rekayasamaterial, sistemmanufaktur · bidang energi meliputi energi baru dan terbarukan, konversi...

PROSIDINGMakassar, 24-25 September 2014

SEMINARNASIONALREKAYASA MATERIAL,SISTEMMANUFAKTURDAN ENERGI

JURUSAN TEKNIK MESIN2014 FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

Prosiding Seminar Nasional Rekayasan Material, Sistem manufaktur dan Energi

Page i

PROSIDING SEMINAR NASIONALREKAYASA MATERIAL, SISTEMMANUFAKTUR DAN ENERGI

Makassar-Gowa, 24-25 September, 2014Kampus 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 MesinFakultas Teknik Universitas Hasanuddin


Page ii

PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASAMATERIAL, 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 sertamemperjualbelikannya tanpa mendapat izin tertulis dari Penerbit Progam Studi Magister TeknikMesin, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Permintaan dan pertanyaan tentang reproduksi danhak kekayaan intelektual dialamatkan ke Rafiuddin Syam, PhD email: [email protected]

Kekayaan intelektual dari setiap jurnal yang ada dalam prosiding ini tetap berada di tangan penulisseperti yang tercantum pada jurnal terebut.

Penerbit oleh :Progam Studi Magister Teknik MesinFakultas Teknik Universitas HasanuddinJl. P. Kemerdekaan Km 10 MakassarSulawesi Selatan, Indonesia 90221Telp/Fax : (0411) 586015Email : [email protected]: pasca.unhas.ac.id


Page iii

Kata Pengantar

Pertama, kami mengucapkan terima kasih kepada seluruh peserta yang bersediamengirim makalah ilmiah hasil penelitian dan ikut dalam Seminar Nasional RekayasaMaterial, Sistem Manufaktur dan Energi tahun 2014. Sebagai seminar nasional pertamayang dilakukan oleh Program Studi Magister Teknik Mesin Universitas Hasanuddin, kamimengusung tema Tantangan dan Peluang Rekayasa Material, Sistem Manufaktur danPemanfaatan Energy Terbarukan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan.

Tema ini dipilih mengingat posisi penting Indonesia didunia ini, dimana bangsaIndonesia masih sangat membutuhkan teknologi dalam tiga bidang ini. Untuk itu beberapalangkah yang dilakukan adalah dengan mengadakan percepatan riset dan publikasi dalambidang teknosains meliputi Material, Sistem dan Energi. Ketiga bidang ilmu itu menjadisalah satu bagian yang perlu dipacu untuk menjadi bangsa Indonesia yang maju dalambidang Teknologi. Selanjutnya hasil riset menjadi asupan yang baik untuk percepatanIndustri 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 untukInfrastruktur dan Gedung.

Sistem Mekanika yang meliputi Konstruksi Mesin, Sistem Otomotif, Perancangan Sistem,Konstruksi Kapal, Teknik Manufaktur, Sistem Manufaktur, Robotika, Mekatronika, SistemTransportasi, Teknik Industri.

Bidang Energi meliputi Energi baru dan terbarukan, konversi Energi, perpindahan panasdan massa, termodinamika, motor pembakaran dalam, motor pembakaran luar, Mekanikadan Dinamika Fluida, Hidrodinamika dan konservasi energy.

Bidang Pendidikan yang terkait dengan bidang ilmu diatas.

Demikian pengantar ini diharapak bapak/ibu, sdr(i) dapat mengikuti Seminardengan baik dan bermanfaat bagi Negara kita Republik Indonesia.

Makassar, 22 September 2014Hormat kami,

Rafiuddin Syam, PhDChairman


Page iv

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 danEnergi.

Kami berharap diskusi, sumbang saran para peserta seminar dapat membantumempercepat pembangunan Negara ini dalam bidang Rekayasa Material, Sistem Manufakurdan Energi. Semangat kita untuk membawa bangsa Indonesia menjadi lebih baik, dan melihatkondisi 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 bangsaini.

Impor material dengan kehandalan yang tinggi, sistem manufaktur yang belum tertatabaik serta masalah energi bangsa ini, menjadi alasan kita bertemu pada SymposiumInternasional dan Seminar nasional ini. Seperti kita ketahui, masalah material untuk peralatantempur, kapal selam, peluru kendali membuka peluang agar bangsa Indonesia bisa lebihmandiri bagi peralatan tempur bagi bangsa ini. Selain itu sistem produksi yang masih borosmembuat hampir seluruh material di impor bagi bangsa ini, tak lain karena harga produksiyang masih tinggi. Begitupula masalah energi, konsep energi terbarukan dan alternative energidalam rangka mengantisipasi tingginya harga BBM dunia, kerusakan lingkungan danmenipisnya persediaan BBM dunia.

Mari kita mulai kerja sama, mari kita mulai membangun jaringan penelitian, mulaidari forum ke forum penelitian, dari jaringan ke komunistas penelitian dimasa yang akandatang.Sekali lagi terima kasih, Selamat menyampaikan Ide dan Hasil Penelitian yang cemerlang.

