PROSIDING
Makassar, 24-25 September 2014
SEMINAR NASIONAL
REKAYASA MATERIAL, SISTEM MANUFAKTUR DAN ENERGI
JURUSAN TEKNIK MESIN
2014 FAKULTAS TEKNIK
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA MATERIAL, SISTEM MANUFAKTUR DAN ENERGI
Makassar-Gowa, 24-25 September, 2014
Kampus II Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin, Jl. Poros Malino No 72, Gowa, Sulawesi Selatan, Indonesia
Editor :
Rafiuddin Syam, PhD – Hasanuddin University—Indonesia
Progam Studi Magister Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA
MATERIAL, SISTEM MANUFAKTUR DAN ENERGI
ISBN: 978-602-71380-0-1
© 2014 Progam Studi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin
Dilarang keras mengutip, menjiplak atau memfotokopi baik sebagian maupun seluruh isi buku ini serta memperjualbelikannya tanpa mendapat izin tertulis dari Penerbit Progam Studi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Permintaan dan pertanyaan tentang reproduksi dan hak kekayaan intelektual dialamatkan ke Rafiuddin Syam, PhD email:[email protected] Kekayaan intelektual dari setiap jurnal yang ada dalam prosiding ini tetap berada di tangan penulis seperti yang tercantum pada jurnal terebut.
Penerbit oleh :
Progam Studi Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. P. Kemerdekaan Km 10 Makassar Sulawesi Selatan, Indonesia 90221 Telp/Fax : (0411) 586015
Email : [email protected]
Website: pasca.unhas.ac.id
Kata Pengantar
Pertama, kami mengucapkan terima kasih kepada seluruh peserta yang bersedia mengirim makalah ilmiah hasil penelitian dan ikut dalam Seminar Nasional Rekayasa Material, Sistem Manufaktur dan Energi tahun 2014. Sebagai seminar nasional pertama yang dilakukan oleh Program Studi Magister Teknik Mesin Universitas Hasanuddin, kami mengusung tema Tantangan dan Peluang Rekayasa Material, Sistem Manufaktur dan Pemanfaatan Energy Terbarukan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Tema ini dipilih mengingat posisi penting Indonesia didunia ini, dimana bangsa Indonesia masih sangat membutuhkan teknologi dalam tiga bidang ini. Untuk itu beberapa langkah yang dilakukan adalah dengan mengadakan percepatan riset dan publikasi dalam bidang teknosains meliputi Material, Sistem dan Energi. Ketiga bidang ilmu itu menjadi salah satu bagian yang perlu dipacu untuk menjadi bangsa Indonesia yang maju dalam bidang Teknologi. Selanjutnya hasil riset menjadi asupan yang baik untuk percepatan Industri mulai dari hulu hingga hilir.
Adapun bidang penulisan tidak terbatas pada:
Rekayasa Material yang meliputi berbagai bidang ilmu, mulai dari Teknik Material, Teknik Mesin, Teknik Geologi, Teknik Pertambangan, Ilmu Kimia, Ilmu Material untuk Infrastruktur dan Gedung.
Sistem Mekanika yang meliputi Konstruksi Mesin, Sistem Otomotif, Perancangan Sistem, Konstruksi Kapal, Teknik Manufaktur, Sistem Manufaktur, Robotika, Mekatronika, Sistem Transportasi, Teknik Industri.
Bidang Energi meliputi Energi baru dan terbarukan, konversi Energi, perpindahan panas dan massa, termodinamika, motor pembakaran dalam, motor pembakaran luar, Mekanika dan Dinamika Fluida, Hidrodinamika dan konservasi energy.
Bidang Pendidikan yang terkait dengan bidang ilmu diatas.
Demikian pengantar ini diharapak bapak/ibu, sdr(i) dapat mengikuti Seminar dengan baik dan bermanfaat bagi Negara kita Republik Indonesia.
Makassar, 22 September 2014 Hormat kami,
Rafiuddin Syam, PhD
Chairman
Sambutan Dekan Fakultas Teknik Unhas Selamat Datang di Kampus Teknik Gowa,
Saya mengucapkan terima kasih kepada seluruh pemakalah/peserta Symposium Smart Material and Mechatronics dan Seminar Nasional Rekayasa Material, Sistem Manufaktur dan Energi.
Kami berharap diskusi, sumbang saran para peserta seminar dapat membantu mempercepat pembangunan Negara ini dalam bidang Rekayasa Material, Sistem Manufakur dan Energi. Semangat kita untuk membawa bangsa Indonesia menjadi lebih baik, dan melihat kondisi tanah air Indonesia makin lebih baik serta harapan akan pemimpin baru Indonesia, tidak ada jalan lain agar kita harus bahu membahu, bekerja sama dalam membangun bangsa ini.
Impor material dengan kehandalan yang tinggi, sistem manufaktur yang belum tertata baik serta masalah energi bangsa ini, menjadi alasan kita bertemu pada Symposium Internasional dan Seminar nasional ini. Seperti kita ketahui, masalah material untuk peralatan tempur, kapal selam, peluru kendali membuka peluang agar bangsa Indonesia bisa lebih mandiri bagi peralatan tempur bagi bangsa ini. Selain itu sistem produksi yang masih boros membuat hampir seluruh material di impor bagi bangsa ini, tak lain karena harga produksi yang masih tinggi. Begitupula masalah energi, konsep energi terbarukan dan alternative energi dalam rangka mengantisipasi tingginya harga BBM dunia, kerusakan lingkungan dan menipisnya persediaan BBM dunia.
