JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING JURNAL TEKNIK MESIN ISSN

JTM JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING

JTM

JURNAL TEKNIK MESIN

ISSN 2089-7235

Volume 04, Nomor 2, Juni 2015

ISSN 2089 - 7235

JTM JURNAL TEKNIK MESIN Jurnal Penelitian, Karsa Cipta, Penerapan dan Kebijakan Teknologi


1

ANALISA KEHILANGAN ENERGI PADA FIRE TUBE BOILER KAPASITAS 10 TON Aditio Primayudi Aji Nugroho

2

MODIFIKASI MESIN GREASE FILLING MENJADI BERBASIS PLC FX2N-48MR DI PT. X

3

PERANCANGAN SPIRAL OIL GROOVE TOOL PADA MESIN BUBUT MANUAL

Dindin Komarudin Ravandi 4

PERANCANGAN TORQUE LIMITER CLUTCH PADA MESIN BODYMAKER AUTOMATIC WELDING Daniel Dwiyanto

5

ANALISA PERHITUNGAN BEBAN COOLING TOWER PADA FLUIDA DI MESIN INJEKSI PLASTIK Raden Suhardi Putra

6

ANALISA EFISIENSI PROTOTYPE SOLAR COLLECTOR JENIS PARABOLIC TROUGH DENGAN MENGGUNAKAN COVER GLASS TUBE PADA PIPA ABSORBER Hartamas Ridho Prasetyo,

ISSN 2089 - 7235

JTM Vol. 04, No. 2, Juni 2015

KATA PENGANTAR

Kami mengucapkan syukur kepada Allah SWT karena dengan karunia dan hidayah-Nya, maka Jurnal JTM, Volume 04, Nomor 2 Tahun 2015 kembali dapat diterbitkan. Edisi jurnal kali ini menyajikan enam makalah hasil kerja Tugas Akhir mahasiswa Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana. Dalam makalahnya, beberapa mahasiwa mempresentasikan judul yang erat kaitannya dengan analisa proses, desain dan perancangan. Beberapa judul yang disajikan antara lain: Analisa kehilangan energy pada fire tube boiler, Perancangan spiral oil groove tool pada Analisa Efisiensi Prototype Solar Collector Jenis Parabolic. Kami mengucapkan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada seluruh anggota Dewan Redaksi, Redaktur Pelaksana serta semua pihak yang telah memberikan kontribusinya selama proses penyiapan, penyusunan sampai penerbitan. Semoga keberadaan Jurnal Teknik Mesin ini dapat dimanfaatkan sebaik-baiknya oleh civitas akademika secara umum dan semua kolega di Universitas Mercu Buana secara khususnya.

Jakarta, Juni 2015

Prof. (Em.) Dr.-Ing. Ir. Darwin Sebayang Pemimpin Redaksi

ISSN 2089 - 7235

ISSN 2089 - 7235


Pemimpin Redaksi

:

Prof. (Em.) Dr.-Ing. Ir. Darwin Sebayang (UMB)

Dewan Redaksi

: : : : : : : : : : : :

Prof. Dr. Ir. Chandrasa Soekardi (UMB) Dr. Kontan Tarigan (UMB) Dr. Nurdin Ali (UMB) Dr. Poempida Hidayatullah (UMB) Prof. Dr. Bambang Suharno (Universitas Indonesia) Dr. Nasrudin (Universitas Indonesia) Dr. Ing.Puji Untoro (Universitas Surya) Dr. Ing Kusnanto (Universitas Gajah Mada) Dr. Sagir Alva (UMB) Ir. Yuriadi Kusuma (UMB) Dr. Sulistyo (Universitas Diponegoro) Dr. Abdul Hamid (UMB)

Redaktur Pelaksana

: : :

Haris Wahyudi (UMB) Nurato (UMB) Edijon Nopian (UMB)

Alamat Redaksi

:

Fakultas Teknik, Kampus Menara Bhakti, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan No. 01, Kembangan, Jakarta Barat 11650, Indonesia Email: [email protected] Telp/Fax: +62 21 5871335

Jurnal ilmiah JTM diterbitkan 3 (tiga) kali dalam setahun pada bulan Februari, Juni dan Oktober. Redaksi menerima tulisan ilmiah tentang hasil penelitian, karsa cipta, penerapan dan kebijakan teknologi yang berkaitan dengan Teknik Mesin.

ISSN 2089 - 7235


ISSN 2089 - 7235

ISSN 2089 - 7235



DAFTAR ISI 1

ANALISA KEHILANGAN ENERGI PADA FIRE TUBE BOILER KAPASITAS 10 TON Aditio Primayudi Aji Nugroho

38-43

2

MODIFIKASI MESIN GREASE FILLING MENJADI BERBASIS PLC FX2N-48MR DI PT. X Dindin Komarudin PERANCANGAN SPIRAL OIL GROOVE TOOL PADA MESIN BUBUT MANUAL Ravandi

44-47

PERANCANGAN TORQUE LIMITER CLUTCH PADA MESIN BODYMAKER AUTOMATIC WELDING

52-55

3 4

48-51

Daniel Dwiyanto 5

ANALISA PERHITUNGAN BEBAN COOLING TOWER PADA FLUIDA DI MESIN INJEKSI PLASTIK

56-62

Raden Suhardi Putra 6

ANALISA EFISIENSI PROTOTYPE SOLAR COLLECTOR JENIS PARABOLIC TROUGH DENGAN MENGGUNAKAN COVER GLASS TUBE PADA PIPA ABSORBER Hartamas Ridho Prasetyo

ISSN 2089 - 7235

63-66


ISSN 2089 - 7235


38

ANALISA KEHILANGAN ENERGI PADA FIRE TUBE BOILER KAPASITAS 10 TON Aditio Primayudi Aji Nugroho Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Email: [email protected] Abstrak -- Tujuan dari penulisan ini adalah menghitung kinerja boiler dengan mengetahui kerugian energi pada saat produksi steam. Analisa teknis pada boiler sangat diperlukan, sebagai upaya peningkatan efisiensi dan mengetahui banyaknya energi yang terbuang sebagai kerugian. Faktorfaktor penyebab kehilangan panas/heat loss terbesar pada boiler antara lain : “kehilangan panas akibat gas buang kering, kandungan steam dalam gas buang, kandungan air dalam bahan bakar, kandungan air dalam suplai udara dan lain-lain”.Kehilangan panas/heat loss atau juga bisa disebut kehilangan energi merupakan salah satu faktor penting yang sangat berpengaruh dalam mengidentifikasi efisiensi pada boiler.Untuk itu dilakukan studi analisa dengan perhitungan kehilangan panas dengan tujuan untuk mengetahui besarnya penurunan performance dan penyebab dari penurunan performance. Berdasarkan data dan analisa metode direct diketahui penurunan sebesar 21% pada kondisi normal (operasi) 79% dan dari hasil perhitungan kehilangan panas indirect sebesar 16.68% efisiensi boiler sebesar 83.32% maka dari itu adanya kehilangan panas, perlu adanya perbaikan dalam control pengaturan bahan bakar dan udara yang masuk secara optimum dengan cara menggunakan Oxygen Trim Control yang berfungsi untuk mengukur konsentrasi oksigen pada cerobong dan secara otomatis mengatur oksigen pada udara yang masuk burner sehingga dihasilkan pembakaran dengan efisiensi yang optimal.dan dengan menggunakan economizer pada pemanasan awal suhu air umpan dapat menaikan efisiensi boiler. Kata Kunci : efisiensi, kehilangan panas, fire tube boiler 1. PENDAHULUAN

2.1 Diagram Alir

Perkembangan industri semakin semakin berkembang dan membuat sektor industri menjadi perlu mengkaji ulang kinerja mesin untuk menghindari terjadinya pemborosan energi. Boiler adalah salah atu peralatan dibidang industri dimana hasil dari boiler yang berupa steam/uap yang akan di distribusikan ke user. Analisa teknis pada boiler sangat diperlukan, sebagai salah satu upaya peningkatan efisiensi untuk menghindari pemborosan didalam penggunaan bahan bakar serta menekan biaya operasional. Kehilangan energi merupakan salah satu faktor penting yang berpengaruh untuk mengidentifikasi efisiensi pada boiler. 2. METODE PENELITIAN Penelitian ini dimaksudkan untuk mengidentifikasi kehilangan energi pada Fire Tube Boiler kapasitas 10 Ton untuk dapat mengefisiensi kinerja boiler tersebut. Metode yang dipakai adalah dengan perhitungan manual dengan rumus-rumus yang sudah tersedia, dengan membaca grafik dan tabel-tabel yang ada di buku-buku. Metode yang dipakai adalah metode observasi dan literatur, terjun langsung ke lokasi yang akan pengamatan, diskusi dengan pengguna boiler dan studi pustaka untuk menambah referensi. Data kemudian diolah dan dianalisa Gambar 1. Diagram alir penelitian ISSN 2089 - 7235

39


3. TEORI PADA BOILER 3.1 Perpindahan Panas Secara Pancaran (Radiasi) Perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas dari benda satu ke benda lainnya, melalui gelombang elektromagnetik tanpa ada atau tidak adanya media untuk menghantarkan pancaran panas tersebut. Molekul-molekul api hasil dari pembakaran bahan bakar dan udara menyebabkan gangguan terhadap keseimbangan elektromagnetik terhadap media yang disebut aether. Sebagian panas yang timbul dari hasil pembakaran tersebut dialirkan aether yang kemudian diteruskan kepada bidang yang akan dipanasi, yaitu dinding ataupun pipa ketel. 3.2 Perpindahan (Konveksi)

Panas

Secara

Aliran

Perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas yang dilakukan oleh molekulmolekul suatu fluida atau gas. Molekul-molekul fluida tersebut dalam pergerakannya membawa sejumlah panas masing-masing q joule. Pada saat molekul fluida menyentuh dinding atau pipa ketel maka panasnya dibagikan sebagian kepada dinding atau pipa ketel, sedangkan sebagiannya lagi dibawa molekul pergi. Gerakan-gerakan molekul yang melayanglayang tersebut disebabkan dari perbedaan temperature di dalam fluida itu sendiri. Dalam gerakannya, molekul-molekul api tersebut tidak perlu melalui lintasan yang lurus untuk mencapai dinding bidang yang di panasi. 3.3 Perpindahan Panas Secara Rambatan (Konduksi) Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas dari suatu benda padat ke benda padat lainnya karena adanya persinggungan (kontak fisik) tanpa terjadinya perpindahan panas molekul-molekul dari benda padat itu sendiri. Didalam dinding ketel, panas dirambatkan oleh molekul-molekul dinding ketel bagian dalam yang berbatasan dengan api menuju ke molekulmolekul dinding ketel bagian luaryang berbatasan dengan air. Perambatan tersebut menempuh jarak terpendek (Djokosetyardjo, 1993). 3.4 Mekanisme Sistem Penyuplai Panas Pada Ketel Uap a. Mekanisme penyuplaian udara Mekanisme Sistem penyuplaian udara ke boiler selain dari aliran Primary air fan (PAF) dan Secondary Air Fan (SAF), udara pembakaran juga dibantu oleh Fluiditing Air Blower, jumlah flow ISSN 2089 - 7235

udara dalam proses pembakaran (100%BMCR) diruang bakar (Furnace) membutuhkan 522 t/h udara panas. Aliran udara yang berputar (turbulent), tujuannya untuk melindungi dinding cyclone pada bagian expansion bellow pada dinding cyclone maka dibantu Fluiditing Air Blower. Batubara yang belum habis terbakar yang menempel pada bagian expansion bellow dapat merusak dan menghambat sirkulasi pada cyclone. Selain untuk melindungi expansion bellow pada dinding cyclone udara yang berasal dari Fluiditing Air Blower ini juga digunakan untuk mendorong batubara yang belum habis terbakar masuk kedalam Furnace pada Sealpot yang letaknya dibawah cyclone. Sealpot digunakan sebagai penghambat laju aliran batubara yang belum habis terbakar sebelum masuk ke furnace. Dua sumber aliran udara utama yaitu udara primary dan udara secondary dibantu oleh udara dari Fluiditing Air Blower serta udara dari limestone. Udara primary berasal dari udara luar yang masuk kedalam kipas (fan) kemudian udara dihembuskan menuju turbular air heater terjadi pertukaran panas antara udara primary dengan flue gas. b. Pengaturan penyuplaian udara Pengaturan tekanan udara bebas dikelilingi kita sebut dengan tekanan atsmosfer, besar tekanan atsmosfer adalah 1,023 bar atau 14,7 Psig dan alat ukurnya dinamakan barometer. Titik nol barometer diukur dalam ruangan hampa udara (Hampa mutlak/non absolute). Sedangkan alat ukur yang digunakan untuk mengukur tekanan selain tekanan udara bebas adalah manometer. Tekanan dapat dibedakan menjadi 3 macam yaitu: 1. Tekanan terukur 2. Tekanan Absolute 3. Tekanan Vakum Pada pengaturan tekanan yang sering di jumpai pada pembangkit termal adalah menggunakan metode, sebagai berikut : 1. Kolom Zat Cair 2. Perubahan Element Elastis c. Pengaturan temperatur udara Pengaturan temperatur udara dapat dimonitor dari pengukuran temperature pada boiler overview. Pada pembangkit termal terdapat dua buah alat ukurnya yaitu Thermokopel dan Resistance Temperatur Detector (RTD). Thermokopel terdiri dari dua logam berlainan jenis yang digabungkan dari sumber panas pada ujung yang lain akan menimbulkan tegangan listrik berupa mili volt dan pada Resistance Temperatur Detector (RTD) objek dan pembacaan instrumentasinya berada ditempat yang berbeda atau dapat dikatakan pembacaan jarak jauh dengan menggunakan


40

kawat penghubung yang mempunyai tahanan meskipun kecil (0,008-0,012/meter). 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN Kinerja pada boiler mempunyai parameter seperti rasio dan efisiensi yang berkurang terhadap waktu. Hal tersebut terjadi karena buruknya pada proses pembakaran, dan buruknya kinerja boiler dipengaruhi oleh buruknya kualitas bahan bakar dan air. Neraca panas dapat membantu mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Penelitian analisa efisiens fire tube boiler (Boiler Pipa Api) dilakukan pada boiler yang ada di perusahaan minuman berkarbonasi. Hasil dari analisa di ambil pada kondisi saat ini, dengan menggunakan metode input/output (direct) dan metode kehilangan panas (indirect).

