Kode/Nama Rumpun Ilmu* : 431/TEKNIK MESIN USUL PENELITIAN KOMPETENSI
IMPLEMENTASI ALIRAN SEKUNDER DAN PERPINDAHAN PANAS PADA PENUKAR KALOR DENGAN SALURAN LENGKUNG BERPENAMPANG LINTANG PERSEGI PANJANG
Ir. Nursubyakto, MSc, PhD (NIDN: 0720086001) Dr. Ir. R Djoko Andrijono, MT (0705045701) Ir. Moch. Rifai, MT (NIDN: 0714074902)
UNIVERSITAS MERDEKA MALANG MEI 2013
DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... ii DAFTAR ISI ........................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... iii RINGKASAN ........................................................................................................... 1 BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................................ 2 BAB II. URAIAN KEGIATAN ................................................................................ 3 2.1. Kegiatan Yang Telah Dilaksanakan ................................................................ 3 2.2. Kegiatan Yang Akan Dikerjakan .................................................................... 7 2.3. Uraian Tentang Kebaruan ............................................................................... 8 BAB III. METODE PENELITIAN ........................................................................... 8 3.1. Simulasi Numerik........................................................................................... 9 3.2. Kaji eksperimental........................................................................................ 10 BAB IV. BIAYA dan JADWAL PENELITIAN...................................................... 14 4.1. Anggaran Biaya............................................................................................ 14 4.2. Jadwal Penelitian.......................................................................................... 14 PUSTAKA ACUAN ............................................................................................... 15 LAMPIRAN ........................................................................................................... 16 Lampiran 1. Biodata ketua dan anggota ............................................................... 16 Lampiran 2. Susunan organisasi tim peneliti dan pembagian tugas ...................... 30 Lampiran 3. Justifikasi Anggaran Penelitian........................................................ 31 Lampiran 4. Surat pernyataan ketua peneliti dan anggota .................................... 33 Lampiran 5. Ketersediaan sarana dan prasarana................................................... 34
DAFTAR TABEL Gambar 1. Peta jalan kegiatan ................................................................................... 3 Gambar 2. Road Map implementasi Aliran Fluida dan Laju Perpindahan Panas pada Saluran Lengkung Berpenampang Persegi Panjang.................................. 5 Gambar 3. Skets Perpindahan Panas pada Penukar Panas (Heat Exchanger) ............. 6 Gambar 4. Skets aliran fluida yang melewati saluran lengkung ................................. 8 Gambar 5. Skets koordinat toroidal di mana sutatu aliran fluida melewati saluran lengkung penampang lintang persegi panjang .......................................... 9
DAFTAR GAMBAR Tabel 1. Jadwal Penelitian....................................................................................... 14 Tabel 2. Rancangan Penelitian Simulasi Numerik & Eksperimental ........................ 14
iii
RINGKASAN Karakteristik Aliran Fluida dan Perpindahan Panas pada Saluran Lengkung Berpenampang Persegi Panjang (rectangular curved channel) dicirikan dengan Pola aliran yaitu Aliran Sekunder (secondary flow), Faktor Gesekan (friction factor) dan Laju Perpindahan Panas. Aliran Sekunder merupakan bentuk aliran berpusar yang berpasangan dan berlawan arah. Polan Aliran Sekunder adalah simetri terhadap sumbu penampang lintang. Aliran Sekunder memainkan peran yang sangat penting karena keberadaan aliran sekunder meningkatkan faktor gesekan namun juga meningkatkanlaju perpindahan panas. Faktor gesekan menyebabkan aliran menjadi lambat untuk mengalir sedang perpindahan panas merupakan manfaat aliran sekunder yang bisa digunakan untuk pemanfaatan panas. Aliran sekunder menimbulkan aliran turbulensi meskipun aliran yang terjadi sesungguhnya adalah aliran laminer. Karakteristik Aliran sekunder pada saluran lengkung di mana dinding-dinding tanpa perlakuan panas menunjukkan bahwa peningkatan rasio kelengkungan (curvature ratio), rasio aspek (aspect ratio) dan bilangan Dean (Dean number) meningkatkan faktor gesekan (friction factor). Bahkan pada rasio aspek lebih dari 4 memperlihatkan aliran sekunder tambahan (additional secondary flow) muncul yang juga meningkatkan faktor gesekan secara drastis. Bilangan Dean merupakan parameter yang melibatkan rasio kelengkungan dan rasio aspek yang merupakan ciri aliran sekunder yang timbul karena aliran fluida melewati saluran lengkung. Perlakuan panas konstan pada dinding sisi luar (outer wall) juga memberikan kenaikan faktor gesekan serta laju perpindahan panas menjadi lebih baik pada saluran lengkung dibandingkan dengan pipa lurus. Peningkatan tersebut karena adanya peran gaya apung (bouyancy force) pada aliran sekunder. Penelitian menggunakan dua metode yaitu simulasi numerik dan eksperimental. Simulasi numerik menerapkan persamaan Navier-Stokes untuk aliran dan eksperimental menggunakan metode analisa dimensional yaitu pengelompokan parameter berdimensi menjadi kumpulan-kumpulan tanpa dimensi dengan teorema phi. Rencana penelitian akan dilaksanakan dalam 3 tahap yaitu Pemanasan, Pendinginan dan Implementasi aliran sekunder pada Penukar Kalor (Heat exchanger). Penelitian ini lebih ditujukan pada perlakukan panas pada dinding sisi dalam baik secara pemanasan maupun pendinginan dan proses pendinginan pada dinding sisi luar. Variasi bilangan Dean dari 100 sampai 1000, rasio kelengkungan ditetapkan 2, 5 (tidak termasuk pemanasan dinding sisi dalam), dan 10, pemanasan dan pendinginan sebesar 5, 25, 50 dan 100 W/m2 serta rasio aspek 2, 4 dan 8. Pemilihan rasio aspek 2 adalah karena pada saluran hanya sepasang aliran sekunder, rasio aspek 4 karena kemunculan aliran sekunder tambahan (additional secondary flow) mungkin tampak atau belum sedang rasio aspek 8 terjadi komplesivitas aliran karena adanya aliran sekunder tambahan. Dari keseluruhan variasi tersebut kemudian ditentukan satu karakteristik aliran sekunder yang terbaik untuk diterapkan sebagai dimensi penukar kalor. Hasil penelitian akan ditulis dalam artikel ilmiah untuk tahap 1 dan tahap 2 dan di akhir penelitian ditulis dalam bentuk buku.
