TUGAS AKHIR
PENGARUH KECEPATAN UDARA TERHADAP PERFORMA
CROSSDRAFT GASIFIER
DENGAN BAHAN BAKAR
SERUTAN KAYU JATI
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
DisusunOleh :
SYAFIQ ABRORI
D200050014
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Crossdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Serutan Kayu Jati”. Dengan kecepatan udara 3,0, 3,5, 4,0 m/s, yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan teknik mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah di publikasikan dan pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Februari 2016
Yang Menyatakan,
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir ini berjudul “Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Crossdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Serutan Kayu Jati” telah disetujui pembimbing tugas akhir untuk dipertahankan didepan dewan penguji sebagai syarat awal untuk memperoleh gelas sarjana S-1 teknik mesin di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Disusun oleh :
Nama : Syafiq Abrori
NIM : D200050014
Disetujui pada :
Hari : ...
Tanggal : ...
Pembimbing TA
v
MOTTO
„Keberhasilan akan kita raih apabila kita selalu bersungguh – sungguh dan
berusaha dalam segala hal disertai dengan selalu berdoa kepada Allah
SWT”
(Penulis)
“Orang – orang yang sukses teah belajar membuat diri mereka melakukan
hal yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah
mereka meyakini atau tidak.“
(Aldus Huxley)
“Musuh yang paling berbahaya diatas dunia ini adalah penakut dan
bimbang. Teman yang paling setia, hanyalah keberanian dan keyakinan
yang teguh.”
vi
Abstraksi
Bahan bakar fosil merupakan sumber daya alam yang tidak terbarukan, untuk mengatasi krisis energi masa depan beberapa sumber alternatif sumber energi mulai dikembangkan salah satunya energi biomassa. Biomassa dalam industri produksi energi, merujuk pada bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan menjadi bahan bakar atau untuk produksi industri,Gasifikasi merupakan proses yang menggunakan panas untuk merubah biomassa padat atau padatan berkarbon lainnya menjadi gas sintetik seperti gas alam yang sudah terbakar, melalui gasifikasi kita biasa merubah hampir semua bahan organik padat menjadi gas bakar yang bersih.
Pada penelitian ini diawali dengan memodifikasi saluran udara pada reaktor, kemudian suplai udara dari blower divariasikan kecepatannya. Kecepatan udara yang digunakan adalah 3 m/s, 3.5 m/s dan 4 m/s, kemudian diukur temperatur pembakaran dan temperatur pendidihan air tiap 1 menit.
Hasil penelitian perbandingan temperatur pembakaran pada kecepatan 3 m/s, 3.5 m/s, 4 m/s. Dari gambar terlihat nyala efektif yang paling lama adalah dengan menggunakan variasi kecepatan udara 3 m/s yaitu selama 17 menit, kecepatan 3.5 m/s selama 15 menit, dan kecepatan 4 m/s selama 14 menit. Temperatur pembakaran tertinggi yaitu pada percobaan dengan menggunakan kecepatan 3 m/s, pada menit ke-7, dengan temperatur 700.66 , untuk kecepatan 3.5 m/s pada menit ke-7 sebesar 718.33 , dan pada kecepatan 4 m/s pada menit ke-4 sebesar 644.16 . Dari perbandingan temperatur pembakaran antara kecepatan 3 m/s, 3.5 m/s, dan 4 m/s menunjukkan kecepatan terendah akan menghasilkan nyala efektif yang lebih lama, sedangkan dengan menggunakan kecepatan udara paling besar akan diperoleh temperatur pembakaran yang besar. Hal ini terjadi selama masih dalam batasan stokiometri tentunya.
vi Abstract
Fossil fuels are natural resources that are not renewable, to cope with future energy crisis several alternative sources of energy sources started to be developed one biomass energy. Biomass in energy production industry, refers to biological material living or recently dead that can be used as fuel or for industrial production Gasification is a process that uses heat to transform solid biomass or solid carbonaceous other into synthetic gas such as natural gas that has been burned, through our usual gasification change almost all of the solid organic materials into clean fuel gas.
In this study begins by modifying the airways in the reactor, then the supply of air from the blower speed is varied. Air speed used is 3 m / s, 3.5 m / s and 4 m / s, then measured the combustion temperature and the temperature of boiling water every 1 minute.
