REDESIGN IMPELLER MESIN BLOWER DUST FAN 9 PADA AREA …

A. 195

REDESIGN IMPELLER MESIN BLOWER DUST FAN 9 PADA AREA PRECUT 1

LINE 9 DENGAN KAPASITAS 50 m3/min DENGAN PUTARAN 2143 RPM

PENGGERAK MOTOR LISTRIK DI PT. DJARUM KUDUS

Ampala Khoryanton*, Hartono, Ignatius Gunawan Widodo,Fajar Triprasetyo

Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50275

*E-mail: [email protected]

Abstrak

Permasalahan yang terjadi pada Mesin Blower Dust Fan 9 di PT. Djarum Kudus yaitu kelebihan

kapasitas hisap yang terjadi sebesar 74,6 m3/menit, sehingga menyebabkan batang tembakau dan

kerikil – kerikil ikut terhisap oleh blower tersebut. Tujuan penelitian ini adalah dilakukan

Redesign Impeller pada sebuah mesin blower tersebut untuk menghasilkan kapasitas hisap sesuai

dengan standar yang telah ditentukan yaitu 50 m3/menit.Blower direncanakan dapat bekerja

dengan putaran maksimum 2143 rpm yang berfungsi sebagai penghisap daun tembakau yang

memenuhi spesifikasi perusahaan dengan debit 50 m3/menit. Metode penelitian meliputi Studi

Pustaka yang berisi dasar perhitungan dan dasar perancangan untuk meredesain setiap komponen

impeller blower tersebut yang terdiri dari Diameter luar impeller, Diameter mulut hisap impeller,

Tebal piringan impeller, Sudut sudu pada sisi masuk dan keluar impeller, Jumlah sudu impeller,

Lebar sudu pada sisi masuk dan keluar impeller, dan Tebal sudu impeller. Dasar perhitungan

berisi konsep perhitungan untuk mengetahui dimensi dari setiap komponen impeller.Dasar

Perancangan berisi desain 3D menggunakan software solidworks dari hasil dasar perhitungan

dimensi komponen impeller tersebut. Pengujian yang dilakukan yaitu dengan menggunakan

software solidworks flow simulation dengan memasukkan parameter putaran impeller, jenis

aliran fluida, dan material blower. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini yaitu hasil kapasitas

hisap yang terjadi menggunakan Solidwork Flow Simulation yaitu 50,38 m3/menit yang semula

74,62 m3/menit, dengan nilai persentasi kesalahan sebesar 1% dari standart ketentuan yang telah

ditentukan.

Kata Kunci:Impeller; Blower; Motor Listrik

PENDAHULUAN

Industri rokok PT Djarum secara konsisten memenuhi tuntutan banyaknya permintaan

kebutuhan dari konsumen hingga saat ini.Setelah 67 tahun berdiri, industri rokok PT Djarum

telah menjadi salah satu industri rokok terbesar di Indonesia. Kenyataan tersebut didukung

oleh adanya faktor - faktor penunjang yang cukup penting, diantaranya bahan baku yang

bermutu tinggi, sumber daya yang berkompeten dan sistem manajemen yang terorganisir

dengan baik, dan mesin - mesin berteknologi tinggi dan handal.

Prosiding Seminar Nasional NCIET Vol.1 (2020) A195-A209

1st National Conference of Industry, Engineering and Technology 2020,

Semarang, Indonesia.

mailto:[email protected]

A. 196

Ampala Khoryanton, dkk./ NCIET Vol. 1 (2020) A195-A209

Salah satu mesin yang digunakan di PT. Djarum yaitu Mesin Blower Dust Fan 9 yang

berada di Area Precut 1 Line 9 pada Plan Primary Krapyak. Mesin Blower merupakan salah

satu Rotating Equipment yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari satu tempat ke

tempat lain dengan cara menaikkan tekanan fluida yang dipindahkan. Dalam dunia industri,

jenis blower yang sering digunakan adalah blower sentrifugal.Blower sentrifugal bekerja

berdasarkan prinsip gaya sentrifugal, yaitu benda yang bergerak secara melengkung akan

mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut.

Blower sentrifugal pada dasarnya adalah mesin berkecepatan tinggi jika dibandingkan

dengan jenis-jenis torak, rotary, atau displacement.(Church, 1993).