Makassar, 22 September 2014Hormat saya,

Dr-Ing. Ir. Wahyu H. Piarah, MSMEDekan Fakultas Teknik Unhas


Page v

Tim Editor

Ketua Editor Rafiuddin Syam, PhD

Editorial Board Prof. Satrio Soemantri Brodjonegora-ITB-IndonesiaProf. Dadang A Suryamiharja– Hasanuddin University-IndonesiaProf. Dr.Ir. Mursalim-Hasanuddin University-IndonesiaProf.Ir. Jamasri, M.Eng, PhD—UGM-IndonesiaProf. Syukri Himran – Hasanuddin University-IndonesiaProf. Dr.-Ing Nandy Setiadi Djaya Putra-UI-IndonesiaProf.Dr. Saleh Pallu – Hasanuddin University-IndonesiaProf. Dr.H.Hammada Abbas – Hasanuddin University-IndonesiaProf. Effendi Arief– Hasanuddin University-IndonesiaProf.Dr. Syamsul Arifin– Hasanuddin University-IndonesiaDr.-Ing Wahyu H Piarah— Hasanuddin University-IndonesiaDr. Johannes Leonard – Hasanuddin University-IndonesiaDr. Zahir Zainuddin – Hasanuddin University-IndonesiaDr.-Ing Ir. Wahyu H. Piarah, MSME--Hasanuddin University-IndonesiaProf. Dr. Ir. Salama Manjang, MSEE--Hasanuddin University-IndonesiaProf.Dr. Ir. Jusuf Siahaya, MSME--Hasanuddin University-Indonesia

Editors Dr.Ir. Abdul Hay,MT --Hasanuddin University-IndonesiaDr.Eng Armin Lawi, MSc--Hasanuddin University-IndonesiaDr.Ir. Zuryati Djafar, MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Jalaluddin, ST,MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. A. Erwin Ekaputra, ST,MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Rustan Taraka, ST, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr.Adi Tonggiroh, MT--Hasanuddin University-Indonesia Dr.phil.nat.Sri Widodo, ST. MT. --Hasanuddin University-IndonesiaDr.Eng. Rudi Djamaluddin, M.Eng--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Eng Nasruddin Junus, MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. 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-IndonesiaDr. Indrabayu, ST,MT.M.Bus.Syst--Hasanuddin University-IndonesiaDr.Eng Wardi, MEng--Hasanuddin University-IndonesiaDr.Eng Mukhsan Putra Hatta--Hasanuddin University-IndonesiaDr.Eng. Ihsan, MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Mukti Ali, MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Andi Haris Muhammad, MT--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Faisal, M.Eng--Hasanuddin University-IndonesiaDr. Ulva Ria Irfan, ST. MT--Hasanuddin University-Indonesia


Page vi

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, PhDWakil Ketua : Jumadil, ST

Anggota:Arham Hamid, SEMunawar, STRatnawati, STLaode Asman, ST, MTMustari, ST, MTYunus, STSallolo Suluh, ST, MTAlfian Djafar, STBudi Jaelani, S.PdDedy Harianto, ST, MTNurfuadah,ST, MTAbdul Halik, STSarman, STIrdam, ST, MT

Harfan, STMuh Syahrul, STMuh Alfian, STSulfan Suardi. STKamaruddin, STNoeryadin, STJamaluddin, STDoddy Suanggana, ST, MTKarel Tikupadang, ST

Secretariat Journal Room, Faculty of Engineering, Hsanuddin Universityemail: [email protected]: +62411586015 Fax: +62411586015


Page vii

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 BalokKomposit Serbuk Kayu Jati dan BayamOleh M. Ahadyat Z dan Hammada Abbas

I-1

02. Analisa Eksperimen Daerah Penyekatan Pada Proses Karburasi Setempat Terhadap Nilai KekerasanBaja KarbonOleh Andri Yono dan Johannes Leonard

I-9

03. Distribusi Kekerasan Baja Karbon Rendah Setelah Pack CarburizingPack Carburizing dengan Variasi Media Carburizing dan Media PendinginOleh Dewa Ngakan Ketut Putra Negara dan Dewa Made Krishna Muku

I-17

04. Pengaruh Pendinginan Air Mengalir Pada Proses Kuens Terhadap Kekuatan Tarik, Kekerasan danStruktur Mikro Baja AISI 1045Oleh Enos Tambing dan Johannes Leonard

I-21

05. Efek Tekanan Kompaksi Dan Temperatur Sinter Terhadap Nilai Induksi Magnetik Hasil MetalurgiSerbukOleh Hairul Arsyad

I-29

06. Pengaruh Parameter Pemotongan (Feeding, Cutting Speed, Depth of Cut) Terhadap Konsumsi EnergiPada Permesinan BubutOleh Hamka Munir, Johannes Leonard dan Rafiuddin Syam

I-33

07. Pengaruh Putaran dan Temperatur Terhadap Kekuatan Sambungan Las Hasil Friction Welding AntaraBaja AISI 1045 dengan Baja Tahan Karat AISI 316LOleh Hoppy Istiawan, Abdul Hay Muchsin dan Hammada Abbas

