tugas akhir andi kurniawan 2108 100 068 -...

tugas akhir

andi kurniawan

2108 100 068

surabaya,9 jULI 2012

….UNTUK TUHAN ,BANGSA DAN ALMAMATER

LATAR BELAKANG

KONDISI ENERGI DUNIA

• KETERGANTUNGAN PADA MINYAK • CADANGAN MINYAK YANG MENIPIS

KEBIJAKAN ENERGI INDONESIA

PRIORITAS PEMAKAIANBATUBARA

KONDISI BATUBARA INDONESIA

TEKNOLOGI PENGERINGAN

KETERGANTUNGAN ENERGI

KELANGKAAN BAHAN BAKAR MINYAK

HARGA MINYAK DUNIA

BATUBARA INDONESIA

62%=Kalori Sedang24%=Kalori rendah13%=Kalori Tinggi

1%=Kalori Sangat Tinggi

POTENSI MENCAPAI105.187 BILLION

TON

KANDUNGAN AIR

BERLEBIH

ANDI KURNIAWAN

NRP :2108 100 068

Pembimbing :

Dr. Eng. Prabowo,MEngJURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2012

TUGAS AKHIR

RUMUSAN MASALAH:

KARAKTERISTIK PENGERINGAN PADA FLUIDIZED BED COAL

DRYER

PENGARUH KONFIGURASI SUSUNAN TUBE HEATER SECARA

ALIGNED

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AIRHEATER

TUJUAN PENELITIAN

KARAKTERISTIK

PENGERINGAN

BATUBARA

DATA KUALITATIF (KONTUR)

FRAKSI MASSA (WATER)

TEMPERATUR

DATA KUANTITATIF

DRAIN RATE BATUBARA

VARIASI

TEMPERATUR

AIR HEATER

PENGARUH SUSUNAN

TUBE HEATER

ALIGNED

HIPOTESA

“MAKIN TINGGI TEMPERATUR AIR HEATER MAKIN BAIK NILAI

DRAIN RATE”

DIUJI DENGAN MELIHAT DATA

KUALITATIF DAN KUANTITATIF

DRAIN RATE BATUBARA

Batasan Masalah• Pemodelan fluidized bed coal dryer dibuat dengan

menggunakan perangkat lunak GAMBIT 2.4.6 dandisimulasikan dengan perangkat lunak FLUENT 6.3.26. dengan domain aliran 2 dimensi.

• Analisa hanya dibatasi pada drying chamber.

• Analisa proses pengeringan menggunakan metodediscrete.

• Pada dinding drying chamber bersifat adiabatik.

• Proses perpindahan panas dan massa steady state.

• Analisa dibatasi pada perpindahan massa antara uapair di permukaan produk dengan udara pengering.

• Properties pada surface diidentikkan denganproperties produk.

• Fluida yang digunakan adalah campuran udara danuap air di mana keduanya diasumsikan sebagai gas ideal

• Perpindahan massa pada batubara secara difusidiabaikan

• Massa Udara dan Batubara dalam perhitungan adalah1 Kg

PENELITIAN TERDAHULU

1. Sarjono Asminto P. (2007)

SIMULASI NUMERIK dan ANALISA PERFORMANSI pada DRYING CHAMBER

KECEPATAN UDARA PEMANAS

VARIASI

POROSITAS

2.5 , 3.5 , 5 m/s 0% , 20% , 40%

POROSITAS 0%

POROSITAS 20%

POROSITAS 40%

KUANTITATIF DRAIN RATE

KECEPATAN 5m/s dan

POROSITAS 0% DRAIN RATE

TERTINGGI

2.Levy dkk (2006)

STUDI EKSPERIMENTAL MENGGUNAKAN FLUIDIZED

BED COAL DRYERSKALA LABORATORIUM

DRYING RATE DENGAN VARIASI AIR

HEATER 430C hingga 660C

Konsep Perpindahan Massa

).( ,,

"

AsAmA hn

Atau

d x

w

L

As, Cs

n"wa

V~, C~

SKEMA FLUIDIZED BED COAL DRYER

METODOLOGI PENELITIAN

METODOL

OGI

PENELITIAN

SIMPLIFIKASI

MODEL

DOMAIN

MODEL

KECEPATAN MINIMUM FLUIDISASI

Irhan Febrijanto ,2010

Inlet=Velocity Inlet

Outlet=outflow

Coal/Wall

Tube Heater=Wall

DOMAIN FLUIDIZED BED COAL DRYER CHAMBER

VARIABEL PENELITIAN

1.Temperatur :316 K, 327 K, 339 K

2.Kecepatan : 14,42m/s (arah sumbu-y)

3. Tube Heater : 348K

4.BatubaraMC=22% Air

5.Rh suuply air=73%temperatur=301K

FLOWCHART PENELITIAN

Mulai

Membuat Geometri

Permodelan

Meshing dan

Penentuan Kondisi Batas

Eksport Mesh ke Program Fluent

Data Input

Asumsi yang Digunakan

Proses Iterasi

Pengolahan Data dan

Analisa

Kesimpulan

Selesai

6

&

10

momentumContinuitynow

oldnow

610

Energynow

oldnow

Visualisasi Hasil Komputasi

Studi Literatur

FLOWCHART PERHITUNGAN

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

339K

316K 327K

Kontur Temperatur


339K

316K 327K

Kontur TemperaturAkhir

Temperatur Air Heater 339K terjadi Laju

Penurunan TemperaturUdara Pengering paling

signifikan.


