BAB IV ANALISA PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN BLOWER 4.1 Perhitungan Blower Untuk mengetahui jenis blower yang digunakan dapat dihitung pada penjelasan dibawah ini : Parameter yang diketahui : Q = Kapasitas maksimum = 5.2 m 3 /min = 0.086 m 3 /s Äp = Tekanan udara = 600 pa = 600 N/m 2 n = Putaran = 2800 rpm Q = Gravitasi = 9.8 m/s 2 ρ udara = Massa jenis udara = 1.215 kg/m 3 H = Head blower = 50.390 m g = Gravitasi = 9.8 m/s 4.1.1 Menghitung Head Blower Mencari Head blower : H p =.. (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 340) p. g Keterangan : p = Tekanan udara (N/m 2 ) g = Gravitasi (m/s 2 ) ρ udara = 1.215 kg/m 3 (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 340)
Maka : p H = = p. g 600 (1.215)(9.8) = 50.390m 4.1.2 Putaran Spesifik Penilaian yang berdasarkan pada putaran spesifik dapat ditentukan nilai bilangan putaran cepat, yang mana nilai bilangan putar cepat ini akan menentukan jenis roda blower yang digunakan. Menentukan putaran spesifik : Q Ns = n... (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 341) H 3/ 4 Keterangan : n = Putaran (rpm) Q = Kapasitas maksimum (m 3 /s) H = Head blower (m) Ns = Putaran spesifik Q Maka : Ns = n. H 3/ 4 = 2800. 0.086m (50.390) 3 / s 3/ 4 0.29 = 2800. 18.91 = 42.94 1/menit Dengan demikian diperoleh bilangan putar cepat : σ c σ c Ns =.(Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 339) 157.8 42.940 = 157.8 σ c = 0.27
Setelah nilai bilangan putar cepat telah diketahui, maka didapat jenis blower yang digunakan untuk perancangan ini adalah menggunakan bentuk roda radial dengan σ c < 0.32 dengan putaran spesifik dibawah < 50 1/menit. Ini dapat dibaca dan dilihat pada gambar table 3.1 Table 3.1 Harga-harga Pompa pada Blower (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 339) Bentuk roda Bilangan putar (σ c) Putaran spesifik ( Ns ) Roda radial 0.06 0.32 10 50 1/menit Roda diagonal 0.032 1.00 50 160 1/menit Roda aksial 1.00 2.50 160 400 1/menit 4.1.3 Perhitungan Angka Reynold Parameter yang diketahui : ρ udara = 1.215 kg/m 3 Untuk menghitung kecepatan aliran menggunakan rumus V = Q 1/ 4. π. A.(Ref. Mekanika Fluida & Hidraulika, hal 106) Dimana : Q = Kapasitas maksimum (m 3 /s) A = Luas pipa (m 2 ) v Untuk pipa ukuran 3 in Maka = V Q = 1/ 4. π. A Luasnya = 0.0491 ft 2 = 0.528 m 2 V 0.086 = (1/ 4)(3.14)(0.528) V = 0.207 m/s
V = Kecepatan aliran = 0.207 m/s L = Panjang lintasan saluran udara = 54cm = 0.54 m v = Viskositas = 1.85.10-5 kg/m.s (Ref. Perpindahan kalor, hal 205) Setelah parameter dapat diketahui, maka kita dapat menghitung Angka Reynold dengan rumus sebagai berikut : ρ. V.L Re =.(Ref. Dasar teori sistem distribusi udara, hal 11) v (Ref. Mekanika fluida, hal 176) Dimana : Re = Angka Reynold ρ = Massa jenis udara (kg/m 3 ) V = kecepatan aliran (m/s) v = Viskositas (kg/m.s) maka : 1.215.0.207.054 Re = 5 1.85.10 = 7341.22m / s 2 4.1.4 Perhitungan Daya Udara (N udara ) Untuk menghitung Daya Udara kita menggunakan rumus : Daya Udara N poros = γ. Q. H (Ref. Turbin Pompa dan Kompresor, hal 242) Parameter yang telah diketahui : ρ = Massa jenis udara = 1.215 kg/m 3 g = Percepatan gaya gravitasi = 9.8 m/s 2 Q = kapasitas maksimum = 0.086 m 3 /s H = Head blower = 50.390 m
