SKRIPSI PENGARUH VARIASI PANJANG NOZZLE EXIT BAHAN BAKAR TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH Oleh : I MADE WEDHA ANGGARA NIM : 1019351023 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK PROGRAM NON REGULER UNIVERSITAS UDAYANA 2015
Kampus Denpasar KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS UDAYANA FAKULTAS TEKNIK PROGRAM NON REGULER JURUSAN TEKNIK MESIN Telp/Faks: 0361-246163, Email; Mesin@me.unud.ac.id LEMBAR PENGESAHAN PENGARUH VARIASI PANJANG NOZZLE EXIT BAHAN BAKAR TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Program Nonreguler Universitas Udayana Oleh : Nama : I Made Wedha Anggara NIM : 1019351023 Konsentrasi : Konversi Energi Telah Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari/Tanggal : Jumat, 17 April 2015 Telah Disahkan Oleh: Pembimbing I Pembimbing II (Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT) NIP. 19651203 199103 1 003 (Ainul Ghurri, ST, MT. Ph.D) NIP. 19711225 199703 1 003 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Udayana (Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc., PhD) NIP. 19691231 199412 1 001 i
Kampus Denpasar KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS UDAYANA FAKULTAS TEKNIK PROGRAM NON REGULER JURUSAN TEKNIK MESIN Telp/Faks: 0361-246163, Email; Mesin@me.unud.ac.id LEMBAR PERSETUJUAN PENGARUH VARIASI PANJANG NOZZLE EXIT BAHAN BAKAR TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Program Nonreguler Universitas Udayana Oleh : Nama : I Made Wedha Anggara NIM : 1019351023 Konsentrasi : Konversi Energi Telah Disetujui dan Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari / Tanggal : Jumat, 17 April 2015 Pembimbing I Pembimbing II ( Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT ) NIP. 19651203 199103 1 003 Penguji I ( Ainul Ghurri, ST, MT, Ph.D ) NIP. 19711225 199703 1 003 Penguji II ( I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST, MT ) NIP. 19680726 199603 1 001 Penguji III ( Dr. Ir. I Wayan Bandem, M.Erg ) NIP. 19650706 199103 1 002 ( Cok. Istri Putri Kusuma K, ST, MSi ) NIP. 19730422 199802 2 008 ii
Kampus Denpasar KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS UDAYANA FAKULTAS TEKNIK PROGRAM NON REGULER JURUSAN TEKNIK MESIN Telp/Faks: 0361-246163, Email; Mesin@me.unud.ac.id PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Denpasar, 23 Maret 2015 Mahasiswa I Made Wedha Anggara NIM. 1019351023 iii
PENGARUH VARIASI PANJANG NOZZLE EXIT BAHAN BAKAR TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH Oleh : I Made Wedha Anggara Dosen Pembimbing : Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT Ainul Ghurri, ST, MT, Ph.D ABSTRAKSI Setiap variasi panjang nozzle exit yang diteliti akan terdapat jarak antara ujung nozzle bahan bakar dan ujung pipa udara bertekanan. Pada dimensi jarak yang berbeda tentu akan mempengaruhi karakteristik kompor pembakar jenazah, karena viskositas fluida akan memberi efek terhadap terbentuknya tegangan geser, pressure drop dan kerugian energi fluida kerja secara signifikan terhadap pola aliran fluida saat melintasi peralatan atau nozzle. Dalam upaya memperbaiki kualitas pembakaran pada sistem pencampuran bahan bakar, penelitian ini dilakukan dengan meneliti variasi panjang nozzle exit 65 mm, 67 mm, dan 69 mm sehingga diperoleh karakteristik kompor pembakar jenazah. Karakter yang dimaksud adalah durasi waktu pembakaran, konsumsi bahan bakar, pola nyala api yang meliputi sudut semburan api, panjang nyala api, Dari ketiga panjang nozzle exit bahan bakar yang di ujikan (65 mm, 67 mm, dan 69 mm), panjang nozzle exit bahan bakar dengan variasi panjang 67 mm mempunyai karakteristik paling baik dengan durasi waktu pembakaran paling singkat 18,07 menit, konsumsi bahan bakar yang paling irit dengan pemakaian bahan bakar 9,2 liter, sudut semburan api 22,1º, panjang nyala api 175 cm. Kata Kunci : Nozzle exit bahan bakar, karakteristik. iv
EFFECT OF VARIATION OF LONG NOZZLE EXIT CHARACTERISTICS OF FUEL BURNER STOVE CORPSE By Guidance : I Made Wedha Anggara : Ir. Anak Agung Adhi Suryawan, MT Ainul Ghurri, ST, MT, Ph.D ABSTRACT Each variation of the nozzle exit studied long there will be the distance between the tip of the fuel nozzle and the end of the compressed air pipe. At different distances dimensions will certainly affect the characteristics of the corpse -burning stove, because the viscosity of the fluid will give effect to the formation of shear stress, pressure drop and energy loss significantly the working fluid to fluid flow patterns when crossing equipment or nozzle. In an effort to improve the quality of combustion in a fuel mixing system, this research was conducted by examining the variation in length of the nozzle exit 65 mm, 67 mm, and 69 mm in order to obtain the characteristics of the corpse -burning stove. The character in question is the duration of combustion, fuel consumption, the flame pattern that includes corner flame, flame length. Of the three long fuel nozzle exit tested (65 mm,67 mm, and 69 mm), length of the fuel nozzle exit with a length of 67 mm variation has the most excellent characteristics with the shortest duration of 18.07 minutes combustion, fuel consumption the most economical with fuel consumption of 9.2 liters, the angle 22,1º flame, flame length of 175 cm. Keywords : Fuel nozzle exit, characteristics. v
