MeTrik Polban

Pendekatan Simulasi Numerik Laju Alir Fluida Dalam Rumah Spiral Untuk Menentukan Optimasi Jumlah Sudu Pengarah Pada Turbin Francis

Ating Sudrajat, Carolus Bintoro, Vicky Wuwung — Wed, 22 Feb 2012 10:01:56 +0700

Sudu pengarah merupakan bagian dari turbin Francis yang berfungsi untuk mendistribusikan fluida air agar mampu mengalirkan debit air secara merata masuk dan memutarkan runner. Untuk menghasilkan kecepatan putar maksimum runner dibutuhkan adanya kesesuaian arah dan laju alir air yang jatuh pada setiap sudu runner. Untuk menentukan jumlah optimal sudu pengarah serta arah laju alir, ditentukan melalui pendekatan simulasi numerik dengan bantuan CFD-Numeca. Dari hasil proses simulasi tersebut didapat jumlah sudu sebahyak 24 buah dan arah dan laju alir yang sesuai, sebagai dasar perencanaan pembuatan turbin selanjutnya.

Kata kunci : CFD Numeca, sudu pengarah, simulasi, turbin Francis

Prediksi Torsi Teoritik Turbin Air Sumbu Vertikal dengan Profil Wavy pada daerah 0,25 Chordnya

Carolus Bintoro — Wed, 22 Feb 2012 09:52:26 +0700

Tulisan ini membahas mengenai usaha yang dilakukan dalam penentuan torsi teoritik sebuah turbin dengan bilah yang telah di-twist dan wavy pada daerah 0,25 chordnya. Titik tersebut adalah tempat dimana gaya aerodinamika bekerja oleh karena adanya interaksi aliran. Hal tersebut penting dalam kaitan untuk menjustifikasi usaha peningkatan torsi melalui peningkatan karakteristik aerodinamika profil sudu turbin air sumbu vertikal (TASV) di Jurusan Teknik Mesin Polban. Kajian dilakukan melalui kaji komputasional dengan memanfaatkan perangkat lunak Matlab dan CFD Numeca. Kajian didahului dengan mengamati sebuah bilah TASV yang dipotong menjadi beberapa buah. Karakteristik aerodinamika yang diperoleh melalui simulasi dengan menggunakan perangkat lunak Numecayang digunakan dalam penentuan torsi dan daya teoritik. Nilai yang diperoleh kemudian difungsikan untuk dapat menenutkan nilainya pada sembarang sudut yang didekati melaluicurvefit menggunakan fungsi spline. Fungsi tersebut kemudian digunakan untuk menentukan torsi teoritik elemen, yang kemudian dapat diintegrasikan menyeluruh baik untuk tingkat sudu maupun TASV.Kaji CFD Numeca memberikan hasil koefisien aerodinamika C_l dan C_d untuk berbagai posisi angular dari bilah TASV. Pemanfaatan nilai tersebut dengan menggunakan pemrograman sederhana maka dapat diperoleh nilai torsi teoritik TASV.Nilai tersebut perlu untuk dijustifikasi melalui kaji eksperimental, sehingga dapat diketahui kemungkinan kesalahan yang diperoleh ataupun perbaikan lebih jauh.

Kata kunci: Airfoil wavy, CFD Numeca, Matlab, koefisien aerodinamika

Distribusi Nilai Kekerasan Pada Las Friction Stir Welding (FSW) pada Paduan Alumunium Dengan Aplikasi Transient Thermal (TT)

