Analisis distribusi suhu ruang plenum pada alat pengering tipe konveksi bebas

ANALISIS DISTRIBUSI SUHU RUANG PLENUM

PADA ALAT PENGERING TIPE KONVEKSI BEBAS

OLEH

IYUS HENDRA WAN

89155

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

RINGKASAN

lYUS HENDRA WAN. Analisis Distnbusi Suhu Ruang Plenum pada Ala! Pengering Tipe Konveksi Bebas ( Thbawah bimbingan HAD! KARIA PURW ADARIA, sebagai ketua, KAMARUDDIN ABDUlLAH dan ATJENG MUCHLIS SY ARIEF,

sebagai Anggota )

Penelitian tentang unjuk kerja alat pengering berguna untuk

dapat

memanf),at!ran alat tersebut seopIimaI. mlmgkin Salah satu unjuk kerja yang penling dalam alat pengering

tipe konveksi bebas

adaIah

distnbusi suhu pada

roang

plenumnya. Pcntingnya

anaIisa

distribusi suhu

pada

roang

plenum

adaIah

dapat

diduganya

panas

yang

dapat

dibangkitkan oIeh alat

pengering

tersebut untuk

dapat

diman

fll3

tJqm

_untuk

proses pengeringan.

Tujuan penelitian

ini

iaIah untuk membuat program komputer yang

dapat

menduga distnbusi suhu

roang

plenum dari alat

pengering

tipe konveksi bebas dan mcnentukan hubungan antara Iaju

pengumpanan

bahan bakar dan penutupan Iantai pengering terlJadap koefisien konveksi bebas ( h ) pada

permukaan

silinder tungku.

Pada penelitian

ini

diIakukan

pembuatan

alat pengering tipe konveksi bebas dmgan

ruang plenum berbentuk trapesium.

keseluruhan

dilakukan

perlakuan KIBl, KIB2, KIB3, K2Bl, K2B2,K2B3,K3Bl,K3B2

dan K3B3. Masing-masing perlakuan

dilakukan

dua 1Ilangan

Hasil

penelitian

menunjukkan

suhu

pada

permukaan

silinder

terdapat bagian-bagin yang

maksimum

dan

minimum

dengan

pola

yang sarna yaitu akan semakin

tinggi

dengan

meningkatnya laju pengumpanan bahan bakar. Sulru

maksimum

diperoleh sebesar 183.4 0 C untuk pengumpanan 2.5 kg

per

15

menit.

ｰｾ＠ suhu pada permukaan

. ｾ＠ pema:oas akan

semakin

meningkatkan kecepatan udara

masuk

ke

mans

plenum,

perbedaan kecepatan udara masuk ke ruang

plenum

dapat

mencapai

0.3

m per

detik

untuk

pengumpanan 1.5 dan

25

kg

per

15

menit.

Masuknya udara keruang

plenum

akan semakin besar dengan semakin besamya persentase penutupan plenum

Sulru lantai. pengering semakin besar dengan meningkatnya persentase penntupan lantai pengering dan

meningkatnya

laju

pengumpanan bahan bakar.

Sulru

pada

ruang pengering

menunjukkan

makin

besar dengan

meningkatnya

laju pengumpanan

bahan

bakar dan semakin

n:ndah

dengan

meningkatnya

persentase penutupan lantai. pengcting. Perbcdaan sulru dapat

mcncapai

4 0 C antara ketinggian 10 dan 60 em

diatas lantai. pengering untuk laju

peogumpanan

2.5 kg

per

15 menit dan 0 % penutnpan

lantai pengering.

Effisiensi pemanasan udara dari

a1at

pengering

tipe konveksi bebas masih relatif kecil yaitn rata-rata 13.6 %, Effisiensi pemanasan udara akan semakin meningkat dengan

laju pengumpanan bahan bakar dan persentase penutupan lantai pengering.

Persentase uji ketepatan

hasil

antara

sulru

hasil

percobaan

dan

hasil

pendugaan

pengujian

semua

titik kecuali titik

pada lantai

plemnn

dan

mencapai 7.6

%

untuk uji

disekitar lantai pengering.

Bilangan

Rayleigh ( Ra )

yang diperoleh mempunyai kisaran antara 11 500

sampai

45 000. Bilangan Rayleigh

mempunyai

ni1ai

semakin 1inggi dengan

meningka:tnya

Iaju bahan bakar dan menurunnya pcrsentase

penutupan

lantai pengcring.

Akan meningkat basil penelitian menunjukkan niIai koefisien konveksi

panas

rata

rata dengan semakin

tingginya

Iaju pengumpanan bahan bakar dan akan makin rendah dengan

meningkatnya

pcrsentase penutupan

Iantai

pengering.