1
BAB I. PENDAHULUAN Ketika suatu fluida melewati saluran lengkung (curved channel) akan muncul Aliran Sekunder. Bentuk dari Aliran Sekunder adalah sepasang pusaran kembar yang saling berlawanan arah. Aliran Sekunder terjadi akibat dari ketidakseimbangan antara gaya sentrifugal dengan tekanan pada dinding luar (outer wall). Aliran Sekunder tersebut menimbulkan turbulensi meskipun aliran termasuk laminer. Aliran Sekunder ini meningkatkan faktor gesekan dan juga meningkatkan laju perpindahan panas. Aliran Sekunder juga menimbulkan profil kecepatan aksial berubah karena adanya distorsi aliran yang melewati saluran lengkung. Aliran Sekunder secara analitis ditemukan oleh Dean dan karena itu kemudian namanya dipergunakan sebagai bilangan Dean untuk mengarakteristikkan aliran ini. Analisa dilakukan oleh Dean pada fluida yang melewati pipa lengkung (curved pipe). Penelitian aliran sekunder lebih lanjut pada berbagai penampang saluran baik secara eksperimental maupun simulasi numerik. Penelitian ini akan mengamati karakteristik fluida melewati saluran lengkung dengan penampang persegi panjang. Manfaat dari Aliran Sekunder dapat ditemui pada mesin-mesin fluida, alat-alat penukar kalor dan profil yang memiliki kelengkungan. Penukar kalor (heat exchanger) merupakan alat pemindah panas dari fluida panas ke fluida dingin atau berperan sebagai pendingin dari fluida panas menjadi bertemperatur lebih rendah. Model penukar kalor merupakan fokus penelitian yang akan dikembangkan dalam penelitian ini. Peta jalan kegiatan penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Kegiatan penelitian akan direncanakan dalam 3 tahap yaitu Pemanasan, Pendinginan dan Implementasi dari aliran sekunder pada model penukar kalor. Tahap ke 1 proses pemanasan baik pada dinding dalam dan luar. Luaran pada tahap 1 berupa artikel ilmiah yang akan diajukan ke jurnal terakreditasi dan laporan penelitian. Karakteristik pemanasan pada dinding dalam dan luar dari saluran lengkung merupakan sumbangan pada ilmu pengetahuan. Tahap 2 menitikberatkan pada proses pendinginan di mana proses pendinginan pada saluran lengkung belum diteliti sehingga perlu dilakukan. Hasil
2
tahap 2 juga akan disampaikan dalam bentuk artikel ilmiah yang akan dikirim ke jurnal terakreditasi dan pelaporan hasil penelitian kepada DIKTI. Tahap 3 merupakan evaluasi dari karakteristik-karakteristik proses pemanasan dan pendinginan yang memberikan nilai terbaik untuk diimplementasikan pada sebuah model penukar kalor yang kompak. Laporan dan penulisan artikel ilmiah tentang model tersebut juga akan disampaikan ke jurnal terakreditasi dan DIKTI sebagai bentuk pertanggungjawaban penggunaaan dana penelitian. Untuk melengkapi akhir penelitian maka hasil penelitian akan ditulis dalam buku yang akan diterbitkan. MULAI
TAHUN KE 1 PROSES PEMANASAN SALURAN SECARA: 1. SIMULASI NUMERIK 2. EKSPERIMENTAL LUARAN: 1. ARTIKEL ILMIAH & LAPORAN LUARAN ILMIAH: KARAKTERISTIK ALIRAN PADA SALURAN LENGKUNG DENGAN PEMANASAN
TAHUN KE 2 PROSES PENDINGINAN SALURAN SECARA: 1. SIMULASI NUMERIK 2. EKSPERIMENTAL LUARAN: 1. ARTIKEL ILMIAH & LAPORAN LUARAN ILMIAH: KARAKTERISTIK ALIRAN PADA SALURAN LENGKUNG DENGAN PENDINGINAN
TAHUN KE 3 MODEL DARI IMPLEMENTASI SIMULASI NUMERIK DAN EKSPERIMENTAL PADA PENUKAR KALOR LUARAN ILMIAH: BUKU
SELESAI
Gambar 1. Peta jalan kegiatan
BAB II. URAIAN KEGIATAN 2.1. Kegiatan Yang Telah Dilaksanakan Kaji eksperimental dan Simulasi numerik aliran sekunder pada saluran lengkung dengan pemanasan pada dinding luar (outer wall) telah dilakukan oleh peneliti seperti oleh Chandratilleke [1] Chandratilleke [2] dan [3]. Pemanasan pada dinding luar berperan meningkatkan laju perpindahan panas karena adanya aliran sekunder.
3
Simulasi numerik dengan perlakuan temperatur konstan pada dinding luar diteliti oleh Hwang [4]. Beberapa kajian numerik yang telah dilakukan oleh Nursubyakto [5, 6] merujuk pada penelitian Hwang dengan perlakuan tanpa pemanasan sedang dengan pemanasan dengan laju perpindahan panas pada dinding secara konstan teramati pada [2]. Selain itu ketidakstabilan aliran sekunder juga diperlihatkan oleh Fellouah [7] dengan rasio aspek 8. Profil aliran sekunder menunjukkan adanya aliran sekunder tambahan (additional secondary flow) baik simulasi numerik maupun eksperimental. Aplikasi pemanfaatan aliran sekunder pada penukar kalor telah dilakukan oleh Chandratilleke dan Nursubyakto. Chandratilleke [8] telah menerapkan aliran sekunder pada penukar kalor dengan rasio aspek 10 dan rasio kelengkungan 0,025. Hasil eksperimental menunjukkan bahwa penukar kalor dengan kelengkungan lebih baik dibandingkan dengan penukar kalor lurus. Prestasi penukar kalor dengan hadirnya aliran sekunder memperlihatkan kenaikan yang cukup berarti. Oleh karena itu penelitian berikut akan mengevaluasi kembali peran aliran sekunder dengan rasio aspek kurang dari 10. Nursubyakto [9] dalam penerapan aliran sekunder pada kolektor energi surya dengan saluran berbelok-belok juga menunjukkan kenaikan prestasi penukar kalor jenis kolektor. Hal tersebut menyimpulkan bahwa andil aliran sekunder dalam meningkatkan laju perpindahan panas pada kolektor sangat besar karena adanya ketidakstabilan dinamis dari aliran sekunder. Sehubungan dengan adanya aliran sekunder pada saluran lengkung memberikan peningkatan laju perpindahan panas maka perilaku proses pemanasan atau pedinginan pada dinding perlu diamati. Terutama sekali proses pendinginan belum mendapat perhatian ketika fluida melewati saluran lengkung. Oleh karena itu, rencana yang akan diteliti adalah proses pemanasan, proses pendinginan dan implementasi aliran sekunder pada saluran lengkung pada penukar kalor. Penukar kalor dengan rasio aspek kurang dari 10 belum diteliti meskipun kehadiran aliran sekunder utama dan aliran sekunder tambahan yang memberikan sumbangan pada kenaikan laju perpindahan panas juga ada. Penelitian lebih jauh
4
proses pemanasan maupun pendinginan pada sisi dinding dalam dan luar menjadi sangat penting untuk diteliti karena proses tejadinya perpindahan panas terjadi pada dinding lengkung. 2.1.1. Peta Jalan Penelitian (Road-Map) Peta jalan yang telah dilakukan dalam penelitian aliran sekunder pada saluran lengkung ini meliputi kajian teoritik (simulasi numerik) dan eksperimental kemudian diimplementasikan pada penukar kalor, Gambar 2. Dari Gambar 2 dijelaskan bahwa sisi bawah dari tulang utama merupakan penelitian yang telah dilakukan dan menjadi pendukung penelitian tersebut di masa datang. Pada bagian atas tulang utama adalah penelitian yang belum dilakukan sehingga perlu dilakukan untuk mencapai target akhir penelitian tersebut. Rasio Aspek (RA) yang telah dilakukan meliputi besaran 2, 4, dan 8 baik tanpa proses pemanasan maupun dengan pemanasan. Perlakuan juga dilakukan secara simulasi numerik maupun eksperimental. Pemanasan hanya diamati pada dinding luar dari saluran lengkung. Implementasi aliran sekunder dalam beberapa penelitian sejauh ini menggunakan asumsi bahwa pemanasan yang terjadi pada satu dinding dianggap telah mewakili keseluruhan dinding. Asumsi ini dilakukan karena belum lengkapnya informasi karakteristik yang terjadi pada masingmasing dinding. EKSPERIMENTAL EKSPERIMENTAL
PENDINGINAN PENDINGINAN DINDING DALAM
DINDING LUAR
DINDING DALAM
SIMULASI SIMULASINUMERIK NUMERIK
DINDING LUAR
DINDING DALAM RA 1-8
SIMULASI SIMULASINUMERKI NUMERKI
RA 2, 4,8
RASIO ASPEK (RA)
RA 2, 4,8
DINDING LUAR
RA 1 RA 9
DINDING DALAM
RA 1-8
DINDING LUAR
TANPA TANPA PEMANASAN PEMANASAN
IMPLEMENTASI IMPLEMENTASI ALIRAN ALIRAN SEKUNDER SEKUNDER DAN DAN PERPINDAHAN PERPINDAHAN PANAS PANAS PADA PADA PENUKAR PENUKAR KALOR KALOR
RA 1-8
EKSPERIMENTAL EKSPERIMENTAL
PEMANASAN PEMANASAN
Gambar 2. Road Map implementasi Aliran Fluida dan Laju Perpindahan Panas pada Saluran Lengkung Berpenampang Persegi Panjang
5
