Berikut adalah silabus Analisis dan Simulasi Perpindahan Panas dalam Tabung Helikal Menggunakan MATLAB untuk Aplikasi Heat Exchanger”:
Sesi 1: Pengenalan Perpindahan Panas dan Heat Exchanger
- Konsep dasar perpindahan panas (konduksi, konveksi, dan radiasi)
- Pengenalan berbagai jenis heat exchanger
- Fungsi dan aplikasi heat exchanger dalam industri
- Keunggulan dan tantangan tabung helikal
- Peran MATLAB dalam analisis perpindahan panas
Sesi 2: Dasar-Dasar Pemodelan Tabung Helikal
- Geometri tabung helikal
- Parameter utama dalam desain tabung helikal
- Pengaruh geometri terhadap perpindahan panas
- Pembentukan persamaan matematis untuk tabung helikal
- Implementasi dasar model tabung helikal di MATLAB
Sesi 3: Analisis Perpindahan Panas Konduksi di MATLAB
- Persamaan Fourier untuk konduksi
- Penyelesaian numerik konduksi panas 1D
- Pembuatan skrip MATLAB untuk simulasi konduksi
- Visualisasi hasil konduksi panas di MATLAB
- Analisis hasil simulasi konduksi
Sesi 4: Analisis Perpindahan Panas Konveksi di MATLAB
- Konsep dasar konveksi panas
- Persamaan Nusselt dan faktor koreksi
- Pemodelan konveksi dalam aliran fluida
- Implementasi simulasi konveksi di MATLAB
- Analisis pengaruh kecepatan aliran terhadap perpindahan panas
Sesi 5: Pengenalan Aliran Fluida dalam Tabung Helikal
- Karakteristik aliran fluida dalam tabung helikal
- Profil kecepatan aliran dan turbulensi
- Pengaruh aliran terhadap perpindahan panas
- Studi kasus aliran fluida dalam tabung helikal
- Implementasi dasar aliran fluida di MATLAB
Sesi 6: Pemodelan Aliran Fluida di MATLAB
- Pendekatan numerik untuk aliran fluida
- Implementasi metode numerik di MATLAB
- Simulasi aliran fluida menggunakan metode Finite Difference
- Validasi hasil simulasi dengan data eksperimen
- Interpretasi hasil simulasi aliran
Sesi 7: Integrasi Aliran dan Perpindahan Panas
- Hubungan antara aliran fluida dan perpindahan panas
- Pemodelan simultan aliran dan perpindahan panas
- Penentuan koefisien perpindahan panas efektif
- Implementasi simulasi terintegrasi di MATLAB
- Analisis hasil perpindahan panas pada aliran fluida
Sesi 8: Simulasi Perpindahan Panas dalam Tabung Helikal
- Pemodelan perpindahan panas dalam tabung helikal
- Parameter yang mempengaruhi performa perpindahan panas
- Implementasi simulasi lengkap di MATLAB
- Analisis performa perpindahan panas dalam tabung helikal
- Optimalisasi desain tabung helikal
Sesi 9: Analisis Efisiensi Perpindahan Panas
- Definisi efisiensi heat exchanger
- Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi
- Perhitungan efisiensi menggunakan MATLAB
- Optimasi parameter desain untuk meningkatkan efisiensi
- Interpretasi hasil analisis efisiensi
Sesi 10: Simulasi Pengaruh Geometri Tabung
- Pengaruh diameter dan pitch tabung helikal
- Pemodelan perubahan geometri pada perpindahan panas
- Simulasi pengaruh geometri menggunakan MATLAB
- Analisis hasil perubahan geometri terhadap performa
- Optimalisasi desain geometri tabung helikal
Sesi 11: Pengaruh Sifat Material terhadap Perpindahan Panas
- Sifat termal material (konduktivitas, densitas, kapasitas panas)
- Pemilihan material yang tepat untuk tabung helikal
- Simulasi pengaruh variasi material di MATLAB
- Analisis performa perpindahan panas dengan material berbeda
- Optimalisasi material untuk heat exchanger
Sesi 12: Studi Kasus: Heat Exchanger untuk Aplikasi Industri
- Penerapan heat exchanger dalam berbagai industri
- Studi kasus desain heat exchanger untuk aplikasi spesifik
- Pemodelan dan simulasi kasus di MATLAB
- Analisis performa heat exchanger untuk aplikasi industri
- Rekomendasi desain untuk aplikasi spesifik
Sesi 13: Pengenalan Metode Optimasi di MATLAB
- Konsep dasar optimasi
- Metode optimasi (gradient descent, genetic algorithm, dll.)
- Implementasi metode optimasi di MATLAB
- Optimasi parameter perpindahan panas
- Analisis hasil optimasi
Sesi 14: Implementasi Optimasi untuk Desain Heat Exchanger
- Penerapan metode optimasi untuk desain heat exchanger
- Penentuan parameter optimasi (dimensi, aliran, dll.)