Dimana kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas yang di akibatkan oleh:  Gas cerobong yang kering  Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar  Penguapan kadar air dalam bahan bakar  Adanya kadar air dalam udara pembakaran  Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash  Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash  Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung Tabel 1. Komposisi Gas Alam Methane

CH4

70-90%

Ethane

C2H6

0-20%

Propane

C3H8

0-20%

Butane

C4H8

0-20%

Carbon Dioksida

CO2

0-8%

Oksigen

O2

0-0,2%

Nitrogen

N2

0-5%

Hydrogen Sulphide

H2S

0-5%

Rare Gas

A,He,Ne,Xe

Trace

4.1 Spesifikasi Fire Tube Boiler Jenis Boiler : Fire Tube Boiler (pipa api) Manufaktur : BOSCH type UL-S 10000 Bahan Bakar : Natural Gas Kapasitas Boiler : 10 ton Tekanan Maksimal : 30 bar Temperatur Maksimal : 235 ̊C 4.2 Data Perhitungan Analisa

( (

∶ ( ,

,

Komposisi Gas Alam 100 90 80 70 60

Terendah Tertinggi

50 40 30 20

Efisiensi Boiler =

=

4.3 Komposisi Gas Alam

Persentase

a. Metode input-output (direct) Mencari efisiensi boiler dengan menggunakan metode input-output (direct) dengan data dibawah ini:  Jenis Bahan Bakar Gas Alam  Jumlah Steam (kering) yang dihasilkan 3 ton/h  Tekanan Steam (gauge)/suhu 6,3 bar/120 C  Jumlah Pemakaian Gas 170 Nm3/h  Suhu air umpan 650 C  GCV Gas 12000 Kcal/kg  Entalpy Steam (hg) 2706,3 kj/kg, (646,8 Kcal/kg)  Entalpy air umpan 272 kj/kg, (65 Kcal/kg)

)

)

)

10

x 100

x 100 = 85%

b. Metode kehilangan panas (indirect) Efisiensi dapat dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100% sebagai berikut: Efisiensi boiler (n) = 100 – (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

0 Methane

Ethane

Propane

Butane

Carbon Dioksida

Oksigen

Nitrogen Hydrogen Rare Gas Sulphide

Unsur Kimia

Gambar 2. Komposisi gas alam

ISSN 2089 - 7235

41


4.4 Pengolahan Data

Tabel 4. Hasil Pengukuran flue gas boiler Oxygen % 9,2% percentage 2 CO2 % 6,1% 3 185% ℃ Gas Exhaust Temperature 4 Ambient 33% ℃ Temperature 1

Tabel 2. Data Metode input-output menentukan efisiensi DATA ANALISA BOILER NO.

ITEM

UNIT

OPERASI 10 Ton

1

Steam flow

t/h

3

2

Steam Pressure

Bar

6,3

3

Steam Volume

m3/h

210

4

Natural gas

t/h

0,17

5

Steam Temperature

℃

120

6

Feed Water Temperature

℃

65

7

GCV Natural Gas

Kcal/kg

12000

8

Make Up Water Entalphy

Kcal/kg

65

9

Steam Entalphy

Kcal/kg

646,8

5

Air Humidity

0,018 kg/kg

Tabel 5. Nilai Kalor

ITEM

UNIT

Pembacaan

wt%

75,07

1

LHV

kcal/nm3

12000

2

HHV

kcal/nm3

8000

4.5 Analisa Fire Tube Boiler kapasitas 10 t/h  Tahap 1: Menghitung kebutuhan udara teoritis = [(11,43 x C) + {34,5 x (H2 - O2/8)} + (4,32 x S)] / 100 , = [(11,43 x 75,07) + {34,5 x (22,89 – )}

Tabel 3. Hasil Ultimate Natural Gas NO.

kg/ kg Udara Kering

+ (4,32 x 0)] / 100 , , = = 8,80 kg udara/kg bahan bakar

1

Carbon

 2

Hydrogen

wt%

22,89

3

Sulfur

wt%

0

4

Oxygen

wt%

0,65

Ultimate Natural Gas

Tahap 2: Menghitung persen udara berlebih yang dipasok EA = =



80

,

= 77,96 %

,

Tahap 3 : Menghitung massa udara yang dipasok / kg bahan bakar (AAS) = {1 + EA / 100} x Udara Teoritis

70 60

,

={

wt%

50

= 0,7896 x 8,80 = 6,94 kg udara / kg bahan bakar

40 Nilai Ultimate Natural Gas

30



20 10 0 Carbon

Hydrogen

Sulfur

Oksigen

Tahap 4: Memperkirakan kehilangan panas

=

ISSN 2089 - 7235

seluruh

a. Persentase kehilangan panas karena gas kering cerobong

Unsur Kimia

Gambar 3. Nilai ultimate natural gas

} x 8,80

{

(

)}

m = mass of CO2 + mass of SO2 + mass of N2 + mass of O2

JTM Vol. 04, No. 2, Juni 2015 ,

+

=

+

42

,

(0,092x 32)

= 2,75 + 0 + 6,776 (2,94) = 12,46 kg/kg bahan bakar , , ( ) = x 100 = 3,63 %

Tabel 7. Hasil Analisa Metode Kehilangan panas (indirect)

TAHAPAN Tahap 1

b. Kehilangan panas karena penguapan kadara karena adanya H2 bahan bakar (

= =

) (

,

Tahap 3

)

Tahap 4

= 12,1 % c. Kehilangan panas karena kadar air dalam udara (

= =

,

Tahap 2

,

,

(

)

)

- Loss 1

- Loss 2

x 100

= 0,063 %

- Loss 3

d. Kehilangan panas karena radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung

- Loss 4

Dari data pabrikan dengan nilai diperkirakan =2% efisiensi

dan

rasio

Efisiensi Boiler (n) = 100 - (I + II + III + IV) = 100 – ( 3,63 + 12,1 + 0,063 + 2) = 100 – 17,79 = 82,21 % Rasio penguapan = Panas yang digunakan untuk pembangkit steam/Panas yang ditambahkan ke steam = GCV Bahan bakar x efisiensi / (HHV-LHV) =

,

= 2,4 %

4.6 Evaluasi Hasil Analisa dan Perhitungan

Rasio

SATUAN

Kebutuhan udara teoritis Persentase kelebihan udara yang dipasok (Excess Air) Massa udara sebenarnya yang dipasok / kg bahan bakar (AAS) Memperkirakan seluruh kehilangan panas Persentase kehilangan panas karena gas kering cerobong Kehilangan panas karena penguapan kadar air karena adanya H2 dalam bahan bakar Kehilangan panas karena kadar air dalam udara Kehilangan panas karena radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung Efisiensi Boiler dan Rasio penguapan Boiler Rasio Penguapan Panas

Kg air/ kg fuel

8,80

%

77,96

Kg air/kg fuel

6,94

%

17,793

%

3,63

%

12,1

%

0,063

%

2

%

82,21

%

2,4

Perbandingan Antara Kebutuhan Udara Dengan Massa Udara Yang Di Pasok 10 9 8 Kg air/Kg fuel

Tahap 5: Menghitung penguapan Boiler

Tahap 5

LOAD 10 Ton

DESKRIPSI

7 6 5

Massa Udara

4 3 2 1

Tabel 6. Hasil Analisa Metode input-output (direct) NO 1

DESKRIPSI

PEMBACAAN

SATUAN

Efisiensi Boiler (n)

85

%

0 Kebutuhan Udara Teoritis

Massa Udara Sebenarnya (AAS)

Udara Gambar 4. Perbandingan kebutuhan udara dengan massa udara

ISSN 2089 - 7235

43


6. SARAN

Memperkirakan Seluruh Kehilangan Panas 14 12 Persentase

10 8

Kehilangan Panas

6 4 2 0

Loss 1

Loss 2

Loss 3

Loss 4

Loss Gambar 5. Kehilangan panas a. Surface heat loss Diketahui: Ts = 120 C Ta = 33 C Ditanya: q (surface heat loss) q = 10 + {(Ts-Ta) / 20} x (Ts-Ta) x (4,2/3,6) = 10 + {(120-33) / 20} x (120-33) x (4,2/3,6) = 10 + (4,4 x 101) = 1449,35 Watt/m2 b. Exposed Area for Heat Loss Diketahui: Diameter pipa (d) = 125 mm Panjang Pipa (L) = 150 m Dicari A exposed area for heat loss A = 3,1 x (d/1000) x L = 3,1 x (125/1000) x 150 = 3,1 x 0,125 x 150 = 58,125 m2 5. KESIMPULAN Dari hasil analisa perhitungan-perhitungan yang telah dilakukan pada Ketel Uap (boiler) pipa api dapat disimpulkan sebagai berikut: Bahwa analisa kinerja boiler dapat dimaksimalkan kinerjanya dan efisiensinya meningkat untuk mengurangi pemborosan bahan bakar dengan meningkatkan suhu air umpan menggunakan economizer (Sisa panas yang dikembalikan menjadi feed water).

ISSN 2089 - 7235

Langkah–langkah penghematan energy dapat ditekan dengan meningkatkan efisiensi peralatan. Untuk meningkatkan efsiensi dari boiler dapat dilakukan adalah dengan cara mengurangi faktor – faktor kehilangan panas (Heat Loss). Seperti penurunan 5 persen udara berlebih meningkatkan efisiensi boiler sebesar 1 pesen (atau 1 persen penurunan residu oksigen dalam gas cerobong meningkatkan efisiensi boiler sebesar 1 persen). Juga menurunkan suhu gas buang sebesar 22oC meningkatkan efisiensi boiler 1 persen dan menaikan 6oC suhu air umpan karena penggunaan economizer/ pemanfaatan kembali kondensat, terdapat penghematan bahan bakar boiler 1 persen (energyefficiencyasia) DAFTAR PUSTAKA 1. Djokosetyardjo.M.J, 2006, ’’Ketel Uap’’ Cetakan ke-6, PT Pradnya Paramita, Jakarta. 2. Harijono Djojodihardjo, 1987, “Termodinamika Teknik” PT Gramedia, Jakarta.Karassik, I.J. (1976). Pump Handbook. Mc.Graw-Hill Book Company. New York. 3. Riyaz Papar, P.E., CEM dan Greg Harrell. Ph.D., P.E., 2013 “Industrial Steam System Optimization”. 4. Pedoman Efisiensi Energi untuk industry di Asia. 5. UNEP,2006, “Boiler & Pemanas Fluida Thermis” United Nation Environment Program. 6. Eflita Yohana, 2009. “ Perhitungan Efisiensi dan konversi dari bahan Bakar Solar ke Gas pada boiler Ebara HKL 1800 KA”. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro. 7. Perhitungan Efisiensi Boiler (ASME PTC 4.1) Institut Teknologi Sepuluh November. 8. Henry Yose,2010. “Analisa Efisiensi CFB Boiler Terhadap Kehilangan Panas pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap”. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana.


