Optimalisasi Peran Teknik Mesin Dalam Meningkatkan Ketahanan Energi

(1)

(2)

Seminar NasionalTeknikMesin X 2-3 November 2011 JurusanMesinFakultasTeknik UB ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

Ketua Peyunting

Dr.Eng. Yudy Surya I,ST.,M.Eng.

Sekretaris Penyunting

Dr. Slamet Wahyudi, ST.,MT.

Penelaah Ahli

Prof. Dr. Ir Pratikto, MMT (Universitas Brawijaya Malang) Prof. Ir. ING Wardhana, M.Eng., Ph.D.(Universitas Brawijaya Malang)

Dr.Eng. Anggit Murdani, ST.,M.Eng. (POLINEMA) Dr.Eng. Budi Prawara,ST.,M.Eng. (LIPI-TELIMEK)

Penyunting Pelaksana

Francisca Gayuh Utami D, ST., MT.

Tata Letak

Fikrul Akbar Alamsyah, ST Dodik & Very

Cetak dan Distribusi

Totok S.

Penanggung Jawab

Ketua Jurusan Mesin

Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang

Perancang Sampul

Dodik & Very

Penerbit

Jurusan Mesin

Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang Jl. MT. Haryono 167 Malang 65145

Telp./Fax. +62-341-554291 Email: slamet_w72@ub.ac.id

The statements and opinion expressed in the papers are those of the authors themselves and not necessarily reflect the opinion of the editors and organizers. Any mention of company or trade name does not imply endorsement by organizers.

ISBN: 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

(3)

SNTTM X | ii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap syukur alhamdulillah ke hadirat Allah Yang Esa yang tiada tuhan

selain-Nya, kami selaku Panitia Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin X Tahun 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang dapat menyelesaikan prosiding

abstrak ini.

Cinta Kasih-Nya yang tak terhingga mendorong kami untuk semangat dalam kegiatan

belajar mengajar yang tak pernah putus sampai masuk liang lahat, khususnya dalam hal ini

ilmu-Nya yang kita tekuni bersama yaitu rekayasa keteknikan.

Prosiding ini diharapkan mampu menampung para peneliti, praktisi, pemerintah dan

mahasiswa untuk mengkomunikasikan hasil-hasil penelitiannya. Prosiding ini juga merupakan

sebuah wujud tanggung jawab bidang teknik mesin dalam menyumbangkan pemikiran, ide dan

hasil penelitian sehingga mampu diaplikasikan ke masyarakat dan guna mendukung ketahanan

energy di Indonesia.

Bertolak dari hal tersebut maka Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Malang menggelar event akademik Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin X Tahun 2011 yang bertajuk:

“Optimalisasi Peran Teknik Mesin dalam Meningkatkan

Ketahanan Energi”

Diharapkan dengan adanya seminar nasional ini, para akademisi pemerintah peneliti

dan atau praktisi dapat menambah wawasan mereka serta menerapkan pengetahuannya

tersebut dalam dunia engineering untuk mengoptimalkan ketahanan energi nasional. Selanjutnya akan terbina suasana akademis yang nantinya dapat dikembangkan menjadi wujud

kongkrit di masyarakat pada umunya.

Semoga Allah Yang Maha Pengampun meridhoi jerih payah kita semua. Amien.

Malang, 1 Nopember 2011

(4)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

... ii

DAFTAR ISI

... iii

KEYNOTE SPEAKER

Tantangan Keilmuwan teknik mesin di bidang nuclear reactor safety

Deendarlianto ... 1 Rancang Bangun dan Aplikasi Engine Rusnas 500 cc

I Nyoman Jujur ... 10

BIDANG KONVERSI ENERGI

Peningkatan Efisiensi Pembakaran Tungku Kayu Bakar Tradisional Dengan Modifikasi Disain

Bambang Yunianto, Nazarudin Sinaga ... 24

Studi Pemanfaatan Briket Kulit Jambu Mete Dengan Kombinasi Sekam Padi Dan Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif

Lydia M Salam, H Baharuddin Mire, M. Fachry. A.R ... 29

Efek Ash Campuran Batubara Mutu Rendah Terhadap Potensi Pembentukan Slagging dan Fouling Pada Boiler PT. Semen Tonasa

Ismail ... 37

Pengembangan Bahan Bakar Briket dari Campuran Kulit Mete dan Sekam Padi

Muchammad ... 42

Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Emisi Gas Buang Berbahan Bakar Lpg Pada Ruang Bakar Model Helle-Shaw Cell

I Gusti Ngurah Putu Tenaya, Made Hardiana. ... 47

Kajian Numerik Aliran Udara Pembakaran pada Tangentially Fired Pulverized-Coal Boiler Wawan Aries Widodo, Is Bunyamin Suryo, Giri Nugroho ... 52

Perbandingan Simulasi Dengan Asumsi Ideal gas Dengan Kondisi Real gas Effect pada Kasus Combustion

