SKRIPSI PENGARUH VARIASI SUDUT NOZZLE BAHAN BAKAR DENGAN D-NOZZLE RATIO YANG SAMA TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH
Oleh : I MADE DUWI SETIAWAN NIM : 1019351017
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK PROGRAM NON REGULER UNIVERSITAS UDAYANA 2015 i
ii
iii
iv
PENGARUH VARIASI SUDUT NOZZLE BAHAN BAKAR DENGAN D-NOZZLE RATIO YANG SAMA TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH
Oleh : I Made Duwi Setiawan Dosen pembimbing : Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT Ainul Ghurri, ST, MT. Ph.D
ABSTRAKSI Nozzle bahan bakar pada kompor pembakar jenazah berfungsi sebagai tempat penyemprotan bahan bakar. Pada nozzle terdapat lubang besar mengecil dengan sudut tertentu. Besar kecilnya sudut ini akan mempengaruhi karakteristik semprotan bahan bakar dan mempengaruhi pola nyala api pembakaran pada kompor pembakar jenazah Pengujian ini memvariasikan sudut nozzle bahan bakar dengan sudut α = 45o, o α = 60 , dan α = 75o. Dalam pengujian ini menggunakan kompor pembakar jenazah skala laboratorium dan membakar 1 kg daging ayam sampai menjadi abu. Selama proses pembakaran ini dicari pola nyala api pembakaran (panjang lidah api, sudut lidah api), konsumsi bahan bakar, distribusi temperatur nyala api, durasi pembakaran, dan hasil dari abu sisa pembakaran. Dari ketiga sudut nozzle bahan bakar yang divariasikan ( α = 45o, α = 60o, α = 75 ), sudut nozzle bahan bakar dengan α = 60o mempunyai karakteristik paling baik yang meliputi panjang lidah api 178 cm, sudut lidah api 21,4o , konsumsi bahan bakar yaitu 8,14 lt, distribusi temperatur nyala api tertinggi ada pada titik pengukuran T2 dengan panas mencapai 448oC, durasi pembakarannya 20,04 menit, dan hasil dari abu sisa pembakaran 21,53 g. o
Kata Kunci : Nozzle bahan bakar, Karakteristik,
v
EFFECT OF THE FUEL NOZZLE ANGLE ON THE PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF A HUMAN BODY COMBUSTOR WITH THE SAME D-NOZZLE RATIO
Author Guidance
: I Made Duwi Setiawan : Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT Ainul Ghurri, ST, MT. Ph.D
ABSTRACT Fuel nozzle on the stove burner's body serves as a fuel spraying. At the nozzle there is a large hole tapers to a certain angle. The size of this angle will affect the fuel spray characteristics and influencing patterns of the flame burning on the stove burner corpse This tests variation the angle of the fuel nozzle at angle α = 45 ° , α = 60 ° , and α = 75o . In this test using a stove burner corpse laboratory scale and burn the 1 kg of chicken to ashes . During the combustion process searched pattern combustion flame ( flame length , flame angle ) , fuel consumption, the distribution of the flame temperature , combustion duration , and outcome of ash . From the third angle varied fuel nozzle ( α = 45 ° , α = 60 ° , α = 75 o ) , fuel nozzle angle with α = 60o has the best characteristics which includes flame length 178 cm , flame angle 21,4o , fuel consumption is 8,14 lt, distribution highest flame temperature at the measurement point T2 with heat reaches 448oC , combustion duration 20.04 minutes , and outcome of ash 21.53 g
Keywords : Fuel nozzle, characteristics.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat - Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Dengan D-Nozzle Ratio Yang Sama Terhadap Karakteristik Kompor Pembakar Jenazah”. Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar – besar nya kepada : 1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc, Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak, Ir. A.A.Adhi Suryawan, MT, selaku Dosen Pembimbing I dalam, penulisan proposal skripsi ini. 3. Bapak Ainul Ghurri, ST, MT. Ph.D, selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini. 4. Bapak, Ir.D.G.P. Swastika M,Erg, selaku dosen pembimbing akademik 5. Bapak/Ibu dosen serta staf Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana. 6. Semua pihak dan kawan – kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kata kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini.
Denpasar,
April 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................................ HALAMAN PERNYATAAN ..................................................................................... ABSTRAKSI ................................................................................................................ ABSTRACT .................................................................................................................. KATA PENGANTAR.................................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................................... DAFTAR GAMBAR.................................................................................................... DAFTAR TABEL ........................................................................................................
i ii iii iv v vi vii ix x
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................... 1.1 Latar belakang.............................................................................................. 1.2 Rumusan masalah ........................................................................................ 1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 1.3.1 Tujuan Khusus ................................................................................... 1.3.2 Tujuan Umum .................................................................................... 1.4 Batasan Penelitian ........................................................................................ 1.5 Manfaat penelitian.......................................................................................