44

MODIFIKASI MESIN GREASE FILLING MENJADI BERBASIS PLC FX2N-48MR DI PT. X Dindin Komarudin Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana ABSTRAK -- Mesin grease filling adalah mesin yang digunakan untuk memberikan lapisan grease pada oil seal. Pemberian lapisan grease merupakan proses tambahan sesuai dengan permintaan pelanggan. Hampir seluruh mesin grease filling existing di PT. X, menggunakan kontrol konvensional (menggunakan relay). Sedangkan untuk saat ini hampir seluruh mesin yang dibuat untuk PT. X menggunakan PLC. Sehingga pada permintaan mesin selanjutnya dibuat dengan kontrol PLC. Namun dalam pembuatannya tidak ada perubahan langkah kerja mesin. Tujuan utama dari perancangan adalah merancang kontrol mesin grease filling menjadi berbasis PLC FX2N-48MR. Dan mengetahui unjuk kerja hasil rancangan atau modifikasi. Fungsi kontrol mesin ini secara umum adalah untuk membuka dan menutup metering valve. Metering valve berfungsi ketika mendapat tekanan udara dari solenoid valve. Membuka dan menutupnya katup udara bertekanan pada solenoid valve di kontrol langsung oleh PLC. Berdasarkan fungsi tersebut dibuatlah program berupa diagram ladder dengan software programing GX-Developer. Kemudian software tersebut di download ke PLC FX2N-48MR yang sebelumnya telah di rangkai dengan komponen mesin lainnya. Setelah itu, fungsi dari setiap komponen dan program diuji untuk memastikan fungsi dari masing-masing komponen. Pada modifikasi kontrol mesin Grease Filling menjadi berbasis PLC FX2N-48MR, diketahui telah mengurangi komponen timer sebanyak 3 buah dan limit switch 1 buah. Komponen yang tidak digunakan digantikan oleh program pada PLC FX2N-48MR. Penggunaan kontrol mesin dengan PLC FX2N-48MR juga meingkatkan unjuk kerja mesin dibanding versi kontrol mesin konvensional. Pada mode bleeding nilai unjuk kerja menjadi 2,04 detik, disbanding versi konvensional 2,23 detik. Dan pada mode normal cycle – manual nilai unjuk kerja menjadi 2,18 detik, dibanding mode konvensional 2,24 detik. Dan pada mode normal cycle – otomatis nilai unjuk kerja menjadi 2,02 detik, dibanding mode konvensional 2,22 detik. Penggunaan PLC FX2N-48MR juga berpengaruh pada produktifitas mesin. Pada mode normal cycle – manual secara ideal dapat meningkatkan 1769,33 Pcs dan pada mode normal cycle – otomatis secara ideal dapat meningkatkan 6422,26 Pcs. Kemudian penggunaan kontrol mesin berbasis PLC FX2N48MR telah mempermudah pengecekan pada saat terjadi kerusakan mesin. Kata kunci: PLC, unjuk kerja, solenoid valve, metering valve. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Keperluan terhadap mesin grease meningkat seiring bertambahanya kapasitas produksi. Tren menggunaan kontrol saat ini adala menggunakan PLC, selain kemudahan proses engineering terdapat pula kelebihan dalam kemudahan proses perbaikan dan kecepatan unjuk kerja mesin. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, penulis akan mencoba menguraikan rumusan masalah mengenai: 1. Bagaimana merancang kontrol untuk mesin Grease Filling menjadi berbasis PLC FX2N48MR? 2. Bagaimana unjuk kerja mesin Grease Filling hasil modifikasi? 1.3 Batasan Masalah Didalam penulisan Tugas Akhir ini agar pembahasan lebih terarah dan focus maka

penulis hanya akan membatasi masalah hanya pada satu hal yaitu merancang kontrol mesin Grease Filling menjadi berbasis PLC FX2N-48MR di PT. X dengan tidak merubah langkah kerja mesin yang sudah ada. 1.4 Tujuan Perancangan Adapun tujuan perancangan ini adalah : 1. Dapat merancang kontrol mesin Grease Filling menjadi berbasis PLC FX2N-48MR di PT. X. 2. Dapat menjelaskan unjuk kerja mesin hasil modifikasi. 2. KOMPONEN MESIN DAN PRINSIP KERJA Berikut komponen mesin grease filling yang diperlukan untuk membuat mesin: 2.1 Grease Lubricator Pump SKR-110 50PAL Grease lubricator pump SKR-110 50PAL adalah pompa grease yang beroperasi dengan tekanan udara. Pompa ini di rancang untuk mentrasfer grease dalam kemasan pail (ember) 20 liter.

ISSN 2089 - 7235

45


Gambar 3. Prinsip Kerja Solenoid (Prede, 1997:24) 2.3 Dasar Sistem Pneumatik Gambar 1. Grease Lubricator Pump SKR-110 50PAL (YAMADA Grease Lubricator, 2013:1) Prinsip kerja Grease Lubricator Pump SKR110 50PAL adalah ketika mendapat suplay udara bertekanan melalui air supply port, Maka lift assembly yang merupakan silinder penggerak akan menekan pump assembly. Pump assembly kemudian akan menekan inductor plate sehingga grease dalam pail tertekan. Kemudian grease akan naik melalui plunger dan keluar lewat saluran grease outlet. 2.2 Metering Valve Komponen utama yang kedua adalah metering valve, alat ini berfungsi seperti flow regulator. Namun memiliki fungsi spesifik yaitu untuk mengatur aliran fluida khusus grease.

Pneumatik adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari fenomena udara yang dimampatkan sehingga tekanan yang terjadi akan menghasilkan gaya sebagai penyebab gerak atau aktuasi pada aktuator. 2.4 PLC (Programmable Logic Controller) Sebuah PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang ada pada sistem kontrol konvensional. 2.5. Dasar Pemprograman PLC Pada dasarnya PLC tidak dapat melakukan apaapa tanpa adanya program di dalam memori proses. Program ini dapat berupa Ladder diagram ataupun Mneumonic/ Instruction List Program. 2.6 Ladder Diagram PLC Ladder diagram terdiri dari garis vertikal yang di sebut garis bar. Instruksi yang dinyatakan dengan simbol digambarkan dan disusun sepanjang garis horizontal dimulai dari kiri dan dari atas ke bawah. 2.7 Instruction List Language Contoh Logika Ladder PLC

Gambar 2. Metering Valve (YAMADA Metering Valve Manual, 2011:1) 2.3 Katup Solenoid Katup solenoid merupakan bagian dari elektro pneumatic. Solenoid bekerja berdasarkan prinsip dasar electromagnet, apabila konduktor (kabel tembaga) dibentuk menjadi sebuah lilitan (koil) dan arus listrik mengalir melalui konduktor, maka terjadi Electromotive Force (EMF). Garis-garis gaya yang terjadi di sekitar konduktor terpusat dalam suatu kumparan. Bentuk kumparan ini memusatkan EMF dalam satu arah, dimana arah aliran EMF terjadi sepanjang kumparan.

ISSN 2089 - 7235

Gambar 4. Contoh LD dan LDI Instruction


46

3. METODE PERANCANGAN Gambar 5. Contoh AND dan AND NOT Instruction

Gambar 6. Contoh OR dan OR NOT Instruction

(a) OUT

(b) OUT NOT Gambar 7. Contoh OUT dan OUT NOT Instruction

(a) Rissing Edge Pulse (PLS) Instruction

Gambar 11. Flow Chart Kegiatan Perancangan (b) Falling Edge Pulse (PLF) Instruction Gambar 8. Contoh PLS dan PLF Instruction

3.1 Mesin Grease Filling (Existing) Mesin grease filling merupakan mesin sederhana yang fungsinya memberi lapisan grease pada bagian oil seal yaitu bagian alpha lip. Alpha lip merupakan bagian oil seal yang kontak secara langsung dengan poros pada mesin. Fungsi dari grease ini adalah sebagai tambahan pelumasan antara oil seal dan poros. 3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Gambar 9. Contoh Timer dan Counter Instruction

Pada tahap perancangan perangkat lunak, perlu diketahui langkah-langkah mulai dari pemilihan perangkat hingga setting parameter program untuk perangkat. Berikut adalah tahapan pembuatan perangkat lunak untuk memprogram PLC FX2N-48MR: a. Membuka aplikasi GX-Developer b. Membuat proyek baru pada apalikasi GXDeveloper

Gambar 10. Contoh Move Instruction ISSN 2089 - 7235

47


Pada tahap ini klik “PLC series” dan pilih tipe FXCPU. Dan pada “PLC type” pilih FX2N(C), kemudian klik “OK”

b. Penggunaan kontrol PLC FX2N-48MR pada mesin grease filing meningkatkan nilai unjuk kerja mesin dari yang sebelumnya menggunakan kontrol konvensional. Sehingga meningkatkan produktifitas mesin. c. Penggunaan PLC FX2N-48MR pada mesin grease filling dapat membantu mempermudah pengecekan mesin pada saat terjadi kerusakan. DAFTAR PUSTAKA

Gambar 12. Penentuan Perangkat PLC 3.4 Memulai pembuatan ladder di halaman pemograman

Gambar 13. Pembuatan Program PLC 3.5 Memberikan keterangan (comment) pada setiap perintah input (X) maupun output (Y) Klik menu “Device Comment” untuk memberikan keterangan.

Gambar 14. Pemberian keterangan pada input (X) dan output (Y) PLC Setelah pemograman selesai akan dihasilkan rangkaian diagram ladder. 4. KESIMPULAN a. Modifikasi kontrol mesin grease filling menggunakan PLC FX2N-48MR pada mesin grease filling memiliki langkah kerja yang sama dengan kontrol mesin versi konvensional. Namun dapat bisa mengurangi 3 komponen timer dan 1 limit switch. ISSN 2089 - 7235

1. Engineering Department PT. X. 2004. Grease Filling Manual Book. Bekasi: PT. X. 2. Education Department PT. X. 2005. Departement Section & Organization Training ( DSOT). Bekasi: PT. X. 3. Yamada. 2013. Instruction Grease Lubricator. Yamada Corp: Tokyo 4. Yamada. 2011. Instruction Metering Valve. Yamada Corp: Tokyo 5. Omron Data Sheet. 2009. General Purpose Relay. Omron Electronic Component: Schaumburg. 6. Omron Data Sheet. 2009. Digital Timer H5N. Omron Corporation: http://www.i a.omron.com 7. Omron Data Sheet. 2009. Multifunction Counter/Tachometer H7CX. Tokyo: Omron Corporation. 8. Keyence Manual. 2002. PZ2 Series Manual. Osaka: Keyence Corporation. 9. Ariosuko. 2010. Pneumatik Hidrolik – Modul 12. Jakarta: Universitas Mercu Buana. 10. SMC Product Catalogue. 2010. Pressure Gauge for General Purpose. USA: SMC. 11. Prede, G. dan Scholz D. 1997. Electropneumatic Basic level. Denkendorf.: Festo. 12. Ebel, Frank. Croser, peter. 2002. Pneumatic Basic Level. Denkendorf.: Festo. 13. Sugihartono. 1985. Dasar-dasar kontrol pneumatik. Bandung: Tarsito. 14. Mitsubishi Electric Industrial Automation. 2001. Melsec FX2N Series Prorammable Controller Hardware Manual. RatingenGermany: Mitsubishi Electric EUROPE. 15. Mitsubishi Electric Industrial Automation. 2011. GX Works 2 Programing Documentation System. Tokyo-Japan: Mitsubishi Electric. 16. Wirawan. Pramono. 2004. Bahan Ajar Pneumatik-Hidrolik. Semarang: UNES. 17. Parr, Andrew. 1998. Hydraulics And Pneumatics, A Technician And Engineer’s Guide.Elsevier Ltd. UK: Oxford. 18. Mitsubishi Electric Training Manual. 2006. FX-Series PLC Training Manual using GXDeveloper. Mitsubisi Electric Coorporation. 19. Omron Training. 2009. PLC Basic & HMI Training Manual. Jakarta: PT. Omron Electronics.


48

PERANCANGAN SPIRAL OIL GROOVE TOOL PADA MESIN BUBUT MANUAL Ravandi Prodi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Abstrak -- Spiral oil groove tools adalah alat bantu industri manufaktur untuk membuat berbagai macam jenis alur oli pada bantalan luncur yang digunakan pada mesin bubut manual. Jenis alur oli yang dapat dibuat adalah figure eight dan double figure eight dengan pitch alur oli 50mm s/d 150mm dan diameter dalam bantalan luncur 50mm s/d 200mm. Dimana dengan alat tersebut tidak memerluikan keahlian khusus sehingga dapat membantu industri manufaktur lebih mudah dalam pembuatan alur oli pada bantalan luncur serta dapat menekan biaya produksi. Kata Kunci: alat bantu mesin bubut manual, bevel gear, poros, Biaya roduksi, Gaya pada bantalan

1. PENDAHULUAN Dewasa ini banyak sekali perusahaan industri yang sedang tumbuh pesat. Banyaknya industri ini tentu akan membuat persaingan antar industri semakin sengit. Setiap industri tentunya harus mempunyai kelebihan di banding industri lainnya tentunya dalam bidang mutu dan kualitas produk.Tentunya perlu didukung dengan mesin – mesin yang mampu dalam membuat suatu produk. Pada Bantalan luncur (Bushing) terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. Agar bisa memberi pelumasan pada batalan, maka pada bushing diperlukan adanya alur oli (groove oil). Dengan alur oli tersebut pelumasan antara permukaan poros dengan bushing akan lebih merata sehingga dapat memaksimalkan mengurangi terjadinya gesekan antara permukaan poros dengan permukaan bushing. Adapun jenis alur oli pada bantalan luncur (bushing) yang dipakaiadalah sebagai berikut:

loop, figure eight dan double figure eight.Oleh karenanya penelitian ini dimaksudkan untuk merencanakan/membuat spiral oil groove tools.. Dimana spiral oil groove tools adalah alat bantu pembuat alur oli pada bantalan luncur yang dapat digunakan pada mesin bubut manual. Spiral oil groove tools adalah alat bantu industri manufaktur untuk membuat berbagai macam jenis alur oli pada bantalan luncur. Jenis alur oli yang dapat dibuat adalahfigure eight dan double figure eight. Dimana dengan alat tersebut kita bisa menekan biaya produksi. Alur pengerjaanya dimulai bushing polos tanpa alur oli kemudian dibuat alur oli pada mesin bubut manual dengan menggunakan spiral groove oil tools maka jadilah bantalan luncur. Dengan demikian maka diagram alurnya adalah sebagai berikut:

Bushing Polos Tanpa Alur Oli

Mesin Bubut Manual Dengan Menggunakan spiral groove oil tools

Bantalan Luncur

Gambar 2. Diagram alir pembuatan bantalan luncur

Gambar 1. Macam – macam alur oli pada bantalan luncur [7] Di indonesia masih sedikit industri manufaktur yang bisa membuat alur oli pada bantalan luncur ( bushing )terutama alur oli jenis single loop, double

Industri manufactur yang tumbuh di Indonesia mayoritas industri berskala kecil dan menengah yang tersebar di beberapa wilayah, sehingga tak heran jika industri manufactur diindonesia hanya sedikit yang bisa membuat alur olijenis figure eight dan double figure eightsehingga industri kita sulit untuk bersaing dengan produk luar negeri. Berikut beberapa alasan industri manufactur Indonesia sulit bersaing dengan produk luar:  Dalam proses pengerjaanya memerlukan biaya produksi yang tinggi, karena proses pengerjaanya menggunakan mesin CNC 5 Axis, dimana dalam pengerjaanya menggunakan tools jenis ballnose sehingga membutuhkan biayatools yang mahal namun proses pemakanan pisau ballnose max. 0.1mm sehingga memerlukan waktu yang ISSN 2089 - 7235

49




lama dalam proses pembuatan alur oli padabantalan gelinding. Dalam proses pengerjaanya memerlukan keahlian khusus, karena dalam proses pengoprasian mesin CNC 5 axis operator memerlukan keahlian software pendukung terutama software CAD&CAM untuk mandapatkan G-Code untuk mengoperasikan mesin CNC.