Albert Meigo R.E.Y, Romie O.Bura, Bambang Kismono Hadi ... 57

Karakteristik Pembakaran Briket Limbah Tongkol Jagung Dan Sekam Padi Dengan Berbagai Perbandingan Tongkol Jagung Dan Sekam Padi

Andi Mangkau, Prof. Dr. Ir. Effendy Arif, M. Eng ... 66

Efek Katalisator (Broquet) Terhadap Emisi Gas Buang Mesin Bensin

(5)

SNTTM X | iv Deflagrasi LPG-Udara Yang Melalui Media Porous

Jayan Sentanuhady, Desmon Purba, Tri Agung Rohmat ... 83

Perbandingan Antar Berbagai Model Laju Penguapan Tetesan Pertamax Dengan Data Eksperimen

Engkos Achmad Kosasih ... 91

Studi Eksperimental Pengaruh Konsumsi Bahan Bakar Dan Lamanya Waktu Terhadap Laju Pengeringan Pada Alat Pengering Ikan Dengan Memanfaatkan Energi Briket Batubara

Aneka Firdaus, ST. MT, Dian Ferdinand, ST... 96

Analisis Pemanfaatan Gas Metana (CH4) Dari Limbah Sampah TPA Tamangapa Sebagai Pembangkit Tenaga (2011)

Ir. Luther Sule, MT... 108

Studi Eksperimental Optimalisasi Campuran Bahan Bakar Solar Dengan Crude Jatropha Oil (CJO) Terhadap Karakteristik Motor Diesel Didacta Italia Test Bed T 85 D

H.Teguh Budi.SA, Amrifan Saladin Mohruni, Arifin ... 112

Pemilihan Algoritma Dan Model Potensial Pada Simulasi Dinamika Molekular Tabung Nano Karbon Sebagai Media Penyimpan Hidrogen

Supriyadi dan Nasruddin ... 120

Karakteristik Pembakaran Tungku Gasifier Tipe Cross-Draft Berbahan Bakar Biomassa

Adjar Pratoto, Agus Sutanto... 126

Potensi Unmineable Coalbed Sebagai Penyimpan Emisi Gas Karbondioksida

Barlin ... 131

Analisa Perpindahan Panas Akibat Radiasi Pada Rumah Secara Konveksi Paksa Dengan Menggunakan Variasi Warna Cat Putih, Abu-Abu, Kuning Dan Tanpa Cat

Eflita Yohana ... 134

Kajian Eksperimen Sistem Pendingin Lemari Radio Base System (RBS) Berbasis Termoelektrik

Nandy Putra, A’rasy Fahruddin, Wayan Nata, Ridho Irwansyah ... 139

The HAZOP Of HVAC Star Energy

Harjanto G , Samsul Kamal, Prajitno... 147

Optimasi Sistem Pendingin Joule-Thomson Dengan Menggunakan Campuran Hidrokarbon Melalui Simulasi Progaram Matlab 8.5 Dan Refprop 8.0

Rizky Arif Hidayat ... 157

(6)

Analisis Saluran Udara Pendinginan Motor Listrik Pada Lokomotif Diesel Elektrik Traxx Asia

Muhamad Faris Naufal Austen, Jooned Hendrarsakti, Yunendar Handoko ... 169

Analisa Karakteristik Perpindahan Panas Evaporator Tipe Double Tubular Pipe Pada Unit Pendingin Sistem Absorpsi Difusi Amonia-Air Dengan variasi Beban Pendingin dan Daya Generator

Ary Bachtiar Krishna Putra, Prabowo, Khrisma Mahara ... 177

Pengaruh Penambahan Surfaktan Pada Nano Fluida Al3O3-Air Terhadap Kinerja Loop Heat Pipe (LHP)

Wayan Nata Septiadi,, A’ray Fahrudin, Nandy Putra ... 181

Pengujian Alat Cryosurgery Berbasis Elemen Peltier Ganda Dengan Penggunaan Variasi Probe

Nandy Putra, Hamdalah H, Kapa Cossa J, Ridho Irwansyah ... 189

Perpindahan Panas Konveksi Paksa Pada Selinder Ellip Dalam Udara : Pengaruh Aspect Ratio

Kaprawi Sahi ... 195

Proses Perubahan Fase Material yang Melibatkan Evaporasi dan Sublimasi Pada Pengering Beku Vakum Ekstrak Ubur-ubur

Muhamad Yulianto, M. Idrus Alhamid, Nasruddin, Engkos A. Kosasih... 201

Pengaruh Model Turbulensi Pada Analisis Komputasi Sintetik Jet Untuk Sistem Pendingin Komponen Mikroelektronik

Harinaldi, Damora Rhakasywi, Rikko Defriadi ... 208

Kincir Angin Poros Horisontal dengan Sudu Plat Datar

Budi Sugiharto ... 215

Studi Ekperimental Pengaruh Jumlah Lubang Laluan Udara Pada Alat Pengering Ikan Baung Tipe Rak Menggunakan Briket Batubara Terhadap Laju Pengeringan

