JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN
MEKANIK Penanggung Jawab Ketua Program Studi S1 Teknik Mesin Ketua Dewan Editor Eswanto, ST., M.Eng Dewan Editor Dr.Eng Supriatno, ST., MT Ir. Zainuddin, MT Ir.Nurdiana, MT Mahyunis, ST, MT Editor Pelaksana Jufrizal, ST, MT Mitra Bestari Prof.Dr. Ir. Dadan Ramdan, M.Sc, M.Eng (UMA-Medan) Prof. Dr. Ir. Ilmi Abdullah., M.Sc (ITM-Medan) Muslim Mahardika, ST, M.Eng, Ph.D (UGM-Yogyakarta) Dr.Ir. Sobron Lubis, M.Sc (UNTAR-Jakarta) Dr. Ir.Yahya, M.Sc (ITP-Padang)
Sekretariat Ir.Muldani Penerbit Program Studi Teknik Mesin Alamat Redaksi Program Studi Teknik Mesin Institut Teknologi Medan Jl.Gedung Arca No.52 Medan – 20217 061-7363771; 061-7347954 E.mail:
[email protected] Website: www. Mesinitm.com
Volume: 1, Nomor:1 , Mei 2015
ISSN:2443-1184
JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN
MEKANIK DAFTAR ISI
Pengaruh Diluent Argon Terhadap Reaksi Pembakaran Gas Alam ( CNG ) 1-8 Iwan Gunawan Analisa Pengaruh Partikel Sic Terhadap Sifat Mekanis Metal Matrix Composite Dibuat Menggunakan Metode Centrifugal Casting Fadel Muhammad Harahap, Tugiman , Suprianto 9-15 Analisis Mekanisme Aliran Plug Air- Udara Dengan Cecm Berdasarkan Perubahan Diameter Inlet Pipa (Analysis Of WaterAir Plug Flow Mechanism By Cecm Based On Change Of Pipe Inlet Diameter) Bilhan Gamaliel Hartanto 16-23 Pengaruh Tabung Penenang Udara Pada Eksperimen Liquid Jet Gas Pump Eswanto 24-29 Penerapan Logaritma Pada Parameter Permesinan Untuk Menentukan Kemudahan Proses Electrical Discharge Machining Nidia Lestari 30-34 Efesiensi Kompresor Terhadap Modifikasi Evaporator Refrigerator Barita Siregar, Eswanto, Naek Tua Pasaribu
Susunan
Pipa
Perancangan Mesin Pencacah Es Balok Dengan Sistem Pisau Sisir Untuk Pendingin Ikan Kapasitas 70 Batang/Jam Nasri Pilly, Rapsanjani Kudadiri,Nurdiana
Institut Teknologi Medan
35-41
42-49
Jurnal Ilmiah “MEKANIK” Teknik Mesin ITM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 24- 29
PENGARUH TABUNG PENENANG UDARA PADA EKSPERIMEN LIQUID JET GAS PUMP ESWANTO Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknlogi Industri, Institut Teknologi Medan Jl. Gedung Arca No.52 Medan 20217, Indonesia. E-mail:
[email protected] ABSTRAK
Alat penenang udara pada eksperimen Liquid Jet Gas Pump (LJGP) diperlukan sebagai media penstabil fluida udara dalam menghasilkan nilai vakum dan kinerja yang optimal pada LJGP. Liquid Jet Gas Pump merupakan peralatan yang memanfaatkan dua fluida liquid dan gas. proses kerja dari peralatan ini adalah tanpa menggunakan bagian-bagian yang bergerak sehingga konstruksinya menjadi sederhana dan mudah didapatkan. Peralatan utama LJGP yaitu section chamber, nosel, throat dan diffuser. Tujuan analisa ini adalah untuk mengetahui pengaruh tabung penenang udara pada eksperimen LJGP. Metode penelitian dengan cara eksperimen setelah didapatkan data, dilakukan analisa untuk mendapatkan hasil dari tujuan. Data yang diamati pada debit aliran primer yaitu 12,5 GPM dan debit aliran sekunder (secondary flow) 9-30 L/s, untuk mensirkulasikan fluida air ke LJGP digunakan pompa sentrifugal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk semua debit primer maupun sekunder kecendrungan menginformasikan hal yang sama, yaitu tabung penenang udara dalam eksperimen Liquid Jet Gas Pump dapat berpengaruh terhadap hasil pengukuran yang didapatkan ( khususnya