computational fluid dynamics)eprints.umm.ac.id/40327/1/pendahuluan.pdf · 2018. 11. 19. ·...

ANALISIS WOOD STOVE UB-03

DENGAN MENGGUNAKAN CFD

(Computational Fluid Dynamics)

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Teknik Program Starta Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

EDIY SATIAWAN

201110120311029

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

iii

iv

v

vi

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena atas berkat dan

rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini

dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana

Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah. Penulis

menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa

perkuliahan sampai pada masa penyusunan skripsi ini sangatlah sulit bagi penulis

untuk mrnyelesaiakn skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat, bimbingan serta kemampuan dan

kesehatan sehingga terselesaikan laporan tugas akhir ini.

2. Terima kasih Kepada kedua orang tua saya yaitu : Bapak Haryadi, ibu

Harnita, adikku Lusi hariyani, dan Merry Rosmalita. S. FARM dan semua

keluarga tercinta, terima kasih atas semua dorongan, nasehat, dukungan moril

maupun materiil dan doa yang telah diberikan kepada penulis.

3. Bpk.Dr.Ir. H. Suwarsono, MT. selaku dosen pembimbing I yang selalu sabar

meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membimbing penulis

menyelesaikan laporan ini serta mengoreksi segala kesalahan.

4. Bpk.Budiono, SSi, MT. selaku dosen pembimbing II yang selalu memberikan

saran, nasehat, semangat dan perbaikan selama penyusunan tugas akhir ini.

5. Semua teman-teman SAINSTINK saya juga banyak mengucapkan terima

kasih kerna telah banyak sekali dalam memberi ilmu dan motivasi.

6. Semua pihak-pihak yang membantu dalam pengerjaan laporan ini termasuk

jajaran dosen teknik mesin yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.

x

Kiranya allah SWT membalas budi baik yang telah beliau lakukan.

Penulis menyadari bahwa kemampuan penulis dalam pembuatan dan

penyusunan laporan Tugas Akhir ini terbatas dan masih banyak kekurangan,

sehingga penulis menerima saran dan kritik yang sifatnya membangun.

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini bisa

bermanfaat bagi pembaca.

Malang, 06 Februari 2018

Ediy Satiawan

xi

DAFTAR ISI

Hal

LEMBAR JUDUL.....……………………………………………………………. i

POSTER ……...…...…………………………………………………………….. ii

LEMBAR PENGESAHAN ……...…………………………………………..…iii

LEMBAR ASISTENSI …………..…………………………………………......iv

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ………….………………...…....vi

ABSTRAK ……………………………………………………………………...vii

ABSTRACT ………………………...……………………………………….…viii

KATA PENGANTAR ………………………...…. ………………………….....ix

DAFTAR ISI …………...………………………………………………...……...xi

DAFTAR TABEL ..……………………………………………………….…...xvi

DAFTAR GAMBAR …..……………………………………………………....xv

BAB I PENDAHULUAN ..……………………………………………………....1

1.1. Latar Belakang ……………………………………………………….1

1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………………7

1.3. Tujuan ………………………..............................................................7

1.4. Manfaat Penulisan …………………………………………………...7

1.5. Batasan Masalah ……………………………………………………..8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..………………………………………………9

2.1. Biomassa ………………………………………………………….....9

2.2. Kompor Biomassa ...……………………………………….………..12

2.3. Bahan Bakar ...........................……………………………………...15

2.4. Pengenalan Fluida .........……………….................…………………16

2.5. Udara ..........................………..…………………………………......17

xii

2.5.1. Aliran Udara ..........................................................................17

2.5.2. Bilangan Reynold ...........................…………….……….....19

2.5 3. Viskositas ..................................................................…...…20

2.5.4. Bernoulli ..............................................................................20

2.5.5. Gas Ideal ..............................................................................20

2.5.6. Rapat Jenis ...........................................................................20

2.5.7. Debit Aliran .........................................................................23

2.6. Aliran Dalam Kompor .......................................................................23

2.7. Tekanan Udara ...................…………………………………………23

2.7.1. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tekanan .....................24

2.8. Stoikemetri ......................…………………………………..……….26

2.9. Camputational Fluid Dynamics …………………………………… 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ………………………...………......27

3.1. Diagram Alir Penelitian ...…………………………………………..28

3.2. Skematik Pengujian ...........................................................................30

3.3. Pengujian ...........................................................................................30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................31

4.1. Tabel Pengujian Kompor .............................................................…..36

4.2. Penentuan Komposisi Biomassa .........................…………………...32

4.3. Penentuan Udara Stoikemetri.............................................................32

4.4. Persamaan Reaksi Pembakaran..........................................................33

4.5. Hasil Perhitungan Dan Hasil Gambar simulasi CFD ........................34

4.5.1. Analisa kompor UB-01 Dan Gambar Simulasi CFD.................34

4.5.2. Analisa kompor UB-01 Modif 1 Dan Gambar Simulasi CFD ..42

4.5.3. Analisa kompor UB-01 Modif 2 Dan Gambar Simulasi CFD ..50

xiii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………………………….....................58

5.1. Kesimpulan ………………………………………………………...58

5.2. Saran ……………………………………………………………….59

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Curriculum vitae

Gambar Desain (Data Penelitian)

Naskah Publikasi (Model Jurnal)

Makalah Presentasi (Power Poin)

xiv

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1. Tabel 1. Potensi Energi Terbarukan Di Indonesia ...............................10

Tabel 2.1. Tabel 2. Potensi Limbah Di Indonesia .................................................11

Table 4.1. Tabel 3. Pengujian Kompor .................................................................31

xv

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1.1. Produksi dan Konsumsi Minyak Bumi Indonesia ..............................2

Gambar 2.1. Dapur Tradisionla .............................................................................12

Gambar 2.2. Struktur Kompor Biomassa Ub-03 ...................................................16

Gambar 2.3. Aliran ................................................................................................19

Gambar 3.1. Kompor Biomassa Ub-03 .................................................................27

Gambar 3.2. Diagram Alir ....................................................................................28

Gambar 3.3. Diagram Pengujian ...........................................................................29

Gambar 4.1. Simulasi suhu Kompor Ub-03 Asli ...................................................40

Gambar 4.2. Simulasi Udara Kompor Ub-03 Asli ................................................41

Gambar 4.3. Simulasi Suhu Kompor Ub-03 Modif 1 ….......................................48

Gambar 4.4. Simulasi udara Kompor Ub-03 Modif 1...........................................49

Gambar 4.5. Simulasi Suhu Kompor Ub-03 Modif 2 ...........................................56

Gambar 4.6 Simulasi Udara Kompor Ub-03 Modif 2 ..........................................57

xvi

DAFTAR PUSTAKA

Gómez, M. A., Porteiro, J., Patiño, D. and Míguez, J. L. 2014. CFD modelling of

thermal conversion and packed bed compaction in biomass combustion.

Fuel,117, Part A, 716-732.

Achard, F et al. (2002) Determination of deforestation rates of the wold’s Humid

tropical forest. Science, 297, 999-1002.

Anomin Biomassa. http:/www.energiterbarukan.net. 18 April 2011. 15.00 WIB.

Bhattacharya, S. C. & Salam, P Abdul (2002). Low greenhouse gas biomass

options for cooking in the developingcountries. Biomass and Bioenergy

Holman, J.P. (1981). Heat Transfer. Singapore: McGraw Hill Book Company

https://id.scribd.com/doc/63557553/BAB-II-Penerapan-Hukum-Bernoulli

https://id.scribd.com/doc/212071128/Perbandingan-Pembakaran-Udara-

Stoikiometri

59