JURNAL TERBARU

Studi Aliran Fluida di dalam Model Nosel Stasioner dengan Menggunakan Simulasi CFD

Abstract: Penelitian tentang studi aliran di dalam model nosel stasioner dengan menggunakan simulasi CFD telah dilakukan. Penelitian ini adalah penelitian awal dari rangkaian penelitian untuk memperoleh model desalinasi dengan mengaplikasikan nosel berputar didalamnya. Sebelum melakukannya pada model nosel berputar, dalam penelitian ini simulasi dilakukan terlebih dahulu pada model nosel stasioner. Untuk mendapatkan karakteristik dari sebuah model nosel stasioner, dapat diperoleh dengan melakukan simulasi terhadap beberapa model nosel yang dikembangkan. Model nosel stasioner dianalisis melalui simulasi CFD dengan dibantu metode desain parametrik yaitu factorial design dan response surface methodology. Dalam factorial design, variabel-variabel input awal yang diuji antara lain jumlah lubang orifice (dua dan tiga lubang), lokasi lubang orifice (lubang di depan dan di samping), diameter lubang orifice (1 mm dan 2 mm), diameter nosel (2,5 mm dan 3 mm) dan bentuk nosel “flat nose”, sedangkan sebagai variabel output adalah sudut semburan air yang keluar dari nosel. Sudut semburan diasumsikan mewakili kehalusan ukuran butiran air keluar nosel. Semakin besar sudut semburan maka semakin halus ukuran butiran yang dihasilkan. Simulasi CFD dengan Fluent menggunakan model viskos k-? standard yang dikombinasikan dengan discrete phase model dengan pendekatan perhitungan aliran steady state. Fluida yang disimulasikan di dalam nosel adalah air subdingin pada temperatur 250C mengalir dengan laju massa konstan. Dari dua model nosel stasioner yang disimulasikan, model nosel “flat nose” yang memiliki dua lubang orifice berdiameter 1 mm dengan posisi lubang orifice eksentrik tangensial dan lubang nosel berdiameter 3,35 mm menghasilkan sudut semburan terbesar. Semburan air ini tersebar dengan sudut 780 dan menghasilkan pola aliran berputar (swirling). Model nosel stasioner ini selanjutnya akan dimodifikasi untuk kebutuhan analisis pada model nosel berputar.
Keywords: Nosel stasioner, nosel berputar, desalinasi, faktorial desain, CFD

Pengaruh Jenis Pahat Bubut Terhadap Kekasaran Permukaan Hasil Bubutan pada Bahan Stainless Steel

Abstract: Kualitas pembubutan logam sangat dipengaruhi oleh jenis pahat bubut yang digunakan, seperti misalnya pahat bubut high speed steel(HSS), boron Karbida, dan pahat polycristaline diamond (PCD). Karena perbedaan sifatsifat fisik dari HSS , boron karbida dan PCD maka kekasaran permukaan yang dihasilkan pun berbeda. Sangatlah penting bagi praktisi dan programmer mesin CNC untuk mengatahui pengaruh jenis pahat bubut terhadap kekasaran permukaan yang dihasilkan pada prosess pembubutan bahan stainless steel. Dari ketiga jenis pahat bubut yang digunakan untuk membubut Stainless Steel, menunjukan bahwa kekasaran permukaan(Ra) yang paling kecil dihasilkan oleh pahat jenis boron karbida, menghasilkan kekasaran permukaan(Ra)= 1,16 ?m. Dengan parameter pembubutan: putaran mesin (N)= 1500 rpm, kecepan potong(Vc)=89 m/mnit dan depth of cut (DOC)= 0,25 mm.
Keywords: Pembubutan, kekasaran permukaan,jenis pahat, stainless steel

Analisis Sifat Kekuatan Tekan dan Foto Mikro Komposit Urea Formaldehyde Diperkuat Serat Batang Kedelai