Mekanisme kerja dari Blower ini yaitu penggerak berasal dari electromotor yang

dihubungkan dengan puli pada blower. Udara akan masuk ke bagian tengah blower yang

berputar (inlet) dan terbagi - bagi di antara sudu - sudu (blade). Pada saat impeller berputar

akan mengakibatkan udara terdorong keluar karena gaya sentrifugal. Udara dengan

kecepatan tinggi ini kemudian tersebar di dalam housing blower kemudian melambat dan

menghasilkan tekanan yang lebih besar.Tekanan atau kondisi vakum terjadi karena aliran

udara yang besar dihasilkan oleh bentuk profil impeller yang terbuka (desain impeller

mendorong udara sehingga terjadi aliran).

Terdapat permasalahan Mesin Blower Dust Fan 9 ini yaitu kelebihan kapasitas hisap

(debit aliran) dari blower ini yang tidak sesuai dengan standar operasi yang telah ditentukan

yang disebabkan oleh tingginya putaran pada blower ini ataupun desain impeller yang

kurang tepat untuk keperluan yang dibutuhkan, dan dapat menyebabkan terhisapnya batang

tembakau dan daun tembakau yang tidak sesuai dengan kualitas perusahaan masuk ke dalam

Mesin Blower Dust Fan 9 dan melewati proses selanjutnya yaitu recycle process yang

seharusnya itu tidak terhisap blower dan tidak melewati proses tersebut. Dari data yang

didapat kelebihan kapasitas hisap pada Mesin Blower Dust Fan 9 yang terjadi yaitu

74,6m3/min pada putaran fan 2143 rpm. Penambahan atau pengurangan jumlah sudu dan

kecepatan blower bisamasing-masing diterapkan untuk meningkatkan / menurunkan laju

aliran udara tergantung pada besarnya peningkatan yang diperlukan (Mwinuka,2016).

METODE PENELITIAN

A. 197


Penelitian ini digunakan suatu metode dan prosedur untuk menentukan langkah - langkah

penelitian, sehingga dapat dicapai hasil – hasil penelitian yang optimal. Penelitian memiliki

alur sebagaimana gambar 1, flowchart metode penelitian sebagai berikut:

Gambar 1. Flowchart Penelitian

Identifikasi Masalah :

Metode yang digunakan dalam mengidentifikasi permasalahan menggunakan Analysis

Fishbone Diagram, seperti gambar 2

Gambar 2. Fishbone Diagram

A. 198


Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini adalah dilakukan dengan beberapa cara,

berikut uraianya :

1) Library Research (penelitian kepustakaan)yaitu pengumpulan data-data dari

literatur, sumber-sumber lain yang berhubungan dengan masalah, menbaca, dan

mempelajari buku-buku untuk memperoleh data-data yang berkaitan.

2) Field Research (penelitian lapangan) yaitu penulis melakukan pengamatan secara

langsung ke perusahaan yang dituju yaitu di Bagian Primary Krapyak Area

Maintenance 2 di PT. Djarum Kudus. Adapun cara yang dilakukan dalam peneltian

ini adalah :

a) Observasi (pengamatan) Penulis mengamati langsung di Area Precut 1 Line 9

PT. Djarum Kudus untuk mengetahui kegiatan yang ada di perusahaan dan

mengambil data-data yang dirasa dapat membantu dalam melakukan penelitian

ini. Pengambilan data ini meliputi rpm motor, kapasitas hisap standart operasi,

dimensi komponen Blower Dust Fan 9, dimensi pulley, kualitas hisapan yang

ditentukan.

b) Interview (wawancara) melakukan wawancara mengenai prosedur penggunaan

dan OPL (One Point Lesson) dari Mesin Blower Dust Fan 9 itu sendiri.

c) Dokumentasi (mengumpulkan data) yaitu mengumpulkan data-data dan foto

yang diperoleh di Area Precut 1 Line 9 PT. Djarum Kudus.

Pengolahan Data

Proses pengolahan data meliputi perhitungan-perhitungan cara meredesain suatu impeller

dengan rumus yang tersedia pada Tinjauan Pustaka baik dasar-dasar yang menjelaskan

tentang teori-teori perhitungan yang akan digunakan selama proses perancangan agar

memiliki analisis yang jelas dan terarah yang di dapat dari jurnal maupun buku-buku

referensi.

