SIMULASI COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) PENGARUH DARI GEOMETRI TANGKI PEMURNIAN TERHADAP FRAKSI VOLUME H2/HF DI SELAMA PROSES PEMURNIAN LELEHAN GARAM

• Main Author: Taimullah, Abrar
• Format: Final Project
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/73974
• Institution: Institut Teknologi Bandung

FLiNaK merupakan salah satu lelehan garam fluoride yang digunakan pada Molten Salt Reactor (MSR). Kemurnian dari lelehan garam FLiNaK merupakan syarat yang sangat krusial untuk aplikasi MSR. Oleh karena itu, pemurnian FLiNaK dibutuhkan untuk mecapai standar untuk aplikasi MSR menggunakan injeksi gas H2/HF. Distrbusi gas H2 dan HF di dalam lelehan garam selama proses pemurnian sangatlah menarik untuk diinvestigasi. Namun, hingga saat ini belum ada literatur yang mempelajari bagaiamana distribusi gas H2 dan HF di dalam leleha garam selama proses pemurnian. Metode yang cocok dalam menentukan distribusi gas di dalam lelehan garam adalah Computational Fluid Dynamics (CFD). Pada studi ini, CFD dilakukan untuk melihat pengaruh dari letak inlet terhadap fraksi volume dari gas HF dan H2 di dalam lelhan garam selama proses pemurnian berlangsung. Proses simulasi melibatkan pembuatan geometri 3D dari fluida menggunakan perangkat lunak Inventor Professional dan diimpor ke ANSYS Fluent pada bagian "Geometry". Kemudian, dilakukan meshing untuk membagi sistem menjadi partisi yang lebih kecil. Selanjutnya, dilakukan pengaturan simulasi untuk memilih model yang sesuai untuk mensimulasikan proses pemurnian garam lelehan. Model multiphase yang digunakan dalam studi ini adalah model Volume of Fluid (VoF) dengan formulasi eksplisit. Simulasi kemudian dilanjutkan dengan memasukkan properti fisik dan termodinamika dari garam FLiNaK, gas hidrogen, dan gas HF, mendefinisikan kondisi batas, serta melakukan proses inisialisasi dan perhitungan. Hasil simulasi dianalisis menggunakan grafik dan tabel untuk mengevaluasi pengaruh geometri tangki terhadap distribusi gas HF dan H2. Tiga simulasi dilakukan: Simulasi 1 dengan inlet di bagian atas tangki, Simulasi 2 dengan inlet terendam dalam garam FLiNaK lelehan, dan Simulasi 3 dengan inlet berada di bagian bawah tangki. Hasil penelitian menunjukkan bahwa posisi inlet mempengaruhi distribusi gas H2 dan HF dalam garam lelehan. Simulasi 1 dan Simulasi 2 menghasilkan konsentrasi gas H2 dan HF yang tinggi di permukaan garam lelehan. Simulasi 3, dengan inlet di bagian bawah, menghasilkan distribusi gas HF yang lebih merata dibandingkan dengan simulasi lainnya. Berdasarkan hasil tersebut, disarankan untuk menggunakan desain tangki yang disajikan dalam Simulasi 3 untuk pemurnian garam lelehan dengan menggunakan gas H2/HF.