1 1 3 3 3 3 4 4
BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................................... 2.1 Kompor Pembakar Jenazah .......................................................................... 2.2 Burner Dengan Bahan Bakar Cair ............................................................... 2.2.1 Vaporizing Burner .............................................................................. 2.2.2 Atomozing Oil Burner ........................................................................ 2.3 Pembakaran .................................................................................................. 2.3.1 Complete combustion .......................................................................... 2.3.2 Incomplete combustion ........................................................................ 2.3.3 Smouldering combustion ..................................................................... 2.3.4 Rapid combustion ............................................................................... 2.3.5 Turbulent combustion .......................................................................... 2.4 Stoikiometri Pembakaran ............................................................................. 2.5 Campuran Udara dan Bahan Bakar (AFR) .................................................. 2.5.1 Rasio Udara Bahan Bakar (Air Fuel Ratio/AFR)................................ 2.5.2 Rasio Bahan Bakar Udara (Fuel Air Ratio/FAR)................................ 2.5.3 Rasio Ekivalen (Eqivalent Ratio) ......................................................... 2.5.4 Udara Berlebih (Excees Air/XSA) ....................................................... 2.6 Api .............................................................................................................. 2.7 Tipe Nyala Api............................................................................................ 2.7.1 Klasifikasi Nyala Api ........................................................................... 2.7.2 Stabilitas Nyala Api ............................................................................. 2.8 Atomisasi ( Pengabutan ) Cairan ................................................................. 2.8.1 Tegangan Permukaan .......................................................................... 2.8.2 Viskositas ............................................................................................ 2.8.3 Densitas ................................................................................................ 2.9 Definisi Bahan Bakar ..................................................................................
5 5 6 6 7 8 9 9 9 10 10 10 11 11 12 12 13 13 15 17 18 20 21 21 22 22
viii
2.10 Minyak Solar.............................................................................................
23
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................. 3.1 Skema Rancangan penelitian........................................................................ 3.2 Perancangan nozzle bahan bakar .................................................................. 3.3 Alat Dan Bahan Penelitian ........................................................................... 3.4 Prosedur Pengujian ...................................................................................... 3.4.1 Persiapan Pengujian ............................................................................ 3.4.2 Pengambilan Data Melalui Uji Coba .................................................. 3.5 Diagram Alir Penelitian................................................................................
24 24 27 29 30 30 30 31
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN .................................................. 4.1 Data Hasil Penelitian ...................................................................................... 4.2 Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Distribusi Temperatur Nyala Api ..................................................................................... 4.3 Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Konsumsi Bahan Bakar .................................................................................................... 4.4 Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Waktu Pembakaran ..................................................................................................... 4.5 Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Masa Abu Sisa Pembakaran .............................................................................................. 4.6 Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Sudut Semburan Nyala Api .......................................................................................
32 32
BAB V PENUTUP ....................................................................................................... 5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 5.2 Saran ...............................................................................................................
42 42 42
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................
43
ix
33 35 36 37 38
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Tangki Bahan Bakar dan Selang Bahan Bakar Kompor jenaza h Pembakar Jenazah ..................................................................... Gambar 2.2 Kompor Pembakar Jenazah ……………… .............................. Gambar 2.3 Kompor Lidah Api .................................................................... Gambar 2.4 Api ............................................................................................ Gambar 2.5 Segitiga api ................................................................................ Gambar 2.6 Nyala Api dari Burner ............................................................... Gambar 2.7 Nyala Api Pada Kompor Pembakar Jenazah ............................ Gambar 2.8 Karakteristik Semprotan............................................................ Gambar 2.9 Hubungan Antara Viskositas dan Ukuran Droplet ................... Gambar 3.1 Skema Penelitian Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Pada Kompor Pembakar Jenazah ................................... Gambar 3.2 Skala Kompor Yang Dipakai Didalam Pengujian .................... Gambar 3.3 D-Nozzle Ratio Bahan Bakar .................................................... Gambar 3.4 Skala Nozzle Kompor Pembakar Jenazah ................................. Gambar 3.5 Skala Nozzle Bahan Bakar ........................................................ Gambar 3.6 Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar ........................................... Gambar 3.7 Diagram Alir Instalasi Penelitian .............................................. Gambar 4.1 Titik Pengukuran Nyala Api ..................................................... Gambar 4.2 Grafik Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Distribusi Temperatur Nyala Api Hasil Pengujian ................... Gambar 4.3 Grafik Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Hasil Pengujian .................................. Gambar 4.4 Grafik Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Waktu Pembakaran Hasil Pengujian ......................................... Gambar 4.5 Grafik Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Massa Abu Hasil Pengujian ................................................................. Gambar 4.6 Pola Nyala Api Dengan Sudut Nozzle α = 45o .......................... Gambar 4.7 Pola Nyala Api Dengan Sudut Nozzle α = 60o .......................... Gambar 4.8 Pola Nyala Api Dengan Sudut Nozzle α = 75o .......................... Gambar 4.9 Pola Aliran Liquid Stream Hasil Pembakaran .......................... Gambar 4.10 Grafik Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar Terhadap Sudut Semburan Nyala Api Hasil Pengujian .......................................
x
5 6 7 14 14 16 16 17 21 24 26 27 27 28 28 31 33 34 35 36 37 38 38 38 39 40
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Batas Mampu Nyala Bahan Bakar .............................................................. Tabel 3.1 Skema Instalasi Pengujian Pengaruh Variasi Sudut Nozzle Bahan Bakar .. Tabel 4.1 Data Hasil Penelitian...................................................................................
xi
18 25 32
