perancangan horizontal firetube boiler … · kata pengantar allhamdulilahi rabil alamin, segala...
TRANSCRIPT
PERANCANGAN HORIZONTAL FIRETUBE BOILER KAPASITAS 550 KG/JAM
TUGAS AKHIR
DiajukanKepada
UniversitasMuhammadiyah Malang
Untuk memenuhi syarat memperoleh gelar
Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh:
Annas Arif Firmansyah
2011 1012 0311 154
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Annas Arif Firmansyah
NIM : 201110120311154
Tempat / Tanggal Lahir : Madiun, 20 Oktober 1992
Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin
Menyatak bahwa karya ilmiah atau skripsi ini yang berjudul
“PERANCANGAN HORIZONTAL FIRETUBE BOILER KAPASITAS 550
KG/JAM” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagia maupun keseluruhan
kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar – benarnya. Jika
terbukti melanggar, penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Malang, 25 Januari 2016
Penulis,
Annas Arif Firmansyah
KATA PENGANTAR
Allhamdulilahi Rabil Alamin, segala puji bagi mu ya Rabb, pemberi cinta
paling hakiki, yang senantiasa menyiapkan rencana sempurna untuk hamba-mu ini,
tak ada yang bisa hamba ucapkan selain kalimat terindah diatas untuk segala
pemberian terbaik . Puji syukurku atas-mu yang telah memudahkan segala kesulitan
, melapangkan segala kesempitan , menenangkan segala kegundahan , serta
memberi petunjuk atas segala kebuntuan. Penulis merasa bersyukur dengan
terselesaikannya tugas akhir ini dengan judul “Perancangan Horizontal Firetube
Boiler Kapasitas 550 Kg/Jam “ setelah hampir setahun waktu berlalu . satu
pelajaran penting yang penulis dapatkan adalah “ keberhasilan dalam menggapai
harapan harus dimulai dengan langkah awal yang mungkin tidak akan mudah “
Penulisan Tugas akhir merupakan salah satu syarat wajib untuk memperoleh
gelar sarjana ( S1 ) pada fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Malang.Dengan selesainya tugas akhir ini , penulis mengucapkan banyak terima
kasih kepada :
1. Tuhan YME atas semua karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Kepada kedua orang tua tercinta, yang jasa-jasanya tidak dapat
terwakilkan dengan tulisan ini.
3. Adik-adikku Anis, Rahma yang selama ini sudah mendukung.
4. Ir. Sudarman, MT. selaku dekan Fakultas Teknik.
5. Ir. Daryono, MT. selaku ketua jurusan Teknik Mesin.
6. Budiono, SSi, MT. selaku dosen pembimbing I.
7. Ir. Herry Supriyanto, MT. selaku dosen pembimbing II.
8. Teman-teman Teknik Mesin Angkatan 2011 terutama konco kelet
Hafid, Dicky, Ivan, Najib, Gepeng, Gendut, Alim, Denni, Erik,
Lendra, Abah, Tofa, Danang, Wiki, Asqa, Ical, Dulur Mekatron,
Mas Irkham, Dulur Lab Fisika serta untuk teman-teman semuanya
yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih sangat sederhana, oleh karena
itu kritik saran sangat diharapkan untuk perbaikan dikemudian hari akhirnya
penulis berharap, semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat dan dapat
menambah wawasan bagi bagi penulis dan bagi pembaca umumnya semoga
ALLAH SWT. Senantiasa membimbing kita menuju jalannya dan melimpahkan
rahmat serta hidayahnya. AMIN…..
