Analisis Aliran di Waterway PLTA Cipanas, Jawa Barat

HISYAM 'ALAUDDIN, Dr. Ir. Istiarto, M.Eng.

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK SIPIL

Berlokasi di Kabupaten Sumedang dan Indramayu, Bendungan Cipanas merupakan bendungan multiguna. Salah satu manfaatnya adalah pembangkit listrik sebesar 3 MW. Waterway di Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Cipanas memanfaatkan sebagian terowongan pengelak sebagai headrace. Analisis tugas akhir ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik aliran yang terjadi di sepanjang waterway PLTA Cipanas menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD). Simulasi aliran dilakukan menggunakan program aplikasi Ansys Fluent untuk memperoleh profil kecepatan aliran, distribusi tekanan total, dan tekanan akibat water hammer. Metode simulasi yang digunakan adalah Reynold-Averaging Navier-Stokes (RANS) dengan model turbulensi Renormalization Group (RNG) k-ε dan Shear Stress Transport (SST) k-ω. Dengan menggunakan Ansys Fluent, peristiwa aliran dapat diamati tanpa harus membuat model fisik waterway. Hasil simulasi menunjukkan bahwa aliran di terowongan pengelak tidak mulus. Terjadi turbulensi dan terbentuk zona resirkulasi akibat perubahan bentuk dan pembesaran penampang waterway. Melalui simulasi, distribusi kecepatan dan arah aliran dapat diamati. Kehilangan energi total di waterway sebesar 0,51 m atau 0,85%. Dengan skenario yang ditetapkan dalam analisis, dinding waterway aman terhadap tekanan akibat water hammer sehingga tidak diperlukan tangki pendatar.

Located in Sumedang and Indramayu Regencies, Cipanas Dam is a multipurpose dam. One of the benefits is a 3 MW hydropower plant. The waterway at Cipanas hydropower plant utilizes part of the diversion tunnel as a headrace. This analysis aims to study the characteristics of the flow that occurs along the waterway of Cipanas hydropower plant using Computational Fluid Dynamics (CFD) method. The flow simulation was carried out using Ansys Fluent to get the flow velocity profile, total pressure distribution, and pressure due to water hammer. This simulation is using Reynold-Averaging Navier-Stokes (RANS) method with Renormalization Group (RNG) k-ε and Shear Stress Transport (SST) k-ω as the turbulence models. By using Ansys Fluent, the flow phenomenon can be observed without having to build a physical waterway model. The simulation results show that the flow in the diversion tunnel is not seamless. Turbulence and recirculation zone occur due to cross-section change and enlargement. Through this simulation, the distribution of velocity and direction of flow can be observed. The total energy loss in the waterway is 0.51 m or 0.85%. With the scenario specified in the analysis, the waterway walls are safe against pressure due to water hammer, so there is no need for a surge tank.

Kata Kunci : computational fluid dynamics, simulasi aliran, Ansys Fluent, waterway, PLTA Cipanas