339K

316K 327K

Kontur Fraksi Massa Water

PENURUNAN KANDUNGAN AIR DALAM UDARA

(DECREASE Moisture Content)

Kondisiawal

Kondisiakhir

Temperatur Air Heater 339K terjadi Laju Penurunan

Kandungan Moisture Content paling signifikan.

ANALISA DATA KUANTITATIF

0

100

200

300

400

500

600

700

800

50000 500000 5000000

h (

W/m

2K

)

Time (s)

h Vs Time

T 327

T 316

T 339

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

45000 450000 4500000

hm

(K

g/s

)

Time (s)

hm Vs Time

T 316

T 327

T 339

Temperatur Air Heater 339K dicapai Nilai Koefisien

Perpindahan Panas Tetinggi.

Temperatur Air Heater 339K dicapai Nilai Koefisien

Perpindahan Massa Tetinggi

Penurunan KoefisienPerrpindahan Panas Diikuti

Penurunan KoefisienPerpindahan Massa

h hm

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0 2 4 6 8

na

" (

kg

/m2

s)

Time (s)

na " Vs Time

T 316

T 327

T 339

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 1000000 2000000

MC

wa

ter

( K

g W

ate

r/

Kg

Co

al)

Time (s)

Moisture Content Vs Time

T 316

T 327

T 339

Laju pengeringan & Penurunan Moisture Content

Pada Temperatur Air Heater 339K dicapai Fluks

Perpindahan Massa Tertinggi.

Temperatur Air Heater 339K dicapai Penurunan Moisture

Content Tetinggi

Penurunan Moisture Content dalam Batubara diikuti dengan

fluks perpindahan massa

m H2o nA”

PENGARUH KONFIGURASI

TUBE HEATER TERSUSUN ALIGNED

Y=6

Y=5

Y=4

Y=3

Y=2

Y=1

0.5<X<1.5 4.5<X<5.52.5<X<3.5

310.00

315.00

320.00

325.00

330.00

335.00

340.00

345.00

0 2 4 6 8

Te

mp

era

tur

(K)

Posisi (y)

Temperatur -f (y)

316

327

339

0102030405060708090100

0 2 4 6 8

Re

lati

ve

Hu

mid

ity

(R

h)

posisi (y)

Relative Humidity -f (y)

316

327

339

Psychrometric Process

316 K

MoistureContent

Rh6

5

4

3

2

1

65

43

2

1

1

2

3

4

5

6


2

1

43

327 K

MoistureContent

Rh

6

5

4

3

2

1

6

5

4

3

2

11

2

3

4

5

6


339 K

MoistureContent

Rh

6

5

4

3

2

1

6

5

4

3

21

1

2

3

4

5

6

Distribusi Temperatur dan Relative Humidity pada (339K)

330

331

332

333

334

335

336

337

338

339

340

341

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5

Te

mp

er

atu

r (

k)

Posisi (x)

Temperatur-f(x)

y=2

y=3

y=4

HEATING

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5

Re

lati

ve

Hu

mid

ity

(R

h)

Posisi (x)

Relative Humidity-f(x)

y=2

y=3

y=4

ProsesHeating dengan

Humidifikasi

KESIMPULAN

1. Semakin tinggi temperatur Air Heater akan diikuti dengan lajuperpindahan massa. Pada penelitian ini laju perpindahan massaMoisture Content Batubara ke udara pengering mecapai nilai terbesarpada temperatur air heater 339K.

2. Peningkatan laju perpindahan massa diikuti dengan peningkatan nilaikoefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa.

3. Koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa akanmengalami penurunan seiring bertambahnya waktu pengeringan.

4. Laju pengeringan pada bagian Fluidized Bed Coal Dryer pada bagianatas lebih kecil daripada laju pengeringan pada bagian Fluidized Bed

Coal Dryer bagian bawah.

5. Proses Heating oleh tube heater dengan susunan alignedmengakibatkan proses heating dan humidifikasi yang ditandai denganpeningkatan temperatur udara di sekitar tube heater yang diikutidengan peningkatan nilai humidity ratio lebih kecil daripada batubarasekitarnya.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

MOHON SARAN DAN MASUKAN

DEMI KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR

tugas akhir andi kurniawan 2108 100 068 -...

Documents