Optimalisasi Peran Teknik Mesin Dalam Meningkatkan Ketahanan Energi

  Optimalisasi Peran Teknik Mesin Dalam Meningkatkan Ketahanan Energi Ketua Peyunting Dr.Eng. Yudy Surya I,ST.,M.Eng. Sekretaris Penyunting Dr. Slamet Wahyudi, ST.,MT. Penelaah Ahli

  Prof. Dr. Ir Pratikto, MMT (Universitas Brawijaya Malang) Prof. Ir. ING Wardhana, M.Eng., Ph.D.(Universitas Brawijaya Malang)

  Dr.Eng. Anggit Murdani, ST.,M.Eng. (POLINEMA) Dr.Eng. Budi Prawara,ST.,M.Eng. (LIPI-TELIMEK)

  Penyunting Pelaksana Francisca Gayuh Utami D, ST., MT. Tata Letak

  Fikrul Akbar Alamsyah, ST Dodik & Very

  Cetak dan Distribusi Totok S. Penanggung Jawab

  Ketua Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang

  Perancang Sampul

  Dodik & Very

  Penerbit

  Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang

  Jl. MT. Haryono 167 Malang 65145 Telp./Fax. +62-341-554291

  Email: slamet_w72@ub.ac.id

  The statements and opinion expressed in the papers are those of the authors themselves and not necessarily reflect the opinion of the editors and organizers. Any mention of company or trade name does not imply endorsement by organizers.

  ISBN: 978 – 602 – 19028 – 0 – 6 Copyright © 2011, Departement Mechanical of Engineering Faculty, Brawijaya University of Malang Not to be commercially reproduced by any means without written permission Printed in Malang, Indonesia, November 2011

KATA PENGANTAR

  Dengan mengucap syukur alhamdulillah ke hadirat Allah Yang Esa yang tiada tuhan selain-Nya, kami selaku Panitia Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin X Tahun 2011 Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang dapat menyelesaikan prosiding abstrak ini.

  Cinta Kasih-Nya yang tak terhingga mendorong kami untuk semangat dalam kegiatan belajar mengajar yang tak pernah putus sampai masuk liang lahat, khususnya dalam hal ini ilmu-Nya yang kita tekuni bersama yaitu rekayasa keteknikan.

  Prosiding ini diharapkan mampu menampung para peneliti, praktisi, pemerintah dan mahasiswa untuk mengkomunikasikan hasil-hasil penelitiannya. Prosiding ini juga merupakan sebuah wujud tanggung jawab bidang teknik mesin dalam menyumbangkan pemikiran, ide dan hasil penelitian sehingga mampu diaplikasikan ke masyarakat dan guna mendukung ketahanan energy di Indonesia.

  Bertolak dari hal tersebut maka Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang menggelar event akademik Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin X Tahun 2011 yang bertajuk:

  “Optimalisasi Peran Teknik Mesin dalam Meningkatkan Ketahanan Energi” Diharapkan dengan adanya seminar nasional ini, para akademisi pemerintah peneliti dan atau praktisi dapat menambah wawasan mereka serta menerapkan pengetahuannya tersebut dalam dunia engineering untuk mengoptimalkan ketahanan energi nasional. Selanjutnya akan terbina suasana akademis yang nantinya dapat dikembangkan menjadi wujud kongkrit di masyarakat pada umunya. Semoga Allah Yang Maha Pengampun meridhoi jerih payah kita semua. Amien.

  Malang, 1 Nopember 2011 PANITIA SNTTM X

  DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................ ii DAFTAR ISI .............................................................................................................. iii KEYNOTE SPEAKER Tantangan Keilmuwan teknik mesin di bidang nuclear reactor safety Deendarlianto .......................................................................................................................... 1 Rancang Bangun dan Aplikasi Engine Rusnas 500 cc

  I Nyoman Jujur ........................................................................................................................ 10 BIDANG KONVERSI ENERGI Peningkatan Efisiensi Pembakaran Tungku Kayu Bakar Tradisional Dengan Modifikasi Disain Bambang Yunianto, Nazarudin Sinaga ..................................................................................... 24 Studi Pemanfaatan Briket Kulit Jambu Mete Dengan Kombinasi Sekam Padi Dan Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif Lydia M Salam, H Baharuddin Mire, M. Fachry. A.R ............................................................... 29 Efek Ash Campuran Batubara Mutu Rendah Terhadap Potensi Pembentukan Slagging dan Fouling Pada Boiler PT. Semen Tonasa Ismail ....................................................................................................................................... 37 Pengembangan Bahan Bakar Briket dari Campuran Kulit Mete dan Sekam Padi Muchammad ............................................................................................................................ 42 Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Emisi Gas Buang Berbahan Bakar Lpg Pada Ruang Bakar Model Helle-Shaw Cell

  I Gusti Ngurah Putu Tenaya, Made Hardiana. ......................................................................... 47 Kajian Numerik Aliran Udara Pembakaran pada Tangentially Fired Pulverized-Coal Boiler Wawan Aries Widodo, Is Bunyamin Suryo, Giri Nugroho ......................................................... 52 Perbandingan Simulasi Dengan Asumsi Ideal gas Dengan Kondisi Real gas Effect pada Kasus Combustion Albert Meigo R.E.Y, Romie O.Bura, Bambang Kismono Hadi .................................................. 57 Karakteristik Pembakaran Briket Limbah Tongkol Jagung Dan Sekam Padi Dengan Berbagai Perbandingan Tongkol Jagung Dan Sekam Padi Andi Mangkau, Prof. Dr. Ir. Effendy Arif, M. Eng .................................................................... 66 Efek Katalisator (Broquet) Terhadap Emisi Gas Buang Mesin Bensin Arijanto, Andhika Mahardika ................................................................................................... 76

