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