I-38

08. Efek Perlakuan Forging danTemperatur Anil terhadap Kekerasan dan Frekuensi Natural pada BilahPerunggu 80%Cu-20%SnOleh I Ketut Gede Sugita dan Istri Putri Kusuma Kencanawati

I-44

09. Analisis Kekuatan Impact Dan Mode Patahan Komposit Serat Tapis KelapaOleh I Made Astika dan I Gusti Komang Dwijana

I-48

10. Pengembangan Metode Prediksi Propertis Material Berdasarkan Model Elemen Hingga IndentorGanda (Dual Indenter) Sebagai Dasar Evaluasi Deformasi Sambungan Las TitikOleh I Nyoman Budiarsa

I-52

11. Sifat Tarik Komposit Epoxy Berpenguat Serat Sisal Pada Fraksi Volume Yang BerbedaOleh I Putu Lokantara dan I Wayan Surata

I-57

12. Analisis Kekuatan Struktur Komposit Benang Rami Hand Spinning Dengan Matriks Thermoplastic HighDensity Polyethylene (HDPE)Oleh Lies Banowati, Aulia Lazuardi Muhammad, Bambang K. Hadi dan Rochim Suratman

I-60

13. Metode Elemen Hingga untuk Analisis Eksperimental dan Numerik Pengaruh Variasi Arah Seratterhadap Getaran Balok Komposit Serat Abaca dan Ijuk Bermatriks EpoksiOleh Nanang Endriatno dan Hammada Abbas

I-64


14. Pengaruh Pengelasan Logam Berbeda AISI 1045 dengan AISI 316L terhadap Sifat Mekanis danStruktur Mikro dengan Pengelasan SMAWOleh Abdul Hay Muchsin dan Simon Parekke

I-72

15. Kekuatan Geser dan Analisis Patahan pada Komposit yang Diperkuat Serat Batang Melinjo (GnetumGnemon)/Epoxy ResinUntuk Aplikasi Komponen OtomotifOleh Sri Chandrabakty, Leo Sumardji dan Sadri

I-78

16. Perbandingan Metode Deteksi Tepi untuk Pengukuran Defleksi StrukturOleh Trihono Sewoyo, Andi Isra M, Indra Nurhadi dan Tata Cipta D

I-82

17. Pengaruh Serat Cacah Terhadap Defleksi pada Komposit Serat Sabut Kelapa/EpoksiOleh Naharuddin, Bakri dan Muh Arafat Nahrun

I-83

18. Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja Dan Emisi Gas BuangOleh I Gusti Ngurah Putu Tenaya dan I Gusti Ketut Sukadana

I-90

19. Penggunaan Agregat Batu Gamping pada Campuran Aspal Beton AC – WCOleh Elsa Eka Putri dan Alfathoni

I-97

20. Pemilihan Serat Alami Untuk Penguat Tabung Gas Alam (CNG)Oleh Dedi Lazuardi dan Agus Sentana

I-104

21. Karakterisasi Mekanis dan Fisis Pada Permukaan Tool Steel HSS (High Speed Steel) Dengan TeknikPerlakuan PanasOleh Saifudin dan Viktor Malau

I-107

22. Analisis Pengaruh Perlakuan Panas Berdasarkan Diagram TTT dan CCT Terhadap Sifat-Sifat MekanikHasil Pengelasan Baja Karbon Menengah Dengan Pengelasan SMAW ( Shielded Metal Arc Welding)Oleh Edi Rande Padang, Johannes Leonard dan Rafiuddin Syam

I-111

23. Pengaruh Variasi Temperatur Perlakuan Panas Terhadap Sifat Mekanis Baja Karbon SedangOleh La Atina dan Jonannes Leonard

I-116

24. Prediksi kekuatan Laminat Komposit dengan Pendekatan Analitik dan Analisis Elemen HinggaOleh Syarif Hidayat, Bambang K Hadi, Hendri Syamsudi dan Sandro Mihradi

I-121

25. Analisis Gaya Pemotongan Baja Karbon Pada Proses Bubut Dengan Variasi Putaran Spindel, GerakMakan Dan Kedalaman Potong KonstanOleh Munawar

I-127

26. Pengaruh Perendaman Air Laut Terhadap Kekuatan Material Komposit Serbuk Kayu BayamOleh Muhammad Yusuf Ali dan Johannes Leonard

I-133

27. Kekuatan Impact Komposit Polimer Berpenguat Serat Sisal dengan Perlakuan Vulcan AF21Oleh NPG. 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 MeningkatkanReliability pada Mesin Finish Mill(Studi Kasus: PT. SBM)Oleh Asmeati dan Hammada Abbas

II-1

02. Pengendalian Kecepatan Putar Motor DC Sebagai Penggerak Alat Penghapus WhiteboardOleh Dedy Harianto dan Rafiuddin Syam

