studi numerik distribusi temperatur dan...

SIDANG TUGAS AKHIR

STUDI NUMERIK DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN KECEPATAN UDARA PADA RUANG KEBERANGKATAN

TERMINAL 2 BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA

FITRI SETYOWATI2110 100 077

Dosen Pembimbing:NUR IKHWAN, ST., M.ENG.

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember2014

LATAR BELAKANG

Gedung-gedung yang ada di IndonesiaIlustrasi beban pendinginan dalamruangan

Ruang Keberangkatan T2 T2 Bandar Udara Internasional JuandaSurabaya

LATAR BELAKANG

Ruang Keberangkatan T2

Simulasi numerik CFD dengan FLUENT 6.3.26

Distribusi temperatur dan kecepatanudara melalui profil yang dihasilkan

Mendapatkan KenyamananTermal

PERUMUSAN MASALAH

GeometriRuang

Keberangkatanyang cukup

rumit

Mempengaruhibeban

pendinginandan hasilsimulasi

Variasi bebanpendinginan yaituperbedaan jumlahpenumpang saatsiang dan malam

hari

Simulasi numerik (CFD)

denganFLUENT 6.3.26

BATASAN MASALAH

ObjekPenelitian

• Ruang Keberangkatan Terminal 2 Bandar UdaraInternasional Juanda Surabaya

• Ruang berdimensi 37,876 m x 19,124 m x 5,176 m

Data

• Standar temperatur dan kelembaban udara mengacu padaASHRAE

• Kalor dalam ruangan yang didapatkan berasal dari panasyang dikeluarkan komputer, lampu, dan orang

• Heat gain tidak diukur langsung tetapi mengacu padaliteratur

• Kecepatan inlet satu jet diffuser adalah 7,12 m/s dengan debit 1066 cfm

Numerikdan

Analisa

• Analisa 3 dimensi dengan simulasi CFD menggunakan perangkatlunak FLUENT 6.3.26

• Parameter yang dianalisa adalah distribusi temperatur dan kecepatanudara

• Kondisi unsteady dan incompressible flow• Model turbulensi k-ε standard, boundary condition untuk inlet adalah

velocity inlet dan untuk outlet adalah outflow

TUJUAN PENELITIAN

• Untuk mengetahui distribusi temperatur dankecepatan udara pada Ruang KeberangkatanTerminal 2 Bandar Udara Internasional JuandaSurabaya dengan variasi beban pendinginan

1

• Untuk mengetahui analisa profil yang dihasilkan olehsimulasi CFD dengan perangkat lunak FLUENT 6.3.26

2

PENELITIAN TERDAHULU

Son H. Ho, dkk (2008) Three Dimensional Analysis For Hospital Operating Room Thermal Comfort And Contaminant Removal

Model Ruang Operasi

Properties Fluida IdentifikasiJenis UdaraTemperatur (K) 293,15

Density (kg/m3) 1,2

Cp atau Panas spesifik(kJ/kg.K) 1,004

μ atau Viskositasabsolute (N.s/m2) 1,85 x 10-5

k atau Thermal Conductivity (W/m.K) 0,026

Dimensi Ruangan : 6,1 m x 4,3 m x 3,0 m

PENELITIAN TERDAHULU

Son H. Ho, dkk (2008)

Distribusi Kecepatan Udarapada Model 3

Distribusi Temperatur padaModel 3

Sekitar 0,1 m/s hingga 0,4 m/s Sekitar 22,3oC hingga 22,4oC

PENELITIAN TERDAHULU

Nugroho Widianto (2011) Studi Numerik Distribusi Temperatur danKecepatan Udara pada Ruang Bedah JantungRumah Sakit DR. Soetomo Surabaya

Model Geometri Ruang Bedah Jantung

Dimensi Ruangan : 6,1 m x 4,3 m x 3,0 m

Properties Fluida Identifikasi

Jenis Udara

Temperatur (K) 287

Density (kg/m3) 1,223

Cp atau Panas spesifik(kJ/kg.K) 1,006734

μ atau Viskositasabsolute (N.s/m2) 1,79795 x 10-5

k atau Thermal Conductivity (W/m.K) 0,025236

PENELITIAN TERDAHULU

Nugroho Widianto (2011)

Distribusi kecepatan udara di dalam ruang bedahjantung sebesar 0,05-0,3 m/sDistribusi kecepatan udara di area staf bedah danpasien sebesar 0,1-0,2 m/s

Distribusi temperatur udara di dalam ruang bedahjantung antara 13,7-29oCDistribusi temperatur di daerah dimana pasien danstaf bedah berkisar 13,7-14,6oC