Ismail Thamrin, Robby Usza Perdana ... 220

Experimental Study on the Flow Pattern and Pressure Difference Fluctuation during the Steam Condensation in a Horizontal Annulus Pipe

Sukamta, Indarto, Purnomo, Tri Agung Rohmat ... 231

Pengaruh Posisi Silinder Teriris Tipe-D sebagai Pengontrol Pasif di Depan Silinder Utama Sirkuler Terhadap Gaya Drag Silinder Utama Sikuler

Triyogi Yuwono, Wawan Aries Widodo, Dapot Boni Tua Raja Guguk dan Dahlia Ansisti Pramesti ... 236

Pengaruh Variasi Kekasaran Permukaan pada Profil Bola terhadap Distribusi Tekanan dan Separasi

(7)

SNTTM X | vi Analisa Frekuensi dalam Pengukuran Kecepatan Aliran Dua Fasa pada Saluran Tertutup Menggunakan Gelombang Ultrasonik

Muhammad Agung Bramantya, Khasani, Dzikry Firdausi ... 249

Studi Eksperimen Performansi Ejector Aliran Dua Fase dengan Fluida Kerja Karbondioksida (CO2) dan Nitrogen (N2)

Wawan Aries Widodo, Is Bunyamin Suryo ... 253

Pengendalian Pasif terhadap Boundary Layer didalam Flat-Walled Diffuser dengan Suction dan Blowing melalui Rectangular Slot

Sutardi, Rinenggo N. ... 259

Studi Karakteristik Aliran didalam Boundary Layer Turbulen didalam Asymmetric Flat-Walled Diffuser 20o

Sutardi, Firchi I. ... 266

Pemodelan Liquid Jet Gas Pump yang Bekerja Sebagai Vacuum Ejector

Daru Sugati, Indarto, Purnomo, Sutrisno. ... . 271

Pengaruh Model Turbulensi pada Analisis Komputasi Kontrol Aktif Aliran terhadap Drag Aerodinamika Reversed Ahmed Body

Budiarso, Harinaldi, Rustan Tarakka, Sabar P.Simanungkalit ... 276

Pengaruh Penambahan Silinder Pengganggu terhadap Koefisien Tekanan Silinder Sirkular Tersusun Tandem pada Saluran Sempit Berpenampang Bujur Sangkar

Wawan Aries Widodo, Ardhanu Usdhiantoko ... 284

Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas pada Baffles

Ary Bachtiar Khrisna Putra, Djatmiko, Soo Whan Ahn ... 290

Effect of Installing a thread rod on pressure drop reduction in a channel with two circular cylinder in tandem arrangement

Wawan Aries Widodo, Alfin Andrian Permana ... 294

Efek Peletakan Injeksi Gelembung Mikro Terhadap Hambatan Total Kapal Model

Gunawan, M. Baqi, Yanuar ... 300

Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Disturbance Body Terhadap Karakteristik Aliran Yang Melintasi Sebuah Silinder Sirkular Yang Tersusun Secara Tandem Dalam Saluran Sempit

Wawan Aries Widodo, Pratista Hariyanto ... 306

Pengaruh Kecepatan Udara pada Wavy fin dan Tube Heat Exchanger terhadap Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas

Prabowo, Ary Bactiar, Temaja, Renatho ... 312

Adsorpsi Isosterik CO2 Bertekanan Tinggi Pada Karbon Aktif dengan Persamaan Model Tóth

(8)

Pengaruh Kecepatan Air Pada Pembentukan Gelembung Pada Aliran Air Yang Searah Jarum Nosel

Manus Setyantono, Warjito ... 323

Studi Karakteristik Fluida Kerja Hydrokarbon Ramah Lingkungan pada Siklus Rankine Organik (SRO) bertenaga Surya

Ruli Nutranta, M. Idrus AlHamid, Nasrudin, Harinaldi ... 328

Konsumsi Energi dalam Transisi Aliran Taylor-Couette-Poiseuille

Prajitno, Sutrisno, Indarto, Purnomo ... 334

The Performance Of Saturn-20 Gas Turbine As Prime Mover Of Electric Generator

Khairul Muhajir ... 338

Effect of Dynamic Twisted Mixer on Ammonia Mass Distribution at NH3-SCR Catalytic Filter for Diesel Engine Aftertreatment system by Numerical Simulation

Syaiful ... 347

Monitoring of The Union Centrifugal Pump

Greg.Harjanto, A.Rianto S ... 353

Studi Karakteristik Kerja Hot Well Pump (HWP) Pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

Khasani dan Chris Yudho Hardianto ... 360

Kajian efek oksigen berlebih pada motor Diesel

Abrar Riza dan Budiantoto... 365

Studi Experimental Dan Numerik Pengaruh Variasi Cerobong Masuk Turbine Ventilator Terhadap Unjuk Kerja Turbine Ventilator