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah desain penukar kalor dengan dominasi dimensi lengkung sebagai pembangkit aliran sekunder serta sumbangan pada ilmu pengetahuan adalah karakteristik suatu fluida yang melewati saluran lengkung. Karakteristik ini sangat penting untuk diketahui karena pemanfaatan jenis aliran sekunder dalam berbagai keperluan aliran fluida maupun perpindahan panas dapat membantu desainer alat penukar kalor mempertimbangkan manfaatnya. Oleh karena itu hasil penelitian ini akan ditulis dalam bentuk artikel ilmiah yang akan dikirim ke jurnal terakreditasi. 2.1.2. Mekanisme pertukaran kalor (panas)
Gambar 3. Skets Perpindahan Panas pada Penukar Panas (Heat Exchanger) Gambar 3 menunjukkan skets dari proses perpindahan panas pada suatu pernukar kalor. Fluida A dan fluida B mengalir berlawanan arah (bisa juga searah). Proses pertukaran panas terjadi dari fluida A ke fluida B (atau sebaliknya). Pada fluida A proses pertukaran panas terjadi pada dinding sisi luar (outer wall) sedang penerimaan panas oleh fluida B pada sisi dalamnya (inner wall). Dari skets terlihat bahwa fluida A memanasi fluida B atau dengan kata lain fluida A akan turun temperaturnya atau terjadi proses pendinginan sedang fluida B akan naik temperaturnya atau terjadi pemanasan. Mekanisme proses perpindahan panas seperti diperlihatkan pada Gambar 3 terjadinya proses pemanasan pada dinding sisi dalam (fluida B) perlu mendapat
6
perhatian karena karakteristik proses demikian belum banyak diteliti. Proses pendinginan pada dinding luar juga perlu diketahui karakteristiknya. Karakteristik semacam ini belum banyak dilakukan oleh peneliti sebelumnya atau telah dilakukan dalam kajian yang sangat terbatas. Proses tanpa pemanasan pada saluran lengkung dengan penampang lintang persegi dilakukan oleh Nursubyakto [6]. Terjadinya aliran sekunder tambahan muncul dan diperlihatkan awal kemunculannya. Adanya aliran sekunder tambahan menunjukkan bahwa faktor gesekan naik karena adanya ketidakseimbangan dinamis seperti dijleaskan oleh Nursubyakto [5]. Proses pemanasan juga sedang diteliti oleh Nursubyakto dalam Hibah Penelitian Fundamental (pendanaan tahun 2013) yang didanai oleh DIKTI dengan rasio aspek 2, 4, dan 8 dengan pemanasan 25 W/m2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa profil aliran sekunder telah berubah dibandingkan tanpa pemansan. Aliran Sekunder tidak simetri di sekitar sumbu penampang juga ditunjukkan. Penelitian tersebut masih sangat terbatas karena pemanasan pada dinding dalam hanya mendapat perlakuan sekali. Sistem pendinginan belum diteliti sedangkan dalam implementasi pada penukar kalor proses pendinginan menjadi sangat penting untuk diketahui. 2.2. Kegiatan Yang Akan Dikerjakan Skets keseluruhan desain penelitian dapat dilihat pada Gambar 4. Tahun pertama akan meneliti proses pemanasan, tahun kedua mengamati proses pendinginan dan tahun ketiga implementasi pada desain penukar kalor. Simulasi numerik dan eksperimental akan dilakukan bersama untuk memperoleh karakteristik yang menyeluruh untuk mendapatkan profil aliran pada saluran lengkung yang menimbulkan aliran sekunder. Simulasi numerik dan kajian eksperimental tanpa pemanasan atau pendinginan juga dilakukan untuk mengamati aliran sekunder ketika tanpa ada perlakuan dari luar untuk memprediksi pola aliran. Proses pendinginan pada sisi dinding sebelah luar juga akan diamati. Kaji eksperimental dan Simulasi numerik aliran sekunder pada saluran lengkung dengan pemanasan dan pendinginan pada dinding dalam (inner wall) juga akan diuji.
7
Gambar 4. Skets aliran fluida yang melewati saluran lengkung 2.3. Uraian Tentang Kebaruan Penukar kalor (heat exchanger) merupakan peralatan pemindahan panas yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari seperti pada kondensor, evaporator, ketel, dan lain-lain. Pemakaian jenis penukar kalor tergantung pada kapasitas pemanasan atau pendinginan yang diharapkan. Penukar kalor harus memiliki dimensi yang kompak untuk mengatasi ketersediaan ruangan yang terbatas. Penukar kalor yang diusulkan ini merupakan penukar kalor yang kompak karena memanfaatkan kelebihan aliran sekunder sebagai upaya meningkatkan laju perpindahan panas. Beberapa jenis penukar kalor adalah jenis selongsong dan rumah (pipe and tube) yang umum digunakan, jenis pipa dan sirip (pipe and fin).
BAB III. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang akan diterapkan di sini adalah menggunakan simulasi numerik (metode numerik) dan secara eksperimental. Kajian numerik maupun eksperimental diperlakukan dalam proses pemanasan atau pendinginan dan skets proses bagian tiap bagian dapat dilihat pada Gambar 5.
8
3.1. Simulasi Numerik Berdasarkan Bird [10], persamaan aliran melewati saluran lengkung dalam koordinat silinder, persamaan kontinyuitas dan persamaan Navier-Stokes yang akan diselesaikan secara serentak, adalah sebagai berikut:
(b) (a) Proses Pemanasan
(c)
(d) Proses Pendinginan Gambar 5. Skets koordinat toroidal di mana sutatu aliran fluida melewati saluran lengkung penampang lintang persegi panjang Persamaan Kontinyuitas:
9
Dρ + ρ (∇ . v ) = 0 Dt
(1)
Persamaan Momentum:
ρ
Dv ~ = µ∇ 2 v − ∇ p + ρ g − ρ g β (T − Tb ) Dt
(2)
Persamaan Energy:
ρC p
DT = k∇ 2 T + µφ v Dt
where, ∇ = δ r
(3)
1 ∂2 1∂ ∂2 ∂ ∂ 1 ∂ ∂ 2 (r ) + 2 2 + 2 . + δz + δϕ and ∇ = r ∂ϕ r ∂r ∂r ∂z r ∂ϕ ∂z ∂r
Menurut Hwang, persamaan-persamaan tersebut kemudian ditransformasikan ke dalam koordinat toroidal seperti ditunjukkan pada Gambar 5 dengan menggunakan hubungan sebagai berikut,
r = R+X
z=Y
ϕ=
Z V =U R r
Vϕ =
1 W. R
Dengan pemilihan koordinat semacam ini maka jari-jari kelengkungan R telah masuk dalam sistem analisis. Sebagai akibatnya bilangan Dean menjadi parameter yang mencirikan aliran fluida melewati saluran lengkung. 3.2. Kaji eksperimental Kaji eksperimental merupakan pengamatan pola aliran yang perlu diamati agar diperoleh pola yang sebenarnya. Dalam eksperimental sifat fluida termati sebenarnya. 3.2.1. Analisis dimensional Analisa dimensional adalah suatu cara meubah parameter berdimensi ke dalam kelompok tak berdimensi dengan menggunakan teorema phi. Teorema ini merupakan hasil kali pangkat yang dinyatakan dengan π1, π2, π3 dan seterusnya.
Dengan
menggunakan teorema phi ini, maka dapat diketahui hubungan antar kelompok bilangan π tak-berdimensi yaitu:
10
h = f(ρ, µ, cp, k, V, D, d)
(4)
di mana: h = koefisien perpindahan panas (W/m2) ρ = kerapatan air (kg/m3) µ = kekentalan dinamik air (kg/m.s) k = konduktivitas termal fluida (W/m oC) cp = panas jenis pada tekanan konstan (kJ/kg.oC) V = kecepatan fluida (m/s) D = diameter kelengkungan saluran (m), setengahnya menjadi jari-jari kelengkungan saluran. d = diameter hidrolik saluran (m) Dengan demikian hubungan fungsional berdimensi berubah menjadi hubungan tanpa dimensi (non-dimensional) sebagai berikut, D Nu = f Re,Pr, d
(5)
Hubungan non-dimensional ini menunjukkan bahwa parameter bilangan Nusselt (Nu) tanpa dimensi merupakan fungsi dari bilangan Reynolds (Re), bilangan Prandtl (Pr), dan perbandingan diameter kelengkungan dan diameter hidrolik (D/d). Perkalian antara bilangan Reynolds dan perbandingan D/d akan menjadi bilangan Dean di mana bilangan ini merupakan karakteristik aliran yang melewati saluran lengkung apakah nantinya berjenis stabil atau tidak-stabil. Bilangan Dean (saluran lengkung) identik dengan bilangan Reynolds (saluran lurus) dalam hal menjelaskan karakteristik aliran. Persamaan (5) kemudian dapat disederhanakan, dengan mengganti bilangan Reynolds dan perbandingan diameter saluran terhadap jari-jari kelengkungan menjadi bilangan Dean K, maka
11
Nu = f ( K,Pr )
(6)
Dari hubungan ini jelas bahwa bilangan Nusselt sebagai karakteristik perpindahan panas akan tergantung pada rasio kelengkungan, rasio aspek, bilangan Dean dan proses pemanasan atau pendinginan. Oleh karena itu, untuk mengetahui karakteristik aliran maka rasio kelengkungan, rasio aspek, bilangan Dean dan proses pemanasan atau pendinginan perlu divariasikan dan kemudian ditentukan persamaan umumnya. Bentuk fungsional non-dimensional ini kemudian dianalisis menggunakan regresi untuk menggambarkan karakteristik yang ingin ditentukan.