II-8

03. Perancangan Alat Pengolahan Limbah Cair TahuOleh Hasan Hariri, Eka Maulana dan Megara Munandar

II-15

04. Analisis Termoekonomi Pemanfaatan Brine Hasil Buangan Produksi Sumur Cluster 5 PembangkitListrik Tenaga Panas Bumi Lahendong Sulawesi UtaraOleh Hendra Uloli dan Stelle Junus

II-19

Page viii


05. Aplikasi Sistem Pneumatik Pada Model ExcavatorOleh Irdam dan Rafiuddin Syam

II-29

06. Penerapan Autodesk Inventor Dalam Menganalisis Tegangan dan Deformed Shape Pada RangkaSepeda GunungOleh La 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 GerindaRataOleh Muhammad Yanis dan Oomarul Hadi

II-43

08. Model Probabilistic Risk Assessment pada Industri Galangan Kapal Sub Klaster JakartaOleh Minto Basuki dan A. A. Wacana Putra

II-48

09. Prototype Otomatisasi Kotak Sampah Berbasis MikrokontrolerOleh Rita Wiryasaputra

II-54

10. Pengaruh Faktor Kebisingan Dan Getaran Mesin Terhadap Operator Pada PT.Multi Nabati SulawesiUnit Maleo GorontaloOleh Stella Junus dan Eduart Wolok

II-64

11. Analisis Eksperimental Dan Teoritis Defleksi Balok Tembaga Dengan Penampang Tak SeragamOleh Thomas Tjandinegara

II-59

12. Desain Kontrol Fitur Elektronik Hunian Rumah dengan Memanfaatkan Arduino dan PerangkatHandphoneOleh Wawan Nurmansyah

II-64

13. Desain Alat Pengumpan Pakan Ikan Otomatis bagi Industri Pembiakan Ikan Air TawarOleh Eko Prasetyo, Wina Libyawati dan Yani Kurniawan

II-68

14. Rancang Bangun Prototype Mesin Bioetanol kapasitas 7 kgStudi Pemanfaatan buah Dengen (Dillena Serrata) sebagai bahan baku BioetanolOleh Harman dan Setyo Wardoyo

II-75

15. Redesain Penampungan Udara Pembakaran pada tungku untuk meningkatkan kinerja ProsesPeleburan Perunggu Bahan Gamelan Bali oleh IGN.Priambadi dan AAIA. Sri Komaladewi II-80

16. Sampah Basah pada Mesin Pemisah dan Pencacah Sampah Organik dan Anorganik untukMenghasilkan Serpihan Sampah Organik Lebih Kecil Sebagai Bahan KomposOleh 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 ProvinsiGorontaloOleh Siradjuddin Haluti dan Ridho Hartoro

II-89

18. Pengendalian Perilaku Arah Kendaraan Melalui Kontrol Traksi Dengan Continuous VariableTransmissionOleh I Ketut Adi Atmika

II-93

19. Prototype Mobil Listrik dengan Menggunakan Motor DC Magnet Permanen 0,37 HPOleh Duta Widhya Sasmojo

II-98

20. Analisis Beban Kerja Dan Gangguan Muskuloskeletal Pekerja Pria Pada Perkampungan KecilPenggilingan Cakung Jakarta TimurOleh Siti Rohana Nasution dan Budiady

II-108

21. Semantic Web : Sebuah Teknologi Untuk Berbagi Data KesehatanOleh Sri Rezeki Candra Nursari dan Iman Paryudi

II-115

22. Prototipe AUTOCRACY (Automatic Transjakarta Security System)Oleh Muhamad Iqbal, Chaerul Rozikin, Syifa Nuraini, Yusuf A Permana dan Massus Subekti

II-119

Page ix


23. Analisis Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa pada Tegangan Tidak Seimbang dan Dampak Ekonominyapada IndustriOleh A. Syarifuddin, Hammada abbas dan Rafiuddin Syam

II-123

24. Rancang Bangun Sistem Penangkapan Energi Maksimum pada Solar CellOleh Wisnu Broto

II-129

25. Otomatisasi Desain-Analisis Aerodinamika Untuk Mendukung Desain-Analisis Struktur SayapPesawat TerbangOleh I 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 veraOleh Ir. H. Ilyas Renreng, MT

II-141

27. Jarak Pengereman Sepeda Motor Dengan Kampas Rem BeralurOleh I.D.G Ary Subagia, I.M.D. Eko Putra

ENERGI

01. Desain dan Simulasi Turbin Air Kontra-Rotasi Untuk Aplikasi Head Sangat RendahOleh Abdul Muis, Priyono Sutikno, Aryadi Suwono, dan Firman Hartono

III-1

02. Analisis Efisiensi Terbaik Pada Instalasi Panel Surya Dengan Unit Motor-Pompa DCOleh Akbar naro Parawangsa dan Syukri Himran

III-7

03. Uji Eksperimental Kinerja Termoelektrik pada Pendingin Dispenser Air MinumOleh Amrullah, 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-LangkahOleh Barlin dan Yureski Belly Saputra

III-19

05. Model Teoritik Konduktivitas Termal Fluida Nano Berdasarkan Konsep NanoconvectionOleh Diah Hidayanti, Nathanael P. Tandian, Aryadi Suwono dan Efrizon Umar