Abstract: Penelitian ini telah dilakukan dengan tujuan untuk menganalisis sifat kekuatan tekan dan struktur mikro komposit urea formaldehyde diperkuat serat batang kedelai. Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah serat batang kedelai dengan variasi arah serat 00, ±450, 900 dengan masing-masing fraksi volume serat 10%, 20%, 30%, menggunakan resin urea formaldehyde sebagai matriknya. Pembuatan dengan cara hand lay up, pengujian yang dilakukan adalah uji tekan dengan standar spesimen ASTM D 695-96.Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan tekan komposit urea formaldehyde dengan variasi fraksi volume 10%, 20% dan 30% dengan masing-masing variasi arah serat 00, ±450, 900 cenderung menunjukkan penurunan dimana kekuatan tekan tertinggi pada fraksi volume 10% terdapat pada arah serat ±450 dengan nilai kekuatan tekan berturut-turut yaitu 63.13 Mpa, 49.9 Mpa dan 38.07 Mpa. Sedangkan kekuatan tekan rata-rata terendah pada variasi fraksi volume serat 10%, 20% dan 30% terdapat pada variasi arah serat 00 dengan nilai kekuatan tekan berturut-turut yaitu sebesar 35,50 Mpa, 24.20 Mpa dan 23.93 Mpa. Selanjutnya pada foto mikro memperlihatkan morfologi interface resin urea formaldehyde – serat batang kedelai cukup kuat.
Keywords: Kekuatan tekan, fraksi volume, arah serat, urea formaldehyde, serat batang kedelai

Prediksi Ignition Delay Mesin Diesel Berbahan Bakar Ganda

ABSTRAK: Pada  mesin  diesel  ada  tenggang  waktu  antara  sejak  dimulainya  penginjeksian  solar (periode injeksi) ke dalam silinder bakar mesin, kemudian terbentuk campuran udara+embun solar sampai terjadi titik api yang mula-mula atau periode pengapian. Tenggang waktu atau keterlambatan pengapian ini disebut ignition delay.   Ignition delay  adalah suatu parameter yang sangat berpengaruh terhadap awal sampai akhir proses pembakaran di dalam silinder bakar mesin, oleh sebab itu sangat menentukan performa dan emisi gas buang mesin. Pada pengujian di sini, sebagai mesin berbahan bakar ganda.Bahan Bakar Gas (BBG), yaitu; propana, metana, dan  hidrogen  masing-masing  dialirkan  ke  dalam  silinder  bakar  mesin  diesel  konvensional, setelah bercampur dengan udara oleh sebuah  mixer  yang ditempatkan di dalam  intake port . Kemudian bahan bakar solar disemprotkan langsung ke dalam silinder mesin dengan jumlah kecil  (hanya  sebagai  pemicu  api  saja ),  dan  ignition  delay  solar  yang  diinjeksikan  tersebut dengan  periode  injeksi  yang  bervariasi  dianalisis  dan  dievaluasi.   Pada  penelitian  ini  telah dilakukan dan ditemukan model perhitungan untuk memprediksi ignition delay , yaitu dengan menerapkan  persyaratan  autoignition  Livengood-Wu  (Livengood  dan  Wu,  1955).  Dengan didapatkannya  model  perhitungan  untuk  memprediksi  ignition  delay  ini  maka  diharapkan dapat mempermudah dan meningkatkan akurasi hasil yang didapat di dalam penelitian pada level simulasi khususnya pada bidang mesin diesel.
Kata kunci:  Keterlambatan  pengapian,  periode  injeksi,  periode  pengapian,  prediksi,  bahan bakar ganda

Peningkatkan Penetrasi Pengelasan pada Las TIG (Tungsten Inert Gas) Menggunakan Pengaruh Medan Elektromagnetik