dalam sistem pembacaan yang tertera dalam alat ukur).rekomendasi dari hasil pengamatan pada riset ini juga menyimpulkan bahwa tabung penenang udara harus dipasang dalam kondisi konstan tanpa gangguan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang baik, begitu juga sebaliknya jika tabung penenang udara tidak dipasang dan ataupun dipasang tetapi dalam kondisi tidak konstan, berubah-ubah dengan adanya gangguan dari sekelilingnya maka hasil pengukuran yang didapatkan tidak akan menghasilkan kondisi yang baik, data yang tertera pada alat ukur akan menjadi error. pembacaan pengukuran tekanan tertinggi diperoleh pada debit sekunder 30 L/s yaitu 102,2 Pa dan terendah kondisi vakum 6,9 Pa
Kata kunci: tabung, udara , air,alat ukur, LJGP
konstruksinya menjadi sederhana dan mudah didapatkan dalam proses desain maupun instalasinya. Peralatan utama LJGP yaitu section chamber, nosel throat dan diffuser, sedangkan tabung penenang udara digunakan sebagai alat pendukung proses pengambilan data, khususnya dalam pembacaan alat ukur. Tujuan analisa ini adalah untuk mengetahui pengaruh tabung penenang udara pada eksperimen LJGP. LJGP
PENDAHULUAN Tabung penstabil atau tabung penenang udara pada eksperimen Liquid Jet Gas Pump (LJGP) diperlukan untuk mendapatkan kondisi pengukuran yang stabil. LJGP adalah peralatan sederhana dengan memanfaatkan dua fluida berbentuk liquid dan gas. Dalam proses kerjanyaLJGP tanpa menggunakan bagian-bagian yang bergerak sehingga
24
Jurnal Ilmiah “MEKANIK” Teknik Mesin ITM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 24- 29
merupakan jenis vacuum pump ejector yang berfungsi membangkitkan kevakuman gas (tekanan di bawah tekanan atmosfir). Vacuum pump ejector banyak diaplikasikan pada industri besar, menengah, dan kecil. Pada industri skala besar (industri kimia misalnya) vacuum pump ejector digunakan sebagai pompa atau kompresor untuk fluida korosif dan berbahaya. Sedangkan pada industri kecil dan menengah, vacuum pump ejector dipakai sebagai pompa vakum untuk proses produksi yang mengolah bahan pangan yang memerlukan proses pengolahan pada tekanan rendah. Proses eksperimen yang dilakukan dengan peralatan LJGP perlu dilakukan kajiankajian dan peningkatan khususnya dalam hal memperoleh data yang baik dan optimal, oleh karena itu salah satunya adalah dengan mengkaji atau meneliti pentingnya tabung penenang udara sebagai salah satu peralatan pendukung eksperimen LJGP.
pump maksimum terjadi pada spasi nozzle-mixing throat 16 mm. Peningkatan efesiensi jet pump untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal terus dikembangkan, salah satunya melalui riset mengoptimalkan peralatan LJGP, baik alat utama ataupun alat pendukungnya. Witte,1(969) dalam penelitiannya mengatakan bahwa di dalam throat terjadi inverse pola aliran yaitu gas continue menjadi liquid continue. Perubahan pola ini disebabkan oleh adanya pertukaran momentum antara aliran. Pada kondisi tertetu dimana aliran masuk throat berkecepatan supersonik setelah terjadi pencampuran kecepan turun menjadi subsonik, maka pada transisi perubahan kecepatan. Tony suryo utomo, at.al (2011) pada proses simulasinya ejector X dengan diameter throat 2,64 mm dan area ratio 2,3. Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa semakin besar diameter throat maka nilai entrainment ratio steam ejector menjadi semakin rendah.