III-25

06. Efisiensi Alat Pengering Gabah Dengan Menggunakan Kolektor SekunderOleh Doddy Suanggana

III-30

07. Efektivitas Pembakaran Biopelet Kelapa Sebagai Energi Bahan Bakar Alternatif Pengganti MinyakTanah Ramah LingkunganOleh Hasanuddin dan Idham Halid Lahay

III-35

08. Studi Analisis Hasil Pembakaran dan Prestasi Kerja Ketel Uap Berbahan Bakar Batubara Lignite PadaPLTU Merauke – PapuaOleh Herman Dumatubun dan Yusuf Siahaya

III-41

09. Kajian Thermal Unjuk Kerja Alat Penukar Panas Pengaruh Variasi Geometri Sirif Dengan Aliran FluidaAlamiahOleh I Gusti Ketut Sukadana dan I Gusti Ngurah PutuTenaya

III-47

10. Kinerja Sistem Refrigerasi dengan Variasi Panjang Pipa Kapiler Menggunakan RefrigeranHydrocarbon (HC) 22Oleh Khairil Anwar, Reyhan Kyai Demak, dan Mohammad Mufail

III-52

11. Kinerja Yang Dihasilkan Oleh Kincir Air Arus Bawah Dengan Sudu Berbentuk MangkokOleh Luther Sule

III-58

12. Pengaruh Perbandingan Jari-Jari Pipa dan Kelengkungan Bend terhadap Distribusi Kecepatan AliranOleh Nurfuadah dan Wahyu H. Piarah

III-63

13. Reduksi Tahanan Aliran Fluida Melalui Silinder Persegi Yang Dipasang Tandem Dengan SilinderSegitiga III-68

Page x


Oleh Nasaruddin Salam

14. Perbaikan Karakteristik Pembakaran Briket Arang Ampas Tebu sebagai Bahan Bakar AlternatifOleh Nasrul 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 MakassarOleh Novarini, Yusuf Siahaya dan Johannes Leonard

III-76

16. Pengaruh Perbandingan Jari-Jari Pipa dan Kelengkungan Bend terhadap Distribusi Kecepatan AliranOleh Syahrizal, Syamsul arifin P., dan Duma Hasan

III-82

17. Efektivitas Fresh Water Cooler Pada Mesin Diesel Generator Di Engine Hall PIP MakassarOleh Paulus Pongkessu dan Wahyu H. Piarah

III-88

18. Kajian Potensi Angin Di Kota Sorong Papua Barat Untuk Dimanfaatkan Sebagai Sumber EnergiOleh Surianto Buyung, Syukri Himran dan Rustam Tarakka

III-91

19. Kajian Diameter Pipa Hisap Sistem Pompa ParalelOleh Made Suarda dan Anak Agung Adhi Suryawan

III-97

20. Pengaruh Variasi Temperatur Tuang Terhadap Kekuatan Bending Pada Pengecoran LimbahAluminiumOleh Bahtiar, Muhammad Iqbal dan Ainun Najib

III-102

21. Studi Pemanfaatan Cangkang Dan Serabut Kelapa Sawit Sebagai Bahan Bakar Ketel Uap Di PT.Kencana GroupOleh Peter Sahupala dan Yusuf Siahaya

III-106

22. Studi Peluang Investasi Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Di Sulawesi SelatanOleh Ane Prasetyowati R dan Noor Suryaningsih

III-114

23. Fast Respon Three Phase Induction Motor Using Indirect Field Oriented Control Based On Fuzzy_PIOleh Rizana Fauzi dan Dedid Cahya Happiyanto

III-123

24. Co-gasifikasi fluidized bed berbahan bakar sampah dan batubaraOleh I Nyoman Suprapta Winaya, Rukmi Sari Hartati, I Waya Edy Mudita dan I Gusti Ngurah PutuTenaya

III-131

25. Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar Dengan Penempatan Sirip Berbentuk Segitiga YangDipasang Secara AlignedOleh Ketut Astawa, Nengah Suarnadwipa, dan Rangga Iswara

III-136

26. Variasi Konfigurasi Jarak dan Jumlah Sekat Heat exchanger Terhadap Kinerja Pada Mesin PendinginTipe CascadeOleh Reyhan Kiay Demak , Muhammad Hasan Basri , dan Muhammad Taqwa

III-141

27. Pengujian Prestasi Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Premium Dan Etanol Dari Nira ArenOleh Ahmad Thamrin, Yusuf Siahaya dan Effendy Arif

III-147

28. Limbah Batang Jagung Sebagai Sumber Energi AlternatifOleh Muhammad Syahrir dan Effendy Arif

III-155

29. Pengaruh Putaran dan Perbandingan Kompressi Terhadap Kinerja VCRPE Dengan MenggunakanCampuran Bahan Bakar Premium-Pertamax (Premix)Oleh Dian Mahdiansah dan Effendy Arif

III-163

Page xi

ISBN 978-602-71380-0-1

Sekretariat:Kampus Unhas Tamalanrea Gedung POMD Lantai 3, RuangProgram Studi Magister Mesin, Fakultas Teknik Unhas Jl P.

