Studi Besar Sudut Busur Sembur Nosel Terhadap Karakteristik Turbin Air Arus Lintang

Tujuan dari studi eksperimen ini adalah untuk mengetahui perbedaan karakteristik dari tiga pasang turbin air arus lintang yang didesain dengan sudut busur sembur yang berbeda (75o, 90o dan 120o) dimana masing-masing pusat jari-jari kelengkungan atap nosel terletak pada sumbu poros roda turbin. Uji karakteristik terhadap tiga buah turbin model tersebut (pada variasi putaran dan kapasitas aliran) dilakukan di Labolatorium Mesin Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik – Universitas Brawijaya. BAB I berisi uraian singkat mengenai konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di dunia. Bab ini juga menyajikan konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di Indonesia. Potensi energi air yang tersedia dan yang telah dimanfaatkan di Indonesia disampaikan dalam rangka menggambarkan bahwa di Indonesia masih terdapat banyak potensi tenaga air yang belum dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dalam rangka penyediaan energi listrik.Tujuan dan lingkup studi disajikan dalam bab ini. BAB II menyajikan literature review , dalam bab ini disajikan eksperimen yang telah dilakukan oleh para peneliti dalam rangka mempelajari dan memperbaiki kinerja turbin air arus lintang. Teori dasar konversi energi dan pertimbangan perancangan turbin arus lintang disampaikan secara detail dalam rangka mendasari penentuan demensi model uji. Selanjutnya dalam bab ini disajikan formula untuk menghitung diameter dan lebar roda turbin, jari jari sudu, jari jari atap dan tinggi nosel yang disertai pertimbangan ketersediaan potensi hidro, ketersediaan material dan kemampuan bengkel pembuat turbin. Dalam hal ini faktor faktor tersebut dapat mempengaruhi penentuan ukuran turbin arus lintang.BAB III menetapkan kerangka konsep dan hipotesis. Variabel bebas pada penelitian ini adalah dimensi turbin model, kapasitas aliran dan putaran operasi turbin model. Dalam penelitian ini digunakan 3 buah turbin model yang memiliki diameter, jumlah sudu, sudut masuk pancaran air dan kelengkungan atap nosel yang sama. Jarijari kelengkungan atap nosel merupakan fungsi dari sudut busur sembur dan berpusat pada sumbu roda turbin. Selanjutnya ketiga model tersebut didesain dengan sudut busur sembur dan lebar roda turbin yang berbeda. Variabel terikat yang ingin diketahui adalah, karakteristik kinerja dan pola aliran air selama memberikan aksi/ melewati roda turbine. Kinerja turbin air yang dimaksud adalah meliputi daya bangkitan dan efisiensi turbin. Sedangkan variabel terikat yang penting juga untuk diketahui adalah perbandingan kecepatan, kecepatan spesifik, putaran liar, perbandingan head, perbandingan kapasitas aliran dan perbandingan putaran. Hipotesis pada penelitian ini adalah bahwa : a) perubahan parameter operasi turbin (head, kapasitas aliran dan putaran turbin) akan berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, b) perbedaan besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, dan c) perbedaan besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap pola aliran air yang beraksi pada turbin air arus lintang. BAB IV berisi penjelasan berkenaan dengan metode, lokasi, variabel, dan analisis data penelitian. Metode penelitian yang dilakukan adalah penelitian eksperimen dengan menggunakan 3 model turbin uji yang dilaksanakan di labolatorium mesin-mesin fluida jurusan mesin fakultas teknik universitas brawijaya. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah sudut busur sembur nosel, kapasitas aliran alir dan putaran poros turbin model. Variabel terkontrol yang dipilih adalah diameter roda turbin, jari-jari kelengkungan atap nosel, jari-jari kelengkungan sudu dan luas penampang nosel. Variabel terikat yang dipilih adalah daya bangkitan, efisiensi, perbandingan kecepatan serta putaran liar. Analisis data dilakukan dengan menggunakan formula yang disajikan pada sub bab 2.5 dan hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik pada BAB V.BAB V memuat hasil penelitian dan pembahasan. Hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik yang menunjukan kinerja masing masing model. Perbandingan kinerja dari ketiga turbin model dan visualisasi aliran aliran air melewati roda turbin yang terjadi pada saat uji kinerja dilakukan. Pembahasan yang diberikan merupakan interpretasi hasil penelitian yang akan berguna untuk memberikan pertimbangan kepada operator turbin dalam mengoperasikan turbin air arus lintang dan atau memberikan pertimbangan kepada desainer dalam menentukan ukuran utama turbin air arus lintang. BAB VI memberikan kesimpulan dan saran. Dalam kesimpulan disampaikan hal hal yang, penting berdasarkan hasil penelitian, mengenai kinerja turbin air arus lintang berkenaan dengan daerah atau titik pengoperasian turbin air arus lintang dalam rangka pemanfaatan energi hidro secara efektif dan efisien. Dalam saran disampaikan pertimbangan penentuan parameter desain dan studi lebih lanjut berkenaan dengan usaha untuk memperbaiki efisiensi turbin air arus lintang

