik, yaitu mampu mengekstrasi 65% beban di kondensor Kandungan NCG dalam steam yang memasuki nozzle, diabaikan Tekanan Outlet ejector selalu dikondisikan oleh sistem ekstrasi gas tahap kedua Tingkat keadaan steam di inlet nozzle ejector, dianggap saturated vapor. Tidak ada reaksi kimia selama pencampuran steam dan Gas CO2 di dalam ejector Desain C-D nozzle tertentu, dengan desain normal shock pada aliran di dalam C-D nozzle, tidak terjadi. 9
PENDAHULUAN
Sidang
tesis
Tujuan Penelitian 1.Menganalisis simulasi perubahan beban suction ejector, terhadap tekanan outlet ejector yang dapat dicapai 2.Menganalisis hasil simulasi perubahan beban suction ejector, terhadap tekanan inlet nozzle yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan outlet tertentu 3.Menganalisis variasi tekanan inlet nozzle ejector terhadap tingkat ke-vacuum-an suction ejector yang dicapai 4.Mensimulasikan perubahan posisi nozzle, pengaruhnya terhadap tingkat ke-vacuum-an suction dke-vacuum-an tekke-vacuum-anke-vacuum-an outlet ejector
10
PENDAHULUAN
Sidang
tesis
Keutamaan dan Kontribusi Penelitian
Penelitian yang akan dilakukan, diharapkan dapat menarik minat peneliti lain, untuk melakukan penelitian terhadap performa steam ejector ataupun peningkatan performa unit pembangkitan listrik tenaga panas bumi, pada umumnya.
Diharapkan dapat menjadi bahan masukan bagi PLTP Kamojang Unit IV, untuk pengembangan unit pembangkitannya
11
KAJIAN PUSTAKA
Sistem Ekstrasi Non-Condensable Gas di PLTP Kamojang Unit IV
Steam ejector 65% duty, objek penelitian
12
tesis
Steam Ejector 65% duty, perangkat sistem ekstraksi NCG di PLTP Kamojang Unit IV Ejector 65% duty, objek penelitian
13
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Prinsip Kerja Steam Jet Vacuum Ejector
14
tesis
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Persamaan Dasar Aliran dalam Ejecor •Gas Ideal p = RT
ρ
•Model Aliran Kompresible
ρ=
p abst R T Mw
M ≡
V c
•Teori Hubungan Dinamika Gas
T0 ⎛ γ − 1 2 ⎞ = ⎜1 + M ⎟ T ⎝ 2 ⎠ γ
p 0 ⎛ γ − 1 2 ⎞ γ −1 = ⎜⎜1 + M ⎟⎟ p ⎝ 2 ⎠
ρ0 ⎛ γ −1 2 ⎞ = ⎜⎜1 + M ⎟⎟ 2 ρ ⎝ ⎠
15
tesis
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
tesis
Pemodelan CFD dengan Software Fluent Versi 6.3 CFD merupakan pendekatan terhadap persoalan yang asalnya kontinum (memiliki sel tak hingga), menjadi model yang diskrit (jumlah sel terhingga) Persamaan Differentia-Partial Pembangun dan Kondisi Batas
Deskretisasi
Sistem Persamaan Aljabar
Pemecah Persamaan
Hasil pendekatan
Tahapan penggunaan simulasi CFD dengan Fluent 6.3 : 1. Preprocessing - Pembuatan model benda uji - Pembagian volume / bidang benda uji menjadi sel-sel, dengan meshing
2. Solving - Pendefinisian model fisik: persamaan gerak, energy, turbulent, dsb - Pendefinisian kodisi batas - persamaan matematika yang sdh dipilih, diselesaikan secara iteratif
3. Posprocessing merupakan tahapan terahir. Yaitu mengorganisir dan interpretasi data hasil simulasi, 16 menjadi berupa gambar, kurva, animasi
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
tesis
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan 1. Mawardi (1998), dalam final report di Geothermal Institute Analisis perhitungan ekonomis pemilihan perangkat sistem extrasi NCG 2. Satha
Aphornratana (2003), dalam Journal of Applied Thermal Engineering Studi experiment pada ejector refrigerator. Variasi temperatur steam penggerak ejector dan posisi nozzle. 3. Somsak
Watanawanavet (2005), dalam tesis program magister-nya Analitis simulasi CFD fluent, optimalisasi ejector penelitian Holtzapple (2001) 4. K. Piantong (2007), dalam Journal of Energy Conversion and Management Simulasi CFD fluent, pada model CMA dan CPM ejector, untuk mengetahui fenomena aliran dan performa ejector 5. Chaqing Liao (2008), dalam desertasi program Doctor of Philosofhy menyusun model analitik 1-D untuk desain dan analisis performa gas ejector 6. B.J. Huang (1998), dalam Industrial Journal of Refrigeration, menyusun model analitik 1-D untuk desain dan analisis performa gas ejector 17
Sidang
tesis
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian Mawardi (1998) 1. Setiap
Penambahan 1% Kandungan NCG dalam Steam: - Potensi uap berkurang sekitar 0.5% - Konsumsi uap dan/atau daya listrik oleh sistem ekstrasi NCG, meningkat 0.8%-3.2% 2. Pada sistem ekstrasi NCG, centrifugal compressor menghasilkan net output power plant, terbesar. Diikuti hybrid sistem (ejector-LRVP), dan kemudian steam jet ejector. 3. Sensitivity analysis biaya perawatan-operasional, pada NCG < 2%, - Hybrid sistem (ejector-LRVP) lebih menguntungkan. - Penggunaan steam jet ejector, efektif pada kandungan NCG di bawah 0.3%.
