analisa optimasi desain alat penghisap
ANALISA OPTIMASI ALAT PENGHISAP GAS / BAU ASAM
DI HOME INDUSTRY ELECTROPLATING PASURUAN
Nurul hidayat
Prodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (UMSIDA)
Jalan Raya Gelam 250, Candi Sidoarjo 61217, Indonesia
Phone: 082232710311, Email: yatdayyat@gmail.com
ABSTRAK
Elektroplating merupakan proses pelapisan bahan padat dengan logam lainnya
menggunakan bantuan arus listik melalui satu elektrolit dengan tujuan memindahkan
partikel logam pelapis ke logam yang akan dilapis. proses eletroplating ini dikatagorikan
sebagai proses akhir (metal finishing). Banyaknya pengerajin-pengerajin logam home
industry di Pasuruan, khususnya untuk kerajinan logam dengan metode Electroplating
menjadikan sebuah peluang usaha yang menjanjikan guna memperbaiki perekonomian di
daerah tersebut. Produk Electroplating home industry di Pasuruan umumya di pakai
untuk spare part variasi sepeda motor. Tetapi dari proses tersebut menghasilkan limbah
yaitu berupa gas hasil dari proses degreasing. Oleh karena itu di butuhkan alat untuk
meminimalisir limbah gas tersebut. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu Untuk
menganalisa optimasi Alat Penghisap Gas / Bau Asam yang ada di Home Industry
Electroplating di Pasuruan. Cara yang dilakukan yaitu menggunakan metode
Computational fluid dynamics (CFD) suatu sistem analisa yang digunakan untuk
menganalisa aliran fluida, yaitu kecepatan, tekanan, massflow, volumflow perpindahan
kalor dan lain sebagainya di dalam dan di luar pipa berbasis simulasi dari data
komputer. Setelah melakukan penganalisaan dengan CFD alat penghisap gas bau/asam
dapat diketahui terjadi penurunan tekanan yaitu 3,18 Pa dan kecepatan keluaran sebesar
1,77 m/s. sedangkan hasil percobaan yang didapat dengan 3 varian diameter pipa dapat
melampirkan hasil penelitian pada varian diameter pipa varian 1 63,5 mm dengan selisih
tekanan 94,47 Pa dan kecepatan 14,52 m/s, varian 2 50,8 mm dengan selisih tekanan
10,19 Pa dan kecepatan 16,37 m/s, varian 3 38,1 mm dengan selisih tekanan 6,64 Pa dan
kecepatan 9,88 m/s. Berdasarkan perhitungan dari simulasi solidworks flow simulation
diperoleh hasil optimum yaitu kecepatan keluaran udara pada varian 2 dengan diameter
50,8 mm dengan kecepatan keluar 16,37 m/s dengan penurunan tekanan 10,19 Pa.
Kata Kunci : Elektroplating, Computational fluid dynamics (CFD), Home Industry,
Solidworks
pembilasan → pengasaman →
pelapisan → pembilasan (air) →
penjemuran. Sebelum masuk ke proses
electroplating atau pengasaman, logam
dihilangkan dari minyak dan sisa-sisa
kotoran dengan proses degreading.
Karena perlu perendaman maka
proses degreading ini
PENDAHULUAN
Industry penyepuhan di Pasuruan
yang
bergerak
pada
pewarnaan
komponen
otomotif
yaitu
(Electroplating)
ini
berproduksi
berdasarkan
permintaan
customer,
seperti spion, handle rem, handle
coupling dan lainnya. Home Industry ini
melakukan tahap proses diantaranya
penghilangan lemak (degreading) →
pembilasan → desacalling →
1
membutuhkan bak berisi larutan HCl.
Hasil dari limbah emisi gas dibutuhkan
pembuangan yang cepat. Oleh karena itu
dibutuhkan desain alat penghisap gas /
bau asam yang memadai dari alat yang
sudah ada pada Home Industry
Electroplating di Pasuruan yang dapat
dilihat pada alat penghisap gas / bau
asam Gambar 1.1 di bawah ini.
