ANALISIS PENGUJIAN BEBAN RANGKA PADA ALAT COIL HEAT EXCHANGER MENGGUNAKAN SOLIDWORKS

Transkripsi

1 ANALISIS PENGUJIAN BEBAN RANGKA PADA ALAT COIL HEAT EXCHANGER MENGGUNAKAN SOLIDWORKS Nama : APRIYANTO NPM : Jurusan Fakultas : Teknik Mesin : Teknologi Industri Pembimbing : Dr. Rr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.

2 Latar Belakang Alat Heat Exchanger yang kami buat ini dirancang untuk menurunkan suhu fluida yang dimasukkan didalam alat ini dengan menggunakan desain dan rancangan yang dibuat sendiri dengan material dan rangka yang sudah disesuaikan dengan kebutuhan, kekuatan, dan jenis fluida apa yang digunakan didalamnya.

3 TUJUAN PENULISAN 1. Proses perancangan dan pembuatan alat coil Heat Exchanger. 2. Menganalisis Nilai kekuatan rangka pada alat coil Heat Exchanger dengan menggunakan solidworks.

4 Diagram Proses Pembuatan Alat Ciol Heat Exchanger

5 Peralatan Pendukung Pompa Liquid Filter Heatsink Alumunium Kipas Arus AC Siliqon Liquid Termoelektrik Kabel

6 Power supply Meteran Pita Termometer Jangka sorong multimeter

7 Gambar Rancangan Alat Heat Exchanger Dan terakhir adalah gambar rancangan ketika seluruh bagian benda kerja telah dipasang diposisinya masing-masing :

8 Eksperimen Set-Up Alat Uji

9 Cara Uji Alat 1. Pada penelitian ini terdapat beberapa prosedur dalam pengambilan data diantarannya sebagai berikut. 2. Ukur suhu air sebelum menyalakan mesin menggunakan thermometer. Nyalakan pompa akuarium, termorlektrik, fan, heatsick, dengan menekan saklar ON. 3. Ketika pompa sudah mensirkulasi air dan termoelektrik akan bekerja tunggu hingga air mencapai suhu 25 ᵒC. 4. Ketika suhu air telah turun, tutupkran spiral, kemudian ukur suhu awal jus sebelum dimasukkan kedalam tabung dengan menggunakan thermometer digital. 5. Tuangkan jus kedalam tabung melalui tabung penampung air panas awal lalu jus akan mengalir kebawah melalui pipa spiral.

10 6. Buka kran spiral setiap 1 menit, tunggu hingga 3 detik lalu tutup kembali, begitu seterusnnya sampai jus habis. 7 Ukur suhu akhir jus menggunakan thermometer digital lalu mencatat data dari hasi tersebut.matikan pompa akuarium, termoelektrik, fan, heatsick dengan menekan saklar OFF.

11 Diagram Alir Proses Simulasi Pada Rangka Alat Coil Heat Exchanger

12 Langkah-langkah Simulasi Analisa Kerangka Dalam pengujian yang akan dianalisa adalah kerangka yang akan diberi gaya dengan arah ke bawah. Berikut adalah langkah langkah pengujianya : Pemberian Nama Project Langkah awal dalam analisa ini adalah dengan cara membuka part yang sudah dibuat dengan cara buka solidwork, pilih open, pilih part yang akan di analisa,dan tunggu sebentar hingga part muncul disolidwork. Lihat gambar sebagai berikut :

13 Rangka 2D Heat Exchanger Rangka Heat Exchanger

14 selanjutnya adalah pilih study advisor Isi study name Apri lalu pilih Static untuk tipe analysis, Setelah itu OK. Berikut hasil study name nya :

15 Pemberian Material Untuk Kerangka Pilih jenis material yang akan dianalisis, pilih Apply Material pada tab Simulation, pilih Alloy Steel (untuk model type pilih Linier Elastic Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

16 Pemberian Fixtures Advisor Tentukan daerah atau permukaan yang di Fix dengan pilih Fixtures advisor, fixed geometry selanjutnya pilih pada permukaan seperti di gambar dibawah ini, lalu OK.

17 Pemberian Arah Gaya (Beban) Dalam pengujian yang akan dianalisa adalah kerangka yang akan diberi gaya dengan arah ke bawah lihat gambar dibawah ini.

18 Berikut adalah langkah langkah pemberian arah gaya berat terhadap kerangka : 1. Pilih External Loads dan pilih force, pilih face untuk memberi dimana tempat yang akan diberi gaya pada bak penampung air panas. force berfungsi untuk memberi arah gaya dan Beban tarik atau tekan sebesar yang akan dihitung.

19 Pilih External Loads dan pilih force, pilih face untuk memberi dimana tempat yang akan diberi gaya pada bak penampung air dingin. force berfungsi untuk memberi arah gaya dan Beban tarik atau tekan sebesar yang akan dihitung.

20 Menjalankan Run Solver Setelah selesai menentukan parameter yang akan dianalisis, kemudian Klik ico untuk menjalankan run solver, dimana run solver ini akan melakukan analisis secara otomatis sesuai dengan input data dalam SolidWorks simulasi.

21 Menampilkan Simulasi Von Mises Stress Tegangan Von Mises yang terjadi akibat beban yang terdapat pada poros. Seperti terlihat pada gambar yang warna biru merupakan tegangan minimum sedangkan tegangan maksimum berwarna merah.

22 Hasil tegangan (Von Mises Stress) maksimum ditunjukkan dengan warna merah sebesar N/m 2 dan tegangan (Von Mises Stress) minimum ditunjukkan dengan warna biru sebesar N/m 2 dengan beban yang diberikan ke dua permukaan yang berbeda-beda. Menampilkan Displacement Displacement atau pergerakan yang terjadi akibat beban yang terdapat pada poros dengan posisi nilai terbesar berada pada tengah - tengah poros. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini yang warna biru merupakan nilai displacement minimum sedangkan nilai displacement maksimum berwarna merah sebesar mm. Dengan posisi displacement yang berada ditengah kerangka tabung berarti dapat disimpulkan beban pada kerangka terdistribusi secara baik. Sehingga tidak menimbulkan perubahan pada struktur poros tersebut.

23 Menampilkan Displacement

24 Menghitung Faktor Keamanan Perhitungan faktor keamanan poros yaitu dengan cara mengetahui yield strees dan Tegangan Von Mises maksimum pada hasil analisa yang dilakukan. Faktor keamanan dengan menggunakan persamaan (2.3) berikut ini : (η) = Sy σe Dimana : Sy = Yield stress Material rangka Yield stress diketahui sebesar 6,204 x 10 8 N/m 2 σe = Tegangan Von Mises maksimum 2,948 x 10 6 (η) = Sy σe Maka : (η) = 6,204 x 108 N/m 2 2,948 x 10 6 N/m 2 (η) = 210,447

25 Penutup Kesimpulan Berdasarkan analisa/simulasi beban kerangka pada alat Heat Exchanger yang saya teliti, dengan menggunakan proses Solidworks mendapati bahwa beban masing-masing bak penampung yang akan diterima oleh kerangka pada alat Heat Exchanger ialah : Beban yang diterima pada bak penampung air panas ialah sebesar 392,4 N. Beban yang diterima pada bak penampung air dingin ialah sebesar 107,91 N Hasilnya kekuatan maksimum menunjukkan pada alat coil Heat Exchanger N/m 2 dan kekuatan minimum N/m 2.

26 SELESAI TERIMA KASIH