Kemerdekaan Km 10 Makassar, Sulawesi Selatan Homepage: siaka.unhas.ac.id/snmme


Sistem Manufaktur II-8080

Redesain Penampungan Udara Pembakaran padatungku untuk meningkatkan kinerja Proses Peleburan

Perunggu Bahan Gamelan Bali

IGN.PriambadiJurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

[email protected]

AAIA. Sri KomaladewiJurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

[email protected]

Abstrak−Gamelan Bali merupakan alat musik tradisional Baliyang digunakan untuk mengiringi rangkaian upacara spiritualkeagamaan maupun pentas budaya. Keberadaan gamelan inisudah terkenal sampai ke Manca Negara, sehingga produksigamelan ini selain dibutuhkan di daerah Bali sendiri juga banyakdipesan dilingkup nasional bahkan internasional. Proses produksigamelan ini hampir 75% menggunakan cara tradisional yaitumulai dari proses peleburan, penempaan, penggerindaan (sruti)untuk mendapatkan nada dasar serta perakitan. Proses peleburanmenggunakan tungku tradisional, dimana udara pembakarandihembuskan dari blower melalui injektor ke ruang bakar padatungku peleburan. Bentuk tungku yang digunakan menggunakanmodel terbuka, sehingga energi panas yang dihasilkan padapembakaran bahan bakar kurang sempurna dan penggunaanbahan bakar lebih banyak. Kondisi ini tentu akan memberikandampak terhadap faktor polutan yang dihasilkan pada prosespembakaran serta biaya produksi yang cukup tinggi. Untukmeminimalkan permasalahan ini, maka dilakukan perubahanbentuk injektor dengan menggunakan model ergo termal injektor(bentuk konvergen-divergen) serta redesain penampungan udarapembakaran. Penggunaan metode ini dalam proses peleburandiharapkan dapat mengurangi biaya produksi terutama daripenggunaan bahan bakar serta mengurangi polutan yangdihasilkan dalam proses pembakaran. Studi yang telah dilakukanmenunjukkan bahwa penerapan metode di atas memberikanpengaruh pada penurunan penggunaan bahan bakar sampai 20%.Penurunan penggunaan bahan bakar disebabkan karena bahanbakar (arang) lebih banyak terbalut oleh udara, sehinggamemberikan pengaruh terhadap kesempurnaan proses pembakaranbahan bakar.

Kata kunci : Gamelan, tungku, polutan, injector

I. PENDAHULUAN

Proses peleburan paduan perunggu dalam pembuatangamelan merupakan aktivitas yang menentukan kualitas darigamelan yang dihasilkan. Aktivitas ini dimulai dari pembuatankomposisi yang terdiri dari tembaga (Cu) serta timah putih

(Sn). Perajin gamelan di tempat penelitian dilakukan biasanyamembuat komposisi paduan 80% Cu dan 20% Sn. Komposisiini berdasarkan penelitian yang telah dilakukan menunjukkankekerasan permukaan 29,33 VHN [1]. Material perunggu yangtelah dilebur, selanjutnya di cetak dengan menggunakancetakan terbuka dengan bentuk sesuai perangkat gamelan yangdibuat. Hasil cetakan dilakukan proses penempaan (forging)yang bertujuan untuk merapatkan struktur mikro materialmelalui proses panas. Setelah proses penempaan selanjutnyadilakukan penyelarasan suara untuk mendapatkan nada dasardengan menggerinda.

Dalam proses peleburan banyak kendala yang dihadapioleh perajin, seperti waktu peleburan yang lama, penggunaanbahan bakar banyak, debu yang berterbangan di tempat kerjayang cukup mengganggu. Penelitian yang dilakukan yaitudengan redesain penampungan udara diharapkan kendala yangdihadapi perajin dapat dikurangi. Tentunya redesain yangdilakukan tidak sampai mengurangi kekuatan mekanik darimaterial paduan yang dilebur. Penelitian yang telah dilakukanmenunjukkan bahwa waktu peleburan secara signifikan tidakmerubah kekerasan mekanik hasil peleburan [2,3].

II. METODOLOGI

A. Bentuk Desain Tungku

Desain tungku dalam proses peleburan secara tidaklangsung memberikan dampak pada berlangsungnya peleburanyang dilakukan. Desain tungku konvensional yang biasadigunakan oleh perajin mempunyai bentuk seperti Gambar 1a, sedangkan redesain yang dilakukan ditunjukkan padaGambar 1 b. Bagian A, merupakan udukan tungku, untuk koi(mangkok tempat paduan) pada mulut tungku berada dipernukaan tanah. Bagian B merupakan penampungan udarapembakaran dimana udara mengalir melalui blower beradadibawah permukaan tanah. Volume penampungan udarapembakaran, kapasitas koi, kapasitas bahan bakar sebelum dan



Putaran motor (n)Tegangan (V)