Optimasi Turbin Kinetik Poros vertikal Dengan Sudu Berengsel Luar menggunakan Response Surface Methodology

Permasalahan krisis energi masih dirasakan di negara-negara berkembang dimana penduduk yang masih hidup di desa membutuhkan pengembangan dari sumber energi yang lebih efisien. Salah satu potensi energi terbarukan yang banyak dijumpai di Indonesia adalah potensi aliran air sungai. Tujuan jangka panjang hasil penelitian ini adalah untuk memberikan solusi pada masyarakat pedesaan agar mereka dapat membangun instalasi pembangkit listrik yang sederhana tetapi cukup handal. Dalam penelitian ini turbin kinetik yang akan diteliti adalah pengembangan model sebuah turbin kinetik yang menggunakan sudu berengsel dimana engsel turbin dipasang pada bagian luar runner. Turbin kinetik yang akan diteliti disini adalah turbin yang posisi porosnya vertikal. Metode Penelitian yang dipakai adalah metode eksperimen dengan memvariasikan debit air (Q), sudut pengarah (α) dan jumlah sudu (nb), sehingga didapatkan desain dan unjuk kerja dari turbin kinetik dengan sudu berengsel luar yang optimum. Kemudian hasil eksperimen di optimasi dengan Response Surface Methodology (RSM) untuk mendapatkan nilai optimal dengan persamaan matematis. Berdasarkan model matematika yang diperoleh dapat diketahui bahwa ketiga variable bebas yaitu debit air (Q), sudut pengarah (α) dan jumlah sudu (nb), memberikan pengaruh terhadap besarnya nilai daya turbin dan efisiensi turbin. Metode analisis respon dapat dirumuskan sebagai berikut : Daya turbin : Pt = 11,803 + 2,796(α) + 1,585(nb) + 2,018(Q) + 0,563(α)2 + 0,331(nb)2 + 1,712(Q)2 + 0,418(α)(nb) + 0,803 (α)(Q) + 0,215(nb)(Q) Efisiensi turbin : η = 25,985 + 5,803(α) + 3,344(nb) – 5,651(Q) + 1,486(α)2 + 0,978(nb)2 + 2,334(Q)2 + 0,708(α)( nb) - 0,060 (α)(Q) - 0,595(nb)(Q

Pengaruh Variasi Waktu Proses Anodizing terhadap Laju Korosi Menggunakan Konsentrasi Asam Sulfat (H2SO4) sebagai Elektrolit pada Aluminium Paduan Seri 7075-T651

Anodizing merupakan proses untuk menghasilkan suatu lapisan tipis oksida dari suatu logam dan paduannya dengan cara elektrolisis dalam larutan. Logam paduan yang digunakan pada penelitian kali ini adalah Aluminium 7075-T651. Logam yang akan dilapisi berperan sebagai anoda dan batang karbon yang berperan sebagai katoda dalam larutan asam sulfat (H2SO4) yang berperan sebagai elektrolit. Larutan yang digunakan bersifat asam dan arus yang digunakan arus searah (Direct Current). Untuk mendapatkan nilai laju korosi, penelitian ini menggunakan metode laju korosi elektrokimia dan dilanjutkan dengan perhitungan dengan menggunakan metode ekstrapolasi tafel. Dengan metode ini, akan didapat nilai Icorr dari koordinat titik potong bagian anodik dan katodik dari kurva polarisasi tafel. Nilai Icorr tersebut dapat digunakan untuk menghitung nilai laju korosi. Setelah penelitian dilakukan, data-data yang didapatkan adalah laju korosi dan diameter pori Al2O3 pada saat proses uji laju korosi dan uji SEM. Pada penelitian ini dengan konsentrasi asam sulfat sebesar 10% dan kuat arus 1 Ampere menghasilkan nilai laju korosi yang dihasilkan pada variasi waktu anodizing 10, 15, dan 20 menit berturut- turut sebesar 0.00052813 mm/year, 0,0043194 mm/year, dan 0,005657 mm/year. Untuk diameter pori Al2O3 yang dihasilkan pada variasi waktu anodizing 10, 15, dan 20 menit berturut-turut sebesar 0,311 μm, 0,506 μm, dan 0,683 μm. Hal itu dikarenakan besar pori- pori yang melebihi nilai optimalnya akan menyebabkan ikatan lapisan pasif semakin lemah, sehingga menyebabkan kenaikan nilai laju korosi

Pengaruh Variasi Tegangan Proses Anodizing Terhadap Laju Korosi Menggunakan Konsentrasi Asam Sulfat (H2SO4) 10% Sebagai Elektrolit Pada Aluminium Paduan Seri 7075 – T651

