Development of OCIPSE Learning Model to Increase Students' Scientific Creativity in Natural Science Learning

This Research & Development (R & D) has the main goal to develop and produce OCIPSE learning model. The main product of this research is the OCIPSE learning model with five phases, they are 1) Orient and organize the students for study; 2) Collaborative Investigation; 3) Presentation and discussion; 4) Strengthening of scientific creativity; and 5) Evaluate and provide recognition. The OCIPSE learning model' quality data is obtained through an expert validation process by using the OCIPSE learning model Qualification Assessment Instrument. The OCIPSE learning model quality analysis used an average validity score, single measures ICC, and Cronbach's coefficient alpha. The result of the research shows OCIPSE learning model with average content validity (3.69), construct validity (3.69), with the validity of each aspect statistically in (rα = .92) and reliability in (α = .87).  The results of this study indicate that the developed OCIPSE learning model was declared qualified by experts. The research implication is that a qualified OCIPSE learning model can be used to enhance the scientific creativity of junior high school students in natural science learning.&nbsp

Studi Numerik Pengaruh Variasi Jarak Antar Gigi, Tinggi Gigi, Tekanan Inlet Dan Kecepatan Putaran Poros Turbin ORC Pada Refrigerant R123 Yang Melewati Labyrinth Seal Tipe Balance Drum

ORC (Organic Rankine Cycle) merupakan salah satu inovasi sistem pembangkit tenaga yang memanfaatkan panas bumi dengan fluida yang mampu menguap pada tekanan dan temperatur rendah. Salah satu peralatan pendukung dari ORC adalah turbin yang harus dijaga performansinya agar tidak bocor. Labyrinth seal adalah solusi untuk mencegah kebocoran pada turbin. Penelitian terkait model labyrinth seal khususnya tipe balance drum menarik untuk dilakukan sebagai upaya meningkatkan kinerja turbin. Penelitian dilakukan dengan metode numerik berbasis komputasi (CFD). Pemilihan kondisi simulasi digunakan model turbulensi k- ε RNG dan skema interpolasi second-order upwind. Pada penelitian ini divariasikan tekanan masuk (5 bar, 10 bar, 15 bar), putaran poros (0 rpm, 1500 rpm, 3000 rpm), tinggi gigi (3 mm, 3,5 mm, 5,5 mm) dan jarak antar gigi (4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm). Dari Penelitian ini dapat diketahui karakteristik aliran pada labyrinth seal. Hasil yang didapatkan adalah semakin besar tekanan masuk maka laju alir massa yang melewati labyrinth seal semakin besar. Selain itu tinggi gigi memberikan pengaruh terhadap meningkatnya laju alir massa sedangkan jarak antar gigi mempengaruhi laju alir massa yang semakin berkurang dengan bertambahnya jarak antar gigi

Studi Numerik Pengaruh Variasi Temperatur Air Heater Terhadap Karakteristik Pengeringan Batubara Pada Fluidized Bed Coal Dryer Dengan Tube Heater Tersusun Aligned

Kebijakan pemerintah lewat rencana bauran energi nasional secara jelas memprioritaskan pemakaian batubara hingga 33% untuk pemenuhan kebutuhan energi nasional. Sebagian besar cadangan batubara Indonesia adalah batubara dengan kualitas rendah. Batubara kualitas rendah cenderung memiliki kandungan air yang besar sehingga kurang efektif dalam pemakaiannya sebagai bahan bakar. Penelitian terkait model pengeringan batubara khususnya fluidized bed coal dryer menjadi menarik untuk dilakukan sebagai upaya untuk membantu memecahkan masalah terkait energi batubara. Penelitian dilakukan dengan metode numerik berbasis komputasi (CFD). Pemilihan kondisi simulasi digunakan model turbulensi k-ε realizable dan skema interpolasi first-order upwind. Pemodelan perpindahan massa dilakukan dengan menggunakan model species transport dengan melakukan pengaturan moisture content water pada permukaan batubara. Pada penelitian ini divariasikan temperatur udara pengering, yaitu 316 K, 327 K, 339 K. Dari penelitian ini dapat diketahui karakteristik pengeringan pada ruang pengering batubara tipe fluidized bed dengan tube heater tersusun aligned. Hasil post processing kuantitatif menunjukkan peningkatan temperatur air heater diikuti dengan peningkatan koefisien perpindahan panas dan massa serta laju perpindahan massa. Pengurangan laju moisture content terbesar didapatkan pada temperature air heater 339K diikuti temperature 327K serta 316K. Konfigurasi tube heater secara aligned menimbulkan proses heating dengan humidifikasi yang ditandai dengan peningkatan temperatur dan humidity ratio serta nilai relative humidity udara di sekitar tube heater yang lebih rendah daripada batubara di sekitarnya

