Desain dan Analisa Kekuatan Mobile Liquid Oxygen Tank Untuk Mendukung Operasi Pesawat Tempur

ZAKY MAULANA FIKRI, Dr. Eng. Ir. Jayan Sentanuhady, S.T., M. Eng.

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Liquid Oxygen Conveter Tank atau disingkat LOXCAR tank merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menyiMPan oksigen dalam fase cair. LOXCAR Tank terdiri atas tiga komponen utama yaitu bejana tekan dalam, penyangga dan bejana tekan luar. Bejana tekan dalam berfungsi sebagai penyiMPan oksigen cair, bejana tekan luar berfungsi melindungi bejana dalam agar perpindahan kalor dapat diminimalisir dan penyangga berfungsi sebagai struktur penopang bejana dalam. Bejana tekan dalam mengalami beban tekanan dari dalam, bejana tekan luar mengalami beban tekanan dari luar karena tekanan didalamnya vakum sedangkan penyangga menahan beban berat dari bejana dalam dan fluida oksigen cair. Dalam perancangan bejana dalam dan luar mengacu pada parameter tekanan operasi dan temperatur operasi kemudian perancangan bejana berdasarkan code ASME VIII div 1. Nilai MAWP dari bejana dicari secara teoritis sehingga diketahui tekanan maksimal yang dapat ditahan oleh bejana tekan jika perhitungan MAWP dibawah tekanan desain maka ketebalan bejana tekan harus dikalkulasi lagi. Finite element analysis dilakukan untuk dapat mengetahui tegangan yang terjadi pada tekanan tertentu. Tekanan yang diberikan pada bejana tekan terus dinaikkan hingga terjadi kegagalan. Sementara beban pada penyangga merupakan beban operasinya. Teori kegagalan yang dipilih adalah teori distorsi energi dimana suatu benda dinyatakan gagal apabila tegangan yang terjadi (von mises stress) lebih dari tegangan yang diizininkan. Dalam kasus ini tegangan yang diizinkan adalah sebesar tegangan luluh (yield strength) dari material yang digunakan. Penelitian ini mensimulasikan bejana tekan dalam dan luar pada kondisi baru dan kondisi terkorosi. Pada bejana tekan dalam pada kondisi baru dapat menahan tekanan hingga 1,4 MPa sedangkan pada kondisi terkorosi 1,1 MPa. Pada bejana tekan luar pada kondisi baru dapat menahan tekanan hingga 1,4 MPa dan pada kondisi tekorosi 1 MPa.

Liquid Oxygen Converter Tank or LOXCAR tank is a device to store oxygen in the liquid phase. LOXCAR Tank consists of three main components, namely the internal pressure vessel, the support and the external pressure vessel. The internal pressure vessel functions as a storage of liquid oxygen, the external pressure vessel functions to protect the internal vessel so that heat transfer can be minimized and the support functions as a supporting structure for the internal vessel. The internal pressure vessel is under pressure from the inside, the external pressure vessel is under pressure from the outside because the pressure inside is vacuum while the support supports the weight load from the internal vessel and liquid oxygen fluid. In designing the internal and external vessels, referring to the operating pressure and operating temperatur parameters, then the vessel design is based on the ASME VIII div 1 code. The MAWP value of the vessel is theoretically sought so that it is known the maximum pressure that can be held by the pressure vessel if the MAWP calculation is below the design pressure, the thickness of the vessel is known. press must be calculated again. Finite element analysis is carried out to determine the stress that occurs at a certain pressure. The pressure applied to the pressure vessel is continuously increased until failure occurs. While the load on the support is the operating load. The failure theory chosen is the energy distortion theory where an object is declared to fail if the stress that occurs (von mises stress) is more than the allowable stress. In this case, the allowable stress is equal to the yield strength of the material used. This research simulates internal and external pressure vessels in new and corroded conditions. The deep pressure vessel in the new condition can withstand pressures of up to 1.4 MPa while in the corroded condition it is 1.1 MPa. The external pressure vessel in the new condition can withstand pressures of up to 1.4 MPa and in the corrosion condition 1 MPa.

Kata Kunci : ABAQUS 2020, Bejana tekan, Finite Element Analysis, liquid oxygen