Gambar 1.1 Alat penghisap gas / bau
asam (Home Industry Electroplating
Pasuruan)
Diagram Alir Analisa Optimasi Aliran Fluida dalam Pipa
mulai
Alat Penghisap Gas / Bau Asam yang Sudah Ada
Analisa alat yang sudah ada
Ada masalah
PERMASALAHANPRMASALA
Alat blower
literatur
Desain
Diameter 63,5 mm
Diameter 50,8 mm
Diameret 38,1 mm
Simulasi
Analisa Kecepatan dan tekanan Aliran Pipa
Hasil tercepat keluaran udara
Analisa hasil
kesimpulan
selesai
2
Desain pipa yang akan dianalisa, ditun
jukkan pada gambar 3.5 ldi bawah ini
Menghitung debit / laju alir volum pada
varian pipa masuk menggunakan
persamaan 2.5
Dimana :
Q = debit / laju alir volum
A = luas penampang varian pipa
v = kecepatan aliran blower rata – rata
Dengan perhitungan sebagai berikut :
Menentukan luas penampang :
𝐴 = 𝜋. 𝑟 2
= 3,14 . 0,032 2
= 3,14 . 0,001
= 0,0031 m2
Gambar 3.5 desain 2D pipa yang akan
di analisa
Berikut desain pipa panjang 90 mm
dengan diameter 63,5 mm yang dapat
dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini,
Q = 0,0031 m2 x 16,5 m/s
= 0,05 m3/s
Berdasarkan
beberapa
kali
percobaan
pengukuran
didapatkan
kecepatan rata – rata aliran pada pipa
utama sebesar 1,9 m/s.
Menghitung debit / laju alir volum pada
pipa masuk utama gas/bau asam dengan
menggunakan persamaan 2.5 dibawah
ini
Menghitung luas penampang pipa
masuk utama alat gas/bau asam dengan
𝐴 = 𝜋. 𝑟 2
= 3,14 . 0,03812
= 3,14 . 0,00145
= 0,0045 m2
Q = 0,0045 m2 x 1,9 m/s
= 0,0085 m3/s
Gambar 3.6 diameter pipa varian 1
dengan diameter 63,5 mm
varian 2
Gambar 3.7 diameter pipa varian 2
Dalam penelitian ini koefisien
gesek di asumsikan nol (0), maka di
dapatkan data seperti tabel 3.5 dibawah
ini.
diameter 50,8 mm
Varian 3 dengan diameter dengan
diameter 38,1 mm
Tabel 3.5 data hasil pngukuran alat
Gambar 3.8 diameter pipa varian 3
3
Var
L (m)
D1
D2 (m)
1
0,09
0,0635
0,0762
2
0,09
0,0508
0,0762
3
0,09
0,0381
0,0762
VAR
A1
A2
1
0,0031
0,0045
PATM
(PA)
103325
2
0,0020
0,0045
103325
3
0,0011
0,0045
103325
VAR
T (°C)
Q1
Q2
1
37
0,05
0,0085
2
37
0,033
0,0085
3
37
0,018
0,0085
Input data simulasi
Berdasarkan data pengukuran
dan perhitungan, maka di dapatkan data
sebagai input data simulasi untuk CFD
untuk menganalisa kecepatan dan
tekanan aliran pada alat penghisap gas
bau/asam di home industry
electroplating Pasuruan
Berikut
gambaran
desain
boundary condition untuk menginput
nilai pada solidworks flowsimulation
untuk simulasi CFD pada saluran pipa
alat penghisap gas bau/asam, dapat
dilihat pada gambar 3.16 dibawah ini.
