JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ...eprints.ums.ac.id/32191/1/4. HALAMAN...
Transcript of JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ...eprints.ums.ac.id/32191/1/4. HALAMAN...
i
TUGAS AKHIR
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN
MENGGUNAKAN AIR HEATER YANG DIPASANG
DIDINDING BELAKANG TUNGKU
Tugas Akhir Ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana S-1 Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
EKO NUR ARIFIN
NIM : D200.08.0132
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
vi
MOTTO
“Mencari ilmu itu hukumnya wajib bagi muslimin dan muslimat.”
(HR. Ibnu Abdil Bari)
"Dan perumpamaan-perumpamaan ini Kami buatkan untuk manusia; dan
tiada yang memahaminya kecuali orang-orang yang berilmu."
(Al-'Ankabuut:43)
“Allah akan menolong hamba-Nya selama hamba itu menolong sesama
saudaranya.”
(H.R. Muslim, Abu Daud, dan Turmuzi).
"Allah akan mengangkat orang-orang yang beriman yang mempunyai ilmu
diantara kamu dengan beberapa derajat."
(QS.Al-Mujadallah : 11)
“Telah nampak kerusakan di darat dan di laut disebabkan karena
perbuatan tangan manusia, supaya Allah merasakan kepada mereka
sebahagian dari (akibat) perbuatan mereka, agar mereka kembali (ke
jalan yang benar).”
(QS. al Rum: 41)
“ Sesungguhnya pemboros-pemboros itu adalah saudara-saudara setan
dan setan itu adalah sangat ingkar kepada Tuhannya” .
(QS. 17: 27)
vii
PERSEMBAHAN
Dengan ridho Allah SWT serta teriring do’a dan sujud syukur yang
mendalam, setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan,
dipersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
Alloh SWT, yang telah meridhoi semua do’a dan usaha-usaha
umat_NYA.
Bapak ( Mustajianto), Ibu ( Ruwiyati),dan Adik-adikku ( Tika dan
Maulana ) dengan segala kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan
pengorbanannya, serta senantiasa mendukung, membimbing dan
mendo’akanku.
Bapak Ir. Sartono Putro, MT.,Dosen pembimbing utama tugas
akhir, dan Bapak Ir. Subroto, MT selaku Dosen pembimbing
pendamping dan Bapak Nur Aklis,M.Eng selakuDosen pembimbing
akademik, serta seluruh Dosen dan Karyawan, saya berterima
kasih banyak atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan di
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Keluarga bapak Sutopo, Riny Setyowati yang selalu
menyemangatiku.
Keluarga Ibu Anidar Yuniati yang telah membantu biaya
perkuliahan.
Teman – teman teknik mesin, temen kerjadan Masyarakat desaku
yang selalu mendukung dan memberi support.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Tiada kata yang terindah selain puji syukur
Alhamdulillahhirabbil’alamin, dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat dan hidayah-Nya sehingga dapat dinyelesaikan penyusunan
Tugas Akhir ini.
Hal ini disadari sepenuhnya, bahwa dukungan, bimbingan dan
dorongan dari semua pihak sangatlah berarti bagi kelancaran dalam
menyelesaikanTugas Akhir ini. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini tidak
lepas dari berbagai hambatan dan cobaan, akan tetapi berkat bimbingan
dan dorongan dari berbagai pihak akhirnya dapat melalui dan
mengatasinya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucakan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Riyadi Besar, ST., MSc., Ph.D. Selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
3. Bapak Ir. Sartono Putro, MT. Selaku Dosen Pembimbing Utama yang
telah membimbing, mengarahkan dan memberi petunjuk dalam
penyusunan tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Subroto. MT. Selaku Dosen pembimbing pendamping yang
telah berkenan meluangkan waktu dan pikirannya dalam memberikan
x
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN
DENGAN AIR HEATER YANG DIPASANG DIDINDING
BELAKANG TUNGKU
Eko Nur Arifin, Sartono Putro, Subroto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhamadiyah Surakarta
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I Pebelan, Kartasura
Email : [email protected]
ABSTRAKSI
Tujuan penelitian iniuntuk mengetahui pengaruh penggunaan air
heater yang dipasangdidinding belakang tungku pembakaran,terhadap
temperatur tungku pembakaran, temperatur gas cerobong,waktu
pendidihan air dan mengetahui nilai efisiensi tungku pembakaran dengan
bahan bakarsekam padi.