  Deflagrasi LPG-Udara Yang Melalui Media Porous Jayan Sentanuhady, Desmon Purba, Tri Agung Rohmat ........................................................... 83 Perbandingan Antar Berbagai Model Laju Penguapan Tetesan Pertamax Dengan Data Eksperimen Engkos Achmad Kosasih .......................................................................................................... 91 Studi Eksperimental Pengaruh Konsumsi Bahan Bakar Dan Lamanya Waktu Terhadap Laju Pengeringan Pada Alat Pengering Ikan Dengan Memanfaatkan Energi Briket Batubara Aneka Firdaus, ST. MT, Dian Ferdinand, ST............................................................................ 96 Analisis Pemanfaatan Gas Metana (CH ) Dari Limbah Sampah TPA Tamangapa Sebagai

  4 Pembangkit Tenaga (2011)

Ir. Luther Sule, MT................................................................................................................... 108

Studi Eksperimental Optimalisasi Campuran Bahan Bakar Solar Dengan Crude Jatropha Oil (CJO) Terhadap Karakteristik Motor Diesel Didacta Italia Test Bed T 85 D

H.Teguh Budi.SA, Amrifan Saladin Mohruni, Arifin ................................................................. 112

Pemilihan Algoritma Dan Model Potensial Pada Simulasi Dinamika Molekular Tabung Nano Karbon Sebagai Media Penyimpan Hidrogen

Supriyadi dan Nasruddin ......................................................................................................... 120

Karakteristik Pembakaran Tungku Gasifier Tipe Cross-Draft Berbahan Bakar Biomassa

Adjar Pratoto, Agus Sutanto..................................................................................................... 126

Potensi Unmineable Coalbed Sebagai Penyimpan Emisi Gas Karbondioksida

Barlin ...................................................................................................................................... 131

Analisa Perpindahan Panas Akibat Radiasi Pada Rumah Secara Konveksi Paksa Dengan Menggunakan Variasi Warna Cat Putih, Abu-Abu, Kuning Dan Tanpa Cat

Eflita Yohana ........................................................................................................................... 134

Kajian Eksperimen Sistem Pendingin Lemari Radio Base System (RBS) Berbasis Termoelektrik

Nandy Putra, A’rasy Fahruddin, Wayan Nata, Ridho Irwansyah .............................................. 139

The HAZOP Of HVAC Star Energy

Harjanto G , Samsul Kamal, Prajitno....................................................................................... 147

Optimasi Sistem Pendingin Joule-Thomson Dengan Menggunakan Campuran Hidrokarbon Melalui Simulasi Progaram Matlab 8.5 Dan Refprop 8.0 Rizky Arif Hidayat .................................................................................................................... 157 Analisa Perbandingan Kinerja Mesin Pendingin Menggunakan Mc-22 Sebagai Pengganti R-22

Yusvardi Yusuf, Ni Ketut Caturwati, Imron Rosyadi ................................................................. 165

  Analisis Saluran Udara Pendinginan Motor Listrik Pada Lokomotif Diesel Elektrik Traxx Asia Muhamad Faris Naufal Austen, Jooned Hendrarsakti, Yunendar Handoko ............................ 169 Analisa Karakteristik Perpindahan Panas Evaporator Tipe Double Tubular Pipe Pada Unit Pendingin Sistem Absorpsi Difusi Amonia-Air Dengan variasi Beban Pendingin dan Daya Generator Ary Bachtiar Krishna Putra, Prabowo, Khrisma Mahara ....................................................... 177 Pengaruh Penambahan Surfaktan Pada Nano Fluida Al O -Air Terhadap Kinerja Loop Heat

  3

  3 Pipe (LHP) Wayan Nata Septiadi, A’ray Fahrudin, Nandy Putra ............................................................. 181