Perbedaan
karakteristik menjadi penentu untuk memutuskan mana rasio kelengkungan, rasio aspek, bilangan Dean dan proses pemanasan atau pendinginan yang baik. 3.2.1. Faktor Gesekan Aliran fluida di dalam saluran dikategorikan ke dalam dua rezim yaitu aliran laminer dan aliran turbulen. Karakteristik aliran tersebut dibedakan dari besarnya bilangan Reynolds (Re). Transisi aliran dari laminer ke turbulen suatu aliran di dalam saluran sebesar Rec = 2300. Di dalam penelitian ini akibat adanya aliran sekunder, yang berarti aliran turbulen terjadi di dalam aliran laminer, maka sulit menentukan besaran transisi bilangan Reynoldsnya. Oleh karena itu transisi aliran tidak lagi tergantung pada bilangan Reynolds sendiri namun melibatkan perbandingan antara diameter saluran dan diameter kelengkungan. Perkalian bilangan Reynolds dengan perbandingan diameter saluran dan diameter tersebut disebut dengan bilangan Dean.
∆P L W2 =f ρ D 2
(7)
Dari persamaan (7) maka faktor gesekan dapat dihitung berdasarkan, f =2
∆P D ρ L W2
(8)
12
Di mana ∆P adalah perbedaan tekanan pada sisi masuk dan keluar saluran, ρ merupakan kerapatan fluida, L sebagai panjang saluran, D adalah diameter saluran, dan W adalah besaran kecepatan rata-rata saluran. 3.2.3. Bilangan Nusselt Perpindahan panas yang terjadi antara fluida dengan dinding saluran adalah perpindahan energi dari dinding saluran ke fluida bila temperatur dinding saluran lebih besar dari temperatur fluida. Di dalam penelitian ini temperatur dinding saluran lebih panas dari temperatur fluida bila terjadi proses pemanasan atau temperatur dinding lebih rendah dari fluida bila proses pendinginan berlangsung. Besarnya perpindahan panas yang terjadi adalah,
& p ( To − T i ) qkonveksi = mC
(9)
& = ρ V A c merupakan laju aliran massa fluida dengan ρ kerapatan Dimana m
fluida, V kecepatan fluida, Ac adalah luas penampang lintang saluran dan Cp panas jenis fluida pada tekanan konstan. Untuk temperatur permukaan konstan, q konveksi = h A s ∆ Tlm
Di mana ∆Tlm =
(10)
∆To − ∆Ti , adapun ∆Ti = Ts − Ti dan ∆To = Ts − To dengan Ts ∆T ln o ∆Ti
adalah temperatur permukaan, Ti adalah tempertur sisi masuk dan To adalah tempertur sisi keluar saluran. Selain itu h merupakan koefisien peripindahan konveksi dan As adalah luas permukaan yang dipanasi. Penggabungan kedua persamaan akan diperoleh koefisien perpindahan konveksi sebagai berikut,
h=
& p ( To − Ti ) mC As ∆Tlm
(11)
Dengan demikian bilangan Nusselt dapat dihitung berdasarkan rumus umum yaitu,
13
Nu =
hD k
(12)
Dengan k merupakan konduktivitas fluida.
BAB IV. BIAYA dan JADWAL PENELITIAN 4.1. Anggaran Biaya NO
JENIS PENGELUARAN
1 2 3 4
Gaji dan Upah (Maksimum 30%) Bahan Habis Pakai (Material Penelitian) Biaya Perjalanan Pengeluaran Lain-lain JUMLAH
Rp. Rp. Rp. Rp. Rp.
Tahun I 35.568.000 55.302.000 9.000.000 14.471.000 114.341.000
JUMLAH (Rp) Tahun II Rp. 35.568.000 Rp. 59.322.000 Rp. 9.000.000 Rp. 14.471.000 Rp. 118.361.000
Tahun III Rp. 35.568.000 Rp. 47.502.000 Rp. 12.000.000 Rp. 14.471.000 Rp. 109.541.000
4.2. Jadwal Penelitian
1
PENYUSUNAN PROPOSAL
2
RUNNING PROGRAM SIMULASI
3
PEMBUATAN ALAT
4
EKSPERIMENTAL
5
PENYUSUNAN ARTIKEL ILMIAH
6
PENGIRIMAN ARTIKEL ILMIAH
7
PEMBUATAN LAPORAN
8
PENGIRIMAN LAPORAN
OCT
SEP
JUL
AUG
JUN
MEI
SEP
JUL
AGT
JUN
MEI
APR
MAR
FEB
DES
NOV
BULAN
SEP
TAHUN 2016
BULAN OKT
TAHUN 2015
BULAN AGT
JULI
JUNI
KEGIATAN MEI
NO
TAHUN 2014
AGT
Tabel 1. Jadwal Penelitian
Tabel 2. Rancangan Penelitian Simulasi Numerik & Eksperimental Rasio kelengkungan (β) 2 P P P P P P P P P P
5 -
10 P P P P P P P P P P
Bilangan Dean (K) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Rasio aspek (γ) Tahun I Tahun II (pemanasan) (pendinginan) 2 4 8 2 4 8 P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P
Tahun III Model
Model Penukar Kalor akan ditentukan dari karakteristik terbaik dari proses pemanasan dan pendinginan
14
PUSTAKA ACUAN [1]
T. T. Chandratilleke and Nursubyakto, 2003, Numerical Prediction of Secondary Flow and Convective Heat Transfer Characteristics in Externally Heated Curved Rectangular Ducts, International Journal of Thermal Sciences, 42, pp. 187-198.
[2]
T. T. Chandratilleke and Nursubyakto, 2000, Secondary flow characteristics and convective heat Transfer in a curved rectangular duct with external heating (Part 1), In: Proc. 7th Australasian Heat and Mass Transfer Conference, James Cook University, Townsville, Queensland, Australia, 3rd6th July 2000, (Chalkface Press, Australia).
[3]
T. T. Chandratilleke and Nursubyakto, 2000, The Effect of External Heating on Convex Wall or Concave Wall in a Curved Rectangular Duct to Convective Heat Transfer and Secondary Flow Characteristics, in Proc. of 2nd Pacific-Asia Conf. Mech Eng, Hong Kong.
[4]
G. J. Hwang and C. H. Chao, 1991, Forced Laminar Convection in a Curved Isothermal Square Duct, Trans. of the ASME, 113, pp. 48-55.
[5]
Nursubyakto, 2012, Pengaruh Rasio Kelengkungan Terhadap Pola Aliran pada Saluran Lengkung dengan Rasio Aspek 9, Jurnal Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Vol. 12 no 1, Januari 2012, pp. 31-37.
[6]
Nursubyakto, 2010, Ketidakstabilan Aliran Sekunder Pada Saluran Lengkung Berpenampang Persegi, Jurnal Teknik Mesin, Universitas Kristen Petra-Surabaya, TERAKREDITASI, 2, pp. 76-82.
[7]
H. Fellouah, C. Castelain, A. O. E. Moctar, and H. Peerhossaini, 2008, Detection of the onset of Dean instability and effects of the rheological behavior in non-Newotonian fluids, Journal of Physics: Conference Series 137,
[8]
T. T. Chandratilleke and J. C. Ho, 1992, Performance study of a heat exchanger with streamwise curvature, American of Society of Mechanical Engineers Singapore Chapter Yearbook 91/92, 1, pp. 68-72.
