PROSIDING SEMINAR NASIONAL MESIN DAN INDUSTRI (SNMI8) 2013

PROSIDING SEMINAR NASIONAL MESIN DAN INDUSTRI (SNMI8) 2013

ISBN: 978-602-98109-2-9

RISET MULTIDISIPLIN UNTUK MENUNJANG PENGEMBANGAN INDUSTRI NASIONAL

Auditorium Gedung M Lantai 8 Universitas Tarumanagara Jakarta, 14 November 2013

Diterbitkan oleh: Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara Jl. Let. Jend. S. Parman No. 1 Jakarta 11440 Telp. (021) 567 2548, 563 8358 Fax. (021) 566 3277, (021) 563 8358 e-mail: [email protected], [email protected]

Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013 Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional Jakarta, 14 November 2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas terlaksananya Seminar Nasional Mesin Industri (SNMI8) 2013 yang berlangsung baik. Peran Perguruan Tinggi dalam mendorong kemandirian bangsa adalah turut berpartisipasi secara aktif dalam riset dan pengembangan IPTEK serta membangun jejaring dan sinergi antara Akademisi dan Industri. Dalam rangka untuk memperingati Dies Natalis ke-32 Program Studi Teknik Mesin, dan Dies Natalis ke-8 Program Studi Teknik Industri, Jurusan Teknik Mesin Universitas Tarumanagara menyelenggarakan Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI) kedelapan kalinya sebagai sarana komunikasi para dosen, peneliti, dan pakar ilmiah guna meningkatkan mutu pendidikan dan pembelajaran, penelitian, dan pengembangan IPTEK. Dan, tema dalam SNMI8 2013 ini adalah “Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional”. Tujuan diadakannya Seminar Nasional Mesin dan Industri 2013 ini, adalah sebagai berikut: 1. Menumbuhkan sikap inovatif, kreatif serta tanggap terhadap perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK). 2. Menjadikan wadah sebagai forum komunikasi hasil penelitian antar Akademisi, Peneliti, Praktisi, Industri, dan Mahasiswa. 3. Menjadikan Sarana untuk menjalin kerjasama atau networking, antar pelaku IPTEK maupun antara pelaku IPTEK dengan pelaku bisnis untuk memacu pengembangan program penelitian lebih lanjut. Adapun topik seminar bidang Teknik Mesin dan Teknik Industri yang disampaikan dalam kegiatan SNMI8 2013 ini, meliputi: Pengembangan Energi, Konstruksi Mesin, Konversi Energi, Teknik Manufaktur, Mekatronika dan Robotika, Teknologi Material, Perancangan dan Pengembangan Produk, Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi, Manajemen Operasi dan Produksi, Manajemen Kualitas, Logistik & Sistem Transportasi, Manajemen Rantai Pasokan, Optimasi Sistem Industri, dan Kesehatan & Keselamatan Kerja (K3). Pada SNMI8 2013 ini menampilkan 2 (dua) pembicara kunci yang memiliki kompetensi dalam bidangnya, antara lain: 1. Prof. Dr. Ir. Raldi Artono Koestoer, DEA. (Teknik Mesin Universitas Indonesia, Depok) 2. Prof. Ir. I Nyoman Pujawan, M. Eng., Ph.D., CSCP. (Teknik Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya) Selain itu, dalam kegiatan seminar ini juga dipresentasikan sebanyak 77 makalah hasil karya ilmiah Staf Pengajar Teknik Mesin dan Teknik Industri yang berasal dari berbagai Perguruan Tinggi di Indonesia. Pada kesempatan ini, Panitia SNMI8 2013 menyampaikan permohonan maaf jika selama pelaksanaan seminar ini terdapat kekurangan dan kesalahan. Akhirnya, Panitia mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung terselenggaranya SNMI VIII 2013 ini dengan baik. Jakarta, 14 November 2013 Ketua Panitia SNMI8 2013

Wilson Kosasih, S.T., M.T. | ii


Sambutan Dekan Fakultas Teknik Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI8) 2014 Kami, 14 November 2013

Sebagai bagian dari komunitas ilmiah, Dosen wajib terus menerus melaksanakan Tri Dharma Perguruan Tinggi, secara khusus Dharma kedua yaitu Penelitian dan Publikasi Karya Ilmiah. Karya ilmiah yang berkualitas dan dipublikasikan pada media yang kredibel dapat menambah wawasan bagi para pembaca, memberikan informasi hasil penelitian terkini (state of the art) dan dapat dijadikan acuan bagi penelitian berikutnya. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara yang terdiri dari 2 (dua) program studi yaitu Teknik Mesin dan Teknik Industri, secara berkelanjutan menyelenggarakan Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI) setiap tahun dan telah memasuki tahun ke VIII pada tahun 2014 ini. Seminar ini merupakan sarana komunikasi yang efektif bagi para dosen, peneliti, pakar, mahasiswa, praktisi dan dunia indutsri untuk bertukan informasi tentang hasil penelitian dan pengembangan yang telah dilaksanakan selama ini. Diharapkan seminar ini dapat memperkaya semua peserta dengan berbagai hasil penelitian terbaru. Tema SNMI8 2013: “Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional”, sangat relevan dengan kebutuhan saat ini, dimana pengembangan industri nasional sedang mengalami berbagai tantangan dengan masuknya berbagai produk hasil industri dari luar negeri dengan harga yang kompetitif dan kualitas yang baik. Peran dunia pendidikan dengan berbagai hasil riset multidisiplin yang dapat diimplementasikan dalam proses manufaktur, merupakan salah satu cara untuk mengatasi tantangan tersebut. Pimpinan Fakultas Teknik memberikan apresiasi yang tinggi kepada keynote speaker yang telah berkenan berbagi informasi, pengetahuan dan pengalaman dalam penelitian dan pengembangan teknologi melalui SNMI8 2013. Apresiasi juga disampaikan kepada semua sponsor, panitia pelaksana, dan semua pihak yang telah mendukung terselenggaranya SNMI8 2013 dengan sukses. Kepada seluruh peserta seminar, selamat berseminar, semoga Bapak Ibu mendapatkan informasi dan pengetahuan baru yang dapat digunakan dalam pengembangan IPTEK di tempat masing-masing. Karya kita sangat ditunggu oleh masyarakat luas sebagai bagian dari upaya untuk meningkatkan kualitas kehidupan bersama. Selamat berseminar. Jakarta, 14 November 2013 Dekan,

