PERANCANGAN EVAPORATOR PADA PEMBANGKIT LISTRIK SIKLUS RANKINE ORGANIK KAPASITAS 1 KW TUGAS SARJANA Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Oleh Tegar Zuldhian 13117097 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2024 Lembaran Pengesahan Tugas Sarjana Perancangan Evaporator pada Pembangkit Listrik Siklus Rankine Organik Kapasitas 1 kW Oleh Tegar Zuldhian 13117097 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung Disetujui pada Tanggal: 17 September 2024 Pembimbing Utama Prof. Ir. Ari Darmawan Pasek Ph.D. NIP 19590507 1987 0210 001 Tugas Sarjana Judul Perancangan Evaporator pada Pembangkit Listrik Siklus Rankine Organik Kapasitas 1 kW Tegar Zuldhian Program Studi Teknik Mesin 13117097 Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung Abstrak Siklus Rankine Organik (SRO) adalah siklus termodinamika yang dapat bekerja pada temperatur operasi yang relatif rendah jika dibandingkan siklus Rankine, sehingga SRO dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik yang memanfaatkan energi panas bertemperatur rendah (low grade heat recovery) seperti panas hasil buangan siklus termodinamika lainnya (waste heat) maupun sumber panas lain. Evaporator merupakan salah satu jenis heat exchanger yang berfungsi untuk menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan oleh evaporator dapat digunakan sebagai fluida kerja penggerak turbin SRO. Penelitian ini menjelaskan metode desain dan standar yang digunakan dalam proses perancangan evaporator shell and tube heat exchanger untuk pembangkit listrik SRO berkapasitas 1 kW dengan fluida kerja R-245fa. Laju aliran fluida kerja dalam siklus adalah 0,3 kg/s dengan kondisi masuk evaporator pada 67 ºC dan tekanan 730 kPa dalam keadaan fase cair. Metode Kern digunakan untuk mendapatkan rancangan awal evaporator. Rancangan awal ini digunakan sebagai dasar dari perancangan evaporator standar TEMA menggunakan perangkat lunak ASPEN HYSYS. Kemudian, rancangan evaporator ASPEN disimulasikan secara numerik dengan perangkat lunak ANSYS Fluent untuk mengetahui kinerja evaporator dalam menghasilkan uap. Rancangan evaporator penelitian ini terdiri dari tube tembaga berdiameter 1 inci (25,4 mm) dengan panjang 3048 mm yang tersusun dengan tube pattern 90° - square dan shell tipe K (kettle) berdiameter 438,15 mm yang memiliki nilai koefisien perpindahan panas keseluruhan (Uoverall) sebesar 67,8 W/m 2 K. Dari hasil simulasi ANSYS Fluent diperoleh bahwa fluida kerja mengalami perubahan fase dari fase cair ke fase uap selama evaporator rancangan penelitian beroperasi. Kata kunci: siklus rankine organik, low grade heat recovery, waste heat, perancangan heat exchanger Final Project Title Evaporator Design on a 1 kW Organic Rankine Cycle Power Plant Tegar Zuldhian Major Mechanical Engineering 13117097 Faculty of Mechanical and Aerospace Engineering Institute Technology of Bandung Abstract The Organic Rankine Cycle (ORC) is a thermodynamic cycle that can operate at relatively low temperatures compared to the Rankine cycle, making it suitable for generating electricity using low-grade heat sources, such as waste heat from other thermodynamic cycles or other heat sources. An evaporator is a type of heat exchanger that functions to produce steam. The steam generated by the evaporator can be used as the working fluid to drive an ORC turbine. This research focused on the design of evaporator shell and tube heat exchanger for a 1 kW ORC power plant using R-245fa as the working fluid. The flow rate of the working fluid in the cycle was 0.3 kg/s, with the evaporator inlet conditions at 67 ºC and pressure of 730 kPa in the liquid phase. The Kern method was used to obtain the initial design of the evaporator. This initial design was then used as the basis for designing a standard TEMA evaporator using ASPEN HYSYS software.