The results of a comparison study combustion temperature at a speed of 3 m / s, 3.5 m / s, 4 m / s. From the pictures look old flame of the most effective is to use a variation of air velocity of 3 m / s ie for 17 minutes, the speed of 3.5 m / s for 15 minutes, and a speed of 4 m / s for 14 minutes. Combustion temperatures highest in the experiment using a speed of 3 m / s, in the 7th minute, with the temperature 700.66 , to the speed of 3.5 m / s in the 7th minute of 718.33 , and at a speed of 4 m / s on a minute -4 amounted to 644.16 . From a comparison between the temperature of combustion speed of 3 m / s, 3.5 m / s and 4 m / s indicates the lowest speed will produce effective flame longer, while using the air velocity will be obtained most large combustion temperature. This happens as long as the stoichiometric limits of course.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum Wr, Wb
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap
Performa Crossdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Sekam Padi” dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk penulis pada
kesempatan ini dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar –
besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakutas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadyah Surakarta.
3. Bapak Nur aklis, ST, M.Eng. selaku pembimbing utama yang telah
memberikan dukungan serta arahan dalam penulisan laporan tugas
akhir ini.
4. Bapak Subroto Ir, MI. selaku Dosen pembimbing akdemik yang
viii
5. Seluruh keluarga yang senantiasa selalu mendukung saya, yang
terutama adalah Ibu dan Bapak saya yang tak henti – hentinya
mendoakan saya.
6. Teman seperjuangan terima kasih atas kerja sama dan semua
bantuannya.
7. Seluruh teman – teman Teknik Mesin yang telah membantu proses
pengerjaan tugas akhir ini.
8. Seluruh teman-teman kost yang telah membantu proses
pengerjaan tugas akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan
tugas akhir ini.
Penulis menyatakan bahwa laporan ini masih jauh dari
sempurna oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat
membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang
hati.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb
Surakarta, Februari 2016
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ....i
HALAMAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
x
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 24
1.1 Metode Penelitian ... 24
4.1 Temperatur Pembakaran ... 36
4.1.1 Temperatur pembakaran dengan kecepatan udara 3,0 m/s ... 37
4.1.2 Temperatur pembakaran dengan kecepatan udara 3,5 m/s ... 38
4.1.3 Temperatur pembakaran dengan kecepatan udara 4,0 m/s ... 39
4.1.4 Perbandingan temperatur rata – rata pembakaran padakecepatan udara 3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4 m/s ... 40
4.1.5 Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara 3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4,0 m/s ... 41
4.2 Temperatur Air ... 42
4.2.1 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara 3,0 m/s ... 42
4.2.2 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara 3,5 m/s ... 43
4.2.3 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara 4,0 m/s ... 44
xi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 47
5.1 Kesimpulan ... 47
5.2 Saran ... 48
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 24
Gambar 3.2 Instalasi Penelitian ... 26
Gambar 3.3 Reaktor Pembakaran ... 27
Gambar 3.4 Detail Fuel Chamber ... 28
Gambar 3.5 Burner ... 28
Gambar 3.6 Detail Burner ... 29
Gambar 3.7 Blower ... 30
Gambar 3.8 Termocouple Reader ... 30
Gambar 3.9 Anemometer Digital ... 31
Gambar 3.10 Timbangan Analog ... 32
Gambar 3.11 Stopwatch ... 33
Gambar 3.12 Katup/Valve ... 33
Gambar 3.13 Thermometer Air Raksa ... 34
Gambar 3.14 Serutan kayu jati ... 34
Gambar 4.1 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu pada kecepatan udara 3,0 m/s ... 37
Gambar 4.2 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu pada kecepatan udara 3,5 m/s ... 38
Gambar 4.3 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu pada kecepatan udara 4,0 m/s ... 39
xiii
Gambar 4.5 Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara 3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4,5 m/s ... 41 Gambar 4.6 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan Udara 3,0 m/s ... 42 Gambar 4.7 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan udara 3,5 m/s ... 43 Gambar 4.8 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan udara 4,0 m/s ... 44 Gambar 4.9 Perbandingan temperatur pendidihan air pada kecepatan
xiv
DAFTAR TABEL