Dr. Agustinus Purna Irawan, S.T., M.T.

| iii


UCAPAN TERIMA KASIH

Panitia SNMI8 Tahun 2013 mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung terselenggarakannya SNMI8 Tahun 2013 dengan baik. Ucapan terima kasih ini disampaikan kepada: 1. Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara. 2. Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara. 3. Kepada seluruh Pemakalah dari Staf Pengajar Teknik Mesin dan Teknik Industri yang berasal dari berbagai Perguruan Tinggi di Indonesia dan Praktisi.

| iv


DAFTAR ISI

Kata Pengantar Sambutan Dekan Fakultas Teknik Ucapan Terima Kasih Daftar Isi Susunan Panitia Susunan Acara 1. 2.

Technopreneur and Social-Entrepreneurship: “…based on product…”, Raldi Artono Koestoer Supply Chain Management: Tantangan dan Strategi, Nyoman Pujawan

ii iii iv v x xi

1 7

Bidang Teknik Mesin 1. Metode Pemilihan Pompa Sebagai Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, Anak Agung Adhi Suryawan, Made Suarda, I Nengah Suweden 1 2. Pengaruh Fraksi Volume Serat terhadap Kekuatan Tekan Komposit Fiberglass, AAIA Sri Komaladewi, I Made Astika, I G K Dwijana 7 3. Pengaruh Variasi Diameter dan Sudut Kemiringan Pipa Inlet Terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram, Sehat Abdi Saragih 14 4. Analisa Kerusakan pada Rotating Element Pompa Injeksi Air David Brown DB34-D DI PT CPI Minas, Abrar Ridwan, Ridwan Chandra 21 5. Pengaruh Temperatur Pembakaran pada Komposit Lempung/Silika RHA terhadap Sifat Mekanik (Aplikasi pada Bata Merah), Ade Indra, Nurzal, Hendri Nofrianto 34 6. Rancang Bangun Mesin Pemisah Dan Pencacah Sampah Organik (Daun-daunan) dan Anorganik (Plastik, Kresek) untuk Menghasilkan Serpihan Sampah Organik Lebih Kecil sebagai Bahan Kompos, I Gede Putu Agus Suryawan, Cok. Istri P. Kusuma Kencanawati, I Gst. A. K. Diafari D. Hartawan 42 7. Peningkatan Nilai Kalor Biobriket Campuran Sekam Padi dan Dominansi Kulit Kacang Mete dengan Metode Pirolisa, Arijanto 49 8. Perilaku Stress Tanki Toroidal Penampang Oval dengan Beban Internal Pressure, Asnawi Lubis, Shirley Savetlana, and Ahmad Su’udi 60 9. Kekerasan Baja AISI 4118 setelah Proses Pack Karburising dengan Media Karburasi Arang Tulang Bebek dan Arang Pelepah Kelapa, Dewa Ngakan Ketut Putra Negara, I Dewa Made Krisnha Muku, AAIA Sri Komala Dewi 67 10. Quantum States At Juergen Model for Nuclear Reactor Control Rod Blade Based On Thx Duo2 Nano-Material, Moh. Hardiyanto 73 11. Pengerasan Induksi pada Material AISI 4340 sebagai Material Bahan Baku Industri HANKAM Nasional, Muhammad Dzulfikar, Rifky Ismail, Dian Indra Prasetyo, dan Jamari 83 12. Studi Pengaruh Kemiringan Kolektor Surya Tipe Satu Laluan Udara Panas Terhadap Proses Pengeringan Kerupuk Ubi, Eddy Elfiano, Muhd. Noor Izani 90 13. Pemanfaatan Limbah Tempurung Kelapa Sawit (Elacis Guinesis) sebagai Energi Biomassa yang Terbarukan, Eko Yohanes, Sibut 96 14. Pengaruh Variasi Volume Serat Resam terhadap Kekuatan Tarik dan Impact Komposit pada Matriks Polyester sebagai Bahan Pembuatan Dashboard Mobil, Herwandi, Sugianto, Somawardi, Muhammad Subhan 102 15. Pemanfaatan Arang Kayu Bakar sebagai Media Karburasi pada Proses Pack Karburising, I Dewa Made Krisnha Muku, AAIA Sri Komala Dewi 109