Penelitian yang membahas tentang jet pump untuk aliran cair-cair (liquid jet liquid pump) sudah banyak dilakukan para peneliti sebelumnya. Salah satu penyebab yang mempengaruhi efisiensi jet pump adalah fungsi bilangan Reynold dan tentunya kondisi ini didukung oleh tabung penstabil yang konstan. Semakin besar bilangan Reynold maka efisiensi semakin naik (Stepanoff, 1957). Sedangkan Bahtiar (2008), menyatakan bahwa efesiensi jet pump dipengaruhi oleh jarak peletakan ujung nozzle dan sisi masuk mixing throat. Efesiensi jet
Eswanto dan Murniaty (2015) dalam eksperimen performace LJGP dengan panjang throat 30,45 mm menjelaskan bahwa dengan panjang throat 30,45 mm, peningkatan rasio aliran menyebabkan terjadinya penurunan rasio tekanan sehingga kecepatan aliran motive menurun, dan dengan memvariasikan debit liquid dapat berpengaruh terhadap efesiensi yang dihasilkan. Efesiensi tertinggi diperolah pada debit liquid 6 GPM yaitu sebesar
25
Jurnal Ilmiah “MEKANIK” Teknik Mesin ITM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 24- 29
10,543 % dengan tingkat kevakuman pencapai 85,828 kPa.
dilihat pada gambar 1 beserta dengan alat ukurnya. Pada penelitian ini geometri yang digunakan untuk membuat LJGP adalah geometri maksimum. Teknik pengumpulan data pada saat eksperimen dilakukan dengan memvariasikan tekanan pada sekunder, sedangkan tekanan primer dijaga konstan . Perubahan tekanan aliran dilakukan dengan mengatur debit udara yang keluar dari flowmeter. Tabel 1 adalah parameter yang digunakan pada penelitian pengaruh penggunaan tabung penenang udara.
Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya telah memberikan gambaran bahwa efisiensi jet pump dipengaruhi oleh beberapa parameter. Beberapa penelitian yang telah dilakukan tidak menggunakan udara sebagai fluida pada sisi sekunder. METODE PENELITIAN Dalam eksperimen yang dilakukan ini menggunakan metode eksperimen. Pada proses eksperimen memakai rangkaian instalasi LJGP, yang dapat
No. 1.
2. 3. 4. 5.
Tabel 1. Parameter penelitian Parameter Tabung penenang udara: Panjang = 20 mm lebar = 13 mm Debit motive (GPM) Debit Sekunder (SCFH) Diameter throat, dT = 8.5 mm Panjang throat, LT =3.67 (mm)
Gambar 1. Instalasi Alat Uji
26
Nilai konstan
12,5 9-30 3.5dT
Jurnal Ilmiah “MEKANIK” Teknik Mesin ITM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 24- 29
Gambar 2. Tabung Penenang/penstabil udara
Pengukuran Tekanan,Pa
HASIL DAN PEMBAHASAN
120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
P1
P2 P3 P4
0
5
10
15
20
25
30
35
Debit Sekunder, L/s
Gambar 3. Grafik Dengan Tabung penenang Udara Pada eksperimen Liquid Jet Gas Pump untuk mendapatkan hasil yang baik dibutuhkan sinergisitas semua peralatan, baik alat utama sebagai penentu sirkulasi jalannya eksperimen ataupun peralatan pendukung seperti halnya tabung penenang udara. Dalam eksperimen ini untuk mengetahui pengaruh adanya peralatan pendukung yaitu tabung penenang udara dan tidak adanya peralatan tabung penenang udara dapat terlihat pada gambar 3 dan gambar 4, dimana masing-masing adalah grafik hasil pembacaan alat
ukur/pengukuran dengan menggunakan tabung penenang udara dan tanpa menggunakan tabung penenang udara. Hasil pembacaan pengukuran kemudian dibuat dalam grafik, agar lebih mudah dalam pemahaman dan analisa data, sehingga nantinya akan didapatkan hasil yang diinginkan. Pada gambar 3 terlihat bahwa hasil pembacaan dalam pengukuran tekanan dan debit sekunder menghasilkan fenomena yang stabil, dimana grafik tersebut menunjukkan kenaikan ataupun penurunan yang terjadi pada kondisi 27
Jurnal Ilmiah “MEKANIK” Teknik Mesin ITM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 24- 29