Tabel 1. Analisa Morphology Chart atas Konsep Design Produk

Gambar 3. Fishbone Diagram Permasalahan Industri Manufactur di Indonesia 2. PREPARASI PROSES PERANCANGAN Proses perancangan diawali dengan tahapan konseptual desain, konseptual desain dari produk didasari atas fungsi kerja dari produk yang akan dikembangkan dimana, prototype spiral oil groove tools yang akan dikembangka diharapkan mampu mengerjakan alur oli jenis figure eight dan double figure eightsecara sederhana dapat dijelaskan melalui analisa Fishbone Diagram dibawah ini.

Selanjutnya, sebagai tahapan proses didalam pengembangan tools ini, secara sederhana digambarkan kedalam alur proses berupa Flow Chart yang dijelaskan pada gambar dibawah ini. Dimana alur proses ini digunakan sebagai guide didalam proses pengembangan tools pembuat alur oli yang dapat digunakan pada mesin bubut manual yang kemudian dijabarkan lebih terperinci pada setiap tahapan yang dikerjakan.

Gambar 3. Analisa Fishbone Diagram atas rancangan produk yang akan dikembangkan Analisa menggunakan Fishbone Diagram diatas kemudian di jabarkan secara lebih terperinci menggunakan analisa Morphology Chart Diagram seperti yang ditunjukan oleh Tabel 1 dibawah ini, sehingga dapat diperoleh beberapa solusi alternatif yang terbaik yang berpotensi untuk diterapkan dan diaplikasikan. ISSN 2089 - 7235

Gambar 4. Flow Chart Pengembangan Prototype spiral oil groove tools


2.1 Alternatif Desain Prototyping spiral oil groove tools Desain prototype spiral oil groove tools dilakukan untuk menggambarkan detail desain dari model spiral oil groove tools yang akan dikembangkan. Setiap bagian dari komponen dari mesin spiral oil groove toolsdi buat dalam format gambar detail sehingga memudahkan proses perancangan dan juga memberikan ilustrasi gambaran dari hasil produk ketika diassembly seperti terlihat pada gambar Assembly dan gambar kerja pada Gambar 5 dibawah ini.

50

penelitian ini proses pembuatan alur oli menggunakan mesin bubut manual dengan alat bantu spiral oil groove tools oleh karenanya pada penelitian ini perlu dihitung biaya produksi pembuatan alur oli pada bantalan luncur. a. Biaya produksi dengan mesin CNC 5 Axis Pada proses pembuatan alur oli pada bantalan luncur sebelum perancangan ini menggunakan mesin CNC 5 axis untuk membuat alur oli pada bantalan luncur jenis figure eight dengan jarak alur oli (pitch) 70 mm dengan diameter dalam bantalan luncur 80 mm menggunakan CNC 5 axis memerlukan waktu 30 menit. Pada proses ini menggunakan tools ballnose diameter 12 mm, panjang tools 100 mm dengan pemakanan 0.05 mm. Untuk harga tools ballnose diameter 12 mm panjang 150 mm adalah Rp 300.000/pcs dimana biaya sewa mesin CNC 5 axis adalah Rp 150.000/jam. Maka:

Biaya produksi = Biaya sewa mesin x Lama pengerjaan Biaya produksi = Rp 150.000 Biaya produksi =

Gambar 5. Alternatif Design Prototype Spiral Groove Oil Tools

x

0,5

Rp 75.000

Berdasarkan perhitungan diatas maka biaya produksi pembuatan alur oli pada bantalan luncur dengan menggunakan CNC 5 axis adalah Rp 75.000/pcs. b. Biaya produksi dengan mesin bubut manual Pada proses pembuatan alur oli pada bantalan luncur setelah perancangan ini menggunakan mesin bubut manual dengan alat bantu spiral oil groove tools untuk membuat alur oli pada bantalan luncur jenis figure eight dengan jarak alur oli (pitch) 70 mm dengan diameter dalam bantalan luncur 80 mm menggunakan mesin bubut manual memerlukan waktu 15 menit. Pada proses ini menggunakan alat bantu spiral oil groove tools dimana untuk mata pisaunya menggunakan limbah carbide endmill atau ballnose diameter 10 mm, sehingga tidak ada biaya pembelian mata pisau. Biaya sewa mesin bubut manual adalah Rp 50.000/jam. Maka :

Gambar 6. Design Spiral Oil Groove Tools 2.2 Biaya produksi pebuatan alur oli pada bantalan luncur Setelah proses rancang bangun (Prothotyping) langkah berikutnya adalah menghitung biaya produksi dalam pembuatan alur oli pada bantalan luncur. Dimana sebelum adanya spiral oil groove tools proses pembuatan alur oli pada bantalan luncur menggunakan CNC 5 axis. Setelah adanya

Biaya produksi = Biaya sewa mesin x Lama pengerjaan Biaya produksi = Rp 50.000 x

0,25

Biaya produksi = Rp 12.500 Berdasarkan perhitungan diatas maka biaya produksi pembuatan alur oli pada bantalan luncur dengan menggunakan mesin bubut manual dengan alat bantu spiral oil groove tools adalah Rp 12.500/pcs. ISSN 2089 - 7235

51

Dengan demikian maka biaya produksi dalam pembuatan alur oli pada bantalan luncur jauh lebih murah 83% jika proses pembuatanya menggunakan mesin bubut manual dengan alat bantu spiral oil groove tools. 3. KESIMPULAN Kesimpulan dari penulisan laporan tugas akhir diatas antara lain: 1. Terciptanya spiral oil groove tools untuk alat bantu mesin bubut manual dalam membuat alur oli jenis figure eight dan double figure eight. 2. Dengan alat ini industri manufaktur lebih mudah dalam membuat alur oli. 3. Dengan adanya alat ini maka biaya produksi dalam proses pembuatan alur oli pada bantalan luncur menjadi lebih rendah. DAFTAR PUSTAKA 1. Jalaluddin, IR.Umar.( 2009 ). Teori Mekanika Dan Analisis Kekuatan Bahan. Yogyakarta : Pustaka Pelajar. 2. Sularso & Suga, kiyokatsu. ( 2004 ). Design Of Machine Elements. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

ISSN 2089 - 7235


3. L.Mott, Robert. ( 2004 ) . Elemen – Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis. Yogyakarta : Andi. 4. Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. ( 2005 ). A Textbook Of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House (Pvt.) Ltd. 5. Dahlan M.Sc, Prof. Dr. Ir. Dahmir. ( 2012 ). Elemen Mesin. Jakarta : Citra Harta Prima. 6. Marjuki, Tejo & Fianel, Armen. ( 2013 ). Buku Tabel Teknik Mesin. Malang : Gunung Samudra. 7. http://www.spectrummachine.com/images/br onze_oil_groove.gif 8. http://www.globalspec.com/ImageRepository/ LearnMore/20123/Deepgroove-ballbearing0ec9d7ae482841d2a3bf89ee1317fd5 d.png 9. http://image.slidesharecdn.com/mekanikaper mesinan-130212091635phpapp02/95/mekanika-permesinan-19638.jpg?cb=1360682233 10. http://www.kitagawaeurope.com/manualchucks/3-jaw-scroll-chucks/sc-jn/sc-3f


52

PERANCANGAN TORQUE LIMITER CLUTCH PADA MESIN BODYMAKER AUTOMATIC WELDING Daniel Dwiyanto Jurusan Tehnik Mesin, Fakultas Tehnik, Universitas Mercu Buana ABSTRAK--Mesin bodymaker Automatic welding adalah mesin welding otomatis untuk pembuatan kaleng kemasan. Pada mesin mesin tertentu masih menggunakan system arus dalam memproteksi mesin terhadap overload yang terjadi. Namun pada praktek dilapangan system ini kurang maksimal dalam kinerjanya, jika mesin terjadi overload mesin tidak berhenti.Oleh karenanya perlu ditambahkan elemen mesin yang lain yang bisa secara otomatis menghentikan mesin saat overload terjadi. Berdasarkan hal tersebut diatas pada kesempatan ini saya ingin merancang torque limiter clutch. Dengan mengumpulkan data tentang spesifikasi motor penggerak utama maka akan dapat dirancang dan dihitung berapa dimensional komponen komponen, gaya maupun torsi yang bekerja, serta desain poros pada torque limiter clutch. Dengan perhitungan teoritis yang benar akan mendapatkan desain torque limiter clutch yang optimal, efisien sesuai dengan kapasitas mesin dikerjakan, kemudian proses perancangan dilanjutkan dalam bentuk gambar tehnik secara detail dan terperinci menggunakan software autocad 2007. Dari seluruh perhitungan perancangan diperoleh hasil bahwa mesin akan berhenti setelah overload terjadi pada 0,626 x 103 N.mm. Dalam proses kerjanya spring memegang peranan paling penting karena harus dapat menahan ball agar tidak keluar dari lubang flange pada putaran normal dan membiarkan ball keluar dari lubang flange saat overload terjadi. Kata kunci: clutch, overload, torqoue limiter clutch, bodymaker automatic welding 1. PENDAHULUAN

penyelesaian rumusan masalah diatas seperti terlihat pada Gambar 1 berikut:

Perkembangan tehnologi permesinan sangat cepat dan improvement terus menerus dilakukan untuk memperoleh kehandalan mesin yang tinggi yang tentunya ditunjang safety yang ketat juga. Terlebih setiap elemen mesin dirancang dengan perhitungan yang teliti untuk mendapatkan performa mesin yang optimal sehingga menghasilkan produk berkualitas tinggi di dunia industry manufaktur. Pada mesin – mesin konvensional di industry pembuatan kaleng kemasan khususya pada mesin bodymaker automatic welding, proteksi terhadap overload mesin masih menggunakan system arus pada motor penggerak. Namun pada praktek dilapangan sisitem ini kurang maksimal dalam kinerjanya, jika terjadi overload mesin tidak berhenti. Hal ini bisa berakibat fatal karena bisa mengakibatkan kerusakan pada elemen – elemen mesin yang lain. Oleh karenanya perlu ditambahkan elemen mesin yang bisa secara otomatis menghentikan mesin saat overload terjadi. Berdasarkan hal tersebut diatas pada kesempatan ini saya ingin merancang Torque Limiter Clutch. 2. METODE PENELITIAN Pada penelitian ini akan dilakukan perhitungan berapa dimensional komponen - komponen, gaya - gaya maupun torsi yang bekerja, serta diameter poros pada torque limiter clutch. Adapun langkah – langkah yang akan dilakukan guna memenuhi tujuan penelitian dan

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian ISSN 2089 - 7235

53


3. PERHITUNGAN DAN ANALISIS

pada alurnya. Untuk menghitung total tekananspring pada ball adalah sebagai berikut:

3.1 Menghitung torsi motor Torque limiter clutch bekerja meneruskan torsi yang diterima dari motor penggerak kemudian diteruskan ke elemen mesin yang lain yang terdapat pada mesin automatic welding. Untuk itu dengan diketahuinya daya dan rpm motor maka akan bisa dihitung berapa torsi yang dihasilkan oleh motor, sebagai berikut:

Fs = Ft [(cosα-µsinα / sinα + µcosα)- µ] µ= 0.08 α= 45

(3)

= 15,65 [(cos45—0,08sin45/sin45 + 0,08cos45) - 0,08] = 15.65 (0,77) = 12,05 N 3.4 Tekanan spring pada tiap ball (F)

Power=

(1)

T= ,

=

.