|v


16. Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar dengan Media Radiator pada Mesin Bensin Bertipe Injeksi Terhadap Unjuk Kerja Mesin, I Gusti Ngurah Putu Tenaya, I Gusti Ketut Sukadana, dan I Gusti Ngurah Bagus Surya Pratama 17. Strain-Hardening Baja Karbon AISI 1065 Akibat Beban Gelinding-Gesek, I Made Astika, Tjokorda Gde Tirta Nindhia, I Made Widiyarta, I Gusti Komang Dwijana dan I Ketut Adhi Sukma Gusmana 18. Pengaruh Temperatur Tuang Paduan Perunggu Terhadap Sifat Kekerasannya Pada Proses Pembuatan Genta Dengan Metoda Pasir Cetak (Sand Casting), I Made Gatot Karohika, I Nym Gde Antara 19. Ketahanan Aus Baja Carbon AISI 1065 dengan Pengerasan Permukaan Kontak (Quench-Hardening) terhadap Beban Gelinding-Luncur, I Made Widiyarta, Tjok Gde Tirta Nindia, I Putu Lokantara, I Made Gatot Karohika dan I Ketut Windu Segara 20. Pengembangan Kurva P-h dalam Pemodelan Elemen Hingga Vickers Indentasi untuk Memprediksi Kekerasan Vickers (HV), I Nyoman Budiarsa 21. Studi Profil Temperatur Reaktor Fluidized Bed Pada Gasifikasi Sewage Sludge, I Nyoman Suprapta Winaya, I Nyoman Adi Subagia, Rukmi Sari Hartati 22. Pengaruh Pemasangan Ring Berpenampang Segiempat dengan Posisi Miring pada Permukaan Silinder terhadap Koefisien Drag, Si Putu Gede Gunawan Tista, Ketut Astawa, Ainul Ghurri 23. Pengaruh Perlakuan Diammonium Phosphate (DAP) Terhadap Ketahanan Api Komposit Plastik Daur Ulang-Serat Alam, I Putu Lokantara, NPG Suardana 24. Analisa Pengaruh Viskositas Pelumas terhadap Permukaan Penampang Material pada Proses Ekstrusi Pengerjaan Dingin, Jhonni Rahman 25. Simulasi Numerik Aero-Akustik Aliran Udara Yang Melalui Silinder Pada Bilangan Reynolds 90000 Menggunakan Model Turbulensi Les Dan Model Akustik FWH, M. Luthfi, Sugianto 26. Pengaruh Konsentrasi Kalium Hidroksida (KOH) pada Elektrolit terhadap Performa Alkaline Fuel Cell, Made Sucipta, I Made Suardamana, I Ketut Gede Sugita, Made Suarda 27. Makrostruktur dan Permukaan Patah dalam Uji Tarik terhadap Perlakuan Panas pada Baja Karbon Rendah, Nofriady H. dan Ismet Eka P. 28. Model Penentuan Koefisien Serap (Absorbsi) dan Kekuatan Tarik Material Komposit Epoxy dengan Pengisi Serat Rockwool sebagai Knalpot Rendah Bising Secara Eksperimen, Nurdiana, Zulkifli , Mutya Vonnisa 29. Pengaruh Waktu Tahan dan Laju Pemanasan terhadap Besar Butir Austenit dan Kekerasan pada Proses Heat Treatment Baja HSLA, Richard A.M. Napitupulu, Otto H. S, Charles Manurung, Humisar Sibarani 30. Analisa Kualitas Permukaan Baja AISI 4340 terhadap Variasi Arus pada Electrical Discharge Machining (EDM), Sobron Lubis, Sofyan Djamil, Ivan Dion 31. Rancangan Launcher Roket Air, Suherlan, Dzulfi S Prihartanto, Gede Eka Lesmana, Yohannes Dewanto 32. Analisa Kerja Roket Air Satu Tingkat, Ahmad Hidayat Furqon, Mochammad Ilham Attharik, Pirnardi, dan I Gede Eka Lesmana 33. Analisis Penggunaan Differensial Proteksi pada Motor-Motor Listrik, PLTU Buatan China, Suryo Busono 34. Efektivitas Alat Penukar Kalor Double Pipe Bersirip Helical sebagai Pemanas Air dengan Memanfaatkan Gas Buang Mesin Diesel, Zainuddin, Jufrizal, Eswanto

115

124

133

141 149 158

166 173 180

186

195 203

208

218 224 234 240 247 255

| vi


35. Analisa Performansi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya Tipe Bergelombang yang Berbahan Dasar Campuran Semen dengan Pasir, Ketut Astawa, Made Sucipta, I Gusti Ngurah Suryana 36. Pemodelan Fungsi Terpadu yang Diterapkan pada Multi-Gripper Fingers dengan Metode Vacuum-Suction, W. Widhiada 37. Proses Perancangan Ulang pada Alat Penghemat Bahan Bakar Kendaraan Roda Dua Berkapasitas 115cc Menggunakan Metode DFM, Aschandar Ad Hariadi, Bimo Pratama, Gede Eka Lesmana, Yohannes Dewanto 38. Karakteristik Kekerasan Permukaan Baja Karbon Rendah Dengan Perlakuan Boronisasi Padat, Erwin Siahaan 39. Analisis Kekasaran Permukaan pada Proses Pembubutan Baja AISI 4340 Menggunakan Mata Pahat Ceramic dan Carbide, Rosehan, Sobron Lubis, Adiyan Wiradhika 40. Perancangan Turbin Air Helik (Helical Turbine) untuk Sistem PLTMH Guna Memanfaatkan Energi Aliran Irigasi Way Tebu di Desa Banjar Agung Udik Kabupaten Tanggamus, Jorfri B. Sinaga 41. Analisa Performansi Tungku Pembakaran Biomassa dari Limbah Kelapa Sawit, Barlin, Heriansyah 42. Pengaruh Variable Kecepatan Angin terhadap Turbin Angin Horizontal Aksial dengan Profil Airfoil Blade Sesuai Standar NACA 2418, Abraham Markus Martinus, Abrar Riza, Steven Darmawan 43. Program Perancangan Karakteristik Daya Turbin Angin Tipe Horizontal dengan Variasi Sudut Serang, Darwin Andreas, Abrar Riza, I Made Kartika D. 44. Optimasi Bentuk Rangka dengan Menggunakan Prestress pada Prototipe Kendaraan Listrik, Didi Widya Utama, William Denny Chandra, R. Danardono A.S. 45. Desain Reaktor Co-Gasifikasi Fluidized Bed untuk Bahan Bakar Limbah Sampah, Biomasa dan Batubara, I N. Suprapta Winaya, Rukmi Sari Hartati, I Putu Lokantara, I GAN Subawa 46. Pembuatan Model Aliran Arus Laut Penggerak Turbin, I Gusti Bagus Wijaya Kusuma Bidang Teknik Industri 1. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Keberhasilan Usaha Industri Kecil Sukses, Aam Amaningsih Jumhur 2. Pengembangan Structural Equation Modeling untuk Pengukuran Kualitas, Kepuasan, dan Loyalitas Layanan Travel X, Ardriansyah Taufik Krisyandra 3. Kajian Tarif Angkutan Umum Terkait dengan Kebijakan Pemerintah dalam Penetapan Harga Bahan Bakar Minyak Secara Nasional, (Studi Kasus: Angkutan Kota di Kota Bandung), Aviasti, Asep Nana Rukmana, Djamaludin 4. Peluang Efisiensi Energi Listrik Gedung Hotel X, Badaruddin 5. Analisis Jenis dan Jumlah Kendaraan Terhadap Tingkat Kebisingan di Kawasan Perkantoran di Kota Denpasar, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati 6. Peningkatan Produktivitas pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana Melalui Perancangan Sistem Pengukuran Kinerja yang Terintegrasi, I Made Dwi Budiana Penindra 7. Analisa Perilaku Guling Kendaraan Truk Angkutan Barang (Studi Kasus pada Jalur Denpasar-Gilimanuk), I Ketut Adi Atmika, I Made Gatot Karohika, Kadek Oktapianus Prapta