[9]
Nursubyakto, 2007, Karakteristik Aliran Fluida pada Kolektor Energi Surya Jenis Plat Datar dengan Saluran Berbelok-belok, Jurnal Diagonal, TERAKREDITASI, vol. 8 no. 2, pp. 39-49.
[10] R. B. Bird, W. E. Stewart, and E. N. Lightfoot, 1960, Transport Phenomena: John Wiley & Sons.
15
LAMPIRAN Lampiran 1. Biodata ketua dan anggota Biodata Ketua Peneliti A. Identitas Diri Ketua Peneliti 1
Nama Lengkap (dengan gelar)
Ir. Nursubyakto, MSc, PhD
Laki-laki
2
Jabatan Fungsional
Lektor
3
Jabatan Struktural
Dekan FT UNMER Malang
4
NIP/NIK/Identitas lainnya
409/FT
5
NIDN
0720086001
6
Tempat dan Tanggal :Lahir
Malang, 20 Agustus 1960
7
Alamat Rumah
Jl. Ranakah P-23 Malang (65146)
8
Nomor Telepon/Fax/HP
(0341) 560116/085755791164
9
Alamat Kantor
Jl. Terusan Raya Dieng 62-64 Malang (65146)
10 Nomor Telepon/Faks
(0341) 568395/(0341) 564994
11 Alamat e-mail
[email protected]
12 Lulusan yang telah dihasilkan
S1= 10 orang, S2= 4 orang, S3= 1. Mekanika Fluida Teknik
13 Mata Kuliah yang diampu
2. Mekanika Fluida Terapan 3. Analisa Numerik & Pemrograman 4. Metode Penelitian
B. Riwayat Pendidikan S-1
S-2
Nama Perguruan Tinggi
Universitas Brawijaya, Malang
Institur Teknologi Bandung
Bidang Ilmu
Teknik Mesin
Teknik Mesin
Tahun Masuk-Lulus
1980-1986
1989-1992
Judul Skripsi/Thesis/Disertasi
Perencanaan Pompa Apung
Pemanfaatan Panas Radiasi Untuk Meningkatkan Laju Perpindahan Panas
S-3 Curtin University, Australia Mechanical Engineering 1995-2000 Characteristics of Heat Transfer and Fluid Flow in Curved
16
S-1
Nama Pembimbing/Promotor
Ir. Pratikto
S-2
S-3
Ir. Samudra, MSc Dr. Abdurrahim
Rectangular Channel Dr. Tilak T Chandratilleke
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 tahun terakhir Pendanaan No
Tahun
1
2007-2009
2
2010
Judul Penelitian Pemanfaatan Aliran Sekunder Yang Berputar Untuk Meningkatkan Perpindahan Panas Pada Kolektor Plat Datar Tenaga Surya Ketidakstabilan Aliran Sekunder pada Saluran Lengkung Berpenampang Persegi
Sumber
Jml (juta Rp)
DP2M DIKTI melalui PHB XI, 2007 – 2009.
38
Mandiri
10
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 tahun terakhir No
1
Tahun
2007
2009
Judul Pengabdian Kepada Masyarakat
Pendanaan Sumber
Sebagai tim Unit Transfer Teknologi (UTT-BHIGA), Implementasi Peningkatan Pembakaran dengan DP2M-DIKTI Briket Batu Bara pada Dapur yang Dimodifikasi untuk Penyulingan Minyak Nilam, UNMER Malang Sebagai anggota pendirian pondok Dana masyarakat pesantren Al-Amin,
Jml (juta Rp)
125
Belum ada informasi
17
No
2
Tahun
2012
Pendanaan
Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Badut Permai-Karang Besuki. Panitia Program Pengadaan dan Produksi Air Kemasan Universitas Merdeka Malang, ST. 20/UM/II/2012
Sumber
Universitas Merdeka Malang
Jml (juta Rp)
140
E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah Dalam Jurnal Dalam 5 Tahun Terakhir No.
1
2
3
4
5
Judul Artikel Ilmiah
Volume/Nomor/Tahun
Nama Jurnal
Karakteristik Aliran Fluida pada Kolektor Energi Surya Jenis Plat Datar dengan Saluran Berbelokbelok Perbandingan Faktor Gesekan Pada Kolektor Energi Surya Jenis Plat Datar Dengan Saluran Berbelok-belok dan Lurus Penentuan Profil Kecepatan pada Lapisan Batas Plat Datar Model Polinomial Ketidakstabilan Aliran Sekunder Pada Saluran Lengkung Berpenampang Persegi
vol. 8 no. 2 / 2007, hal. 39-49.
Jurnal Diagonal, TERAKREDITASI,
vol. IV edisi-1, Pebruari, 2008, hal. 365-375.
Jurnal Transmisi,
vol. V edisi-1, Pebruari, 2009, hal. 449-456.
Jurnal Transmisi,
Vol. 2, Oktober 2010, hal. 76-82
Pengaruh Rasio Kelengkungan Terhadap Pola Aliran pada Saluran Lengkung dengan Rasio Aspek 9
Vol. 12, hal. 31-37, Januari 2012, ISSN 1411-9741
Jurnal Teknik Mesin, Universitas Kristen PetraSurabaya, TERAKREDITASI Jurnal Teknik Mesin, ITS Surabaya
18
F. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral Pada Pertemuan / Seminar Ilmiah Dalam 5 Tahun Terakhir No.
1
2
3
4
5
Nama Pertemuan Ilmiah / Judul Artikel Ilmiah Seminar Sebagai Pembicara Motivasi Karyawan Dan Dosen Dalam Implementasi Seminar: Implementasi Penjaminan Mutu Pada Penjaminan Mutu Perguruan Tinggi Sistem Penjaminan Mutu Sebagai Pembicara: Untuk Program IMHERE Penjaminan Mutu Pengabdian Kepada Masyarakat Penggunaan Bahan Bakar Sebagai Pembicara Air untuk Kendaraan Seminar: Bermotor
Seminar internal Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang dengan tema Blue Bag Seminar Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI7) 2012 – “Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional” – Program Studi Teknik Mesin dan Teknik Industri Universitas Taruma Negara, Jakarta
Sebagai Pembicara: Implementasi Analisa Dimensional dalam Eksperimental Sebagai pembicara: Simulasi Numerik Aliran Fluida Melewati Saluran Lengkung dengan Penampang Lintang Persegi Panjang
Waktu & Tempat Institut Teknologi Nasional, Malang, 14 September 2007. Universitas Islam Malang, September 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang, 21 Desember 2009. FT UNMER Malang, Maret 2010 29 Nopember 2012
G. Pengalaman Penulisan Buku dalam 5 tahun terakhir No 1
2
Judul Buku Buku Ajar: Metode Numerik dengan EXCEL Buku Ajar: Turbin Gas dan Sistem Propulsi
Tahun
Jumlah Halaman
Penerbit
2010
65
tidak diterbitkan
2010
71
tidak diterbitkan (buku terjemahan)
19
H. Pengalaman Perolehan HKI dalam 5-10 tahun terakhir No
Judul / Tema HKI
Tahun
Jenis
Nomor P/ID
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya dalam 5 tahun terakhir
No
Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial Lainnya yang Telah Diterapkan
Tahun
Tempat Penerapan
Respon Masyarakat
J. Penghargaa yang Pernah Diraik Dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi, atau institusi lainnya) No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan
Tahun
1 2 Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapaat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima resikonya. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dlam pengajuan Hibah Penelitian KOMPETENSI.