  , Pengujian Alat Cryosurgery Berbasis Elemen Peltier Ganda Dengan Penggunaan Variasi Probe Nandy Putra, Hamdalah H, Kapa Cossa J, Ridho Irwansyah ................................................. 189 Perpindahan Panas Konveksi Paksa Pada Selinder Ellip Dalam Udara : Pengaruh Aspect Ratio Kaprawi Sahi ......................................................................................................................... 195 Proses Perubahan Fase Material yang Melibatkan Evaporasi dan Sublimasi Pada Pengering Beku Vakum Ekstrak Ubur-ubur Muhamad Yulianto, M. Idrus Alhamid, Nasruddin, Engkos A. Kosasih................................... 201 Pengaruh Model Turbulensi Pada Analisis Komputasi Sintetik Jet Untuk Sistem Pendingin Komponen Mikroelektronik Harinaldi, Damora Rhakasywi, Rikko Defriadi ...................................................................... 208 Kincir Angin Poros Horisontal dengan Sudu Plat Datar Budi Sugiharto ....................................................................................................................... 215 Studi Ekperimental Pengaruh Jumlah Lubang Laluan Udara Pada Alat Pengering Ikan Baung Tipe Rak Menggunakan Briket Batubara Terhadap Laju Pengeringan Ismail Thamrin, Robby Usza Perdana ................................................................................... 220 Experimental Study on the Flow Pattern and Pressure Difference Fluctuation during the Steam Condensation in a Horizontal Annulus Pipe Sukamta, Indarto, Purnomo, Tri Agung Rohmat ..................................................................... 231 Pengaruh Posisi Silinder Teriris Tipe-D sebagai Pengontrol Pasif di Depan Silinder Utama Sirkuler Terhadap Gaya Drag Silinder Utama Sikuler Triyogi Yuwono, Wawan Aries Widodo, Dapot Boni Tua Raja Guguk dan Dahlia Ansisti Pramesti ................................................................................................................................ 236 Pengaruh Variasi Kekasaran Permukaan pada Profil Bola terhadap Distribusi Tekanan dan Separasi Novriany Amaliyah ................................................................................................................ 241

  Analisa Frekuensi dalam Pengukuran Kecepatan Aliran Dua Fasa pada Saluran Tertutup Menggunakan Gelombang Ultrasonik Muhammad Agung Bramantya, Khasani, Dzikry Firdausi ...................................................... 249 Studi Eksperimen Performansi Ejector Aliran Dua Fase dengan Fluida Kerja Karbondioksida (CO ) dan Nitrogen (N )

  2

  2 Wawan Aries Widodo, Is Bunyamin Suryo .............................................................................. 253 Pengendalian Pasif terhadap Boundary Layer didalam Flat-Walled Diffuser dengan Suction dan Blowing melalui Rectangular Slot Sutardi, Rinenggo N. .............................................................................................................. 259 Studi Karakteristik Aliran didalam Boundary Layer Turbulen didalam Asymmetric Flat- o

  Walled Diffuser 20 Sutardi, Firchi I. .................................................................................................................... 266 Pemodelan Liquid Jet Gas Pump yang Bekerja Sebagai Vacuum Ejector Daru Sugati, Indarto, Purnomo, Sutrisno. ............................................................................ . 271 Pengaruh Model Turbulensi pada Analisis Komputasi Kontrol Aktif Aliran terhadap Drag Aerodinamika Reversed Ahmed Body Budiarso, Harinaldi, Rustan Tarakka, Sabar P.Simanungkalit ............................................... 276 Pengaruh Penambahan Silinder Pengganggu terhadap Koefisien Tekanan Silinder Sirkular Tersusun Tandem pada Saluran Sempit Berpenampang Bujur Sangkar Wawan Aries Widodo, Ardhanu Usdhiantoko ......................................................................... 284 Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas pada Baffles Ary Bachtiar Khrisna Putra, Djatmiko, Soo Whan Ahn .......................................................... 290 Effect of Installing a thread rod on pressure drop reduction in a channel with two circular cylinder in tandem arrangement Wawan Aries Widodo, Alfin Andrian Permana ....................................................................... 294 Efek Peletakan Injeksi Gelembung Mikro Terhadap Hambatan Total Kapal Model Gunawan, M. Baqi, Yanuar ................................................................................................... 300 Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Disturbance Body Terhadap Karakteristik Aliran Yang Melintasi Sebuah Silinder Sirkular Yang Tersusun Secara Tandem Dalam Saluran Sempit Wawan Aries Widodo, Pratista Hariyanto .............................................................................. 306 Pengaruh Kecepatan Udara pada Wavy fin dan Tube Heat Exchanger terhadap Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas Prabowo, Ary Bactiar, Temaja, Renatho ................................................................................ 312 Adsorpsi Isosterik CO Bertekanan Tinggi Pada Karbon Aktif dengan Persamaan Model

  2 Tóth Awaludin Martin, Bambang Suryawan, Muhammad Idrus Alhamid, Nasruddin ..................... 318

  Pengaruh Kecepatan Air Pada Pembentukan Gelembung Pada Aliran Air Yang Searah Jarum Nosel Manus Setyantono, Warjito ................................................................................................... 323 Studi Karakteristik Fluida Kerja Hydrokarbon Ramah Lingkungan pada Siklus Rankine Organik (SRO) bertenaga Surya Ruli Nutranta, M. Idrus AlHamid, Nasrudin, Harinaldi ........................................................ 328 Konsumsi Energi dalam Transisi Aliran Taylor-Couette-Poiseuille Prajitno, Sutrisno, Indarto, Purnomo .................................................................................... 334 The Performance Of Saturn-20 Gas Turbine As Prime Mover Of Electric Generator Khairul Muhajir .................................................................................................................... 338 Effect of Dynamic Twisted Mixer on Ammonia Mass Distribution at NH -SCR Catalytic

