2019 : Analisis Aliran Fluida Refrigeran 134a Pada Single Blade Rotor Radial Berbasis Computational Fluid Dynamics

Gunawan Nugroho ST, MT., Ph.D


Abstract

Pemusnahan eksergi pada turbin gas terjadi karena adanya gesekan antara fluida kerja dengan sudu–sudu turbin yang menyebabkan terjadinya pembangkitan entropi pada fluida kerja. Untuk sistem turbin gas dengan fluida kerja yang bertekanan dan temperature rendah, jenis radial turbin tepat diaplikasikan karena mampu beroperasi pada kecepatan tinggi. Dalam penelitian ini dilakukan studi desain geometri rotor turbin tipe radial dengan menggunakan fluida kerja bantu R-134a untuk meningkatkan daya keluaran turbin. Perancangan geometri blade rotor turbin radial menggunakan dua cara yaitu dengan pendekatan numerik dan simulasi CFD. Perancangan dengan pendekatan numerik dan simulasi 3D menggunakan metode yang disarankan oleh Aungier dan Baines. Dari hasil perhitungan Baines, diperoleh daya output rotor turbin hasil perancangan sebesar 10,497 kW. Selain prediksi performansi daya output, dalam perancangan diperoleh penampang meridional dan segitiga kecepatan rotor yang digunakan sebagai input perancangan 3D blade rotor radial. Dengan variasi sudut inlet rotor 0 o dan 70 o diperoleh perbedaan profil aliran. Pada sudut inlet 70 o menghasilkan performa yang lebih baik berdasarkan profil aliran kecepatan dan distribusi tekanan. Karakteristik aliran yang terjadi pada area blade dan sekitarnya yang dibatasi oleh penampang hub dan shroud menyebabkan terjadi aliran turbulen karena nilai densitas dan viskositas fluida kerja yang rendah.