Input
blower
Tabel. 3.6 Boundary Condition input
data simulasi varian 1
laju aliran volum blower
0,05 m3/s
laju aliran volum pipa
0,0085 m3/s
utama dari ruang
output tekanan statik
103325 Pa
b. Varian 2
Varian 2 ini input menggunakan
dimensi sambungan dengan diameter
pipa 1,5” atau 0,0381m, nilai debit dapat
dilihat pada tabel 3.7 dibawah ini
Tabel 3.7 Boundary Condition input
data simulasi varian 2
laju aliran volum blower
0,033m3/s
laju aliran volum pipa
0,0085 m3/s
utama dari ruang
output tekanan statik
103325 Pa
c. Varian 3
Varian 3 yaitu input dengan
menggunakan diameter pipa sebesar
1”atau 0,0254, pada varian ini selisih
debit sangatlah jauh, besar nilai nya
dapat dilihat pada tabel 3.8 dibawah
Tabel 3.8 Boundary Condition input
data simulasi varian 3
laju aliran volum blower 0,018m3/s
laju aliran volum pipa
0,0085 m3/s
utama dari ruang
output tekanan statik
103325 Pa
Output
tekanan
statik
Input pipa
utama
Data Simulasi
Simulasi pada solidworks flow
simulation versi 2012, ditentukan
beberapa target perhitungan (surface
goal) yang nantinya hasil dari
perhitungan dipergunakan sebagai bahan
untuk analisa di dalam saluran alat
penghisap gas/bau asam dengan
memvariasikan dimensi atau ukuran
pipa sambungan dari optimasi blower
untuk menemukan pemakaian ukuran
yang paling efektif.
Dari hasil simulasi yang dilakukan
berikut nilai yang didapat dari tekanan
masuk dan keluar pada pipa utama
Gambar 3.16 Pemodelan 3D
a. Varian 1
Varian 1 yaitu input dengan dimensi
pipa terbesar yaitu 2” atau 0,0508m
yang memiliki selisih laju alir volum
yang tidak terlalu besar, besar debit nya
dapat dilihat pada tabel 3.6 dibawah
4
didapat hasil data visual tekanan yang
terjadi pada pipa utama, seperti yang
dapat dilihat dimulai pada gambar 4.3
dibawah ini,
beserta kecepatannya, data lengkap hasil
simulasi CFC alat penghisap gas/bau
asam dapat dilihat pada tabel 4.1 di
bawah ini
A. alat penghisap
Tabel 4.1 Data simulasi alat penghisap
yang ada
Q
(m3/s)
P1
(Pa)
P2
(Pa)
ΔP
(Pa)
0,0085 103327,86 103324,68 3,18
ΔV
V1
V2
(m/s)
(m/s)
(m/s)
2,07
1,77
Gambar 4.3 Cut Plot Tekanan ALAT
0,3
Tabel 4.2 Data hasil simulasi
optimasi varian pipa
D
Qblower
P1
Var
3
(m /s)
(Pa)
(m)
1
0,0635
0,05
103443,02
2
0,0508
0,033
103336,89
3
0,0381
D
(m)
0,018
Qblower
(m3/s)
103331,64
P1
(Pa)
Var
D
P1
P2
V1
V2
ΔP
(Pa)
V1
(m/s)
V2
(m/s)
ΔV
(m/s)
94,47
2,07
14,52
12,45
10,19
3,27
16,37
13,1
6,64
ΔP
(Pa)
3,20
V1
(m/s)
9,88
V2
(m/s)
6,68
ΔV
(m/s)
Gambar 4.4 Flow Trajectories Tekanan
Gambar 4.5 Cut Plot Tekanan Varian 1
Keterangan :
: Diameter optimasi pipa
blower
Qblower : Laju alir volum / Debit
: Tekanan masuk dari ruang pembakaran
: Tekanan keluar menuju tandon
: Kecepatan masuk dari ruang
pembakaran
: Kecepatan keluar menuju tandon
Gambar 4.6 Flow Trajectories Tekanan
VAR 1
Data Simulasi Tekanan
Berdasarkan hasil perhitungan CFD
dengan solidwork flow simulation, maka
5
kecepatan alat
B. Tekanan Varian 2
Gambar 4.11 Cutplot Kecepatan alat
Gambar 4.7 Cut Plot Tekanan Varian 2
Gambar 4.12
Kecepatan alat
Gambar 4.8 Flow Trajectories Tekanan
Varian 2
C. Tekanan Varian 3
Flow
Trajectories
a. Kecepatan Varian 1
Gambar 4.9 Cut Plot Tekanan Varian 3
Gambar 4.13 Cut Plot Kecepatan
Varian 1
Gambar 4.10 Flow Trajectories
Tekanan Varian 3
