i
TUGAS AKHIR
KINERJA CROSSDRAFT GASIFIER DENGAN
BAHAN BAKAR TONGKOL JAGUNG DENGAN
KECEPATAN UDARA 3.0, 4.0, 5.0 m/s
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
KIKI SUMANTRI
D200070017
Pembimbing
Nur Aklis, ST, M.Eng.
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
v
KINERJA CROSSDRAFT GASIFIER DENGAN BAHAN BAKAR TONGKOL JAGUNG DENGAN
KECEPATAN UDARA 3.0, 4.0, 5.0 m/s
KIKI SUMANTRI, Nur Aklis
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta JL. A.Yani Tromol Pos 1 Pabelan Surakarta
E-mail : Kikicool584@gmail.com
ABSTRAKSI
Bahan bakar fosil adalah termasuk bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui (non renewable). Jumlah konsumsi bahan bakar fosil baik minyak bumi, gas alam, ataupun batu bara di Indonesia kian tahun kian meningkat. Biomassa bonggol jagung merupakan energi yang dapat diperbaharui dan sangat potensial di Indonesia. Melalui gasifikasi, bonggol jagung dibakar dengan oksigen terbatas untuk menghasilkan syngas yang mempan terbakar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan udara terhadap temperatur pembakaran, temperatur pendidihan air, nyala efektif dan efisiensi thermal tungku.
Pada penelitian ini diawali dengan memodifikasi saluran udara pada reaktor, kemudian suplai udara dari blower divariasikan
kecepatannya, ukuran reaktor berdiameter 170 mm. Kecepatan udara
yang digunakan adalah 3.0 m/s, 4.0 m/s dan 5.0 m/s, kemudian diukur temperatur pembakaran dan temperatur pendidihan air tiap 1.0 menit.
Hasil penelitian menunjukkan variasi kecepatan udara sangat berpengaruh terhadap temperatur pembakaran, temperatur pendidihan air, nyala efektif serta efisiensi thermal tungku yang dihasilkan. Kecepatan
udara 3.0 m/s temperatur pembakaran tertinggi sebesar 611.67C,
temperatur pendidihan air selama 13 menit, nyala efektif selama 20 menit. Kecepatan udara 4.0 m/s temperatur pembakaran tertinggi sebesar
815.67C, temperatur pendidihan air selama 8 menit, nyala efektif selama
16 menit. Kecepatan udara 5.0 m/s temperatur pembakaran tertinggi sebesar 931.83C, temperatur pendidihan air selama 4.0 menit, nyala efektif selama 13 menit.
vi
GASIFIER CROSSDRAFT PERFORMANCE WITH FUEL CORN COB WITH SPEED AIR 3.0, 4.0 , 5.0 m/s
Kiki Sumantri, Nur Aklis
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta JL . A. Yani Drum Pos 1 Pabelan Surakarta
E - mail : Kikicool584@gmail.com
ABSTRACTION
Fossil fuels are the fuel that is not renewable (non-renewable). Total consumption of fossil fuels either petroleum, natural gas, or coal in Indonesia increasingly growing year. Corncob biomass is renewable energy and potential in Indonesia. Through gasification, burned corncobs with limited oxygen to produce syngas which is susceptible to burn. This study aims to determine the effect of air speed variation with temperature combustion, the temperature of boiling water, effective flame and thermal efficiency of the furnace.
In this study begins by modifying the airways in the reactor, then the supply of air from the blower to vary the speed, size 170 mm diameter reactor. Air speed used was 3.0 m/s, 4.0 m/s and 5.0 m/s, then measured the combustion temperature and the temperature of boiling water every 1.0 minutes.
The results showed variations in airspeed affects the combustion temperature, the temperature of boiling water, effective flame and furnace thermal efficiency generated. Air velocity 3.0 m/s for 611.67 C highest combustion temperature, the temperature of boiling
water for 4.0 minutes, effective flame for 13 minutes.C highest
combustion temperature, the temperature of boiling water for 8 minutes,
effective flame for 16 minutes. Air velocity 5.0 m/s for 931.83C highest
combustion temperature, the temperature of boiling water for 13
minutes, effective flame for 20 minutes. Air velocity 4.0 m/s for 815.67
vii
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.”
ix
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 “Kinerja Crossdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Bonggol Jagung Dengan Kecepatan Udara 3.0, 4.0, 5.0m/s” 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. H. Sri Sumarjono,MT,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik 2. . Bapak Tri Widodo B.R,MSc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Fakultas
Teknik.
3. Bapak Nur Aklis, ST, M.Eng. selaku pembimbing utama yang telah memberikan dukungan serta arahan dalam penulisan laporan tugas akhir ini
4. Ibu dan Bapak saya yang tak henti – hentinya mendoakan saya dan yang memberi moral maupun material.
x
6. Teman-teman kost yang telah membantu proses pengerjaan tugas akhir ini.
7. 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
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ....i
HALAMAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
ABSTRAKSI ... v
ABSTRACTION ... vi
HALAMAN MOTTO ... vii
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
xii
2.2 Dasar Teori ... 9
2.2.1 Pembakaran ... 9
2.2.2 Biomassa ... 12
2.2.3 Gasifikasi ... 16
2.2.4 Gas Metana ... 23
2.2.5 Kalor ... 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 25
3.1 Metode Penelitian ... 25
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 4.0 m/s... 38
xiii
4.1.4 Perbandingan temperatur rata – rata pembakaran
pada kecepatan udara 3.0 m/s, 4.0 m/s dan 5.0
m/s ... 40
4.1.5 Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara 3.0 m/s, 4.0 m/s dan 5.0 m/s ... 41
4.2 Temperatur Air ... 42
4.2.1 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara 3.0 m/s... 43
4.2.2 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara 4.0 m/s... 44
4.2.3 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara 5.0 m/s... 45
4.2.4 Perbandingan temperatur pendidihan air pada kecepatan udara 3.0 m/s, 4.0 m/s dan 5.0 m/s ... 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 48
5.1 Kesimpulan ... 48
5.2 Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 25
Gambar 3.2 Instalasi Penelitian ... 27
Gambar 3.3 Reaktor Pembakaran ... 28
Gambar 3.4 Detail Fuel Chamber ... 29
Gambar 3.5 Burner ... 29
Gambar 3.6 Detail Burner ... 30
Gambar 3.7 Blower ... 30
Gambar 3.8 Termocouple Reader ... 31
Gambar 3.9 Anemometer Digital ... 32
Gambar 3.10 Timbangan Analog ... 32
Gambar 3.11 Stopwatch ... 33
Gambar 3.12 Katub/valve ... 33
Gambar 3.13 Thermometer Air Raksa ... 34
Gambar 3.14 Tongkol Jagung... 34
Gambar 4.1 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu pada kecepatan udara 3.0m/s ... 37
Gambar 4.2 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu pada kecepatan udara 4.0 m/s ... 38
Gambar 4.3 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu pada kecepatan udara 5.0 m/s ... 39
xv
Gambar 4.5 Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara 3.0 m/s, 4.0 m/s dan 5.0 m/s ... 41 Gambar 4.6 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan Udara 3.0 m/s ... 43 Gambar 4.7 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan udara 4.0 m/s ... 44 Gambar 4.8 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan udara 5.0 m/s ... 45 Gambar 4.9 Perbandingan temperatur pendidihan air pada kecepatan
xvi
DAFTAR TABEL