Malang , 22 Januari 2016
Penulis
(Annas Arif Firmansyah )
DAFTAR ISI
Lembar Judul .......................................................................................................i
Poster ...................................................................................................................ii
Lembar Pengesahan ............................................................................................iii
Lembar Konsultasi ..............................................................................................iv
Surat Pernyataan Tidak Plagiat ...........................................................................vi
Abstrak ................................................................................................................vii
Abstrack ..............................................................................................................viii
Kata Pengantar ....................................................................................................ix
Daftar Isi..............................................................................................................xi
Daftar Tabel ........................................................................................................xiv
Daftar Gambar .....................................................................................................xv
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang ......................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................3
1.3 Tujuan ..................................................................................................3
1.4 Manfaat .................................................................................................3
1.5 Batasan Masalah ...................................................................................4
BAB II Landasan Teori
2.1 Ketel Uap ..............................................................................................5
2.2 Klasifikasi Ketel Uap ............................................................................6
2.3 Proses Pengauapan.. ..............................................................................12
2.4 Perpindahan Panas pada Ketel Uap ......................................................13
2.5 Pemanfaatan pada Industri Tahu ...........................................................18
2.6 Teori Kekuatan Material.. .....................................................................19
2.6.1 Tegangan ...................................................................................19
2.6.2 Regangan ...................................................................................21
2.6.3 Hubungan Tegangan-Regangan ................................................24
2.6.4 Kriteria Kegagalan Material ......................................................25
2.7 Faktor Keamanan .................................................................................27
BAB III Metode Perancangan
3.1 Tahapan Perancangan ...........................................................................32
3.1.1 Pemilihan Jenis Ketel ..................................................................32
3.1.2 Perhitungan Panas .......................................................................32
3.1.3 Perhitungan Bagian Utama Ketel................................................33
3.2 Diagram Alir Perancangan ....................................................................34
BAB IV Perhitungan
4.1 Perhitungan Panas .................................................................................35
4.1.1 Konsumsi Air ...............................................................................35
4.1.2 Kebutuhan Kalor .........................................................................36
4.1.3 Kebutuhan Bahan Bakar ..............................................................37
4.1.4 Luas Bidang Pemanas ..................................................................37
4.1.5 Analisa Pembakaran ....................................................................41
4.1.6 Kerugian Panas ............................................................................47
4.1.7 Efisiensi Ketel .............................................................................51
4.2 Bagian Utama Ketel ..............................................................................51
4.2.1 Badan Ketel .................................................................................52
4.2.2 Lorong Api ..................................................................................56
4.2.3 Pipa Api .......................................................................................63
4.2.4 Tubesheet ....................................................................................68
4.2.5 Pipa Nosel ...................................................................................70
BAB V Penutup
5.1 Kesimpulan ...........................................................................................73
5.2 Saran .....................................................................................................74
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................75
LAMPIRAN .......................................................................................................76
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Jenis ketel uap water tube................................................................9
Gambar 2.2 Jenis ketel uap fire tube. ..................................................................10
Gambar 2.3 Tabel harga Cz ...............................................................................15
Gambar 2.4 Konduksi .......................................................................................16
Gambar 2.5 Konsep intensitas gaya dalam sebuah benda yang mendapat beban
.............................................................................................................................20
Gambar 2.6 Ilustrasi regangan untuk benda yang mengalami beban tarik uniaksial
.............................................................................................................................22
Gambar 2.6a Ilustrasi regangan untuk benda yang mengalami regangan geser
murni ...................................................................................................................23
Gambar 2.6b Elemen regangan 2D .....................................................................23
Gambar 4.1 Perpindahan Panas...........................................................................38
Gambar 4.2 Perbandingan lorong api..................................................................53
Gambar 4.3 Lempeng Pipa Kamar Nyala Api ....................................................54
Gambar 4.4 Badan Ketel Tampak Samping ........................................................55
Daftar Pustaka
Hugot E. (1986). Handbook of Cane Sugar Engineering, Amsterdam : Elsevier
Science.
Djokosetyardjo, M.M ( 1987 ). Ketel Uap. Jakarta:Paradya paramita.
Malek, A . Mohammed ( 2004 ). Power Boiler Design, Inspection and Repair.
New York : Mc Graw-Hill Professional.
Muin, Syamsir.A (1988). Pesawat – Pesawat Konversi Energi I : Ketel Uap .
Jakarta: Rajawali Press.
Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu: Dasar – dasar dan Penggunaan. Jilid 2.
Yogyakarta: Universitas Gajah Mada Press
Michael. Vogel (2005), Heating with Wood: Principles of Combustion,Montana
State University, U.S.*)
Primo. Jurandir (2012). ASME Section I & Section VIII Fundamentals. Meadow
Estates: PDH Center
ASME (2010). Section 1 : Rules for Construction of Power Boilers. American :
IHS
ASME (2010). Section 2 : Part CSpecifications for Welding Rods,Electrodes, and
Filler Metals. American : IHS.
ASME (2010). Section 2 : Part D Properties (Metric). American : IHS.
ASME (2010). Section 2 : Part AFerrous Material Specifications SA-451 to End).
American : IHS.
ASME (2010). Section IV Rules for Construction of Heating Boilers (SA-451 to
End) . American : IHS.