Mari kita mulai kerja sama, mari kita mulai membangun jaringan penelitian, mulai dari forum ke forum penelitian, dari jaringan ke komunistas penelitian dimasa yang akan datang.
Sekali lagi terima kasih, Selamat menyampaikan Ide dan Hasil Penelitian yang cemerlang.
Makassar, 22 September 2014 Hormat saya,
Dr-Ing. Ir. Wahyu H. Piarah, MSME
Dekan Fakultas Teknik Unhas
Tim Editor
Ketua Editor Rafiuddin Syam, PhD
Editorial Board Prof. Satrio Soemantri Brodjonegora-ITB-Indonesia
Prof. Dadang A Suryamiharja– Hasanuddin University-Indonesia Prof. Dr.Ir. Mursalim-Hasanuddin University-Indonesia
Prof.Ir. Jamasri, M.Eng, PhD—UGM-Indonesia Prof. Syukri Himran – Hasanuddin University-Indonesia Prof. Dr.-Ing Nandy Setiadi Djaya Putra-UI-Indonesia Prof.Dr. Saleh Pallu – Hasanuddin University-Indonesia Prof. Dr.H.Hammada Abbas – Hasanuddin University-Indonesia Prof. Effendi Arief– Hasanuddin University-Indonesia
Prof.Dr. Syamsul Arifin– Hasanuddin University-Indonesia Dr.-Ing Wahyu H Piarah— Hasanuddin University-Indonesia Dr. Johannes Leonard – Hasanuddin University-Indonesia Dr. Zahir Zainuddin – Hasanuddin University-Indonesia
Dr.-Ing Ir. Wahyu H. Piarah, MSME--Hasanuddin University-Indonesia Prof. Dr. Ir. Salama Manjang, MSEE--Hasanuddin University-Indonesia Prof.Dr. Ir. Jusuf Siahaya, MSME--Hasanuddin University-Indonesia
Editors Dr.Ir. Abdul Hay,MT --Hasanuddin University-Indonesia Dr.Eng Armin Lawi, MSc--Hasanuddin University-Indonesia Dr.Ir. Zuryati Djafar, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr. Jalaluddin, ST,MT--Hasanuddin University-Indonesia
Dr. A. Erwin Ekaputra, ST,MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr. Rustan Taraka, ST, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr.
Adi Tonggiroh, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr.phil.nat.
Sri Widodo, ST. MT. --Hasanuddin University-Indonesia
Dr.Eng. Rudi Djamaluddin, M.Eng--Hasanuddin University-Indonesia Dr. Eng Nasruddin Junus, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr. Ir. Johannes Leaonard--Hasanuddin University-Indonesia Dr.
Dipl-Ing Ganding Sitepu--Hasanuddin University-Indonesia Dr.
Ir. Rhiza S. Sajjad, MSEE--Hasanuddin University-Indonesia Dr.
Ir. Ilyas Palentei, MSEE--Hasanuddin University-Indonesia
Dr. Indrabayu, ST,MT.M.Bus.Syst--Hasanuddin University-Indonesia Dr.Eng Wardi, MEng--Hasanuddin University-Indonesia
Dr.Eng Mukhsan Putra Hatta--Hasanuddin University-Indonesia Dr.Eng. Ihsan, MT--Hasanuddin University-Indonesia
Dr. Mukti Ali, MT--Hasanuddin University-Indonesia
Dr. Andi Haris Muhammad, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr. Faisal, M.Eng--Hasanuddin University-Indonesia
Dr. Ulva Ria Irfan, ST. MT--Hasanuddin University-Indonesia
Panitia Pelaksana
Pelindung:
Rektor Universitas Hasanuddin Penasihat:
Direktur Pascasarjana Unhas
Dekan Fakultas Teknik Unhas Penanggung Jawab:
Ketua Jurusan Mesin Unhas
Ketua Program Studi Magister Mesin Unhas Ketua Umum : Rafiuddin Syam, PhD
Wakil Ketua : Jumadil, ST Anggota:
Arham Hamid, SE Munawar, ST Ratnawati, ST
Laode Asman, ST, MT Mustari, ST, MT Yunus, ST
Sallolo Suluh, ST, MT Alfian Djafar, ST Budi Jaelani, S.Pd Dedy Harianto, ST, MT Nurfuadah,ST, MT Abdul Halik, ST Sarman, ST Irdam, ST, MT
Harfan, ST Muh Syahrul, ST Muh Alfian, ST Sulfan Suardi. ST Kamaruddin, ST Noeryadin, ST Jamaluddin, ST
Doddy Suanggana, ST, MT Karel Tikupadang, ST
Secretariat Journal Room, Faculty of Engineering, Hsanuddin University email:[email protected]
Phone: +62411586015 Fax: +62411586015
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
KATA PENGANTAR iii
SAMBUTAN DEKAN FAKULTAS TEKNIK UNHAS iv
TIM EDITOR v
PANITIA PELAKSANA vi
DAFTAR ISI vii
REKAYASA MATERIAL
01. Penerapan Metode Elemen Hingga dalam Analisis Pengaruh Persentase Filler terhadap Getaran Balok Komposit Serbuk Kayu Jati dan Bayam
OlehM. Ahadyat Z dan Hammada Abbas I-1
02. Analisa Eksperimen Daerah Penyekatan Pada Proses Karburasi Setempat Terhadap Nilai Kekerasan Baja Karbon
OlehAndri Yono dan Johannes Leonard I-9
03. Distribusi Kekerasan Baja Karbon Rendah Setelah Pack Carburizing Pack Carburizing dengan Variasi Media Carburizing dan Media Pendingin OlehDewa Ngakan Ketut Putra Negara dan Dewa Made Krishna Muku
I-17
04. Pengaruh Pendinginan Air Mengalir Pada Proses Kuens Terhadap Kekuatan Tarik, Kekerasan dan Struktur Mikro Baja AISI 1045
OlehEnos Tambing dan Johannes Leonard I-21