18
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Ejector, objek penelitian Satha Aphornratana (2003) Pengaruh Variasi NXP dan temperatur fluida primer Yang memasuki nozzle, terhadap COP daur refrigerasi.
COP =
heat yang diserap evaporator heat input pada boiler
COP akan besar pada laju alir panas diserap evaporator nilainya besar, yaitu pada temperatur evaporator rendah. Dapat diartikan sebanding dengan ke-vacuum-an suction.
19
tesis
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
tesis
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian Satha Aphornratana (2003)
Variasi tekanan Condensor dan Temperatur Boiler (inlet nozzle) terhada COP daur, pada Te= 10C
20
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian Satha Aphornratana (2003)
Variasi tekanan Condensor dan NXP terhada COP daur, pada Te= 5C
21
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian Watanawanavet (2005)
22
tesis
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
tesis
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Meshing 2D & 3D objek penelitian K. Piantong (2007) Simulasi menggunakan model aliran 2D-axisymmetric. Hasil simulasi model ejector tersebut, identik dengan hasil model aliran 3D
23
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian K Piantong (2007)
Variasi tekanan Condensor dan Temperatur Boiler terhada EM, pada CMA & CPM ejector
Variasi tekanan kondensor dan Temperatur evaporator trhadap EM, pada CMA & CPM ejector. 24
tesis
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian K. Piantong (2007)
Variasi NXP & Temperatur Boiler terhada EM, pada CMA & CPM ejector
Variasi NXP dan Temperatur evaporator trhadap EM, pada CMA & CPM ejector. 25
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Hasil penelitian Chaqing Liao (2008)
26
tesis
KAJIAN PUSTAKA
Sidang
tesis
Penelitian-Penelitian yang Pernah Dilakukan • Skema dan objek penelitian BJ Huang (2008) Menyusun persamaan analisis 1D untuk mengetahui performa ejector. Verifikasi trhadap hasil eksperimen pada 11 ejector, diperoleh nilai effisiensi aliran beberapa bagian: Effisiensi nozle, ηn =0.95 Effisiensi suction, ηs =0.85 Effisiensi mixing chamb., ηp =0.88 Dengan error yang dapat diterima ±10%
27
METODE PENELITIAN
Sidang
Geometri Steam Ejector Objek Penelitian
28
tesis
METODE PENELITIAN
Sidang
tesis
Pemodelan dengan Software CFD, Fluent Versi 6.3 1. Pre-Processing Pembuatan Objek Penelitian supaya dapat disimulasikan software fluent - Pembuatan gambar meshing benda - Penentuan kondisi batas setiap bidang garis benda uji - Disimpan dalam data digital format meshing (*.msh) 2. Solving Program inti pencari solusi - meng akses gambar objek penelitian - input model aliran - input data nilai kondisi batas - iterasi penghitungan persamaan model aliran yang dipilih 3. Postprocessing Menginterpretasikan hasil simulasi, dalam bentuk nilai, kontur, grafik, dan animasi
29
METODE PENELITIAN Pemodelan dengan Software CFD, Fluent Versi 6.3 1. Pre-Processing Domain Ejector objek penelitian, yang menggunakan model axisymmetric
30
METODE PENELITIAN
Sidang
tesis
Pemodelan dengan Software CFD, Fluent Versi 6.3 1. Pre-Processing Gambar meshing objek penelitian
Objek penelitian digambar menggunakan software GAMBIT 2.2.3 • Pilih solver fluent 5/6 pada menu solver software gambit. • Gambar 2D Ejector objek penelitian. Gambar dibuat symetry-nya saja, Untuk aplikasi 2D-axisymmetric – fluent. • Meshing dengan elemen meshing bidang Quad type Map • Tentukan Batas Kondisi aliran, tiap garis yang mewakili bidang • Simpan dalam file format (*.msh)