Malang, 15 April 2013 Pengusul,
(Ir. Nursubyakto, MSc, PhD)
20
Biodata Anggota Peneliti I. Anggota 1 A. Identitas Diri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12
Nama Lengkap Jenis Kelamin Jabatan Fungsional NIK NIDN Tempat dan Tanggal Lahir E-mail Nomor Telepon/HP Alamat Kantor Nomor Telepon/Faks Lulus yang Telah Dihasilkan
Mata Kuliah yang Diampu
Dr. Ir. R. Djoko Andrijono, M.T. Laki-laki Pembina Utama Muda 237-FT 0705045701 Jember, 5 April 1957
[email protected] (0341) 553822 /081 334 382 444 JalanTerusan Raya Dieng 62 – 64 Malang (65146) Jatim (0341) 568395/(0341)564994 S-1 = 300 orang ; S-2 = - orang ; S-3 = - orang Elemen Mesin I, semester 3, Jurusan Teknik Mesin FT. UNMER Malang Elemen Mesin II, semester 4, Jurusan Teknik Mesin FT.UNMER Malang Teknik Pengecoran Logam, semester 7, Jurusan Teknik Mesin FT. UNMER Malang Teknik Pengelasan Logam, semester 8, Jurusan Teknik Mesin FT. UNMER Malang Material Teknik, semester 1, Jurusan Teknik Industri FT. UNMER Malang Sistem Penggerak, semester 4, Jurusan Teknik Industri FT. UNMER Malang
B. Riwayat Pendidikan Nama Perguruan Tinggi
Bidang Ilmu Tahun Masuk-Lulus JudulSkripsi/Tesis/Disert asi
S -1 Universitas Brawijaya Malang Teknik Mesin 1977-1981 Perencanaan Multistage Centrifugal Pump
S-2 Universitas Indonesia Jakarta
S–3 Universitas Negeri Malang
TeknikMetalurgi
Manajemen Pendidikan 2008 – 2011 Peningkatan Profesionalisme Guru Sekolah Dasar Melalui Kegiatan Kelompok Kerja Guru
1997-1999 Pengaruh Paduan Mo 0,25 % dan Ni 1 % pada Besi Tuang Nodular terhadap Sifat Mekanis Setelah Proses
21
S -1 Nama Pembimbing/Promotor
Ir. S. Wagiyanto
S-2 Austempered
S–3
a. Dr.Ir. Johny W. a. Prof. Dr. H.Ibrahim Soedarsono, DEA Bafadal, M.Pd b. Ir. Bustanul b. Prof.Dr.H. Hendyat Arifin, M.Phil.Eng Soetopo, M.Pd c. Prof. H.Ahmad Sonhadji K.H. M.A., Ph.D.
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir
No Tahun
1
2011
Judul Pendanaan Penelitian Sumber Jumlah Analisis Kekerasan dan Struktur Mikro Akibat Pengaruh Gaya Tekan Hidrolik pada Mandiri Rp. 8.000.000,Timah Putih (Sn)
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No
Tahun
1
2010
2
2012
3
2012
4
2012
5
2012
6
2012
Judul Pengabdian Kepada Masyarakat IbM Kelompok Pengusaha/Pengrajin Kompor (ketua pengusul) Pelatihan bagi Siswa Lemjiantek TNI AD Balistik tanggal 2 s.d 3 April 2012 (pemateri) Pembinaan dan Pelatihan bagi Siswa Lemjiantek TNI AD Angkatan 19 tanggal 5 s.d 6 September 2012 (pemateri) Penyuluhan Wajib Belajar 9 Tahun dan Pernikahan Dini di Desa Amadanom Kecamatan Dampit Kabupaten Malang (pemateri) Penyuluhan dalam Rangka Upaya Peningkatan Mutu Produk Pandai Besi tanggal 6 September 2012 (pemateri) Pembentukan dan Kegiatan Posdaya di Desa Tambakrejo Kecamatan Sumbermanjing Wetan Kabupaten Malang (dosen pendamping desa) Meningkatkan Kesejahteraan
Pendanaan Sumber Jumlah DP2M Dikti Rp. 36.000.000,Lemjiantek TNI AD Lemjiantek TNI AD
KKN LP2M UNMER Malang Disperindag Kab. Malang LP2M UNMER Malang
Rp. 5.000.000,-
Rp. 4.000.000,-
-
-
-
KKN LP2M
22
No
Tahun
7
2013
8
2013
Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Masyarakat Desa Duwet Kecamatan Tumpang Kabupaten Malang Melalui Program Posdaya tanggal 21 Januari s.d 21 Pebuari 2013 (dosen pembimbing lapangan) Membangun Wilayah Desa Duwet Melalui Program Posdaya tanggal 28 Januari 2013 (pemateri)
Pendanaan Sumber Jumlah UNMER Malang Rp. 27.000.000,-
KKN LP2M UNMER Malang
-
E. Publikasi Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir
No
Tahun
1
2008
2
2011
3
2012
Judul Artikel Ilmiah Sifat Kekerasan dan Ketangguhan Baja Karbon Menengah 0,463 % C Setelah Proses Hardening 830 0 C dengan Waktu Tahan Selama 10 Menit Pengaruh Penambahan Variasi Jenis Bahan Pengikat dan Nilai Permeabilitas Cetakan Pasir Basah terhadap Cacat Lubang Halus Hasil Cor Aluminium Paduan Seri 201,1 Analisis Komposisi Kimia dan Struktur Mikro pada Daerah Lasan Baja Karbon Menengah 0,381 % C dengan Variasi Kuat Arus Listrik Las SMAW
Nama Volume/Nomor/ Jurnal Tahun XX No.1/ISSN: Penelitian 1410-7295/2008 & Pengabdian Kepada Masyarakat Transmisi VII Edisi 1/ ISSN: 02163233/2011
Transmisi
VIII Edisi 2 September /ISSN: 0216-3233/2011
F. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir
No
Nama Pertemuan Ilmiah/Seminar
1
Pembinaan dan Pelatihan Ketrampilan Desain Produk IKM Logam Pembinaan dan Pelatihan Kualitas dan Diversifikasi Produk
2
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan Tempat
Desain Produk Pengecoran pada 12-13 Oktober Industri Kecil 2009 Hotel Pelangi Malang Cacat Produk dan Pengelasan 20-23 April Sebagai Salah Satu Metode Untuk 2010 Hotel Perbaikan Produk yang Cacat Pelangi
23
No
3
4
5
6
7
8
Nama Pertemuan Ilmiah/Seminar Logam Bagi IKM Peningkatan Ketrampilan dan Mutu IKM Logam Wilayah Kota Malang Peningkatan Ketrampilan dan Mutu IKM Logam Wilayah Kab. Malang Program Kreativitas Mahasiswa Bimbingan Teknis Teknologi Pengecoran (Casting) Logam Bagi IKM Bimbingan Teknis Peningkatan Teknologi Mesin TTG Bagi IKM Bimbingan Teknis Peningkatan Teknologi Mesin TTG Bagi IKM
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan Tempat
Malang Material Aluminium Sebagai Logam 26-27 Oktober Dasar Proses Anodizing 2011 Hotel Pelangi Malang Material Aluminium Sebagai Bahan 7-8 Desember Dasar Pembuatan Kerajinan pada 2011 Hotel Pelangi Industri Kecil Malang Diseminasi Program Kreativitas 8 Juni 2012 Mahasiswa (PKM) Bidang FT. UNMER Teknologi (PKM-T) Malang Dasar Pengecoran Logam 13 – 14 Juni 2012 Hotel Pelangi Malang Perancangan Komponen Mesin 26-27 Teknologi Tepat Guna (TTG) dan September Gaya/Beban yang Bekerja 2012 Hotel Pelangi Malang Perancangan Komponen Mesin 27-28 Teknologi Tepat Guna (TTG) dan September Gaya/Beban yang Bekerja 2012 Hotel Vanda Gardenia Mojokerto
G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir No
Judul
Tahun
Buku
Jumlah
Penerbit
Halaman
1
Buku Ajar Elemen Mesin I
2008
160
Tidak dipublikasikan
2
Buku Ajar Teknik Pembentukan Logam
2009
100
Tidak dipublikasikan
3
Buku AjarTeknik Pengelasan Logam
2010
120
Tidak dipublikasikan
4
Buku Ajar Teknik Pelapisan Logam
2011
130
Tidak dipublikasikan
5
Buku Ajar Teknik Pengecoran Logam
2012
300
Tidak dipublikasikan
24
H. Perolehan HKI dalam 5 – 10 Tahun Terakhir No
Judul/Tema HKI
Tahun