Misbakhul Fatah, Triyogi Yuwono dan Wawan Aries Widodo ... 368

Analisis Kebutuhan Daya Pompa Untuk Distribusi Air Bersih

Said Hi. Abbas, Alwi Albaar, Jadid Hamim Ade ... 373

Analisis Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal dan Ruang Bakar Turbin Gas Mikro Proto X-1 Ahmad Indra Siswantara, Steven Darmawan, Efendi Manurung ... 382

Manajemen Termal Heat Sink pada Modul Kendali Motor Kendaraan Hibrid

Tinton Dwi Atmaja, Ghalya Pikra dan Kristian Ismail ... 390

Kinerja Mesin Pendingin Sistem Vrv-Ii Dan Vrv-Iii Dengan Kapasitas 40 Hp

Caturwati NK, Yuswardi, Indah Rahmawati ... 395

Pengujian Teknik Mengemudi Hemat Energi Pada Kendaraan Penumpang Untuk Mendukung Program Smart Driving di Indonesia

(9)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

The HAZOP of HVAC Star Energy

Harjanto G *, Samsul Kamal**, Prajitno ***

Department of Mechanical & Industrial Engineering, Faculty of Engineering UGM Jl. Grafika 2 , Kampus UGM Yogyakarta

Harjanto2007@yahoo.co.id, Samsulugm@yahoo.com,prajitno72@yahoo.com

The HAZOP process is based on the principle that a team approach to hazard analysis will identify more problems than when individuals working separately combine results. HAZOP is Hazard & Operability. The HAZOP team is made up of individuals with varying backgrounds and expertise. The expertise is brought together during HAZOP sessions and through a collective brainstorming effort that stimulates creativity and new ideas, a thorough review of the process under consideration is made.

The HAZOP process creates deviations from the process design intent by combining guide words (No, more, less, etc.) with process parameters resulting in a possible deviation from design intent.Guidewords : !"No , !"More ,!"Less ,!"As Well As ,!"Reverse ,!"Other Than .

The application of parameters will depend on the type of process being considered, the equipment in the process and the process intent. A sample set of parameters includes the following - Specific Parameters : Flow ,Temperature ,Pressure ,Composition ,Phase ,Level ,Relief ,Instrumentation , Sampling ,Corrosion/Erosion ,Services/Utilities ,Maintenance ,Addition ,Safety ,Reaction ,Inserting /Purging ,Contamination.

HVAC is Heating Ventilating Air Conditioning , Star Energy is an Oil Company and HVAC Star Energy is HVAC in Kakap Field Platform at North Natuna. The Hazop worksheet of the HVAC ,say that the compressors of the HVAC are the high risk unit. The compressors are the heart of the HVAC.

Key Words: Air conditioning, HAZOP, hazard analysis

1.Pendahuluan

Hazop

adalah

upaya

untuk

mempelajari rsiko dan pengoperasian suatu

peralatan. Konsep dasar dari Hazop adalah

investigasi

dari

masalah

yang

akan

digunakan untuk suatu peralatan. Tujuan

utama dari Hazop adalah mengindentifikasi

masalah,

yang

merupakan

hasil

dari

pengalaman yang ada, bukan dari kajian

atau

analisis

prediksi.

Sistem

yang

digunakan pada Hazop yaitu dengan

menggunakan “kata pandu” (Guide Word ) .

Kata pandu ini kemudian dikembangkan

dalam berbagai variasi.

Hazop singkatan dari Hazrpd &

Operability, kalau Hazops adalah Hazard &

Operability Study, adalah standar teknis

perihal analisis bahaya yang digunakan

untuk penetapan sistem keamanan ,yang

kemungkinan terjadi potensi bahaya dan

masalah

operasinya.

Sehingga

Hazop

merupakan proses untuk meninjau apakah

dalam pengoperasian peralatan akan terjadi

penyimpangan yang memungkinan terjadi

kecelakaan atau resiko yang lain.

Mempelajari

Hazop

berarti

mempelajari penyimpangan dari proses

normal

.

Hazop

sendiri

mempunyai

karakteristik:

a.

Sistematika Hazop, menggunakan

stuktur

/susunan

dengan

cara

penggunaan ”kata pandu” (Guide

Work), untuk memastikan bahwa

proses operasi peralatan telah sesuai

dengan tempat atau lokasi serta

peralatan yang di uji .

b.

Hazop dapat digunakan juga sebagai

“SOP”

c.

Hazop digunakan sebagai salah satu

cara

penafsiran

bahaya

yang

mungkin terjadi.

(10)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

Hazop menggunakan ‘kata kunci” (key

word) , seperti

• Deviation

:

penyimpangan

–

merupakan kombinasi ”kata pandu”

dan ”parameter”

• Consequency : konsekuensi- akibat

dari

suatu

penyimpangan

yang

kemungkinan

terjadi

kerugian

financial, kapasitas, waktu dll

• Cause : penyebab – kejadian yang

kemungkinan

akan

terjadi

penyimpangan

• Safe

Guard

:

Perlindungan

Keamanan – adalah perlengkapan

untuk

mencegah

terjadinya

penyimpangan

yang

dapat

mengakibatkan resiko.

