PERANCANGAN RUANGAN PAINT BOOTH SEDERHANA TUGAS AKHIR BIDANG KONVERSI ENERGI Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh : FALIAN ZANDAKA 201010120311129
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
i
ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh : Falian Zandaka 201010120311129
Yang telah disahkan oleh : Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
(Budiono, SSi.,MT)
(Ir. Ali Mokhtar, MT)
Nip.108.9603.0336
Nip.108.9109.0234
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT) Nip. 108.8909.0124
iii
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR Nama
: Falian Zandaka
Nim
: 201010120311129
BidangKeahlian
: Konversi Energi
Judul
: Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana
Pembimbing I
: Budiono,SSi., MT Paraf
No.
Catatan Asistensi
1
Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2
Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IVdan Seminar Hasil
Dosen pembimbing I
Malang, 27 Agustus 2015 Dosen pembimbing I
Budiono, SSi., MT
iv
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR Nama
: Falian Zandaka
Nim
: 201010120311129
BidangKeahlian
: Konversi Energi
Judul
: Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana
PembimbingII
: Ir. Ali Mokhtar, MT Paraf
No.
Catatan Asistensi
1
Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2
Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IV dan Seminar Hasil
Dosen pembimbingII
Malang, 27 Agustus 2015 Dosen pembimbing II
Ir. Ali Mokhtar, MT
v
LEMBAR SURAT PERNYATAAN Yang bertandatangan di bawah ini : Nama
: Falian Zandaka
Nim
: 201010120311129
Tempat/Tanggal Lahir
: 04 Oktober 1991
Jurusan
: TeknikMesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/ atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Malang, 27 Agustus 2015 Yang menyatakan,
Falian Zandaka
vi
ABSTRAK Perkembangan jasa pengecatan sangat dipengaruhi oleh teknologi yang digunakan, dalam hal ini teknologi yang di harapkan adalah mengetahui dimensi ruangan yang sesuai dengan kebutuhan, menggunakan blower dan burner sesuai kebutuhan. Salah satu pengusaha pengecatan menengah yang perlu di perhatikan adalah pengusaha pengecatan yang masih menggunakan sinar matahari sebagai sarana untuk pengeringan dan proses pengecatan diluar ruangan. Kelemahan pengeringan dengan sinar matahari dan proses pengecatan diluar ruangan mudah terkena benda asing seperti debu, asap, partikel-partikel kecil, dan membutuhkan waktu yang lama. Oleh sebab itu diperlukan suatu mesinya itu dengan merencanakan mesin pengering cat atau Paint Booth. Pengering ini berbentuk persegi dengan panjang 7m, lebar 5m, dan tinggi 3m dan terdapat saluran airflow di dalamnya. Proses pengeringan ini diperoleh dengan cara udara panas dihembuskan kedalam ruang paint booth. Dari hasil perancangan didapatkan kebutuhan Blower 73892,567 m³/h dengan menggunakan industrial Suction Blower Fan Model 4-68 No. 10 D dengan kapasitas 45800-79111 m³/h dan kebutuhan Burner 9,044Kw dengan menggunakan Single Stage Gas Burners seri BMP 10W kode 18000100 dengan Burner output 2Kw-10Kw Kata kunci :Mesin pengering, Paint Booth ABSTRACTION Growth of painting service very influenced by used technology, in this case technology which expecting to know room dimension matching with requirement, using and blower of burner according to requirement. One of entrepreneur of middle painting needing paying attention entrepreneur of painting which still use sunshine as medium for the draining of painting process and outside room. Weakness of draining with painting process and sunshine outside room of contamination foreign object like dirt, smoke, small particles, and require time old ones. On that account needed a machine that is by planning dryer machine paint or Paint Booth This drying in form of square with length 7m, wide 5m, and high 3m and there are channel of airflow in it. Process this draining obtained by hot weather exhaled into room of paint booth. From result of scheme got requirement of Blower 73892,567 m³ / h by using Suction Blower Fan industrial Model 4-68 No. 10 D with capacities 4580079111 m³/ h and requirement of Burner 9,044Kw by using Single Stage Gas of Burners break even BMP 10W code 18000100 with Burner output 2Kw-10Kw Keyword : Machine Dryer, Paint Booth
vii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas akhir dengan judul “Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana” ini akhirnya dapat terselesaikan. Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasaringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terimakasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta
bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat
menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimakasih tersebut disampaikan kepada : 1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang takakan terlupakan. 2. Bapak Budiono, SSi. MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan. 3. Bapak Ir. Ali Mokhtar. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini. 4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM. 5. Bapak Budiono, SSi. MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM. 6. Bapak / Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara langsung maupun tidak langsung.