,

= = 0,501 N.m = 0,501 x 103 N.m

Tekanan spring pada tiap ball dapat dihitung dengan membagi total tekanan spring dengan jumlah ball (3 pcs) pada clutch. F = Fs/Zb (4) = 12,05/3 = 4,01 N

Berdasarkan perhitungan perancangan clutch yang terdapat pada buku machine design (2005) karangan Khurmi Ghupta, J.K, India, menyebutkan bahwa Tdesign = 1.25 x T. Jadi jika mesin 25% overload maka Tdesign = 1,25 x T = 1,25 x 0,501 x 103 = 0,626 x 103 N.mm 3.2 Menghitung gaya tangensial pada balls (Ft) Dengan diketahuinya torsi yang dihasilkan oleh motor penggerak, maka akan dapat dihitung gaya tangensial pada balls (Gambar 2). Ditentukan diameter pengaturan letak ball (D) adalah 80 mm Gambar 3. Tekanan spring pada ball Ft= (

(

) ,

= = 15,65 N

(2) )

3.5 Kekakuan spring (Ks) Material yang digunakan pada spring adalah carbon steel. Dari tabel disebutkan carbon steel mempunyai modulus rigidity 80 kN/mm2 = 80000 N/mm2 Sehingga kekakuan spring dapat dihitung: Ks = =

.

(5) . .

.

= = = 23,04 N/mm Ks per lilitan aktif adalah 23,04 / 4 = 5,76 N/mm 3.6 Kompresi spring untuk menekan ball (δ1) Gambar 2. Gaya Tangensial pada ball 3.3 Total tekanan spring pada balls (Fs) Dengan spring dikompres menghasilkan tekanan, kemudian spring menekan ball agar senantiasa

ISSN 2089 - 7235

Berapa panjang kompresi spring juga dapat dihitung dengan: δ1 = F/Ks (6) = 12,05 / 5,76 = 2,09 mm


54

Beban mesin saat beroperasi tidak konstan, sehingga perlu toleransi yang sesuai pada perancangan untuk mengatasi fluktuasi beban. Untuk perancangan poros,hal yang sangat berpengaruh adalah torsi dari kopling. Dalam perhitungan harga torsi gesek adalah 0,501 x 103 N.mm. Material yang dipakai pada poros adalah AISI 4340 COLD DRAWN dengan σyp = 682,8 Mpa. Power= (11) T= ,

= ,

Gambar 4. Compression Nomenclature spring 3.7 Gerakan ball ketika clutch slip (δ2) Ketika mesin terjadi overload yang mana lebih besar dari settingan torsi, ball keluar dari dudukannya mendorong pressure plate dancylindrical body ke dalam sebuah posisi sehingga balls menjauh dari dudukan base flange dan torque limiter bergerak bebas pada bearing. Gerakan ball saat clutch slip dapat dihitung dengan:

,

= = 0,501 N.m

= 0,501 x 103 N.mm

Jika mesin 25 % overload, maka Tdesign = 1,25 x T = 1,25 x 0,501 x 103 = 0,626 x 103 N.mm

3.8 Maximum deflection spring (δmax)

Dengan diketahuinya rumus: Tdesign = π/16 x(τ x d3) 0,626 x 103 = 3.14/16 x (682,8 x d3) 626000 = 0.19 x 682,8 x d3 d3 = 626000 / 129,7 = 4826,5 d = ∛4826,5 = 16.9 = 17 mm Jadi diameter poros torque limiter clutch adalah 17 mm

Jadi maximum deflection dapat dihitung:

4. PEMBAHASAN

δ2 = d/{2x(1–cosα)} = 12 / {2 x (1 – cos α)} =12 / 6,8 = 1,7 mm

(7)

δmax=δ1+δ2 = 2,09mm + 1,7mm = 2,26 mm

(8)

3.9 Panjang bebas spring (Lf) Panjang bebasspring tanpa dihitung dengan = Lf = n’d+δmax+(n’-1) n’ = n + 2 =4+2 =6 Lf = n’d + δmax + (n’-1) =6 x 6 + 4,71 + (6-1) = 45,71 mm 3.10 Pitch of spring (p) P =Lf/(n-1) = 45,71 / (4-1) = 17,71mm 3.11 Desain poros

tekanan

dapat (9)

(10)

Dari perhitungan perancangan diatas dapat diketahui bahwa motor penggerak mesin bodymaker automatic welding: 1. Berdasarkan perhitungan perancangan pada point 4.1.1 dengan data – data yang ada, maka diperoleh hasil bahwa desain torsi pada torque limiter clutch lebih besar dari torsi motor, sehingga torque limiter clutch aman saat torsi berlebih, sekaligus mesin body maker automatic welding akan berhenti saat terjadi overload. 2. Berdasarkan perhitungan perancangan pada point 4.1.2 – 4.1.6 dengan data – data yang ada, maka diperoleh hasil bahwa spring dengan nilai kekakuannya mampu menahan gaya tangesial ball yang berarti torque limiter clutch dapat berputar secara normal saat engaged. 3. Berdasarkan perhitugan perancangan dan dengan data – data yang ada, maka diperoleh hasil bahwa saat torque limiter clutch slip, spring dapat mengkompres sejauh gerakan ball ketika clutch slip.

ISSN 2089 - 7235

55


5. KESIMPULAN Dalam perancangan torque limiter clutch ini dapat diambil kesimpulan: 1. Torque limiter clutch ini mempunyai konstruksi yang cukup sederhana yang tidak memerlukan perawatan secara mekanik. 2. Spring memegang peranan yang sangat penting dalam kinerja torque limiter clutch. 3. Motor penggerak mesin berhenti saat overload terjadi yaitu saat torsi mencapai 0,626 x 103 N.mm. 4. Mesin akan terhindar dari kerusakan elemen mesin akibat overload yang terjadi. DAFTAR PUSTAKA 1. Khairnar. S., & Shelke.S.N . (2014). Design development, testing and analysis of torque limiter for overload protection. International journal of innovation in engineering research & management ISSN:2348-4918, volume I, 2014 2. Labade, K.K.C., & Devarapalli, R. (2014). Torque tender / Limiter for overloadshaft. International journal of innovation in engineering research & management ISSN:2278-0181, volume 3 Issue 8

ISSN 2089 - 7235

3. Mayr PowerTransmissions (2009). The perfect torque limiter clutch. Retrieved from http://www.mayr.com 4. Moldovean. G., Popa. S.,& Huidan. L. (2010). Load in the disengaging process of the safety clutch with radially disposed balls and double punctiform contact. Machine Design. Novi Sad. ADEKO 5. Popa.S., Moldovean.G., & Efitimie.E. (2014). Torque transmitted by safety clutches with balls and spherical rabbet radialdisposed. Annals of the Oradea university, Fascicle of management and technological engineering. 6. R.S.Khurmi & J.K.Ghupta. (2005). Machine Design. India. Eurassia Publishing House 7. R + W Coupling Technology. (2011).Torque Limiter Clutch.Retrieved from http://www.rwcouplings.com 8. Sularso. (1978). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Jakarta. Pradnya Paramita


56

ANALISA PERHITUNGAN BEBAN COOLING TOWER PADA FLUIDA DI MESIN INJEKSI PLASTIK Raden Suhardi Putra Jurusan Tehnik Mesin, Fakultas Tehnik, Universitas Mercu Buana ABSTRAK--Dalam penggunaan material plastik sebagai komponen dan spare part, dan di industri otomotif kini banyak menggunakan mesin pencetak palstik dalam pembuatan produk. Pada proses pencetakan plastik diperlukan pendinginan baik itu mesin dan juga cetakannya (mold) agar terhindar dari kerusakan atau deffect yang terjadi akibat suhu yang terlalu panas sehingga mengakibatkan terganggunya proses pencetakan. Salah satu proses pendinginannya adalah menggunakan sistem cooling tower sebagai alat dan air sebagai media fluidanya, yang berguna untuk menjaga dan menstabilkan suhu pada mold dan mesin. Dalam proses pendiginannya, Cooling Tower memiliki beban, effisiensi, penggunaan make-up water dan persentasinya, serta effek yang diakibatkan jika suhu mesin terlalu panas pada mold atau mesin. Pada analisa didapatkan suhu maksimal yang baik untuk cooling tower dari segi beban, effisiensi, make-up water, dan effek nya agar proses pencetakan dapat berjalan dengan baik. Effisiensi (%) yang baik untuk beban cooling tower pada analisa adalah suhu T1db 33°C kelembapan 80%, dan suhu T2db 36°C kelembapan 90%. Make-up water yang paling ekonomis pada cooling tower pada analisa dengan suhu T1db 33°C dan T2db 36°C dengan kelembapan 80%, dan 90%. Kata kunci: Plastik, Suhu, Cooling tower ABSTRACT--In Plastic materials as components and spare parts is a commonplace. Similarly, the automotive industry now widely uses the plastics molding-machine in the making process of their products. It takes the cooling stage in the plastic molding-process, both for the machinery and the molding tool; to avoid damage or defect caused by the extreme heat that can lead to disruption of the molding process. One of the cooling process is by using a Cooling Tower system as the tool, and also the water as the fluid medium. It is intended to maintain and stabilize the temperature of the molding equipment and the machinery. In the process of cooling, the Cooling Tower has a load, efficiency, the using of make-up water and its percentages, and also the effects that may occur if the temperature of the engine is too hot in the molding tools or in the machinery. In the analysis, the authors found the maximum temperature limit for the Cooling Towers in terms of the load, efficiency, make-up water, and the effect; which aims to make the printing process can run well. For the load of the Cooling Tower, the temperature is at T1db 33°C with the 80% humidity, and the temperature of T2db 36°C with the 90% humidity. Keywords: Plastics, Temperature, Cooling Towe 1. PENDAHULUAN Menurut EL.Wakil, menara pendingin didefinisikan sebagai alat penukar kalor yang material fluida kerjanya adalah air, dan udara yang berfungsi mendinginkan air dengan kontak langsung dengan udara yang mengakibatkan sebagian kecil air menguap. Pada kebanyakan menara pendingin yang dipakai pada sistem pendinginan udara menggunakan sistem pompa sentrifugal untuk menggerakkan air vertikal melintasi menara. Prestasi menara pendingin biasanya dinyatakan dalam range dan approach seperti Gambar 1 Cooling tower juga dimanfaatkan dalam upaya peningkatan produktifitas serta efisiensi pada proses produksi mesin di industri. Karena dalam beberapa hal di industri dibutuhkan tingkat efisiensi dan temperatur yang sesuai agar dapat bekerja secara optimal. Untuk dapat menghasilkan suhu yang diinginkan, maka peralatan yang akan digunakan harus memenuhi

kapasitas yang sesuai dengan beban pendinginan yang dimiliki oleh mesin yang digunakan. Range

(masuk) ke menara

(keluar)

dari

menara

menara

Approach

Suhu wet bulb (ambient)

Gambar 1. Range dan Approach temperatur pada menara pendingin Fluida yang keluar dari hasil proses pendinginan pada mesin injeksi plastik, mempunyai suhu panas atau besar. Sehingga diperlukannya pendinginan agar fluida dari proses mesin tersebut dapat digunakan kembali dengan suhu yang stabil. Fluida disini merupakan air yang mana pada sistem refrigerasi berkapasitas ISSN 2089 - 7235

57


sedang dan besar air sebagai media pendingin kondenser. Hal ini dikarenakan air memiliki kemampuan pemindahan kalor yang lebih baik.Kondenser berpendingin air berdasarkan cara kerjanya memiliki dua klasifikasi. Fungsi dari cooling tower atau menara pendingin adalah untuk menurunkan suhu aliran fluida baik itu air, ataupun oil dengan cara mengekstraksi panas dari fluida dan mengemisikannya ke atmosfer. Setelah melalui kondenser, temperatur air akan naik karena menyerap sejumlah kalor dari refrigerant di Kondenser, temperatur air akan naik karena menyerap sejumlah kalor dari refrigerant di kondenser. Air panas ini lalu masuk melalui hot water inlet port pada cooling tower untuk seterusnya naik kebagian atas cooling tower tersebut. Air kemudian keluar melalui lubang-lubang yang ada pada sprinkler. Sprinkler akan berputar sambil melepaskan air dan mendistribusikannya secara merata dibagian atas cooling tower. Air yang keluar dari sprinkler ini kemudian masuk ke water column dan bersinggungan dengan aliran udara yang arahnya berlawanan (air panas turun kebagian bawah cooling tower, sementara udara masuk dari bagian bawah untuk seterusnya keluar dari bagian atas). Pada saat persinggungan antara air dan udara, sejumlah kalor akan dilepaskan oleh air yang bertemperatur lebih tinggi ke udara yang bertemperatur lebih rendah. Sehingga mengakibatkan temperatur air akan turun. Temperatur air yang sudah dingin ini kemudian ditampung dibagian bawah cooling tower (basin) untuk kemudian disirkulasikan lagi menuju kondenser agar dapat menyerap kalor lagi. Pada saat persinggungan air dan udara, sujumlah air akan ikut terbuang ke udara, sehingga volume air akan berkurang. Untuk mengatasinya, maka make-up water yang dihubungkan dengan jalur air domestik (PAM) dengan dilengkapi pelampung akan tetap menjaga agar level air di penampung tidak berkurang,seperti Gambar 2.