  3 Filter for Diesel Engine Aftertreatment system by Numerical Simulation Syaiful .................................................................................................................................... 347 Monitoring of The Union Centrifugal Pump Greg.Harjanto, A.Rianto S .................................................................................................... 353 Studi Karakteristik Kerja Hot Well Pump (HWP) Pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) Khasani dan Chris Yudho Hardianto ..................................................................................... 360 Kajian efek oksigen berlebih pada motor Diesel Abrar Riza dan Budiantoto..................................................................................................... 365 Studi Experimental Dan Numerik Pengaruh Variasi Cerobong Masuk Turbine Ventilator Terhadap Unjuk Kerja Turbine Ventilator Misbakhul Fatah, Triyogi Yuwono dan Wawan Aries Widodo ................................................ 368 Analisis Kebutuhan Daya Pompa Untuk Distribusi Air Bersih Said Hi. Abbas, Alwi Albaar, Jadid Hamim Ade ..................................................................... 373 Analisis Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal dan Ruang Bakar Turbin Gas Mikro Proto X-1 Ahmad Indra Siswantara, Steven Darmawan, Efendi Manurung ............................................ 382 Manajemen Termal Heat Sink pada Modul Kendali Motor Kendaraan Hibrid Tinton Dwi Atmaja, Ghalya Pikra dan Kristian Ismail ........................................................... 390 Kinerja Mesin Pendingin Sistem Vrv-Ii Dan Vrv-Iii Dengan Kapasitas 40 Hp Caturwati NK, Yuswardi, Indah Rahmawati ........................................................................... 395 Pengujian Teknik Mengemudi Hemat Energi Pada Kendaraan Penumpang Untuk Mendukung Program Smart Driving di Indonesia Nazaruddin Sinaga................................................................................................................. 400

  

The HAZOP of HVAC Star Energy

Harjanto G *, Samsul Kamal**, Prajitno ***

  

Department of Mechanical & Industrial Engineering, Faculty of Engineering UGM

Jl. Grafika 2 , Kampus UGM Yogyakarta

Harjanto2007@yahoo.co.id , Samsulugm@yahoo.com,prajitno72@yahoo.com

  

The HAZOP process is based on the principle that a team approach to hazard analysis will identify more

problems than when individuals working separately combine results. HAZOP is Hazard & Operability. The HAZOP team is made up of individuals with varying backgrounds and expertise. The expertise is brought together during HAZOP sessions and through a collective brainstorming effort that stimulates creativity and new ideas, a thorough review of the process under consideration is made.

  

The HAZOP process creates deviations from the process design intent by combining guide words (No, more,

less, etc.) with process parameters resulting in a possible deviation from design intent.Guidewords : !"No , !"More ,!"Less ,!"As Well As ,!"Reverse ,!"Other Than .

  The application of parameters will depend on the type of process being considered, the equipment in the process and the process intent. A sample set of parameters includes the following - Specific Parameters : Flow ,Temperature ,Pressure ,Composition ,Phase ,Level ,Relief ,Instrumentation , Sampling ,Corrosion/Erosion ,Services/Utilities ,Maintenance ,Addition ,Safety ,Reaction ,Inserting /Purging ,Contamination.

  HVAC is Heating Ventilating Air Conditioning , Star Energy is an Oil Company and HVAC Star Energy is HVAC in Kakap Field Platform at North Natuna. The Hazop worksheet of the HVAC ,say that the compressors of the HVAC are the high risk unit. The compressors are the heart of the HVAC.

  Key Words: Air conditioning, HAZOP, hazard analysis penyimpangan yang memungkinan terjadi

1.Pendahuluan Hazop adalah upaya untuk kecelakaan atau resiko yang lain.

  

mempelajari rsiko dan pengoperasian suatu Mempelajari Hazop berarti

peralatan. Konsep dasar dari Hazop adalah mempelajari penyimpangan dari proses investigasi dari masalah yang akan normal . Hazop sendiri mempunyai digunakan untuk suatu peralatan. Tujuan karakteristik: utama dari Hazop adalah mengindentifikasi

  a. Sistematika Hazop, menggunakan masalah, yang merupakan hasil dari stuktur /susunan dengan cara pengalaman yang ada, bukan dari kajian penggunaan ”kata pandu” (Guide atau analisis prediksi. Sistem yang Work), untuk memastikan bahwa digunakan pada Hazop yaitu dengan proses operasi peralatan telah sesuai menggunakan “kata pandu” (Guide Word ) . dengan tempat atau lokasi serta Kata pandu ini kemudian dikembangkan peralatan yang di uji . dalam berbagai variasi.

  b. Hazop dapat digunakan juga sebagai Hazop singkatan dari Hazrpd & “SOP” Operability, kalau Hazops adalah Hazard &

  c. Hazop digunakan sebagai salah satu Operability Study, adalah standar teknis cara penafsiran bahaya yang perihal analisis bahaya yang digunakan mungkin terjadi. untuk penetapan sistem keamanan ,yang

  d. Hazop digunakan sebagai prediksi kemungkinan terjadi potensi bahaya dan awal bagi adanya bahaya, walaupun masalah operasinya. Sehingga Hazop kuantitas nya tidak akurat. merupakan proses untuk meninjau apakah dalam pengoperasian peralatan akan terjadi Hazop menggunakan ‘kata kunci” (key word) , seperti

• Deviation : penyimpangan – merupakan kombinasi ”kata pandu” dan ”parameter”
• Consequency : konsekuensi- akibat dari suatu penyimpangan yang kemungkinan terjadi kerugian financial, kapasitas, waktu dll
• Cause : penyebab – kejadian yang kemungkinan akan terjadi penyimpangan
• Safe Guard : Perlindungan Keamanan – adalah perlengkapan untuk mencegah terjadinya penyimpangan yang dapat mengakibatkan resiko.
• Action : Tindakan- usaha yang harus dilakukan agar tidak terjadi penyimpangan untuk mengurangi atau meniadan resiko negatif.
• Node : Titik- yang digunakan untuk pemisahan proses yang satu terhadap yang lain.
• Severity: Kerusakan- tingkat keparahn pada proses penyimpangan .
• Likelihood : Kemungkinan akan terjadi resiko walau sudah ada pengamanan.
• Risk : Resiko- konsekuensi yang harus ditanggung, dan ini merupakan kombinasi dari severity dan Likelihood.