- Simulasi dan analisis hasil optimasi
- Evaluasi performa desain hasil optimasi
- Peningkatan efisiensi melalui optimasi
Sesi 15: Analisis Sensitivitas Parameter
- Definisi dan pentingnya analisis sensitivitas
- Pemodelan sensitivitas parameter di MATLAB
- Implementasi analisis sensitivitas untuk perpindahan panas
- Interpretasi hasil sensitivitas terhadap performa desain
- Penggunaan analisis sensitivitas dalam pengambilan keputusan
Sesi 16: Simulasi Dinamis Perpindahan Panas
- Perpindahan panas pada kondisi tidak tunak (transien)
- Pemodelan perpindahan panas dinamis di MATLAB
- Simulasi respons heat exchanger terhadap perubahan kondisi
- Analisis performa dinamis heat exchanger
- Penerapan simulasi dinamis pada studi kasus industri
Sesi 17: Analisis Stabilitas Simulasi Perpindahan Panas
- Definisi dan pentingnya stabilitas numerik
- Metode stabilitas numerik dalam simulasi
- Implementasi analisis stabilitas di MATLAB
- Penentuan batas stabilitas untuk simulasi
- Interpretasi hasil analisis stabilitas
Sesi 18: Pemodelan dan Simulasi Irreversibilitas Termodinamika
- Konsep irreversibilitas dalam perpindahan panas
- Pemodelan irreversibilitas dalam heat exchanger
- Implementasi simulasi irreversibilitas di MATLAB
- Analisis performa thermodinamik heat exchanger
- Optimalisasi untuk mengurangi irreversibilitas
Sesi 19: Analisis Performa di Berbagai Kondisi Operasi
- Pemodelan variasi kondisi operasi (tekanan, temperatur, dll.)
- Simulasi performa heat exchanger pada berbagai kondisi
- Analisis hasil simulasi untuk performa optimal
- Studi kasus variasi kondisi operasi di industri
- Rekomendasi desain untuk kondisi operasi spesifik
Sesi 20: Studi Kasus: Simulasi Perpindahan Panas Multiphase
- Pengenalan perpindahan panas pada aliran multiphase
- Pemodelan aliran multiphase dalam heat exchanger
- Simulasi dan analisis perpindahan panas multiphase di MATLAB
- Penerapan simulasi multiphase pada aplikasi industri
- Evaluasi performa heat exchanger multiphase
Sesi 21: Penerapan Machine Learning dalam Simulasi Perpindahan Panas
- Pengenalan machine learning untuk prediksi perpindahan panas
- Pemanfaatan data simulasi untuk pelatihan model ML
- Implementasi model prediksi perpindahan panas di MATLAB
- Evaluasi akurasi model ML untuk prediksi perpindahan panas
- Optimalisasi heat exchanger menggunakan machine learning
Sesi 22: Simulasi Pengaruh Variasi Aliran pada Heat Exchanger
- Variasi aliran (laminar, turbulen, dan transisi)
- Pemodelan pengaruh variasi aliran di MATLAB
- Simulasi perubahan aliran terhadap performa perpindahan panas
- Analisis performa heat exchanger pada aliran berbeda
- Rekomendasi desain untuk berbagai jenis aliran
Sesi 23: Penerapan MATLAB GUI untuk Analisis Heat Exchanger
- Pengenalan MATLAB GUI untuk visualisasi hasil simulasi
- Pembuatan antarmuka pengguna untuk analisis heat exchanger
- Implementasi fungsionalitas simulasi pada GUI
- Interaksi pengguna dengan GUI untuk simulasi heat exchanger
- Evaluasi dan peningkatan fungsionalitas GUI
Sesi 24: Pemodelan dan Simulasi Pengotoran (Fouling) pada Heat Exchanger
- Konsep fouling dan pengaruhnya terhadap perpindahan panas
- Pemodelan fouling dalam heat exchanger
- Implementasi simulasi fouling di MATLAB
- Analisis performa heat exchanger dengan fouling
- Rekomendasi desain untuk meminimalkan fouling
Sesi 25: Simulasi Perpindahan Panas pada Desain Tabung Komposit
- Konsep material komposit dalam heat exchanger
- Pemodelan perpindahan panas pada material komposit
- Implementasi simulasi tabung komposit di MATLAB
- Analisis performa tabung komposit dibandingkan material tunggal
- Optimalisasi material komposit untuk aplikasi heat exchanger
Sesi 26: Analisis Perpindahan Panas dengan Aliran Berlawanan
- Konsep aliran berlawanan (counter-flow) pada heat exchanger
- Pemodelan perpindahan panas aliran berlawanan
- Implementasi simulasi aliran berlawanan di MATLAB
- Analisis performa aliran berlawanan terhadap efisiensi
- Optimalisasi desain untuk aliran berlawanan
Sesi 27: Simulasi Heat Exchanger dengan Distribusi Panas Tidak Merata
- Konsep distribusi panas tidak merata dalam heat exchanger
- Pemodelan distribusi panas tidak merata di MATLAB
- Implementasi simulasi distribusi panas tidak merata
- Analisis performa heat exchanger dengan distribusi panas tidak merata
- Rekomendasi desain untuk distribusi panas optimal
Sesi 28: Implementasi Pengendalian Perpindahan Panas Menggunakan MATLAB
- Konsep pengendalian suhu dalam heat exchanger
- Pemodelan sistem kendali suhu di MATLAB
- Implementasi pengendalian suhu dalam simulasi perpindahan panas
- Analisis performa heat exchanger dengan sistem kendali
- Optimalisasi sistem kendali untuk aplikasi heat exchanger
Sesi 29: Evaluasi dan Validasi Hasil Simulasi dengan Data Eksperimen
- Proses evaluasi dan validasi simulasi
- Metode validasi hasil simulasi perpindahan panas
- Perbandingan hasil simulasi dan data eksperimen
- Analisis perbedaan dan perbaikan model
- Peningkatan akurasi model simulasi
Sesi 30: Presentasi Hasil dan Diskusi Proyek
- Penyusunan laporan hasil simulasi dan analisis
- Penyajian hasil simulasi dalam format presentasi
- Diskusi temuan dan rekomendasi desain
- Evaluasi keseluruhan proyek simulasi
- Rencana pengembangan lanjutan untuk aplikasi heat exchanger
Silabus ini dirancang untuk memberikan pemahaman menyeluruh tentang analisis dan simulasi perpindahan panas dalam tabung helikal menggunakan MATLAB untuk aplikasi heat exchanger.