263 271

280 297

309

315 324

332 340

346

354 363

371 379

388 397 403

409

417

| vii


8. 9. 10.

11. 12. 13.

14. 15. 16.

17. 18.

19.

20. 21. 22.

23.

24.

25.

26.

Pengukuran Kelayakan Beban Kerja pada Proses Palletizing di PT. XYZ dengan Metode Perhitungan NIOSH, Felicia Wibowo, Helena J. Kristina Peningkatan Kualitas Daya Listrik dan Penghematan Energi di Industri Tekstil Menggunakan Filter Harmonisa, Hamzah Hilal Analisa Kinerja Traksi Kendaraan Truk Muatan Berlebih (Studi Kasus: Pada Jalur Denpasar-Gilimanuk), I Ketut Adi Atmika, I Made Gatot Karohika, I Kadek Agus Dwi Adnyana Analisa Kegagalan Produk Pengecoran Aluminium (Studi Kasus di CV. Nasa Jaya Logam), Is Prima Nanda Pemanfaatkan Energi Matahari untuk Tata Udara Ruangan dengan Dinding Lilin, Isman Harianda Usulan Penentuan Jumlah Tenaga Kerja dengan Penambahan Kebutuhan Lini Konveyor dengan Analisa Transfer Line pada PT. Astra Komponen Indonesia, Lina Gozali, Andres, Andrian Hartanto Perencanaan Persediaan Bahan-Bahan Baku PFG 120 pada PT XYZ, Mellisa Handryani Christine, Laurence Penilaian Kinerja Suatu Perusahaan dengan Kriteria Malcolm Baldrige, Syahida Nurul Haq, Aam Amaningsih Jumhur Potensi Risiko Kelelahan Pengemudi Travel Jakarta-Bandung Berdasarkan Lamanya Waktu Kerja dan Usulan Penanggulangannya, Rida Zuraida, Nike Septivani Peningkatan Kualitas Produksi Karung Plastik Bermerk pada PT. XYZ Menggunakan Metode DMAIC, Samuel Cahya Saputra, Yuliana Pengembangan Model Pengukuran dan Pengevaluasian Jam Tangan Pria dan Kemasannya dengan Mempertimbangkan Faktor Emosi Konsumen Berdasarkan Konsep Kansei Engineering, Tommy Hilman, Bagus Arthaya dan Johanna Renny Octavia Hariandja Rancang Bangun Alat Proses Penggorengan Kemplang (Kerupuk) dengan Bahan Bakar Gas Elpiji untuk Industri Rumahan di Pedesaan Pulau Bangka, Zulfan Yus Andi, Dhanni Tri Andini Setyaning, Wenny Azela, Isfarina, Rismandika Logistik Bencana Berbasis SCM Komersial: Pembelajaran dari Erupsi Gunung Merapi 2010, Adrianus Ardya Patriatama dan Agustinus Gatot Bintoro Usulan Peningkatkan Kualitas Produksi PIN Di PT. X, Lithrone Laricha Salomon, Moree Wibowo, Andres Identifikasi Variabel-Variabel yang Mempengaruhi Minat Konsumen dalam Pembelian Produk Handphone Samsung dengan Menggunakan Structural Equation Modeling, Hendang Setyo Rukmi, Hari Adianto, Martin Aplikasi Metode Service Quality (Servqual) untuk Peningkatan Kualitas Pelayanan Kawasan Wisata Kawah Putih Perum Perhutani Unit III Jawa Barat dan Banten, Hendang Setyo Rukmi, Ambar Hasrsono, Sesar Triwibowo Pemilihan Tempat Konferensi Nasional dengan Menggunakan Metode Analytical Hierarchy Process, Hendang Setyo Rukmi, Hari Adianto, Muhammad Reza Utama Multidisciplinary Research: Perspectives from Industrial and Systems Engineering, Strategic Management and Psychology, Khristian Edi Nugroho Soebandrija Optimasi Penentuan Kapasitas Produksi dengan Menggunakan Metode Simplek (Studi Kasus), Mulyadi Ilyas

