BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Studi Eksperimental
3.1.1 Waktu dan Tempat Penelitian
a. Waktu : 12 bulan
b. Tempat : Lab. Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin UNS
Lab. Pengecoran dan Las Jurusan Teknik Mesin UNS Lab. Fisika Tanah Jurusan Ilmu Tanah Fak.Pertanian UNS
3.1.2 Diagram Alir Penelitian
Untuk mengetahui alur penelitian yang baik secara runtut, maka dibuatlah suatu diagram alir penelitian.
Secara lebih sistematis dan terperinci ditunjukkan pada gambar diagram alir sebagai berikut:
MULAI16
- Atomisasi kurang baik - Tidak terbentuk droplet - Atomisasi tidak stabil / tersendat-sendat
commit to user
- Terbentuk droplet-droplet - Atomisasi stabil
SELESAI KESIMPULAN
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.1.3 Skema Instalasi Peralatan Studi Eksperimental
Sebelum langkah pembuatan alat studi eksperimental dimulai, langkah awal dalam suatu pembuatan alat adalah membuat rancangan atau perencanaan terlebih dahulu. Dibawah ini adalah rancangan yang akan dibuat yaitu alat studi
eksperimental sistem atomisasi CWM dengan menggunakan air-assisted nozzle.
Ket: 1. Kompressor ke tangki CWM 2. Saluran udara ke tangki CWM 3. Pressure regulator tangki CWM 4. Tangki CWM
5. Katup aliran CWM 6. Saluran CWM 7. Pressuregauge CWM
8. Kompressor ke nozzle
9. Pressure regulator udara ke nozzle
10. Orificemeter udara 11. Saluran udara ke nozzle
12. Pressuregauge udara 13. Air-Assisted Nozzle
14. Hasil uji pengabutan (atomisasi)
Gambar 3.2 Rancangan Alat Studi Eksperimental Sistem Atomisasi CWM
dengan Air-Assisted Nozzle
3.1.4 Bahan dan Peralatan Penelitian
Untuk dapat membuat dan menyusun rangkaian alat studi eksperimental
sistem atomisasi CWM dengan air-assisted nozzle ini, terlebih dahulu kita harus
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
a) Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah campuran batubara serbuk berukuran 112,5 µm (mesh 150) dan air tawar ditambah dengan sedikit aditif. Komposisi campuran dalam % massa terdiri dari, batubara serbuk 40% dan
air tawar 60% dengan tambahan aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sebesar
3% dari berat batubara serbuk.
Gambar 3.3 Serbuk Batubara
(Sumber: pengamatan visual)
b) Peralatan
Peralatan yang diperlukan untuk studi eksperimental atomisasi CWM ini yaitu:
1. Air-Assisted Nozzle
Air-assisted nozzle berfungsi untuk menghasilkan atomisasi dari
liquid/cairan dan mempercepat cairan (liquid) membentuk lapisan film atau
pancaran liquid yang kemudian pecah membentuk ligament-ligament yang
akhirnya menjadi droplet-droplet dan membentuk spray. Pada studi eksperimental
ini menggunakan air-assisted nozzle dengan tipe internal mixing untuk
mengatomisasi campuran batubara serbuk-air (CWM) dengan viskositas tinggi dan dapat menghasilkan droplet-droplet yang halus.
Gambar 3.4 Skema Sistem Air-Assisted Nozzle
(Sumber: lampiran)
2. Kompresor Udara
Kompresor udara berfungsi untuk menghasilkan udara bertekanan dan sebagai tempat menyimpan udara bertekanan. Pada studi eksperimental ini kompresor digunakan untuk mengalirkan udara bertekanan yang menuju tangki
CWM dan mengalirkan udara bertekanan yang menuju air-assisted nozzle untuk
dikabutkan (diatomisasi) secara bersama-sama.