• Action : Tindakan- usaha yang harus

dilakukan

agar

tidak

terjadi

penyimpangan untuk mengurangi

atau meniadan resiko negatif.

• Node : Titik- yang digunakan untuk

pemisahan proses yang satu terhadap

yang lain.

• Severity:

Kerusakan-

tingkat

keparahn pada proses penyimpangan

.

• Likelihood : Kemungkinan akan

terjadi resiko walau sudah ada

pengamanan.

• Risk : Resiko- konsekuensi yang

harus ditanggung, dan ini merupakan

kombinasi

dari

severity

dan

Likelihood.

2. HVAC Star Energy

Star Energy adalah suatu Oil

Company yang mempunyai salah satu

wilayah operasi di Laut China Selatan (

Utara kepulauan Natuna) , salah satu

Platform nya (Off Shore) adalah Kakap

Field Platform. HVAC adalah ”Heating

Ventilating Air Conditioning ” yang

digunakan

di

Kakap

Field

untuk

pengondisisn udara bagi para operator di

dalam Living Quater di Kakap Field tsb.

Keberadaan

HVAC

sangat

penting

mengingat kondisi udara yang cukup panas

dan

ditambah

kemungkinan

terjadi

kontaminasi akibat emisi gas buang dari tiga

turbin gas dan pembakaran gas (flare) yang

masuk kedalam living quater.

(11)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

ACCU I AHU I

MIXING LIVING QUATER

DUCTING

ACCU II AHU II

ACCU = AC Condensing Unit

AHU = Air Handling Unit

Gambar 1: HVAC- Kakap Field Platform –Star Energy – Natuna

(12)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

Spesifikasi AHU HVAC Kakap Field Star Energy Natuna

(13)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

3. HAZARDOUS AND OPERABILITY STUDY WORKSHEET

Work sheet yang banyak digunakan

dalam operasi Hazop dapat dilihat di bawah

ini:

Site: Kakap Field Platform, Natuna

Plant: HVAC

HAZARD AND OPERABILITY STUDY ACTION SHEET

DATA FILE:

ACTION ON: RESPOND BY:

ACTION NO: MEETING DATES:

(14)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

(15)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

4. Analisis

Analisis

menggunakan

Hazop

bertujuan untuk meninjau suatu proses pada

sistem secara sistematis dan menentukan

arah- apakah pada proses penyimpangan

dapat mengarah kepada suatu kejadian atau

kecelakaan/kerugian . Salah satu bagian atau

part dari HVAC yang paling beresiko tinggi

terhadap kerugian adalah kompresor. Sebab

apabila kompresor unjuk kerja nya turun,

misalnya kapasitas/putaran turun, maka

kemampuan HVAC secara keseluruhannya

juga

turun,

sehingga

tidak

mampu

memberikan kondisi udara dingin pada

living quarter sesuai standar yang ada.

Kegagalan operasi pada bagian utama

kompresor seperti, katup, piston, cincin

torak, serta lubrikasi merupakan bagian

yang beresiko tinggi .

5. Kesimpulan

1. Identifikasi dengan menggunakan

HAZOP ternyata menjadi lebih

detail dan dapat menunjukan akan

terjadinya resiko pada peralatan

HVAC tersebut, terutama pada

(16)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

2. Dengan

menggunakan

HAZOP

dapat dilihat bahwa resiko yang

tertinggi dari peralatan HVAC pada

kondisi

extreme

Risk

pada

komponen kompresor.

3. Rekomendasi yang diusulkan dalam

menangani adanya extreme risk

dengan merubah menjadi medium

risk, ataupun dengan pola RCM (

dapat menghasilkan hasil work sheet

yang dapat di andalkan.

6. Pustaka

1. Anda I, Lukman H, Cahya A,---,

Implementasi methode Hazop dalam

proses

identifikasi

bahaya

dan

analisa resiko pada Feed water

system di unit pembangkit Paiton,----

Seminar ----

2. Banerjrr,Sanjoy,2003

,

Industrial

Hazard and Plant Safety.

Taylor &

Francis,London

3. British Standard BS: IEC61882:2002

Hazard and operability studies

(HAZOP studies)- Application Guide

British Standards Institution

. “This

British Standard reproduces verbatim

IEC 61882:2001 and implements it

as the UK national standard.”

4. Chemical

Industries

Association

(1977)

A Guide to Hazard and

Operability Studies

5. Goethsch,DL ,2002

, Accupational

Safety and Health for Technologist,

Fourth Edition, Prentice Hall inc,

Engineering Progress

, "Operability

studies and hazard analysis"

AIChE

9. Nolan, D.P. (1994)

Application of

HAZOP and What-If Safety Reviews

to the Petroleum, Petrochemical and

Chemical

Industries

.

William

Andrew Publishing/Noyes.

ISBN

978-0-8155-1353-7

(17)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

Lampiran.