Studi Numerik Pengaruh Convergency Promoters (CPs) Terhadap Karakteristik Aliran Dan Perpindahan Panas Dengan ℓ/D = 0.25, Pada Tube Banks Yang Tersusun Secara Staggered

Compact heat exchanger merupakan jenis alat penukar kalor yang banyak digunakan didunia industri gas, refrigerasi dan tata udara. Dalam hal performa, compact heat exchanger bergantung pada pola permukaan fin, yakni wavy dan straight fin. Straight fin, struktur permukaan fin yang datar membuat aliran membutuhkan waktu yang relatif lebih lama untuk terjadi perpindahan panas dibandingkan tipe wavy fin yang bergelombang. Selain merubah pola permukaan, upaya untuk memaksimalkan perpindahan panas pada straight fin juga dapat dibentuk dengan penambahan Convergency Promoters (CPs) pada permukaannya. Penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik dengan software Fluent 6.3.26. Simulasi ini dikondisikan dengan menggunakan model turbulensi k-ε RNG dan metode second-order upwind scheme. Pada penelitian ini yang divariasikan adalah Reynolds number berbasis diameter tube, yaitu 3000, 4000 dan 5000, dengan ukuran CPs, ℓ/D = 0,25, pada tube banks yang tersusun secara staggered . Fluida kerja yang digunakan adalah udara yang dimodelkan sebagai gas ideal yang mengalir melintasi celah antar tube dengan temperatur inlet 347.14 K dan temperatur tube (air) konstan sebesar 310.5 K. Dari hasil simulasi ini didapatkan visualisasi kontur kecepatan, temperatur dan visualisasi pola aliran yang terbentuk serta pembuktian hipotesa bahwa dengan adanya penambahan CPs akan meningkatkan perpindahan panas. Dimana, model modified akan meningkatkan nilai Nusselt number dan koefisien konveksi sebesar 47- 63% daripada model baseline (tanpa penambahan CPs)

Implementasi Model Pembelajaran Problem Based Instruction dengan Pendekatan Konstruktivis Pokok Bahasan Alat-alat Optik pada Siswa Kelas VIII SMPN 7 Bojonegoro

Berdasarkan hasil wawancara, angket, dan observasi langsung di SMPN 7 Bojonegoro didapatkan bahwa sekolah tersebut pada umumnya menggunakan pembelajaran teacher centered sehingga membuat siswa mudah bosan. Siswa takut pada mata pelajaran Fisika karena dianggap sulit. Oleh karena itu, peneliti mencoba menerapkan suatu model pembelajaran Problem Based Instruction dengan pendekatan konstruktivis pokok bahasan alat-alat optik. Tujuan penelitian ini untuk mendeskripsikan keterlaksanan pembelajaran, respons siswa, dan hasil belajar siswa, setelah mendapatkan pembelajaran Problem Based Instruction dengan pendekatan konstruktivis. Model pembelajaran Problem Based Instruction merupakan model pembelajaran yang menyajikan kepada siswa situasi masalah yang autentik dan bermakna yang dapat memberikan kemudahan kepada mereka untuk melakukan penyelidikan dan inkuiri serta menghasilkan produk berupa hasil karya. Dengan pendekatan konstruktivis, siswa membangun sendiri pengetahuan mereka melalui keterlibatan aktif dalam proses pembelajaran. Populasi penelitian ini adalah siswa kelas VIII SMPN 7 Bojonegoro, dengan kelas kontrol adalah kelas VIII-B dan kelas eksperimen adalah kelas VIII-C, VIII-D, VIII-E. Desain penelitian adalah Randomized Control Group Pre-Test Post-Test Design. Berdasarkan analisis aspek kognitif siswa menggunakan uji-t dua pihak dan uji-t satu pihak didapatkan bahwa hasil belajar siswa pada kelas eksperimen berbeda dengan hasil belajar kelas kontrol, kelas eksperimen menunjukkan hasil belajar yang lebih baik dibandingkan dengan hasil belajar siswa di kelas kontrol, demikian juga dengan aspek afektif dan psikomotor. Hasil analisis juga menunjukkan bahwa pembelajaran Problem Based Instruction dengan pendekatan konstruktivis yang diterapkan pada penelitian ini berjalan dengan baik sekali, hal ini didapat dari pengamatan. Hasil angket respons siswa terhadap pembelajaran Problem Based Instructiondengan pendekatan konstruktivis secara umum tergolong baik sekali