Gambar 4.14 Flow Trajectories
Kecepatan Varian 1
Data Simulasi Kecepatan
Dari proses kalkulasi CFC oleh
solidworks flow simulation didapatkan
data visual kecepatan didalam pipa
utama alat penghisap gas bau/asam,
berikut data visual ditunjukkan dimulai
pada gambar 4.9 dibawah ini
6
Varian 2
analisa tekanan
Berdasarkan data dari tabel 4.1
dapat diamati pada kolom ΔP = P1 – P2,
besar diameter varian 1,2 dan 3 bernilai
(+) yang artinya tidak terjadi tekanan
balik pada semua variabel percobaan,
dapat dilihat pada gambar 4.3, gambar
4.5 dan gambar 4.7 tekanan yang masuk
pada ruang pembakaran lebih besar dari
tekanan keluarnya. Berikut diagram dari
data ΔP dengan D dapat dilihat pada
gambar dibawah ini
Gambar 4.15 Cutplot Kecepatan Varian
2
ΔP vs D
ΔP
Gambar 4.16 Flow Trajectories
Kecepatan Varian 2
100
80
60
40
20
0
Varian 3
ΔP
D
1
2
3
4
Gambar 4.19 perbandingan ΔP vs D
Kecepatan
Dalam kasus ini analisa kecepatan yang
terjadi pada pipa keluar tidak begitu
besar aliran yang terjadi, ditinjau dari
hasil simulasi yang di dapat sebagai
mana dapat dilihat seperti yang
ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 4.17 Cut plot Kecepatan
Varian 3
V2 vs D
20
Gambar 4.18 Flow
Kecepatan Varian 3
V2
15
Trajectories
10
V2
5
D
0
Analisa
Data yang di dapat dari hasil
kalkulasi
CFD dengan software
solidworks flow simulation berupa tabel
dan gambar, maka dapat menunjukkan
karakter aliran yang terjadi pada saluran
pipa alat penghisap gas bau/asam yang
kemudian data – data di input ke dalam
MS.Exel adalah sebagai berikut :
D
Gambar 4.20 perbandingan V2 vs D
7
Menggunakan CFD, Skripsi, Universitas
Indonesia, Depok.
Muslimu, F.A. (2012), Analisa Aliran
Udara pada Elbow Proto X-1
Menggunakan CFD, Skripsi, Universitas
Indonesia, Depok.
Ridwan. 1999. Mekanika Fluida Dasar.
Seri diktat kuliah. Gunadarma
5. Kesimpulan
1. Setelah melakukan penganalisaan
dengan CFD alat penghisap gas
bau/asam dapat diketahui terjadi
penurunan tekanan yaitu 3,18 Pa dan
kecepatan keluaran sebesar 1,77 m/s.
sedangkan hasil percobaan yang didapat
dengan 3 varian diameter pipa dapat
melampirkan hasil penelitian pada
varian diameter pipa varian 1 63,5 mm
dengan selisih tekanan 94,47 Pa dan
kecepatan 14,52 m/s, varian 2 50,8 mm
dengan selisih tekanan 10,19 Pa dan
kecepatan 16,37 m/s, varian 3 38,1 mm
dengan selisih tekanan 6,64 Pa dan
kecepatan 9,88 m/s
2. Berdasarkan perhitungan dari
simulasi solidworks flow simulation
diperoleh hasil optimum yaitu kecepatan
keluaran udara pada varian 2 dengan
diameter 50,8 mm dengan kecepatan
keluar 16,37 m/s dengan penurunan
tekanan 10,19 Pa.
DAFTAR PUSTAKA
A. Nouwen. 1981. Pompa. Jilid 1.
Bhratara karya aksara. Jakarta
http://mechanicmechanicalengineering.blogspot.co.id/2
011/03/pompa-pump.html. diakses 19
April 2016 7.30 WIB.
http://wongcilikjr.blogspot.co.id/2012/0
3/daftar-koefisien-viskositas.html
http://faisalembee.blogspot.co.id/2016/0
1/bilangan-reynolds-reynolds-numberdalam.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jeni
s
http://akuegie.blogspot.co.id/2010/01/definisidan-sifat-sifat-fisik-fluida.html
fisikaveritas.blogspot.co.id/2014/03/tent
ang-computational-fluid-dynamicscfd.html
Ir.Orianto,M. , Ir.Pratikto W.A. 1989.
Mekanika Fluida 1. BPFE. Yogyakarta.