  2. HVAC Star Energy Star Energy adalah suatu Oil Company yang mempunyai salah satu wilayah operasi di Laut China Selatan ( Utara kepulauan Natuna) , salah satu Platform nya (Off Shore) adalah Kakap Field Platform. HVAC adalah ”Heating Ventilating Air Conditioning ” yang digunakan di Kakap Field untuk pengondisisn udara bagi para operator di dalam Living Quater di Kakap Field tsb.

  Keberadaan HVAC sangat penting mengingat kondisi udara yang cukup panas dan ditambah kemungkinan terjadi kontaminasi akibat emisi gas buang dari tiga turbin gas dan pembakaran gas (flare) yang masuk kedalam living quater.

  HVAC di Kakap Field Platform menggunakan International Standard (USA Standard), di mana suhu ruangan di living quater 23,5

  C, RH 50% . HVAC terdiri dari dua unit Condensing Unit setiap unit mempunya dua unit kompresor, serta sistem ducting yang terpadu dengan cooling coil serta hetaing pada bagian ducting nya.

  ACCU I AHU I MIXING LIVING QUATER DUCTING ACCU II AHU II ACCU = AC Condensing Unit AHU = Air Handling Unit

  Gambar 1: HVAC- Kakap Field Platform –Star Energy – Natuna Gambar 2: Kompresor , AHU, Mixing HVAC Kakap Field Star Energy Natuna

  Spesifikasi AHU HVAC Kakap Field Star Energy Natuna Spesifikasi ACCU HVAC Kakap Field Star Energy – Natuna

3. HAZARDOUS AND OPERABILITY STUDY WORKSHEET

  Work sheet yang banyak digunakan dalam operasi Hazop dapat dilihat di bawah ini: Site: Kakap Field Platform, Natuna Plant: HVAC Line/Equipment Guid e Word Deviatio n Caus e Consequenc e Actio n Table 1 : Kata Pandu ( Guide Word) dan Penyimpangan ( Deviasi)

  Guide Word Deviation Flow More No

  Less Reverse Other Also

  Pressure More Less Temp More Less Viscosity More Less Relief Other Samples Other Instruments Other Corrosion More

  Erosion More Services Other Maintenance Other Static Other

HAZARD AND OPERABILITY STUDY ACTION SHEET DATA FILE:

  ACTION ON: RESPOND BY: ACTION NO: MEETING DATES: DOCUMENT REFERENCE: TITLE: REVISION:

  ITEM: CAUSE: CONSEQUENCE: SAFEGUARDS/COMMENTS: ACTION: RESPONSE: DATED: Gambar 3: Salah satu contoh Hazop Work Sheet

  Kegagalan operasi pada bagian utama

4. Analisis

  Analisis menggunakan Hazop kompresor seperti, katup, piston, cincin bertujuan untuk meninjau suatu proses pada torak, serta lubrikasi merupakan bagian sistem secara sistematis dan menentukan yang beresiko tinggi . arah- apakah pada proses penyimpangan dapat mengarah kepada suatu kejadian atau

  5. Kesimpulan kecelakaan/kerugian . Salah satu bagian atau part dari HVAC yang paling beresiko tinggi

  1. Identifikasi dengan menggunakan terhadap kerugian adalah kompresor. Sebab HAZOP ternyata menjadi lebih apabila kompresor unjuk kerja nya turun, detail dan dapat menunjukan akan misalnya kapasitas/putaran turun, maka terjadinya resiko pada peralatan kemampuan HVAC secara keseluruhannya HVAC tersebut, terutama pada juga turun, sehingga tidak mampu bagian kompressornya memberikan kondisi udara dingin pada living quarter sesuai standar yang ada. menggunakan HAZOP

2. Dengan

  7. Kletz, T., (2000) By Accident - a life dapat dilihat bahwa resiko yang preventing them in industry PVF tertinggi dari peralatan HVAC pada Publications

ISBN 0-9538440-0-5

  kondisi extreme Risk pada

  8. Lawley, H. G.,(1974) Chemical komponen kompresor. Engineering Progress, "Operability studies and hazard analysis" AIChE

  3. Rekomendasi yang diusulkan dalam menangani adanya extreme risk

  9. Nolan, D.P. (1994) Application of dengan merubah menjadi medium HAZOP and What-If Safety Reviews risk, ataupun dengan pola RCM ( to the Petroleum, Petrochemical and Reliability Centered Maintenance). Chemical Industries. William

  Andrew Publishing/Noyes.