ABSTRAK: Pengelasan  Tungsten  Inert  Gas  (TIG)  adalah  salah  satu  pengelasan  yang  memiliki kelebihan dari berbagai macam proses pengelasan yang membutuhkan kepresisian dan mutu yang  baik.  Pengelasan  TIG  banyak  digunakan  untuk  pengelasan  pelat  tipis  karena  pembentukan  busur  yang  kecil  dan  area  yang  dipanasi  menjadi  minimal  sehingga  mengurangi masalah  penggunaan  energi  listrik  dan  distorsi  pada  pelat.  Pada  penelitian  ini  dilakukan percobaan  dengan  meletakkan  solenoid  magnetik  di  sekeliling  obor  las  TIG.  Pemanfaatan medan  elektromagnetik  ini  dilakukan  pada  keadaan  statis  dan  dinamis.  Fenomena  yang terbentuk  akan  diamati  dengan  menggunakan  kamera  sehingga  diketahui  pengaruh  efek medan  elektromagnetik  bagi  efiensi  pengelasan  pada  saat  pencairan  logam  las.  Hasil  dari penelitian menunjukkan pengaruh dari efek  elektromagnetik pada pembentukan busur yang lebih stabil dan mengecil dengan penetrasi las yang dalam.  Pengelasan ini juga menggunakan daya yang lebih rendah sehingga didapatkan efisiensi pemakaian energi listrik dan membatasi pemanasan yang lebih tinggi.
Kata kunci:  Tungsten inert gas, stabilitas busur, penetrasi pengelasan,  medan  elektromagnetik

Studi Numerik Penambahan Obstacle Terhadap Kinerja Kolektor Surya Pemanas Udara dengan Plat Penyerap Jenis V- Corrugated

ABSTRAK: Kolektor surya pemanas udara dapat digunakan untuk menghasilkan udara panas dengan sumber energi yang terbarukan.Namun, perpindahan kalor dari plat penyerap ke udara sangat rendah. Beberapa peneliti melaporkan bahwa obstacle dapat meningkatkan perpindahan kalor dalam kolektor surya saluran plat datar dan peneliti lain  menemukan bahwa kolektor surya dengan  plat  penyerap  jenis  v-corrugated  memberikan  perpindahan  kalor  yang  lebih  besar daripada saluran plat datar. Namun, belum ada penelitian yang menggabungkan keduanya. Dalam paper ini akan dibahas studi numerik dari penggabungan keduanya, yaitu penambahan obstacle  terhadap  kinerja  kolektor  surya  pemanas  udara  dengan  plat  penyerap  jenis  vcorrugated. Studi diawali dengan pembuatan mesh, pemberian kondisi batas, pemberian data input,  dan  pemilihan  model  turbulen.  Hasil  studi   numerik  dibandingkan  dengan  hasil eksperimen untuk mengetahui keabsahannya.Suatu kolektor surya pemanas udara dibangun dengan skala laboratorium untuk keperluan eksperimen ini.Eksperimen dilakukan di dalam ruangan agar kondisi lingkungan dapat dijaga konstan.Dari eksperimen didapat bahwa udara mengalami kenaikan temperatur lebih tinggi dan penurunan tekanan lebih besar saat diberi obstacle.  Untuk  udara  dengan  kecepatan  6,5  m/s  dan  intensitas  radiasi  430  W/m2,  udara mengalami kenaikan dari 24,5oC menjadi 37,2oC jika tanpa obstacle dan dari 24,3oC menjadi 40,5oC  jika  diberi  obstacle  serta  peningkatan  penurunan  tekanan  dari  94  menjadi  265  Pa dengan penambahan obstacle. Model turbulen yang tepat untuk studi numerik ini adalah Shear Stress Transport (SST) k- .Dari studi numerik yang dilakukan, didapatkan bahwa aliran balik di  antara  obstacle  dan  celah  sempit  di  antara  obstacle  dengan  plat  penyerap  menyebabkan aliran  lebih  turbulen  dan  perpindahan  kalor  konveksi  ke  udara  dari  plat  penyerap  kolektor meningkat.Hasil studi numerik konsisten dengan hasil eksperimen.
Kata kunci:  Kolektor  surya  pemanas  udara,  obstacle,  plat  penyerap  v- corrugated,  studi numerik

Pengembangan Block Board Varian Baru Berbasis Core dari Komposit Partikel Kayu Kelapa Sawit