Penelitian dilakukan melalui pengujian kinerja tungku untuk
mendidihkan air dengan variasi kecepatan udara air heater 9,5 m/s, 10,5
m/s, dan 11,5 m/s. Parameter yang diukur adalah temperatur
pembakaran, temperatur gas cerobong, temperatur gas air heater, dan
lama waktu pendidihan.
Hasil penelitian menunjukan bahwa variasi kecepatan udara pada
air heater sangat berpengaruh pada temperatur tungku pembakaran,
temperatur gas cerobong, waktu pendidihan air dan efisiensi tungku.
Dimana temperatur tungku tertinggi didapat pada kecepatan udara 10,5
m/s dengan temperatur 599°C, temperatur gas cerobong tertinggi 361°C
padapada kecepatan udara 10,5 m/s,waktu pendidihan air tercepat pada
kecepatan udara 10,5 m/s dengan waktu 110 menit dan nilai efisiensi
tungku pembakaran terbaik adalah 90,01% pada percobaan tungku
pembakaran dengan penembahan air heater tanpa sirip dengan
kecepatan udara 10,5 m/s.
Kata Kunci: tungku pembakaran, air heater, variasi kecepatan udara.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ii
HALAMAN PERSETUJUAN iii
HALAMAN PENGESAHAN iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR v
MOTTO vi
PERSEMBAHAN vii
KATA PENGANTAR viii
ABSTRAKSI x
DAFTAR ISI xi
DAFTAR GAMBAR xiii
DAFTAR TABEL xiv
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitian 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Sistematika Penulisan 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1. Tinjauan Pustaka 6
2.2. Dasar Teori 7
2.2.1. Prinsip Pembakaran 7
2.2.2. KomposisiBahan Bakar 8
2.2.3. Tungku Pembakaran 9
2.2.4. Kebutuhan Udara Pembakaran 12
2.2.5. Kalor 14
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16
3.1. Rancangan Penelitian 16
3.2. Instalasi Pengujian 18
3.3. Lokasi Penelitian 21
3.4. Alat dan Bahan Penelitian 21
3.4.1. Alat Penelitian 22
3.4.2. Bahan Penelitian 25
3.5. Prosedur Penelitian 25
xii
3.6. Kesulitan 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 28
4.1. Hasil dan Pembahasan 28
4.1.1. Temperatur Tungku 28
4.1.2. Temperatur Gas Cerobong 29
4.1.3. Temperatur Gas Air Heater 30
4.1.4. Waktu Pendidihan Air 31
4.2. Efisiensi Tungku 32
4.2.1. Pengujian untuk Mendidihkan Air 32
4.2.2. Pengujian untuk Merubah Air Menjadi Uap 33
4.3. Efisiensi Thermal Tungku 33
4.3.1. Kalor yang dibutuhkan untuk Mendidihkan
Air 33
4.3.2. Kalor yang dibutuhkan untuk Merubah Air
Menjadi Uap 34
4.3.3. Kalor yang dihasilkan dari Proses Pembakaran
Sekam Padi 35
4.3.4. Perhitungan Efisiensi Thermal Tungku 36
BAB V PENUTUP 37
5.1. Kesimpulan 37
5.2. Saran 38
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Tungku Tanah Liat 11
Gambar 2.2. Tungku Batu Bata 11
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian 16
Gambar 3.2. Instalasi Tungku Pembakaran 18
Gambar 3.3. Tungku Pembakaran 21
Gambar 3.4. Air Heater 21
Gambar 3.5. Bejana Air 22
Gambar 3.6. Detail Bejana Air 22
Gambar 3.7. Blower 23
Gambar 3.8. Thermokopel Reader 23
Gambar 3.9.Anemometer Digital 24
Gambar 3.10.Stopwatch 24
Gambar 3.11. Timbangan Manual 24
Gambar 3.12. Gelas Ukur 25
Gambar 4.1. Hubungan Temperatur Tungku Pembakaran Terhadap
Waktu Pembakaran 28
Gambar 4.2. Hubungan Temperatur Gas Cerobong Terhadap
Waktu Pembakaran 29
Gambar 4.3. Hubungan Temperatur Gas Air Heater Terhadap
Waktu Pembakaran 30
Gambar 4.4. Hubungan Temperatur Air Terhadap
Waktu Pembakaran 31