  ISBN

  4. Untuk memperoleh data sheet pada HAZOP yang baik, perlu dilakukan 978-0-8155-1353-7 pelatihan2 pada

  10. Swann, C. D., & Preston, M. L., operator/maintenance-man agar (1995) Journal of Loss Prevention in dapat menghasilkan hasil work sheet the Process Industries, "Twenty- yang dapat di andalkan. five years of HAZOPs"

6. Pustaka

  1. Anda I, Lukman H, Cahya A,---, Implementasi methode Hazop dalam proses identifikasi bahaya dan analisa resiko pada Feed water system di unit pembangkit Paiton,---- Seminar ----

  Industrial

  2. Banerjrr,Sanjoy,2003, Hazard and Plant Safety. Taylor & Francis,London

  3. British Standard BS: IEC61882:2002 Hazard and operability studies (HAZOP studies)- Application Guide British Standards Institution . “This British Standard reproduces verbatim

  IEC 61882:2001 and implements it as the UK national standard.”

  4. Chemical Industries Association (1977) A Guide to Hazard and Operability Studies

  5. Goethsch,DL ,2002, Accupational Safety and Health for Technologist, Fourth Edition, Prentice Hall inc, New Jersey

  6. Kletz, T. A., (1983) HAZOP & HAZAN Notes on the Identification and Assessment of Hazards IChemE Rugby

  Lampiran. Line/Equipment: Compressor HVAC –Kakap Field Platform Guide Word Deviation Cause Consequence Action Pressure More Pressure Resist in flow Compressor shut down Check pipeline

  Low Pressure Less refrigerant Not cooling Add refrigerant More pressure difference Cooling load high Compressor shutdown, high power

  Less cooling load Temperature

  More Overload Compressor shut down Less cooling load Low Less refrigerant Not cooled Add Refrigerant

  Flow More refrigerant flow High cooling load High power need Less cooling load More refrigerant .flow

  Piping leakage No cooling Check leakage Low refrigerant Less refrigerant No cooling Add refrgerant Line/Equipment: Blower HVAC Kakap Field Platform Guide Word Deviation Cause Consequence Action Pressure

  Low pressure Less RPM Less flow Check motor More pressure Overrunning Motor-heat Check motor Temperature

  More Vane/flap shut Motor trip Check vane/flap Low No flow No cooling Check ducting Flow

  More Overload High power Check load Low Less RPM Less cooling Check motor Line/Equipment: Ducting System HVAC Kakap Field Platform Guide Word Deviation Cause Consequence Action Flow High Blower over running High power Check blower

  Low Less blower RPM or ducting leak Less cooling Check blower

  Line/Equipment : Compressor Controller HVAC Kakap Field Platform Guide Word Deviation Cause Consequence Action Pressure More difference Overload Compressor shut Check the load pressure down

  Less suction Less refrigerant No cooling Add refrigerant pressure

HAZARD AND OPERABILITY STUDY ACTION SHEET DATA FILE:

  ACTION ON: Compressor HVAC RESPOND BY: Greg ACTION NO: -- MEETING DATES: May,2011 DOCUMENT REFERENCE: REVISION: TITLE: Compressor AC

  ITEM: Compressor AC CAUSE: The compressor shut down CONSEQUENCE: The Air Conditioning is off, and the living quarter is high temperature SAFEGUARDS/COMMENTS: There no suction pressure-meter, the safety switch is on because of the high difference pressure, and the compressor is shut down.

  ACTION: Check the load of compressor, check the difference pressure of compressor, check the power/electrical etc RESPONSE: As soon as the compressor shut down, check the probem. And then it was known that the difference pressure is high. DATED: March, 2011

  SNTTM X | 334 Konsumsi Energi dalam Transisi Aliran Taylor-Couette-Poiseuille Prajitno a , Sutrisno a

  

, Indarto

a , Purnomo a _a

   Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia Abstract

  Experiment was conducted to study the effect of the axial flow and rotation on energy consumption in the Taylor-Couetet-Poiseuille flow. Test section was an annulus with rotating inner cylinder and fixed outer cylinder. There are two annulus with radius ratio of 0,716 and 0,964 respectively, and aspect ratio of 40 and 320 respectively. Water as working fluid with flow rate of 0,1 – 0,3 gpm gave the axial Reynolds number Re z = 36 – 109 for radius ratio of 0,716, and Re z = 32 – 95 for radius ratio of 0,964. For inner cylinder rotating of 7 – 49 rpm the circumference Reynolds number was Re

  1 = 798 – 5586 for radius ratio of 0,716; and Re

  1 = 135 – 945 for radius ratio of 0,964. From the experiment it was obtained that energy required to rotate the inner cylinder was increasing with rotation speed, and that energy was greater for high radius ratio than for low radius ratio. The pumping energy was increasing with flow rate, but decreasing with rotation speed. For equal flow rate and rotation, total energy consumption for small gap annulus was greater than for wide gap.

  Keywords: Energy Consumption, Transition Flow, Taylor-Couette-Poiseuille

1. PENDAHULUAN

  Aliran di dalam annulus dengan silinder bagian dalam yang berputar dan terdapat aliran aksial banyak dijumpai pada celah antara rotor dan stator generator/motor-listrik, bantalan luncur, sistem dialisis, reaktor, filter/separator, peralatan penukar kalor. Jika tidak ada aliran aksial, aliran di dalam annulus menjadi tidak stabil ketika putaran silinder bagian dalam melampaui batas kritisnya . Ketidakstabilan ini ditandai dengan terjadinya perubahan pola aliran dari pola aliran Couette melingkar menjadi pola aliran vortex melingkar yang berpasangan. Pola aliran ini selanjutnya dikenal dengan pola aliran vortex Taylor. Jika putaran silinder makin tinggi, dimungkinkan terjadi perubahan pola aliran menjadi aliran vortex Taylor bergelombang, dan selanjutnya menuju ke pola turbulen.