ABSTRAK: Penelitian ini bertujuan mengkaji kelayakan kayu kelapa sawit (KKS) sebagai material core pada pembuatan block board. Material core dibentuk menjadi komposit partikel dengan PS sebagai  matriks.  Komposit  dibuat  dengan  variasi  fraksi  berat  30:70,  40:60  dan  50:50.  Block board  dibentuk dengan melapisi  core  dengan viner jenis kayu merantidan menggunakan  urea formadehida  sebagai perekat.  Block board  dikempa sebesar 20 kg/cm2 selama 15 menit pada suhu ruang. Pengujian sifat mekanis yang dilakukan meliputi; modulus patah (MOR), geser tarik, dan kuat tarik sekrup. Sedangkan pengujian sifat fisis yang dilakukan adalah pengujian kadar air, kerapatan dan pengembangan tebal. Pengujian block board mengacu standar SNI 01-5008.2-2000. Hasil penelitian diperoleh karakteristik mekanis block board; MOR berkisar 145,6 -204,2  kg/cm2,  k ekuatan  geser  4,63-7,23kg/cm2,  dan  kuat  tarik  sekrup  112,43 - 149,97  kgf. Keteguhan  rekat  maksimum  block  board  terjadi  pada  komposisi  core  30:70  sebesar  14,45 kg/cm2.  Sifat fisis  block board; kerapatan berkisar 0,63 -0,85 g/cm3, kadar air  1,44- 2.01%,  dan pengembangan tebal 2,57-3,49%. Sifat mekanis dan fisis block board  banyak dipengaruhi oleh sifat  mekanis  dan  fisis  material  core.  Secara  umum  block  board  dengan  core  dari  komposit partikel KKS-PS telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI 01-5008.2-2000).
Kata kunci: Block board,  core, partikel komposit, viner meranti

Analisis Kegagalan Retak dan Teknologi Perbaikan Sudu Turbin Jenis Inconel 792 pada Pesawat Terbang

ABSTRAK: Penelitian untuk melakukan analisis terhadap kegagalan retak telah dilakukan pada sudu turbin dari  Auxiliary Power Unit (APU)  pesawat terbang. Bahan sudu turbin adalah paduan super   Inconel  792.  Pengujian  yang  dilakukan  meliputi  inspeksi visual,  pengujian  komposisi kimia,  fractography,  pengujian  kekerasan,  dan  metalografi.Hasilnya  menunjukkan  bahwa patah dimulai dari celah dan retak makro dan kemudian menjalar/merambat menjadi retak terbuka di permukaan.Hal ini kemungkinan disebabkan oleh mekanisme retak panas selama perbaikan las sebelumnya. Kandungan Aluminium dan Titanium yang tinggi pada logam las, menjadikan material menjadi rapuh, hal ini ditunjukkan oleh fitur intergranular dibandingkan dengan  aspek  pembelahan  transgranular  menunjukkan  bahwa  keuletan  pada  lasan  rendah. Dibandingkan dengan sudu yang tidak rusak (gagal), ukuran butir dari sudu turbin yang rusak adalah  sangat  berbeda  menunjukkan  eksposisi  terhadap  panas  baik  dari  siklus  termal pengelasan  atau  lingkungan  operasi  normal  pada  suhu  tinggi.Teknik  perbaikan  lebih  lanjut dikembangkan  berdasarkan  keberhasilan  PQTR  yang  di  uji  dengan  kekerasan  mikro, destructive  dan  non  destructive  test.Untuk  tujuan  ini  maka  dipilih  las  GTAW  yang  diikuti dengan solution dan aging treatment.
Kata kunci:  Paduan  super,  perbaikan  pengelasan,  fractography,  metalografi,  analisis kegagalan

Pengaruh Penerapan Sirip Dalam (Internal Fin) untuk Menghasilkan Uap Superheat pada Pembangkit Uap

