BAB IV ANALISA PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN BLOWER
4.1 Perhitungan Blower Untuk mengetahui jenis blower yang digunakan dapat dihitung pada penjelasan dibawah ini : Parameter yang diketahui : Q = Kapasitas maksimum = 5.2 m3/min = 0.086 m3/s Äp = Tekanan udara = 600 pa = 600 N/m2 n
= Putaran = 2800 rpm
Q = Gravitasi = 9.8 m/s2 ρ udara = Massa jenis udara = 1.215 kg/m3
H = Head blower = 50.390 m g = Gravitasi = 9.8 m/s 4.1.1 Menghitung Head Blower Mencari Head blower :
H=
∆p …………………..… (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 340) p.g
Keterangan : •
∆p = Tekanan udara (N/m2)
• g •
= Gravitasi (m/s2)
ρ udara = 1.215 kg/m3 ………(Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 340)
Maka :
∆p 600 = = 50.390m p.g (1.215)(9.8)
H=
4.1.2 Putaran Spesifik Penilaian yang berdasarkan pada putaran spesifik dapat ditentukan nilai bilangan putaran cepat, yang mana nilai bilangan putar cepat ini akan menentukan jenis roda blower yang digunakan. Menentukan putaran spesifik :
Ns = n.
Q H 3/ 4
………….. (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 341)
Keterangan : §
n
= Putaran (rpm)
§
Q
= Kapasitas maksimum (m3/s)
§
H
= Head blower (m)
§
Ns = Putaran spesifik
Maka : Ns = n.
Q H 3/ 4
0.086m 3 / s = 2800. (50.390) 3 / 4
= 2800.
0.29 18.91
= 42.94 1/menit
Dengan demikian diperoleh bilangan putar cepat :
σc =
Ns ………….(Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 339) 157.8
σc =
42.940 157.8
σ c = 0.27
Setelah nilai bilangan putar cepat telah diketahui, maka didapat jenis blower yang digunakan untuk perancangan ini adalah menggunakan bentuk roda radial dengan σ c < 0.32 dengan putaran spesifik dibawah < 50 1/menit. Ini dapat dibaca dan dilihat pada gambar table 3.1 Table 3.1 Harga-harga Pompa pada Blower (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 339) Bentuk roda
Bilangan putar ( σ c)
Putaran spesifik ( Ns )
Roda radial
0.06 – 0.32
10 – 50 1/menit
Roda diagonal
0.032 – 1.00
50 – 160 1/menit
Roda aksial
1.00 – 2.50
160 – 400 1/menit
4.1.3 Perhitungan Angka Reynold Parameter yang diketahui : §
ρ udara = 1.215 kg/m3
Untuk menghitung kecepatan aliran menggunakan rumus V =
Q ……….(Ref. Mekanika Fluida & Hidraulika, hal 106) 1 / 4.π . A
Dimana :
Q = Kapasitas maksimum (m3/s) A = Luas pipa (m2)
v
Untuk pipa ukuran 3 in Luasnya = 0.0491 ft2 = 0.528 m2
Maka = V =
V =
Q 1 / 4.π . A
0.086 (1 / 4)(3.14)(0.528)
V = 0.207 m/s
§
V = Kecepatan aliran = 0.207 m/s
§
L = Panjang lintasan saluran udara = 54cm = 0.54 m
§
v = Viskositas = 1.85.10-5 kg/m.s…(Ref. Perpindahan kalor, hal 205)
Setelah parameter dapat diketahui , maka kita dapat menghitung Angka Reynold dengan rumus sebagai berikut : Re =
ρ.V .L ….(Ref. Dasar teori sistem distribusi udara, hal 11) v
(Ref. Mekanika fluida, hal 176)
Dimana : Re = Angka Reynold ρ = Massa jenis udara (kg/m3)
V = kecepatan aliran (m/s) v = Viskositas (kg/m.s) maka : Re =
1.215.0.207.054 1.85.10 −5
= 7341.22m / s 2
4.1.4 Perhitungan Daya Udara (Nudara) Untuk menghitung Daya Udara kita menggunakan rumus : Daya Udara Nporos = γ . Q . H……(Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 242) Parameter yang telah diketahui : ρ = Massa jenis udara = 1.215 kg/m3
g = Percepatan gaya gravitasi = 9.8 m/s2 Q = kapasitas maksimum = 0.086 m3/s H = Head blower = 50.390 m
Menentukan nilai γ atau berat jenis udara : γ = ρ.G γ = 1.215 (kg/m3) . 9,8 (m/s2) γ = 11.9 kg/m2.s2
Maka : Daya udara = γ . Q . H Nudara
= 11.9 (kg/m2s2) . 0.086 (m3/s) . 50.390 (m)
Nudara
= 51.569 Watt.
