.Hasil analisis dari simulasi menunjukkan bahwa desain terpasang memiliki tingkat ketidakseragaman distribusi yang relatif tinggi yaitu ENU global senilai 84,1%. Rekomendasi utama untuk kasus ENU global < 10> adalah desain optimasi dengan header 10 inci dengan penurunan ENU global senilai 91,4%. Untuk kasus ENU global < 5> bila dibutuhkan keseragaman lebih baik, desain optimasi dengan header 12 inci diajukan sebagai rekomendasi alternatif dengan penurunan ENU global senilai 95,4%. The utilization of biomass energy through a 10 kW biomass power plant for underdeveloped, frontier, and outermost (3T) regions is one of the efforts to address the electrification challenges in Eastern Indonesia. The prototype for the plant encountered issues, particularly with the combustion performance in the boiler assembly, which did not meet design requirements. An analysis of the outlet manifold design, the exhaust gas pathway from the boiler assembly, was conducted to assess its performance in distributing exhaust gas uniformly to enhance boiler’s heat exchange quality.CFD simulations were performed to visualize and quantify the uniformity of exhaust gas distribution using the global extent of non-uniformity (global ENU) as a non-dimensional parameter. The outlet manifold's area ratio (AR) was varied with four different geometric configurations. Ansys Fluent 2023 R2 was used for CFD analysis, employing the k-? SST turbulence model with the coupled solver algorithm. Recommendations were made for designs meeting the global ENU < 10>Simulation results revealed that the existing design had a relatively high level of non-uniformity, with a global ENU of 84,1%. The primary recommendation for global ENU < 10>,4% global ENU reduction. For cases where better uniformity is required with global ENU < 5>,4% global ENU reduction."> .Hasil analisis dari simulasi menunjukkan bahwa desain terpasang memiliki tingkat ketidakseragaman distribusi yang relatif tinggi yaitu ENU global senilai 84,1%. Rekomendasi utama untuk kasus ENU global < 10> adalah desain optimasi dengan header 10 inci dengan penurunan ENU global senilai 91,4%. Untuk kasus ENU global < 5> bila dibutuhkan keseragaman lebih baik, desain optimasi dengan header 12 inci diajukan sebagai rekomendasi alternatif dengan penurunan ENU global senilai 95,4%. The utilization of biomass energy through a 10 kW biomass power plant for underdeveloped, frontier, and outermost (3T) regions is one of the efforts to address the electrification challenges in Eastern Indonesia. The prototype for the plant encountered issues, particularly with the combustion performance in the boiler assembly, which did not meet design requirements. An analysis of the outlet manifold design, the exhaust gas pathway from the boiler assembly, was conducted to assess its performance in distributing exhaust gas uniformly to enhance boiler’s heat exchange quality.CFD simulations were performed to visualize and quantify the uniformity of exhaust gas distribution using the global extent of non-uniformity (global ENU) as a non-dimensional parameter. The outlet manifold's area ratio (AR) was varied with four different geometric configurations. Ansys Fluent 2023 R2 was used for CFD analysis, employing the k-? SST turbulence model with the coupled solver algorithm. Recommendations were made for designs meeting the global ENU < 10>Simulation results revealed that the existing design had a relatively high level of non-uniformity, with a global ENU of 84,1%. The primary recommendation for global ENU < 10>,4% global ENU reduction. For cases where better uniformity is required with global ENU < 5>,4% global ENU reduction.">
Laporkan Masalah

Analisis Keseragaman Distribusi Aliran Gas Manifold Keluaran Ketel Uap Prototipe PLTBm 10 kW berbasis Komputasi Dinamika Fluida

Reyhan Faiz Barley, Dr. Ir. Andang Widi Harto, MT., IPU.; Ir. Kutut Suryapratomo, M.T., M.Sc.

2024 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Pemanfaatan energi biomassa melalui PLTBm (Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa) 10 kW untuk daerah 3T merupakan salah satu upaya dalam memenuhi tantangan elektrifikasi pada wilayah Indonesia Bagian Timur yang belum memadai. Pada prototipenya, terdapat permasalahan salah satunya mengenai kinerja pembakaran pada ketel uap yang masih belum memenuhi target desain. Analisis pada desain manifold keluaran yang merupakan jalur keluar gas buang dari ketel uap dilakukan mengenai kinerjanya dalam mendistribusikan aliran gas buang secara seragam guna meningkatkan kualitas penukaran kalor pada ketel uap.

Analisis dengan melakukan simulasi CFD dilakukan untuk mendapatkan visualisasi dan nilai dari tingkat keseragaman distribusi aliran gas buang dengan parameter tak berdimensi yang mewakilinya adalah extent of non-unformity global (ENU global). Parameter yang menjadi variasi desain optimasi manifold outlet adalah area ratio (AR) dengan 4 variasi geometri yang berbeda. Ansys Fluent 2023 R2 digunakan untuk analisis CFD dengan menggunakan model turbulensi k-? SST dengan algoritma solver coupled. Rekomendasi diajukan pada konfigurasi desain dengan pemenuhan target ENU global < 10 lang="EN-US">.

Hasil analisis dari simulasi menunjukkan bahwa desain terpasang memiliki tingkat ketidakseragaman distribusi yang relatif tinggi yaitu ENU global senilai 84,1%. Rekomendasi utama untuk kasus ENU global < 10> adalah desain optimasi dengan header 10 inci dengan penurunan ENU global senilai 91,4%. Untuk kasus ENU global < 5> bila dibutuhkan keseragaman lebih baik, desain optimasi dengan header 12 inci diajukan sebagai rekomendasi alternatif dengan penurunan ENU global senilai 95,4%.

The utilization of biomass energy through a 10 kW biomass power plant for underdeveloped, frontier, and outermost (3T) regions is one of the efforts to address the electrification challenges in Eastern Indonesia. The prototype for the plant encountered issues, particularly with the combustion performance in the boiler assembly, which did not meet design requirements. An analysis of the outlet manifold design, the exhaust gas pathway from the boiler assembly, was conducted to assess its performance in distributing exhaust gas uniformly to enhance boiler’s heat exchange quality.

CFD simulations were performed to visualize and quantify the uniformity of exhaust gas distribution using the global extent of non-uniformity (global ENU) as a non-dimensional parameter. The outlet manifold's area ratio (AR) was varied with four different geometric configurations. Ansys Fluent 2023 R2 was used for CFD analysis, employing the k-? SST turbulence model with the coupled solver algorithm. Recommendations were made for designs meeting the global ENU < 10>

Simulation results revealed that the existing design had a relatively high level of non-uniformity, with a global ENU of 84,1%. The primary recommendation for global ENU < 10>,4% global ENU reduction. For cases where better uniformity is required with global ENU < 5>,4% global ENU reduction.

Kata Kunci : combining manifold, k-? SST, ketidakseragaman aliran, dimanika fluida komputasional

  1. S1-2024-443640-abstract.pdf  
  2. S1-2024-443640-bibliography.pdf  
  3. S1-2024-443640-tableofcontent.pdf  
  4. S1-2024-443640-title.pdf