Pembuatan Desain 3 Dimensi

Setelah mendapatkan hasil perhitungan dari perancangan impeller kemudian selanjutnya

dimensi dan ukuran dari tiap-tiap komponen impeller direpresentasikan kedalam desain yang

berbentuk 3 Dimensi menggunakan aplikasi solidworks untuk tahap awal dalam melakukan

pengujian menggunakan fitur Solidworks Flow Simulation.

Pengujian

A. 199


Pengujian komponen impellerakan dilakukan dengan pembuatan simulasi pada desain 3D

yang telah dibuat sebelumnya di Software Solidworks. Proses pembuatan simulasi akan

dibuat menggunakan fitur Solidworks Flow Simulation. Output yang diperoleh dari

pengujian simulasi ini yaitu kecepatan aliran yang terjadi dan volume aliran yang terjadi,

sementara input parameter yang digunakan yaitu putaran motor, putaran impeller, dimensi

impeller, dan temperature.

Analisa Data dan Pembahasan

Analisis data adalah proses mencari dan menyusun secara sistematis data yang telah

diperoleh dari hasil observasi lapangan, dan dokumentasi dengan cara mengorganisasikan

data kedalam kategori, menjabarkan kedalam unit-unit, melakukan sintesa, menyusun

kedalam pola, memilih mana yang lebih penting dan yang akan dipelajari, dan membuat

kesimpulan sehingga mudah dipahami oleh diri sendiri maupun orang lain.Pada tahapan ini

setelah pengujian dilakukan kemudian akan muncul hasil dari pengujian flow simulation

tersebut yang selanjutnya akan dianalisa dan dibahas apakah hasil pengujian tersebut sesuai

dengan perhitungan teoritis yang dilakukan pada tahapan sebelumnya. Jika sesuai atau

mendekati dengan perhitungan teoritis proses ini akan berlanjut ke penarikan kesimpulan,

apabila tidak sesuai maka proses pengujian ini akan kembali ke analisa dasar teori

perhitungan desain impeller.

Kesimpulan

Kesimpulan merupakan tahap terakhir dari proses penelitian ini untuk melihat hasil dari

semua tahapan yang sudah dilakukan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Redesign Impeler

Tekanan Hisap

Setelah mendapatkan dimensi geometri, massa tembakau, dan luas proyeksi permukaan

tembakau, tekanan hisap dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (1)

𝑃0 = 𝐹𝑑

𝐴𝑝=

𝑚𝑝 . 𝑔

𝐴𝑝=

𝐹𝑑

𝐴𝑝=

0,0001 𝑘𝑔 . 9,81 𝑚𝑠2⁄

0,0015 𝑚 𝑥 0,02 𝑚= 32,7 𝑁

𝑚2⁄ = 32,7 𝑃𝑎

Setelah nilai – nilai dari variable yang dibutuhkan didapat, tekanan hisap yang dibutuhkan

dihitung dengan persamaan (2)

𝑃0 = 0,5 . 𝐶𝑑 . 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝐴𝑝 . 𝑣𝑡

2

𝐴𝑝= 0,5 . 𝐶𝑑 . 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝑣𝑡

2

A. 200


Untuk mendapatkan nilai 𝐶𝑑 didapatkan dengan persamaan (3) :

𝐶𝑑 = 2 . 𝑚𝑝 . 𝑔

𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝐴𝑝 . 𝑣𝑡2 =

2 . 0,0001 𝑘𝑔 . 9,81 𝑚𝑠2⁄

1,2 𝑘𝑔

𝑚3⁄ . 3𝑥10−5𝑚2 . (8,92) 𝑚2

𝑠2⁄= 0,688

Setelah mendapatkan nilai 𝐶𝑑 kembali ke rumus perhitungan untuk mendapatkan nilai

tekanan hisap yang dibutuhkan, yaitu :

= 0,5 . 𝐶𝑑 . 𝜌𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝑣𝑡2 = 0,5 . 0,688 . 1,2

𝑘𝑔𝑚3⁄ . (8,92) 𝑚

2

𝑠2⁄ = 32,698 𝑁

𝑚2

= 32,698 𝑃𝑎

Perhitungan Kecepatan Spesifik

Dalam merancang impeler kecepatan spesifik perlu diketahui. Jika dengan putaran n =

2143 rpm, kemampuan hisap udara yang diinginkan Q = 50 m3/menit= 0,833 m3/detik,

dengan tinggi tekan total H = 50 m, maka kecepatan spesifik dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan (4)