Line/Equipment:

Compressor HVAC

–Kakap Field Platform

Guide Word Deviation Cause Consequence Action

Pressure More Pressure Resist in flow Compressor shut down

Check pipeline

Low Pressure Less refrigerant Not cooling Add refrigerant

More pressure

difference

Cooling load high Compressor

shutdown, high power

Less cooling load

Temperature More Overload Compressor shut

down

Less cooling load

Low Less refrigerant Not cooled Add Refrigerant

Flow More refrigerant

flow

High cooling load High power need Less cooling load

More refrigerant .flow

Piping leakage No cooling Check leakage

Low refrigerant Less refrigerant No cooling Add refrgerant

Line/Equipment

:

Blower HVAC

Kakap Field Platform

Pressure Low pressure Less RPM Less flow Check motor

More pressure Overrunning Motor-heat Check motor

Temperature More Vane/flap shut Motor trip Check vane/flap

Low No flow No cooling Check ducting

Flow More Overload High power Check load

Low Less RPM Less cooling Check motor

Line/Equipment: Ducting System HVAC

Kakap Field Platform

Flow High Blower over

running

High power Check blower

Low Less blower RPM

or ducting leak

(18)

Seminar Nasional Teknik Mesin X

2-3 November 2011

Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB

ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

Line/Equipment

:

Compressor Controller HVAC

Kakap Field Platform

Pressure More difference

pressure

Overload Compressor shut

down

Check the load

Less suction

pressure

Less refrigerant No cooling Add refrigerant

HAZARD AND OPERABILITY STUDY ACTION SHEET

DATA FILE:

ACTION ON: Compressor HVAC

RESPOND BY: Greg

ACTION NO: --

MEETING DATES: May,2011

DOCUMENT REFERENCE:

TITLE: Compressor AC

REVISION:

ITEM: Compressor AC

CAUSE: The compressor shut down

CONSEQUENCE: The Air Conditioning is off, and the living quarter is high temperature

SAFEGUARDS/COMMENTS: There no suction pressure-meter, the safety switch is on because

of the high difference pressure, and the compressor is shut down.

ACTION: Check the load of compressor, check the difference pressure of compressor, check the

power/electrical etc

(19)

Seminar Nasional Teknik Mesin X 2-3 November 2011 Jurusan Mesin Fakultas Teknik UB ISBN 978 – 602 – 19028 – 0 – 6

SNTTM X | 334

Konsumsi Energi dalam Transisi Aliran Taylor-Couette-Poiseuille

Prajitnoa, Sutrisnoa, Indartoa, Purnomoa

a

Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia

Abstract

Experiment was conducted to study the effect of the axial flow and rotation on energy consumption in the Taylor-Couetet-Poiseuille flow. Test section was an annulus with rotating inner cylinder and fixed outer cylinder. There are two annulus with radius ratio of 0,716 and 0,964 respectively, and aspect ratio of 40 and 320 respectively. Water as working fluid with flow rate of 0,1 – 0,3 gpm gave the axial Reynolds number Rez =

36 – 109 for radius ratio of 0,716, and Rez = 32 – 95 for radius ratio of 0,964. For inner cylinder rotating of 7 –

49 rpm the circumference Reynolds number wasRe1 = 798 – 5586 for radius ratio of 0,716; and Re1 = 135 –

945 for radius ratio of 0,964. From the experiment it was obtained that energy required to rotate the inner cylinder was increasing with rotation speed, and that energy was greater for high radius ratio than for low radius ratio. The pumping energy was increasing with flow rate, but decreasing with rotation speed. For equal flow rate and rotation, total energy consumption for small gap annulus was greater than for wide gap.

Keywords:Energy Consumption, Transition Flow, Taylor-Couette-Poiseuille

1. PENDAHULUAN

Aliran di dalam annulus dengan silinder bagian dalam yang berputar dan terdapat aliran aksial banyak dijumpai pada celah antara rotor dan stator generator/motor-listrik, bantalan luncur, sistem dialisis, reaktor, filter/separator, peralatan penukar kalor. Jika tidak ada aliran aksial, aliran di dalam annulus menjadi tidak stabil ketika putaran silinder bagian dalam melampaui batas kritisnya.

Ketidakstabilan ini ditandai dengan terjadinya perubahan pola aliran dari pola aliran Couette melingkar menjadi pola aliran vortex melingkar yang berpasangan. Pola aliran ini selanjutnya dikenal dengan pola aliran vortex Taylor. Jika putaran silinder makin tinggi, dimungkinkan terjadi perubahan pola aliran menjadi aliran vortex Taylor bergelombang, dan selanjutnya menuju ke pola turbulen.