Pengukuran Tekanan,Pa
standar. Artinya setiap kali ada kenaikan ataupun penurunan hasil pengukuran pada setiap masing-masing tekanan manometer memperlihatkan kondisi yang normal, sehingga hasil dari eksperimen LJGP dengan menggunakan tabung penstabil udara sangatlah diperlukan, demi untuk mendapatkan hasil yang optimal dan benar khususnya dalam pembacaan alat ukur. Pada pengukuran P1 menunjukkan hasil pengukuran dengan fenomena dan tren grafik naik ke atas, hal ini terjadi karena pada P1 adalah pada saat tekanan sebelum mamasuki daerah mixing chamber sehingga tekanannya akan terus meingkat. Sedangkan pada P2,P3 dan P4 memperlihatkan grafik dengan fenomena terus menurun, kondisi ini dapat beralasan karena pada pengukuran di daerah P1,P2 dan P3 merupakan saat berada pada mixing chamber yang di kondisikan dengan aliran dua fasa air-
udara untuk membentuk fenomena kevakuman dengan memanfaatkan aliran bertekanan. Dari gambar 3 tersebut juga terlihat bahwa pembacaan pengukuran tekanan tertinggi diperoleh pada debit sekunder 30 L/s yaitu 102,2 Pa dan terendah kondisi vakum 6,9 Pa. Kajian eksperimen tentang fenomena penggunaan alat bantu tabung penenang udara pada proses eksperimen LJGP telah memberikan informasi bahwa pentingnya penggunaan alat tersebut, sedangkan jika eksperimen LJGP tanpa menggunakan alat bantu tabung penenang udara sebagaimana terlihat pada gambar 4, menghasilkan tren atau fenomena yang tidak stabil dalam proses pengukuran/pembacaan alat ukur, sehingga kondisi ini tidak memungkinkan untuk bisa mendapatkan hasil eksperimen yang benar, karena data yang didapatkan selalu berubahubah pada setiap kali melakukan pengukuran.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
P1 P2 P3 P4
0
10
20
30
40
Debit Sekunder, L/s
Gambar 4. Grafik Tanpa Tabung penenang Udara
28
Jurnal Ilmiah “MEKANIK” Teknik Mesin ITM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 24- 29
Gambar 4, dengan semua grafik P1,P2,P3 dan P4 yang telihat naik turun dengan kondisi yang tidak normal/tidak stabil merupakan hasil dari pengukuran tanpa menggunakan tabung penenang udara, Sehingga fenomena tersebut dapat menginformasikan sesungguhnya penambahan alat bantu berupa tabung penenang yang dipasang pada eksperimen LJGP sangat diperlukan, agar pada saat pengukuran kondisi alat ukur dapat stabil dengan baik, sehingga pembacaat alat ukur dapat tercapai. Oleh karena itu, maka tabung penenang udara harus dipasang dalam kondisi konstan tanpa gangguan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang baik, begitu juga sebaliknya jika tabung penenang udara tidak dipasang dan ataupun dipasang tetapi dalam kondisi tidak konstan, berubah-ubah dengan adanya gangguan dari sekelilingnya maka hasil pengukuran yang didapatkan tidak akan menghasilkan kondisi yang baik, bahkan data yang tertera pada alat ukur akan menjadi error.
fenomena yang tidak stabil dalam proses pengukuran/pembacaan alat ukur, sehingga kondisi ini tidak memungkinkan untuk bisa mendapatkan hasil eksperimen yang benar. Dari hasil dan pembahasan yang telah diuraikan tersebut diatas dapat disimpulkan bahwa pembacaan pengukuran tekanan tertinggi diperoleh pada debit sekunder 30 L/s yaitu 102,2 Pa dan terendah kondisi vakum 6,9 Pa
DAFTAR PUSTAKA [1] Bahtiar;(2008) Pengaruh jarak peletakan antara ujung nozzle dan sisi masuk mixing throat terhadap efisiensi jet pump; Universitas Brawijaya, Malang. [2] Toni suryo, at.al (2011) simulasi ejector X dengan diameter throat 2,64 mm dan area ratio 2,3. [3] Cunningham R. G., (1995), Liquid Jet Pump for two Phase Flows, ASME Journal Fluids Engineering, 117, 309-316.