𝑛𝑠 =𝑛√𝑄

𝐻3

4⁄=

2143 𝑟𝑝𝑚 . √0,833 𝑚3𝑠⁄

503

4⁄ 𝑚= 104,020 𝑟𝑝𝑚

Didapatkan nilai kecepatan spesifik 𝑛𝑠 = 104,020 rpm

Perhitungan Poros Impeler

Perhitungan poros impeler dilakukan untuk menghitung daya yang bekerja dan momen

torsi yang akan diterimanya. Dengan asumsi rapat jenis udara pada suhu ruangan sebesar

30°C adalah 1,2 kg/m3, gravitasi dianggap g = 9,8 m/detik2, dan sementara efisiensi blower

dirancang 𝜂𝑝= 82%, dan nilai Q pada Tabel 4.1 adalah Q = 50 m3/menit= 0,833 m3/detik,

maka daya kerja pada poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5)

𝑃 = 𝜌𝑢𝑔𝑄𝐻

𝜂𝑝=

1,2𝑘𝑔

𝑚3⁄ . 9,8 𝑚𝑠2⁄ . 0,833 𝑚3

𝑠⁄ . 50𝑚

82%

= 612,225 𝑊

Perhitungan Momen Puntir

Dan momen puntir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (6)

𝑇 = 30𝑃

𝜋𝑛=

30.612,225 𝑊

𝜋. 2143 𝑟𝑝𝑚= 2,73 𝑁𝑚

A. 201


Perhitungan Tegangan Izin

Bahan yang digunakan untuk poros adalah Fe 360 yang tegangan tariknya 𝜎𝐵 = 150000

kPa (1 Pa = 1 N/m2) dan dengan mengambil faktor keamanan 𝑆𝑓1 sebesar 6, dan faktor

konsentrasi tegangan 𝑆𝑓2 sebesar 2 maka tegangan yang diizinkan untuk perancangan 𝜏𝛼

dapat dihitung menggunakan persamaan (7)

𝜏𝛼 = 𝜎𝐵

𝑆𝑓1. 𝑆𝑓2=

150000 𝑘𝑝𝑎

6 𝑥 2= 125 𝑥 105 𝑁

𝑚2⁄

Perhitungan Diameter Poros

Beban puntir yang bakal terjadi pada poros ini adalah beban dengan kejutan ringan dan

fluida yang dipindahkan merupakan fluida udara, maka dianggap tidak terjadi tumbukan,

sehingga faktor koreksi beban puntir untuk bahan dapat diambil = 1,5 dan faktor beban

lenturnya = 2, maka diameter poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (8)

𝐷𝑠ℎ = [5,1

𝜏𝛼. 𝐾𝑡. 𝐶𝑏 . 𝑇. ]

13⁄

= [5,1

125𝑥105 𝑁𝑚2⁄

. 1,5 𝑥 2 𝑥 2,73 𝑁𝑚]

13⁄

= 0,01495 𝑚 = 14,95 𝑚𝑚 = 15 𝑚𝑚

Perhitungan Diameter Leher Poros Depan

Perhitungan dimensi impeler diawali dengan menentukan diameter leher poros (hub) pada

bagian depan 𝐷ℎ yang ditentukan sebesar 1,4 x diameter poros 𝐷𝑠ℎ. Maka dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan (9)

𝐷ℎ = (1,4)𝐷𝑠ℎ = (1,4) . 15 𝑚𝑚 = 21 𝑚𝑚

Perhitungan Diameter Leher Poros Belakang

Dan untuk diameter leher poros pada bagian belakang (𝐷ℎ’) lazimnya dibuat lebih besar

daripada diameter leher poros pada bagian depan (𝐷ℎ), dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan (10):

𝐷ℎ′ = (1,5)𝐷𝑠ℎ = (1,5). 15 𝑚𝑚 = 22,5 𝑚𝑚

Perhitungan Luasan Mulut Hisap

Selajutnya dengan kecepatan sisi isap melalui mata impeler ditentukan Vo sebesar 8,9

m/detik dan debit aliran udara Q yang masuk pada mulut isap adalah 0,836 m3/detik, maka

luasan mulut isap dapat dihitung dengan persamaan (11)