Jika dalam sistem aliran di dalam annulus yang berputar terdapat aliran aksial, ketika aliran masih stabil maka sistem aliran ini merupakan kombinasi antara aliran Couette melingkar dan aliran Poiseuille atau aliran Couette-Poiseuille. Adanya aliran aksial akan menunda terjadinya transisi aliran, artinya kondisi transisi terjadi pada putaran yang lebih tinggi [1],[2],[3]. Dalam tahapan transisi pertama, pola aliran vortex Taylor bertranslasi bersama dengan aliran aksial dengan kecepatan teoritis sekitar 1,2 kali kecepatan rata-rata aliran aksial, dan jika bilangan Reynolds makin besar pola aliran vortex yang bertranslasi berubah menjadi aliran vortex spiral [4]. Penelitian tentang pengaruh putaran silinder bagian

dalam terhadap faktor gesekan aksial telah dilakukan oleh Yamada [5] untuk celah annulus yang sempit, dan Kim dan Hwang [6] untuk celah annulus yang lebar. Hasil penelitian Yamada [5] menunjukkan bahwa ketika aliran aksial masih laminer, faktor gesekan aksial tidak terpengaruh oleh putaran sampai kondisi tertentu, tetapi ketika putaran makin tinggi faktor gesekan aksial meningkat dengan bertambahnya putaran. Model matematik faktor gesekan aksial juga diperoleh untuk bilangan Reynolds melingkar di atas 10.000. Hasil penelitian Kim dan Hwang [6] untuk radius ratio 0,52 menunjukkan bahwa ketika aliran aksial masih laminer, faktor gesekan bertambah cukup signifikan terhadap kenaikan putaran, tetapi berkurang ketika terjadi transisi aliran aksial, dan hampir tidak ada pengaruh putaran terhadap faktor gesekan aksial ketika aliran aksial menjadi turbulen. Yamada [7] juga melakukan penelitian tentang pengaruh aliran aksial terhadap koefisien torsi untuk celah annulus sempit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketika tidak ada aliran aksial, koefisien torsi makin besar jika jarak celah annulus makin lebar, dan jika putaran makin besar pengaruh jarak celah makin kecil. Selain itu, aliran aksial akan menunda terjadinya transisi dari laminer menuju ke keadaan turbulen dimana koefisien torsi menurun, tetapi jika aliran aksial makin besar, koefisien torsi meningkat lagi.

(20)

SNTTM X | 335 torsi pada aliran di dalam annulus dengan silinder

bagian dalam berputar, sedangkan silinder bagian luar diam.

2. METODE

Skema alat percobaan dapat dilihat pada Gambar 1. Seksi uji berupa annulus dengan silinder luar berjari-jari dalam R2 = 7 cm, dan silinder bagian dalam berukuran jari-jari luar R1= 5,01 cm dan 6,75 cm, sehingga masing-masing mempunyai radius ratio, η = 0,716 dan 0,964, dan lebar celah d = 2,01 cm dan 0,25 cm. Panjang seksi uji sebesar 80 cm, sehingga mempunyai aspect ratio, Γ = 40 dan 320. Silinder bagian luar dibuat dari bahan transparan yaitu acrylic, sedangkan silinder bagian dalam dibuat dari bahan yang tahan korosi yaitu stainless steel atau PVC. Silinder bagian dalam diputar menggunakan motor listrik melalui transmisi puli, dan putaran motor listrik diatur menggunakan inverter dengan ketelitian 0,1 Hz. Air sebagai fluida kerja disirkulasi menuju ke seksi uji menggunakan pompa sentrifugal, dan debit aliran diketahui melalui pembacaan flow meter dengan ketelitian pembacaan 0,05 galon per menit. Pada sisi masuk dan keluar seksi uji dipasang alat ukur tekanan dengan ketelitian 0,5 mm.k.a. untuk mengetahui perbedaan tekanan pada seksi uji. Temperatur fluida kerja dicatat menggunakan termometer digital dengan ketelitian 0,1 oC.

Gambar 1. Skema alat pengujian

Energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida merupakan hasil perkalian antara penurunan tekanan

dan debit aliran pada seksi uji, atau dengan persamaan

Q p

Pp=∆ . (1)

dengan : ∆p = penurunan tekanan pada seksi uji (Pa) Q = debit aliran (m3/s)

Energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi merupakan hasil perkalian antara torsi gesekan dan kecepatan sudut putaran silinder bagian dalam. Torsi gesekan non dimensi (G) untuk Re1<400 dihitung dengan persamaan [8]

( )( )2

dengan Re1 adalah bilangan Reynolds melingkar, dan untuk 400<Re1<10.000 dihitung dengan persamaan [9]

Bilangan Reynolds melingkar dihitung dengan perdsamaan Torsi berdimensi dihitung dengan persamaan

L

Daya yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi dihitung dengan persamaan

Konsumsi energi total merupakan jumlah dari energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan.

