TUGAS AKHIR Inovasi Teknologi Tungku Pembakaran Dengan Air Heaters Pipa Parallel.

i

TUGAS AKHIR

INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN

DENGAN AIR HEATERS PIPA PARALLEL

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh

RULLY ADI WIJAYA

NIM : D 200 090 116

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

“INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR

HEATERS PIPAPARALLEL”

yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan suatu tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan

Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana

mestinya.

Surakarta, Agustus 2012 Yang menyatakan,

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas akhir yang berjudul “INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATERS PIPA PARALLEL”, telah disetujui oleh Pembimbing dan telah diterima untuk memenuhi sebagian

persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh:

Nama : RULLY ADI WIJAYA

NIM : D. 200 090 116

Disetujui pada Hari : Tanggal :

Pembimbing Utama,

Ir. Sartono Putro, MT

Pembimbing Pendamping,

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir yang berjudul “INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATERS PIPA PARALLEL”, telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji yang telah dinyatakan sah untuk

memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh:

Ir. Agus Riyanto, MT

Ketua Jurusan,

vi

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mempersembahkan laporan Proyek Akhir ini kepada :

1. Allah SWT beserta Rosul – rosul-Nya.

membimbing penulis dalam menuntut ilmu.

5. Teman – teman seangkatan semoga cepat wisuda.

6. Seseorang yang mengisi hati penulis yang memberi semangat dan menemani saat sulit.

7. Almamaterku UMS Surakarta tercinta.

8. Republik Indonesia Raya. 9. Pembaca yang Budiman.

10. Seluruh dunia Industri.

11. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini.

vii

MOTTO

1. Sesuatu yang tidak mungkin akan menjadi mungkin jika ada kemauan dan usaha dan yang pasti Doa nya

2. Ketika semua orang bersuara, berteriak tidak ada seorangpun

dapat disebut pemberani, namun saat ada yang berbisik dan semuanya menjadi diam dialah pemberani sejati

3. Better late than never 4. Tommorow never die 5. Be My self

6. Masalah adalah peluang

7. Jangan menyerah untuk mencapai keinginanmu, raihlah dengan

viii

INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN

AIR HEATERS PIPA PARALLEL

Rully Adi Wijaya, Sartono Putro, Nur Aklis Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : Rully1adi@yahoo.co.id

ABSTRAKSI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kinerja dari tungku pembakaran menggunakan air heaters pipa parallel dengan variasi kecepatan udara terhadap pengaruh temperatur tungku, temperatur gas buang, temperatur air pendidihan, laju kebutuhan bahan bakar, dan efisiensi thermal persatuan waktu dengan menggunakan bahan bakar sekam padi.

Metode penelitian yang digunakan berupa pengujian pengaruh temperatur tungku, temperatur gas buang, temperatur air pendidihan, laju kebutuhan bahan bakar, dan efisiensi thermal tungku persatuan waktu menggunakan air heaters pipa parallel yang berbahan bakar sekam padi dengan variasi kecepatan udara 13 m/s, 15 m/s, 17 m/s.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi kecepatan udara mempengaruhi besarnya temperatur pembakaran tungku, waktu pendidihan air, laju kebutuhan bahan bakar, efisiensi termal pada tungku persatuan waktu. Temperatur tungku tertinggi diketahui pada kecepatan udara 13 m/s, dengan temperatur 820oC, pada waktu 120 menit, temperatur gas buang tertinggi diketahui pada kecepatan udara 15 m/s, dengan temperatur 340oC, pada waktu 100 menit, temperatur pendidihan air tercepat diketahui pada kecepatan udara 17 m/s dengan waktu 100 menit yang mendidih pada suhu 98oC, kebutuhan bahan bakar paling sedikit diketahui pada kecepatan udara 13 m/s dengan kebutuhan 20,25 kg, dengan waktu 190 menit, efisiansi thermal tungku tertinggi diketahui pada kecepatan udara 13 m/s, yaitu 75,8%.

ix

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warrahmatullahiwabarakatuh.

Segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas akhir

dengan judul: ” INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN

DENGAN AIR HEATERS PIPA PARALLEL”.

Laporan ini disusun sebagai pertanggung jawaban penulis atas

pelaksanaan Tugas Akhir dan juga sebagai persyaratan guna memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S1.

Dan dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya laporan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin

mengucapkan terima kasih yang tulus dan mendalam kepada;

1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sartono Putro, MT, selaku Dosen pembimbing Utama yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan serta

x

4. Bapak Nur Aklis, ST, selaku Dosen pembimbing pendamping

terima kasih atas waktu, pengarahan, saran, dan dorongan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Segenap Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap perkuliahan.