Pujono Pujono — Fri, 24 Feb 2012 09:32:43 +0700

Logam aluminium paduan merupakan salah satu logam paduan yang sangat penting dibidang teknik, diantaranya untuk bahan struktur pesawat terbang, otomotif, kapal dan industri lain. Logam aluminium mempunyai karakteristik yang menguntungkan, diantaranya adalah mempunyai sifat mampu bentuk yang baik (formability), tahan korosi, ringan, dan kekuatan mekaniknya dapat ditingkatkan dengan pengerjaan dingin atau panas. Paduan aluminium seri 2024-T3 merupakan paduan aluminium yang mempunyai sifat mampu las (weldability) rendah, salah satu upaya untuk memperbaiki hasil pengelasannya adalah dengan menggunakan metode las friction stir welding (FSW) dan bisa dikombinasikan dengan transient thermal (TT). Proses transient thermal (TT) merupakan proses pemberian panas lokal pada daerah sekitar las dengan menggunakan sumber panas bergerak. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan sifat mekanik las. Metodologi penelitian yang digunakan adalah dengan las FSW tanpa TT (as welded) dan las FSW dengan TT dengan posisi pemanas berada ditengah tool. Selanjutnya dilakukan beberapa pengujian, yaitu pengujian struktur mikro dan pengujian kekerasan (microhardness) dengan metode microVickers. Hasil penelitian menunjukkan bahwa distribusi nilai kekerasan bervariasi sesuai dengan daerah metalurgi las, yaitu weld, TMAZ, HAZ dan Base Metal (BM). Rata-rata nilai kekerasan pada daerah las (weld) untuk as welded adalah 85 VHN lebih rendah dibandingkan nilai kekerasan rata-rata daerah las dengan TT yaitu 88 VHN.

Kata kunci : Aluminium, FSW, transient thermal (TT)

Aplikasi Metoda SMED untuk Perbaikan waktu Proses Ganti Model (Changeover Time) dan Waktu Penyetelan (SET-UP TIME)

Refrizal Refrizal, Heri Sudarmadji — Wed, 22 Feb 2012 10:48:10 +0700

Salah satu masalah yang dihadapi oleh industri manufaktur adalah seringnya keterlambatan dalam menyelesaian pekerjaan sehingga tidak sesuai dengan jadwal yang telah direncanakan. Dari berbagai studi yang pernah dilakukan, diantara penyebabnya adalah lamanya waktu ganti model dan waktu set-up sebelum atau sesudah proses berlangsung. Atas dasar itu, maka langkah tepat yang perlu dilakukan salah satunya adalah dengan cara meminimalkan waktu proses ganti model (changeover time) dan waktu penyetelan (set-up time). Pengurangan waktu penyetelan dapat dilakukan dengan menerapkan metode Single-Minute Exchange of Die (SMED). Dari studi kasus aplikasi metoda SMED disimpulkan bahwa, waktu penyetelan (set-up time) setelah perbaikan menjadi 464,9 detik atau 7,75 menit (dari semula 677,5 detik) atau berkurang selama 212,6 detik atau berkurang sebanyak 31,4%. Dengan kata lain target SMED (Single Minute Exchange of Die) yaitu menjadi satu digit menit dapat tercapai.

Kata Kunci : Metode SMED, waktu set-up, exsternal set-up, internal set-up

Pengkajian dan rancang Bangun Prototipe Sepeda Motor Hibrida Dengan Menggunakan Motor Listrik Sebagai Penggerak Pendamping

Aries Suryadi, Budi Triyono — Wed, 22 Feb 2012 10:59:48 +0700

Sumber energi yang banyak digunakan pada kendaraan saat ini adalah bahan bakar fosil dikarenakan energi yang dimiliki persatuan berat yang tinggi 48 MJ/kg (Bensin) dibandingkan dengan sumber energi lainnya. Dengan semakin menipisnya cadangan bahan bakar dan mendesaknya lingkungan yang lebih bersih menyebabkan penggunaan bahan bakar fosil dikurangi. Salah satu cara untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil adalah dengan mengefektifkan penggunaan energi. Meningkatkan efisiensi penggunaan energi antara lain dengan mengabungkan penggunaan motor listrik sebagai penggerak pendamping pada sepeda motor hibrid. Keunggulan motor listrik adalah efisiensi yang tinggi dalam mengkonversi daya listrik menjadi daya mekanik. Pada penelitian ini akan dilakukan rancang bangun sepeda motor yang menggabungkan penggunaan motor listrik dan motor bakar. Setelah menghasilkan produk yang berupa sepeda motor hibrid dilanjutkan dengan pengujian kinerja dengan membandingkan kinerja pada mode motor listrik, mode motor bakar dan mode hibrid. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan, terjadi pengurangan konsumsi bahan bakar pada mode hibrid dibandingkan dengan mode motor bakar.

