A. 195
REDESIGN IMPELLER MESIN BLOWER DUST FAN 9 PADA AREA PRECUT 1 LINE 9 DENGAN KAPASITAS 50 m3/min DENGAN PUTARAN 2143 RPM
PENGGERAK MOTOR LISTRIK DI PT. DJARUM KUDUS
Ampala Khoryanton*, Hartono, Ignatius Gunawan Widodo,Fajar Triprasetyo Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50275 *E-mail: [email protected]
Abstrak
Permasalahan yang terjadi pada Mesin Blower Dust Fan 9 di PT. Djarum Kudus yaitu kelebihan kapasitas hisap yang terjadi sebesar 74,6 m3/menit, sehingga menyebabkan batang tembakau dan
kerikil – kerikil ikut terhisap oleh blower tersebut. Tujuan penelitian ini adalah dilakukan Redesign Impeller pada sebuah mesin blower tersebut untuk menghasilkan kapasitas hisap sesuai dengan standar yang telah ditentukan yaitu 50 m3/menit.Blower direncanakan dapat bekerja dengan putaran maksimum 2143 rpm yang berfungsi sebagai penghisap daun tembakau yang memenuhi spesifikasi perusahaan dengan debit 50 m3/menit. Metode penelitian meliputi Studi Pustaka yang berisi dasar perhitungan dan dasar perancangan untuk meredesain setiap komponen impeller blower tersebut yang terdiri dari Diameter luar impeller, Diameter mulut hisap impeller, Tebal piringan impeller, Sudut sudu pada sisi masuk dan keluar impeller, Jumlah sudu impeller, Lebar sudu pada sisi masuk dan keluar impeller, dan Tebal sudu impeller. Dasar perhitungan berisi konsep perhitungan untuk mengetahui dimensi dari setiap komponen impeller.Dasar Perancangan berisi desain 3D menggunakan software solidworks dari hasil dasar perhitungan dimensi komponen impeller tersebut. Pengujian yang dilakukan yaitu dengan menggunakan software solidworks flow simulation dengan memasukkan parameter putaran impeller, jenis aliran fluida, dan material blower. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini yaitu hasil kapasitas hisap yang terjadi menggunakan Solidwork Flow Simulation yaitu 50,38 m3/menit yang semula
74,62 m3/menit, dengan nilai persentasi kesalahan sebesar 1% dari standart ketentuan yang telah
ditentukan.
Kata Kunci:Impeller; Blower; Motor Listrik
PENDAHULUAN
Industri rokok PT Djarum secara konsisten memenuhi tuntutan banyaknya permintaan kebutuhan dari konsumen hingga saat ini.Setelah 67 tahun berdiri, industri rokok PT Djarum telah menjadi salah satu industri rokok terbesar di Indonesia. Kenyataan tersebut didukung oleh adanya faktor - faktor penunjang yang cukup penting, diantaranya bahan baku yang bermutu tinggi, sumber daya yang berkompeten dan sistem manajemen yang terorganisir dengan baik, dan mesin - mesin berteknologi tinggi dan handal.
Prosiding Seminar Nasional NCIET Vol.1 (2020) A195-A209 1st National Conference of Industry, Engineering and Technology 2020,
A. 196
Salah satu mesin yang digunakan di PT. Djarum yaitu Mesin Blower Dust Fan 9 yang berada di Area Precut 1 Line 9 pada Plan Primary Krapyak. Mesin Blower merupakan salah satu Rotating Equipment yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari satu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan fluida yang dipindahkan. Dalam dunia industri, jenis blower yang sering digunakan adalah blower sentrifugal.Blower sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip gaya sentrifugal, yaitu benda yang bergerak secara melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut.
Blower sentrifugal pada dasarnya adalah mesin berkecepatan tinggi jika dibandingkan
dengan jenis-jenis torak, rotary, atau displacement.(Church, 1993).