31
METODE PENELITIAN
Sidang
tesis
Pemodelan denan Software CFD, Fluent Versi 6.3 2. Solving Pilihan model aliran dalam penelitian Memodelkan kondisi hisapan / transfer aliran untuk material yang berbeda
32
METODE PENELITIAN
Sidang
Rencana Variasi pada Simulasi yang akan Dilakukan 1. Variasi kondisi operasional ejector
33
tesis
METODE PENELITIAN
Sidang
Rencana Variasi pada Simulasi yang akan Dilakukan 2. Variasi nozzle exit position - NXP
34
tesis
Sidang
Studi Awal Simulasi - CFD pada Ejector Objek Penelitian
35
tesis
METODE PENELITIAN
Sidang
Studi Awal Simulasi - CFD pada Ejector Objek Penelitian
36
tesis
METODE PENELITIAN
Sidang
Studi Awal Simulasi - CFD pada Ejector Objek Penelitian • Kontur tekanan statik
37
tesis
METODE PENELITIAN
Sidang
Studi Awal Simulasi - CFD pada Ejector Objek Penelitian • Kontur Mach number
38
tesis
METODE PENELITIAN
Sidang
Studi Awal Simulasi - CFD pada Ejector Objek Penelitian • Grafik distribusi tekanan sepanjang garis tengah ejector
39
tesis
Sidang
Komparasi data lapangan VS hasil simulasi Fluent
Data lapangan Simulasi Fluent Commisioning Aktual Commisioning Aktual
Mass flow inlet nozzle (kg/s)
1.5325338
1.5848744
1.5325338
1.5865036
Mass flow inlet suction (kg/s)
1.9772 (1.2852)* 1.143(0.7431)* 1.4418633 1.0529157 -2.9744959 kg/s 2.6395027 kg/s 11,4Bara = 1040000pag 998650.59pag 1039973.1pag
11Bara = 998675pag
Tekanan statik suction ejector
0,16Bara = -85325pag
0,11Bara = -90325pag
-85444.726pag
-90423.514pag
Tekanan statik outlet ejector
Min. – 61325 pag
Min.– 61325 pag
-53003.604 pag
-54502.475 pag
*) Beban NCG di kondensor (mass flow rate suction) mass flow suction = asumsi 65% kapasitas beban condensor
40
tesis
HASIL DAN BAHASAN SIMULASI ALIRAN PADA STEAM JET EJECTOR VARIASI TEKANAN INLET DAN POSISI NOZZLE EJECTOR
41
HASIL DAN BAHASAN Fenomena Aliran pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle • pembentukan inti aliran keluaran nozzle Posisi di dalam ejector (mm) 0
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
4000
4500
5000
Suction Inlet nozzle
Outlet ejector Suction 9 Barg 10.4 Barg 12.5 Barg 15 Barg
semakin tinggi tekanan inlet nozzle, semakin besar inti aliran keluaran nozzle
42
HASIL DAN BAHASAN Fenomena Aliran pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle • Tekanan mixing dan fenomena shocking Posisi di dalam ejector (mm) 0
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Suction Outlet ejector
Suction p1 = 9 Barg shock p1 = 10.4 Barg shock p1 = 12.5 Barg shock p1 = 15 Barg shock
Pada tekanan inlet nozzle yang lebih tinggi, pencampuran fluida di throat 43 terjadi pada tekanan yang lebih tinggi. Aliran lebih tahan hambatan, sehingga shock aliran terjadi terlambat.
HASIL DAN BAHASAN Fenomena Aliran pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle • Tekanan Aliran saat mixing terhadap hasil shocking
Suction
Distribusi Tekanan Sepanjang Axis Ejector pada Variasi Tekanan Inlet Nozzle
0.7
Outlet ejector
Tekanan Statik (Bara)
Inlet nozzle 0.6 P2 = 0.11 Bara 0.5 0.4 0.3 p1=9 Barg p1=10.4barg 0.2 p1=12.5barg p1=15barg 0.1 0 0 500 1000 1500 2000
2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
Posisi di dalam ejector (mm)
Walaupun shocking terjadi terlambat, momentum aliran yang dimiliki lebih44 besar, sehingga menghasilkan kenaikan tekanan setelah shock yang lebih tinggi.
