PERANCANGAN DAN KONSTRUKSI INSULATION MATERIAL PADA ELEMEN PEMANASMESIN MIXER KAPASITAS 6,9 LITER DAN PUTARAN 280 Rpm

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "PERANCANGAN DAN KONSTRUKSI INSULATION MATERIAL PADA ELEMEN PEMANASMESIN MIXER KAPASITAS 6,9 LITER DAN PUTARAN 280 Rpm"

Hadian Budiaman
7 tahun lalu
Tontonan:

1 PERANCANGAN DAN KONSTRUKSI INSULATION MATERIAL PADA ELEMEN PEMANASMESIN MIXER KAPASITAS 6,9 LITER DAN PUTARAN 280 Rpm SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik ANDRI PARULIAN SIREGAR NIM PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

9 ABSTRACT Proses pencampuran dimaksudkan untuk membuat suatu bentuk uniform dari beberapa konstituan bahan cair, pasta, dan padat. Dalam kehidupan nyata alat pencampur (mixer) dapat menghasilkan suatu produk dengan homogenitas yang lebih tinggi daripada pencampuran bahan yang dilakukan secara manual atau tanpa alat (dengan tangan saja). Dalam hal ini mesin mixer dengan menggunakan elemen pemanas merupakan penemuan terbaru yang belum ada dipasaran. Pada mesin ini variasi suhu dan putaran bisa diatur ketika proses pencampuran, dilengkapi dengan insulation material berbahan rockwool untuk menahan panas tidak keluar dari sistem. Kapasitas mesin ini 6,9 liter, effisiensi transmisi 93,24 %, dan effisiensi sistem bejana pemanas 67,30 %. Kunci : mixer, elemen pemanas, insulation, rockwool, effisiensi.

10 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala karunia dan rahmat-nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Sarjana yang dipilih, diambil dari mata kuliah Elemen Mesin, yaitu Perancangan Dan Konstruksi Insulation MaterialPada Elemen Pemanas Mesin Mixer Kapasitas 6,9 Liter Dan Putaran 280 Rpm. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc selaku dosen pembimbing Tugas Sarjana yang telah meluangkanwaktunya, membimbing dan memotivasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Sarjana ini. 2. Kedua orang tua tercinta, ayahanda Hendris Siregar dan ibunda Linda Rismaida Siahaan dan segenap keluarga terima kasih atas doa serta dukungannya kepada penulis. 3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik. 4. Seluruh Staf,Dosen dan Pegawai di Lingkungan Departemen Teknik Mesin. 5. Mahasiswa Departemen Teknik Mesin khususnya rekan-rekan sesama stambuk 2010 jalur Ekstensi, (Siwan Ediamanta Perangin-angin,Willy Ahter Sirait)yang selalu memberikan motivasi dan kerja sama kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini. Dalam penulisan ini, dari awal sampai akhir penulis telah mencoba sebaik mungkin guna tersusunnya Tugas Sarjana ini. Untuk itu saran-saran dari semua pihak yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan Tugas Skripsi ini.

11 Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini, semoga Tugas Sarjana ini dapat bermanfaat untuk kita semua. Medan, Juli 2013 Penulis, Andri Parulian Siregar NIM

12 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR NOTASI...xii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tujuan Perancangan Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sejarah Rockwoll Dampak Terhadap Lingkungan Manfaat Rockwoll Fire Safety Daya Tahan Tinggi Kemampuan yang tinggi untuk menyesuaikan Pengurangan kebisingan Repellence air dan pertumbuhan jamur... 9

13 Permeabilitas Tahan Cuaca Aspek Kesehatan dari Produk Rockwoll Aluminium Sifat-sifat Aluminium Isolasi Tipe-tipe Isolasi Alasan Untuk Isolasi Perpindahan Panas Konduksi Konveksi Persamaan Empirik Konveksi Natural permukaan Luar Bidang Vertikal Bidang Miring Bidang Horizontal BAB III METODOLOGI 3.1 Objek Metode Perancangan Lokasi dan Waktu Penelitian Lokasi Perancangan Waktu Perancangan Sumber Data... 30

14 Data Primer Data Sekunder Data yang Diambil Perancangan Mesin Mixer Menentukan Kapasitas Maksimum Menentukan Daya Pengaduk Merencanakan Daya Motor Penggerak Merencanakan Ukuran Pasak dan Alur Pasak Merencanakan Sabuk Penggerak Merencanakan Roda Gigi Merencanakan Bantalan Pada Roda Gigi Menentukan Putaran Pengaduk Merencanakan Poros Pengaduk Elemen Pemanas Thermostat Rockwoll Plat Aluminium Termometer Speed Control Rangka Mesin Mixer Mesin Mixer dengan Pemanas... 68

15 BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Insulation Material pada Elemen Pemanas Pemilihan Bahan-bahan Isolasi Perancangan Elemen Pemanas Perancangan Insulation Material Fibertex 450 Rockwool Perancangan Plat Aluminium Mengurangi Heat Transfer melalui Permukaan Isolasi Termal Menghitung Laju Perpindahan Panas pada Bejana Pengaduk Radius Kritis Isolasi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.KESIMPULAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

16 DAFTAR TABEL Halaman 1. Tabel 2.1 Penghematan Energi dan Penghematan CO 2 untuk 100 m 2 insulasi loteng untuk bangunan di Denmark Tabel 3.1Faktor Faktor Koreksi Daya yang Ditransmisikan Tabel 4.1 Bahan-bahan Isolasi untuk Berbagai Penggunaan Tabel.4.2. SKU Rockwool Fibertex Tabel.4.3. Sifat Fisik Fleksibilitas Rockwool Fibertex Tabel 4.4 Sifat Fisik Aluminium Tabel 4.6. Konduktifitas Termal Material... 86