6. Rekan – rekan mahasiswa seperjuangan yang telah banyak membantu sehingga tersusunlah laporan ini.

7. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu penulis dalam penyusunan laporan ini.

Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangannya, oleh karenanya penulis mengharap kritik dan

saran dari pembaca sekalian yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini.

Wassalualaikum Warrahmatuullahi Wabarakatuh.

Surakarta, Agustus 2012

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xv

DAFTAR SIMBOL ... xvi

DAFTAR LAMPIRAN………. xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

xii

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1. Tinjauan Pustaka ... 6

2.2. Dasar Teori ... 8

2.2.1. Prinsip Pembakaran ……….. 8

2.2.2. Pembakaran Bahan Bakar Padat ……… 11

2.2.3. Komposisi Bahan Bakar ……… 14

2.2.4. Tungku Pembakaran ………. 18

2.2.5. Kebutuhan Udara Pembakaran ……….. 24

2.2.6. Kalor ………. 26

BAB III METODE PENELITIAN ……….. 29

3.1. Rancangan Penelitian ... 29

3.2. Instalasi Pengujian ……... 31

3.3. Lokasi Penelitian ... 33

3.4. Alat dan Bahan Penelitian ... 34

3.4.1. Peralatan Penelitian …….……… 34

3.4.2. Bahan Penelitian ……….……. 40

3.5. Prosedur Penelitian ... 40

3.6. Kesulitan ... 41

BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN ………. 42

4.1. Hasil dan Pembahasan ... 42

4.1.1. Temperatur Tungku ……….. 42

4.1.2. Temperatur Gas Buang ……… 43

xiii

4.1.4. Laju Kebutuhan Bahan Bakar ……… 46

4.2. Efisiensi Tungku ...……... 47

4.2.3. Pengujian Untuk Mendidihkan Air .…………... 47

4.2.4. Pengujian Untuk Merubah Air Menjadi Uap … 48 4.3. Efisiensi Thermal Tungku ... 49

4.3.3. Kalor Untuk Mendidihkan Air .……….……….... 49

4.3.4. Kalor Untuk Merubah Air Menjadi Uap ……..… 50

4.3.3. Kalor Dari Hasil Proses Pembakaran …………. 51

4.3.4. Perbandingan Nilai Daya Pengujian ………… 52

4.3.5. Efisiensi Thermal Tungku ……… 53

BAB V PENUTUP...………... 55

5.1. Kesimpulan ... 55

5.2. Saran ... 56

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Tungku Batu Bata ……… 22

Gambar 2.2. Tungku Tanah Liat ………...……... 23

Gambar 3.1. Diagram Alur Penelitian ………...….. 29

Gambar 3.2. Instalasi Tungku Pembakaran ……….. 31

Gambar 3.3. Stopwatch ………. 34

Gambar 3.4. Timbangan miyako kapasitas 10 Kg ………. 34

Gambar 3.5. Blower ……… 35

Gambar 4.1. Hubungan antara temperatur tungku dengan waktu selama proses pengujian ……….. 42

Gambar 4.2. Hubungan antara temperatur gas buang waktu selama proses pengujian ……….. 43

Gambar 4.3. Hubungan antara temperatur air dengan waktu selama proses pengujian ……….. 45

xv

Gambar 4.5. Perbandingan nilai daya pada hasil pengujian….... 52

Gambar 4.6. Perbandingan nilai efisiensi thermal tungku pada

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi Kimia Sekam Menurut DTC-IPB ……… 14 Tabel 2.2. Berat atom dan berat molekul dari unsur kimia ……….. 15 Tabel 4.1. Tabel pengujian pendidihan air ………. 47

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hubungan antara temperatur tungku dengan waktu

selama proses pengujian.

Lampiran 2. Hubungan antara temperature gas buang dengan waktu

selama proses pengujian.

Lampiran 3. Hubungan antara temperatur air dengan waktu selama proses pengujian.

Lampiran 4. Hubungan antara laju kebutuhan bahan akar dengan waktu selama proses pengujian.

Lampiran 5. Perbandingan Nilai Ekonomis Tungku. Lampiran 6. Sifat-sifat air (zat cair jenuh).

Lampiran 7. Kalor jenis benda setiap temperature.

Lampiran 8. Tabel temperatur air jenuh.

Lampiran 9. Daftar beserta lambang dan massa atom.

Lampiran 10. Daftar periodik unsur kimia. Lampiran 11. Konversi satuan.