HASIL DAN BAHASAN Pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap Tekanan Outlet Ejector Dan Laju aliran massa dari Suction
Perbandingan hasil simulasi pada tiap variasi, Dilakuakn pada kondisi aliran mencapai CBP masing-masing
1.08
Laju Alir Massa Suction (kg/s)
tiap satu variasi tekanan inlet Nozzle, dilakukan variasi dengan Input tekanan outlet yang beda.
Laju Alir Massa Suction Fungsi Tekanan Outlet Ejector
p1=9 Barg p1 = 10.4 Barg p1 = 12.5 Barg p1 = 15 Barg
1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 1
0.4 tiap kondisi operasional dengan tekanan inlet nozzle yang berbeda, memiliki nilai CBP tersendiri. Semakin tinggi tekanan inlet nozzle, CBP semakintinggi.
0.45
0.5
0.55
0.6
Tekanan Outlet Ejector (Bara)
HASIL DAN BAHASAN Pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap • Tekanan kritis di outlet ejector, CBP
Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap CBP Outlet Ejector
CBP Outlet Ejector (Bara)
0.65 15, 0.61085 0.6 0.55 12.5, 0.54025 0.5 10.4, 0.46825 p2 = 0.11 Bara 0.45 9, 0.41825 0.4 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Tekanan Inlet Nozzle (Barg) 46 Semakin tinggi tekanan inlet nozzle, CBP yang terjadi semakintinggi.
HASIL DAN BAHASAN Pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap • Laju aliran massa dari suction
Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap Laju Aliran Massa di Suctio Ejector Laju Alir Massa Suction (kg/s)
1.08 1.07
12.5, 1.0698158
15, 1.049762
1.04 p suction = 0.11 Bara, pada Titik CBP
1.03 9, 1.0254158 1.02 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Tekanan Inlet Nozzle (Barg)
tekanan inlet nozzle naik, laju aliran massa suction semakin besar. Pada p1 di atas 12.5 Barg, kapasitas hisap menurun. Hal ini 47 disebabkan aliran terganggu blockage.
HASIL DAN BAHASAN Fenomenan blockage aliran pada tekanan inlet nozzle yang semakin tinggi
Annulus untuk laluan gas CO2 menjadi lebih kecil dngan membesarnya inti aliran keluaran nozzle, pengaruh tekanan inlet nozzle yang lebih tinggi. Oleh karenanya, gas CO2 yang masuk48ke MC menjadi lebih sedikit.
HASIL DAN BAHASAN Pengaruh Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap • Tinkat ke-vacuum-an daerah suction
Variasi Tekanan Inlet Nozzle terhadap Tingkat ke-Vacuum-an Suction Tekanan Statik Suction (Bara)
0.1091 9, 0.10907792 0.10907 p2 = 0.11 Bara, p3 pada CBP 0.10904 10.4, 0.10901486 0.10901 0.10898 15, 0.10897514 12.5, 0.10896228 0.10895 8
9 10 11 12 13 14 15 16
Variasi Tekanan Inlet nozzle (Barg)
Kondisi adanya aliran, berarti adanya komponen tekanan dinamis dalam aliran yang identik dengan besarnya aliran. Dengan demikian pada aliran yang semakin besar, diikuti penurunan tekanan statik atau peningkatan 49 tingkat ke-vacuum-an.
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Fenomena Aliran Dalam Ejector, pada Variasi Posis Nozzle
1. Pergeseran NXP mengakibatkan penampang anullus mengecil, sehingga aliran gas CO2 lebih sedikit. 2. Keberadaan gas CO2 pada aliran campuran, hanya akan menurunkan momentum aliran steam. Oleh karenanya pada NXP yang positif dengan m2 yang kecil, momentum aliran nya lebih tinggi.
50
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Fenomena Aliran Dalam Ejector, pada Variasi Posis Nozzle
Terjadi awal mixing lebih terlambat, sehingga kenaikan tekanan oleh konvergen ejector lebih singkat, menghasilkan tekanan di throat paling rendah, sehingga terjadi shock lebih awal, dengan kondisi kenaikan tekanan setelah shock lebih besar.
51
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Fenomena Aliran pada Variasi Posis Nozzle semakin negatif
Pergeseran negatif, menghilangkan pengaruh dinding sehingga aliran dari suction berkecenderungan menuju inti aliran keluaran nozzle.
52
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Fenomena Aliran pada Variasi Posis Nozzle semakin negatif
• Adanya pengaruh aliran gas CO2 ke inti steam keluaran nozzle, mengakibatkan efek kompresi terhadap steam. Terlihat daerah inti aliran dengan warna biru tua lebih luas pada NXP semakin positif. •Kompresi ke inti mengakibatkan momentum aliran steam semakin kecil, 53 sehingga dihasilkan CBP yang kecil.