3000/3600220

rpmvolt p . V n . R .T (2)

Daya motor (P) 30 Watt dimana

sesudah mempunyai volume yang sama. Bahan bakar yangdigunakan adalah arang kayu (biomassa) sembarang yangdijual bebas. Kapasitas paduan perunggu dalam koi seberat1,25 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 V penampunga n udara V1 V2

Gambar 1. Bentuk tungku V 1 . l . t

Keterangan :1 3 1 1

11 = dudukan koi pada mulut tungku2 = injector udara pembakaran dari blower

V2 . l2 . t233 = penampungan udara pembakaranTitik-titik merah merupakan penempatan probe daritermokopel untuk mengukur temperatur udara di dalamruang penampungan. Termokopel yang digunakan 4channel dilengkapi dengan akuisisi data yang memilikikemampuan koleksi data pada interval 70 milidetik, merkNational Instrument NI USB-9211/9211A.

sehingga

V penampunga nudara

dimana

1 [(l1 . t1 ) (l2 t2 )]

3(1)

Udara pembakaran mengalir melalui blower denganspesifikasi sebagai berikut :

TABEL 1. SPESIFIKASI BLOWER

Spesifikasi Ukuran SatuanMerk Elektrical Blower buatanChina

l1 = luas permukaan 1 (m2)l2 = luas permukaan 2 (m2)t1 = tinggi limas besar (m)t2 = tinggi limas kecil (m)

C. Aliran Udara PembakaranAliran udara menuju ruang bakar mengikuti persamaan gas

Diameter output (do)Diameter sudu (ds)

25,5

inchinch

ideal :

Arus (i) 1,5 Amperep = tekanan udara (N/m2)V = Volume udara (m3)

Pengambilan data dilakukan dengan pengulangan 3 (tigakali) pada waktu dan hari yang berbeda. Data yang didapatberupa data temperatur, kapasitas bahan bakar (biomassa)yang digunakan serta produksi bilah gamelan yang dihasilkan.

B. Desain Penampungan Udara

Dasar perhitungan dari desain penampungan udara secaramendasar digunakan persamaan sebagai berikut :

Volume penampungan udara pembakaran seperti gambar 2

n = jumlah mol gasR = tetapan umum gas 8314 J/kmol K (0,082 L atm/molK)T = temperatur (K)

Model seperti Gambar 1, dimana aliran udara pembakaranmasuk ke ruang bakar dengan tekanan yang dihasilkan olehkecepatan blower. Udara bakar yang mengalir ada yanglangsung ke ruang bakar dan ada yang ke penampungan udarabakar. Udara bakar yang mengalir ke ruang penampunganakan menerima perpindahan energi dalam bentuk panas daridinding tungku sehingga temperaturnya meningkat. Udarapanas pada ruang penampungan selanjutnya mengalir ke ruangbakar bersama-sama udara dari blower. Kondisi udara bakardengan temperatur yang meningkat tentu dapat mempercepat



proses pembakaran bahan bakar. Udara pembakaran yangmempunyai temperatur yang tinggi memberikan pengaruhpada cepat mencapai temperatur peleburan dan mengurangipenggunaan bahan bakar [4]. Pemberian udara pembakaranyang cukup dalam proses pembakaran bahan bakar dapatmengurangi kandungan emisi [5].

D. Perpindahan Sejumlah EnergiPerpindahan sejumlah energi dalam bentuk panas terjadi

akibat panas dari pembakaran bahan bakar pada mulut tungkuke ruang penampungan udara. Perpindahan energi ini terjadisecara konduksi, konveksi serta radiasi.

Perpindahan sejumlah energi secara konduksiPerambatan energi akan mengalir secara konduksi melalui

dinding mulut tungku yang mempunyai temperatur tinggi kedinding ruang penampungan dengan persamaan [6]:

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Distribusi temperatur yang terjadi pada pembakaran bahanbakar arang, kondisi ini diukur dengan menggunakantermokopel. Pengukuran tercatat setiap 5 menit dilakukanmulai dari pk 7.00 s/d 12.00 Wita hasilnya seperti Grafik :

Qcon K. A (T1 T2 ) / Ldimana :

(3)

Grafik 1 Temperatur penampungan udaraQcon = aliran panas konduksi dari mulut tungku ke dinding

ruang penampungan udara yang terbuat dari batatahan 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 konveksiPerpindahan sejumlah energi secara konveksi terjadi dari

dinding ke ruang penampungan udara dengan persamaan [7]:

Grafik 1 menunjukkan bahwa udara yang berada padapenampungan udara menerima perpindahan sejumlahenergi dalam bentuk panas dari tungku saat prosespembakaran bahan bakar. Kondisi ini menyebabkan udarayang ada pada penampungan udara pembakaran sebelumdan sesudah redesain meningkat. Udara yang ada padapenampungan udara pembakaran adalah berfungsi untukmenambah kebutuhan udara pembakaran. Penambahantemperatur udara pembakaran memberikan pengaruh padakesempurnaan proses pembakaran [9].