Kusumo, B.P. (2012), Analisa Aliran
Udara pada Pipa Annulus Proto X-1
8
DI HOME INDUSTRY ELECTROPLATING PASURUAN
Nurul hidayat
Prodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (UMSIDA)
Jalan Raya Gelam 250, Candi Sidoarjo 61217, Indonesia
Phone: 082232710311, Email: yatdayyat@gmail.com
ABSTRAK
Elektroplating merupakan proses pelapisan bahan padat dengan logam lainnya
menggunakan bantuan arus listik melalui satu elektrolit dengan tujuan memindahkan
partikel logam pelapis ke logam yang akan dilapis. proses eletroplating ini dikatagorikan
sebagai proses akhir (metal finishing). Banyaknya pengerajin-pengerajin logam home
industry di Pasuruan, khususnya untuk kerajinan logam dengan metode Electroplating
menjadikan sebuah peluang usaha yang menjanjikan guna memperbaiki perekonomian di
daerah tersebut. Produk Electroplating home industry di Pasuruan umumya di pakai
untuk spare part variasi sepeda motor. Tetapi dari proses tersebut menghasilkan limbah
yaitu berupa gas hasil dari proses degreasing. Oleh karena itu di butuhkan alat untuk
meminimalisir limbah gas tersebut. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu Untuk
menganalisa optimasi Alat Penghisap Gas / Bau Asam yang ada di Home Industry
Electroplating di Pasuruan. Cara yang dilakukan yaitu menggunakan metode
Computational fluid dynamics (CFD) suatu sistem analisa yang digunakan untuk
menganalisa aliran fluida, yaitu kecepatan, tekanan, massflow, volumflow perpindahan
kalor dan lain sebagainya di dalam dan di luar pipa berbasis simulasi dari data
komputer. Setelah melakukan penganalisaan dengan CFD alat penghisap gas bau/asam
dapat diketahui terjadi penurunan tekanan yaitu 3,18 Pa dan kecepatan keluaran sebesar
1,77 m/s. sedangkan hasil percobaan yang didapat dengan 3 varian diameter pipa dapat
melampirkan hasil penelitian pada varian diameter pipa varian 1 63,5 mm dengan selisih
tekanan 94,47 Pa dan kecepatan 14,52 m/s, varian 2 50,8 mm dengan selisih tekanan
10,19 Pa dan kecepatan 16,37 m/s, varian 3 38,1 mm dengan selisih tekanan 6,64 Pa dan
kecepatan 9,88 m/s. Berdasarkan perhitungan dari simulasi solidworks flow simulation
diperoleh hasil optimum yaitu kecepatan keluaran udara pada varian 2 dengan diameter
50,8 mm dengan kecepatan keluar 16,37 m/s dengan penurunan tekanan 10,19 Pa.
Kata Kunci : Elektroplating, Computational fluid dynamics (CFD), Home Industry,
Solidworks
pembilasan → pengasaman →
pelapisan → pembilasan (air) →
penjemuran. Sebelum masuk ke proses
electroplating atau pengasaman, logam
dihilangkan dari minyak dan sisa-sisa
kotoran dengan proses degreading.
Karena perlu perendaman maka
proses degreading ini
PENDAHULUAN
Industry penyepuhan di Pasuruan
yang
bergerak
pada
pewarnaan
komponen
otomotif
yaitu
(Electroplating)
ini
berproduksi
berdasarkan
permintaan
customer,
seperti spion, handle rem, handle
coupling dan lainnya. Home Industry ini
melakukan tahap proses diantaranya
penghilangan lemak (degreading) →
pembilasan → desacalling →
1
membutuhkan bak berisi larutan HCl.
Hasil dari limbah emisi gas dibutuhkan
pembuangan yang cepat. Oleh karena itu
dibutuhkan desain alat penghisap gas /
bau asam yang memadai dari alat yang
sudah ada pada Home Industry
Electroplating di Pasuruan yang dapat
dilihat pada alat penghisap gas / bau
asam Gambar 1.1 di bawah ini.