Mekanisme kerja dari Blower ini yaitu penggerak berasal dari electromotor yang dihubungkan dengan puli pada blower. Udara akan masuk ke bagian tengah blower yang berputar (inlet) dan terbagi - bagi di antara sudu - sudu (blade). Pada saat impeller berputar akan mengakibatkan udara terdorong keluar karena gaya sentrifugal. Udara dengan kecepatan tinggi ini kemudian tersebar di dalam housing blower kemudian melambat dan menghasilkan tekanan yang lebih besar.Tekanan atau kondisi vakum terjadi karena aliran udara yang besar dihasilkan oleh bentuk profil impeller yang terbuka (desain impeller mendorong udara sehingga terjadi aliran).
Terdapat permasalahan Mesin Blower Dust Fan 9 ini yaitu kelebihan kapasitas hisap (debit aliran) dari blower ini yang tidak sesuai dengan standar operasi yang telah ditentukan yang disebabkan oleh tingginya putaran pada blower ini ataupun desain impeller yang kurang tepat untuk keperluan yang dibutuhkan, dan dapat menyebabkan terhisapnya batang tembakau dan daun tembakau yang tidak sesuai dengan kualitas perusahaan masuk ke dalam Mesin Blower Dust Fan 9 dan melewati proses selanjutnya yaitu recycle process yang seharusnya itu tidak terhisap blower dan tidak melewati proses tersebut. Dari data yang didapat kelebihan kapasitas hisap pada Mesin Blower Dust Fan 9 yang terjadi yaitu 74,6m3/min pada putaran fan 2143 rpm. Penambahan atau pengurangan jumlah sudu dan
kecepatan blower bisamasing-masing diterapkan untuk meningkatkan / menurunkan laju aliran udara tergantung pada besarnya peningkatan yang diperlukan (Mwinuka,2016).
A. 197
Penelitian ini digunakan suatu metode dan prosedur untuk menentukan langkah - langkah penelitian, sehingga dapat dicapai hasil – hasil penelitian yang optimal. Penelitian memiliki alur sebagaimana gambar 1, flowchart metode penelitian sebagai berikut:
Gambar 1. Flowchart Penelitian Identifikasi Masalah :
Metode yang digunakan dalam mengidentifikasi permasalahan menggunakan Analysis
Fishbone Diagram, seperti gambar 2
A. 198
Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini adalah dilakukan dengan beberapa cara, berikut uraianya :
1) Library Research (penelitian kepustakaan)yaitu pengumpulan data-data dari literatur, sumber-sumber lain yang berhubungan dengan masalah, menbaca, dan mempelajari buku-buku untuk memperoleh data-data yang berkaitan.
2) Field Research (penelitian lapangan) yaitu penulis melakukan pengamatan secara langsung ke perusahaan yang dituju yaitu di Bagian Primary Krapyak Area
Maintenance 2 di PT. Djarum Kudus. Adapun cara yang dilakukan dalam peneltian
ini adalah :
a) Observasi (pengamatan) Penulis mengamati langsung di Area Precut 1 Line 9 PT. Djarum Kudus untuk mengetahui kegiatan yang ada di perusahaan dan mengambil data-data yang dirasa dapat membantu dalam melakukan penelitian ini. Pengambilan data ini meliputi rpm motor, kapasitas hisap standart operasi, dimensi komponen Blower Dust Fan 9, dimensi pulley, kualitas hisapan yang ditentukan.
b) Interview (wawancara) melakukan wawancara mengenai prosedur penggunaan dan OPL (One Point Lesson) dari Mesin Blower Dust Fan 9 itu sendiri.
c) Dokumentasi (mengumpulkan data) yaitu mengumpulkan data-data dan foto yang diperoleh di Area Precut 1 Line 9 PT. Djarum Kudus.
Pengolahan Data
Proses pengolahan data meliputi perhitungan-perhitungan cara meredesain suatu impeller dengan rumus yang tersedia pada Tinjauan Pustaka baik dasar-dasar yang menjelaskan tentang teori-teori perhitungan yang akan digunakan selama proses perancangan agar memiliki analisis yang jelas dan terarah yang di dapat dari jurnal maupun buku-buku referensi.
Pembuatan Desain 3 Dimensi
Setelah mendapatkan hasil perhitungan dari perancangan impeller kemudian selanjutnya dimensi dan ukuran dari tiap-tiap komponen impeller direpresentasikan kedalam desain yang berbentuk 3 Dimensi menggunakan aplikasi solidworks untuk tahap awal dalam melakukan pengujian menggunakan fitur Solidworks Flow Simulation.