Jenis
Nomor P/ID
TIDAK ADA
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya dalam 5 Tahun Terakhir No
Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial Lainnya yang Telah Diterapkan
Tahun
Tempat Penerapan
Respon Masyarakat
TIDAK ADA
J. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya
No 1
2
3
4 5
Institusi Pemberi Penghargaan Penghargaan dalam Kegiatan Penyuluhan dan Universitas Penerangan Penanggulangan Penyalagunaan Narkoba Negeri Malang di Kota Malang Penghargaan dalam Rangka Kuliah Tamu Semester FT. Universitas Ganjil Tahun 2004/2005“ Komputerisasi dalam Desain Merdeka Malang Manufaktur” Penghargaan dalam Rangka Kuliah Tamu Seminar FT. Universitas Semester Genap Tahun 2004/2005 “Sistem Pembangkit Merdeka Malang Uap dan Aplikasinya” Penghargaan dalam Rangka Seminar Sehari ”Job FT. Universitas Preparation” Merdeka Malang Penghargaan dalam Rangka Lomba Karya Tulis Ilmiah FT. Universitas Bidang Teknologi dengan tema “ Teknologi Tepat Merdeka Malang Guna” Jenis Penghargaan
Tahun 2002
2004
2005
2006 2006
25
Anggota 2 A. Identitas Diri 01
Nama
Ir.H. Mochamad Rifai,MT
02
NIP
03
Satminkal
04
Tempat / Tgl Lahir
455 / FT Dosen Tetap Yayasan Perguruan Tinggi Merdeka Malang sejak tahun 1988 sampai sekarang Malang, 14 Juli 1949
05
Agama / Jenis kelamin
Islam
Jabatan non-Struktural
Ketua UNIT TRANSFER TEKNOLOGI - BHIGA
06 07 08 09 10
11
12
13
Pria
Jabatan Akademik
Lektor / IIId UNIVERSITAS MERDEKA MALANG Alamat Kantor, Telepon Jl. Terusan Raya Dieng 62-64 , Malang 65146 Telp. 0341-568395 ext. 656, Fax. 0341-564994 Jl.Mergan Veteran No.40 Malang Alamat Rumah, Telepon HP : 0818387463 Pendidikan yang pernah Teknik Mesin, Sarjana (S-1) I.T.N Malang, 1987 diikuti Teknik Mesin, PascaSarjana (S-2) ITS SBY 1999 Analisa energi Matahari yang dapat dimanfaatkan Judul Tugas Akhir dengan menggunakan konsentrasi Palung semi silindris 1. Analisa energi yang dapat dibangkitkan Briket Batubara dengan variasi komposisi bahan dasar. (Tahun 2007) dalam Jurnal Transmisi Jur.Teknik Mesin UNMER Malang. Publikasi 2. Analisa Energi panas Matahari yang dapat dimanfaatkan dengan menggunakan Konsentrator Parabolik Silindris (Tahun 2006) pada jornal ”DIAGONAL” Fak.Teknik UNMER Malang 1. UNBRAW Malang Juni 2004 Peserta: ”Energi alternatif ramah lingkungan Seminar 2. UNMER Malang Oktober 2005 Pemakalah “Energi Briket Batu bara“ 1. Ketua Laboratorium Uji Prestasi Mesin, 1988 – Pengalaman Kerja 1990 2. Pembantu Dekan III F.T UNMER , 1990 – 1994 3. Menempuh program PascaSarjana (S – 2) ITS Surabaya 1995 - 1999 4. Ka.Pus. KKN LPM UNMER Malang 2000 – 2004
27
14
Work Shop
15
Penelitian / Pengabdian Kepada Masyrakat
5. Anggauta TK2A (Penjaminan Mutu ditingkat Jurusan Teknik Mesin UNMER Malang) 2005 – 2007. 6. Ketua Unit Transfer Teknologi- BHIGA Yayasan Perguruan Tinggi Merdeka Malang 2007 - sampai sekarang Sertifikat workshop Penjaminan Mutu Universitas Medeka Malang 1. Rekayasa mesin penghalus produk Onyx di Desa Campur Darat Kabupaten Tulung (Tahun 1993) 2. Oven pengering ikan hasil Nelayan di desa Kuning Kecamatan Tanggung Gunung Kabupaten Tulung Agung Jawa Timur. (Tahun 1994) 3. Aplikasi Energi Surya guna pemurnian air laut untuk keperluan air tawar Nelayan di Ds Sendang Biru Keca matan Sumber Manjing Wetan Kabupaten Malang. (Tahun 1994). 4. Rekayasa mesin pengurai sabut Kelapa pada koperasi ”CIPTA GUNA” di Desa Sumber Manjing Wetan Kecamatan Sumber Manjing Wetan (1999) 5. Rekayasa peralatan Oven Sale Pisang dengan memanfaatkan Energi Matahari di Desa SumberDem Kec. Wonosari Kabu paten Malang Kab.Malang (Tahun 2000) 6. Rekayasa alat Oven pengering Gatot dan Thiwul instan dengan memanfaatkan Energi Matahari dengan Media Batu Kerikil dan Lilin. (Tahun 2003) 7. Penelitian/ rekayasa Alat Destilasi sistim Konveksi Paksa untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi Minyak Nilam. (Tahun 2005) 8. Analisa Panas yang dapat dimanfaatkan pada oven Pengering Hasil rancang Bangun Bertenaga ganda (Tahun 2005) 9. Energi yang berguna dari pembakaran Briket Batu bara bentuk Sarang Tawon dengan variasi Tungku (Tahun 2006) 10. Analisa Energi panas Matahari yang dapat dimanfaatkan dengan mengguna kan Konsentrator Parabolik Silindris (Tahun 2006)
28
Lampiran 2. Susunan organisasi tim peneliti dan pembagian tugas No.
Nama / NIDN
Bidang Ilmu
Instansi
Alokasi Waktu (jam/minggu)
1.
Ir. Nursubyakto, MSc, PhD 0720086001
Konversi Energi
Universitas Merdeka Malang
6
2.
Dr. Ir. R Djoko Andrijono, MT 0705045701
Teknik Material
Universitas Merdeka Malang
6
3
Ir. H Moch. Rifai, MT 0714074902
Konversi Energi
Universitas Merdeka Malang
6
4
Teknisi Andreas Wiempy (mahasiswa) dan Moch. Ghuzaini
-
Universitas Merdeka Malang
6
Pembersih Suharno & Nuryatim
-
Universitas Merdeka Malang
6
Uraian Tugas 1. Merancang alat percobaan 2. Membuat program simulasi numerik dan menjalankannya 3. Melakukan pengujian alat dan simulasi 4. pembuatan laporan 1. Membuat alat hasil rancangan 2. Melakasanakan percobaan dan pembuatan laporan 1. Membuat alat hasil rancangan 2. Melakasanakan percobaan dan pembuatan laporan 1. Mempersiapkan dan membantu pengujian. 2. Menjaga agar pengujian berlangsung lancar 1. Membantu dalam kebersihan laboratorium agar tetap terjaga bersih sebelum dan setelah penelitian berlangsung
30
Lampiran 3. Justifikasi Anggaran Penelitian L-3.1. Gaji dan Upah NO JENIS PENGELUARAN 1 2 3 3 4
Tahun I Rp. 14.976.000 Gaji Ketua Peneliti Rp. 7.488.000 Gaji Anggota Peneliti 1 Rp. 7.488.000 Gaji Anggota Peneliti 2 Rp. 3.744.000 Teknisi Rp. 1.872.000 Pembersih JUMLAH Rp. 35.568.000
JUMLAH (Rp) Tahun II Rp. 14.976.000 Rp. 7.488.000 Rp. 7.488.000 Rp. 3.744.000 Rp. 1.872.000 Rp. 35.568.000
Tahun III Rp. 14.976.000 Rp. 7.488.000 Rp. 7.488.000 Rp. 3.744.000 Rp. 1.872.000 Rp. 35.568.000
L-3.2. Perjalanan NO 1 2 3 4 5 6
TUJUAN Malang - Jakarta Dalam kota Keperluan beli alat Seminar
BIAYA Rp. 400.000 Rp. 1.800.000 Rp. 1.500.000 Rp. 1.600.000
PERGI-PULANG TH 1 TH 2 TH 3 2 2 2 2 2 2 2 2 4 1 1 1
BIAYA TAHUN 1 TAHUN 2 Rp. 800.000 Rp. 800.000 Rp. 3.600.000 Rp. 3.600.000 Rp. 3.000.000 Rp. 3.000.000 Rp. 1.600.000 Rp. 1.600.000 Rp. - Rp. Rp. - Rp. JUMLAH Rp. 9.000.000 Rp. 9.000.000
TAHUN 3 Rp. 800.000 Rp. 3.600.000 Rp. 6.000.000 Rp. 1.600.000 Rp. Rp. Rp. 12.000.000