Gambar 2. Prinsip Kerja Cooling Tower

ISSN 2089 - 7235

Komponen cooling tower (pada proses mesin injeksi plastik) jenis aliran angin tarik (induced draft counterflow cooling tower) secara garis besar adalah: a. Kipas (fan) Merupakan bagian terpenting dari sebuah menara pendingin karena berfungsi untuk menarik udara dingin dan mensirkulasikan udara tersebut di dalam menara untuk mendinginkan air. Jika kipas rusak atau tidak berfungsi maka kinerja menara pendingin tidak maksimal. Kipas digerakkan oleh motor listrik dan di kopel langsung oleh poros kipas. b. Kerangka pendukung menara (tower supporter) Berfungsi untuk mendukung menara pendingin agar dapat berdiri kokoh dan tegak.Tower supporter terbuat dari baja. c. Rumah menara pendingin (casing) Rumah menara pendingin harus memiliki ketahanan yang baik terhadap segala cuaca dan life time yang lama. Casing terbuat dari seng. d. Pipa sprinkler Merupakan pipa yang berfungsi untuk mensirkulasikan air secara merata pada menara pendingin, sehingga perpindahan kalor air dapat efektif dan efisien. Pipa sprinkler dilengkapi lubang-lubang kecil untuk menyalurkan air. e. Penampung air (water basin) Water basin berfungsi untuk pengumpul air sementara yang jatuh dari filling material sebelum disirkulasikan kemabali ke kondenser. Water basin terbuat dari seng. f. Lubang udara (inlet louver) Berfungsi sebagai tempat masuknya udara melalui lubang-lubang yang ada. Melalui inlet louver akan terlihat kualitas dan kuantitas air yang akan didistribusikan. Inlet louver terbuat dari seng. g. Bahan pengisi (filling material) Filling material merupakan bagian dari menara pendingin yang berfungsi untuk mencampurkan air yang jatuh dengan udara yang bergerak naik. Air yang masuk mempunyai suhu yang cukup tinggi akan disemprotkan ke filling material. Pada filling material inilah air yang mengalir turun menuju water basin akan bertukar kalor dengan udara segar dari atmosfer yang suhunya. Oleh sebab itu, filling material harus dapat menimbulkan kontak yang baik antara air dan udara agar terjadi laju perpindahan kalor yang baik. Filling material harus kuat, ringan dan tahan lapuk. Filling material ini mempunyai fungsi memecah air menjadi butiran-butiran tetes air dengan maksud memperluas permukaan pendinginan sehingga proses perpindahan panas dapat dilakukan seefisiensi mungkin


58

Tabel 1. Kebutuhan Fill Material (Ramarao dan Shivaraman2004)

Rasio l/g yang mungkin Luas perpindahan panas efektif (m2/m3) Kebutuhan tinggi bahan pengisi (m)

Gambar 3. Konstruksi Cooling Tower Jenis bahan pengisi dapat dibagi menjadi 3 yaitu: 1. Bahan pengisi jenis percikan (splash fill) Jenis bahan ini adalah air jatuh diatas lapisan yang berurut dari batang pemercik horisontal, yang secara terus menerus pecah menjadi tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. Luas permukaan butiran air adalah luas permukaan perpidahan kalor dengan udara. Bahan pengisi percikan dari plastik memberikan perpindahan kalor yang lebih baik, dapat dilihat pada Gambar 4. 2. Bahan pengisi jenis film (film fill) Bagian ini terdiri dari permukaan lapisan plastik tipis dengan jarak berdekatan dimana diatasnya terdapat semprotan air, membentuk lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan udara. Ada banyak macam bentuk seperti: datar, bergelombang, berlekuk dan bentuk lainnya. Pada bahan pengisi film, air membentuk lapisan tipis pada sisi-sisi lembaran pengisinya. Luas permukaan dari lembaran pengisi adalah luas perpindahan kalor dengan udara sekitar. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan kalor yang sama dalam volume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash, dapat dilihat pada Gambar 5. 3. Bahan pengisi sumbatan rendah (Low clog film fill) Jenis pengisi ini dengan ukuran flute yang lebih tinggi, saat ini sedang dikembangkan untuk mengatasi air yang keruh. Jenis ini merupakan pilihan terbaik untuk jenis air yang berasal dari laut karena adanya penghematan daya kinerja dibandingkan tipe bahan pengisi jenis percikan konvensional, dapat dilihat pada Gambar 6.

Kebutuhan head pompa (m) Kebutuhan jumlah udara

Splash fill

Film fill

Low clog film fill

1,11,5

1,5-2,0

1,4-1,8

30-45

150

85-100

5-10

1,2-1,5

1,5-1,8

9-12

5-8

6-9

Tinggi

Sangat rendah

Rendah

Gambar 1. Splash Fill

Gambar 5. Film Fill

Gambar 2. Low-clog film fill Jenis menara pendingin, namun umumnya penjenisan ini dibagi berdasarkan sirkulasi air yang terdapat didalamnya. Menurut J.R. Singham ISSN 2089 - 7235

59

menara pendingin dapat diklasifikasikan menjadi tiga bagian, yaitu: 1. Menara pendingin basah (wet cooling tower) 2. Menara pendingin kering (dry cooling tower) 3. Menara pendingin basah-kering (wet-dry cooling tower) Menara pendingin basah mempunyai sistem distribusi air panas yang disemprotkan secara merata ke kisi-kisi, lubang-lubang, atau batangbatang horizontal pada sisi menara yang disebut isian. Udara masuk dari luar menara melalui kisikisi yang berbentuk celah-celah horizontal yang terpancang pada sisi menara. Celah bisanya mengarah miring kebawah agar air tidak keluar. Adanya pencampuran antara air dan udara maka terjadi perpindahan kalor sihingga air menjadi dingin. Air yang sudah dingin berkumpul di bak atau basin di dasar menara dan dari situ diteruskan ke kondenser atau dibuang keluar, sehingga udara baru kalor dan lembab keluar melalui atas menara. Menurut litelatur EL. Wakil, menara pendingin basah dapat dibedakan menjadi 3 yaitu: 1. Menara pendingin basah aliran angin alami (Natural-Draft Cooling Tower) Pada awalnya menara ini berbentuk silinder hingga pada akhirnya berbentuk hiperbola seperti sekarang ini. Menara pendingin ini pertama dibuat pada tahun 1972, di gunakan di Inggris dan Amerika. Menara ini tidak menggunakan kipas, dan aliran udaranya bergantung semata-mata pada tekanan dorong alami dan tidak ada bagian yang bergerak. Udara mengalir keatas karena adanya perbedaan massa jenis antara udara atmosfer dengan udara kalor lembab didalam menara pendingin yang bersuhu lebih tinggi daripada udara atmosfer sekitarnya, dapat dilihat pada Gambar 7 dan 8. Karena beda massa jenis ini maka timbul tekanan dorong yang mendorong udara keatas. Menara pendingin alami ini memiliki tinggi yang cukup tinggi bisa mencapai puluhan meter. Menara pendingin alami ini dibagi menadi 2 jenis yaitu: a. Menara pendingin aliran angin alami aliran lawan arah b. Menara pendingin aliran angin alami aliran silang arah Kedua jenis menara pendingin ini, menara pendingin aliran angin alami silang arah kurang diminati, karena lebih sedikit memberi tahanan terhadap aliran udara di dalam menara, sehingga kecepatan udaranya lebih tinggi dan mekanisme perpindahan kalornya kurang efektif dan efisien. Menara pendingin aliran angin alami lawan arah lebih sering dipakai karena mempunyai kelebihan sebagai berikut:  Memiliki konstruksi yang kuat dan kokoh sehingga lebih tahan terhadap tekanan angin ISSN 2089 - 7235


 

Mampu beroperasi dicuaca dingin ataupun lembab Dapat digunakan untuk instalasi skala besar.

2. Menara pendingin aliran angin mekanik (mechanical-draft cooling tower) Menara pendingin. Pada pendingin ini udara mengalir karena adanya kipas yang digerakkan secara mekanik. Fungsi kipas adalah mendorong udara (forced-draft) atau menarik udara melalui menara (induced-draft) yang dipasang diatas atau dibawah menara. Berdasarkan fungsi kipas, menara pendingin aliran angin mekanik terbagi menjadi 2 jenis, yaitu: a. Tipe aliran angin dorong (forced-draft) b. Tipe aliran angin tarik (induced-draft) Tipe aliran angin dorong, kipas yang dipasang di bagian bawah, sehingga mendorong udara melalui menara. Aliran angin ini secara teoritis banyak disukai karena kipas beroperasi dengan udara yang lebih dingin, sehingga konsumsi daya menjadi lebih kecil. Tetapi berdasarkan beberapa kasus jenis ini memiliki masalah yang berkaitan dengan distribusi udara, kebocoran, dan resirkulasi udara kalor dan lembab kembali ke menara. Seiring dengan banyaknya permasalahan yang timbul maka saat ini banyak digunakan pada instalasi adalah tipe aliran angin tarik (induced draft). Pada menara aliran angin tarik, udara masuk dari sisi menara melalui bukabukaan yang cukup besar pada kecepatan rendah dan bergerak melalui bahan pengisi (filling material). Pemasangan kipas pada puncak menara dan membuang udara kalor dan lembab ke atmosfer. Aliran udara masuk menara pada dasarnya horizontal, tetapi aliran pada bahan pengisi ada yang horizontal seperti pada menara pendingin aliran silang dan adapula yang vertikal seperti menara pendingin aliran lawan arah. Menara pendingin lawan arah lebih banyak dipakai dan dipilih karena efisiensi termalnya lebih baik daripada aliran silang, dapat dilihat pada Gambar 9, 10 dan 11. Keunggulan aliran angin mekanik adalah:  Terjaminnya aliran jumlah udara dalam jumlah yang dibutuhkan pada segala kondisi beban dan cuaca.  Biaya investasi dan konstruksi lebih murah  Ukuran dimensi lebih kecil. Kelemahan menara pendingin aliran angin mekanik adalah:  Kebutuhan daya yang besar  Biaya operasi dan pemeliharaan lebih besar  Bunyi yang dihasilkan bising atau ribut.


Gambar 3. Menara pendingin aliran angin alami lawan arah

60

Gambar 7. Cooling Tower Induced Draft dengan aliran melintang 3. Menara pendingin aliran angin gabungan (combine draft cooling tower)

Gambar 4. Menara Pendingin aliran angin alami silang arah

Gambar 8. Menara pendingin aliran angin gabungan Menara ini mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan menara angin alami dan mekanik, dimana ukurannya dua pertiga menara angin mekanik dan terdapat kipas listrik yang dapat mendorong angin. 3.1 Menara pendingin kering (dry-cooling tower)

Gambar 5. Menara pendingin aliran angin mekanik

Gambar 6. Menara pendingin Induced Draft

Menara ini adalah menara pendingin yang air sirkulasinya dialirkan didalam tabung-tabung bersirip yang dialiri udara, kalor yang dikeluarkan dari air sirkulasi diubah. Menara pendingin kering ini dirancang untuk dioperasikan dalam ruang tertutup. Keunggulan menara pendingin ini yaitu:  Tidak memerlukan pembersihan berkala dengan jangka waktu seperti menara pendingin basah.  Tidak memerlukan zat kimia aditif yang banyak  Memenuhi syarat peraturan pengelolaan lingkungan mengenai pencemaran termal dan pencemaran udara pada lingkungan Kelemahan menara pendingin kering ini adalah efisiensi yang kurang maksimal, sehingga mempengaruhi efisiensi siklus keseluruhan. Ada dua jenis menara pendingin kering, yaitu:  Menara pendingin kering langsung, ISSN 2089 - 7235

61




Massa udara kering merupakan jumlah udara yang dilepaskan setelah proses pelepasan panas oleh udara

Menara pendigin kering tak langsung

3.2 Menara pendingin basah kering (wet-dry cooling tower) Menara ini merupakan gabungan dari menara pendingin basah dan menara pendingin kering, dan mempunyai dua jalur udara paralel dan dua jalur udara seri. Bagain atas menara di bawah kipas adalah bagian kering yang berisi tabungtabung bersirip. Bagian bawah adalah ruang yang lebar yang merupakan bagian yang basah terdiri dari bahan pengisi (filling material) sirkulasi air yang panas masuk melalui kepala di bagian tengah. Air berawal dari naik turun melalui bagian sirip dibagian kering. Lalu meninggalkan bagian kering dan jatuh ke isian bagian basah menuju ke bak penampung air dingin. Sedangkan udara ditarik dalam dua arus pada bagian kering dan basah. Kedua arus bercampur dan menyatu didalam menara sebelum keluar.menara pendingin basah kering ini mempunyai keunggulan yaitu:  Udara keluar tidak jenuh, sehingga memiliki kepulan yang sedikit  Airnya mengalami pendinginan awal di bagian kering, penyusutan kerena penguapan jauh berkurang, demikian juga dengan air ta mbahan

Qup = mɑ (h2-h1) = c.