A. 199
Pengujian komponen impellerakan dilakukan dengan pembuatan simulasi pada desain 3D yang telah dibuat sebelumnya di Software Solidworks. Proses pembuatan simulasi akan dibuat menggunakan fitur Solidworks Flow Simulation. Output yang diperoleh dari pengujian simulasi ini yaitu kecepatan aliran yang terjadi dan volume aliran yang terjadi, sementara input parameter yang digunakan yaitu putaran motor, putaran impeller, dimensi
impeller, dan temperature.
Analisa Data dan Pembahasan
Analisis data adalah proses mencari dan menyusun secara sistematis data yang telah diperoleh dari hasil observasi lapangan, dan dokumentasi dengan cara mengorganisasikan data kedalam kategori, menjabarkan kedalam unit-unit, melakukan sintesa, menyusun kedalam pola, memilih mana yang lebih penting dan yang akan dipelajari, dan membuat kesimpulan sehingga mudah dipahami oleh diri sendiri maupun orang lain.Pada tahapan ini setelah pengujian dilakukan kemudian akan muncul hasil dari pengujian flow simulation tersebut yang selanjutnya akan dianalisa dan dibahas apakah hasil pengujian tersebut sesuai dengan perhitungan teoritis yang dilakukan pada tahapan sebelumnya. Jika sesuai atau mendekati dengan perhitungan teoritis proses ini akan berlanjut ke penarikan kesimpulan, apabila tidak sesuai maka proses pengujian ini akan kembali ke analisa dasar teori perhitungan desain impeller.
Kesimpulan
Kesimpulan merupakan tahap terakhir dari proses penelitian ini untuk melihat hasil dari semua tahapan yang sudah dilakukan.
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Redesign Impeler
Tekanan Hisap
Setelah mendapatkan dimensi geometri, massa tembakau, dan luas proyeksi permukaan tembakau, tekanan hisap dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (1)
𝑃0 = 𝐹𝑑 𝐴𝑝 = 𝑚𝑝 . 𝑔 𝐴𝑝 = 𝐹𝑑 𝐴𝑝 = 0,0001 𝑘𝑔 . 9,81 𝑚 𝑠⁄ 2 0,0015 𝑚 𝑥 0,02 𝑚 = 32,7 𝑁 𝑚⁄ 2 = 32,7 𝑃𝑎 Setelah nilai – nilai dari variable yang dibutuhkan didapat, tekanan hisap yang dibutuhkan dihitung dengan persamaan (2)
𝑃0 = 0,5 . 𝐶𝑑 . 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝐴𝑝 . 𝑣𝑡
2
𝐴𝑝 = 0,5 . 𝐶𝑑 . 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝑣𝑡
A. 200
Untuk mendapatkan nilai 𝐶𝑑 didapatkan dengan persamaan (3) : 𝐶𝑑 = 2 . 𝑚𝑝 . 𝑔 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝐴𝑝 . 𝑣𝑡2 = 2 . 0,0001 𝑘𝑔 . 9,81 𝑚 𝑠⁄ 2 1,2 𝑘𝑔⁄𝑚3 . 3𝑥10−5𝑚2 . (8,92) 𝑚2 𝑠2 ⁄ = 0,688
Setelah mendapatkan nilai 𝐶𝑑 kembali ke rumus perhitungan untuk mendapatkan nilai tekanan hisap yang dibutuhkan, yaitu :