05. Efek Tekanan Kompaksi Dan Temperatur Sinter Terhadap Nilai Induksi Magnetik Hasil Metalurgi Serbuk
OlehHairul Arsyad I-29
06. Pengaruh Parameter Pemotongan (Feeding, Cutting Speed, Depth of Cut) Terhadap Konsumsi Energi Pada Permesinan Bubut
OlehHamka Munir, Johannes Leonard dan Rafiuddin Syam I-33
07. Pengaruh Putaran dan Temperatur Terhadap Kekuatan Sambungan Las HasilFriction Welding Antara Baja AISI 1045 dengan Baja Tahan Karat AISI 316L
OlehHoppy Istiawan, Abdul Hay Muchsin dan Hammada Abbas I-38
08. Efek Perlakuan Forging danTemperatur Anil terhadap Kekerasan dan Frekuensi Natural pada Bilah Perunggu 80%Cu-20%Sn
OlehI Ketut Gede Sugita dan Istri Putri Kusuma Kencanawati I-44
09. Analisis Kekuatan Impact Dan Mode Patahan Komposit Serat Tapis Kelapa
OlehI Made Astika dan I Gusti Komang Dwijana I-48
10. Pengembangan Metode Prediksi Propertis Material Berdasarkan Model Elemen Hingga Indentor Ganda (Dual Indenter) Sebagai Dasar Evaluasi Deformasi Sambungan Las Titik
OlehI Nyoman Budiarsa I-52
11. Sifat Tarik Komposit Epoxy Berpenguat Serat Sisal Pada Fraksi Volume Yang Berbeda
Oleh I Putu Lokantara dan I Wayan Surata I-57
12. Analisis Kekuatan Struktur Komposit Benang Rami Hand SpinningDengan Matriks Thermoplastic High Density Polyethylene (HDPE)
OlehLies Banowati, Aulia Lazuardi Muhammad, Bambang K. Hadi dan Rochim Suratman I-60 13. Metode Elemen Hingga untuk Analisis Eksperimental dan Numerik Pengaruh Variasi Arah Serat
terhadap Getaran Balok Komposit Serat Abaca dan Ijuk Bermatriks Epoksi
OlehNanang Endriatno dan Hammada Abbas I-64
14. Pengaruh Pengelasan Logam Berbeda AISI 1045 dengan AISI 316L terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro dengan Pengelasan SMAW
OlehAbdul Hay Muchsin dan Simon Parekke I-72
15. Kekuatan Geser dan Analisis Patahan pada Komposit yang Diperkuat Serat Batang Melinjo (Gnetum Gnemon)/Epoxy ResinUntuk Aplikasi Komponen Otomotif
OlehSri Chandrabakty, Leo Sumardji dan Sadri I-78
16. Perbandingan Metode Deteksi Tepi untuk Pengukuran Defleksi Struktur
OlehTrihono Sewoyo, Andi Isra M, Indra Nurhadi dan Tata Cipta D I-82 17. Pengaruh Serat Cacah Terhadap Defleksi pada Komposit Serat Sabut Kelapa/Epoksi
OlehNaharuddin, Bakri dan Muh Arafat Nahrun I-83
18. Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja Dan Emisi Gas Buang
OlehI Gusti Ngurah Putu Tenaya dan I Gusti Ketut Sukadana I-90
19. Penggunaan Agregat Batu Gamping pada Campuran Aspal Beton AC – WC
OlehElsa Eka Putri dan Alfathoni I-97
20. Pemilihan Serat Alami Untuk Penguat Tabung Gas Alam(CNG)
OlehDedi Lazuardi dan Agus Sentana I-104
21. Karakterisasi Mekanis dan Fisis Pada PermukaanTool Steel HSS (High Speed Steel) Dengan Teknik Perlakuan Panas
OlehSaifudin dan Viktor Malau I-107
22. Analisis Pengaruh Perlakuan Panas Berdasarkan Diagram TTT dan CCT Terhadap Sifat-Sifat Mekanik Hasil Pengelasan Baja Karbon Menengah Dengan Pengelasan SMAW( Shielded Metal Arc Welding)
OlehEdi Rande Padang, Johannes Leonard dan Rafiuddin Syam I-111
23. Pengaruh Variasi Temperatur Perlakuan Panas Terhadap Sifat Mekanis Baja Karbon Sedang
Oleh La Atina dan Jonannes Leonard I-116
24. Prediksi kekuatan Laminat Komposit dengan Pendekatan Analitik dan Analisis Elemen Hingga
OlehSyarif Hidayat, Bambang K Hadi, Hendri Syamsudi dan Sandro Mihradi I-121 25. Analisis Gaya Pemotongan Baja Karbon Pada Proses Bubut Dengan Variasi Putaran Spindel, Gerak
Makan Dan Kedalaman Potong Konstan
OlehMunawar I-127
26. Pengaruh Perendaman Air Laut Terhadap Kekuatan Material Komposit Serbuk Kayu Bayam
OlehMuhammad Yusuf Ali dan Johannes Leonard I-133
27. Kekuatan Impact Komposit Polimer Berpenguat Serat Sisal dengan Perlakuan Vulcan AF21
OlehNPG. Suardana, I Putu Lokantara , Ni made Suaniti, dan K. Sumadiasa Putra I-139 SISTEM MANUFAKTUR
01. Analisis Total Preventive Maintenance dalam Meminimasi Downtime Tools Kritis dan Meningkatkan Reliability pada Mesin Finish Mill
(Studi Kasus: PT. SBM)
OlehAsmeati dan Hammada Abbas
II-1
02. Pengendalian Kecepatan Putar Motor DC Sebagai Penggerak Alat Penghapus Whiteboard
OlehDedy Harianto dan Rafiuddin Syam II-8
03. Perancangan Alat Pengolahan Limbah Cair Tahu
OlehHasan Hariri, Eka Maulana dan Megara Munandar II-15
04. Analisis Termoekonomi Pemanfaatan Brine Hasil Buangan Produksi Sumur Cluster 5 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Lahendong Sulawesi Utara
OlehHendra Uloli dan Stelle Junus II-19
05. Aplikasi Sistem Pneumatik Pada ModelExcavator
OlehIrdam dan Rafiuddin Syam II-29