Bilangan Reynolds aksial dihitung berdasarkan kecepatan rata-rata aliran (Vm) dan diameter hidraulik saluran (2d), atau dengan persamaan

ν

Dengan variasi debit aliran sebesar (0,1–0,3) galon per menit menghasilkan bilangan Reynolds aksial,

Rez = 36–109 untuk η = 0,716, dan Rez = 32–95 untuk η = 0,964. Variasi putaran silinder dari 7 sampai dengan 49 rpm menghasilkan bilangan Reynolds melingkar Re1 = 135–945 untuk η = 0,964, dan Re1= 798–5586 untuk η = 0,716.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

(21)

SNTTM X | 336 diperlukan untuk mengalirkan fluida meningkat

dengan bertambahnya debit, tetapi menurun dengan meningkatnya putaran. Hal ini disebabkan karena pada Re1 = 798–5586 terbentuk pola aliran vortex yang bergerak searah dengan aliran aksial. Pada Gambar tersebut juga tampak bahwa energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi meningkat dengan bertambahnya putaran. Hal ini terjadi walaupun gesekan menurun dengan bertambahnya putaran, tetapi torsi yang diperlukan meningkat dengan bertambahnya putaran. Dengan meningkatnya putaran maka energi yang diperlukan juga meningkat.

0,00001 terhadap energi pemompaan dan energi untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,716

Gambar 3 menunjukkan pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida, pemompaan dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,964. Jika dibandingkan dengan annulus yang mempunyai celah lebih lebar, pengaruh putaran terhadap penurunan energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida relatif kecil untuk annulus yang mempunyai celah lebih sempit.

0,0001 terhadap energi pemompaan dan energi untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,964

Pada Gambar 2 dan Gambar 3 juga disajikan pengaruh putaran terhadap energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi, masing-masing untuk η = 0,716 dan η = 0,964. Pada putaran yang sama,

annulus yang mempunyai celah sempit menghasilkan bilangan Reynolds melingkar lebih kecil daripada yang mempunyai celah lebar, walaupun kecepatan keliling yang ditimbulkan lebih besar. Dari persamaan (2) dan (3) tampak bahwa torsi yang diperlukan guna mengatasi gesekan untuk annulus yang mempunyai celah sempit lebih besar daripada untuk annulus yang mempunyai celah lebar. Dengan demikian energi yang diperlukan juga lebih besar, seperti tampak pada Gambar 2 dan Gambar 3.

0,0001 terhadap konsumsi energi total untuk η = 0,716 dan η = 0,964

Gambar 4 menunjukkan pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap konsumsi energi total yang merupakan jumlah dari energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan melingkar, untuk η = 0,716 dan η = 0,964. Pada Gambar 4 tampak bahwa untuk debit aliran yang sama, konsumsi energi total untuk annulus dengan celah sempit lebih besar daripada untuk annulus dengan celah yang lebih lebar. Konsumsi energi meningkat dengan bertambahnya putaran.

4. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dan pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan antara lain sebagai berikut. 1)Energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida

pada annulus yang mempunyai celah sempit lebih besar daripada yang mempunyai celah lebar. Energi yang diperlukan meningkat dengan bertambahnya debit, tetapi menurun dengan bertambahnya putaran

2)Energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi untuk annulus yang mempunyai celah sempit lebih besar daripada yang mempunyai celah lebar, dan meningkat dengan bertambahnya putaran. 3)Untuk debit aliran dan putaran yang sama, annulus

yang mempunyai celah sempit memerlukan energi total lebih besar dari pada yang mempunyai celah lebar.

η = 0,716

(22)

SNTTM X | 337

5. DAFTAR PUSTAKA

[1] S.Chandrasekhar, 1960a, “The hydrodynamic stability of inviscid flow between coaxial cylinders”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 46, 137 – 141.

[2] S. Chandrasekhar, 1960b, “The hydrodynamic stability of viscid flow between coaxial cylinders”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 46, 141 – 143.

[3] R.J. Donnelly & D.Fultz, 1960, “Experiments on the stability of spiral flow between rotaying cylinders”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,Vol. 46, 1150 – 1154.

[4] A.Recktenwald, M.Lücke, & H.W. Müller, 1993, “Taylor vortex formation in axial through-flow: Linear and weakly nonlinear analysis”, Physical Review E., Vol. 48, 4444 – 4454.

[5] Y.Yamada Y., 1962, Resistance of a Flow through an Annulus with an Inner Rotating Cylinder, Bulletin of Japan Society of

Mechanical Engineers, Vol. 5, No. 18, hal. 302 – 310

[6] Y.J. Kim & Y.K.Hwang, 2003, “Experimental Study on Vortex Flow in a Concentric Annulus with a Rotating Inner Cylinder”, KSME International Journal, Vol. 17, N0. 4, 562 – 570. [7] Y.Yamada, 1962, Torque Resistance of a Flow

between Rotating Co-Axial Cylinders Having Axial Flow, Bulletin of Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 5, No. 20, hal. 634 – 642

[8] Prajitno dkk., 2011, Faktor Gesekan dan Energi Pemompaan pada Aliran di Dalam Annulus dengan Silinder Bagian Dalam yang Berputar,

Jurnal Teknik Mesin, Nol. 11. No. 1, hal. 42 – 51.