= 0,5 . 𝐶𝑑 . 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝑣𝑡2 = 0,5 . 0,688 . 1,2 𝑘𝑔⁄𝑚3 . (8,92) 𝑚 2 𝑠2 ⁄ = 32,698 𝑁 𝑚2 = 32,698 𝑃𝑎 Perhitungan Kecepatan Spesifik
Dalam merancang impeler kecepatan spesifik perlu diketahui. Jika dengan putaran n = 2143 rpm, kemampuan hisap udara yang diinginkan Q = 50 m3/menit= 0,833 m3/detik, dengan tinggi tekan total H = 50 m, maka kecepatan spesifik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (4) 𝑛𝑠 =𝑛√𝑄 𝐻3⁄4 = 2143 𝑟𝑝𝑚 . √0,833 𝑚3⁄𝑠 503⁄4𝑚 = 104,020 𝑟𝑝𝑚 Didapatkan nilai kecepatan spesifik 𝑛𝑠 = 104,020 rpm
Perhitungan Poros Impeler
Perhitungan poros impeler dilakukan untuk menghitung daya yang bekerja dan momen torsi yang akan diterimanya. Dengan asumsi rapat jenis udara pada suhu ruangan sebesar 30°C adalah 1,2 kg/m3, gravitasi dianggap g = 9,8 m/detik2, dan sementara efisiensi blower dirancang 𝜂𝑝= 82%, dan nilai Q pada Tabel 4.1 adalah Q = 50 m3/menit= 0,833 m3/detik,
maka daya kerja pada poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5) 𝑃 = 𝜌𝑢𝑔𝑄𝐻
𝜂𝑝 =
1,2𝑘𝑔⁄𝑚3. 9,8 𝑚 𝑠⁄ 2. 0,833 𝑚3⁄ . 50𝑚𝑠 82%
= 612,225 𝑊 Perhitungan Momen Puntir
Dan momen puntir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (6) 𝑇 = 30𝑃
𝜋𝑛 =
30.612,225 𝑊
A. 201
Perhitungan Tegangan Izin
Bahan yang digunakan untuk poros adalah Fe 360 yang tegangan tariknya 𝜎𝐵 = 150000 kPa (1 Pa = 1 N/m2) dan dengan mengambil faktor keamanan 𝑆𝑓1 sebesar 6, dan faktor konsentrasi tegangan 𝑆𝑓2 sebesar 2 maka tegangan yang diizinkan untuk perancangan 𝜏𝛼
dapat dihitung menggunakan persamaan (7) 𝜏𝛼 = 𝜎𝐵 𝑆𝑓1. 𝑆𝑓2= 150000 𝑘𝑝𝑎 6 𝑥 2 = 125 𝑥 10 5𝑁 𝑚2 ⁄
Perhitungan Diameter Poros
Beban puntir yang bakal terjadi pada poros ini adalah beban dengan kejutan ringan dan fluida yang dipindahkan merupakan fluida udara, maka dianggap tidak terjadi tumbukan, sehingga faktor koreksi beban puntir untuk bahan dapat diambil = 1,5 dan faktor beban lenturnya = 2, maka diameter poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (8)
𝐷𝑠ℎ = [5,1 𝜏𝛼 . 𝐾𝑡. 𝐶𝑏. 𝑇. ] 1 3 ⁄ = [ 5,1 125𝑥105𝑁 𝑚2 ⁄ . 1,5 𝑥 2 𝑥 2,73 𝑁𝑚] 1 3 ⁄ = 0,01495 𝑚 = 14,95 𝑚𝑚 = 15 𝑚𝑚 Perhitungan Diameter Leher Poros Depan
Perhitungan dimensi impeler diawali dengan menentukan diameter leher poros (hub) pada bagian depan 𝐷ℎ yang ditentukan sebesar 1,4 x diameter poros 𝐷𝑠ℎ. Maka dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (9)
𝐷ℎ = (1,4)𝐷𝑠ℎ = (1,4) . 15 𝑚𝑚 = 21 𝑚𝑚 Perhitungan Diameter Leher Poros Belakang
Dan untuk diameter leher poros pada bagian belakang (𝐷ℎ’) lazimnya dibuat lebih besar
daripada diameter leher poros pada bagian depan (𝐷ℎ), dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (10):