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat - Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Variasi Panjang Nozzle Exit Bahan Bakar Terhadap Karakteristik Kompor Pembakar Jenazah. Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besar nya kepada : 1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. A.A. Adhi Suryawan, MT, selaku Dosen Pembimbing I dalam, penulisan proposal skripsi ini. 3. Bapak Ainul Ghurri, ST., MT., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini. 4. Bapak Si Putu Gede Gunawan Tista, ST., MT, selaku dosen pembimbing akademik. 5. Bapak/Ibu dosen serta staf Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana. 6. Semua pihak dan kawan kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kata sempurna mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Denpasar, April 2015 iv Penulis
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERSETUJUAN... HALAMAN PERNYATAAN... ABSTRAKSI... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii ix x xi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Tujuan Penelitian... 3 1.4 Batasan Penelitian... 3 1.5 Manfaat penelitian... 4 BAB II LANDASAN TEORI... 5 2.1 Kompor Pembakar Jenazah... 5 2.2 Burner Dengan Bahan Bakar Cair... 6 2.2.1 Vaporizing Burner... 7 2.2.2 Atomizing Oil Burner... 8 2.3 Pembakaran... 8 2.3.1 Complete combustion... 9 2.3.2 Incomplete combustion... 9 2.3.3 Smouldering combustion... 10 2.3.4 Rapid combustion... 10 2.3.5 Turbulent combustion... 10 2.4 Air Fuel Ratio... 10 2.5 Api... 12 2.6 Tipe Nyala Api... 14 2.6.1 Klasifikasi Nyala Api... 16 2.6.2 Stabilitas Nyala Api... 16 2.7 Atomisasi ( Pengabutan ) Cairan... 18 2.7.1 Tegangan Permukaan... 18 2.7.2 Viskositas... 18 2.7.3 Densitas... 19 2.8 Definisi Bahan Bakar... 20 2.9 Minyak Solar... 20 BAB III METODE PENELITIAN... 21 3.1 Skema Rancangan penelitian... 21 3.2 Perancangan Variasi Panjang Nozzle Exit... 23 3.3 Alat Dan Bahan Penelitian... 26 v
3.4 Prosedur Pengujian... 27 3.4.1 Persiapan Pengujian... 27 3.4.2 Pengambilan Data Melalui Uji Coba... 27 3.5 Diagram Alir Penelitian... 28 BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN... 29 4.1 Data Hasil Pengujian... 29 4.2 Pengaruh Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Distribusi Temperatur Nyala Api... 30 4.3 Pengaruh Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Konsumsi Bahan Bakar... 31 4.4 Pengaruh Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Durasi Waktu Pembakaran... 32 4.5 Pengaruh Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Massa Abu Sisa Pembakaran... 33 4.6 Pengaruh Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Sudut Semburan Nyala Api... 34 BAB V PENUTUP... 37 5.1 Kesimpulan... 37 5.2 Saran... 37 DAFTAR PUSTAKA... 38 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tangki Bahan Bakar dan Selang Bahan Bakar Kompor Pembakar Jenazah... 5 Gambar 2.2 Kompor Pembakar Jenazah... 6 Gambar 2.3 Kompressor... 6 Gambar 2.4 Kompor Lidah Api... 7 Gambar 2.5 Api... 12 Gambar 2.6 Segitiga api... 13 Gambar 2.7 Nyala Api dari Burner... 14 Gambar 2.8 Karakteristik Semprotan... 15 Gambar 2.9 Hubungan Antara Viskositas dan Ukuran Droplet... 19 Gambar 3.1 Skema Penelitian Pengujian variasi panjang Nozzle exit bahan bakar... 21 Gambar 3.2 Dimensi kompor pembakar jenazah yang dipakai dalam penelitian... 23 Gambar 3.3 Detail gambar kompor pembakaran jenazah dan keterangan letak komponen nozzle exit... 24 Gambar 3.4 Detail gambar variasi panjang nozzle exit dengan ukuran panjang 65mm... 24 Gambar 3.5 Detail gambar variasi panjang nozzle exit dengan ukuran panjang 67mm... 25 Gambar 3.6 Detail gambar variasi panjang nozzle exit dengan ukuran panjang 69mm... 25 Gambar 3.7 Diagram alir pembuatan instalasi penelitian... 28 Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Distribusi Temperatur Nyala Api... 30 Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Konsumsi Bahan Bakar... 31 Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Durasi Waktu Pembakaran... 32 Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengujian Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Massa Abu... 33 Gambar 4.5 Foto Nyala Api Panjang Nozzle Exit 65 mm... 35 Gambar 4.6 Foto Nyala Api Panjang Nozzle Exit 67 mm... 34 Gambar 4.7 Foto Nyala Api Panjang Nozzle Exit 69 mm... 34 Gambar 4.8 Bagian Komponen dalam Nozzle Exit, Mixing Chamber Dan perbandingan panjang solid stream pada setiap variasi Panjang nozzle exit... 35 Gambar 4.9 Grafik Hasil Pengujian Variasi Panjang Nozzle Exit Terhadap Sudut Semburan Api... 35 vii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Skema Instalasi Pengujian pengaruh variasi panjang nozzle exit bahan bakar... 22 Tabel 4.1 Data Hasil Penelitian... 29 viii