viii
7. Teman–teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A, B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini. 8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan kalian semuannya. Dalam penyusunan skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangunakan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat Rahim–Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 27 Agustus 2015
Falian Zandaka
ix
DAFTAR ISI COVER ................................................................................................................ i POSTER ............................................................................................................... ii LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI .......................................................... iii LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I...................... iv LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II .................... v LEMBARAN PERYATAAN ............................................................................. vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI ........................................................................................................ x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... xiv BAB I .................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN ................................................................................................ 1 1.1.Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 2 1.3. Tujuan ...................................................................................................... 2 1.4. Manfaat .................................................................................................... 2 1.5.Batasan Masalah........................................................................................ 3 1.6.Konsep perancangan ................................................................................. 4 BAB II .................................................................................................................. 5 TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 5
x
2.1.Pengeringan .............................................................................................. 5 2.2.Polutan (Pencemaran Udara).................................................................... 6 2.2.1. Faktor Penyebab Pencemaran Udara ............................................ 7 2.2.2. Partikulat (Asap atau Jelaga)…......................................................8 2.3.Pengeringan Dengan Udara Panas ........................................................... 8 2.4. Kalor Jenis............................................................................................... 9 2.5. Cara Pembakaran Kalor .......................................................................... 10 2.5.1. Perpindahan Panas Konduksi ........................................................ 10 2.5.2. Perpindahan Panas Konveksi.........................................................11 2.5.3. Perpindahan Panas Radiasi ...........................................................11 2.6. Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh ............................................. 12 2.7. Komponen Paint Booth……………………............................................13 2.7.1. Blower ........................................................................................... 12 2.7.2. Burner……………………….........................................................15 2.7.3. Paint Booth………………. ...........................................................16 BAB III ................................................................................................................. 17 METODE PERANCANGAN ............................................................................. 17 3.1. Daya yang Diperlukan Untuk Proses Pengeringan ................................. 17 3.2. Energi yang Diperlukan Untuk Proses Pengeringan ............................... 17 3.3. Dimensi Ruangan Oven yang Dibutuhkan .............................................. 17 3.4. Pemilihan Blower.................................................................................... 17 3.5. Pemilihan Burner .................................................................................... 18
xi
3.6. Diagram Alir Metode Perancangan......................................................... 20 3.3. Analisa dan Kesimpulan ......................................................................... 20 BAB IV ................................................................................................................. 22 4.1. Targer Perancangan................................................................................. 22 4.2.Perhitungan Dimensi Ruang Paint Booth ................................................ 23 4.3. Perhitungan Beban Pemanasan ................................................................ 23 4.4. Perhitungan Beban Panas Dinding Ruangan...........................................26 4.4.1 Panas Pada Dinding Belakang……………….…………………...26 4.4.2 Panas Pada Dinding Samping Kanan dan Kiri…………………....27 4.4.3 Panas Pada Atap………………………………………………......29 4.4.4 Panas Pada Pintu……………………………………………….....30 4.5. Perhitungan Kebutuhan Blower…………………...................................32 4.6. Perhitungan Kebutuhan Burner ...............................................................33 KESIMPULAN .................................................................................................... 34
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR Gambar1.1 : Konsep alat cat oven (Paint Booth ................................................. 4 Gambar2.1 :Polutan udara dari industri .............................................................. 7 Gambar2.2 :Blower Sentrifugal .......................................................................... 13 Gambar2.2 :Model single Stage Gas Burner....................................................... 15 Gambar 2.3:Skema system Airflow Pada Paint Booth ....................................... 16 Gambar 3.1 : Pola Laju Aliran Udara ................................................................ 19
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 : Tabel Catalog Industrial Suction Blower .......................................... 18 Tabel 3.2 : Tabel Catalog Single Stage Gas Burners ......................................... 19 Tabel 3.3 : Diagram Alir Perancangan ............................................................... 20
xiii
DAFTAR PUSTAKA
Holman, Jp. 1994. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga
Joviana, 2009. Hubungan konsentrasi Aktivitas. FKM UI
Koestoer, Raldi Antono, 2002 ; 78
Tabel Katalog Blower dari http://www.alibaba.com/product-detail/IndustrialCentrifugal-Blower-Fan_506005755.html pada tanggal 26 Agustus 2015
Tabel Katalog Burner dari http://www.baltur.it/en/en/Catalogue/Series/BPM pada tanggal 26 Agutus 2015
xiv
