Simulasi Numerik Twisted Tape 0,5 Diameter Pipa sebagai Sacrificial Element dan Mengurangi Tingkat Impak Partikel Batu Bara pada Elbow Pipa Outlet Coal Mill dengan Variasi Jumlah Ulir dan Sudut Pemasangan

IQRA KALAM AKBARI, Ir. Muslim Mahardika, S.T., M.Eng., Ph.D., IPM., ASEAN.Eng.

2021 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Kebocoran pada elbow pipa outlet coal mill yang menuju ke furnace boiler pada PLTU Indramayu disebabkan oleh fenomena erosi dimana partikel batu bara menumbuk elbow pipa tersebut secara konsentris. Twisted tape merupakan elemen insertion yang berfungsi untuk mengubah pola aliran partikel batu bara menjadi pola aliran swirl sebelum aliran tersebut menumbuk elbow pipa. Dengan pola aliran swirl, partikel batu bara tidak menumbuk elbow pipa secara konsentris, namun secara terdispersi. Dalam penelitian ini, peneliti menggunakan metode simulasi numerik CPFD untuk membandingkan unjuk kerja twisted tape dengan variasi sudut twist dan sudut pemasangan untuk mengurangi impact value partikel batu bara pada elbow pipa outlet coal mill. Secara singkat langkah pertama yang dilakukan peneliti yaitu membuat model domain fluida pada masing – masing pipa dengan variasi twisted tape, kemudian melaukan validasi simulasi dengan membandingkan kecepatan partikel batu bara keluar dari orifice dengan hasil dirty air test. Setelah menemukan pengaturan simulasi terbaik, dilakukan simulasi numerik pada tiap – tiap variasi sudut twist dari twisted tape tersebut dimana hasil terbaik dari simulasi variasi sudut twist akan dilakukan simulasi numerik lebih lanjut dengan variasi sudut pemasangan twisted tape. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa twisted tape dapat bekerja paling efektif dengan sudut twist 270° yang dipasang dengan sudut pemasangan 45°. Hal yang mempengaruhi pemilihan yaitu impact value maksimum pada elbow pipa, impact value yang terdapat pada area sekitar elbow pipa, dan hasil visualisasi impact value untuk melihat sudut aliran partikel batu bara ketika keluar dari aliran twisted tape.

Leakage at the outlet pipe elbow of coal mill leading to the boiler furnace in Indramayu Steam Power Plant is caused by the erosion phenomenon where coal particles hit the pipe elbow concentrically. Twisted tape is an insertion element that functions to change the flow pattern of coal particles into a swirl type flow pattern before the coal particles flow hits the pipe elbow. With a swirl type flow pattern, the coal particles do not hit the pipe elbow concentrically but dispersed. An approach that is used for this research is a CPFD numerical simulation to compare the performance of twisted tape with variations in the twist angle and installation angle to reduce the impact value of coal particles on the outlet pipe elbow of coal mill. In short, the first step of this research is designing a fluid domain model for each variation of twisted tape, then validate the numerical simulation by comparing the velocity of the particles crossing the orifice with the results of the dirty air test. After finding the suitable simulation setup, numerical simulations are carried out for each variation of the twist angle where the best results from the twist angle variations will be carried out further numerical simulations with variations of the twisted tape installation angle. From the research, it can be concluded that twisted tape can work most effectively with a twist angle of 270° which is installed with an installation angle of 45°. Things that affect the selection are the maximum impact value on the pipe elbow area, the impact value found in the area around the vertical pipe, and the impact value visualization results to examine the flow angle of coal particles leaving the twisted tape flow.

Kata Kunci : Twisted Tape, Sudut Twist, Sudut Pemasangan, Simulasi Numerik CPFD/Twisted Tape, Twist Angle, Installation Angle, CPFD Numerical Simulation