Upload
doantram
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LATAR BELAKANG
KONDISI ENERGI DUNIA
• KETERGANTUNGAN PADA MINYAK • CADANGAN MINYAK YANG MENIPIS
KEBIJAKAN ENERGI INDONESIA
PRIORITAS PEMAKAIANBATUBARA
KONDISI BATUBARA INDONESIA
TEKNOLOGI PENGERINGAN
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%
2.Levy dkk (2006)
STUDI EKSPERIMENTAL MENGGUNAKAN FLUIDIZED
BED COAL DRYERSKALA LABORATORIUM
DRYING RATE DENGAN VARIASI AIR
HEATER 430C hingga 660C
SKEMA FLUIDIZED BED COAL DRYER
METODOLOGI PENELITIAN
METODOL
OGI
PENELITIAN
SIMPLIFIKASI
MODEL
DOMAIN
MODEL
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
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
339K
316K 327K
Kontur TemperaturAkhir
Temperatur Air Heater 339K terjadi Laju
Penurunan TemperaturUdara Pengering paling
signifikan.
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
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.