4.1.5 Menentukan Daya Poros (Nporos) Untuk perhitungan Daya poros pada blower sentrifugal dengan rumus sebagai berikut :
Daya Poros Nporos = V x I x 0.7 Dimana 0.7 adalah rugi-rugi pada motor listrik (Ref. Pompa dan Kompresor, Sularso, Haruo Tahara, Hal. 53)
Parameter yang diketahui : Tegangan = 220 Volt Arus
= 1.0 Ampere
Konstanta rugi-rugi pada motor listrik = 0.7 Maka : Daya Poros Nporos = V x I x 0.7 = 220 x 1.0 x 0.7 = 154 Watt
menggunakan
4.1.6 Efisiensi Untuk perhitungan efisiensi pada blower sentrifugal dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Efisiensi η =
N udara x100% N poros
(Ref. Pompa dan Kompresor, Sularso, Haruo Tahara, Hal. 53)
Parameter yang digunakan dari perhitungan yang didapat sebelumnya : Daya udara
N udara = 51.569Watt
Daya poros
N poros = 154Watt
Maka efisiensi dapat dihitung :
Efisiensi η =
51.569 x100% 154
= 33.49 %
4.2 Tabel Pengujian Untuk perhitungan pengujian yang dilakukan disini adalah dengan menguji beberapa nilai tegangan berbeda yang menghasilkan beberapa nilai putaran dari daya poros (Nporos) dan pengujian yang dilakukan untuk menentukan beberapa nilai putaran spesifik dari blower.
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Pengujian Daya Poros Tegangan
Putaran
Daya Poros
Efisiensi
(volt)
(rpm)
(Watt)
(%)
20
735.6
1.4
36.83
25
853.7
17.5
29.46
30
927.2
21
24.55
35
988.8
24.5
21.04
40
1059
28
18.41
45
1163
31.5
16.37
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Pengujian Putaran Spesifik Tegangan
Putaran
Putaran Spesifik
(volt)
(rpm)
(1/menit)
20
735.6
11.03
25
853.7
12.81
30
927.2
13.91
35
988.8
14.83
40
1059
15.89
45
1163
17.45
4.3 Grafik Hasil Perhitungan dan Analisa 4.3.1 Grafik Perbandingan Tegangan dengan Daya Poros
Tegangan (Volt)
Grafik Tegangan Vs Daya poros 35 30 25 20 15 10 5 0 0
10
20
30
40
50
Daya poros (Watt)
Gambar 4.1 Grafik perbandingan tegangan dengan daya poros. Dari grafik hasil perbandingan antara tegangan dengan daya poros dapat kita lihat bahwa grafik terjadi kenaikan yang bertahap ini disebabkan oleh tegangan (Volt) dan arus listrik yang didapat saat pengujian. Jika kita menaikkan tegangan maka akan mengakibatkan kenaikkan pula pada daya poros yang dihasilkan oleh blower.
4.3.2 Grafik Perbandingan Putaran Mesin dengan Putaran Spesifik
Putaran spesifik (1/menit)
Grafik Putaran mesin Vs Putaran spesifik (1/menit) 20 15 10 5 0 0
500
1000
1500
Putaran mesin (rpm)
Gambar 4.2 Grafik perbandingan putaran mesin (rpm) dengan putaran spesifik.
Dari grafik hasil perbandingan antara putaran rotasi (rpm) dengan putaran spesifik (1/menit) dapat kita lihat bahwa grafik terjadi kenaikan yang bertahap ini disebabkan oleh putaran rotasi (rpm) yang didapat saat pengujian. Jika kita menaikkan putaran rotasi (rpm) maka akan terjadi kenaikkan pula pada putaran spesifik dan ini akan menentukan jenis atau bentuk roda yang digunakan oleh blower.
Diagram Alur Perancangan Start
Data Rancangan
Pemilihan Bahan dan Alat
Pembelian Bahan dan Alat
Proses Pembuatan, meliputi : 1. Pemotongan bahan 2. Pengelasan bahan 3. Penggerindaan 4. Pengampelasan 5. Pengecatan
Proses Perakitan 1. Pembentukan bagian bahan 2. Penyambungan bahan 3. Pemasangan bahan
Pengujian
Ya
End
Tidak
Diagram Alur Proses Kerja Alat
Start
Persiapkan biji kacang kedelai
Hidupkan Mesin / Tombol On
Masukkan biji kacang kedelai
Proses 1 = Proses Pemecahan biji kacang kedelai
Proses 2 = Proses Pemisahan kulit kacang kedelai yang telah pecah
Hasil Proses pemisahan kulit kacang kedelai yang telah bersih
Matikan Mesin / Tombol Off
End
