BAB 3 METODELOGI PENELITIAN

dokumen-dokumen yang mirip
BAB 3 METODELOGI PENELITIAN

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Personal Computer,

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

Stress Analysis Pada Sudu Tetap Turbin Uap Bab III Metodologi BAB III METODOLOGI

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung pada bulan Mei 2014 sampai September 2014.

BAB IV METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Penelitian Lapangan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

SIMULASI THERMAL STRESS PADA TUBE SUPERHEATER PACKAGE BOILER TESIS. Oleh HAMDANI /MTM

LAMPIRAN PEMBUATAN SIMULASI RUMAH TURBIN VORTEX. 1. Pembuatan model CAD digambar pada Software SolidWorks 2010.

III. METODELOGI. satunya adalah menggunakan metode elemen hingga (Finite Elemen Methods,

BAB III OPTIMASI KETEBALAN TABUNG COPV

tugas akhir Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2012

Jurnal FEMA, Volume 1, Nomor 4, Oktober 2013

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

Fransiskus Kaverius Barus 1, Tugiman 2 1,2. Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan

Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

METODOLOGI PENELITIAN

PENENTUAN WELDING SEQUENCE TERBAIK PADA PENGELASAN SAMBUNGAN-T PADA SISTEM PERPIPAAN KAPAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB IV METODE PENELITIAN

B. Peralatan penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Analisis Pengaruh Ukuran Stopper Pada Sambungan Pelat Kapal Terhadap Tegangan Sisa Dan Deformasi Menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstrak. Kata kunci: Hydrotest, Faktor Keamanan, Pipa, FEM ( Finite Element Method )

LAMPIRAN. Lampiran 1 LANGKAH-LANGKAH ANALISA DENGAN. MENGGUNAKAN ANSYS 15.0 : a. Geometry dan Mesh

Tutorial CATIA : Analisa Elemen Hingga (FEA) - seri 1

SIMULASI THERMAL STRESS PADA TUBE SUPERHEATER YANG DIGUNAKAN PADA PEMBANGKIT UAP MINI ( MINI STEAM GENERATOR ) MENGGUNAKAN ANSYS 14,5

III. METODE PENELITIAN

BAB IV PEMBAHASAN Analisis Tekanan Isi Pipa

ANALISIS SIMULASI ELEMEN HINGGA KEKUATAN CRANE HOOK MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK BERBASIS SUMBER TERBUKA

Analisis Pengaruh Ukuran Stopper Pada Sambungan Pelat Kapal Terhadap Tegangan Sisa Dan Deformasi Menggunakan Metode Elemen Hingga

TUGAS SARJANA ANALISA PENGARUH GESEKAN PADA KONTAK SLIDING ANTAR SILINDER MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB III 1 METODE PENELITIAN

Analisis Kekuatan dan Deformasi Piston Mesin Bensin-Bio Etanol dan Gas dengan Injeksi Langsung untuk Kendaraan Nasional dengan Simulasi Numerik

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. baseplate berdasarkan metode AISC- LRFD dan simulasi program ANSYS. Adapun

BAB IV PELAKSANAAN DAN PEMBAHASAN

I. PENDAHULUAN. yang memproduksi bahan kimia serta obat-obatan, dan juga digunakan dalam

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik INDRA GUNAWAN NIM

Tutorial CATIA : Analisa Elemen Hingga (FEA) - seri 2 Analisa sebuah tuas dengan elemen solid

BAB III ANALISA KONDISI FLUIDA DAN PROSEDUR SIMULASI

BAB I PENDAHULUAN. terciptanya suatu sistem pemipaan yang memiliki kualitas yang baik. dan efisien. Pada industri yang menggunakan pipa sebagai bagian

Biltek Vol. 4, No. 013 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 1

Kata kunci: Bejana tekan, Reaktor PWR, Von mises, Simulasi, MSC Nastran. iii

BAB III PERANCANGAN EVAPORATOR Perencanaan Modifikasi Evaporator

BAB IV METODE PENELITIAN

Sumber :