(2)

Make-up water Jumlah air yang terkumpul pada water basin atau tangki di cooling tower setelah proses pendinginan. (m3 - m4) = mɑ ( 2- 1)

(3)

d. Persentase make-up water 100%

(4)

e. Efisiensi cooling tower Efisiensi disini adalah keefisiensian cooling tower proses pendinginan air ɳCT=

(

ɳCT=

)

x 100%

(5)

x 100%

Dari serangkaian pengukuran, dan pengujian pada mesin injeksi dan cooling tower didapatkan data-data sebagai berikut: Suhu mesin/mold T3=40°C-45°C, menjadi T4= 33°C-38°C, dan menguji cooling tower didapat suhu T1 = Tdb 32°C, Twb 30°C kelembapan 80%. T2 = Tdb 38°C, Twb 36°C, kelembapan 90% Diketahui data: 

Gambar 9. Menara pendignin basah-kering Pada pengambilan data dilapangan alat yang digunakan ada 2, yaitu: a. Termometer infrared b. Higrometer (alat ukur kelembapan) Parameter yang diujikan adalah: a. Kalor pada air (air hangat) Air hangat disini adalah air yang keluar dari mesin injeksi plastik dengan suhu panas tertentu dan mengalir menuju cooling tower Qah = m3cp3(T3-T4) b. Massa Udara Kering

ISSN 2089 - 7235

(1)

Qv = 47 m3/hr = 47 m3/3600 s = 0,013 m3/s = 998 kg/m3 m3 = Qv x = 0,013 m3/s x 998 kg/m3 =12,974 kg/s

Cp3 (air) = 4178 J/kg K T3 (suhu air keluar) = 40°C = 40+ 273 = 313K  T4 (suhu air masuk)= 33°C = 33 + 273 = 306K  T2 (pelepasan suhu air di cooling tower) = o Tdb = 38°C o Twb = 36°C o h2 =138,24kJ/kg=138240 J/kg o 2 = 0,039 kg uap/kg uk = 39gr uap/kg uap o φ = 90 % a. T1 (pemasukan suhu lingkungan ke air) = o Tdb = 32°C o Twb = 30°C o h1 = 94,29kJ/kg = 94290 J/kg  


62

1 = 0,024 kg uap/kg uk = 24 gr uap/kg uap φ = 80 %

o o

Perhitungan: b. Persamaan 1 Qah= m3cp3(T3-T4) ℎ = 12,974kg/s x4178J/kgK ( 313K − 306K) ℎ = 54205,372J/sK(7K) = 379437,6 J/s = W c. Persamaan 2 Qup = mɑ(h2-h1) = 379437,6J/s mɑ = (138240 / − 94290J/kguap) 379437,6/s mɑ = (43950/kguap) mɑ = 8,633393 kg. u.k/s d. Persamaan 3 (Make-up water) m3-m4 = mɑ( 2- 1) = 8,633393 . . / (0,039 / − 0,021kg/kg uk) = 8,633393 (0,015 = 0,129501 kg air/s

)

e. Persamaan 4 (% make-up water) 100% =

,

/ ,

/

x100%

= 0,998157% f.

Persamaan 5 ɳCT = (

x 100%

x 100%

ɳCT= ɳCT=

)

° °

°

x 100% = 0,7x100% =70%

Tabel 4. 1 Tabel Perhitungan Input Cooling Tower

Exp. No 1

Data Hasil Input Cooling Tower Variabel Data Make-up mɑ Water T1 ϕ(%) T2 (kg kg uk/s) % uap/s 32 80 38 8,63 0,13 0,99

ɳCT (%) 70

4. KESIMPULAN 1. Pengaruh suhu lingkungan terhadap pengaruh suhu air sangat besar, dan dapat mempengaruhi dalam efisiensi cooling tower.

2. Effisiensi (ɳ) yang baik untuk beban cooling tower pada analisa adalah suhu lingkungan masuk cooling tower T1db 33°C kelembapan 80%, dan suhu pelepasan udara panas dari mesin T2db 36°C kelembapan 90% 3. Make-up water yang paling ekonomis pada cooling tower pada analisa dengan suhu lingkungan masuk cooling tower T1db 33°C dan suhu pelepasan udara panas dari mesin T2db 36°C dengan kelembapan 80%, dan 90%. 4. Pengaruh yang ditimbulkan apabila suhu tidak stabil pada mold yaitu terjadinya pendinginan yang tidak sesuai sehingga bisa menyebabkan kualitas hasil produksi rusak, dan bila suhu pada mesin tidak stabil komponen berupa ejector mengalami kemacetan dalam mengalirkan cairan material plastik DAFTAR PUSTAKA 1. Wakil,EL.1992.(Judul Asli : Power Plant Technology/ Instalasi Pembangkit Daya). Jakarta:Erlangga. 2. Ramarao dan Shivaraman.2004.( Ministry of Power India. Cooling Tower In Energy Efficiency in Electricity Utilitas. Chapter 7, 135-151) India:Bureau Of Energy Efficiency. 3. Hensley,Jhon-C.2009.(Cooling Tower Fundamentals,Secon Edition).Overland Park,Kansas,USA: SPX Cooling Technologies Inc. 4. Climatic Design Information. 2009, (ASRHRAE Hand Book – Fundamentals) 5. Soekardi,Chandrasa.2014.(Modul Kuliah Teknik Pendingin).Jakarta:Universitas Mercu Buana 6. Anton, (2012). Prinsip Kerja Cooling Tower. dilihat dari www.bloganton.info/2012/08/prinsip-kerjacooling-tower.html 7. Hermawan, (n.d.) hvactutorial. dilihat dari https://hvactutorial.wordpress.com /hvacrinstrument-tools/ 8. Ulfi Khabibah, (n.d). Cooling Tower. dilihat dari http://www.academia.edu/7351828/Cooling_t ower-usu) 9. Fu Chun Shin (n.d.).Spesifikasi Mesin Injeksi FCS HT200SV dilihat dari www.FCS.tw 10. Mulyono, (n.d.). Analisa Beban Kalor Menara Pendingin Jujut Tarik. dilihat dari www.Scribd.com /Mulyono-analisa-bebankalor-menara-pendingin-jujut-tarik 11. Carrier,(2014). Psychrometric Chart. dilihat dari www.Carrier.com 12. Sugartech.(n.d.). Psychrometric Chart Online. Dilihat dari www.Sugartech.za/Psychr

ISSN 2089 - 7235

63


Analisa Efisiensi Prototype Solar Collector Jenis Parabolic Trough dengan Menggunakan Cover Glass Tube pada Pipa Absorber Hartamas Ridho Prasetyo Program Studi Teknik Mesin,Fakultas Teknik, Universita Mercu Buana Jakarta ABSTRAK--Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, hanya dapat dikonversikan dari satu bentuk ke bentuk lainnya (Hukum Kekekalan Energi). Energi sangat penting dalam kehidupan sehari – hari khususnya energi listrik yang kebutuhan terhadap energi ini sangat besar sedangkan sebagian besar energi listrik dihasilkan dari sumber daya fosil yang mulai menipis jumlahnya. Ketergantungan akan minyak bumi untuk jangka panjang tidak dapat di pertahankan lebih lama jika pemakaian melebihi batas wajar. Dalam Tugas Akhir ini penulis melakukan analisa alat Parabolic Trough Solar Collector dengan memanfaatkan energi radiasi matahari, yang di awali adanya perancangan desain alat PTSC dengan material yang sudah di tentukan sebelumnya. Prototype tersebut hanya bisa dilakukan pengujian dengan posisi steady state atau diam antara jam 11.30 sampai dengan 12.30 siang. Dengan adanya penelitian tentang analisa performa pada alat tersebut, telah di dapatkan beberapa hasil nilai variabel yang signifikan dan berpengaruh besar dengan nilai performa alat tersebut. Kata Kunci: Sumber energi, parabolic trough sollar collector, parabola

1. PENDAHULUAN Kebutuhan manusia akan energi semakin meningkat setiap tahun seiring dengan kemajuan teknologi. Hal ini karena semakin banyak diciptakan mesin-mesin yang membutuhkan lebih banyak energi dan mulai menggantikan pekerjaan-pekerjaan manusia yang manual dan konvensional. Sumber energi terbagi menjadi dua yaitu sumber energi yang dapat diperbarui dan tidak dapat diperbarui. Bahan bakar fosil adalah salah satu yang tidak dapat diperbarui yang tetap menjadi prioritas utama digunakan sampai saat ini. Perkembangan teknologi dan energi yang terus diperbarui sampai saat ini telah memanfaatkan energi dari matahari. Matahari merupakan sumber energi bagi seluruh kehidupan di planet Bumi. Jika energi yang tersimpan dalam cahaya matahari di kumpulkan dengan mengkonsentrasi pada suatu titik/garis fokus, maka cahaya yang dipusatkan tersebut akan menghasilkan panas dengan temperatur yang lebih tinggi. Penganalisaan alat parabolic trough solar collector ini secara umum terdiri dari perancangan reflektor dan perancangan pipa kolektor surya. Perancangan reflektor meliputi lempengan yang di tekuk berbentuk parabola dan pemilihan material pemantul atau konsentrator berupa material alumnium foil. Sebagai pipa kolektor digunakan pipa tembaga yang telah di cat hitam dan diberikan pelapis pipa kaca berbahan material borosilicate. Permasalahannya adalah menganalisa secara teoritis efisiensi pada prototype PTSC dengan beberapa faktor berupa nilai temperatur

ISSN 2089 - 7235

lingkungan dan fluida, hingga performa. Kemudian membandingkan secara langsung nilai penghitungan saat ini dengan nilai efisiensi sebelumnya yang telah di rancang sebelumnya. 2. METODOLOGI Langkah–langkah yang digunakan dalam mempelajari proses analisa atau penelitian efisiensi prototype solar collector type parabolic trough dengan penambahan cover pipa kaca pada pipa absorber sebagai berikut: a. Mengetahui Sumber Daya Sumber daya dasar untuk semua sistem energi surya adalah matahari. Pengetahuan tentang kuantitas dan kualitas energi surya yang tersedia di lokasi tertentu adalah sangat penting untuk desain sistem energi surya. Meskipun radiasi matahari (insolation) relatif konstan di luar atmosfer bumi. Pengaruh iklim lokal dapat menyebabkan variasi luas dalam insolation tersedia di permukaan bumi. b. Persiapan Pemilihan Bahan Material pada Receiver Persiapan pemilihan bahan material yaitu memfokuskan masalah penelitian secara umum dan terperinci. Langkah ini bertujuan untuk mengetahui bahan material pipa absorber pada prototype solar collector bisa menyerap panas dengan baik, yang akan di analisa dan di teliti lebih lanjut, serta mengasumsikan berapa ukuran yang dibutuhkan hingga bisa menyesuaikan untuk memenuhi kebutuhan listrik yang akan dihasilkan bagi umat manusia setiap harinya.


64

c. Input Data Perancangan kolektor surya dilakukan dengan cara menggunakan software yaitu parabola kalkulator.  Jenis kolektor surya,  Ukuran penampang / reflektor solar collector,  Ukuran receiver,  Jenis material yang digunakan sesuai dengan jenis fluida yang dipakai. 3. PERHITUNGAN EFISIENSI PROTOTYPE SOLAR COLLECTOR 3.1 Perhitungan Akibat Gerakan Semu Harian Matahari

d. Perhitungan Radiasi Langsung (Beam) = − = 354,56 (W/m2)

Maka : E = 229,2{0,000075 + 0,001868 cos (154,85o) – 0,032077 sin (154,85o) 0,014615 cos (2 x 154,85o) - 0,04089 sin (2 x 154,85o)} =1,576 menit c. Perhitungan Waktu Surya Standart Time = 12:00:00 AM Solar Time = Standart Time + [4 (255 – 253) + 1,576] =12:09:57 d. Perhitungan Sudut Jam = 15° (ST – 12:00:00) = 15° (12:09:57 – 12:00:00) = 2,48°

a. Menentukan Dimensi Parabolic Trough Untuk menentukan ukuran parabola kita bisa menggunakan parabola kalkulator agar kita bisa mengetahui garis fokal. Program excel digunakan untuk mencari grafik/posisi titik-titik pada parabola dengan menggunakan persamaan parabola y = 4px2 dengan x dan y sebagai posisi titik-titik pada sumbu-x dan sumbu-y. 200 y(mm) 0 -500

0

500

b. Perhitungan Luas Arperture Area (Aa) = × = 0,64 ( )

sin ∅

Perhitungan Sudut Altitute Matahari αs = 90° - z = 60,96°

c. Perhitungan Luas Pipa Absorber (Ar) = . . = 0,0367 ( ) d. Rasio Konsentrasi (Cr) Cr = = 17,4

g. Perhitungan Sudut Azimuth Matahari Dengan = = 4,715o

e. Perhitungan Sudut Rim ( -1 r = 2 tan

3.2 Komponen Radiasi Masukan a. Perhitungan Radiasi Ekstraterrestrial

f.

°.

)

3.3 Perhitungan pada Sistem Parabolic Trough

b. Perhitungan Persamaan Waktu ( ) B= B =154,85o

f.

c. Perhitungan Radiasi Hambur (Diffuse) Untuk : 0,22 ≤ KT ≥ 0,80 = G (0,9511 – 0,1604 KT + 4,388 KT 2 – 16,638 KT 3 + 12,336 KT 4) = 317,92 (W/m2)

e. Perhitungan Radiasi Masukan GT = Gb.Rb + Gd( ) + G. g ( = 670,480 (W/m2)

a. Perhitungan Sudut Deklinasi ( ) δ = 23,45 sin = 22,74o

e. Perhitungan Sudut Zenith cos z = cos cos ∅ cos + sin z = 29,04°

b. Perhitungan Indeks Kecerahan Langit KT = = 0,585

Go = Gsc (1 + 0.033 cos . ) ° = 1149,12 (W/m2)

r)

= 106o Perhitungan Faktor Geometri (Af) (

)

Af = = 0,497 3.4 Perhitungan Nilai Energi Netto (q)

ISSN 2089 - 7235

65


Untuk mencari nilai energi radiasi refleksi konsentrator bersih total yang akan di terima parabola danakan di pantulkan dengan faktor reflektifitas yang di pengaruhi oleh nilai emitansi material yang di gunakan pada alat PTSC. a. Energi Berguna

= 323,61 = 50,5℃ 3.8 Desain Thermal / Heat Transfer Collector a. Perhitungan Overall Heat Transfer Coefficient Terhadap Pipa Absorber Re = = 882,9

.

