SIDANG TUGAS AKHIR
STUDI NUMERIK DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN KECEPATAN UDARA PADA RUANG KEBERANGKATAN
TERMINAL 2 BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA
FITRI SETYOWATI2110 100 077
Dosen Pembimbing:NUR IKHWAN, ST., M.ENG.
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember2014
LATAR BELAKANG
Gedung-gedung yang ada di IndonesiaIlustrasi beban pendinginan dalamruangan
Ruang Keberangkatan T2 T2 Bandar Udara Internasional JuandaSurabaya
LATAR BELAKANG
Ruang Keberangkatan T2
Simulasi numerik CFD dengan FLUENT 6.3.26
Distribusi temperatur dan kecepatanudara melalui profil yang dihasilkan
Mendapatkan KenyamananTermal
PERUMUSAN MASALAH
GeometriRuang
Keberangkatanyang cukup
rumit
Mempengaruhibeban
pendinginandan hasilsimulasi
Variasi bebanpendinginan yaituperbedaan jumlahpenumpang saatsiang dan malam
hari
Simulasi numerik (CFD)
denganFLUENT 6.3.26
BATASAN MASALAH
ObjekPenelitian
• Ruang Keberangkatan Terminal 2 Bandar UdaraInternasional Juanda Surabaya
• Ruang berdimensi 37,876 m x 19,124 m x 5,176 m
Data
• Standar temperatur dan kelembaban udara mengacu padaASHRAE
• Kalor dalam ruangan yang didapatkan berasal dari panasyang dikeluarkan komputer, lampu, dan orang
• Heat gain tidak diukur langsung tetapi mengacu padaliteratur
• Kecepatan inlet satu jet diffuser adalah 7,12 m/s dengan debit 1066 cfm
Numerikdan
Analisa
• Analisa 3 dimensi dengan simulasi CFD menggunakan perangkatlunak FLUENT 6.3.26
• Parameter yang dianalisa adalah distribusi temperatur dan kecepatanudara
• Kondisi unsteady dan incompressible flow• Model turbulensi k-ε standard, boundary condition untuk inlet adalah
velocity inlet dan untuk outlet adalah outflow
TUJUAN PENELITIAN
• Untuk mengetahui distribusi temperatur dankecepatan udara pada Ruang KeberangkatanTerminal 2 Bandar Udara Internasional JuandaSurabaya dengan variasi beban pendinginan
1
• Untuk mengetahui analisa profil yang dihasilkan olehsimulasi CFD dengan perangkat lunak FLUENT 6.3.26
2
PENELITIAN TERDAHULU
Son H. Ho, dkk (2008) Three Dimensional Analysis For Hospital Operating Room Thermal Comfort And Contaminant Removal
Model Ruang Operasi
Properties Fluida IdentifikasiJenis UdaraTemperatur (K) 293,15
Density (kg/m3) 1,2
Cp atau Panas spesifik(kJ/kg.K) 1,004
μ atau Viskositasabsolute (N.s/m2) 1,85 x 10-5
k atau Thermal Conductivity (W/m.K) 0,026
Dimensi Ruangan : 6,1 m x 4,3 m x 3,0 m
PENELITIAN TERDAHULU
Son H. Ho, dkk (2008)
Distribusi Kecepatan Udarapada Model 3
Distribusi Temperatur padaModel 3
Sekitar 0,1 m/s hingga 0,4 m/s Sekitar 22,3oC hingga 22,4oC
PENELITIAN TERDAHULU
Nugroho Widianto (2011) Studi Numerik Distribusi Temperatur danKecepatan Udara pada Ruang Bedah JantungRumah Sakit DR. Soetomo Surabaya
Model Geometri Ruang Bedah Jantung
Dimensi Ruangan : 6,1 m x 4,3 m x 3,0 m
Properties Fluida Identifikasi
Jenis Udara
Temperatur (K) 287
Density (kg/m3) 1,223
Cp atau Panas spesifik(kJ/kg.K) 1,006734
μ atau Viskositasabsolute (N.s/m2) 1,79795 x 10-5
k atau Thermal Conductivity (W/m.K) 0,025236
PENELITIAN TERDAHULU
Nugroho Widianto (2011)
Distribusi kecepatan udara di dalam ruang bedahjantung sebesar 0,05-0,3 m/sDistribusi kecepatan udara di area staf bedah danpasien sebesar 0,1-0,2 m/s
Distribusi temperatur udara di dalam ruang bedahjantung antara 13,7-29oCDistribusi temperatur di daerah dimana pasien danstaf bedah berkisar 13,7-14,6oC
METODE PENELITIAN
Post-processing
Processing
Pre-processing
PRE-PROCESSING
Denah dari AutoCAD Geometri dari GAMBIT 2.4.6
PRE-PROCESSING
Dimensi Ruangan Simplifikasi:Ruangan : 37876 mm x 19124 mm x 5176 mmLampu : 300 mm x 300 mmJet Diffuser : diameter 300 mmRAG : 1000 mm x 250 mmTemperatur : 22oCRH : 55%Debit 1 jet diffuser : 1066 cfm
Geometri dan Dimensi Simplifikasi dari GAMBIT 2.4.6
PRE-PROCESSING
Meshing
Meshing geometriisometri
Meshing arahx
PRE-PROCESSING
MeshingMeshing di sekitar meja tengahdengan Hex Submap
Meshing di sekitar meja dankonveyor dengan Hex Submap
Meshing arah diffuser dengan Hex/Wedge Copper