Studi Numerik Karakteristik Pengeringan Batubara Pada Fluidized Bed Coal Dyer Terhadap Pengaruh Variasi Temperatur Air Heater Dengan Tube Heater Tersusun Staggered Dan Perbandingan Volume Chamber Dan Volume Batubara Sebesar 50%

Indonesia mempunyai sumber daya batubara yang cukup besar dan sebagian besar sumber daya tersebut termasuk ke dalam batubara peringkat rendah berupa lignit dan sub-bituminus yang memiliki kadar air yang tinggi. Tingginya kadar air menyebabkan rendahnya nilai kalor, sehingga pemanfaatan batubara jenis ini menjadi terbatas dan sulit untuk dipasarkan. Oleh karena itu perlu adanya teknologi pengeringan yang dapat meningkatkan nilai kalor dari batubara tersebut. Dalam proses pengeringan akan melibatkan perpindahan panas dan massa. Proses ini akan didefinisikan dalam suatu studi numerik, dimana penelitian ini dilakukan dengan metode numerik dengan software Fluent 6.3.26. Pemilihan kondisi simulasi digunakan model turbulensi k-ε realizable dan skema interpolasi first-order upwind. Serta mempelajari pengaruh temperatur inlet udara pengering yang divariasikan. Variasi temperatur adalah 316 K, 327 K, 339 K. Dari penelitian ini dapat diketahui nilai drying rate serta pengaruh temperatur dan posisi batubara dalam proses pengeringan pada drying chamber fluidized bed coal dryer dengan tube heater tersusun staggered serta pengaruh dari perbandingan volume batubara dengan volume chamber sebesar 50%. Moisture content batubara yang paling banyak berkurang dialami oleh temperature outlet terbesar yaitu 339 K dari 0,22 hingga 0,0167. Laju pengeringan yang memiliki waktu paling cepat yaitu pada temperatur 339 K, sekitar 1100 detik, sedangkan yang memiliki waktu paling lama yaitu pada temperatur 316 K, sekitar 4600 detik

Studi Numerik Pengaruh Panjang Rectangular Obstacle Terhadap Perpindahan Panas Pada Staggered Tube Banks

Alat penukar panas merupakan komponen yang sangat penting dari banyak proses industri dan peralatan yang meliputi berbagai aplikasi teknik. Meningkatkan kesadaran untuk pemanfaatan sumber daya energi yang efektif, meminimalkan biaya operasional dan pemeliharaan operasi murah telah menyebabkan perkembangan dari alat penukar panas yang efisien seperti alat penukar panas kompak. Performa alat penukar panas kompak bergantung pada pola permukaan fin, yakni plain fins dan wavy fins Permukaan plain fin yang datar membuat aliran membutuhkan waktu yang relatif lebih lama untuk memaksimalkan perpindahan panas jika dibandingkan pada bentuk wavy fin yang bergelombang. Selain merubah pola permukaan fin, upaya lain untuk bisa memaksimalkan proses perpindahan panas pada plain fins juga dapat dibentuk dengan penambahan obstacle pada permukaannya. Performa alat penukar panas dengan obstacle dapat diketahui dengan menganalisa pola aliran dan perpindahan panas yang terjadi. Penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik dengan menggunakan bantuan software Fluent 6.3.26. Simulasi ini dikondisikan dengan menggunakan model 2D-steady flow, turbulensi k-ε RNG dan metode second-order upwind scheme. Pada penelitian ini yang divariasikan adalah panjang dari rectangular obstacle, yaitu 1,6mm, 2,5mm, 5mm yang terletak pada kemiringan 135o berdasarkan titik pusat tube, diukur dari stagnation point pada staggered tube bank. Fluida kerja yang digunakan adalah udara yang dimodelkan sebagai gas ideal yang mengalir melintas celah antara tube dengan temperatur inlet 310 K dan temperatur tubes konstan sebesar 347 K. Dari hasil simulasi ini didapatkan visualisasi kontur kecepatan, temperatur dan visualisasi pola aliran yang terbentuk serta pembuktian hipotesa bahwa dengan penambahan obstacle akan meningkatkan perpindahan panas. Dengan penambahan obstacle dapat mengakibatkan peningkatan pressure drop, sebesar 60-425%. Selain itu, model modified juga akan meningkatkan nilai nusselt number sebesar 10,3-31% terhadap model baseline (tanpa penambahan obstacle)