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN HASIL PENELITIAN. Pada bab 4 ini akan dijelaskan hasil rancangan sistem aplikasi optimizer, yaitu

Teknik Pengolahan Hasil Perkebunan Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian Agrobisnis Perkebunan Medan RINGKASAN

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN

METODE PENELITIAN. Model tabung gas LPG dibuat berdasarkan tabung gas LPG yang digunakan oleh

SIMULASI PERPINDAHAN PANAS GEOMETRI FIN DATAR PADA HEAT EXCHANGER DENGAN ANSYS FLUENT

ANALISIS TEGANGAN PADA SAMBUNGAN NOSEL MASUK DAN KELUAR BEJANA TEKAN REAKTOR DENGAN MEH

Dosen Pembimbing Dr. Ir. Agus Sigit Pramono, DEA.

Gambar 1.1. Sambungan hip (hip joint) pada manusia [1].

ANALISIS KEKUATAN COMPRESIVE NATURAL GAS (CNG) CYLINDERS MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

TUGAS SARJANA ANALISA PENGARUH KETEBALAN SPECIMENT TERHADAP DEFORMASI PLASTIS PADA KONTAK SPHERE DENGAN SURFACE MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Kelapa sawit sebenarnya sudah ada sejak zaman panjajahan Belanda ke

LAMPIRAN A. Tabel A-1 Angka Praktis Plat Datar

ANALISIS PENGUJIAN BEBAN RANGKA PADA ALAT COIL HEAT EXCHANGER MENGGUNAKAN SOLIDWORKS

Gambar 2.1.(a) Geometri elektroda commit to Gambar user 2.1.(b) Model Elemen Hingga ( Sumber : Yeung dan Thornton, 1999 )

PERANCANGAN MEKANISME ALAT ANGKUT KAPASITAS 10 TON TESIS

DESAIN DAN ANALISA STATIK SISTEM PENGGERAK ITS AUV-01 (AUTONOMUS UNDERWATER VEHICLE)

BAB III METODE PERANCANGAN

BAB III ANALISIS MASALAH DAN RANCANGAN PROGRAM

TUGAS AKHIR MODELING PROSES DEEP DRAWING DENGAN PERANGKAT LUNAK BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA

SIMULASI TEGANGAN PADA HELM INDUSTRI DARI BAHAN KOMPOSIT GFRP YANG MENDAPAT TEGANGAN INSIDEN SEBESAR 24,5 MPa

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

BAB I PENDAHULUAN. dan efisien.pada industri yang menggunakan pipa sebagai bagian. dari sistem kerja dari alat yang akan digunakan seperti yang ada

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

2.10 Caesar II. 5.10Pipe Strees Analysis

BAB III ANALISA DAN PERANCAGAN

LAPORAN TUGAS AKHIR PREDIKSI TEGANGAN VON MISSES DAN TEKANAN KONTAK TOTAL KNEE REPLACEMENT (TKR) SELAMA PROSES GAIT CYCLE

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. maka volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan kekuatan yang

PENENTUAN PERBANDINGAN DIAMETER NOZZLE TERHADAP DIAMETER SHELL MAKSIMUM PADA AIR RECEIVER TANK HORISONTAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB IV HASIL DAN UJI COBA. Pakar Diagnosa Faktor Kegagalan Penanaman Ulang Kelapa Sawit menggunakan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

SIDANG TUGAS AKHIR: ANALISA STRUKTUR RANGKA SEPEDA FIXIE DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA Andra Berlianto ( )

BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN

BAB 3 MODEL ELEMEN HINGGA

SIMULASI METODE ELEMEN HINGGA UNTUK MENGHITUNG TERMAL STRESS PADA BAHAN STRUKTUR YANG TERKOROSI. Elfrida Saragi *

TUGAS AKHIR. Analisa Tegangan dan Defleksi Pada Plat Dudukan Pemindah Transmisi Tipe Floor Shift Dengan Rib Atau Tanpa Rib. Yohanes, ST.

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR PERNYATAAN ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR NOTASI BAB I.