  Jika dalam sistem aliran di dalam annulus yang berputar terdapat aliran aksial, ketika aliran masih stabil maka sistem aliran ini merupakan kombinasi antara aliran Couette melingkar dan aliran Poiseuille atau aliran Couette-Poiseuille. Adanya aliran aksial akan menunda terjadinya transisi aliran, artinya kondisi transisi terjadi pada putaran yang lebih tinggi [1],[2],[3]. Dalam tahapan transisi pertama, pola aliran vortex Taylor bertranslasi bersama dengan aliran aksial dengan kecepatan teoritis sekitar 1,2 kali kecepatan rata-rata aliran aksial, dan jika bilangan Reynolds makin besar pola aliran vortex yang bertranslasi berubah menjadi aliran vortex spiral [4]. Penelitian tentang pengaruh putaran silinder bagian dalam terhadap faktor gesekan aksial telah dilakukan oleh Yamada [5] untuk celah annulus yang sempit, dan Kim dan Hwang [6] untuk celah annulus yang lebar. Hasil penelitian Yamada [5] menunjukkan bahwa ketika aliran aksial masih laminer, faktor gesekan aksial tidak terpengaruh oleh putaran sampai kondisi tertentu, tetapi ketika putaran makin tinggi faktor gesekan aksial meningkat dengan bertambahnya putaran. Model matematik faktor gesekan aksial juga diperoleh untuk bilangan Reynolds melingkar di atas 10.000. Hasil penelitian Kim dan Hwang [6] untuk radius ratio 0,52 menunjukkan bahwa ketika aliran aksial masih laminer, faktor gesekan bertambah cukup signifikan terhadap kenaikan putaran, tetapi berkurang ketika terjadi transisi aliran aksial, dan hampir tidak ada pengaruh putaran terhadap faktor gesekan aksial ketika aliran aksial menjadi turbulen. Yamada [7] juga melakukan penelitian tentang pengaruh aliran aksial terhadap koefisien torsi untuk celah annulus sempit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketika tidak ada aliran aksial, koefisien torsi makin besar jika jarak celah annulus makin lebar, dan jika putaran makin besar pengaruh jarak celah makin kecil. Selain itu, aliran aksial akan menunda terjadinya transisi dari laminer menuju ke keadaan turbulen dimana koefisien torsi menurun, tetapi jika aliran aksial makin besar, koefisien torsi meningkat lagi.

  Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh aliran aksial dan putaran terhadap konsumsi energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida maupun yang diperlukan untuk mengatasi gesekan

  SNTTM X | 335

  Bilangan Reynolds aksial dihitung berdasarkan kecepatan rata-rata aliran (V

  ν R d _{1 1}

₁

Re Ω =

  (4) dengan : ν = viskositas kinematis fluida (m

  2

  /s) d = jarak celah annulus (m) Torsi berdimensi dihitung dengan persamaan

  L G T ² ρυ =

  ( 5) dengan : ρ = densitas fluida (kg/m

  3

  ) L = panjang silinder (m)

  Daya yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi dihitung dengan persamaan ₁

  Ω = T P

_T

  ( 6) dengan Ω

  1

  (rad/s) adalah kecepatan sudut putaran silinder bagian dalam. Konsumsi energi total merupakan jumlah dari energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan.

  m

  ( 3)

  ) dan diameter hidraulik saluran (2d), atau dengan persamaan

  ν d V _{m z}

  2 Re =

  (7) Dengan variasi debit aliran sebesar (0,1–0,3) galon per menit menghasilkan bilangan Reynolds aksial,

  

Re

z

  = 36–109 untuk η = 0,716, dan Re

  z

  = 32–95 untuk

  η = 0,964. Variasi putaran silinder dari 7 sampai

  dengan 49 rpm menghasilkan bilangan Reynolds melingkar Re

  1

  = 135–945 untuk η = 0,964, dan Re

  1 = 798–5586 untuk η = 0,716.

  Bilangan Reynolds melingkar dihitung dengan perdsamaan

  −

= G

  torsi pada aliran di dalam annulus dengan silinder bagian dalam berputar, sedangkan silinder bagian luar diam.