𝐴𝑜 =𝑄

𝑉𝑜+

𝜋𝐷ℎ2

4=

0,836 𝑚3

𝑠⁄

8,9 𝑚𝑠⁄

+𝜋. 0,0212𝑚

4

A. 202


= 0,094 𝑚2

Perhitungan Diameter Mulut Hisap

Dan diameter mulut isapnnya dapat dihitung menggunakan persamaan (12)

𝐷0 = √4𝐴0

𝜋= √

4 . 0,094 𝑚2

𝜋= √0,120 𝑚2 = 0,346 𝑚 = 346 𝑚𝑚

Perhitungan Luasan Sisi Masuk Impeller

Agar tidak terjadi aliran turbulensi yang berlebihan, diameter ujung sudu sisi masuk 𝐷1

dibuat = 𝐷0, yaitu 𝐷1= 346 mm. Dengan mengganggap bahwa kecepatan pada sisi masuk

pada arah radial adalah 𝑉1 = 𝑉𝑟1, maka 𝑉1 dibuat lebih besar dari pada 𝑉0. Dimana nilai 𝑉0

adalah 8,9 m/detik maka untuk 𝑉1 ditentukan 10 m/detik, sedangkan debit aliran udara yang

tiap 1 detik dianggap tetap yaitu 0,836 m3, maka dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan (13)

𝐴1 = 𝑄

𝑉1+

𝜋𝐷12

4=

0,836 𝑚3

𝑠⁄

10 𝑚𝑠⁄

+𝜋. 0,3462𝑚

4= 178 𝑚𝑚2

Perhitungan Lebar Sudu Pada Sisi Masuk

Karena diemeter sisi isap 𝐷1 dan luasan sisi masuk impeler 𝐴1 telah diketahui maka

dengan mengambil faktor ketebalan sudu pada sisi masuk yaitu 𝜖1 = 0,85 (Chruch, 1993)

maka lebar sudu pada sisi masuk 𝑏1 dapat dihitung dengan persamaan (14),

𝑏1 = 𝐴1

𝜋𝐷1𝜖1=

0,178 𝑚2

𝜋. 0,346 𝑚. 0,85= 193 𝑚𝑚

Dan akan diambil 193 mm

Perhitungan Kecepatan Tangensial Pada Sisi Masuk

Selanjutnya untuk menghitung sudut sudu pada sisi masuk 𝛽1, kecepatan tangensial pada

sisi masuk impeler 𝑢1 dihitung terlebih dahulu. Dengan diketahui n = 2143 rpm dan diameter

sisi isap 𝐷1 = 0,346 m , maka dapat dihitung dengan persamaan (15)

𝑢1 = 𝜋. 𝐷1. 𝑛

60=

𝜋 . 0,346 𝑚 . 2143 𝑟𝑝𝑚

60= 38,84 𝑚

𝑠⁄

Perhitungan Sudut Sudu Pada Sisi Masuk

Sehingga tangen sudut 𝛽1 pada sisi masuk dapat dihitung dengan persamaan (16)

𝛽1 = 𝑡𝑎𝑛−1 𝑉1

𝑢1 𝑥 1,03 = 𝑡𝑎𝑛−1 10𝑚

𝑠⁄

38,84 𝑚 𝑠⁄ 𝑥 1,03 = 𝑡𝑎𝑛−1 0,257 𝑥 1,03 = 14,41 °

Akan diambil 𝛽1 = 14 °

A. 203


Perhitungan Kecepatan Tangensial Pada Sisi Keluar

Selanjutnya untuk menghitung diameter luar impeler 𝐷2 dapat dicari dengan menentukan

kecepatan tangensial 𝑢2 pada sisi keluarnya dapat dihitung dengan persamaan (17)

𝑢2 = √2. 𝑔. 𝐻 = √2 . 9,81 𝑚𝑠2⁄ . 50 𝑚 = 31,32 𝑚

𝑠⁄

Perhitungan Diameter Luar Impeller

Sehingga untuk menghitung diameter luar impeller dapat dihitung dengan persamaan (18)

𝐷2 = 60. 𝑢2

𝜋. 𝑛=

60 . 31,32 𝑚𝑠⁄

𝜋 . 2143 𝑟𝑝𝑚= 0,28 𝑚

dan akan diambil 𝐷2 = 280 mm.