L-3.3. Pengeluaran lain-lain NO 1 2 3 4 5 6 7 8
TUJUAN Penelusuran Pustaka Fotokopi untuk laporan Penjilidan untuk laporan Administrasi Surat-Menyurat Biaya Pemeliharaan Alat Publikasi Seminar Analisa Data
JUMLAH
BIAYA
12 jurnal 1200 lembar 6 buah 12 kali 6 kali dari percobaan 1 terbitan 1 kali 1 kali
Rp. 450.000 Rp. 175 Rp. 9.500 Rp. 58.500 Rp. 117.000 Rp. 4.500.000 Rp. 900.000 Rp. 2.000.000 JUMLAH
TAHUN 1 Rp. 5.400.000 Rp. 210.000 Rp. 57.000 Rp. 702.000 Rp. 702.000 Rp. 4.500.000 Rp. 900.000 Rp. 2.000.000 Rp. 14.471.000
BIAYA TAHUN 2 Rp. 5.400.000 Rp. 210.000 Rp. 57.000 Rp. 702.000 Rp. 702.000 Rp. 4.500.000 Rp. 900.000 Rp. 2.000.000 Rp. 14.471.000
TAHUN 3 Rp. 5.400.000 Rp. 210.000 Rp. 57.000 Rp. 702.000 Rp. 702.000 Rp. 4.500.000 Rp. 900.000 ` Rp. 2.000.000 Rp. 14.471.000
31
L-3.4. Bahan habis pakai (material penelitian) NO
PERALATAN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
voltmeter amperemeter rotameter saringan udara saluran panjang saluran lengkung (panas) saluran lengkung (dingin) pembangkit asap meja panjang & pendek penutup saluran mesin pendingin udara saluran pendingin udara
13 kotak pendingin udara 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
elemen pemanas listrik kamera kec.3000 (tinggi) blower pipa pvc lem / sealant mur & baut Kabel termokopel type J penukar kalor (prototype) lampu kamera/blitz kertas/kain hitam
KEGUNAAN mengukur voltase mengukur arus listrik mengukur laju aliran massa udara menyaring udara agar rotameter bersih menyalurkan aliran laminer menimbulkan aliran sekunder menimbulkan aliran sekunder memvisualisasi aliran menopang alat uji dan alat ukur melindungi saluran mendinginkan udara menyalurkan udara dingin ke kotak mengkondisikan sistem pendingin pada saluran lengkung memanasi udara merekam pola aliran melewati saluran menghisap dan membuang udara menyalurkan udara ke dalam alat uji mengisolasi saluran agar tdk bocor merakit alat uji mengukur temperatur konstruksi penukar kalor mencahayai pola aliran membuat ruang foto pada alat uji
HARGA
SATUAN
Rp. 360.000 Rp. 360.000 Rp. 720.000 Rp. 420.000 Rp. 294.000 Rp. 720.000 Rp. 900.000 Rp. 840.000 Rp. 6.000.000 Rp. 1.800.000 Rp. 2.220.000 Rp. 720.000
2 buah 2 buah 1 buah 10 buah 10 m 6 buah 6 buah 1 buah 1 pasang 3 buah 1 buah 1 buah
Rp. 3.000.000
TAHUN 1 Rp. 720.000 Rp. 720.000 Rp. 720.000 Rp. 4.200.000 Rp. 2.940.000 Rp. 4.320.000 Rp. 5.400.000 Rp. 840.000 Rp. 6.000.000 Rp. 5.400.000 Rp. 2.220.000 Rp. 720.000
6 buah Rp.
BIAYA TAHUN 2 Rp. Rp. Rp. Rp. 4.200.000 Rp. 2.940.000 Rp. 4.320.000 Rp. 5.400.000 Rp. 840.000 Rp. 6.000.000 Rp. 5.400.000 Rp. Rp. 720.000
TAHUN 3 Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. 6.000.000 Rp. 7.500.000 Rp. 7.500.000 Rp. Rp. Rp. 5.400.000 Rp. Rp. -
- Rp. 18.000.000 Rp.
Rp. 1.800.000 3 buah Rp. 5.400.000 Rp. Rp. 7.800.000 1 buah Rp. 7.800.000 Rp. Rp. 960.000 1 buah Rp. 960.000 Rp. Rp. 18.000 8 lonjor Rp. 144.000 Rp. Rp. 42.000 25 buah Rp. 1.050.000 Rp. Rp. 1.800 60 pasang Rp. 108.000 Rp. Rp. 72.000 20 pasang Rp. 1.440.000 Rp. Rp Rp. - Rp. Rp. 2.400.000 1 buah Rp. 1.800.000 Rp. Rp. 480.000 5 lembar Rp. 2.400.000 Rp. JUMLAH Rp. 55.302.000 Rp.
5.400.000 960.000 144.000 1.050.000 108.000 1.440.000 2.400.000 59.322.000
Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp.
960.000 144.000 1.050.000 108.000 1.440.000 15.000.000 2.400.000 47.502.000
32
Lampiran 5. Ketersediaan sarana dan prasarana L.5.1. Laboratorium Prestasi Mesin Laboratorium Prestasi Mesin yang ada di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universtias Malang memiliki ruangan yang cukup luas untuk melaksanakan penelitian tersebut karena alat uji yang dirancang cukup panjang dan lebar. Peralatanperalatan yang ada dalam laboratorium ini meliputi motor bakar bensin dan diesel, terowongan angin, motor bakar, mesin pengatur udara (mesin pendingin), pompa, dan turbin air. Mesin Pengatur Udara dan Terowongan angin merupakan fasilitas yang relevan untuk pelaksanaan penelitian tersebut karena telah tersedia alat ukur untuk mengamati perilaku aliran udara. Fasilitas untuk percobaan terowongan angin juga dilengkapi dengan pembangkit asap (smoke generator). L.5.2. Laboratorium Komputer Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang memiliki Laboratorium komputer dengan 5 buah komputer desktop jenis pentium IV. Laboratorium Komputer akan digunakan selama tahap I dan II dilaksanakan karena prediksi numerik merupakan penelitian pendamping di periode ini. Spesifikasi komputer seperti ini tidak menjadi masalah dalam mengekskusi program karena program yang akan dibuat nantinya cukup handal dijalankan pada komputer jenis pentium II. Jumlah komputer seperti ini sudah mencukupi untuk melaksanakan perhitungan numerik. Pada jam 07.30 – 14.00 laborotarium ini digunakan untuk kegiatan belajarmengajar kelas reguler sedang di luar jam tersebut laborotorium tidak digunakan kegiatan belajar mengajar. Dengan memanfaatkan waktu kosong ini berarti ikut pula mengoptimalkan pemakaian komputer. Kendala yang akan dihadapi dari pemanfaatan ruangan ini adalah bila sewaktu running sebuah program simulasi memerlukan waktu lebih dari 4 jam maka running harus dilanjutkan sampai malam bahkan sampai pagi. Jam malam di laboratorium ini tidak berlaku karena berkaitan dengan penggunaan listrik dan sistem pengamanan gedung. Penggunaan jam malam di laboratorium ini memerlukan ijin khusus untuk pemakaian listrik dan keamanan.
34
Kendala berikutnya yang mungkin muncul adalah bila running simulasi program belum selesai sampai jam 07.30 maka running simulasi harus segera dihentikan karena laboratorium akan digunakan untuk kegiatan belajar mengajar. Oleh karena itu, untuk menjaga keberlanjutan running program simulasi perlu ada beberapa personil tambahan. Jumlah personil tambahan ini sebanyak 5 orang dengan 1 orang menjalankan 6 komputer secara bersamaan. Daftar nama personil tambahan ini tidak dicantumkan dalam proposal ini namun kegiatannya akan dikoordinasi oleh teknisi yang juga merupakan mahasiswa. Makin komplek atau makin presisi perhitungan simulasi maka running program makin membutuhkan waktu yang panjang. Dengan menggunakan program aplikasi Visual Basic dan software Ploting maka simulasi numerik dapat divisualisasikan untuk mengevaluasi fenomena aliran.
35