424 435

442 450 456

464 472 481

486 493

502

511 520 528

536

545

555

564 573

| viii


27. Pengembangan Model Sistem Produksi Industri Kecil dan Menengah yang Berada dalam Lingkungan Just in Time, Slamet Setio Wigati dan Agustinus Gatot Bintoro 28. Analisa Efektifitas Modifikasi Filter Oli pada Compressor Atlas Copco dengan Overall Equipment Effectiveness di PT. GTU, Silvi Ariyanti, Yusup Hardiana 29. Usulan Peningkatan Produktifitas Melalui Perbaikan Stasiun Kerja dan Metode Kerja (Studi Kasus: di PT. X), I Wayan Sukania, Nofi Erni, Handika 30. Pengurangan Penumpukan Produk Pada Stasiun Kerja Dengan Menggunakan Analisis Sistem Antrian di PT. KMM, Ahmad 31. Pengukuran Tingkat Kepuasan Pelanggan Terhadap Layanan di Bengkel XYZ Dengan menggunakan Metode Servqual, IPA, dan Kano, Ahmad, Wilson Kosasih

578 588 598 604 613

| ix


PANITIA SEMINAR NASIONAL MESIN DAN INDUSTRI (SNMI8) 2013

Pelindung : Rektor Universitas Tarumanagara, Prof. Dr. Ir. Roesdiman S. Penasehat : Dekan Fakultas Teknik, Dr. Agustinus Purna Irawan, ST., MT Penanggung jawab : Ketua Jurusan Teknik Mesin, Harto Tanujaya, ST., MT., Ph.D. Panitia Pengarah: Ketua Anggota

: Prof. Dr. Ir. Eddy S. Siradj, M.Sc : a. Prof. Dr. Ir. I Made Kartika D., Dipl.Ing b. Prof. Dr. Ir. Bambang Suryawan, MT c. Prof. Dr. Ir. T. Yuri M. Zagloel d. Prof. Dr. Ir. Dahmir Dahlan

Panitia Pelaksana: Ketua Wakil Ketua Sekretariat Bendahara Seksi Publikasi & Sponsor

Seksi Makalah

Seksi Acara & Dokumentasi

Seksi Perlengkapan

Seksi Konsumsi Seksi Penerima Tamu Seksi Keamanan

: Wilson Kosasih, ST., MT Didi Widya Utama, ST., MT : 1. I Wayan Sukania, ST., MT (Koordinator) 2. Farida Ariyanti, SE : 1. Ir. Sofyan Djamil, M.Si. (Koordinator) 2. Lithrone Laricha S., ST., MT : 1. Ir. Erwin Siahaan, M.Si (Koordinator) 2. Agus Halim, ST., MT 3. Lina Gozali, ST., MM : 1. Dr. Abrar Riza, ST., MT (Koordinator) 2. Dr. Sobron Yamin Lubis 3. Harto Tanujaya, ST., MT., Ph.D. 4. Dr. Agustinus Purna Irawan, ST., MT 5. Dr. Lamto Widodo, ST., MT 6. Ir. Sofyan Djamil, M.Si 7. Dr. Adianto, M.Sc 8. Ir. Rosehan, MT 9. Endro Wahyono : 1. Ahmad ST., MT (Koordinator) 2. Marsudi 3. Mahasiswa : 1. Steven Darmawan, ST., MT (Koordinator) 2. Budi Herman 3. Siswanto 4. Kusno Aminoto 5. Heryanto 6. Herman : 1. Sulastini, SE (Koordinator) 2. Karyati, SE : 1. Lithrone Laricha S., ST., MT (koordinator) 2. Mahasiswi (4 orang) : 1. Desnata Hambali, ST., MT (Koordinator) 2. Agun Gunawan 3. Bachrudin 4. Mahasiswa 6 orang |x


SUSUNAN ACARA SEMINAR NASIONAL MESIN DAN INDUSTRI (SNMI8) 2013 JAKARTA, 14 NOVEMBER 2013 No Waktu 1 07.30-09.00 2 09.00-09.30

3

09.30-10.15

4

10.15-11.00

5 6 7 8 9 10

11.00-12.30 12.30-13.30 13.30-15.00 15.00-15.15 15.15-16.30 16.30-17.00

Acara Registrasi Peserta dan Morning Coffee Pembukaan  Salam pembuka oleh MC  Tari Penyambutan Tamu (Barongsai)  Lagu Indonesia Raya  Sambutan Ketua Pelaksana SNMI8 2013 (Wilson Kosasih, ST., MT)  Sambutan dan Pembukaan oleh Rektor UNTAR (Prof. Ir. Roesdiman Soegiarso, M.Sc., Ph.D)  Foto Session Keynote Speaker I : Prof. Dr. Ir. Raldi Artono Koestoer, DEA. Moderator : Wilson Kosasih, ST., MT. Keynote Speaker II : Prof. Ir. I Nyoman Pujawan, Ph.D., CSCP Moderator : Wilson Kosasih, ST., MT. Presentasi Paralel I Ishoma Presentasi Paralel II Coffee break Presentasi Paralel III Penutupan SNMI8 2013 oleh Dekan Fakultas Teknik UNTAR (Dr. Agustinus Purna Irawan, ST, MT)

