dari tip nozzle dan tekanan udara pada tipe air-assisted nozzle

download dari tip nozzle dan tekanan udara pada tipe air-assisted nozzle

If you can't read please download the document

  • date post

    12-Jan-2017
  • Category

    Documents

  • view

    221
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of dari tip nozzle dan tekanan udara pada tipe air-assisted nozzle

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH KETEBALAN (DEPTH)

    DARI TIP NOZZLE DAN TEKANAN UDARA PADA TIPE

    AIR-ASSISTED NOZZLE UNTUK SISTEM ATOMISASI

    CAMPURAN BATUBARA SERBUK-AIR

    (COAL-WATER MIXTURE (CWM))

    SKRIPSI

    Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

    Sarjana Teknik

    Oleh :

    DIAN PERMANA NIM. I1406522

    JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

    SURAKARTA 2011

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    iii

    HALAMAN PENGESAHAN

    STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH KETEBALAN (DEPTH) DARI TIP NOZZLE DAN TEKANAN UDARA PADA TIPE AIR-ASSISTED NOZZLE UNTUK SISTEM ATOMISASI CAMPURAN BATUBARA

    SERBUK-AIR (COAL-WATER MIXTURE (CWM))

    Disusun oleh

    Dian Permana NIM. I1406522

    Dosen Pembimbing I

    Budi Santoso, ST, MT NIP. 19701105 200003 1 001

    Dosen Pembimbing II

    *) Syamsul Hadi, ST, MT

    NIP. 19710615 199802 1 002

    Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Rabu tanggal 27 April 2011

    1. Wibowo, ST, MT NIP. 19690425 199802 1 001

    2. Wibawa Endra J, ST, MT

    NIP. 19700911 200003 1 001

    3. Eko Prasetya B, ST, MT NIP. 19710926 199903 1 002

    Mengetahui,

    Ketua Jurusan Teknik Mesin

    Dody Ariawan, ST, MT NIP. 19730804 199903 1 003

    Koordinator Tugas Akhir

    Wahyu Purwo Raharjo, ST, MT NIP. 19720229 200012 1 001

    *). Sedang melanjutkan studi S3.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    TERIMA KASIHKU Mama Dewi Witarni yang tercinta, tangis dan kerja kerasmu adalah penyulut

    api semangatku. Terima kasih untuk kasih sayang dan doa yang Mama

    panjatkan hari demi hari untuk putera Mama ini,

    Papa Sudirman yang tercinta, jerih payah dan pengorbananmu akan jadi hal

    yang takkan sanggup terbalaskan,

    Mba Nina Snow White dan De Ayu Cinderrella yang tersayang, tiada

    terkira banyaknya bantuan dan motivasi yang kalian berikan untuk memompa

    semangatku dalam menyelesaikan studi ini,

    Keluarga Bapak Bambang Paryono, BE. (Ibu Sri Puji Astuti, SH., Mas Yonas

    Dedi Prasetyo dan De Anggun Paramitaningrum) yang sangat saya sayangi dan

    saya hormati, terima kasih atas bimbingan dan bantuannya selama ini,

    Pak Budi Santoso, ST, MT., terima kasih banyak atas kesabarannya dan

    kebijaksanaannya untuk memberi bimbingan dan nasehat kepada kami,

    Maruto (Lab. Material), Arifin (Lab. Produksi), Hendri (Lab.Pengecoran), Ibu

    Trisni (Lab. Fisika dan Mekanika Tanah Fak.Pertanian) atas ijin lab dan

    bantuan serta semangatnya,

    Anak-anak mesin semua yang kenalku dan kukenal ;

    Anjar, Sony, Udin, Ardhy, Rizal, Didik, Prian, Hery, Bayu, Hengky, Dany,

    Vischa, Nur, Wahyudi, Agus, Dipo, Akbar, Iqbal, Faisal, Dedy, Hafiz, Wisnu,

    Bambang, Sarjito, Zaini, Ary, Mulyantara, Maryanto, Ali, Faisal, Ady,

    Rendra, dan lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

    iv

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    M O T T O Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya

    yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu

    (QS. Al Baqarah 45).

    Sesungguhnya Allah tidak merobah keadaan sesuatu kaum sehingga

    mereka merobah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri

    (QS. Ar Rad 11).

    Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu

    telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh

    (urusan ) yang lain, dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu

    berharap (QS. Alam Nasyrah 5-8).

    ..........................................................................................................................

    :

    v

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    Studi Eksperimental Pengaruh Ketebalan (Depth) dari Tip Nozzle dan Tekanan Udara pada Tipe Air-Assisted Nozzle untuk Sistem Atomisasi

    Campuran Batubara Serbuk-Air (Coal-Water Mixture (CWM))

    Dian Permana

    ABSTRAK

    Tujuan dari studi eksperimental sistem atomisasi campuran batubara serbuk-air (coal-water mixture (CWM)) ini adalah untuk meneliti, menganalisa dan membahas pengaruh ketebalan (depth) dari tip nozzle dan tekanan udara terhadap hasil atomisasi CWM dengan menggunakan air-assisted nozzle untuk pengujian dingin.

    Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah campuran batubara serbuk berukuran 112,5 m (mesh 150) dan air tawar ditambah dengan sedikit aditif. Komposisi campuran dalam % massa terdiri dari, batubara serbuk 40% dan air tawar 60% dengan tambahan aditif CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) sebesar 3% dari berat batubara. Atomiser (nozzle) yang digunakan yaitu tipe air-assisted dengan 3 variasi ketebalan (depth) dari tip nozzle, yaitu 1,5mm; 3mm dan 4,5mm. Pengujian atomisasi CWM dilakukan pada tekanan CWM konstan 2,8 bar dan dengan variasi tekanan udara 2 bar; 2,4 bar dan 2,8 bar.

    Hasil penelitian menunjukkan bahwa menentukan komposisi CWM yang optimum memiliki pengaruh yang kuat didalam atomisasi CWM. Dari penelitian ini dapat diketahui bahwa pada tekanan udara 2 bar dan tekanan CWM konstan, penggunaan nozzle dengan ketebalan tip nozzle 1,5 mm menghasilkan debit udara sebesar 0.000611 m3/s dan debit CWM sebesar 0.0000248 m3/s sedangkan pada ketebalan tip nozzle 4,5 mm menghasilkan debit udara sebesar 0.000617 m3/s dan debit CWM sebesar 0.0000323 m3/s. Dan kenaikan tekanan udara pada tiap variasi ketebalan tip nozzle menghasilkan nilai debit udara dan debit CWM yang semakin meningkat, sehingga rasio udara/CWM juga meningkat, dengan demikian gaya aerodinamik yang bekerja semakin besar. Dengan variasi tekanan udara yang paling besar (2,8 bar) dan ketebalan tip nozzle yang paling besar (4,5 mm) adalah paling besar nilai ALR-nya yaitu 0.051 dengan sudut semprotan 30.620. Dengan meningkatnya nilai ALR maka atomisasi yang terbentuk semakin banyak, ini berarti droplet halus yang terbentuk juga semakin banyak, dengan kata lain SMD semakin kecil sehingga kualitas atomisasi meningkat. Pada saat udara dan CWM yang mengalir di ujung nozzle (tip nozzle) kurang dituntun, pencampuran antara udara dan CWM menjadi lemah. Ini menyebabkan ligament yang terbentuk kurang mampu disebarkan. Namun ketika udara dan CWM lebih dituntun, pencampurannya menjadi lebih kuat, sehingga ligament yang dihasilkan dapat lebih tersebar dan atomisasi CWM menjadi lebih baik. Dan dari penelitian ini dapat diketahui juga bahwa tekanan udara dapat memperbaiki kualitas atomisasi.

    Kata kunci: Coal-Water Mixture (CWM), droplet, atomisasi, batubara, air-assisted

    nozzle, ketebalan (depth), Carboxyl Methyl Cellulose (CMC).

    vi

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    Experimental Study of Influence from The Depths of Tip Nozzle and Air Pressures Used Air-Assisted Nozzle for Atomization System of

    Coal Water Mixture (CWM)

    Dian Permana

    ABSTRACT

    The aim of the experimental study of atomization system for coal-water mixture (CWM) is to research, analyze and discussed the effects from the depths of the tip nozzle and air pressures toward atomization results of CWM that used air-assisted nozzle for cold testing.

    The Materials used in this study is a mixture of coal powder size 112.5 m (mesh 150) and fresh water added with some additives. The composition of the mixture in% mass consists of, coal powder 40% and 60% fresh water with the addition of additives CMC (Carboxyl Methyl Cellulose) at 3% of the weight of coal. Atomiser (nozzle) were used that type of water-assisted with 3 variations in thickness (depth) of the nozzle tip, which is 1.5 mm, 3mm and 4.5 mm. Tests conducted on the atomization CWM with CWM constant pressure 2.8 bar and with variations in air pressure 2 bar, 2.4 bar and 2.8 bar.

    The results showed that determining the optimum composition of CWM has a strong influence in the atomization CWM. From this research it is known that the air pressure of 2 bar and constant pressure of CWM, the use of nozzles with a thickness of 1.5 mm nozzle tip produces air flow of 0.000611 m3 / s and debit CWM registration 0.0000248 m3 / s while the thickness of the nozzle tip 4.5 mm produces air flow of 0.000617 m3 / s and debit CWM registration 0.0000323 m3 / s. And an increase in air pressure at each nozzle tip thickness variation produces air flow value and debit CWM increasing, so the ratio of air / CWM also increased, thereby increasing aerodynamic forces that worked great. By variation of the greatest air pressure (2.8 bar) and the thickness of the greatest tip nozzles (4.5 mm) is the largest value of its ALR-0051 is 30 620 with a spray angle. With the increasing value of ALR, the atomization is formed more and more, this means fine droplets that form are also more and more, in other words the smaller the SMD so that the quality of atomization increases. At CWM flowing air and at the end of the nozzle (nozzle tip) is less guided, mixing between air and CWM become weak. This causes the ligament that forms less able to spread. But when air and guided CWM more, mixing becomes stronger, so that the ligaments which can produce more scattered and atomization of CWM for the better. And from this research may also note that the air pressure to improve the quality of atomization.

    Keywords: Coal-Water Mixture (CWM), droplets, atomization, coal powder, air

    assisted nozzle, Carboxyl Methyl Cellulose (CMC)

    vi