Pendahuluan Skripsi

Alhamdulillah sidang beres. Selanjutnya, merevisi skripsi dan mengumpulkan skripsi dalam bentuk hardocpy (sampul putih), CD, dan jurnal. Untuk hardcopy, CD dan jurnal dikumpulkan ke Dosen Pembimbing dan Perpustakaan Pusat Universitas Indonesia. Anyway, Dosen pembimbingku meminta untuk memposting pendahuluan skripsi ke blog ccitonline atau blog masing-masing. Aku pilih posting di blogku. So, here we are. Aku menambahkan abstrak agar kalian bisa mengetahui garis besar skripsiku. Enjoy!

ABSTRAK

Nama                 : Ahmad Mursyid A.
Program Studi    : Teknik Mesin
Judul                  : Analisis Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal pada Turbin Gas Mikro Proto X-2

Dewasa ini, kebutuhan akan turbin gas mikro (MGT) semakin meningkat. MGT adalah pembangkit daya yang menghasilkan daya dibawah 200kW. MGT Proto X-2 adalah sebuah pembangkit daya berbahan bakar solar dengan daya yang dihasilkan sekitar 7kW. Kompresor sentrifugal merupakan salah satu komponen penting dari MGT Proto X-2 yang memiliki fungsi untuk menyuplai udara ke ruang bakar. Pemahaman yang perlu diketahui mengenai kompresor sentrifugal diantaranya fenomena fisik, kurva karakteristik, dan unjuk kerja. Eksperimen dilakukan dengan mengontrol TIT (Temperature Inlet Turbine) saat Turbin Gas Mikro Proto X-2 running. Data-data yang didapatkan kemudian diolah untuk menghasilkan kurva karakteristik, disimulasikan dengan CFD, dan dianalisis. Dari pengolahan grafik diketahui bahwa data yang didapatkan kurang mencukupi untuk dibuatkan kurva karakteristik kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2. Rasio tekanan kompresor antara perhitungan eksak dan simulasi CFD menunjukkan bahwa rasio tekanan yang dihasilkan MGT Proto X-2 masih tergolong kecil karena terjadi surging pada annulus MGT Proto X-2.

Kata kunci: MGT, Turbin Gas Mikro Proto X-2, kompresor sentrifugal, TIT, kurva karakteristik, rasio tekanan, surging

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Selama kurun waktu 30 tahun (2000-2030), kebutuhan energi final di Indonesia diasumsikan meningkat sebesar 5,7% per tahun dari 3.429,08 PetaJoule pada tahun 2000 menjadi 14.089,34 PetaJoule pada tahun 2030 (Joko Santosa, 2005). Meningkatnya kebutuhan energi tersebut, menjadikan penelitian-penelitian terkait pembangkit energi terbarukan, PLTN, dan pembangkit energi skala mikro semakin banyak. Penelitian-penelitian tersebut didukung oleh semakin banyaknya investasi-investasi pada bidang pembangkit energi. Pembangkit energi skala mikro banyak dibutuhkan untuk lingkungan pedesaan, lingkungan kantor skala kecil dan perumahan. Pembangkit energi skala mikro, diantaranya Turbin Mikro Hidro, Turbin Uap Mikro dan Turbin Gas Mikro (MGT). Pembangkit energi skala mikro memiliki beberapa keunggulan, diantaranya biaya pemeliharaan dan operasi yang rendah, pengoperasian yang mudah, dan bersifat mobile.

Turbin gas mikro didefinisikan sebagai pembangkit energi yang menghasilkan daya dibawah 200 kiloWatt (Jong Joon Lee, 2007). Dalam satu dekade terakhir, MGT telah diproyeksikan sebagai salah satu sistem pembangkit daya maupun termal yang prospektif, baik secara teknis, dimensi, biaya, maupun aspek lingkungan (Visser, 2011).

Turbin Gas Mikro Proto X-2 adalah prototype dari Turbin Gas skala mikro yang nantinya akan diproduksi massal untuk kebutuhan pembangkit daya sekitar 7 kiloWatt (kW) menggunakan bahan bakar bioenergy. Agar rencana tersebut dapat terealisasi, maka diperlukan penelitian-penelitian terkait komponen-komponen pada turbin gas, yaitu: turbin, kompresor, dan ruang bakar. Hasil dari penelitian-penelitian tersebut kemudian dapat dijadikan acuan untuk improvement Turbin Gas Proto X-2.

Salah satu komponen terpenting dalam turbin gas adalah kompresor. Kompresor berperan untuk memberi suplai udara bertekanan ke ruang bakar. Di ruang bakar, udara bertekanan bertemu bahan bakar dan percikan api menghasilkan pembakaran. Bila suplai udara bertekanan ke ruang bakar kurang dari rasio udara-bahan bakar yang telah ditentukan oleh manufacturer turbon gas, maka proses pembakaran yang terjadi tidak sempurna bahkan bisa tidak terjadi proses pembakaran. Sedangkan bila sebaliknya, akan terjadi pemborosan bahan bakar bahkan pembakaran yang terjadi dapat merusak turbin.