| xi


METODE PEMILIHAN POMPA SEBAGAI TURBIN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO Anak Agung Adhi Suryawan, Made Suarda, I Nengah Suweden Fakultas Teknik - Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung 80361, Bali – Indonesia, Telp. 08123619985 e-mail: [email protected] Abstrak Secara prinsip dasar kerja turbin air adalah kebalikan dari pompa air, maka alternatif solusi yang bisa dikembangkan adalah dengan memanfaatkan pompa (dengan membalik arah alirannya) sebagai turbin, yang dikenal dengan nama pump as turbin e (PAT). Beberapa implementasi pompa sebagai turbin telah dilakukan, namun belum ada karakteristik dan metode pemilihan pompa sebagai turbin. Hasil penelitian menunjukan bahwa pompa sentrifugal tipe radial sangat potensial untuk digunakan sebagai turbin PLTMH head sedang hingga tinggi. Dalam implementasinya harus dipilih pompa radial yang memiliki kapasitas yang sama dengan debit air sumber penggeraknya, dan mempunyai head maksimum yang sama dengan head sumber air penggeraknya. Pompa tipe radial sebagai turbin akan memberikan efisiensi yang sama dengan efisiensi spesifikasi pompa radial itu sendiri dan putaran sekitar 1.500 rpm sehingga dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tanpa membutuhkan mekanisme belt-pulley. Sedangkan pompa sentrifugal tipe axial sangat pot ensial untuk digunakan sebagai turbin PLTMH head rendah. Dalam implementasinya harus dipilih pompa axial yang memiliki kapasitas yang sama dengan debit air sumber penggeraknya, dan mempunyai head maksimum yang sama dengan head sumber air penggeraknya. Namu n pompa tipe axial sebagai turbin akan memberikan efisiensi yang lebih rendah dari efisiensi spesifikasi pompanya, dan putaran sekitar 750 rpm sehingga tidak dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tapi membutuhkan mekanisme belt-pulley untuk menyesuaikan putarannya. Kata kunci: pompa radial, pompa axial, turbin air, pompa sebagai turbin, PLTMH

1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Hydropower memberikan solusi praktis terhadap lingkungan dan masalah renewable energi. Dalam konversi energi aliran air tersebut digunakan turbin air. Krisis minyak mengakibatkan permasalahan biaya energi di massa depan, sehingga perlu dibangun turbin air skala kecil untuk domestik dan lokasi pedesaan yang jauh. Namun, kendala utama dalam pembuatan pembangkit tenaga air adalah kompleknya pembuatan desain turbin airnya dan fabrikasinya, dan belum tersedianya unit turbin air di pasaran [Evans, 2003]. Hal ini pula yang menyebabkan kurang bergairahnya pemanfaatan sumbersumber aliran air untuk menghasilkan hydropower. Mengingat secara prinsip dasar kerja turbin air adalah kebalikan dari pompa air [Steidorf dan Regan, 2001], maka alternatif solusi yang bisa dikembangkan dalam mengatasi kesulitan untuk mendapatkan turbin air adalah dengan memanfaatkan pompa (dengan membalik arah alirannya) sebagai turbin, yang dikenal dengan nama pump as turbine (PAT). Hal ini didukung oleh tersedianya pompa air secara luas di pasaran dalam berbagai tipe dan ukuran, dan pompa sudah diproduksi masal sehingga harganyapun relatif murah. Menurut Klunne [2000] bahwa pompa sentrifugal dapat digunakan sebagai turbin dengan mengalirkan air dengan arah terbalik (air dialirkan melalui discharge pompa dan keluar lewat suctionnya). Namun karakteristik unjuk kerjanya relative rendah dan belum diketahui secara baik. Akan tetapi menurut Cunningham dan Atkinson [1998] bahwa pompa sentrifugal dapat digunakan sebagai turbin reaksi dengan unjuk kerja yang bagus. Pompa sentrifugal tersebut dapat memberikan efisiensi yang tinggi dan tersedia sangat luas

TM-01 | 1


di pasaran (baik yang baru maupun yang bekas) dengan harga yang jauh lebih murah daripada turbin reaksi. Namun sulit untuk memilih pompa yang benar sebab tidak tersedia performance pompa sebagi turbin. Disamping itu didukung oleh hasil penelitian tentang karakterisasi pompa radial sebagai turbin yang telah dilakukan oleh Suarda [2004], bahwa pompa sentrifugal tipe radial sebagai turbin mempunyai efisiensi yang sama baiknya dengan efisiensi pompa itu sendiri namun pada karakteristik yang berbeda. Akan tetapi implementasi pompa radial sebagai turbin PLTMH, sesuai dengan karakteristik pompa radial yang beroperasi pada head yang tinggi, membutuhkan air terjun yang mempunyai ketinggian sesuai dengan head maksimum pompa radial tersebut. Kendala lainnya adalah, khususnya di Bali, bahwa sulit untuk mendapatkan ijin pemanfaatan air terjun karena masyarakat lebih memilih memanfaatkan sebagai objek wisata. Selain air terjun, terdapat banyak sumber aliran air pada sungai atau saluran irigasi yang mempunyai debit aliran cukup besar namun pada head yang rendah yang potensial untuk dimanfaatkan sebagai Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Mengingat selain pompa sentrifugal tipe radial yang mempunyai karakteristik operasi pada debit yang relatif kecil pada head sedang hingga tinggi, juga terdapat pompa axial yang mempunyai karakteristik operasi pada debit yang besar dan head yang rendah, maka sangat relevan untuk dimanfaatkan sebagai turbin PLTMH. 1.2. Rumusan Masalah Adapun permasalahan yang akan dibahas dalam paper ini adalah bagaimana metode dan langkah-langkah dalam pemilihan spesifikasi pompa sentrifugal baik tipe radial maupun axial yang sesuai digunakan sebagai turbin PLTMH. 1.3. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah: 1. Mengetahui karakteristik atau performansi pompa sentrifugal tipe radial dan axial sebagai turbin PLTMH 2. Memberikan cara yang mudah dan cepat dalam memilih pompa yang sesuai sebagai turbin PLTMH. 2. KARAKTERISTIK POMPA SEBAGAI TURBIN AIR 2.1. Karakteristik Pompa Radial Sebagai Turbin PLTMH Suarda [2004] telah melakukan pengujian pompa sentrifugal tipe radial sebagai turbin air dengan karakteristik kerja seperti pada Gambar 1 dan Gambar 2. Gambar 1 menunjukkan bahwa semakin besar kapasitas aliran air sumber penggerak daya output turbin yang dibangkitkan semakin besar pula. Effisiensi maksimum pompa sebagai turbin terjadi pada kapasitas aliran yang sama dengan kapasitas operasi pompanya (sekitar setengah kapasitas maksimum pompa) yaitu pada head maksimum spesifikasi pompa. 60 50