Gambar 1.1 Alat penghisap gas / bau
asam (Home Industry Electroplating
Pasuruan)
Diagram Alir Analisa Optimasi Aliran Fluida dalam Pipa
mulai
Alat Penghisap Gas / Bau Asam yang Sudah Ada
Analisa alat yang sudah ada
Ada masalah
PERMASALAHANPRMASALA
Alat blower
literatur
Desain
Diameter 63,5 mm
Diameter 50,8 mm
Diameret 38,1 mm
Simulasi
Analisa Kecepatan dan tekanan Aliran Pipa
Hasil tercepat keluaran udara
Analisa hasil
kesimpulan
selesai
2
Desain pipa yang akan dianalisa, ditun
jukkan pada gambar 3.5 ldi bawah ini
Menghitung debit / laju alir volum pada
varian pipa masuk menggunakan
persamaan 2.5
Dimana :
Q = debit / laju alir volum
A = luas penampang varian pipa
v = kecepatan aliran blower rata – rata
Dengan perhitungan sebagai berikut :
Menentukan luas penampang :
𝐴 = 𝜋. 𝑟 2
= 3,14 . 0,032 2
= 3,14 . 0,001
= 0,0031 m2
Gambar 3.5 desain 2D pipa yang akan
di analisa
Berikut desain pipa panjang 90 mm
dengan diameter 63,5 mm yang dapat
dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini,
Q = 0,0031 m2 x 16,5 m/s
= 0,05 m3/s
Berdasarkan
beberapa
kali
percobaan
pengukuran
didapatkan
kecepatan rata – rata aliran pada pipa
utama sebesar 1,9 m/s.
Menghitung debit / laju alir volum pada
pipa masuk utama gas/bau asam dengan
menggunakan persamaan 2.5 dibawah
ini
Menghitung luas penampang pipa
masuk utama alat gas/bau asam dengan
𝐴 = 𝜋. 𝑟 2
= 3,14 . 0,03812
= 3,14 . 0,00145
= 0,0045 m2
Q = 0,0045 m2 x 1,9 m/s
= 0,0085 m3/s
Gambar 3.6 diameter pipa varian 1
dengan diameter 63,5 mm
varian 2
Gambar 3.7 diameter pipa varian 2
Dalam penelitian ini koefisien
gesek di asumsikan nol (0), maka di
dapatkan data seperti tabel 3.5 dibawah
ini.
diameter 50,8 mm
Varian 3 dengan diameter dengan
diameter 38,1 mm
Tabel 3.5 data hasil pngukuran alat
Gambar 3.8 diameter pipa varian 3
3
Var
L (m)
D1
D2 (m)
1
0,09
0,0635
0,0762
2
0,09
0,0508
0,0762
3
0,09
0,0381
0,0762
VAR
A1
A2
1
0,0031
0,0045
PATM
(PA)
103325
2
0,0020
0,0045
103325
3
0,0011
0,0045
103325
VAR
T (°C)
Q1
Q2
1
37
0,05
0,0085
2
37
0,033
0,0085
3
37
0,018
0,0085
Input data simulasi
Berdasarkan data pengukuran
dan perhitungan, maka di dapatkan data
sebagai input data simulasi untuk CFD
untuk menganalisa kecepatan dan
tekanan aliran pada alat penghisap gas
bau/asam di home industry
electroplating Pasuruan
Berikut
gambaran
desain
boundary condition untuk menginput
nilai pada solidworks flowsimulation
untuk simulasi CFD pada saluran pipa
alat penghisap gas bau/asam, dapat
dilihat pada gambar 3.16 dibawah ini.
Input
blower
Tabel. 3.6 Boundary Condition input
data simulasi varian 1
laju aliran volum blower
0,05 m3/s
laju aliran volum pipa
0,0085 m3/s
utama dari ruang
output tekanan statik
103325 Pa
b. Varian 2
Varian 2 ini input menggunakan
dimensi sambungan dengan diameter
pipa 1,5” atau 0,0381m, nilai debit dapat
dilihat pada tabel 3.7 dibawah ini
Tabel 3.7 Boundary Condition input
data simulasi varian 2
laju aliran volum blower
0,033m3/s
laju aliran volum pipa
0,0085 m3/s
utama dari ruang
output tekanan statik
103325 Pa
c. Varian 3
Varian 3 yaitu input dengan
menggunakan diameter pipa sebesar
1”atau 0,0254, pada varian ini selisih
debit sangatlah jauh, besar nilai nya
dapat dilihat pada tabel 3.8 dibawah
Tabel 3.8 Boundary Condition input
data simulasi varian 3
laju aliran volum blower 0,018m3/s
laju aliran volum pipa
0,0085 m3/s
utama dari ruang
output tekanan statik
103325 Pa
Output
tekanan
statik
Input pipa
utama
Data Simulasi
Simulasi pada solidworks flow
simulation versi 2012, ditentukan
beberapa target perhitungan (surface
goal) yang nantinya hasil dari
perhitungan dipergunakan sebagai bahan
untuk analisa di dalam saluran alat
penghisap gas/bau asam dengan
memvariasikan dimensi atau ukuran
pipa sambungan dari optimasi blower
untuk menemukan pemakaian ukuran
yang paling efektif.