Perhitungan Luasan Sisi Keluar Impeller

Dengan kemungkinan ada kebocoran - kebocoran maka laju aliran udara pada sisi keluar

impeler 𝑄2<𝑄1, yaitu menjadi ± 40 m3/menit atau = 0,666 m3/detik. Adanya kebocoran -

kebocoran juga berpengaruh terhadap komponen radial 𝑉𝑟2 pada sisi keluar impeler, dimana

nilai 𝑉𝑟2 akan menjadi lebih kecil dari kecepatan absolut sisi masuk 𝑉1 yaitu ± sebesar 8,9

m/detik, sehingga dalam hal ini luas luasan penampang sisi keluar dapat ditentukan dengan

persamaan (19)

𝐴2 = 𝑄2

𝑉𝑟2+

𝜋𝐷22

4=

0,666 𝑚3

𝑠⁄

8,9 𝑚𝑠⁄

+𝜋. 0,2802 𝑚

4= 0,136 𝑚2

Perhitungan Lebar Sudu Sisi Keluar

Jika dengan mengambil faktor ketebalan sudu untuk sisi keluar ∈2 = 0,95 maka lebar sudu

sisi keluar juga dapat ditentukan dengan persamaan (20)

𝑏2 = 𝐴2

𝜋. 𝐷2. ∈2=

0,136 𝑚2

𝜋. 0,280 𝑚 . 0,95= 0,163 𝑚

Diambil 160 mm.

Perhitungan Sudut Sudu Pada Sisi Keluar

Dengan sudut sudu pada sisi masuk 𝛽1= 14°, sehingga 𝛽2 pada sisi keluar dapat

dihitung dengan persamaan (21)

𝑐𝑜𝑠 𝛽2 = 𝐷1

𝐷2 . 𝑐𝑜𝑠 𝛽1 =

280 𝑚𝑚

346 𝑚𝑚 . cos 14° = 𝑐𝑜𝑠−0,786 = 38,21°

Perhitungan Jumlah Sudu

Selanjutnya jumlah sudu z ditentukan berdasar diameter sisi isap 𝐷1 = 0,28 m, dan

diameter luar impeler 𝐷2 = 0,346 m. Jumlah sudu impeler z dapat dihitung dengan persamaan

(22)

A. 204


𝑧 = 6,5 𝐷2 + 𝐷1

𝐷2 − 𝐷1𝑠𝑖𝑛

𝛽2 + 𝛽1

2= 6,5 .

0,346 𝑚 + 0,28 𝑚

0,346 𝑚 − 0,28 𝑚 . 𝑠𝑖𝑛

38° + 14°

2

= 9,922 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 10 𝑠𝑢𝑑𝑢

Perhitungan Tebal Sudu

Kemudian dengan faktor ketebalan sudu dan sudut sudu pada sisi keluar yaitu ∈2 = 0,95

dan 𝛽2 = 38° maka tebal sudu 𝑡𝑠 dapat dihitung dengan persamaan (23) dan (24)

𝑡𝑠 = (𝜋.𝐷2−∈2.𝜋.𝐷2).sin 𝛽2

𝑧 =

(𝜋.0,28 𝑚−0,95.𝜋.0,28 𝑚).sin 38°

10= 0,0028 𝑚 = 2,8 𝑚𝑚

Perhitungan Tebal Piringan

Sedangkan ketebalan piringan (impeller) 𝑡𝑟 dapat dihitung dari persamaan (25)

𝑡𝑟 = 2 𝑥 𝑡𝑠 = 2 𝑥 2,8 𝑚𝑚 = 5,6 𝑚𝑚

B. Pengujian Solidworks Flow Simulation

SOLIDWORKSFlowSimulation adalah alat simulasi aliran parametrik umum yang

menggunakan Finite Volume Methode (FVM) untuk menghitung kinerja produk melalui

studi "bagaimana jika" yang memungkinkan anda melakukan pengoptimalan menggunakan

hasil.SOLIDWORKS®FlowSimulation adalah solusi Computational Fluid Dynamics (CFD)

intuitif yang tertanam dalam CADSOLIDWORKS 3D yang memungkinkan Anda dengan

cepat dan mudah menyimulasikan aliran cairan dan gas melalui dan di sekitar desain Anda

untuk menghitung kinerja dan kemampuan produk.

Hasil Pengujian Flow Simulation

Pengujian ini menggunakan Software Solidworks Flow Simulation, dengan memasukkan

parameter yang telah diketahui dan ditentukan diatas pada menu wizard dan pada menu

boundary condition. Di bawah ini merupakan hasil pengujian flow simulation berupa aliran

udara yang mengalir pada suatu system mesinblower.