  1

  2. METODE Skema alat percobaan dapat dilihat pada Gambar 1.

  Seksi uji berupa annulus dengan silinder luar berjari- jari dalam R

  2

  = 7 cm, dan silinder bagian dalam berukuran jari-jari luar R

  1

  = 5,01 cm dan 6,75 cm, sehingga masing-masing mempunyai radius ratio, η = 0,716 dan 0,964, dan lebar celah d = 2,01 cm dan 0,25 cm. Panjang seksi uji sebesar 80 cm, sehingga mempunyai aspect ratio, Γ = 40 dan 320. Silinder bagian luar dibuat dari bahan transparan yaitu acrylic, sedangkan silinder bagian dalam dibuat dari bahan yang tahan korosi yaitu stainless steel atau PVC. Silinder bagian dalam diputar menggunakan motor listrik melalui transmisi puli, dan putaran motor listrik diatur menggunakan inverter dengan ketelitian 0,1 Hz. Air sebagai fluida kerja disirkulasi menuju ke seksi uji menggunakan pompa sentrifugal, dan debit aliran diketahui melalui pembacaan flow meter dengan ketelitian pembacaan 0,05 galon per menit. Pada sisi masuk dan keluar seksi uji dipasang alat ukur tekanan dengan ketelitian 0,5 mm.k.a. untuk mengetahui perbedaan tekanan pada seksi uji. Temperatur fluida kerja dicatat menggunakan termometer digital dengan ketelitian 0,1

  o C.

  Gambar 1. Skema alat pengujian Energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida merupakan hasil perkalian antara penurunan tekanan dan debit aliran pada seksi uji, atau dengan persamaan

  Q p P p

  . ∆ =

  (1) dengan : ∆p = penurunan tekanan pada seksi uji (Pa) Q = debit aliran (m

  3

  /s) Energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi merupakan hasil perkalian antara torsi gesekan dan kecepatan sudut putaran silinder bagian dalam. Torsi gesekan non dimensi (G) untuk Re

  <400 dihitung dengan persamaan [8]

  1 η η

  ( )( ) ^{2 1}

  1

  1 Re

  4 η η η

  π − +

= G

  , ( 2)

  dengan Re

  1 adalah bilangan Reynolds melingkar, dan

  untuk 400<Re

  1 <10.000 dihitung dengan persamaan

  [9]

  ( ) ^{5 , 1 1 4 7 2 3} Re

  1 45 ,

  3. HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 2 menunjukkan pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida, dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,716. Pada Gambar tersebut tampak bahwa energi yang

  SNTTM X | 336

  η = 0,716 dan η = 0,964. Pada putaran yang sama,

  2) Energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi untuk annulus yang mempunyai celah sempit lebih besar daripada yang mempunyai celah lebar, dan meningkat dengan bertambahnya putaran. 3) Untuk debit aliran dan putaran yang sama, annulus yang mempunyai celah sempit memerlukan energi total lebih besar dari pada yang mempunyai celah lebar.

  1) Energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida pada annulus yang mempunyai celah sempit lebih besar daripada yang mempunyai celah lebar. Energi yang diperlukan meningkat dengan bertambahnya debit, tetapi menurun dengan bertambahnya putaran

  4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian dan pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan antara lain sebagai berikut.

  Gambar 4. Pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap konsumsi energi total untuk η = 0,716 dan η = 0,964 Gambar 4 menunjukkan pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap konsumsi energi total yang merupakan jumlah dari energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan melingkar, untuk η = 0,716 dan η = 0,964. Pada Gambar 4 tampak bahwa untuk debit aliran yang sama, konsumsi energi total untuk annulus dengan celah sempit lebih besar daripada untuk annulus dengan celah yang lebih lebar. Konsumsi energi meningkat dengan bertambahnya putaran.

  0,0001 ^{0,001 0,01 0,1} _{100 1000 10000 Re}

^T

₁ ^P

^o

^tal

^(W

⁾

^{Rea = 32 Rea = 63 Rea = 95 Rea = 36 Rea = 72 Rea = 109}

  annulus yang mempunyai celah sempit menghasilkan bilangan Reynolds melingkar lebih kecil daripada yang mempunyai celah lebar, walaupun kecepatan keliling yang ditimbulkan lebih besar. Dari persamaan (2) dan (3) tampak bahwa torsi yang diperlukan guna mengatasi gesekan untuk annulus yang mempunyai celah sempit lebih besar daripada untuk annulus yang mempunyai celah lebar. Dengan demikian energi yang diperlukan juga lebih besar, seperti tampak pada Gambar 2 dan Gambar 3.

  Gambar 3. Pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap energi pemompaan dan energi untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,964 Pada Gambar 2 dan Gambar 3 juga disajikan pengaruh putaran terhadap energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi, masing-masing untuk

  diperlukan untuk mengalirkan fluida meningkat dengan bertambahnya debit, tetapi menurun dengan meningkatnya putaran. Hal ini disebabkan karena pada Re

  0,0001 ^{0,001 0,01 0,1} _{100 1000 Re} ^(W ₁ ^{P o w er ) Prot(W) Pp;Rea = 32 Pp;Rea = 63 Pp;Rea = 95}

  Gambar 3 menunjukkan pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida, pemompaan dan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,964. Jika dibandingkan dengan annulus yang mempunyai celah lebih lebar, pengaruh putaran terhadap penurunan energi yang diperlukan untuk mengalirkan fluida relatif kecil untuk annulus yang mempunyai celah lebih sempit.

  Gambar 2. Pengaruh putaran dan aliran aksial terhadap energi pemompaan dan energi untuk mengatasi gesekan torsi untuk η = 0,716

  0,00001 ^{0,0001 0,001 0,01 0,1} _{100 1000 10000 Re} ^(W ₁ ^{P o w e r ) Prot(W) Pp;Rea= 36 Pp;Rea= 72 Pp;Rea=109}