Dari hasil simulasi yang dilakukan
berikut nilai yang didapat dari tekanan
masuk dan keluar pada pipa utama
Gambar 3.16 Pemodelan 3D
a. Varian 1
Varian 1 yaitu input dengan dimensi
pipa terbesar yaitu 2” atau 0,0508m
yang memiliki selisih laju alir volum
yang tidak terlalu besar, besar debit nya
dapat dilihat pada tabel 3.6 dibawah
4
didapat hasil data visual tekanan yang
terjadi pada pipa utama, seperti yang
dapat dilihat dimulai pada gambar 4.3
dibawah ini,
beserta kecepatannya, data lengkap hasil
simulasi CFC alat penghisap gas/bau
asam dapat dilihat pada tabel 4.1 di
bawah ini
A. alat penghisap
Tabel 4.1 Data simulasi alat penghisap
yang ada
Q
(m3/s)
P1
(Pa)
P2
(Pa)
ΔP
(Pa)
0,0085 103327,86 103324,68 3,18
ΔV
V1
V2
(m/s)
(m/s)
(m/s)
2,07
1,77
Gambar 4.3 Cut Plot Tekanan ALAT
0,3
Tabel 4.2 Data hasil simulasi
optimasi varian pipa
D
Qblower
P1
Var
3
(m /s)
(Pa)
(m)
1
0,0635
0,05
103443,02
2
0,0508
0,033
103336,89
3
0,0381
D
(m)
0,018
Qblower
(m3/s)
103331,64
P1
(Pa)
Var
D
P1
P2
V1
V2
ΔP
(Pa)
V1
(m/s)
V2
(m/s)
ΔV
(m/s)
94,47
2,07
14,52
12,45
10,19
3,27
16,37
13,1
6,64
ΔP
(Pa)
3,20
V1
(m/s)
9,88
V2
(m/s)
6,68
ΔV
(m/s)
Gambar 4.4 Flow Trajectories Tekanan
Gambar 4.5 Cut Plot Tekanan Varian 1
Keterangan :
: Diameter optimasi pipa
blower
Qblower : Laju alir volum / Debit
: Tekanan masuk dari ruang pembakaran
: Tekanan keluar menuju tandon
: Kecepatan masuk dari ruang
pembakaran
: Kecepatan keluar menuju tandon
Gambar 4.6 Flow Trajectories Tekanan
VAR 1
Data Simulasi Tekanan
Berdasarkan hasil perhitungan CFD
dengan solidwork flow simulation, maka
5
kecepatan alat
B. Tekanan Varian 2
Gambar 4.11 Cutplot Kecepatan alat
Gambar 4.7 Cut Plot Tekanan Varian 2
Gambar 4.12
Kecepatan alat
Gambar 4.8 Flow Trajectories Tekanan
Varian 2
C. Tekanan Varian 3
Flow
Trajectories
a. Kecepatan Varian 1
Gambar 4.9 Cut Plot Tekanan Varian 3
Gambar 4.13 Cut Plot Kecepatan
Varian 1
Gambar 4.10 Flow Trajectories
Tekanan Varian 3
Gambar 4.14 Flow Trajectories
Kecepatan Varian 1
Data Simulasi Kecepatan
Dari proses kalkulasi CFC oleh
solidworks flow simulation didapatkan
data visual kecepatan didalam pipa
utama alat penghisap gas bau/asam,
berikut data visual ditunjukkan dimulai
pada gambar 4.9 dibawah ini
6
Varian 2
analisa tekanan
Berdasarkan data dari tabel 4.1
dapat diamati pada kolom ΔP = P1 – P2,
besar diameter varian 1,2 dan 3 bernilai
(+) yang artinya tidak terjadi tekanan
balik pada semua variabel percobaan,
dapat dilihat pada gambar 4.3, gambar
4.5 dan gambar 4.7 tekanan yang masuk
pada ruang pembakaran lebih besar dari
tekanan keluarnya. Berikut diagram dari
data ΔP dengan D dapat dilihat pada