Kata Kunci : Energi, Motor listrik, Motor bakar, Hibrid

Pengaruh Masukan Panas Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik pada Pengelasan Busur Rendam Baja Karbon AISI 1020

Sutrimo Sutrimo — Wed, 22 Feb 2012 11:10:01 +0700

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh masukan panas proses las busur rendam atau Submerged Arc Welding (SAW) pada struktur mikro dan sifat mekanik logam las baja karbon. Struktur mikro berupa ferit acicular dapat meningkatkan sifat mekanik logam las. Proses pengelasan dilakukan dengan arus 600 Amper, arus DC tegangan konstan 35 volt pada pengelasan pelat ketebalan 12 mm, dengan variasi masukan panas 2 kJ/mm, 3 kJ/mm dan 4 kJ/mm. Pengujian yang dilakukan meliputi pengamatan mikro struktur yang terbentuk diuji dengan mikroskop optik dan scanning electron microscope (SEM), uji kekerasan, uji tarik dan uji impak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa logam las dengan masukan panas 2 kJ/mm mempunyai jumlah prosentase struktur ferit acicular lebih besar dari pada grain boundary ferrite dan widmanstatten ferrite, sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik pada logam las.

Kata Kunci: Masukan panas, acicular ferrite, sifat mekanis

Pengaruh Temperatur Cetakan, Bentuk Produk dan Inokulan Al-Ti-B Pada Proses Pengecoran sentrifugal Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis pada Paduan Alumunium

Waluyo Musiono Bintoro — Fri, 24 Feb 2012 09:56:32 +0700

Penelitian ini membahas tentang pembuatan komponen yang terbuat dari tuangan paduan aluminium dengan menggunakan proses penuangan sentrifugal sumbu vertical, cetakan diputar pada 1000 Rpm dengan 2 macam temperatur cetak dan 3 variasi komposisi Al-Ti-B sebagai inokulan. Produk tuangan selanjutnya akan diuji dan di analisa sifat fisik dan makanisnya dengan beberapa metoda pengujian. Untuk proses pengujian digunakan bentuk-bentuk benda uji standar yang sesuai untuk standar pengujian seperti untuk; uji kekerasan, uji tarik dan uji impak yang menggunakan Standar pengujian ASTM dan selanjutnya akan pada mesin uji mekanis. Dari pengujian sebelumnya dari pengamatan miko struktur diketahui bahwa ukuran butiran pada tuangan sentrifugal akan semakin halus ukuran butirannya pada sisi terluar.Penjelasan dari hasil pengamatan ini disebabkan karena adanya gaya sentrifugal (CF) selama proses penuangan kedalam cetakan. Logam cair akan ditekan oleh gaya sentrifugal sehingga menimbulkan tekanan pada setiap layer, hal ini juga menjelaskan bahwa produk yang dibuat dengan menggunakan metoda ini bebas cacat, sisi terluar dari produk sentrifugal akan memiliki nilai kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan sisi tengah produk, sifat mekanisnya juga akan memiliki nilai yang tinggi pada tekanan terbesar gaya sentrifugal (sisi terluar) dibandingkan kebagian tengah. Temperatur cetakan akan berpengaruh pada nilai kekerasan produk dari metoda ini.

Kata kunci: Vertical Centrifugal casting, Al-Ti-B, Mechanical properti, Rpm.

This study was carried out to produce aluminum alloy components in vertical centrifugal casting process 1000 rpm with 2 different temperatures mold in 3 variation compositions Al-Ti-B as an inoculation and investigating microstructures and mechanical properties of aluminum alloy by various testing. For this purpose specimen for testing such as; Hardness test, tensile test, Impact test were prepared by ASTM standard and tested in a testing machine. It was observed that the grain size of the microstructures of the cast products gradually smoothest from the inside to the outside of the product. This phenomenon is because a CF (Centrifugal Force), which push out all materials during filling period to the centrifugal mold. This explain why the cast product from this method are free from defect, the far side of the cast product was harder than the centre side. The mechanical properties of the cast products improved from less centrifugal force to bigger (outside). The mold temperature also influenced to the hardness of the cast product.

Keywords: Vertical Centrifugal casting, Al-Ti-B, Mechanical properties, Rpm.