17 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Gambar2.1 Biaya energi (hilang) karena 5 % kinerja termal berkurang dibandingkan dengan biaya energi membuat isolasi Gambar 2.2 Konveksi natural pada bidang miring Gambar 2.3. Konveksi natural pada bidang horizontal (type a) Gambar 2.4. Konveksi natural pada bidang horizontal (type b) Gambar 2.5. Konveksi natural pada ruang tertutup Gambar 3.1. Bagan Proses Penulisan Skripsi Gambar 3.2. Kapasitas Bejana Aduk Gambar 3.3. Motor Listrik Gambar 3.4. Gaya Geser pada Pasak Gambar 3.5. Permukaan Sabuk -V Gambar 3.6. Panjang Keliling Sabuk Gambar 3.7. Perancangan Poros Roda Gigi sebagai Pereduksi Putaran (a) Roda Gigi Besar (b) Roda Gigi Kecil Gambar 3.8. Bagian bagian Roda Gigi Gambar 3.9. Batang Gigi Dasar Gambar Gigi dipandang sebagai balok kantiliver dengan kekuatan seragam Gambar Perbandingan Kontak (a) Garis Tekan (b) Titik Pembebanan (c) Jumlah Gigi yang Berkaitan Gambar Gambar 3 Dimensi Roda Gigi Gambar Kontruksi Bantalan Gelinding Gambar Elemen Pemanas Gambar Termostat Gambar Rockwoll Gambar Plat Aluminium Gambar Termometer Gambar Speed Control Gambar Kontruksi Besi Siku... 68

18 26. Gambar Mixer dengan Elemen Pemanas Gambar 4.1 (a) Rockwoll dan (b) Plat Aluminium Gambar 4.2 Permukaan Elemen Pemanas Gambar 4.3 Keterpasangan Elemen Pemanas dengan Bejana aduk Gambar.4.4. Biji Plastik LDPE (Low Density Polyethylene) Gambar.4.5. Konstruksi Insulation Material pada Elemen Pemanas Gambar.4.6. Isolasi Termal pada Elemen Pemanas (a) Tampak Depan dan (b) Tampak Atas Gambar Analisa laju perpindahan panas pada bejana aduk dengan insulation material... 89

19 DAFTAR NOTASI QQ = Laju perpindahan panas (W) k = Konduktivitas Termal ( W / (m.k)) A = Luas penampang yang terletak pada aliran panas (m 2 ) T 2 T 1 L R = Temperatur akhir ( C) = Temperatur awal ( C) = Tebal plat (m) = Resistansi thermal ( C/m) T s = Temperatur plat ( K ) T f = Temperatur fluida ( K ) N u R e = Bilangan Nusselt = Bilangan Reynold ρ = Massa jenis fluida (kg/m 3 ) U = Kecepatan aliran fluida (m/s) μ = Viskositas (Ns/m 2 ) Ra L = Bilangan Rayleigh β =1/ T r g = Percepatan gravitasi (9,81 m/s 2 ) T s T r α v P Fc P d n = Temperatur permukaan plat (K) = Temperatur referensi (K) = Difusivitas thermal = Viskositas kinematik = Daya nominal motor sebesar = Faktor koreksi daya = Daya perencanaan = Putaran normal KK tt = Faktor koreksi yang dipilih adalah 3 C b = Faktor koreksi yang dipilih adalah 2,3 TT = Momen puntir d s = Diameter poros motor

20 τ a σσ bb = Tegangan geser yang diijinkan = Kekuatan tarik bahan poros SSSS 1 = Faktor keamanan yang diambil (6) SSSS 2 = Faktor keamanan yang diambil (3) b = Lebar pasak t = Tinggi pasak τ = Tegangan geser l = Panjang pasak d 1 d 2 ɑ H m cc kk Z t e εε v F t F r = Diamter lingkar jarak roda gigi penggerak (mm) =Diamter lingkar jarak roda gigi penerus (mm) = Jarak sumbu poros (mm) = Kedalaman puncak = Modul = Kelonggaran puncak = Panjang lintasan kontak = Jarak bagi normal = Perbandingan kontak = Kecepatan keliling = Gaya tangensial = Beban radial F a = Beban aksial = 0 x = Faktor beban radial = 1 y = Faktor beban aksial = 0 v = Pembebanan pada cincin dalam yang berputar = 1 f n f h C L n = Faktor keamanan = Faktor umur = Kapasitas nominal dinamis = Umur nominal bantalan a 1 = Faktor keandalan 95%, = 0,62 (tabel 4.10 Lit 1 hal 137) a 2 a 3 L b = Faktor bahan = 1 (baja dicairkan secara terbuka) = Faktor kerja = 1 (kondisi kerja normal) = Umur bantalan

21 D rg z 1 z 2 n 1 n 2 h jj DD jj k L B N ρρ μμ C μμ ww = diameter roda gigi = Jumlah gigi Penggerak = Jumlah gigi yang digerakkan = Putaran Penggerak (rpm) = Putaran yang direncanakan (rpm) = koefisien perpindahan panas dari atau ke bejana berjaket = diameter bejana = konduktivitas termal fluida cair = panjang dayung (paddle) = jarak antara dayung dengan dasar bejana = kecepatan agitator = massa jenis fluida = viskositas fluida = kapasitas panas = viskositas fluida pada jarak temperatur dinding TT ww

dokumen-dokumen yang mirip

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MIXER KAPASITAS 6,9 LITER PUTARAN 280 rpm

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MIXER KAPASITAS 6,9 LITER PUTARAN 280 rpm SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik SIWAN EDIAMANTA PERANGIN-ANGIN NIM.10421043 DEPARTEMEN