Gambar 3 FlowSimulationBlowerDustFan 9

A. 205


Dibawah merupakan hasil dari pengujian flow simulation yang disajikan dalam bentuk

Heat Map (Peta panas) adalah representasi grafis dari data di mana nilai-nilai individu

yang terkandung dalam matriks direpresentasikan sebagai warna.

Gambar 4.Heat Map Flow Simulation in Side View

Gambar 5. Heat Map Flow Simulation in Up View

Gambar 6. Heat Map Flow Simulation in Front View

A. 206


Hasil Pengujian Dalam Bentuk Data

Tabel 1. Hasil Analisa Parameter Blower Dust Fan 9 Perusahaan Menggunakan Validasi

Solidworks Flow Simulation

Dari hasil Analisa Parameter Tabel 1 diatas, terdapat pada kolom GG Av Velocity 1

didapatkan nilai rata – ratanya yaitu 8,933 m/s. Yang artinya jika dimasukkan kedalam

Rumus Debit Fluida yaitu :

𝑄 = 𝑣 . 𝐴 = 8,9 𝑚𝑠⁄ . 0,094 𝑚2 𝑄 = 50,381 𝑚3

𝑚𝑖𝑛⁄

Error Analysis

Persen kesalahan atau kesalahan persentase dinyatakan sebagai persentase perbedaan antara

nilai perkiraan atau nilai yang diukur dengan nilai yang tepat atau diketahui. Ini digunakan

dalam ilmu - ilmu lain untuk melaporkan perbedaan antara nilai yang diukur atau nilai

eksperimen dan nilai yang benar atau tepat.

Rumus Persentase Kesalahan :

(Winter 2008 Issue 12 FORESIGHT)

% error ={(50,38 m

3

min)⁄ −(50 m3

min)⁄ }

50m3

min⁄ x 100 % =

0,38 m3

min⁄

50 m3

min⁄ x 100 % = 0,76 % ≈ 1 %

Analisa Perbandingan Performance Blower Dust Fan 9 Perusahaan Dengan Blower

Dust Fan 9 Redesign.

Tabel 2. Perbandingan Nilai Parameter Blower Dust Fan 9

Parameter Blower Dust Fan 9

Perusahaan

Blower Dust Fan 9

Redesign

A. 207


Putaran Motor Listrik 1420 RPM 1420 RPM

Putaran Pada Impeller 2143 RPM 2143 RPM

Daya 5,5 HP 5,5 HP

Material Impeller Mild Steel Mild Steel

Sudut Blade β1 520 140

Sudut Blade β2 710 380

Jumlah BladeImpeller 12 pcs 10 pcs

Diameter Impeller 445 mm 346 mm

Lebar Impeller 144 mm 190 mm

Velocity 13,2 m/detik 8,9 m/detik

Volume 74,6 m3/menit 50,38 m3/menit

Dari hasil perbandingan parameter - parameter kedua objek diatas diketahui hasil yang

optimal atau yang mendekati dengan standart ketentuan yang telah ditetapkan diperusahaan

untuk menghisap daun tembakau dengan kriteria dan ukuran standart perusahaan agar

kualitas mutu dari daun tembakau sesuai dengan keinginan perusahaan adalah dengan

menggunakan opsi dari Blower Dust Fan 9 Redesign.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat berdasarkan hasil penelitian dan analisis terhadap Redesign

Impeller Mesin Blower Dust Fan 9 maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Dari hasil perhitungan teoritis didapatkan dimensi ukuran pada tiap - tiap komponen

impellerblower dust fan 9yaitu :