𝐷ℎ′ = (1,5)𝐷𝑠ℎ = (1,5). 15 𝑚𝑚 = 22,5 𝑚𝑚 Perhitungan Luasan Mulut Hisap
Selajutnya dengan kecepatan sisi isap melalui mata impeler ditentukan Vo sebesar 8,9 m/detik dan debit aliran udara Q yang masuk pada mulut isap adalah 0,836 m3/detik, maka luasan mulut isap dapat dihitung dengan persamaan (11)
𝐴𝑜 = 𝑄 𝑉𝑜+ 𝜋𝐷ℎ2 4 = 0,836 𝑚3⁄𝑠 8,9 𝑚 𝑠⁄ + 𝜋. 0,0212𝑚 4
A. 202
= 0,094 𝑚2 Perhitungan Diameter Mulut Hisap
Dan diameter mulut isapnnya dapat dihitung menggunakan persamaan (12) 𝐷0 = √ 4𝐴0 𝜋 = √ 4 . 0,094 𝑚2 𝜋 = √0,120 𝑚 2 = 0,346 𝑚 = 346 𝑚𝑚
Perhitungan Luasan Sisi Masuk Impeller
Agar tidak terjadi aliran turbulensi yang berlebihan, diameter ujung sudu sisi masuk 𝐷1 dibuat = 𝐷0, yaitu 𝐷1= 346 mm. Dengan mengganggap bahwa kecepatan pada sisi masuk pada arah radial adalah 𝑉1 = 𝑉𝑟1, maka 𝑉1 dibuat lebih besar dari pada 𝑉0. Dimana nilai 𝑉0
adalah 8,9 m/detik maka untuk 𝑉1 ditentukan 10 m/detik, sedangkan debit aliran udara yang tiap 1 detik dianggap tetap yaitu 0,836 m3, maka dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan (13) 𝐴1 = 𝑄 𝑉1+ 𝜋𝐷12 4 = 0,836 𝑚3⁄𝑠 10 𝑚 𝑠⁄ + 𝜋. 0,3462𝑚 4 = 178 𝑚𝑚 2
Perhitungan Lebar Sudu Pada Sisi Masuk
Karena diemeter sisi isap 𝐷1 dan luasan sisi masuk impeler 𝐴1 telah diketahui maka
dengan mengambil faktor ketebalan sudu pada sisi masuk yaitu 𝜖1 = 0,85 (Chruch, 1993) maka lebar sudu pada sisi masuk 𝑏1 dapat dihitung dengan persamaan (14),
𝑏1 = 𝐴1 𝜋𝐷1𝜖1 = 0,178 𝑚 2 𝜋. 0,346 𝑚. 0,85= 193 𝑚𝑚 Dan akan diambil 193 mm
Perhitungan Kecepatan Tangensial Pada Sisi Masuk
Selanjutnya untuk menghitung sudut sudu pada sisi masuk 𝛽1, kecepatan tangensial pada
sisi masuk impeler 𝑢1 dihitung terlebih dahulu. Dengan diketahui n = 2143 rpm dan diameter sisi isap 𝐷1 = 0,346 m , maka dapat dihitung dengan persamaan (15)
𝑢1 =
𝜋. 𝐷1. 𝑛 60 =
𝜋 . 0,346 𝑚 . 2143 𝑟𝑝𝑚
60 = 38,84 𝑚 𝑠⁄ Perhitungan Sudut Sudu Pada Sisi Masuk
Sehingga tangen sudut 𝛽1 pada sisi masuk dapat dihitung dengan persamaan (16) 𝛽1 = 𝑡𝑎𝑛−1 𝑉1 𝑢1 𝑥 1,03 = 𝑡𝑎𝑛 −1 10𝑚 𝑠⁄ 38,84 𝑚 𝑠⁄ 𝑥 1,03 = 𝑡𝑎𝑛 −1 0,257 𝑥 1,03 = 14,41 ° Akan diambil 𝛽1 = 14 °
A. 203
Perhitungan Kecepatan Tangensial Pada Sisi Keluar
Selanjutnya untuk menghitung diameter luar impeler 𝐷2 dapat dicari dengan menentukan kecepatan tangensial 𝑢2 pada sisi keluarnya dapat dihitung dengan persamaan (17)
𝑢2 = √2. 𝑔. 𝐻 = √2 . 9,81 𝑚 𝑠⁄ . 50 𝑚 = 31,32 𝑚 𝑠2 ⁄ Perhitungan Diameter Luar Impeller
Sehingga untuk menghitung diameter luar impeller dapat dihitung dengan persamaan (18) 𝐷2 = 60. 𝑢2
𝜋. 𝑛 =
60 . 31,32 𝑚 𝑠⁄
𝜋 . 2143 𝑟𝑝𝑚 = 0,28 𝑚 dan akan diambil 𝐷2 = 280 mm.