KESIMPULAN Kajian eksperimen tentang fenomena penggunaan alat bantu tabung penenang udara pada proses eksperimen LJGP telah memberikan informasi bahwa pentingnya penggunaan alat tersebut, sedangkan jika eksperimen LJGP tanpa menggunakan alat bantu tabung penenang udara sebagaimana terlihat pada gambar 4, menghasilkan tren atau
[4] Stepanoff. A.J, (1957), Centrifugal and Axial Flow Pump, 2nd ed, p402-424, John Wiley &Sons, Inc, New York [5] Witte.J.H,(1969), Mixing shocks in Two Phase Flow, J.Fluid.Mech. vol.36, 639-655.
29
PETUNJUK BAGI (CALON) PENULIS Jurnal Ilmiah "Mekanik" teknik mesin ITM terbit setahun 2 kali yaitu pada bulan MEI dan NOVEMBER.Berisi artikel hasil penelitian dan kajian analitis dibidang ilmu dan teknologi teknik mesin.Artikel yang dimuat dan dipublikasikan di Jurnal Ilmiah MEKANIK Teknik Mesin ITM berupa artikel hasil penelitian, kajian teoritis, review, dan analisis kasus. Editor menerima naskah-naskah yang belum pernah dipublikasikan pada jurnal/majalah lain. Naskah-naskah yang diterima untuk diterbitkan di jurnal ilmiah MEKANIK adalah naskah yang secara khusus membahas permasalahan dalam bidang teknik mesin, atau bidang lain yang digunakan untuk mendukung kegiatan usaha, pendidikan, pelatihan, dan penelitian dalam bidang teknik mesin. Naskah dapat ditulis dalam bahasa Indonesia baku dan juga dalam bahasa Inggris sesuai dengan tata cara penulisan yang baik dan benar.
Penulisan Naskah Naskah diketik di atas kertas A4 program Microsoft word, Times New Roman, 2 kolom, 1 spasi dan ukuran font 12, kecuali judul 14 font dan author 10 font. Margin atas, bawah, kiri, dan kanan masing 3 cm. Jumlah halaman naskah artikel maksimum 10 halaman. Naskah dikirim ke alamat redaksi dalam bentuk softcopy melalui e-mail. Bahasa Bahasa yang digunakan adalah bahasa Indonesia atau Inggris sesuai dengan tata cara penulisan yang baik dan benar. Kerangka Isi Naskah Isi naskah terdiri dari: Judul, Nama dan Institusi serta alamat e-mail penulis, abstrak, kata kunci, pendahuluan, metode penelitian, hasil dan pembahasan, kesimpulan, dan daftar pustaka. Judul terdiri dari 6 sampai 12 kata, abstrak terdiri dari maksimum 250 kata, dan kata kunci terdiri dari 3 sampai 5 kata atau frasa. Daftar pustaka hanya memuat pustaka yang digunakan atau dikutip langsung dalam naskah. Penunjukkan pustaka di dalam naskah dilakukan dengan cara menulis nomor pustakanya di dalam tanda kurung, dan dimulai dari nomor pustaka [1] dan seterusnya. Nomor pustaka dalam naskah diketik segaris dengan tulisan pada naskah. Penyunting Naskah Dalam menentukan naskah yang layak diterbitkan, redaksi dibantu oleh reviewer yang memiliki kompetensi keilmuan dan pengalaman sesuai dengan pokok bahasan pada naskah. Hasil review atau tanggapan reviewer akan disampaikan kepada penulis sebagai bahan perbaikan naskah. Alamat Redaksi Program Studi Teknik Mesin Institut Teknologi Medan Jl.Gedung Arca No.52 Medan – 20217 061-7363771; 061-7347954 E.mail:
[email protected] Website: www. Mesinitm.com