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Hasil simulasi posisi CBP pengaruh variasi NXP
Dilakukan simulasi dengan variasi NXP. Setiap NXP melakukan simulasi 54 untuk mencari CBP
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Hasil simulasi variasi NXP terhadap tekanan kritis outlet ejector
1. Pada NXP yang semakin positif, CBP semakin Tinggi pengaruh 55 tingginya momentum aliran
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Hasil simulasi variasi NXP terhadap laju alir massa suction
1. NXP dengan arah semakin positif dari NXP aktual, kapasitas hisap suction terus menurun
menurun. 2. Akan tetapi penurunan kapasitas hisap, terjadi juga pada variasi 56 NXP upstream NXP aktual, NXP -12.
HASIL DAN BAHASAN Simulasi pada Variasi Posis Nozzle (NXP) Hasil simulasi variasi NXP terhadap ke-vacuum-an suction
Ke-vacuum-an semakin turun, pada variasi NXP semakin positif. 57
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Pada variasi tekanan inlet nozzle dengan nilai yang lebih tinggi, nilai tekanan kritis outlet ejector, CBP, menjadi naik. Kenaikan tersebut lebih dikarenakan kenaikan momentum aliran, seiring naiknya tekanan inlet nozzle 2. Sampai nilai variasi 12.5 Barg, kapasitas hisap dan ke-vacuum-an suction meningkat. Pada peningkatan lebih lanjut, baik kapsitas hisap maupun kevacuum-an menurun. Hal ini dikarenakan terjadinya blockage aliran. 3. Pada simulasi posisi nozzle, untuk NXP yang semakin positif, kapasitas dan ke-vaccum-an suction menurun. Hal ini dikarenakan semakin sempitnya penampang laluan gas CO, seiring penggeseran nozzle ke convergen nozzle 4. Adapun nilai CBP yang dihasilkan lebih tinggi pada NXP yang lebih positif dari kondisi aktual. Hal ini dikarenakan, pada NXP lebih positif, porsi gas CO2 yang ke hisap sedikit, sehingga momentum alira campuran lebih besar. 5. Pada NXP lebih negati dari NXP aktual, NXP -12, terjadi penurunan kapasitas hisap, disisi lain ke-vacuum-an terus meningkat. Hal ini
dikarenakan pada pergeseran negatif, dinding nozzle sebagai pengarah aliran akan semakin pendek, bahkan hilang pada NXP -12. Dengan demkian ada porsi gas CO2 58 yang mengalir ke arah inti dan menekan inti aliran keluaran nozzle.
KESIMPULAN DAN SARAN Saran A. Saran Khusus • Dipertimbangkan penelitian lebih lanjut,
khususnya di daera tekanan inlet nozzle 112.5 sampai 15 Barg. Sehingga diperoleh kondisi optimum. •
Dilakukan penelitian lanjutan, dengan simulasi CFD, mengacu data kandungan NCG, sehingga dihasilkan kurva operasional 65% duty.
B. Saran Khusus • Ditujukan sebagai masukan ke PLTP Kamojang Unit IV, untuk
Masukan untuk memanfaatkan liquid ejector, sebagai penghisap NCG, yang bersamaan dengan proses re-injection reservoir. Dengan demikian NCG dialirkan kembali ke reservoir panas bumi.
59 60 61 62 KAJIAN PUSTAKA Sidang tesis
Aliran pada Convergen-Divergen Nozzle • Laju aliran massa max pada nozzle mp =
At p0 p T0 p
γp ⎛ 2 ⎞ ⎜ ⎟ R p ⎜⎝ γ p + 1 ⎟⎠
γ p +1 γ p −1
ηn
• Pressure ratio tekanan outlet terhadap tekanan stagnasi inletγ
• Perbandingan penampang outlet terhadap penampang throat nozzle Ae 1 ⎛ γ p −1 ⎞ ⎟⎟ ⎜⎜ = At M e ⎝ 2 ⎠ γ p +1 γ p −1 ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ pe ⎢ 1 1 ⎥ = 1− + ⎢ p0 ηn ⎛ γ p −1 2 ⎞ ⎥ η ⎢ n⎜ ⎜1 + 2 M e ⎟⎟ ⎥ ⎠⎦ ⎝ ⎣ p γ p −1 = f1 (γ p , M e , η n ) − ( γ p +1) ⎡ ⎤ 2 (γ p −1) ⎢ ⎥ 1 1 ⎢1 − + ⎥ . ⎢ ηn ⎥ − γ 1 ⎛ ⎞ η n ⎜⎜1 + p M e 2 ⎟⎟ ⎥ ⎢ 2 ⎝ ⎠⎦ ⎣ 63