06. Penerapan Autodesk Inventor Dalam Menganalisis Tegangan dan Deformed Shape Pada Rangka Sepeda Gunung
OlehLa Ode Asman Muriman,Budi Jaelani, Hammada Abbas dan Rafiuddin Syam II-38 07. Rancang Bangun Alat Tambahan Pada Mesin Sekrap Untuk Pemesinan Freis Muka Dan Gerinda
Rata
OlehMuhammad Yanis dan Oomarul Hadi II-43
08. ModelProbabilistic Risk Assessmentpada Industri Galangan Kapal Sub Klaster Jakarta
OlehMinto Basuki dan A. A. Wacana Putra II-48
09. Prototype Otomatisasi Kotak Sampah Berbasis Mikrokontroler
OlehRita Wiryasaputra II-54
10. Pengaruh Faktor Kebisingan Dan Getaran Mesin Terhadap Operator Pada PT.Multi Nabati Sulawesi Unit Maleo Gorontalo
OlehStella Junus dan Eduart Wolok II-64
11. Analisis Eksperimental Dan Teoritis Defleksi Balok Tembaga Dengan Penampang Tak Seragam
OlehThomas Tjandinegara II-59
12. Desain Kontrol Fitur Elektronik Hunian Rumah dengan Memanfaatkan Arduino dan Perangkat Handphone
OlehWawan Nurmansyah II-64
13. Desain Alat Pengumpan Pakan Ikan Otomatis bagi Industri Pembiakan Ikan Air Tawar
OlehEko Prasetyo, Wina Libyawati dan Yani Kurniawan II-68
14. Rancang BangunPrototypeMesin Bioetanol kapasitas 7 kg
Studi Pemanfaatan buah Dengen (Dillena Serrata) sebagai bahan baku Bioetanol OlehHarman dan Setyo Wardoyo
II-75
15. Redesain Penampungan Udara Pembakaran pada tungku untuk meningkatkan kinerja Proses
Peleburan Perunggu Bahan Gamelan Balioleh IGN.Priambadi dan AAIA. Sri Komaladewi II-80 16. Sampah Basah pada Mesin Pemisah dan Pencacah Sampah Organik dan Anorganik untuk
Menghasilkan Serpihan Sampah Organik Lebih Kecil Sebagai Bahan Kompos
Oleh I Gede Putu Agus Suryawan, Cok. Istri P. Kusuma Kencanawati, dan I Gst. A. K. Diafari D.
Hartawan
II-84
17. Pemanfaatan Potensi Limbah Tongkol Jagung Sebagai Energi Alternatif Di Wilayah Provinsi Gorontalo
OlehSiradjuddin Haluti dan Ridho Hartoro II-89
18. Pengendalian Perilaku Arah Kendaraan Melalui Kontrol Traksi Dengan Continuous Variable Transmission
OlehI Ketut Adi Atmika II-93
19. Prototype Mobil Listrik dengan Menggunakan Motor DC Magnet Permanen 0,37 HP
OlehDuta Widhya Sasmojo II-98
20. Analisis Beban Kerja Dan Gangguan Muskuloskeletal Pekerja Pria Pada Perkampungan Kecil Penggilingan Cakung Jakarta Timur
OlehSiti Rohana Nasution dan Budiady II-108
21. Semantic Web : Sebuah Teknologi Untuk Berbagi Data Kesehatan
OlehSri Rezeki Candra Nursari dan Iman Paryudi II-115
22. PrototipeAUTOCRACY (Automatic Transjakarta Security System)
OlehMuhamad Iqbal, Chaerul Rozikin, Syifa Nuraini, Yusuf A Permana dan Massus Subekti II-119
23. Analisis Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa pada Tegangan Tidak Seimbang dan Dampak Ekonominya pada Industri
OlehA. Syarifuddin, Hammada abbas dan Rafiuddin Syam II-123
24. Rancang Bangun Sistem Penangkapan Energi Maksimum pada Solar Cell
OlehWisnu Broto II-129
25. Otomatisasi Desain-Analisis Aerodinamika Untuk Mendukung Desain-Analisis Struktur Sayap Pesawat Terbang
OlehI G. N. Sudira, Bambang K. Hadi, M. Agoes Moelyadi, dan Djarot W. II-135 26. Analisis kekuatan tarik komposit serat pelepah akaa (coripha) dengan perlakuan awal aloe vera
Oleh Ir. H. Ilyas Renreng, MT II-141
27. Jarak Pengereman Sepeda Motor Dengan Kampas Rem Beralur Oleh I.D.G Ary Subagia, I.M.D. Eko Putra
ENERGI
01. Desain dan Simulasi Turbin Air Kontra-Rotasi Untuk Aplikasi Head Sangat Rendah
OlehAbdul Muis, Priyono Sutikno, Aryadi Suwono, dan Firman Hartono III-1 02. Analisis Efisiensi Terbaik Pada Instalasi Panel Surya Dengan Unit Motor-Pompa DC
OlehAkbar naro Parawangsa dan Syukri Himran III-7
03. Uji Eksperimental Kinerja Termoelektrik pada Pendingin Dispenser Air Minum
OlehAmrullah, Wahyu H. Piarah dan Syukri Himran III-14
04. Pengaruh Penambahan Poly Ether Amine Pada Bensin Terhadap Nilai Kalor, Konsumsi Bahan Bakar, Laju Kecepatan Kendaraan, Dan Emisi Gas Buang Sepeda Motor 4-Langkah
OlehBarlin dan Yureski Belly Saputra III-19
05. Model Teoritik Konduktivitas Termal Fluida Nano Berdasarkan KonsepNanoconvection
OlehDiah Hidayanti, Nathanael P. Tandian, Aryadi Suwono dan Efrizon Umar III-25 06. Efisiensi Alat Pengering Gabah Dengan Menggunakan Kolektor Sekunder
OlehDoddy Suanggana III-30
07. Efektivitas Pembakaran Biopelet Kelapa Sebagai Energi Bahan Bakar Alternatif Pengganti Minyak Tanah Ramah Lingkungan
OlehHasanuddin dan Idham Halid Lahay III-35
08. Studi Analisis Hasil Pembakaran dan Prestasi Kerja Ketel Uap Berbahan Bakar Batubara Lignite Pada PLTU Merauke – Papua