Studi Numerik Pengaruh Kecepatan Angin terhadap Critical Radius dan Distribusi Temperatur pada Pipa Uap

Umumnya transmisi uap panas menggunakan pipa dengan diameter yang besar. Pada transmisi uap panas tersebut, kehilangan panas dan penurunan temperatur selalu terjadi. Penambahan insulasi pada pipa uap panas akan sangat menguntungkan, karena akan meminimalkan heat loss. Maka perlu dilakukan penelitian guna menentukan critical radius dan ketebalan optimum pada pipa uap panas. Pada penelitian ini, proses analisa dilakukan dengan menggunakan software gambit dan fluent. Pada gambit dilakukan pembuatan domain simulasi dan meshing untuk diameter luar pipa sebasar 168 mm dan diameter 30 mm. Kedua, dilakukan penentukan kondisi batas pada kedua ukuran pipa. Ketiga, dilakukan entry properties pada fluent, yaitu variasi kecepatan (1 m/s, 3 m/s, 5 m/s), temperatur uap panas (773 K), termperatur sekeliling (300 K), material pipa dan insulasi serta nilai konduktivitas masing-masing. Hasil yang didapatkan pada penelitian ini adalah critical radius tidak terjadi pada pipa dengan diameter luar 168 mm. Sedangkan pipa dengan diameter 30 mm, terjadi pada ketebalan insulasi 2 mm. Temperatur permukaan luar pipa tanpa insulasi terendah didapatkan pada kecepatan angin 5 m/s sebesar 755,3K. Heat loss terbesar terjadi pada pipa tanpa insulasi dengan kecepatan angin 5 m/s dan ketebalan insulasi 0 mm sebesar 11953,6W/m dan terkecil pada kecepatan angin 1 m/s dengan ketebalan insulasi 100 mm sebesar 264,38W/m. Sedangkan untuk hasil teori, heat loss terbesar pada pipa tanpa insulasi dengan kecepatan angin 5 m/s sebesar 11641,74W/m dan terkecil pada pipa dengan insulasi 100 mm dengan kecepatan angin 1 m/s sebesar 263,77W/m. Ketebalan optimum dari sumber panas batubara sebesar 38 mm, sumber panas fuel oil sebesar 100 mm dan sumber panas gas alam sebesar 43 mm

Studi Eksperimen Pengaruh Sudut Blade Tipe Single Row Distributor Pada Swirling Fluidized Bed Coal Dryer Terhadap Karakteristik Pengeringan Batubara

Penggunaan batubara dengan nilai kalori rendah pada PLTU dapat berpengaruh terhadap kinerja pulverizer. Kinerja pulverizer akan semakin berat dikarenakan kapasitas batubara yang dibutuhkan untuk pembakaran semakin banyak. Hal tersebut terjadi karena kualitas batubara yang tersedia tidak sesuai dengan spesifikasi desain awal boiler. Berdasarkan kondisi tersebut, diperlukan suatu teknologi yang dapat meningkatkan kualitas batubara, berupa swirling fluidized bed coal dryer. Penelitian dilakukan dengan studi eksperimen menggunakan model skala alat percobaan, yang dirancang oleh peneliti sebelumnya yaitu swirling fluidized bed coal dryer. Udara panas dengan temperatur 55oC dihembuskan oleh blower ke dalam chamber dengan melewati distributor bed berupa blade yang membentuk sudut sehingga menyebabkan swirling didalam chamber. Pengambilan data dilakukan dengan menimbang massa sampel batubara basah setiap 1 menit sebanyak 5 kali, 2 menit sebanyak 3 kali, dan 5 menit sebanyak 4 kali sehingga total waktu pengeringan 31 menit.. Percobaan dilakukan dengan variasi sudut blade 10˚, 20˚, dan 30˚ dengan massa batubara 600 gram dan ukuran partikel 10 mm, pengeringan dilanjutkan menggunakan oven dengan temperatur 1050 C selama 180 menit untuk mendapatkan massa sampel batubara kering. Dari hasil eksperimen diketahui bahwa pada sudut blade 10o, 20o dan 30o didapat moisture content batubara terendah berturut-turut sebesar 6,8 %; 7,6 %; dan 8 %. Untuk laju pengeringan berturut-turut sebesar 0,00767 kg/menit; 0,0059 kg/menit; dan 0,00452 kg/menit