Meshing di diffuser Quad Pave
Meshing lain dengan Hex Map
PROCESSING
Check Grid Models MaterialsOperating Condition
Boundary Condition
SolutionsInitializeMonitor Residual
Iterate Konvergensi
PROCESSING
No. Parameter Identifikasi
1. Solver Pressure based
2. Energi Aktif
3. Viscous Model k-ɛ Standar
Models
Materials
Boundary Condition
Properties Fluida Besar
Temperatur inlet (K) 295
ρ atau Density (kg/m3) 1,1965
cp atau Panas spesifik
(kJ/kg.K)
1,0069
μ atau Viskositas
absolute (N.s/m2)
183,6 e-07
k atau Thermal
Conductivity (W/m.K)
25,8 e-03
No. Parameter Identifikasi
1. Pressure-velocity coupling
PISO
2. Discretization First Order Upwind
Control and Monitoring Solutions
Boundary Condition KeteranganInlet Velocity inletOutlet OutflowAtap OutflowLantai WallDinding a WallDinding b OutflowDinding c WallDinding d WallMeja dan Konveyor WallSekat WallLampu WallKomputer Wall
POST-PROCESSING
Distribusi Temperatur
Ditunjukkan dengan konturtemperatur
Distribusi Kecepatan
Ditunjukkan dengan konturkecepatan
Data yang akan diambil adalah:
FLOWCHART PENELITIAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Simulasi secara unsteady untuk variasi beban pendinginan :
Siang
Malam
Detik ke-200
Detik ke-654,87
Detik ke-854,87
Detik ke-200
Detik ke-511,3
Detik ke-711,3
Bidang x/l = 0,64
Bidang y/h = 0,54
Bidang z/w = 0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Contoh Hasil Animasi Untuk Variasi Siang pada Detik ke-854,87
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Siang Detik ke-200
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Temperatur untuk Variasi Siang pada Detik ke-200
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Kecepatan Udara untuk Variasi Siang pada Detik ke-200
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Siang Detik ke-654,87
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Temperatur untuk Variasi Siang pada Detik ke-654,87
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Kecepatan untuk Variasi Siang pada Detik ke-654,87
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Siang Detik ke-854,87
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Temperatur untuk Variasi Siang pada Detik ke-854,87
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Kecepatan untuk Variasi Siang pada Detik ke-854,87
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Malam Detik ke-200
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Temperatur untuk Variasi Malam pada Detik ke-200
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Kecepatan untuk Variasi Malam pada Detik ke-200
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Malam Detik ke-511,3
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Temperatur untuk Variasi Malam pada Detik ke-511,3
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Kecepatan untuk Variasi Malam pada Detik ke-511,3
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Analisa Hasil Simulasi Distribusi Temperature dan KecepatanVariasi Malam Detik ke-711,3
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Temperatur untuk Variasi Malam pada Detik ke-711,3
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Distribusi Kecepatan untuk Variasi Malam pada Detik ke-711,3
x/l=0,64
y/h=0,54
z/w=0,65
PENUTUP
KESIMPULAN
Distribusi kecepatan udara terbaik pada simulasi variasi siang adalahsaat detik ke-854,87 yaitu 0,1 m/s hingga 0,356 m/s
Distribusi kecepatan udara terbaik pada simulasi variasi malam adalahsaat detik ke-711,3 yaitu 0,1 m/s hingga 0,356 m/s
Distribusi temperature rata-rata yang terjadi pada simulasi variasi siangpada detik ke-711,3 yaitu sebesar 22oC hingga 24oC
Distribusi temperature rata-rata yang terjadi pada simulasi variasi siangpada detik ke-854,87 yaitu sebesar 21,5oC hingga 23oC
PENUTUP
SARAN
Sebaiknya dimensi geometri yang ditinjau tidak terlalu terpaut jauhantara inlet dan geometri ruang agar memudahkan dalampengambilan data post processing
Mohon saran dan kritik yang membangun demimenunjang kesempurnaan
Tugas Akhir