30

40

25

30

20 15

20

10

10

5

0

0 0.04

0.05

0.06

0.07

0.07

0.09

Kapasitas Aliran (m 3/m enit)

35 30

Effisiensi (%)

Effisiensi (%)

35

Daya Output Turbin (Watt)

40

25 20 15 10 5 0 4.40

Effisiensi

5.22

7.56

7.87

10.93

12.56


Head Sumber Aliran Air(m)

Gambar 1. Performansi pompa tipe radial sebagai turbin air pada efisiensi head maksimum untuk variasi Q dan H, dan fungsi aliran air sumber penggerak TM-01 | 2

Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI8) 2013

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

30 25

Effisiensi (%)

50

Effisiensi (%)


Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional Jakarta, 14 November 2013

20 15 10 5

700

1,190

1,450

2,050

2,300

0 0.00

Putaran (rpm ) Effisiensi (%)

Day a Output Turbin (Watt)

Poly . (Day a Output Turbin (Watt))

Poly . (Effisiensi (%))

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.13

1.9

0

Kapasitas Aliran (m 3/menit)

13.0

11.8

10.9

9.7

8.0

5.8

Head pompa (m)

Gambar 2. Efisiensi pompa tipe radial sebagai turbin air pada variasi putaran poros, dan Efisiensi pompa tipe radial CV-0512 Unjuk kerja pompa tipe radial yang diuji sebagai turbin air pada kondisi dimana efisiensi maksimum tercapai pada head maksimum pompa berdasarkan spesifikasi tekniknya. Sedangkan performansi turbin ini pada berbagai pembebanan menunjukkan bahwa efisiensi maksimum pompa ini sebagai turbin dicapai pada putaran sekitar 1.450 rpm. Sehingga pada implementasinya sebagai turbin PLTMH dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tanpa membutuhkan mekanisme belt-pulley. 2.2.Karakteristik Pompa Axial Sebagai Turbin PLTMH Pada penelitian ini telah diuji pompa sentrifugal tipe axial sebagai turbin air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi head aliran air sumber penggerak daya output turbin yang dibangkitkan semakin besar pula, Gambar 3. Hal ini sesuai dengan prinsip moment of momentum bahwa daya turbin proporsional dengan laju aliran massa fluida penggeraknya [Dietzel dan Sriyono, 1990]. Efisiensi maksimum pompa axial sebagai turbin air (28,84%) terjadi pada kapasitas aliran 0,00143 m3/det (dimana sesuai spesifikasi, kapasitas maksimum pompa yaitu 4,92 m3/jam atau 0,00137 m3/det) yaitu pada head aliran sekitar 4 meter yaitu sesuai pada efisiensi maksimum spesifikasi pompa. Unjuk kerja pompa axial sebagai turbin air pada kondisi dimana efisiensi maksimum tercapai yaitu pada head sekitar 7 meter yang tidak lain adalah merupakan head maksimum pompa berdasarkan spesifikasi tekniknya.

Gambar 3. Performansi pompa axial yang diuji sebagai turbin air, dan efisiensi pompa axial SP 5A-1

TM-01 | 3


Gambar 4. Performansi pompa axial sebagai turbin, H=7m, pada variasi pembebanan Gambar 4, yang menunjukkan bahwa efisiensi maksimum pompa ini sebagai turbin (28,84%) dicapai pada putaran sekitar 784 rpm. Putaran ini agak rendah (setengahnya) bila dibandingkan dengan putaran-sedang generator listrik yang umumnya dikopel pada turbin PLTMH yaitu 1.500 rpm. Untuk itu dibutuhkan mekanisme pulley-belt untuk meningkatkan putaran poros turbin tersebut sehingga sesuai dengan putaran genarator listriknya.

Gambar 5. Perbandingan efisiensi pompa dan pompa sebagai turbin Efisiensi maksimum pompa axial ini sebagai turbin masih sangat rendah. Jadi efisiensi maksimum pompa axial ini sebagai turbin (28,84%) jauh lebih kecil dengan efisiensi maksimum pompa itu sendiri (57,80%), seperti pada Gambar 5. Hal ini disebabkan karena adanya kehilangan energi pada sudu pengarah (guide-vane) pada pompa axial dan kehilangan energi pada gesekan antara pulley dan belt pada prony-brake, alat pengukur torsi yang digunakan dalam pengujian. Jadi adapun kekurangan pompa axial ini jika digunakan sebagai turbin air adalah disamping efisiensinya rendah dibandingkan dengan karakteristik pompanya, juga tipe putaran poros yang dihasilkan lebih rendah dari kebutuhan putaran generator listrik pada sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro yaitu 1.500 rpm. Sehingga tidak memungkinkan untuk dikopel langsung dengan generator listrik (1.500 rpm) jika dipakai sebagai pembangkit listrik, namun dibutuhkan mekanisme pulley-belt untuk menyesuaikan putarannya. 3. DISKUSI Pompa dapat dioperasikan sebagai turbin air dalam Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH), seperti yang telah dinyatakan oleh Cunningham dan Atkinson [1998] dan Klunne [2000]. Namun kedua peneliti tersebut belum mampu menunjukkan