= 5.669 × 8318169616 = 471,577 ( ) b. Reflektifitas =1− =1− = 1 − 0,05 = 0,95 c. Radiositas = . + (1 − ) = 660,535 d. Energi Radiasi Bersih Parabola − = . = 310,781 w m

= (1,86) ×

(

)(

)( ) 35

(

ħ =

) 40,3 ) = 7,753

,

.

= 382,16 dari

Refleksi

3.5 Perhitungan Efisiensi Optik Konsentrator ( o) o = 0,95 x 0,96 x 0,87 x 0,81[(1- 0,497 tan (0o)) cos (0o))] = 0,657 q × A total = A × = 310,781 Energi bersih x 0,657 x 0,64 = 130,677 3.6 Luas Area Terkensontrasi Kalor (Ac) a. Area Selimut Tabung ( + ) 2 = 32165 = 32,165 b. Area Parabola 2 = 1,0048 3.7 Perhitungan Nilai Absorbsivitas Material (∝) a. Suhu Parabola .∝ ℎ = ∝ ℎ ℎ. ( − ) =(31 0,781)(0,15) = (0,04)(5,669 )( − 302 ) = 322,21 = 49,06 b. Suhu Pipa Tembaga Telah di Cat Hitam .∝ ℎ = ∝ ℎ ℎ. ( ) − )( − 302 ) = (130,677) = (0,87)(5,669

ISSN 2089 - 7235

(

b. Perhitungan Mencari Nilai Laju Aliran Massa dan Temperatur Suhu Air yang Keluar dari Dalam Pipa m= . = 6,293 × 10

(

)

q = ħ.

− = ( 1 − 2) 1399,302 − 266,7 = 32,223 = 41,97℃ , rata-rata = = 38,5 ° c. Perhitungan Overall Heat Loss Coefficient / Koefisien Kerugian Panas ( ) Re = = 3312

 h  h



= 0,3( ) , = 154,6 Untuk mengetahui hw kita menggunakan: k =N d = 322,6 w m C Untuk mengetahui hr kita menggunakan σ( Tα1 + Tα2)(Tα1 + Tα2) = 1 Ac 1 ϵ1 + Ap ϵ2 − 1 = 4,28 × 10 w m C Untuk mengetahui UL kita menggunakan: U =h ×h = 322,604 ( ⁄ ℃)

3.9 Perhitungan Efisiensi Collector (F’) q a total =

bisa

bisa

bisa


66

= 0,405

Maka energi yang terpakai qu adalah 509,17 (Watt).

3. Memperkecil ukuran pipa absorber lebih memungkinkan memperbesar efisiensi alat PTSC menjadi lebih baik di karenakan adanya ruang konsentrasi perpindahan panas lebih kecil dan menjadikan suhu fuida lebih cepat panas. 4. Penentuan ukuran parabola menjadi lebih lebar di bandingkan dengan pipa absorber yang semakin mengecil dan dapat memperluas ukuran pipa absorber yang tekonsentrasi panas dari sumber kalor. Sangat mempengaruhi nilai energi menjadi lebih baik dan kehilangan panas menjadi lebih sedikit. 5. Semakin luas parabola yang terkonsentrasi semakin baiklah yang akan memberikan jumlah refleksi cahaya dan menjadikan perpindahan kalor radiasi ke arah pipa penerima dan absorber semakin jauh lebih besar.

Dan efisiensinya

DAFTAR PUSTAKA

Fr =

[1 –

e-(A

= 0,152 = .

q

U F /mC )] a total . ɳ

= 0,0973 85,855 = 926,43 = − = 91,93 − = ( ) 509,17

, ,

(

−

)

(6)

=

= = 0,75

adalah 0,75 x 100 % = 75 %.

4. KESIMPULAN Berdasarkan dari hasil analisa secara teoritis maka dapat diambil berberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Lebar parabola 0,8 meter dan panjang parabola adalah 0,8 meter maka titik fokusnya adalah 0.2667 meter dengan bahan reflector sputtered alumunium foil tape optikal reflektor yang memiliki tingkat pantulan sebesar 0,95. Sedangkan diameter luar pipa absorber adalah 0,0127 meter dan diameter dalam pipa absorber adalah 0,0127 meter. Dengan bahan pipa absorber tembaga yang dilapisi cat hitam yang memiliki tingkat penyerapan sebesar 0,87 - 0,89. 2. Pipa absorber memiliki cover glass tube atau pipa kaca berbahan material borosilicate dan memiliki spesifikasi anti-reflektif dengan nilai transmisivitas sebesar 0,96. Efisiensi energi yang berguna yang diperoleh dari hasil perhitungan secara teoritis solar collector parabolic trough yaitu sebesar 509,17 (Watt) dan efisiensi yang didapat adalah 75%.

[1]. Beckman, William A. dan John A. Duftie. “Solar Engineering of Thermal Processes”. (1980). Second Edition, Inc. United States of America. [2]. Febriyan, Ridho. “Perancangan Solar Thermal Collector Tipe Parabolic Trough”, Tugas Akhir, (2013). Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. [3]. Holman, J.P., Perpindahan Kalor, diterjemahkan oleh Jasfi E., (1995). Penerbit Erlangga, Jakarta. [4]. ASHRAE Standard. Methods of Testing to Determine the Thermal Performace of Solar Collector, (1980-1989). American Society of Heating, Refrigeration, And Air Conditioning Engineers.

ISSN 2089 - 7235


PANDUAN PENULISAN JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN Penulis01, Penulis02, dan Penulis03 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta Email: [email protected]; [email protected], Penulis [email protected] Abstrak -- (intisari) memuat inti permasalahan, metodologi pemecahannya dan hasil yang diperoleh. Abstrak ditulis dalam Bahasa Indonesia dan Bahasa Inggris, disertai kata kunci (keyword) di bawahnya. Tulisan asli berupa softcopy yang dikirim penulis akan langsung dicetak sebagai isi JURNAL TEKNIK MESIN apabila telah memenuhi panduan penulisan. Untuk menjamin keseragaman dan kelancaran proses pencetakan, serta format tulisan maka dibuat panduan penulisan. Panduan ini sebagai acuan yang diperlukan untuk penulisan dan pengiriman tulisan JURNAL TEKNIK MESIN. Panduan ini ditulis sebagai format baku JURNAL TEKNIK MESIN dan untuk kemudahan panduan dalam bentuk softcopy ini dapat langsung dijadikan template bagi penulis. Kata kunci: panduan, tulisan, format, judul Abstract -- contains the core of the problem, the solution methodology and the results obtained. Abstract written in Indonesian and English, accompanied by keywords (keywords) below. The original text in the form of soft copy sent direct writer will be printed as JURNAL TEKNIK MESIN contents if it has met the writing guide. To ensure uniformity and smoothness of the printing process, as well as the format of the writing made the posting. This guide as a reference is required for the writing and delivery of writings JURNAL TEKNIK MESIN. This guide is written as a standard format for ease JURNAL TEKNIK MESIN and guidelines in softcopy format can be directly used as a template for writers. Keywords: guidance, writing, format, title

1. PENGIRIMAN TULISAN Tulisan asli yang dikirim ke Redaksi JURNAL TEKNIK MESIN harus dalam bentuk softcopy siap cetak yang dicopy-kan langsung kepada Redaksi atau dikirimkan via email dalam format *.doc atau *.docx dengan dilampiri pernyataan bahwa tulisan tersebut belum diterbitkan dan tidak sedang menunggu untuk diterbitkan di media mana pun. Penulis juga diminta untuk melampirkan biografi ringkas, afisiliasi dan alamat lengkap, termasuk alamat email. 2. TULISAN Tulisan akan dicetak dengan tinta hitam pada satu muka kertas HVS putih ukuran A4. Setiap halaman diberi nomor dan panjang tulisan maksimal 8 (delapan) halaman. Untuk menjamin keseragaman format, tulisan hendaknya mempunyai marjin minimum sebagai berikut: a. Marjin atas 2.5 cm, kiri 3 cm, bawah dan kanan 2 cm. b. Badan tulisan ditulis dalam dua kolom dengan jarak antar kolom 0.5 cm. 2.1 Huruf dan Spasi Tulisan menggunakan huruf Arial 10 dengan ISSN 2089 - 7235

jarak antar baris satu spasi, kecuali judul. Judul menggunakan huruf besar Arial 12 yang dicetak tebal (bold), dan abstrak ditulis miring (Italic) dengan huruf Arial 10. 2.2

Judul

Judul Tulisan: Judul tulisan dicetak tebal dengan huruf besar (12) dan diletakkan di tengah halaman. Judul tulisan diikuti nama dan afisiliasi penulis serta abstrak, seperti pada panduan ini. Judul Bagian: Judul bagian dicetak tebal (bold) dengan huruf besar dan diberi nomor. Judul Subbagian: judul sub-bagian dicetak tebal, dengan gabungan huruf besar dan kecil, dimulai dari sisi kiri kolom. Jarak Tabs dalam paragraf adalah 0.6 cm. 2.3 Bahasa, Satuan dan Persamaan Bahasa yang digunakan adalah bahasa Indonesia yang baik dan benar. Penggunaan bahasa dan istilah asing sedapat mungkin dihindari, kecuali untuk “abstrak”. Penggunaan singkatan dan tanda-tanda diusahakan untuk mengikuti aturan nasional atau internasional. Satuan yang digunakan hendaknya mengikuti sistem satuan internasional (SI). Persamaan atau hubungan matematik harus dicetak dan diberi nomor seperti ini:

JTM Vol. 04, No. 2, Juni 2015 =2

(1)

Di dalam teks, persamaan 1 dinyatakan dengan “Pers. (1)” atau “Persamaan (1)”. 2.4

judul serta diacu pada tulisan. Nomor dan judul gambar diletakkan di bawah gambar, seperti terlihat pada Gambar 1.

Tabel

Tabel yang rapi dan jelas disertakan dalam teks serta harus dirujuk pada teks. Keterangan tabel ditulis di atas tabel sebagai berikut: “Tabel 1”. Di dalam teks, tabel 1 dinyatakan dengan “Tabel 1”. Tabel 1. Contoh penulisan nomor dan judul tabel Conversion from Symbol Quantity Gaussian and CGS EMU to SI a magnetic flux 1 Mx  108 Wb =  108 V·s magnetization 1 G  103/(4) A/m 4M m magnetic 1 erg/G = 1 emu moment  103 A·m2 = 103 J/T m magnetic 1 erg/G = 1 emu moment  103 A·m2 = 103 J/T B magnetic flux 1 G  104 T = 104 density, Wb/m2 magnetic induction H magnetic field 1 Oe  103/(4) strength A/m magnetization 1 G  103/(4) A/m 4M m magnetic 1 erg/G = 1 emu moment  103 A·m2 = 103 J/T M magnetization 1 erg/(G·cm3) = 1 emu/cm3  103 A/m magnetization 1 G  103/(4) A/m 4M magnetization 1 G  103/(4) A/m 4M magnetization 1 G  103/(4) A/m 4M specific 1 erg/(G·g) = 1  magnetization emu/g  1 A·m2/kg m magnetic 1 erg/G = 1 emu moment  103 A·m2 = 103 J/T magnetization 1 G  103/(4) A/m 4M j magnetic 1 erg/G = 1 emu dipole  4  1010 moment Wb·m 2.5

Gambar

Gambar dituliskan menggunakan format rata tengah. Setiap gambar haruslah diberi nomor dan

Gambar 1. Penulisan nomor dan judul gambar 2.6.

Nomenclature

Simbol dan Definisi kosa kata sebaiknya dikumpulkan dan di tulis disini (sebelum Daftar Pustaka). Sebagai contoh: APT = Available Production Time Cmax = Maximum Consumption DT = Design Time KD = Design Coefficient Di dalam teks, persamaan 1 dinyatakan dengan “Pers. (1)” atau “Persamaan (1)”. 3.

DAFTAR PUSTAKA

Penyitiran pustaka dilakukan dengan menyebutkan sumber penulis dan tahun, contoh: (Chapman, 2008). Daftar Pustaka hanya memuat pustaka yang secara langsung menjadi sumber kutipan. Penulisan Daftar Pustaka dilakukan dengan pengurutan berdasarkan nama belakang penulis, dicantumkan pada bagian akhir tulisan. Berikut adalah beberapa contoh penulisan daftar pustaka. [1]. Casadei D, Serra G, Tani K. Implementation of a Direct Control Algorithm on Discrete Space Vector Modulation. IEEE Transactions on Power Electronics. 2007; 15(4): 769-777. [2]. Calero C, Piatiini M, Pascual C, Serrano MA. Towards Data Warehouse Quality Metrics. Proceedings of the 3rd Int’l. Workshop on Design and Management. Interlaken. 2009; 39: 2-11. [3]. Ward J, Peppard J. Strategic planning for Information Systems. Fourth Edition. West Susse: John Willey & Sons Ltd. 2007: 102104.

ISSN 2089 - 7235

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA Jl. Meruya Selatan, Kembangan, Jakarta Barat 11650 Telp: 021-5840816 (Hunting), Pesawat: 5200 Fax: 021-5871335

JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING JURNAL TEKNIK MESIN ISSN

Recommend Documents