Analisa Pemasangan Ekspansi Loop Akibat Terjadinya Upheaval Buckling pada Onshore Pipeline

LAMPIRAN A. Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen

BAB IV ANALISA DATA. Kecepatan arus ( m/s) 0,6 1,2 1,6 1,8. Data kecepatan arus pada musim Barat di Bulan Desember dapt dilihat dari tabel di bawah.

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN TEGANGAN DAN SIMULASI SOFTWARE

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

SIMULASI DISTRIBUSI TEGANGAN KANVAS REM CAKRAM DENGAN GEOMETRI PERMUKAAN YANG BARU UNTUK SEPEDA MOTOR STANDAR

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

TUGAS SARJANA PEMODELAN KONTAK ELASTIS-PLASTIS ANTARA SEBUAH BOLA DENGAN SEBUAH PERMUKAAN KASAR (ROUGH SURFACE) MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Analisis Thermal Fatigue pada Nozzle Bejana Tekan Tipe Crack Gas Drier

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN DISKUSI

RESPON POLYMERIC FOAM YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN TEKAN STATIK DAN IMPAK (SIMULASI NUMERIK)

BAB I PENDAHULUAN. tipis dan mengalami tegangan tekan akan mengalami masalah. instabiltas tekuk atau buckling. Buckling merupakan suatu proses

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi:

BAB 3 METODELOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat 3.1.1 Tempat Penelitian ini merupakan studi kasus di industry kelapa sawit, yaitu analisa kegagalan pada pipa header air umpan boiler di PKS Swasta. Tahapan dan kegiatan penelitian ini dilakukan di dua tempat, seperti ditunjukkan pada tabel 3.1.1 Tabel 3.1.1 Tempat dan Aktifitas Penelitian No Kegiatan Tempat Keterangan 1 Pengambilan data Salah satu PKS Swasta Industry hulu kelapa sawit 2 Menggambar teknik boiler dan pipa header air umpan Kampus STIP-AP Medan Software autocad 2007 boiler 3. Simulasi numerik Kampus ITM Software Ansys Workbench 14.5 4 Analisa akhir dan pembuatan laporan akhir Kampus STIP-AP Medan Software MS. Office 3.1.2 Waktu Waktu penelitian dilakukan selama lebih kurang 9 bulan terhitung mulai bulan Januari 2016 sampai dengan September 2016. 33

3.2 Rancangan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan metode Fenite Element Method (FEM). Variabel dalam penelitian ini adalah data dimensi pipa, data operasional boiler, dan data material pipa.. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan Software Ansys Workbench 14.5, untuk mendapatkan distribution temperature, total heat flux, dan thermal stress. 3.3 Alat dan bahan 3.3.1 Alat Alat-alat yang digunakan dalam proses penelitian ini antara lain adalah: 1. Boiler PT Swasta Boiler yang digunakan ialah boiler yang berada di Pabrik Kelapa Sawit PT Swasta, boiler ini dilakukan pengukuran untuk variable yang digunakan pada simulasi, spesifikasi boiler PT Swasta seperti ditunjukkan pada table: a. Spesifikasi boiler PT. Swasta 1. Merk : ATMINDO SFPO 2. Kapasitas : 26 Ton/jam 3. Tekanan Kerja : 30 Bar 4. Tahun : 1991 Gambar 3.3.1 Boiler Atmindo 34

3.3.2 Laptop Laptop digunakan untuk merancang desain dan simulasi menggunakan software enginering Ansys workbench yang sudah diinstal di dalam komputer. Untuk software tersebut dibutuhkan laptop dengan spesifikasi berikut: 1. Processor : Intel Core i5-5200u CPU @ 2,20GHz 2,19 GHZ 2. Installed memory (RAM) : 4,00 GB 3. System Type : 64-bit 4. NVDIA : Geforce 930M Gambar 3.2.2. Laptop 3.3.3 Bahan Bahan dalam penelitian tersebut adalah pipa header air umpan boiler DIN 17175 3.4 Tahapan Penelitian Kajian ini menggunakan metode simulasi (software enginering komputer) dengan menggambar model pipa header air umpan boiler. Kajian ini dilakukan dengan beberapa tahapan diantaranya adalah pengukuran lapangan, pembuatan model dan simulasi model. 3.4.1 Pengukuran lapangan Sebelum melakukan simulasi terlebih dahulu melakukan pengukuran untuk data yang akan di input kedalam simulasi.data-data yang sudah di dapatkan berdasarkan pengamatan seperti ditunjukkan pada table 3.5.1 dibawah ini 35