Kajian pada kompresor sentrifugal meliputi fenomena fisik, kurva karakteristik, dan unjuk kerja. Fenomena fisik yang terjadi di kompresor sentrifugal diantaranya, segitiga kecepatan pada impeller, distribusi tekanan, distribusi temperatur, dan distribusi kecepatan. Selain itu, setiap kompresor sentrifugal memiliki kurva karakteristik yang menunjukkan wilayah kerjanya, daerah surging, dan daerah choking. Unjuk kerja kompresor sentrifugal dapat diketahui dari efisiensinya, air fuel ratio, dan rasio tekanan yang dihasilkan.

1.2 Perumusan Masalah

Perlunya pemahaman mengenai fenomena fisik, kurva karakteristik, dan unjuk kerja pada kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2 untuk dapat dilakukan improvement.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian, yaitu:
a. Memahami kurva karakteristik kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2.
b. Mampu menjelaskan fenomena fisik yang terjadi pada kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2.
c. Mengetahui unjuk kerja dari kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2.

1.4 Batasan Penelitian

Batasan penelitian meliputi kurva karakteristik, fenomena fisik, unjuk kerja, dan simulasi kompresor sentrifugal Turbin Gas Mikro Proto X-2 menggunakan CFD dengan software SolidWorks 2011.

1.5 Metodologi Penelitian

Metodologi penulis untuk melakukan penelitian adalah sebagai berikut:
a. Menentukan topik penelitian.
b. Studi literatur.
c. Mengumpulkan data-data pendukung awal penelitian.
d. Melaksanakan tahap pengumpulan data.
e. Perhitungan performa pada objek penelitian dengan batasan masalah yang telah ditentukan.
f. Menganalisa hasil perhitungan.
g. Membuat kesimpulan.

1.6 Sistematika Penulisan

Agar tesis ini memiliki struktur yang baik dan tujuan penulisan dapat tercapai dengan baik, maka penulisan tesis ini akan mengikuti sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN
Bagian ini menjelaskan latar belakang penelitian, permasalahan, tujuan penelitian, batasan penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi landasan teori yang berhubungan dengan penelitian ini. Landasan teori yang dibahas meliputi turbin gas, , kompresor, kompresor sentirfugal, mekanika fluida, sistem fluida, dan CFD.

BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi diagram alir penelitian, peralatan dan perlengkapan penelitian, skematik penelitian, dan kondisi pengujian.

BAB IV HASIL DAN ANALISIS
Bab ini berisi hasil eksperimen, pengolahan data, grafik, segitiga kecepatan impeller Garrett TA3, dan analisis CFD kompresor sentrifugal Turbin ags Mikro Proto X-2.

BAB V KESIMPULAN 

Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil eksperimen, kesimpulan dari analisis CFD, dan saran yang diberikan untuk perbaikan eksperimen yang akan datang.

Ini adalah postingan revisi, karena ketika aku baca blog ini lagi (setelah sekian lama terabaikan) aku malah bingung sendiri dengan postingan ini. So, mudah-mudahan kalian tidak bingung lagi dan bisa menikmatinya.

Salah satu point yang didapat dari skripsi adalah ketrampilan dan keahlian harus berjalan seiringan. Sama seperti dunia kerja. Untuk menghasilkan produk yang bagus harus ada kerjasama tenaga terampil dan ahli secara beriringan. Memang turbin gas yang kami buat belum sempurna dan masih ada surging, tetapi setidaknya kami menambah ketrampilan dan mendapat data yang diperlukan untuk menganalisanya dengan ilmu terkait yang telah dipelajari seperti Mekanika Fluida, Computational Fluid Dynamics dan Fluid Dynamics.

Micro Gas Turbin Proto X-2 itu sendiri adalah generasi kedua dan akan ada generasi-generasi berikutnya sampai didapat turbin yang diinginkan dengan bahan bakar bioenergi. Itu artinya, pada generasi kedua sebaiknya sudah didapat desain yang mumpuni secara fungsi sehingga bisa didapat data yang lengkap untuk membuat kurva karakteristik kompresor. Sebagai anak kuliah yang tidak mendapat training untuk membuat turbin, pekerjaan memodifikasi (modifikasi cukup banyak karena bahan bakar berubah dari gas ke diesel untuk alasan keamanan) cukup menyulitkan karena kami perlu mengkondisikan turbin idle tanpa pengetahuan dan informasi minimum putaran turbin, serta banyaknya pasokan bahan bakar, busi dan udara yang diperlukan untuk turbin tersebut. Maklum kami masih trial dan error untuk mendapatkan kondisi idle. Bagi kami itu salah satu pengalaman berharga, karena kami akhirnya bisa mendapatkan putaran turbin idle dan data yang diperlukan (memang tidak lengkap, tetapi ini jauh lebih baik dari generasi sebelumnya) dengan bimbingan dosen dan mahasiswa S3 tentunya.

Kalau kalian ingin membaca jurnalnya, silakan klik tautan ini. Terima kasih.