1) Luasan mulut hisap impeller blower dust fan 9 sebesar A0 = 0,094 m2

2) Diameter mulut hisap impeller blower dust fan 9 sebesar D0 = 346 mm

3) Lebar sudu pada sisi masuk impeller blower dust fan 9 yaitu b1 = 190 mm

4) Sudut sudu pada sisi masuk impeller blower dust fan 9 sebesar β1 = 140

5) Diameter luar impeller blower dust fan 9 sebesar D2 = 346 mm

6) Diameter dalam impeller blower dust fan 9 sebesar D1 = 280 mm

7) Luasan sisi keluar impeller blower dust fan 9 sebesar A2 = 0,137 m2

8) Lebar sudu pada sisi keluar impeller blower dust fan 9 yaitu b2 = 160 mm

9) Sudut sudu pada sisi keluar impeller blower dust fan 9 sebesar β1 = 380

10) Jumlah sudu pada impeller blower dust fan 9 sebesar z = 10 sudu

A. 208


11) Tebal sudu pada impeller blower dust fan 9 sebesar ts = 2,8 mm

12) Tebal piringan pada impeller blower dust fan 9 sebesar ts = 5,6 mm

2. Dari hasil pengujian simulasi Solidworks Flow Simulation didapatkan data dari hasil

kapasitas hisap yang terjadi pada blower dust fan 9 yaitu :

1) Kecepatan aliran yang terjadi pada luasan mulut hisap pada blower yaitu 8,9 m/s.

2) Nilai total debit aliran yang dihasilkan dari Mesin Blower Dust Fan 9 setelah

redesign menggunakan simulasi Solidwork Flow Simulation adalah 50,38

𝑚3

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡dengan nilai persentasi kesalahan sebesar 1%.

3) Blower ini mampu menghisap dengan kapasitas yang diinginkan sesuai ketentuan

yaitu 50 𝑚3

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡sehingga dapat menghisap daun tembakau dengan optimal.

DAFTAR PUSTAKA

Bakhtiari, Mohammad, Reza and Desa Ahmad. March, 2015. Determining physical and

aerodynamic properties of garlic to design and develop of a pneumatic garlic clove

metering system.CIGR Journal Vol. 17, No. 1 page 59 - 67. http://www.cigrjournal.org

Bleiler, Frank, P., 1997, Fan Handbook, McGraw - Hill Book Company, New York

Choudhary, Soham., Rohan Ramesh Patil, and Priya Sachin Jadhav . July 2017.

Comparative Analysis between Backward Inclined and Backward Curved Blades of

Centrifugal Fan.IJIRSET. Vol. 6, Issue 7. Halaman 12537 – 12542. www.ijirset.com

Church, Austin H, 1993. “Pompa dan Blower Sentrifugal”diterjemahkan oleh Zulkifli,

Cetakan ketiga, Erlangga, Jakarta.

Dietzel, Fritz. 1992. Turbin, Pompa, dan Kompresor. Cetakan Keempat. Jakarta: Erlangga.

Green, Kesten and Len Tashman.Desember 2008. Percentage Error Metrics: What

Denominator? Foresight Issue 12 Halaman 27-31

http://www.cigrjournal.org/

http://www.ijirset.com/

A. 209


https://www.researchgate.net/publication/23961311_Percentage_Error_What_Denomin

ator

Hutasoit, Topo Ali. Oktober 2017. Fan Sentrifugal Untuk Pembuangan Gas Hasil

Pengelasan Laboratorium Teknologi Produksi Fakultas Teknik Universitas Riau. JOM

FTEKNIK Volume 4 No. 2. Halaman 1 – 9.

Juli, Sanda. 2012. Disain Blower dan Cerobong Untuk Membuang Limbah Bau dan Ozon

Iradiator Gamma 500 kCi. Journal of Waste Management Technology .ISSN 1410-

9565.Volume 15 Nomor 1. Halaman 39 – 50.

Mwinuka, Tito. 2016. Experimental Determination of the Effect of Number of Impeller

Blades on the Air Flow Rate and Power Consumption of Centrifugal Blowers.

ASRJETS. Volume 17, No 1, pp 81-88. http://asrjetsjournal.org/

Thangarasu, V.S., G. Sureshkannan, and N.V. Dhandapani. January 2015. Design and

Experimental Investigation of Forward Curved, Backward Curved and

Radial Blade Impellers of Centrifugal Blower. AENSI Journals. ISSN:1991-8178.

Pages: 71-75. www.ajbasweb.com

Yunus Yadi, Zaenal Abidin, dan Sigit Sudrajat. November 2011. Rancang Bangun Blower

Sentrifugal Untuk Pensirkulasi Udara.Seminar Nasional SDM Teknologi Nuklir

VII.ISSN 1978-0176. Halaman 352 – 366 www.ac.id

http://asrjetsjournal.org/

http://www.ajbasweb.com/

Documents

REDESIGN IMPELLER MESIN BLOWER DUST FAN 9 PADA AREA …