OlehHerman Dumatubun dan Yusuf Siahaya III-41
09. Kajian Thermal Unjuk Kerja Alat Penukar Panas Pengaruh Variasi Geometri Sirif Dengan Aliran Fluida Alamiah
OlehI Gusti Ketut Sukadana dan I Gusti Ngurah PutuTenaya III-47
10. Kinerja Sistem Refrigerasi dengan Variasi Panjang Pipa Kapiler Menggunakan Refrigeran Hydrocarbon(HC) 22
OlehKhairil Anwar, Reyhan Kyai Demak, dan Mohammad Mufail III-52
11. Kinerja Yang Dihasilkan Oleh Kincir Air Arus Bawah Dengan Sudu Berbentuk Mangkok OlehLuther Sule
III-58
12. Pengaruh Perbandingan Jari-Jari Pipa dan Kelengkungan Bend terhadap Distribusi Kecepatan Aliran
OlehNurfuadah dan Wahyu H. Piarah III-63
13. Reduksi Tahanan Aliran Fluida Melalui Silinder Persegi Yang Dipasang Tandem Dengan Silinder
Segitiga III-68
OlehNasaruddin Salam
14. Perbaikan Karakteristik Pembakaran Briket Arang Ampas Tebu sebagai Bahan Bakar Alternatif
OlehNasrul Ilminnafik, Digdo Listyadi Setyawan dan Hary Sutjahjono III-72
15. Penggunaan Batubara Lignit Mallawa Dan Pencampuran Dengan Cangkang Biji Jambu Mete Di PT.
Indofood CBP, Tbk Cabang Makassar
OlehNovarini, Yusuf Siahaya dan Johannes Leonard III-76
16. Pengaruh Perbandingan Jari-Jari Pipa dan Kelengkungan Bend terhadap Distribusi Kecepatan Aliran
OlehSyahrizal, Syamsul arifin P., dan Duma Hasan III-82
17. Efektivitas Fresh Water Cooler Pada Mesin Diesel Generator Di Engine Hall PIP Makassar
OlehPaulus Pongkessu dan Wahyu H. Piarah III-88
18. Kajian Potensi Angin Di Kota Sorong Papua Barat Untuk Dimanfaatkan Sebagai Sumber Energi
OlehSurianto Buyung, Syukri Himran dan Rustam Tarakka III-91
19. Kajian Diameter Pipa Hisap Sistem Pompa Paralel
OlehMade Suarda dan Anak Agung Adhi Suryawan III-97
20. Pengaruh Variasi Temperatur Tuang Terhadap Kekuatan Bending Pada Pengecoran Limbah Aluminium
OlehBahtiar, Muhammad Iqbal dan Ainun Najib III-102
21. Studi Pemanfaatan Cangkang Dan Serabut Kelapa Sawit Sebagai Bahan Bakar Ketel Uap Di PT.
Kencana Group
OlehPeter Sahupala dan Yusuf Siahaya III-106
22. Studi Peluang Investasi Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Di Sulawesi Selatan
OlehAne Prasetyowati R dan Noor Suryaningsih III-114
23. Fast Respon Three Phase Induction Motor Using Indirect Field Oriented Control Based On Fuzzy_PI
OlehRizana Fauzi dan Dedid Cahya Happiyanto III-123
24. Co-gasifikasi fluidized bed berbahan bakar sampah dan batubara
Oleh I Nyoman Suprapta Winaya, Rukmi Sari Hartati, I Waya Edy Mudita dan I Gusti Ngurah Putu
Tenaya III-131
25. Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar Dengan Penempatan Sirip Berbentuk Segitiga Yang Dipasang SecaraAligned
OlehKetut Astawa, Nengah Suarnadwipa, dan Rangga Iswara III-136
26. Variasi Konfigurasi Jarak dan Jumlah SekatHeat exchangerTerhadap Kinerja Pada Mesin Pendingin TipeCascade
OlehReyhan Kiay Demak , Muhammad Hasan Basri , dan Muhammad Taqwa III-141 27. Pengujian Prestasi Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Premium Dan Etanol Dari Nira Aren
OlehAhmad Thamrin, Yusuf Siahaya dan Effendy Arif III-147
28. Limbah Batang Jagung Sebagai Sumber Energi Alternatif
OlehMuhammad Syahrir dan Effendy Arif III-155
29. Pengaruh Putaran dan Perbandingan Kompressi Terhadap Kinerja VCRPE Dengan Menggunakan Campuran Bahan Bakar Premium-Pertamax (Premix)
OlehDian Mahdiansah dan Effendy Arif III-163
Sekretariat:
Kampus Unhas Tamalanrea Gedung POMD Lantai 3, Ruang
Redesain Penampungan Udara Pembakaran pada tungku untuk meningkatkan kinerja Proses Peleburan
Perunggu Bahan Gamelan Bali
IGN.Priambadi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana
AAIA. Sri Komaladewi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana
Abstrak−Gamelan Bali merupakan alat musik tradisional Bali yang digunakan untuk mengiringi rangkaian upacara spiritual keagamaan maupun pentas budaya. Keberadaan gamelan ini sudah terkenal sampai ke Manca Negara, sehingga produksi gamelan ini selain dibutuhkan di daerah Bali sendiri juga banyak dipesan dilingkup nasional bahkan internasional. Proses produksi gamelan ini hampir 75% menggunakan cara tradisional yaitu mulai dari proses peleburan, penempaan, penggerindaan (sruti) untuk mendapatkan nada dasar serta perakitan. Proses peleburan menggunakan tungku tradisional, dimana udara pembakaran dihembuskan dari blower melalui injektor ke ruang bakar pada tungku peleburan. Bentuk tungku yang digunakan menggunakan model terbuka, sehingga energi panas yang dihasilkan pada pembakaran bahan bakar kurang sempurna dan penggunaan bahan bakar lebih banyak. Kondisi ini tentu akan memberikan dampak terhadap faktor polutan yang dihasilkan pada proses pembakaran serta biaya produksi yang cukup tinggi. Untuk meminimalkan permasalahan ini, maka dilakukan perubahan bentuk injektor dengan menggunakan model ergo termal injektor (bentuk konvergen-divergen) serta redesain penampungan udara pembakaran. Penggunaan metode ini dalam proses peleburan diharapkan dapat mengurangi biaya produksi terutama dari penggunaan bahan bakar serta mengurangi polutan yang dihasilkan dalam proses pembakaran. Studi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa penerapan metode di atas memberikan pengaruh pada penurunan penggunaan bahan bakar sampai 20
%.Penurunan penggunaan bahan bakar disebabkan karena bahan bakar (arang) lebih banyak terbalut oleh udara, sehingga memberikan pengaruh terhadap kesempurnaan proses pembakaran bahan bakar.
Kata kunci : Gamelan, tungku, polutan, injector
I. PENDAHULUAN
Proses peleburan paduan perunggu dalam pembuatan gamelan merupakan aktivitas yang menentukan kualitas dari gamelan yang dihasilkan. Aktivitas ini dimulai dari pembuatan komposisi yang terdiri dari tembaga (Cu) serta timah putih
(Sn). Perajin gamelan di tempat penelitian dilakukan biasanya membuat komposisi paduan 80% Cu dan 20% Sn. Komposisi ini berdasarkan penelitian yang telah dilakukan menunjukkan kekerasan permukaan 29,33 VHN [1]. Material perunggu yang telah dilebur, selanjutnya di cetak dengan menggunakan cetakan terbuka dengan bentuk sesuai perangkat gamelan yang dibuat. Hasil cetakan dilakukan proses penempaan (forging) yang bertujuan untuk merapatkan struktur mikro material melalui proses panas. Setelah proses penempaan selanjutnya dilakukan penyelarasan suara untuk mendapatkan nada dasar dengan menggerinda.
Dalam proses peleburan banyak kendala yang dihadapi oleh perajin, seperti waktu peleburan yang lama, penggunaan bahan bakar banyak, debu yang berterbangan di tempat kerja yang cukup mengganggu. Penelitian yang dilakukan yaitu dengan redesain penampungan udara diharapkan kendala yang dihadapi perajin dapat dikurangi. Tentunya redesain yang dilakukan tidak sampai mengurangi kekuatan mekanik dari material paduan yang dilebur. Penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa waktu peleburan secara signifikan tidak merubah kekerasan mekanik hasil peleburan [2,3].
II. METODOLOGI A. Bentuk Desain Tungku
Desain tungku dalam proses peleburan secara tidak langsung memberikan dampak pada berlangsungnya peleburan yang dilakukan. Desain tungku konvensional yang biasa digunakan oleh perajin mempunyai bentuk seperti Gambar 1 a, sedangkan redesain yang dilakukan ditunjukkan pada Gambar 1 b. Bagian A, merupakan udukan tungku, untuk koi (mangkok tempat paduan) pada mulut tungku berada di pernukaan tanah. Bagian B merupakan penampungan udara pembakaran dimana udara mengalir melalui blower berada dibawah permukaan tanah. Volume penampungan udara pembakaran, kapasitas koi, kapasitas bahan bakar sebelum dan
Putaran motor (n)
Tegangan (V) 3000/3600
220 rpm
volt
p . V n . R . T
(2)Daya motor (P) 30 Watt dimana
sesudah mempunyai volume yang sama. Bahan bakar yang digunakan adalah arang kayu (biomassa) sembarang yang dijual bebas. Kapasitas paduan perunggu dalam koi seberat 1,25 kg/koi, dalam penelitian digunakan 6 buah koi.