TM-01 | 4


karakteristik pompa sebagai turbin. Dengan penelitian ini telah dapat dilengkapi karakteristik unjuk kerja pompa sebagai turbin. Jadi untuk sumber air yang memiliki head menengah hingga tinggi dapat dipilih pompa sentrifugal tipe radial sebagai pengganti turbin Cross-flow atau Francis yang biasanya dipakai pada sistem PLTMH. Dengan pompa tipe radial sebagai turbin PLTMH, harus dipilih pompa yang mempunyai head maksimum yang sama dengan head sumber air penggerak turbin, dan mempunyai kapasitas pompa yang sama dengan kapasitas debit aliran air sumber penggerak turbin. Dengan pompa radial ini akan dihasilkan efisiensi yang sama dengan efisiensi spesifikasi pompa radial itu sendiri, dan putaran sekitar 1.500 rpm sehingga dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tanpa membutuhkan mekanisme belt-pulley. Namun untuk sumber air yang memiliki head rendah dapat dipilih pompa sentrifugal tipe axial sebagai pengganti turbin cross-flow atau propeller yang biasanya dipakai pada sistem PLTMH. Dengan pompa tipe axial sebagai turbin PLTMH, harus dipilih pompa yang mempunyai head maksimum yang sama dengan head sumber air penggerak turbin, dan mempunyai kapasitas pompa yang sama dengan kapasitas debit aliran air sumber penggerak turbin. Akan tetapi, dengan pompa axial ini akan dihasilkan efisiensi yang yang lebih rendah dengan efisiensi spesifikasi pompa radial itu sendiri, dan putaran sekitar 750 rpm sehingga tidak dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tapi harus dilengkapi mekanisme belt-pulley untuk meningkatkan putarannya supaya sesuai dengan putaran generator yang dibutuhkan. 4. PENUTUP 4.1. Kesimpulan Dari pembahasan yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Pompa sentrifugal tipe radial sangat potensial untuk digunakan sebagai turbin PLTMH head sedang hingga tinggi. Dalam implementasinya harus dipilih pompa radial yang memiliki kapasitas yang sama dengan debit air sumber penggeraknya, dan mempunyai head maksimum yang sama dengan head sumber air penggeraknya. Pompa tipe radial sebagai turbin akan memberikan efisiensi yang sama dengan efisiensi spesifikasi pompa radial itu sendiri dan putaran sekitar 1.500 rpm sehingga dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tanpa membutuhkan mekanisme belt-pulley. 2. Sedangkan pompa sentrifugal tipe axial sangat potensial untuk digunakan sebagai turbin PLTMH head rendah. Dalam implementasinya harus dipilih pompa axial yang memiliki kapasitas yang sama dengan debit air sumber penggeraknya, dan mempunyai head maksimum yang sama dengan head sumber air penggeraknya. Namun pompa tipe axial sebagai turbin akan memberikan efisiensi yang lebih rendah dari efisiensi spesifikasi pompanya, dan putaran sekitar 750 rpm sehingga tidak dapat dikopel langsung dengan generator listriknya tapi membutuhkan mekanisme belt-pulley untuk menyesuaikan putarannya. 4.2. Saran-Saran Dalam memilih pompa radial sebagai turbin air disarankan memilih pompa tipe radial yang mempunyai konstruksi split-case, karena propellernya sangat mudah dibuka jika sewaktu-waktu dibutuhkan pembersihan atau pemeliharaan. Sedangkan untuk pompa axial sebaiknya dipilih yang model industri, karena konstruksinya relatif lebih sederhana dan lebih murah harganya.

TM-01 | 5


Ucapan Terima kasih Terimakasih disampaikan kepada Universitas Udayana. Paper ini diseminarkan sebagai pertanggungjawaban pelaksanaan penelitian Dana BOPTN Universitas Udayana tahun 2013 untuk skim Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi. DAFTAR PUSTAKA 1. Cunningham, P., and Atkinson, B. (1998) Micro Hydro Power in The Nineties, [Online, accessed: 7-4-2004], URL: http://www.elements.nb.ca/theme/energy/ micro/micro.htm. 2. Dietzel, F., dan Sriyono, D. (1990) Turbin, Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta 3. Greacen C., and Kerins M. (2004) A Guide to Pump as Turbine Pico Hydropower Systems 4. Ketjoy, P.L.N., and Rakwichian, W. (2006) Pico Hydro Power Generation Demonstration: Case Study of Stand Alone, Hybrid and Grid Connected System, ENETT49-043 , Thailand 5. Klunne, W. (2000) Micro Hydropower Basics, [Online, accessed: 12-4-2003], URL:http://www.microhydro.com. 6. Paish, O., Evans, R.A., Saini, R., Singh, D., and Kedia, D. (1997) The Development of Traditional Himalayan Watermills for Sustainable Village-Scale Micro-Hydropower, 1st International Conference : Renewable Energy – Small Hydro, 3-7 Feb 1997, Hyderabad, India. 7. Suarda M. (2004) Pengujian Performansi Pompa ‘Diffuser’ dan Pompa ‘Volute’ Sebagai Pembangkit Hydropower, Proceeding of Research Grant Seminar of TPSDP Project, Surabaya. 8. Suarda M. (2006) Experimental Work on Modification of Impeller Tips of a Centrifugal Pump as a Turbine, Proceeding of The 2nd Joint International Conference on “Sustaintable Energy and Environment (SEE2006)”, Bangkok-Thailand . 9. Suarda M. (2008) Potensi Sumber Energi Terbarukan di Bali, Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) VII, 4-6 Nopember 2008, Menado. 10. Suarda M. (2009) Assessment Performance of Pumps as Hydro-Turbines, Jurnal Cakram.

TM-01 | 6

PROSIDING SEMINAR NASIONAL MESIN DAN INDUSTRI (SNMI8) 2013

Recommend Documents