Perhitungan Luasan Sisi Keluar Impeller
Dengan kemungkinan ada kebocoran - kebocoran maka laju aliran udara pada sisi keluar impeler 𝑄2<𝑄1, yaitu menjadi ± 40 m3/menit atau = 0,666 m3/detik. Adanya kebocoran - kebocoran juga berpengaruh terhadap komponen radial 𝑉𝑟2 pada sisi keluar impeler, dimana
nilai 𝑉𝑟2 akan menjadi lebih kecil dari kecepatan absolut sisi masuk 𝑉1 yaitu ± sebesar 8,9 m/detik, sehingga dalam hal ini luas luasan penampang sisi keluar dapat ditentukan dengan persamaan (19) 𝐴2 = 𝑄2 𝑉𝑟2+ 𝜋𝐷22 4 = 0,666 𝑚3⁄𝑠 8,9 𝑚 𝑠⁄ + 𝜋. 0,2802 𝑚 4 = 0,136 𝑚 2
Perhitungan Lebar Sudu Sisi Keluar
Jika dengan mengambil faktor ketebalan sudu untuk sisi keluar ∈2 = 0,95 maka lebar sudu
sisi keluar juga dapat ditentukan dengan persamaan (20) 𝑏2 = 𝐴2
𝜋. 𝐷2. ∈2 =
0,136 𝑚2
𝜋. 0,280 𝑚 . 0,95= 0,163 𝑚 Diambil 160 mm.
Perhitungan Sudut Sudu Pada Sisi Keluar
Dengan sudut sudu pada sisi masuk 𝛽1= 14°, sehingga 𝛽2 pada sisi keluar dapat
dihitung dengan persamaan (21) 𝑐𝑜𝑠 𝛽2 = 𝐷1
𝐷2 . 𝑐𝑜𝑠 𝛽1 =
280 𝑚𝑚
346 𝑚𝑚 . cos 14° = 𝑐𝑜𝑠
−0,786 = 38,21°
Perhitungan Jumlah Sudu
Selanjutnya jumlah sudu z ditentukan berdasar diameter sisi isap 𝐷1 = 0,28 m, dan diameter luar impeler 𝐷2 = 0,346 m. Jumlah sudu impeler z dapat dihitung dengan persamaan
A. 204 𝑧 = 6,5 𝐷2+ 𝐷1 𝐷2− 𝐷1𝑠𝑖𝑛 𝛽2+ 𝛽1 2 = 6,5 . 0,346 𝑚 + 0,28 𝑚 0,346 𝑚 − 0,28 𝑚 . 𝑠𝑖𝑛 38° + 14° 2 = 9,922 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 10 𝑠𝑢𝑑𝑢
Perhitungan Tebal Sudu
Kemudian dengan faktor ketebalan sudu dan sudut sudu pada sisi keluar yaitu ∈2 = 0,95 dan 𝛽2 = 38° maka tebal sudu 𝑡𝑠 dapat dihitung dengan persamaan (23) dan (24)
𝑡𝑠 = (𝜋.𝐷2−∈2.𝜋.𝐷2).sin 𝛽2
𝑧 =
(𝜋.0,28 𝑚−0,95.𝜋.0,28 𝑚).sin 38°
10 = 0,0028 𝑚 = 2,8 𝑚𝑚
Perhitungan Tebal Piringan
Sedangkan ketebalan piringan (impeller) 𝑡𝑟 dapat dihitung dari persamaan (25) 𝑡𝑟 = 2 𝑥 𝑡𝑠 = 2 𝑥 2,8 𝑚𝑚 = 5,6 𝑚𝑚
B. Pengujian Solidworks Flow Simulation
SOLIDWORKSFlowSimulation adalah alat simulasi aliran parametrik umum yang
menggunakan Finite Volume Methode (FVM) untuk menghitung kinerja produk melalui studi "bagaimana jika" yang memungkinkan anda melakukan pengoptimalan menggunakan hasil.SOLIDWORKS®FlowSimulation adalah solusi Computational Fluid Dynamics (CFD) intuitif yang tertanam dalam CADSOLIDWORKS 3D yang memungkinkan Anda dengan cepat dan mudah menyimulasikan aliran cairan dan gas melalui dan di sekitar desain Anda untuk menghitung kinerja dan kemampuan produk.