Gambar 3.5 Kompresor Udara
(Sumber: pengamatan visual)
commit to user
Pressure regulator berfungsi untuk mengatur aliran udara bertekanan yang berasal dari kompresor dan untuk mengetahui besarnya tekanan udara yang akan dialirkan dari kompressor. Pada studi eksperimental ini menggunakan dua buah
pressure regulator yang dipasang untuk dapat mengetahui besarnya tekanan udara yang akan dialirkan menuju ke tangki CWM dan yang satunya untuk dapat
mengetahui besarnya tekanan udara yang akan dialirkan menuju ke air-assisted
nozzle. Yang kemudian akan dialirkan secara bersama-sama untuk dapat
menghasilkan pengabutan/atomisasi CWM yang melewati air-assisted nozzle.
Gambar 3.6 Pressure Regulator
(Sumber: www.google.com)
4. Tangki CWM
Tangki CWM berfungsi sebagai tempat untuk menampung CWM sementara
sebelum dialirkan menuju ke air-assisted nozzle, yang terlebih dahulu akan
dinaikkan tekanannya dengan cara mengalirkan udara bertekanan pada tangki CWM. Pada studi eksperimental ini menggunakan tangki CWM yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menampung CWM dan dapat dibuka untuk memasukkan CWM untuk dilakukan pengabutan/ atomisasi, tetapi masih tetap tertutup rapat atau tidak bocor pada saat ditutup untuk ditekan dengan udara
bertekanan dan akan dapat dialirkan menuju ke air-assisted nozzle.
Gambar 3.7 Tangki CWM
(Sumber: pengamatan visual)
5. Katup Aliran CWM
Katup aliran CWM berfungsi untuk mengatur debit aliran CWM dari tangki
CWM yang akan menuju ke air-assisted nozzle untuk dikabutkan atau
diatomisasi. Pada studi eksperimental ini katup aliran CWM yang digunakan berupa katup putar, sehingga dapat digunakan untuk membuka dan menutup debit aliran CWM yang akan digunakan untuk meneliti pengaruh debit aliran CWM terhadap hasil atomisasi CWM.
Gambar 3.8 Katup Aliran
(Sumber: www.google.com)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Orifice meter berfungsi untuk mengukur atau mengetahui beda ketinggian
(∆h) yang disebabkan oleh kecepatan aliran udara yang melewati lubang orifice
pada saluran udara dari kompresor yang menuju ke nozzle. Pada studi
eksperimental ini, menggunakan orifice meter yang menggunakan fluida air pada
pipa manometer untuk mengetahui beda ketinggian (∆h) yang terjadi pada saluran
udara.
Gambar 3.9 Orifice meter
(Sumber: pengamatan visual)
7. Pressure Gauge
Pressure gauge berfungsi untuk mengetahui atau menunjukkan besarnya tekanan yang terdapat pada saluran. Pada studi eksperimental ini menggunakan
dua buah pressuregauge, yaitu pressuregauge yang dipasang pada saluran CWM
dan pada saluran udara untuk dapat mengetahui tekanan yang terdapat pada masing-masing saluran.
Gambar 3.10 PressureGauge
(Sumber: pengamatan visual)
8. Flowmeter Tipe SCFM (Standard Cubic Feet per Minute)
Flowmeter digunakan untuk mengukur debit udara pada saluran udara dari
kompressor yang menuju ke air-assisted nozzle.
Gambar 3.11 Flowmeter Tipe SCFM
(Sumber: www.google.com)
9. Kamera
Kamera digunakan untuk mengambil gambar atau foto hasil pengabutan
(atomisasi) dari CWM pada air-assisted nozzle. Oleh karena itu, pada studi
eksperimental ini membutuhkan kamera jenis high speed kamera, karena untuk
penelitian ini diperlukan sebuah kamera digital yang memiliki pengambilan gambar atau foto yang baik.
commit to user
Stopwatch digunakan untuk mencatat waktu pada saat menghitung debit aliran CWM.
11.Gelas ukur
Gelas ukur digunakan untuk menampung cairan CWM dan menghitung volumenya pada saat melakukan kalibrasi debit aliran CWM.