Tabel 3.4.1 Tabel Pengukuran Lapangan Parameter Nilai Satuan Temperature air pada pipa header 95 ºC air umpan Boiler Temperature lingkungan 25 ºC Tekanan aliran air 30 Bar Gambar 3.4.1 Sket boiler Atmindo SFPO 3.4.2 Modeling pipa header air umpan Desain model dikerjakan dengan menggunakan software AutoCad 2007. Model yang dibuat sesuai dengan keadaan boiler, pipa header air umpan boiler dengan diameter 101.6 inchi dan ketebalan 15 mm. Langkah-langkah dalam menggambar meliputi: a. Klik program AutoCad pada desktop 36

Gambar 3.4.2.1 Dekstop Autocad 2007 b. Menggambar pola sesuai dengan ukuran pada Software AutoCad 2007 Gambar 3.4.2.2 Pola pipa header air umpan boiler c. Untuk proses simulasi digunakan pipa seperti pada gambar 11 Gambar 3.4.2.3 Pipa yang disimulasikan 37

d. Membelah gambar pipa sampel sehingga pada saat proses simulasi hanya setengah bagian pipa dengan tujuan mempermudah proses simulasi Gambar 3.4.2.4 Tampilan Setengah Sampel Pipa 3.4.3. Simulasi Ansys Workbench 14.5 Analisa yang dilakukan adalah simulasi thermal stress. Thermal stress, yaitu analisa dengan menggabungkan temperatur dan tekanan. Untuk melihat pengaruh strain hardening pada daerah plastis, dipilih model isotropik. Tube header air umpan yang dikaji terhadap pembebanan mekanis akibat tekanan Tube bertekanan 30 bar dan temperatur bervariasi pada dinding (95,5 C s/d. 110 C pada bagian dalam) dan drop (34 C s/d. 25 C pada bagian luar), mendekati dengan kondisi operasional. Langkah-langkah simulasi thermal stress memiliki urutan yaitu; (1) memilih software ansys workbench 14.5 pada desktop, (2) memilih sistem pada toolbox (Custom System), (3) klik ganda thermal stress, (4) klik kanan pada Steady State > Replace With > Transient Thermal, (5) menyelasaikan simulasi termal sesuai dengan urutan program seperti tampak pada gambar 3.4.3 38

Gambar 3.4.3 Langkah-langkah Simulasi Thermal Stress 3.4.4 Data Material (Engineering Data) Cara memasukkan data material adalah dengan klik ganda engineering data dan pilih add new material. Data material DIN 17175 (Tabel 3.11) untuk simulasi thermal stress adalah temperature-dependent material properties. Sifat material diperoleh dari literatur meliputi berat jenis, modulus, kekuatan, koefisien ekspansi termal, konduktivitas termal, dan panas spesifik. Setelah data dimasukkan,klik tanda centang pada kolom(parameterized) 39

Tabel 3.4.4 Data Material DIN 17175 Model material elastis-plastis dipilih multilinier isotropic hardening. Pada temperatur 100 C, DIN 17175 memiliki sifat kekuatan seperti gambar 3.25 Gambar 3.4.4 Kekuatan DIN 17175 pada temperatur tinggi Baja yang ulet (ductile) akan mulai mencapai batas elastis jika pemuluran (yield) melewati 0,005 mm. Besarnya tegangan mulur (σ y ) DIN 17175 pada temperatur 100 C adalah 180.000.000 Pa. Nilai regangan ini diperhitungkan sebagai regangan plastis inisial untuk model pada simulasi ini. Kemudian tegangan dinaikkan sehingga tampak seperti tabel 3.4.4 berikut: 40

