5.1.8. Data Waktu Shutdown Burner
Shutdown yang terjadi disebabkan oleh overheating pada nozzle yakni selama 3 jam setiap 3 hari.
5.2. Pengolahan Data
5.2.1. Formulasi Masalah
Langkah awal dalam melakukan simulasi adalah formulasi masalah yang bertujuan untuk menentukan masalah yang akan dipecahkan dengan
menggunakan teknik simulasi. Dalam formulasi masalah ini, dapat diketahui bahwa yang menjadi masalah yang dialami perusahaan adalah pada proses
pengeringan. Pada proses tersebut suhu ruang plenum harus tetap terjaga steady state pada suhu 45 °C sehingga tidak mengakibatkan kualitas padi rusak atau
terjadi case hardening, selain itu overheating yang mengharuskan dilakukan shutdown burner selama 3 jam setiap 3 hari juga menjadi permasalahan yang
sangat penting karena dapat menghambat proses pengeringan. Pemecahan masalah yang menjadi tujuan simulasi ini adalah kestabilan jumlah panas yang
keluar dengan jumlah panas yang dimasukkan ke ruang plenum untuk menjaga kodisi steady state suhu ruang plenum serta repositioning mesin burner dengan
teknik switching, yang dirangkai secara paralel dengan sistem kerja berbasis PLC untuk mengatasi masalah shutdown.
Universitas Sumatera Utara
5.2.2. Membangun Model
Langkah yang harus dilakukan sebelum membangun model simulasi yaitu membuat loop umpan balik causal loop yaitu sebuah diagram yang
menggambarkan hubungan antara komponen yang digunakan dalam simulasi dinamis. Hubungan yang terjadi antar komponen terbagi menjadi dua yaitu :
1. Hubungan similar s yaitu hubungan berbanding lurus yakni apabila nilai satu komponen bertambah besar, nilai komponen yang dipengaruhinya juga
bertambah besar dan sebaliknya. 2. Hubungan opposite o yaitu hubungan berbanding terbalik yakni apabila
nilai satu komponen bertambah besar, nilai komponen yang dipengaruhinya menjadi bertambah kecil dan sebaliknya.
Pembentukan causal loop harus dilakukan secara logis dan tepat sebab causal loop ini merupakan dasar dalam pembuatan model simulasi. Sebagai
contoh pembuatan causal loop secara rinci yakni untuk suhu ruang plenum. Langkah pertama, membentuk entitas utama sistem yakni suhu ruang
plenum serta variabel yang mempengaruhinya yakni rugi kalor dan transfer panas ke ruang plenum. Kemudian menentukan hubungan variabel dengan entitas. Suhu
ruang plenum berbanding lurus dengan panas yang dibutuhkan ruang plenum sebab semakin besar panas yang dibutuhkan ruang plenum, maka akan semakin
besar pula suhu pada ruang plenum, sehingga terjadi hubungan similar s antara panas yang dibutuhkan ruang plenum dengan suhu ruang plenum. Demikian pula,
hubungan antara rugi kalor dan suhu ruang plenum, makin besar suhu ruang plenum maka rugi kalor akan makin besar, sehingga hubungannya similar s.
Universitas Sumatera Utara
Akan tetapi, bila rugi kalor bertambah besar maka suhu ruang plenum akan semakin kecil, yang menyatakan hubungan opposite o. Langkah pertama dalam
pembentukan causal loop suhu ruang plenum dapat dilihat pada gambar 5.3.
Gambar 5.3. Langkah Pertama Pembentukan Causal Loop Suhu Ruang Plenum
Langkah kedua, yakni mengembangkan variabel yang mempengaruhi entitas. Untuk rugi kalor, akan menjadi output pada suhu ruang plenum yang
dipengaruhi oleh faktor bentuk konduksi total, konduktivitas termal ruang plenum, dan suhu udara shelter. Untuk hubungan rugi kalor dan faktor bentuk total, adalah
hubungan similar s, karena makin besar faktor bentuk total maka makin besar juga rugi kalornya. Untuk hubungan rugi kalor dan konduktivitas termal ruang
plenum adalah hubungan similar s, karena semakin besar konduktivitas konduktivitasnya maka akan semakin besar pula rugi kalornya. Untuk suhu udara
shelter dan rugi kalor, hubungannya adalah opposite o, sebab makin besar suhu udara shelter maka akan makin kecil pula rugi kalornya. Langkah kedua ini dapat
dilihat pada tabel 5.4.
Su h u Ru a n g Ple n u m
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.4. Langkah Kedua Pembentukan Causal Loop Rugi Kalor
Langkah ketiga, adalah melakukan pengembangan lagi terhadap variabel yang mempengaruhi variabel pada langkah kedua sebelumnya. Untuk faktor
bentuk konduksi total, dipengaruhi oleh faktor bentuk dinding plenum dan faktor bentuk gabah. Hubungan kedua faktor tersebut terhadap faktor bentuk konduksi
total adalah similar s. Karena semakin besar kedua faktor tersebut, maka akan semakin besar juga faktor bentuk konduksi totalnya. Langkah ketiga pembentukan
causal loop ini dapat dilihat pada gambar 5.5.