A
B
Gambar 2. Bentuk penampungan udara
Perhitungan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
a. Sebelum redesain b. Sesudah redesain Vpenampunga n udara V1 V2
Gambar 1. Bentuk tungku V 1 .l .t
Keterangan :
1 3 1 1
1 = dudukan koi pada mulut tungku 1
2 = injector udara pembakaran dari blower
V2 . l2.t2 3
3 = penampungan udara pembakaran
Titik-titik merah merupakan penempatan probe dari termokopel untuk mengukur temperatur udara di dalam ruang penampungan. Termokopel yang digunakan 4 channel dilengkapi dengan akuisisi data yang memiliki kemampuan koleksi data pada interval 70 milidetik, merk National Instrument NI USB-9211/9211A.
sehingga Vpenampunga nudara
dimana
1[(l1.t1)(l2 t2)]
3 (1)
Udara pembakaran mengalir melalui blower dengan spesifikasi sebagai berikut:
TABEL 1.SPESIFIKASI BLOWER
Spesifikasi Ukuran Satuan
Merk Elektrical Blower buatan China
l1 = luas permukaan 1 (m2) l2 = luas permukaan 2 (m2) t1 = tinggi limas besar (m) t2 = tinggi limas kecil (m) C. Aliran Udara Pembakaran
Aliran udara menuju ruang bakar mengikuti persamaan gas
Diameteroutput(do)
Diameter sudu (ds) 2
5,5 inch
inch ideal :
Arus (i) 1,5 Ampere
p = tekanan udara (N/m2) V = Volume udara (m3) Pengambilan data dilakukan dengan pengulangan 3 (tiga
kali) pada waktu dan hari yang berbeda. Data yang didapat berupa data temperatur, kapasitas bahan bakar (biomassa) yang digunakan serta produksi bilah gamelan yang dihasilkan.
B. Desain Penampungan Udara
Dasar perhitungan dari desain penampungan udara secara mendasar digunakan persamaan sebagai berikut :
Volume penampungan udara pembakaran seperti gambar 2
n = jumlah mol gas
R = tetapan umum gas 8314 J/kmol K (0,082 L atm/mol K)T = temperatur (K)
Model seperti Gambar 1, dimana aliran udara pembakaran masuk ke ruang bakar dengan tekanan yang dihasilkan oleh kecepatan blower. Udara bakar yang mengalir ada yang langsung ke ruang bakar dan ada yang ke penampungan udara bakar. Udara bakar yang mengalir ke ruang penampungan akan menerima perpindahan energi dalam bentuk panas dari dinding tungku sehingga temperaturnya meningkat. Udara panas pada ruang penampungan selanjutnya mengalir ke ruang bakar bersama-sama udara dari blower. Kondisi udara bakar dengan temperatur yang meningkat tentu dapat mempercepat
proses pembakaran bahan bakar. Udara pembakaran yang mempunyai temperatur yang tinggi memberikan pengaruh pada cepat mencapai temperatur peleburan dan mengurangi penggunaan bahan bakar [4]. Pemberian udara pembakaran yang cukup dalam proses pembakaran bahan bakar dapat mengurangi kandungan emisi [5].
D. Perpindahan Sejumlah Energi
Perpindahan sejumlah energi dalam bentuk panas terjadi akibat panas dari pembakaran bahan bakar pada mulut tungku ke ruang penampungan udara. Perpindahan energi ini terjadi secara konduksi, konveksi serta radiasi.
Perpindahan sejumlah energi secara konduksi
Perambatan energi akan mengalir secara konduksi melalui dinding mulut tungku yang mempunyai temperatur tinggi ke dinding ruang penampungan dengan persamaan [6]:
III. HASILDANPEMBAHASAN
Distribusi temperatur yang terjadi pada pembakaran bahan bakar arang, kondisi ini diukur dengan menggunakan termokopel. Pengukuran tercatat setiap 5 menit dilakukan mulai dari pk 7.00 s/d 12.00 Wita hasilnya seperti Grafik :
Q
con K. A (T
1 T
2) / L
dimana :
(3)
Grafik 1 Temperatur penampungan udara Qcon = aliran panas konduksi dari mulut tungku ke dinding
ruang penampungan udara yang terbuat dari bata tahan api (W/m-2K-1)
K = Konduktivitas termal bata tahan api (Wm-1K-1) A = luasan daerah panas (m2)
T1- T2 = perbedaan temperatur (K)
L = ketinggian ruang penampungan udara, sesuai letak probe dari termokopel
Perpindahan sejumlah energi secara konveksi
Perpindahan sejumlah energi secara konveksi terjadi dari dinding ke ruang penampungan udara dengan persamaan [7]:
Grafik 1 menunjukkan bahwa udara yang berada pada penampungan udara menerima perpindahan sejumlah energi dalam bentuk panas dari tungku saat proses pembakaran bahan bakar. Kondisi ini menyebabkan udara yang ada pada penampungan udara pembakaran sebelum dan sesudah redesain meningkat. Udara yang ada pada penampungan udara pembakaran adalah berfungsi untuk menambah kebutuhan udara pembakaran. Penambahan temperatur udara pembakaran memberikan pengaruh pada kesempurnaan proses pembakaran [9].
