TUGAS AKHIR Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerja Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerja Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire.

(1)

i

TUGAS AKHIR

Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerja

Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire

Tugas Akhir ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar

Sarjana S1

Pada Jurusan Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

WAHYU TRI CAHYANTO

D 200 090 098

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

(5)

v

MOTTO

Kebajikan apapun yang kamu peroleh adalah dari sisi Allah, dan

keburukan apapun yang menimpamu, itu dari kesalahan dirimu sendiri. (An-Nisa : 79)

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan ( QS. Al Insyirah: 6)

Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras

(6)

(7)

vii RINGKASAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ukuran partikel

pasir silika terhadap kerja reaktor fluidized bed gasifire, mengetahui

pengaruh pasir silika, terhadap temperatur pembakaran, waktu nyala

efektif dan jumlah kalor melalui metode pendidihan air.

Pada penelitian ini menggunakan variasi tiga ukuran pasir

silika,yaitu pasir silika ukuran 0,36 mm, 0,46 mm dan 0,55 mm. Mengambil

data setiap 2 menit menggunakan 5 kg sekam padi meliputi volume air

yang dapat didihkan, lama waktu nyala efektif, temperature pembakaran,

temperature titik api serta perubahan temperatur 2 liter air setiap dua

menit.

Hasil penelitian menunjukan variasi pasir silika ukuran 0,36 mm

didapatkan temperature pembakaran rata-rata sebesar 2460_{C, waktu}

nyala efektif selama 90 menit dan jumlah kalor pendidihanair

1.619,0741kJ. Variasi pasir silika ukuran 0,46 mm didapatkan temperature

pembakaran rata-rata sebesar 1350_{C, waktu nyala efektif selama 110}

menit dan jumlah kalor pendidihan air 1.822,1836 KJ. Untuk variasi pasir

silika ukuran 0,55 mm didapatkan temperatur pembakaran rata-rata

sebesar 2240_{C, waktu nyala efektif selama 112 menit dan jumlah kalor}

pendidihan air 1.597,88 KJ.

(8)

viii Resume

This study aims to determine the effect of beta particle size of the

bubble fluidized bed reactor working gasifire, to determine the temperature

of the reactor, to determine the length of boiling water, to determine the

thermal efficiency of the reactor.

In this study, using a variation of the silica sand size of 0.36 mm,

0.46 mm, 0.55 mm. Retrieving data using 5 kg of rice and 10kg of silica

sand include minimum speed of fluidization, reactor temperature,

temperature hotspots, temperature boiled water to boil 2 liters of water

every 2 minutes.

The results showed a variation of 0.36 mm silica sand combustion

temperature obtained the highest average for 307,50C, time effective

flame for 90 minutes. old boiling water for 22 minutes and the reactor

thermal efficiency of 9.81%. Variations in the size of 0.46 mm silica sand

combustion temperature obtained the highest average of 1350C, effective

burning time for 110 minutes. old boiling water for 52 minutes and the

reactor thermal efficiency of 11.04%. Variations in the size of 0.46 mm

silica sand combustion temperature obtained the highest average for

169,50C, time effective flame for 112 minutes. old boiling water for 40

minutes and the reactor thermal efficiency of 9.68%.

(9)

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum. Wr. Wb

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-NYA sehingga penyusunan laporan penelitian ini

dapat terselesaikan.

Tugas akhir berjudul “Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerja

Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire” dapat terselesaikan atas

dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu penulis pada kesempatan ini

dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati menyampaikan rasa terima

kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Nur Aklis, ST., M.eng selaku pembimbing utama yang telah

memberikan dukungan serta arahan dalam penulisan laporan tugas

akhir ini.

2. Bapak Amin Sulistyanto, ST selaku pembimbing pendamping yang

telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan tugas

akhir ini.

3. Kedua orang tua Ibunda tercinta Tarni dan ayahanda tercinta

Teguh Wiyono yang selalu memberikan semangat, doa dan

dukungan baik moril maupun materil pada saya sehingga dapat

mewujudkan keinginan beliau untuk mendapatkan gelar sarjana

teknik.