Koc:fisien konveksi panas

rata - rata

tertinggi scbesar

0.312

W/m 2

oK

dan

terc:ndah

0.222

W/m 2

oK

Berdasarkan energi yang

disaI:url<an ke

ruang pengetiog, temperatur

dinding

ANALISIS DISTRIBUSI SURU RUANG PLENUM

PADA ALAT PENGERING TIPE KONVEKSI BEBAS

OLEH

IYUS HENDRA WAN

89155

Tesis sebagai salah satu

syam

untuk memperoleh gelar

Magister Sains

Pada

PROGRAM PASCASARJANA,

Institut

Pertanian Bogor

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul tesis ANALlSlS VlSTRlliUSl SUHU RUANG PLENUM PADA ALAi'

PENGERING TIPE KONVEKSI BEBAS

Nama Ivfahasiswa IYUS HENDRA WAN

NomorPokok 89155

Program Studi TImu Keteknikan

Pertanian

Menyetujui

1. Komisi Pembimbing

ｾｾＡ＼ｦｾ＠

( Prof.

Dr.

Jr. Hadi K. Purwadaria ,M.Sc )

Kelua

. Kamaruddin

Abdullah )

Anggota

Dr.

Jr.

Mohammad

Azron DhaIhar, MSAE ) ( "

PnJf.

Dr.

Ir.

Hi. Sjafrida Manuwoto ,MSc )

RIWAYATlDDUP

Penulis

diIahirkan

pada Tanggal 30 Juni 1961 di BandJmg

Orang

tuanya

adalah

Hendawati dan Muhammad

Iyun.

Penulis menyeJesaikan Sekolah Dasar Negeri

Langkong

Besar

lOS,

Sekolah Menengah Pertama Pasundan II dan SMAN XI berturut-turut

pada

tahun 1974, 1977 dan 1981 di Bandung.

Penulis memperoleh gelar sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Mekanisasi

Pertanian, Institut Pertanian Bogar pada taInm 1986.

Tahun

1987 pemilis

bekerja

sebagai tenaga pc-ngajar

Kopertis

Wilayah IV

Jawa

Sarat yang dipekerjakan

di

Fakultas

Pertanian,

Universitas Singaperbangsa Karawang.

Pada tahun 1989 penulis

mendapat

kesempatan

melanjutkan

pendidikan

ke

Program Pascasarjana IPB pada Program Keteknikan Pertanian dengan biaya dati Team Manajemen

Program Doktor (

TMPD )

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayahNya sehingga dapat diselesaikannya penulisan tesis ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada Prof Dr. Hadi K. Purwadaria, MSc, Prof Dr. Kamaruddin Abdullah, Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE yang dengan penuh kesabaran memberikan bimbingan hingga

penulisan tesis ini dapat diselesaikan.

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Team Manajemen Program Doktor

( TMPD ) yang telah membiayai pendidikan Pascasarjana serta Yayasan Supersemar

yang telah memberikan biaya penelitian kepada penulis.

Terima kasih yang tak terhingga kepada segenap ]{eluarga penulis, Endang Sri

Rejeki, Adhitia Nurfitriani, Mohammad Luthfi Nurfakri, yang telah memberikan

dorongan moril maupun materil selama penulis menuntut ilmu. Untuk Dr. Soedjatmiko

serta sahabat-sahabat penulis pada kesempatan ini juga disampaikan terima kasih.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tesis ini mempunyai banyak kekurangan,

oleh karena itu berbagai kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan, semoga

tesis ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.

DAFTAR lSI

Halaman

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GA?.4BAR ... x

DAFTARLAMPIRAN ... xii

DAFTARSIMBOL ... xiv

1.

PENDAHUI1JAN...

1

A Latar Belakang . . . 1

B.

ｔｾ＠

Penelitian . . .

2

C.

Manfaat

atau Kegtmaan Penelitian . . . 3

II.

TINJAUAN PUST AKA . . . .. ...

4

A. Alai Pcogcring Tipc Konvcksi. Bcbas ... ... 4

B. Distribusi Suhu dan Bilangan

Nusselt . .. ...

7

III.

PENDEKATANTEORITIS...

12

A. Persamaan Umum dan Keadaan Bebas... ... 12

B.

Fonnulasi

Beda

Hingga . " ...

19

C.

Program Komputer

Inttuk

penye1esaian Beda

Hingga . . .

21

D. Kesetimbangan Energi Pada Pengering Type Konvcksi. Bebas . . . 24

IV. PERCOBAAN...

26

A. Bahan dan

Mat... ...

26

Halaman

C. Perlakuan . .. ... 33

D. PengamaLan. .. ... 34

E. Wakiu dan TempatPenelitian ... '" 37 V. HASlLDAN PBvfBAHASAN ... '" 38 A. B. C. D. Distribusi

Suhu Hasil

Pengukuran. .. . ... . Kesetimbangan Energi . .. . ... . Perllitungan Distribusi

Suhu ... ... .. . . .. .. .. . . . .

Perhitungan Nilai Konstanta Konveksi ... . 38 45

49

67 VI. KESIlvIPlJLANDAN SARAN ... '" . . .. . .... . . .. ... 71

A. Kesimpulan . .. ... . . . 71

D. Saran - Saran ... .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. .. .. .. .. . . 72

D.i\FTARPUSTAKA... ... 73