Q
conv h
chA (T
1 T
2)
(4)dimana :
hch = koefisien konveksi (W/m2K)
A = luas daerah kontak dinding dengan ruang penampungan udara (m2)
T1 = temperatur pada dinding ruang penampungan udara T2 = temperatur ruang penampunag udara (K)(K)
Perpindahan sejumlah energi secara radiasi
Perpindahan sejumlah energi secara radiasi terjadi akibat panas yang terjadi dari mulut tungku ke ruang penampungan
udaradengan persamaan [8]: Grafik 2. Temperatur peleburan
Q
rad ( T )
4(kW )
(5) Grafik 2 menunjukkan adanya peningkatan temperatur dimana :ε = factor emisi untuk material
σ = konstanta bolzman (5,72x10-5) kW m-2K)
∆ = perbedaan temperatur (K)
pembakaran secara signifikan sebelum dan sesudah redesain.
Hal ini disebabkan karena udara pembakaran yang digunakan dalam proses pembakaran sudah mempunyai temperatur yang cukup tinggi sesuai Grafik 1. Penelitian sebelumnya juga menyatakan bahwa udara pembakaran dengan temperatur cukup tinggi menyebabkan proses pembakaran bahan bakar lebih cepat dan menghasilkan temperatur tinggi [10].
Grafik 3. Penggunaan arang kayu
Grafik 3 menunjukkan redesain yang dilakukan memberikan pengaruh pada penurunan penggunaan bahan bakar pada proses pembakaran sebesar 20 %. Kondisi ini tentu memberikan dampak pada efektivitas penggunaan bahan bakar pada proses peleburan paduan perunggu.
Efektivitas penggunaan bahan bakar pada proses pembakaran akan memberikan pengaruh yang signifikan terhadap efisiensi termis dari tungku yang digunakan [11].
Grafik 4. Jumlah produksi bilah gamelan
Grafik 4 menunjukkan jumlah produksi yang dihasilkan pada proses peleburan sebelum dan sesudah dilakukan redesain penampung udara pembakaran. Pada grafik terlihat garis konstan menunjukkan bahwa rentang waktu tersebut proses peleburan sedang berlangsung. Tren peningkatan menunjukkan waktu produksi. Waktu produk bilah gamelan dilakukan dengan proses pengecoran paduan dengan rentang waktu rata- rata 3 menit dan koi sebanyak 6 buah. Penelitian yang telah dilakukan menyatakan bahwa redesain yang didasarkan perkembangan teknologi dapat meningkatkan produksi dibandingkan dengan cara konvensional [4]
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap perubahan desain penampungan udara pembakaran cukup memberikan manfaat pada kinerja tungku. Kinerja ini terukur secara signifikan pada proses pembakaran bahan bakar menyebabkan temperatur pembakaran lebih tinggi.
Penggunaan bahan bakar dari redesain yang dilakukan menunjukkan penurunan sebesar 20 %. Produksi hasil proses peleburan bilah gamelan menunjukkan peningkatan. Melihat dari hasil penelitian ini diharapkan dapat menggairahkan perajin gamelan dalam meningkatkan produktivitasnya.
DAFTARPUSTAKA
[1] Sugita IKG., Priambadi, IGN dan Kusuma K. 2006. Studi Eksperimental Variasi Komposisi Campuran Perunggu dan Variasi Beban Close Forging Terhadap Sifat Ketangguhan Retak Dan Kekerasan Material Perunggu Gamelan Bali.Research Grant. Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. TPSDP- Batch II
[2] Martano, M.A and Capocchi, J. D. T. 2000. Heat Transfer Coefficient At The Metal Mould Interface In The Unidirectional Solidification Of Cu – 8% Sn Alloys,International Journal Of Heat And Mass Transfer.
43: 2541 – 2552.
[3] Halvaee, A and Talebi, A. 2001. Effect Of Process Variables An Microstructure And Segregation On Centripugal Casting Of C92200 Alloy.Journal Of Materials Processing Technology.
[4] Arijit Biswas & Pinakeswar Mahanta. (2013). Design and Experimental Analysis of Furnace for the Production of Bamboo Charcoal.
International Journal of Mechanical and Industrial Engineering (IJMIE) ISSN No. 2231-6477, Vol-3, Iss-1.
[5] Abuelnuor A. A. A., Cs. (2013)Review of Numerical Studies on NOX
Emission in the Flameless Combustion.International JournalApplied Mechanics and Materials Vol. 388 (2013) pp 235-240.
[6] Kirk, D. and A.W. Holmes. (1976). The heating of food stuffs in a microwave oven. Jor. of Food TechnologyVol 30 pp 375-384.
[7] Sunil Gokhale ,Cs. (1991). Simulation of ceramic furnaces using one- dimensional model of heat transfer –Part I: Model development and validation .Indian Institute of Technology, New Delhi, India
[8] Duffie, J. A., and W. A. Beckman. (1991). Solar Engineering of Thermal Process, 2nd ed., NewYork, John Wiley.
[9] Jun Li. Cs. (2013). Effects of Flue Gas Internal Recirculation on NOx and Sox Emissions in a Co-Firing Boiler. International Journal of Clean Coal and Energy, 2013, 2, 13-21.
[10] Murrari Mohon Roy and Kenny W. Corscadden. (2012). An experimental study of combustion and emissions of biomass briquettes.
International Journal. Applied Energi 99 pp 206 – 212.
[11] S. R. Bello, and T.A. Adegbulugbe. (2010). Comparative Utilization of Charcoal, Sawdust and Rice Husk as Fuel in Heating biomass furnace- dryer. Agricultural Engineering International: the CIGR Journal of Scientific Research and Development. Manuscript 92, Volume XII.