Gambar 5.5. Langkah Ketiga Pembentukan Causal Loop Faktor Bentuk
Total Ruang Plenum
Fa kt o r Be n t u k Ko n d u ksi To t a l
Universitas Sumatera Utara
Untuk causal loop selanjutnya, dapat dilihat langsung hasilnya pada gambar 5.6.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.6. Main Causal Loop
Su h u Ru a n g Ple n u m
Su h u Ud a ra p a d a Uj u n g Sa lu ra n
Pe n g h a n t a r ke Ru a n g Ple n u m
Lo sse s Pe rp in d a h a n Pa n a s
Su h u Ke lu a ra n d a ri Blo w e r
Su h u Din d in g Sa lu ra n
Pe n g h a n t a r Lu a s Sa lu ra n
Pe n g h a n t a r Pa n j a n g
Sa lu ra n Ja ri-j a ri
Sa lu ra n
Ka p a sit a s Pe ma ka ia n
Ba h a n Ba ka r p e r Ja m
En e rg i Pa n a s Bu rn e r
LHV So la r Efisie n si
Bu rn e r
Ko e fisie n Tra n sfe r
Pa n a s Pa n j a n g
Sa lu ra n Bila n g a n
Nu sse lt Ko n d u kt ivit a s
Te rma l Ud a ra Ru g i Ka lo r
Ko n d u kt vit a s Te rma l Ru a n g
Ple n u m Su h u Ud a ra
Sh e lt e r Fa kt o r Be n t u k
Ru a n g Ple n u m Fa kt o r Be n t u k
Su d u t Ple n u m Fa kt o r Be n t u k
Din d in g Ple n u m Fa kt o r Be n t u k
Te p i Ple n u m Te b a l Bo x
Pa n j a n g Bo x
Le b a r Bo x Tin g g i Bo x
S S
O S
S
S S
O S
O S
O S
S S
S S
S
O S
Ra sio Ke le mb a b a n
Ru a n g Ple n u m Ke le mb a b a n
Ud a ra Ru a n g Ple n u m
Ke le mb a b a n Ud a ra Sh e lt e r
Ma ssa Ud a ra Pe n g e rin g
Ra sio Ke le mb a b a n
Sh e lt e r La ma
Pe n g e rin g a n Ko n su msi
Ba h a n Ba ka r p e r Siklu s
Ka p a sit a s Pe ma ka ia n
Ba h a n Ba ka r p e r Ja m
Vo lu me Sp e sifik
Ud a ra
De b it Alira n Ud a ra
S S
S S
Be ra t Air ya n g Ha ru s
Dike lu a rka n Ka d a r Air
Aw a l Ka d a r Air
Akh ir Be ra t Ga b a h
ya n g Aka n Dike rin g ka n
S S
S O
S S
O S
S S
S S
O Pa n a s ya n g
Dib u t u h ka n Ru a n g Ple n u m
S S
W a kt u u n t u k Me n a ikka n Su h u
Ru a n g Ple n u m O
S S
Fa kt o r Be n t u k Ko n d u ksi To t a l
S S
Fa kt o r Be n t u k Ga b a h
Ja ri-j a ri Ga b a h
Ja ra k An t a r Tia p g a b a h
S O
S Ra sio Ke le mb a b a n
p a d a 2 7 ce lciu s d a n 5 1
Ra sio Ke le mb a b a n p a d a 3 8 ce lciu s
d a n 8 2 S
O
Ra sio Ke le mb a b a n
p a d a 3 0 S
S Ra sio
Ke le mb a b a n p a d a 3 7
O
Universitas Sumatera Utara
Setelah membentuk causal loop, maka dibangunlah main model simulasi. Main model simulasi yang dibangun adalah main model yang dinamis karena terdapat
kesinambungan proses perpindahan panas dimana panas yang dihasilkan oleh burner berpindah atau mengalir sampai ke ruang plenum untuk proses pengeringan gabah.
Namun, sebelum membuat main model terlebih dahulu dibuat sub model tiap bagian untuk mempermudah penyusunan main model nantinya.
Sebagai contoh pembuatan sub model untuk suhu ruang plenum dapat dilihat pada gambar 5.7.
Gambar 5.7. Sub Model Suhu Ruang Plenum
Setelah membuat sub model tiap bagian, dilakukan penggabungan sehingga diperoleh main model simulasi dinamis yang dapat dilihat pada gambar 5.8.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.8. Main Model Simulasi Dinamis
Universitas Sumatera Utara
Logika dasar yang digunakan dalam membangun main model simulasi dinamis pada Gambar 5.8. dapat dilihat pada blok diagram model yang disajikan dalam
Gambar 5.9.
Energi Panas Burner
Suhu Keluaran dari Blower
Luas Saluran Penghantar
Suhu Dinding Saluran
Kapasitas Pemakaian Bahan Bakar per Jam
LHV Solar Efisiensi Burner
Koefisien Transfer Panas
Suhu Udara pada Ujung Saluran
Penghantar ke Ruang Plenum
Losses Perpindahan Panas
Panas yang Dibutuhkan
Ruang Plenum
Suhu Ruang Plenum = 45 ºC
Rugi Kalor
Rasio Kelembaban Ruang Plenum
Menggunakan Psikometrik Diagram
Lama Pengeringan Dihitung dengan
Metode Heat Balance
Faktor Bentuk Konduksi Total
Konduktivitas Termal Ruang Plenum
Rasio Kelembaban Shelter
Suhu Udara Shelter Massa Udara
Pengering
Berat Air yang Harus Dikeluarkan
Konsumsi Bahan Bakar per Siklus
Kadar Air Akhir
Kadar Air Awal
Berat Gabah yang Akan Dikeringkan
Kelembaban Shelter
Kelembaban Ruang Plenum
Debit Aliran Udara
Volume Spesifik Udara
Perpindahan Panas secara Forced Convection
Perpindahan Panas secara Forced Convection
Gambar 5.9. Blok Diagram Model
5.2.3. Fitting The Data
Kategori