Hasil Pengujian Flow Simulation
Pengujian ini menggunakan Software Solidworks Flow Simulation, dengan memasukkan parameter yang telah diketahui dan ditentukan diatas pada menu wizard dan pada menu
boundary condition. Di bawah ini merupakan hasil pengujian flow simulation berupa aliran
udara yang mengalir pada suatu system mesinblower.
A. 205
Dibawah merupakan hasil dari pengujian flow simulation yang disajikan dalam bentuk
Heat Map (Peta panas) adalah representasi grafis dari data di mana nilai-nilai individu yang terkandung dalam matriks direpresentasikan sebagai warna.
Gambar 4.Heat Map Flow Simulation in Side View
Gambar 5. Heat Map Flow Simulation in Up View
A. 206
Hasil Pengujian Dalam Bentuk Data
Tabel 1. Hasil Analisa Parameter Blower Dust Fan 9 Perusahaan Menggunakan Validasi Solidworks Flow Simulation
Dari hasil Analisa Parameter Tabel 1 diatas, terdapat pada kolom GG Av Velocity 1 didapatkan nilai rata – ratanya yaitu 8,933 m/s. Yang artinya jika dimasukkan kedalam Rumus Debit Fluida yaitu :
𝑄 = 𝑣 . 𝐴 = 8,9 𝑚 𝑠⁄ . 0,094 𝑚2 𝑄 = 50,381 𝑚3
𝑚𝑖𝑛 ⁄
Error Analysis
Persen kesalahan atau kesalahan persentase dinyatakan sebagai persentase perbedaan antara nilai perkiraan atau nilai yang diukur dengan nilai yang tepat atau diketahui. Ini digunakan dalam ilmu - ilmu lain untuk melaporkan perbedaan antara nilai yang diukur atau nilai eksperimen dan nilai yang benar atau tepat.
Rumus Persentase Kesalahan :
(Winter 2008 Issue 12 FORESIGHT) % error ={(50,38 m 3 min) ⁄ −(50 m3⁄min)} 50m3⁄min x 100 % = 0,38 m3⁄min 50 m3⁄min x 100 % = 0,76 % ≈ 1 %
Analisa Perbandingan Performance Blower Dust Fan 9 Perusahaan Dengan Blower
Dust Fan 9 Redesign.
Tabel 2. Perbandingan Nilai Parameter Blower Dust Fan 9 Parameter Blower Dust Fan 9
Perusahaan
Blower Dust Fan 9 Redesign
A. 207
Putaran Motor Listrik 1420 RPM 1420 RPM Putaran Pada Impeller 2143 RPM 2143 RPM
Daya 5,5 HP 5,5 HP
Material Impeller Mild Steel Mild Steel
Sudut Blade β1 520 140
Sudut Blade β2 710 380
Jumlah BladeImpeller 12 pcs 10 pcs
Diameter Impeller 445 mm 346 mm
Lebar Impeller 144 mm 190 mm
Velocity 13,2 m/detik 8,9 m/detik
Volume 74,6 m3/menit 50,38 m3/menit
Dari hasil perbandingan parameter - parameter kedua objek diatas diketahui hasil yang optimal atau yang mendekati dengan standart ketentuan yang telah ditetapkan diperusahaan untuk menghisap daun tembakau dengan kriteria dan ukuran standart perusahaan agar kualitas mutu dari daun tembakau sesuai dengan keinginan perusahaan adalah dengan menggunakan opsi dari Blower Dust Fan 9 Redesign.
KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapat berdasarkan hasil penelitian dan analisis terhadap Redesign
Impeller Mesin Blower Dust Fan 9 maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Dari hasil perhitungan teoritis didapatkan dimensi ukuran pada tiap - tiap komponen
impellerblower dust fan 9yaitu :
1) Luasan mulut hisap impeller blower dust fan 9 sebesar A0 = 0,094 m2
2) Diameter mulut hisap impeller blower dust fan 9 sebesar D0 = 346 mm
3) Lebar sudu pada sisi masuk impeller blower dust fan 9 yaitu b1 = 190 mm
4) Sudut sudu pada sisi masuk impeller blower dust fan 9 sebesar β1 = 140
5) Diameter luar impeller blower dust fan 9 sebesar D2 = 346 mm
6) Diameter dalam impeller blower dust fan 9 sebesar D1 = 280 mm
7) Luasan sisi keluar impeller blower dust fan 9 sebesar A2 = 0,137 m2
8) Lebar sudu pada sisi keluar impeller blower dust fan 9 yaitu b2 = 160 mm
9) Sudut sudu pada sisi keluar impeller blower dust fan 9 sebesar β1 = 380
A. 208
11) Tebal sudu pada impeller blower dust fan 9 sebesar ts = 2,8 mm
12) Tebal piringan pada impeller blower dust fan 9 sebesar ts = 5,6 mm
2. Dari hasil pengujian simulasi Solidworks Flow Simulation didapatkan data dari hasil kapasitas hisap yang terjadi pada blower dust fan 9 yaitu :
1) Kecepatan aliran yang terjadi pada luasan mulut hisap pada blower yaitu 8,9 m/s. 2) Nilai total debit aliran yang dihasilkan dari Mesin Blower Dust Fan 9 setelah
redesign menggunakan simulasi Solidwork Flow Simulation adalah 50,38
𝑚3
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡dengan nilai persentasi kesalahan sebesar 1%.
3) Blower ini mampu menghisap dengan kapasitas yang diinginkan sesuai ketentuan yaitu 50 𝑚3
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡sehingga dapat menghisap daun tembakau dengan optimal.
DAFTAR PUSTAKA
Bakhtiari, Mohammad, Reza and Desa Ahmad. March, 2015. Determining physical and aerodynamic properties of garlic to design and develop of a pneumatic garlic clove metering system.CIGR Journal Vol. 17, No. 1 page 59 - 67. http://www.cigrjournal.org Bleiler, Frank, P., 1997, Fan Handbook, McGraw - Hill Book Company, New York Choudhary, Soham., Rohan Ramesh Patil, and Priya Sachin Jadhav . July 2017.
Comparative Analysis between Backward Inclined and Backward Curved Blades of Centrifugal Fan.IJIRSET. Vol. 6, Issue 7. Halaman 12537 – 12542. www.ijirset.com Church, Austin H, 1993. “Pompa dan Blower Sentrifugal”diterjemahkan oleh Zulkifli,
Cetakan ketiga, Erlangga, Jakarta.
Dietzel, Fritz. 1992. Turbin, Pompa, dan Kompresor. Cetakan Keempat. Jakarta: Erlangga. Green, Kesten and Len Tashman.Desember 2008. Percentage Error Metrics: What
A. 209
https://www.researchgate.net/publication/23961311_Percentage_Error_What_Denomin ator
Hutasoit, Topo Ali. Oktober 2017. Fan Sentrifugal Untuk Pembuangan Gas Hasil
Pengelasan Laboratorium Teknologi Produksi Fakultas Teknik Universitas Riau. JOM FTEKNIK Volume 4 No. 2. Halaman 1 – 9.
Juli, Sanda. 2012. Disain Blower dan Cerobong Untuk Membuang Limbah Bau dan Ozon Iradiator Gamma 500 kCi. Journal of Waste Management Technology .ISSN 1410-9565.Volume 15 Nomor 1. Halaman 39 – 50.
Mwinuka, Tito. 2016. Experimental Determination of the Effect of Number of Impeller Blades on the Air Flow Rate and Power Consumption of Centrifugal Blowers. ASRJETS. Volume 17, No 1, pp 81-88. http://asrjetsjournal.org/
Thangarasu, V.S., G. Sureshkannan, and N.V. Dhandapani. January 2015. Design and Experimental Investigation of Forward Curved, Backward Curved and
Radial Blade Impellers of Centrifugal Blower. AENSI Journals. ISSN:1991-8178. Pages: 71-75. www.ajbasweb.com
Yunus Yadi, Zaenal Abidin, dan Sigit Sudrajat. November 2011. Rancang Bangun Blower Sentrifugal Untuk Pensirkulasi Udara.Seminar Nasional SDM Teknologi Nuklir