Menentukan nilai γ atau berat jenis udara : γ = ρ. G γ = 1.215 (kg/m 3 ). 9,8 (m/s 2 ) γ = 11.9 kg/m 2.s 2 Maka : Daya udara = γ. Q. H N udara N udara = 11.9 (kg/m 2 s 2 ). 0.086 (m 3 /s). 50.390 (m) = 51.569 Watt. 4.1.5 Menentukan Daya Poros (N poros ) Untuk perhitungan Daya poros pada blower sentrifugal dengan menggunakan rumus sebagai berikut : Daya Poros N poros = V x I x 0.7 Dimana 0.7 adalah rugi-rugi pada motor listrik (Ref. Pompa dan Kompresor, Sularso, Haruo Tahara, Hal. 53) Parameter yang diketahui : Tegangan = 220 Volt Arus = 1.0 Ampere Konstanta rugi-rugi pada motor listrik = 0.7 Maka : Daya Poros N poros = V x I x 0.7 = 220 x 1.0 x 0.7 = 154 Watt
4.1.6 Efisiensi Untuk perhitungan efisiensi pada blower sentrifugal dengan menggunakan rumus sebagai berikut : N udara Efisiensi η = x100% N poros (Ref. Pompa dan Kompresor, Sularso, Haruo Tahara, Hal. 53) Parameter yang digunakan dari perhitungan yang didapat sebelumnya : Daya udara Daya poros N udara = 51. 569Watt N poros = 154Watt Maka efisiensi dapat dihitung : 51.569 Efisiensi η = x100% 154 = 33.49 %
4.2 Tabel Pengujian Untuk perhitungan pengujian yang dilakukan disini adalah dengan menguji beberapa nilai tegangan berbeda yang menghasilkan beberapa nilai putaran dari daya poros (N poros ) dan pengujian yang dilakukan untuk menentukan beberapa nilai putaran spesifik dari blower. Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Pengujian Daya Poros Tegangan Putaran Daya Poros Efisiensi (volt) (rpm) (Watt) (%) 20 735.6 1.4 36.83 25 853.7 17.5 29.46 30 927.2 21 24.55 35 988.8 24.5 21.04 40 1059 28 18.41 45 1163 31.5 16.37
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Pengujian Putaran Spesifik Tegangan (volt) Putaran (rpm) Putaran Spesifik (1/menit) 20 735.6 11.03 25 853.7 12.81 30 927.2 13.91 35 988.8 14.83 40 1059 15.89 45 1163 17.45 4.3 Grafik Hasil Perhitungan dan Analisa 4.3.1 Grafik Perbandingan Tegangan dengan Daya Poros Grafik Tegangan Vs Daya poros Tegangan (Volt) 35 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 Daya poros (Watt) Gambar 4.1 Grafik perbandingan tegangan dengan daya poros. Dari grafik hasil perbandingan antara tegangan dengan daya poros dapat kita lihat bahwa grafik terjadi kenaikan yang bertahap ini disebabkan oleh tegangan (Volt) dan arus listrik yang didapat saat pengujian. Jika kita menaikkan tegangan maka akan mengakibatkan kenaikkan pula pada daya poros yang dihasilkan oleh blower.
4.3.2 Grafik Perbandingan Putaran Mesin dengan Putaran Spesifik Grafik Putaran mesin Vs Putaran spesifik (1/menit) Putaran spesifik (1/menit) 20 15 10 5 0 0 500 1000 1500 Putaran mesin (rpm) Gambar 4.2 Grafik perbandingan putaran mesin (rpm) dengan putaran spesifik. Dari grafik hasil perbandingan antara putaran rotasi (rpm) dengan putaran spesifik (1/menit) dapat kita lihat bahwa grafik terjadi kenaikan yang bertahap ini disebabkan oleh putaran rotasi (rpm) yang didapat saat pengujian. Jika kita menaikkan putaran rotasi (rpm) maka akan terjadi kenaikkan pula pada putaran spesifik dan ini akan menentukan jenis atau bentuk roda yang digunakan oleh blower.
Diagram Alur Perancangan Start Data Rancangan Pemilihan Bahan dan Alat Pembelian Bahan dan Alat Proses Pembuatan, meliputi : 1. Pemotongan bahan 2. Pengelasan bahan Tidak 3. Penggerindaan 4. Pengampelasan 5. Pengecatan Proses Perakitan 1. Pembentukan bagian bahan 2. Penyambungan bahan 3. Pemasangan bahan Pengujian Ya End
Diagram Alur Proses Kerja Alat Start Persiapkan biji kacang kedelai Hidupkan Mesin / Tombol On Masukkan biji kacang kedelai Proses 1 = Proses Pemecahan biji kacang kedelai Proses 2 = Proses Pemisahan kulit kacang kedelai yang telah pecah Hasil Proses pemisahan kulit kacang kedelai yang telah bersih Matikan Mesin / Tombol Off End