4. Kedua kakak saya Sulastri dan Wiyanto yang telah memberikan

semangat, doa dan dukungan baik moril dan meteril pada saya

sehingga mendapatkan gelar sarjana teknik.

5. Yulindha eka kusumawati yang selalu memberikan motivasi dan

yang tak pernah bosan memberikan semangat dan selalu

mengingatkan untuk menyelesaikan penelitian dan penulisan tugas

(10)

(11)

xi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Pernyataan Keaslian Skripsi ... ii

Halaman Persetujuan ... iii

(12)

xii

2.2.3 Fluidisasi ... 15

2.2.4 Bed Meterial ... 19

2.2.5 Kecepatan Minimum Fluidisasi ... 26

2.2.6 Proses Pembakaran ... . 27

4.1 Kecepatan Minimum Fluidisasi . ... 45

4.1.1 Kecepatan Minimum Fluidisasi Pada Pasir Silika 0,36 mm 45

4.1.2 Kecepatan Minimum Fluidisasi Pada Pasir Silika 0,46 mm 46

4.1.3 Kecepatan Minimum Fluidisasi Pada Pasir Silika 0,55 mm 47 4.1.4 Tabel Perbandingan Kecepatan Minimum Fluidisasi ... 48

4.2 Data dan Pembahasan Temperature Pada Reaktor ... 49

4.2.1 Temperature Reaktor Pada Pasir Silika 0,36 mm ... 49

4.2.4 Temperature Rata-Rata Bakar Dalam Reaktor Pada 3 Variasi Pasir Silika ... ... 52

4.3 Data dan Pembahasan Temperature Titik Api ... 54

4.3.1 Temperature Titik Api Pada Pasir Silika 0,36 mm ... . 54

4.3.4 Perbandingan Temperature Titik Api Pada 3 Variasi Pasir Silika ... ... 57

(13)

xiii

4.4.1 Temperature Pendidihan Air Pada Pasir Silika 0,36 mm... 58

4.4.4 Tabel Perbandingan Temperature Pendidihan Air Pada 3 Variasi Pasir Silika ... ... 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 65

5.1 Kesimpulan ... 65

5.2 Saran ... 66

(14)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Downdraft gasifier ... 13

Gambar 2.2 Updraft gasifier ... 14

Gambar 2.3 Crosdraft gasifier ... 14

Gambar 2.4 Proses Fluidisasi ... 16

Gambar 2.5 Diagram Klasifikasi Jenis Pasir ... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 32

Gambar 3.2 Desain System Fluidized Bed ... 35

Gambar 3.3 Skema Alat Reaktor Fluidized Bed ... 36

Gambar 4.1 Grafik Kecepatan Minimum Fluidisasi Pada Pasir Silika Ukuran 0,36 mm ... 45

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Temperature Reaktor Pada Pasir Silika 0,36 mm ... 49

(15)

xv

Gambar 4.8 Grafik Temperature Titik Api Pada Pasir Silika Ukuran 0,36

mm ... 54

mm ... 55

mm ... 56

Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Temperature Titik Api Pada 3 Variasi

Pasir Silika ... 57

Gambar 4.12 Grafik Temperature Air yang Dipanaskan Pada Pasir Silika

Ukuran 0,36 mm... 58

Ukuran 0,46 mm ... 59

(16)

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Ukuran Standar Ayakan ... 25

Tabel 2. Tabel Pebandingan Kecepatan Minimum Fluidisasi ... ... 48

Tabel 3. Tabel perhitungan kalor sensibel air pasir silika ukuran

0,36 mm ... 61

0,46 mm ... 61

0,55 mm ... 62

Tabel 6. Tabel perhitungan kalor laten air ... 63

(17)

xvii DAFTAR SIMBOL

Simbol Satuan

Q = Kalor [Joule]

m = Massa bahan bakar [kg]

Cp = Kalor Jenis air [KJ/Kg℃]

∆T = Perubahan Suhu [℃]

h = enthalpi penguapan [KJ/Kg)

LHV = Nilai kalor terendah bahan bakar [KJ/Kg]