gambar dibawah ini
Gambar 4.15 Cutplot Kecepatan Varian
2
ΔP vs D
ΔP
Gambar 4.16 Flow Trajectories
Kecepatan Varian 2
100
80
60
40
20
0
Varian 3
ΔP
D
1
2
3
4
Gambar 4.19 perbandingan ΔP vs D
Kecepatan
Dalam kasus ini analisa kecepatan yang
terjadi pada pipa keluar tidak begitu
besar aliran yang terjadi, ditinjau dari
hasil simulasi yang di dapat sebagai
mana dapat dilihat seperti yang
ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 4.17 Cut plot Kecepatan
Varian 3
V2 vs D
20
Gambar 4.18 Flow
Kecepatan Varian 3
V2
15
Trajectories
10
V2
5
D
0
Analisa
Data yang di dapat dari hasil
kalkulasi
CFD dengan software
solidworks flow simulation berupa tabel
dan gambar, maka dapat menunjukkan
karakter aliran yang terjadi pada saluran
pipa alat penghisap gas bau/asam yang
kemudian data – data di input ke dalam
MS.Exel adalah sebagai berikut :
D
Gambar 4.20 perbandingan V2 vs D
7
Menggunakan CFD, Skripsi, Universitas
Indonesia, Depok.
Muslimu, F.A. (2012), Analisa Aliran
Udara pada Elbow Proto X-1
Menggunakan CFD, Skripsi, Universitas
Indonesia, Depok.
Ridwan. 1999. Mekanika Fluida Dasar.
Seri diktat kuliah. Gunadarma
5. Kesimpulan
1. Setelah melakukan penganalisaan
dengan CFD alat penghisap gas
bau/asam dapat diketahui terjadi
penurunan tekanan yaitu 3,18 Pa dan
kecepatan keluaran sebesar 1,77 m/s.
sedangkan hasil percobaan yang didapat
dengan 3 varian diameter pipa dapat
melampirkan hasil penelitian pada
varian diameter pipa varian 1 63,5 mm
dengan selisih tekanan 94,47 Pa dan
kecepatan 14,52 m/s, varian 2 50,8 mm
dengan selisih tekanan 10,19 Pa dan
kecepatan 16,37 m/s, varian 3 38,1 mm
dengan selisih tekanan 6,64 Pa dan
kecepatan 9,88 m/s
2. Berdasarkan perhitungan dari
simulasi solidworks flow simulation
diperoleh hasil optimum yaitu kecepatan
keluaran udara pada varian 2 dengan
diameter 50,8 mm dengan kecepatan
keluar 16,37 m/s dengan penurunan
tekanan 10,19 Pa.
DAFTAR PUSTAKA
A. Nouwen. 1981. Pompa. Jilid 1.
Bhratara karya aksara. Jakarta
http://mechanicmechanicalengineering.blogspot.co.id/2
011/03/pompa-pump.html. diakses 19
April 2016 7.30 WIB.
http://wongcilikjr.blogspot.co.id/2012/0
3/daftar-koefisien-viskositas.html
http://faisalembee.blogspot.co.id/2016/0
1/bilangan-reynolds-reynolds-numberdalam.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jeni
s
http://akuegie.blogspot.co.id/2010/01/definisidan-sifat-sifat-fisik-fluida.html
fisikaveritas.blogspot.co.id/2014/03/tent
ang-computational-fluid-dynamicscfd.html
Ir.Orianto,M. , Ir.Pratikto W.A. 1989.
Mekanika Fluida 1. BPFE. Yogyakarta.
Kusumo, B.P. (2012), Analisa Aliran
Udara pada Pipa Annulus Proto X-1
8