GDL

80W Francis Turbine Volute Design with CFD Method to Equip Laboratory of Thermal Fluid Machines

Tugas Akhir, 019 / 2020 / TME
Undergraduate Theses from JBPTPPOLBAN / 2021-01-26 11:38:13
Oleh : Meachel Martioso - 171211020 (meachelmartioso@gmail.com)
Dibuat : 2021-01-26, dengan 0 file

Keyword : 80W Francis Turbine, Volute Design, CFD Method, Thermal Fluid Machines
Subjek : Volute Turbin Francis, Kapasitas 80, Metode CFD, Fluida Termal

Turbin Francis adalah salah satu mesin yang banyak digunakan dalam pembangkit listrik khususnya PLTA. Di Politeknik Negeri Bandung pada mata kuliah Mesin Konversi Energi memerlukan alat bantu praktik Turbin Francis di Laboratorium Mesin Fluida Termal, Jurusan Teknik Mesin. Sebelumnya terdapat tugas akhir yang membahas rancang bangun komponen runner dan poros runner yang sudah tersedia. Guna mendukung alat bantu praktik tersebut, diperlukan perancangan volute Turbin Francis dimana komponen runner sebagai dasar acuan. Perancangan dibantu menggunakan perangkat lunak CATIA V5 untuk membuat model 3D dan Ansys R19.0 untuk melakukan simulasi CFD. Dari perancangan model volute didapat diameter inlet 0,052 m, jari-jari sudu pengarah 0,065 m, panjang sudu pengarah 0,038 m, dan sudut dari sudu pengarah 30,8°. Hasil simulasi CFD pada inlet volute mempunyai kecepatan dan tekanan awal rata -rata 2,77 m/s dan 21,87 kPa. Sedangkan hasil perhitungan manual didapat kecepatan dan tekanan 2,79 m/s dan 22,53 kPa. Dengan demikian terjadi perbedaan dari hasil simulasi dengan perhitungan sebesar 0,78% pada kecepatan dan 2,92% pada tekanan. Hasil simulasi didapat kecepatan dan tekanan rata-rata fluida saat masuk sudu pengarah adalah 4,43 m/s dan 17,07 kPa. Berdasarkan perhitungan manual kecepatan dan tekanan fluida di tempat yang sama adalah 4,16 m/s dan 17,76 kPa. Dengan demikian terjadi perbedaan hasil simulasi dengan perhitungan kecepatan dan tekanan sebesar 5.95% dan 3,87%. Perbedaan yang relatif signifikan dihasilkan pada daerah sudu pengarah dikarenakan kompleksnya konstruksi pada bagian tersebut. Hasil simulasi perancangan ini dapat mengerakkan runner yang menjadi acuan dan menghasilkan daya sebesar 92,94W. Dengan demikian simulasi CFD ini mempunyai akurasi yang baik.

Deskripsi Alternatif :

The Francis turbine is one of the machines that is widely used in power generation, especially hydropower. At the Bandung State Polytechnic, the subject of Energy Conversion Machines requires practical tools for the Francis Turbine at the Thermal Fluid Machines Laboratory, Department of Mechanical Engineering. There is a final project that discusses the design of runner components and runner shafts that are already available. To support these practical tools, it is necessary to design a Francis Turbine volute where the runner component is the base of reference. The design is assisted using CATIA V5 software to create 3D models and Ansys R19.0 to perform CFD simulations. From the design of the volute model, the inlet diameter is 0.052 m, the radius of the guide vane is 0.065 m, the length of the guide vane is 0.038 m, and the angle of the guide vane is 30.8 °. The CFD simulation results on the incoming volume have an average initial velocity and pressure of 2.77 m / s and 21.87 kPa. While the results of the calculation of the velocity obtained manually and the pressure of 2.79 m / s and 22.53 kPa. Thus there is a difference from the simulation results with a calculation of 0.78% at velocity and 2.92% at pressure. The simulation results for the velocity and average pressure of the fluid when entering the guide vane are 4.43 m / s and 17.07 kPa. Based on the calculation of manual velocity and fluid pressure at the same place, it is 4.16 m / s and 17.76 kPa. Thus there is a difference in the simulation results with the calculation of velocity and pressure of 5.95% and 3.87%. A relatively significant difference is generated in the guide vane area due to the complexity of the construction in that section. The simulation results of this design can move the runner as a reference and produce a power of 92.94W. Thus this CFD simulation has good accuracy.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

Properti	Nilai Properti
ID Publisher	JBPTPPOLBAN
Organisasi
Nama Kontak	Erlin Arvelina
Alamat	Jl. Trsn. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga
Kota	Bandung
Daerah	Jawa Barat
Negara	Indonesia
Telepon	022 201 3789 ext. 168, 169, 239
Fax	022 201 3889
E-mail Administrator	erlin.arvelina@polban.ac.id
E-mail CKO	erlin.arvelina@polban.ac.id