ABSTRAK: Permasalahan  energi  sekarang  ini  telah  menjadi  salah  satu  hal  utama  yang  menjadi perhatian semua kalangan baik itu upaya dalam  mencari sumber energi alternativ non fosil maupun  upaya-upaya  pengefisienan  energi.  Adapun  salah  satu  upaya  pengefisienan  energi tersebut  adalah  dengan  melakukan  perancangan  dan  pembuatan  system  Pembangkit  uap superheat  yang  menggunakan  sirip  dalam  (internal  fin).  Uap  superheat  yang  memiliki temperatur  di  atas  150ºC  diharapkan  dapat  memberikan  pemanasan  yang  lebih  baik dibandingkan dengan pemanasan hanya dengan menggunakan air mendidih.  Kegunaan sirip yang  sebelumnya  sebagai  salah  satu  media  pembuang  kelebihan  kalor  maka  dalam perancangan pembangkit uap superheat digunakan untuk memberikan kalor tambahan yaitu dengan  memasangnya di  dalam  ketel  pembangkit  uap.  Ketel dibuat  dengan  bahan  stainless steel  dengan  ketebalan  2  mm  dan  berdiameter  20  cm.  Sedangkan  sirip-sirip  terbuat  dari material yang sama namun dengan ketebalan 0.52 mm dengan dimensi 3 X 10 cm2sebanyak 10 buah. Air yang dipanaskan hingga mencapai keadaan uap jenuh akan mengalir melewati siripsirip dalam. Uap jenuh yang semula memiliki temperatur 100oC setelah melewati sirip dalam akan mendapatkan tambahan kalor sehingga memiliki temperature rata- rata 175oC atau telah memasuki fasa  superheat. Adapun debit aliran uap  superheat  rata- rata 5.4 ml/menit. Adanya pemasangan sirip dalam telah meningkatkan penambahan kalor pada uap  superheat  hingga 60%.  Dalam  percobaan  pemanasan  sampel  makanan  yang  sama  antara  direbus  secara konvensional dan menggunakan uap superheat maka setelah diamati selama 15 menit hasil dengan menggunakan uap superheat  menunjukkan kondisi yang lebih matang.
Kata kunci:  Sirip dalam, uap superheat, pembangkit uap superheat

Simulasi untuk Memprediksi Pengaruh Stiffener pada Peningkatan Kekakuan Benda Kerja

ABSTRAK: Peningkatan  kekakuan  benda  kerja  akan  meningkatkan  batas  kestabilan  benda  kerja terhadap terjadinya chatter. Dengan meningkatnya kekakuan  benda kerja,  parameter pemesinan seperti putaran spindle dan kedalaman pemotongan dapat dinaikkan guna meningkatkan  produktifitas  proses  pemesinan.  Penggunaan  stiffener  merupakan  cara sederhana  untuk  meningkatkan  kekakuan  benda  kerja,  dan  cocok  diterapkan  untuk  benda kerja  yang  berongga  dan  berdinding  tipis.  Simulasi  merupakan  alat  bantu  (tool)  yang bermanfaat dalam perancangan, untuk memprediksi karakteristik sistem yang sedang dikaji. Simulasi yang dilakukan bertujuan memprediksi karakteristik dinamik dari model benda kerjastiffener, yang melaluinya diperoleh harga frekuensi pribadi ( natural frequency), modus getar (mode shape)  dan  compliance  dari model benda kerja- stiffener.   Paper ini menyajikan simulasi untuk benda kerja tanpa  stiffener, benda kerja dengan   stiffener  kayu sengon, kayu sono dan kayu jati. Benda kerja mempunyai dimensi panjang 400 mm, lebar 200 mm dan tinggi 150 mm dengan ketebalan 9 mm.    Stiffener  mempunyai dimensi panjang 182 mm, lebar 60 mm dan tinggi 40 mm.  Hasil simulasi diverifikasi berdasarkan hasil eksperimen yang sudah dilakukan sebelumnya.  Hasil simulasi  menunjukkan kecenderungan  yang tidak jauh berbeda dengan hasil eksperimen,  sehingga  simulasi  yang  dilakukan  dapat  digunakan  sebagai  langkah  awal (preliminary study) untuk mempelajari karakteristik dinamik benda kerja- stiffener.
Kata kunci:  Karakteristik dinamik, stiffener,  chatter, kekakuan
 
Support : E-JURNAL | PSYCHOLOGYMANIA
Copyright © September 2013. JURNAL - All Rights Reserved
Dipersembahkan untuk pembaca dan khalayak ramai
Proudly powered by Blogger