Tabel 3.4.4.2 Sifat Multilinear Isotropic Hardening 3.4.5 Geometri dan Mesh Pipa header air umpan boiler yang telah digambar di software autocad 2007 di pindahkan ke software ansys workbench 14.5 untuk disimulasikan dengan langkah: 41

1. Klik File pada menu autocad 2007 pilih export. 2. Pilih lokasi penyimpanan, beri nama file gambar dan merubah format penyimpanan menjadi ACIS.sat pada setiap sampel. 3. Kembali ke software ansys workbench 14.5,geometri klik kanan pilih file kemudian klik Import External Geometry file kemudian pilih generate 4. Pilih > Model Mesh >Generate Gambar 3.4.5 Geometri dan Mesh 5. Parameter mesh dapat di lihat pada gambar 3.4.5.2 Gambar 3.4.5.2 Parameter Mesh 42

3.4.6 Kondisi Batas dan Beban (Thermal) Terdapat dua kondisi batas dan beban untuk jenis simulasi ini, yaitu termal dan struktur. Untuk kondisi batas dan beban struktur diberikan setelah didapatkan hasil simulasi termal. Kondisi batas dan beban termal diselesaikan dengan langkah berikut: 1. Klik pada Initial Temperatur, isikan 100 C. 2. Klik pada Analysis Setting, masukkan time stpes seperti pada gambar 3.28. Akhir simulasi hingga 30 detik. 3. Klik kanan Transient Thermal (A5) > Insert > Temperature >Tabular, isikan data temperatur pada kulit luar dan kulit dalam seperti pada gambar Gambar 3.4.6 Analysis Setting 43

Temperature pada kulit luar Tabel 3.4.6.1 Transient Thermal>Temperatur Temperature Kulit Dalam Tabel 3.4.6.2 Transient Thermal>Temperatur Gambar 3.4.6.2 Kondisi Batas Termal 3.4.7 Solusi (Thermal) Untuk menentukan output temperatur dibuat dengan cara-cara berikut: 1. Klik kanan pilih Insert > Temperature. 2. Klik kanan pilih Insert > Thermal > Total Heat Flux 3.4.8 Kondisi Batas dan Beban (Struktur) Untuk kondisi batas dan beban struktur dilakukan sebagai berikut: 44

1. Pada Static Structural, klik kanan Imported Load (Set Up 2)> Imported Body Temperatur 2. Klik pada Analysis Setting, masukkan Time Steps seperti tampak pada gambar 3.28. Akhir simulasi hingga 5 detik 3. Klik kanan Static Structural (B5) > Insert > Frictionless Support, pilih empat sisi, lalu Apply, seperti tampak pada gambar 3.30. 4. Klik kanan Static Structural (B5) > Insert > Pressure, pilih bagian dalam silinder, pada Magnitude, isikan 3.e + 006 Pa Gambar 3.4.8. Kondisi Batas Struktur 45

3.4.9. Solusi (Solution) Untuk menentukan output temperatur dibuat dengan cara-cara berikut: 1. Klik kanan Solution pilih Insert > Stress>Equivalent (von Mises) 2. Klik kanan Solution pilih Insert > Strain >Equivalen (von Mises) 3. Klik kanan Solution pilih Insert > Strain >Thermal 4. Klik kanan Solution pilih Insert > Strain > Equivalen Plastic 5. Klik kanan Solution pilih Insert > Deformation > Total 3.4.10 Hasil (Result) Untuk melihat hasil simulasi, klik kanan Results > Solve. 46

3.5 Diagram alur penelitian Mulai Studi Pustaka Pengamatan Lapangan Pengumpulan Data Pembuatan Model di Auto CAD 2007 Simulasi Ansys Workbench 14,5 Trancient Thermal Penulisan Hasil dan Pembahasan Kesimpulan Selesai Gambar 3.5.1 Alur penelitian 47

3.6 Jadwal Penelitian No Jenis Kegiatan Bulan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Pemilihan lokasi penelitian 2 Pengukuran lapangan 3 Modeling 4 Simulasi 5 Analisa data 6 Penyusunanlaporan penelitian 7 Seminar 48