Qconv hch A(T1 T2 ) (4)dimana :hch = koefisien konveksi (W/m2K)A = luas daerah kontak dinding dengan ruang

penampungan udara (m2)T1 = temperatur pada dinding ruang penampungan udara

(K)T2 = temperatur ruang penampunag udara (K)

Perpindahan sejumlah energi secara radiasiPerpindahan sejumlah energi secara radiasi terjadi akibat

panas yang terjadi dari mulut tungku ke ruang penampunganudaradengan persamaan [8]:

Grafik 2. Temperatur peleburan

Qrad (T )4 (kW ) (5) Grafik 2 menunjukkan adanya peningkatan temperaturdimana :ε = factor emisi untuk materialσ = 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 digunakandalam proses pembakaran sudah mempunyai temperatur yangcukup tinggi sesuai Grafik 1. Penelitian sebelumnya jugamenyatakan bahwa udara pembakaran dengan temperaturcukup tinggi menyebabkan proses pembakaran bahan bakarlebih cepat dan menghasilkan temperatur tinggi [10].



Grafik 3. Penggunaan arang kayu

Grafik 3 menunjukkan redesain yang dilakukanmemberikan pengaruh pada penurunan penggunaan bahanbakar pada proses pembakaran sebesar 20 %. Kondisi initentu memberikan dampak pada efektivitas penggunaanbahan bakar pada proses peleburan paduan perunggu.Efektivitas penggunaan bahan bakar pada prosespembakaran akan memberikan pengaruh yang signifikanterhadap efisiensi termis dari tungku yang digunakan [11].

Grafik 4. Jumlah produksi bilah gamelan

Grafik 4 menunjukkan jumlah produksi yang dihasilkanpada proses peleburan sebelum dan sesudah dilakukan redesainpenampung udara pembakaran. Pada grafik terlihat gariskonstan menunjukkan bahwa rentang waktu tersebut prosespeleburan sedang berlangsung. Tren peningkatan menunjukkanwaktu produksi. Waktu produk bilah gamelan dilakukandengan proses pengecoran paduan dengan rentang waktu rata-rata 3 menit dan koi sebanyak 6 buah. Penelitian yang telahdilakukan menyatakan bahwa redesain yang didasarkanperkembangan teknologi dapat meningkatkan produksidibandingkan dengan cara konvensional [4]

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadapperubahan desain penampungan udara pembakaran cukupmemberikan manfaat pada kinerja tungku. Kinerja ini terukursecara signifikan pada proses pembakaran bahan bakarmenyebabkan temperatur pembakaran lebih tinggi.Penggunaan bahan bakar dari redesain yang dilakukanmenunjukkan penurunan sebesar 20 %. Produksi hasil prosespeleburan bilah gamelan menunjukkan peningkatan. Melihatdari hasil penelitian ini diharapkan dapat menggairahkanperajin gamelan dalam meningkatkan produktivitasnya.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sugita IKG., Priambadi, IGN dan Kusuma K. 2006. StudiEksperimental Variasi Komposisi Campuran Perunggu dan VariasiBeban Close Forging Terhadap Sifat Ketangguhan Retak DanKekerasan Material Perunggu Gamelan Bali. Research Grant. ProgramStudi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. TPSDP-Batch II

[2] Martano, M.A and Capocchi, J. D. T. 2000. Heat Transfer CoefficientAt The Metal Mould Interface In The Unidirectional Solidification OfCu – 8% Sn Alloys, International Journal Of Heat And Mass Transfer.43: 2541 – 2552.

[3] Halvaee, A and Talebi, A. 2001. Effect Of Process Variables AnMicrostructure And Segregation On Centripugal Casting Of C92200Alloy. Journal Of Materials Processing Technology.

[4] Arijit Biswas & Pinakeswar Mahanta. (2013). Design and ExperimentalAnalysis 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 Journal AppliedMechanics and Materials Vol. 388 (2013) pp 235-240.

[6] Kirk, D. and A.W. Holmes. (1976). The heating of food stuffs in amicrowave oven. Jor. of Food Technology Vol 30 pp 375-384.

[7] Sunil Gokhale ,Cs. (1991). Simulation of ceramic furnaces using one-dimensional model of heat transfer –Part I: Model development andvalidation .Indian Institute of Technology, New Delhi, India

[8] Duffie, J. A., and W. A. Beckman. (1991). Solar Engineering ofThermal Process, 2nd ed., NewYork, John Wiley.

[9] Jun Li. Cs. (2013). Effects of Flue Gas Internal Recirculation on NOxand Sox Emissions in a Co-Firing Boiler. International Journal ofClean Coal and Energy, 2013, 2, 13-21.

[10] Murrari Mohon Roy and Kenny W. Corscadden. (2012). Anexperimental 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 ofCharcoal, Sawdust and Rice Husk as Fuel in Heating biomass furnace-dryer. Agricultural Engineering International: the CIGR Journal ofScientific Research and Development. Manuscript 92, Volume XII.

rekayasamaterial, sistemmanufaktur · bidang energi meliputi energi baru dan terbarukan, konversi...

Documents