METODE PENELITIAN

Post-processing

Processing

Pre-processing

PRE-PROCESSING

Denah dari AutoCAD Geometri dari GAMBIT 2.4.6

PRE-PROCESSING

Dimensi Ruangan Simplifikasi:Ruangan : 37876 mm x 19124 mm x 5176 mmLampu : 300 mm x 300 mmJet Diffuser : diameter 300 mmRAG : 1000 mm x 250 mmTemperatur : 22oCRH : 55%Debit 1 jet diffuser : 1066 cfm

Geometri dan Dimensi Simplifikasi dari GAMBIT 2.4.6

PRE-PROCESSING

Meshing

Meshing geometriisometri

Meshing arahx

PRE-PROCESSING

MeshingMeshing di sekitar meja tengahdengan Hex Submap

Meshing di sekitar meja dankonveyor dengan Hex Submap

Meshing arah diffuser dengan Hex/Wedge Copper

Meshing di diffuser Quad Pave

Meshing lain dengan Hex Map

PROCESSING

Check Grid Models MaterialsOperating Condition

Boundary Condition

SolutionsInitializeMonitor Residual

Iterate Konvergensi

PROCESSING

No. Parameter Identifikasi

1. Solver Pressure based

2. Energi Aktif

3. Viscous Model k-ɛ Standar

Models

Materials

Boundary Condition

Properties Fluida Besar

Temperatur inlet (K) 295

ρ atau Density (kg/m3) 1,1965

cp atau Panas spesifik

(kJ/kg.K)

1,0069

μ atau Viskositas

absolute (N.s/m2)

183,6 e-07

k atau Thermal

Conductivity (W/m.K)

25,8 e-03

No. Parameter Identifikasi

1. Pressure-velocity coupling

PISO

2. Discretization First Order Upwind

Control and Monitoring Solutions

Boundary Condition KeteranganInlet Velocity inletOutlet OutflowAtap OutflowLantai WallDinding a WallDinding b OutflowDinding c WallDinding d WallMeja dan Konveyor WallSekat WallLampu WallKomputer Wall

POST-PROCESSING

Distribusi Temperatur

Ditunjukkan dengan konturtemperatur

Distribusi Kecepatan

Ditunjukkan dengan konturkecepatan

Data yang akan diambil adalah:

FLOWCHART PENELITIAN

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Simulasi secara unsteady untuk variasi beban pendinginan :

Siang

Malam

Detik ke-200

Detik ke-654,87

Detik ke-854,87

Detik ke-200

Detik ke-511,3

Detik ke-711,3

Bidang x/l = 0,64

Bidang y/h = 0,54

Bidang z/w = 0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Contoh Hasil Animasi Untuk Variasi Siang pada Detik ke-854,87

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Siang Detik ke-200

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Temperatur untuk Variasi Siang pada Detik ke-200

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Kecepatan Udara untuk Variasi Siang pada Detik ke-200

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Siang Detik ke-654,87

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Temperatur untuk Variasi Siang pada Detik ke-654,87

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Kecepatan untuk Variasi Siang pada Detik ke-654,87

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Siang Detik ke-854,87

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Temperatur untuk Variasi Siang pada Detik ke-854,87

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Kecepatan untuk Variasi Siang pada Detik ke-854,87

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Malam Detik ke-200

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Temperatur untuk Variasi Malam pada Detik ke-200

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Kecepatan untuk Variasi Malam pada Detik ke-200

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Malam Detik ke-511,3

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Temperatur untuk Variasi Malam pada Detik ke-511,3

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Kecepatan untuk Variasi Malam pada Detik ke-511,3

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Malam Detik ke-711,3

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Temperatur untuk Variasi Malam pada Detik ke-711,3

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Distribusi Kecepatan untuk Variasi Malam pada Detik ke-711,3

x/l=0,64

y/h=0,54

z/w=0,65

PENUTUP

KESIMPULAN

Distribusi kecepatan udara terbaik pada simulasi variasi siang adalahsaat detik ke-854,87 yaitu 0,1 m/s hingga 0,356 m/s

Distribusi kecepatan udara terbaik pada simulasi variasi malam adalahsaat detik ke-711,3 yaitu 0,1 m/s hingga 0,356 m/s

Distribusi temperature rata-rata yang terjadi pada simulasi variasi siangpada detik ke-711,3 yaitu sebesar 22oC hingga 24oC

Distribusi temperature rata-rata yang terjadi pada simulasi variasi siangpada detik ke-854,87 yaitu sebesar 21,5oC hingga 23oC

PENUTUP

SARAN

Sebaiknya dimensi geometri yang ditinjau tidak terlalu terpaut jauhantara inlet dan geometri ruang agar memudahkan dalampengambilan data post processing

Mohon saran dan kritik yang membangun demimenunjang kesempurnaan

Tugas Akhir