Aluminium 7075 memiliki keunggulan kekuatan lebih tinggi dari 2024, dan memiliki karakteristik korosi yang baik. Akan tetapi dalam aplikasinya, aluminium 7075 juga memerlukan perbaikan untuk meningkatkan ketahanan korosinya sehingga berbagai macam perlakuan perlu ditambahkan. Jika dilakukan dengan metode pengerjaan dingin, terjadi penebalan lapisan oksida aluminium dan penurunan laju korosi. Pada penelitian ini dilakukan proses Anodizing yang bertujuan untuk mempertebal lapisan oksida aluminium melalui perbesaran diameter pori. Proses anodizing cocok diterapkan pada aluminium paduan Zn-Mg-Cu dengan bantuan elektroda maka proses ini akan mendapatkan diameter pori yang lebih besar, dan lapisan oksida yang lebih tebal. Jenis aluminium paduan yang digunakan adalah aluminium paduan 7075-T651 karena jenis ini lebih kuat daripada aluminium paduan lainnya dan dapat ditingkatkan ketahanan korosinya. Pada proses anodizing ini dilakukan tiga variasi tegangan (4 Volt, 5 Volt, dan 6 Volt) untuk mengetahui pengaruhnya terhadap ketahanan korosi permukaan aluminium paduan 7075-T651 dengan arus listrik 1 Ampere, konsentrasi asam sulfat 10%, dan waktu anodizing 10 menit. Hasil proses anodizing pada aluminium paduan 7075-T651 terhadap laju korosi menggunakan tegangan 4 volt menghasilkan diameter pori 0,273 μm, dan corrotion rate 0,001434 mm/year, pada tegangan 5 Volt menghasilkan diameter pori 0,436 μm dan corrotion rate 0,000558 mm/year. Pada tegangan 6 volt menghasilkan diameter pori 0,522 μm dan corrotion rate 0,000119 mm/year. Semakin besar tegangan yang diberikan pada saat anodizing akan memperbesar diameter pori lapisan oksida, meningkatkan ketebalan lapisan oksida, dan menurunkan laju korosi

epartemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang, Juni 2023, Pengaruh Pemilihan Material pada Produk Piston dan Kelengkapannya terhadap Tingkat Kesulitan (Kompleksitas) Proses Assembly.

Pemilihan material merupakan salah satu kegiatan yang paling menonjol dalam proses desain, pilihan yang tidak tepat akan mengakibatkan kerusakan atau kegagalan perakitan dan secara signifikan menurunkan kinerja. Peneliti sebelumnya telah melakukan kajian terhadap metode yang optimal maupun sederhana untuk pemilihan material, pemahaman yang jelas tentang persyaratan fungsional untuk setiap individu komponen yang diperlukan dan berbagai kriteria penting atau atribut perlu dipertimbangkan dalam pemilihan material. Studi optimasi struktural membatasi diri pada pemilihan material yang didasarkan pada perilaku mekanik terhadap desain/ Proses pemilihan material dapat dianggap sebagai masalah yang penting dalam pengambilan keputusan, sehingga mekanisme dan pendekatan yang efisien untuk pemilihan material diperlukan dalam memilih alternatif terbaik dan aplikasinya. Mengukur kompleksitas proses assembly adalah suatu langkah penting dalam pengembangan produk secara keseluruhan. Pengembangan model untuk melihat pengaruh proses pemilihan material dalam kaitannya dengan proses assembly pada produk akan dilakukan dalam penelitian ini. Perakitan produk piston dapat mendemonstrasikan perhitungan dari metodologi yang diusulkan. Metode yang dikembangkan dalam penelitian ini membantu memfasilitasi proses assembly pada tahap perencanaan untuk memprediksi kesulitan dan waktu proses perakitan. Untuk mendapatkan nilai karakteristik material yang akurat perlu dilakukan beberapa pengujian yang membutuhkan banyak waktu dan biaya sehingga tahap perencanaan menjadi lebih lama. Selain itu, metode ini juga dapat digunakan untuk produk lain yang menggunakan beberapa jenis material yang berbeda untuk setiap komponen dalam satu produk. Jenis material yang digunakan pada sebuah produk akan mempengaruhi indeks kompleksitas proses assembly produk tersebut, dimana: ada beberapa jenis material yang terbaik untuk satu komponen tetapi tidak memungkinkan untuk produksi masal. Dari sudut pandang ekonomi, paduan titanium dan baja karbon tinggi relatif mahal, sehingga bahan ini hanya diperbolehkan untuk produksi unik atau hanya untuk memenuhi permintaan tertentu. Penggunaan nilai kerumitan material dalam menghitung indeks kompleksitas proses perakitan bersifat konstruktif untuk tahap perencanaan proses perakitan, sehingga indeks kompleksitas akan berbanding lurus dengan waktu perakitan