Post on 30-Apr-2019
i
PERANCANGAN KINCIR ANGIN PENGGERAK
POMPA TORAK UNTUK MEMENUHI AIR BAKU
PABRIK TAHU
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada :
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Starta Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
FEBRIYA DWI CANDRA
09510104
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014
vii
ABSTRAK
Angin dapat digunakan sebagai sumber alternatif, karena angina
merupakan materi yang sangat mudah didapat, dapat ditemui sepanjang tahun,
bebas polusi, jumlahnya sangat banyak dan energy angina sampai saat ini
belumbanyak dimanfaatkan sebagai energy alternatif. Salah satu alat yang
digunakan untuk pemanfaatan energy angina adalah kincir angin.
Perancangan ini bertujuan untuk memenuhi kebutuhan air pada industry
rumah tangga, sehingga untuk mendapatkan air tidak lagi sepenuhnya tergantung
pada PLN.
Kincirangin yang dirancang untuk mengerakkan pompa torak dengan
debit 3 liter/detik. Kincir angina sumbu horizontal dengan jumlah sudu 3.
Kata Kunci : Angin, Kincir Angin, Pompa.
ABSTRACT
Wind can be used as alternative sources, because of the wind is a matter
that is very easy to get, can be found throughout the year, pollution free, the
number of him very much and energy winds up to this moment there are not many
utilized as alternative energy. One of the means that used to use wind energy is
windmill.
This design is intended to meet the domestic water in the industry, so to get
water no longer totally dependent on PLN.
A wind-mill systems designed to move thoracic pumps with debit 3 l/s.
Windwill horizontal axis with the number of tablespoons vegetable 3.
Keywords : Wind, Wind Turbine, Pump.
viii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah pujisyukurkehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
Rahmat dan Hidayah Nya kepada penulis sehingga dapat terselesaikan
Penyusunan Skripsi dengan Judul :Perancangan Kincir Angin Penggerak Pompa
Torak Untuk Memenuhi Air Baku Pabrik Tahu
Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang. Sehingga dalam kesempatan ini disampaikan terima
kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan
data yang diperlukan. Selain itu disampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Allah SWT yang menjadi tempat berkeluh kesah.
2. Bapak dan ibuku tersayang yang telah membimbingku, memberi dorongan
serta doanya selama ini.
3. Bapak Muhajir Effendy, M.AP., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Malang.
4. Bapak Ir.Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
5. Bapak Ir.Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
6. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dosen Pembimbing I yang dengan penuh
kesabaran telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan
ix
petunjuk, arahan serta bimbingan pada penulisan skripsi sehingga skripsi ini
dapat terwujud.
7. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT selaku Dosen Pembimbing II yang dengan penuh
kesabaran telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan
petunjuk, arahan serta bimbingan pada penulisan skripsi sehingga skripsi ini
dapat terwujud.
8. Dosen penguji skripsi, yang memberikan masukan, kritik dan wawasan baru
tentang yang belum penulis sepenuhnya pahami selama ini.
9. Dosen wali dan dosen-dosen pengajar selama dibangku kuliah yang telah
memberikan pengetahuan serta wawasan kepada penulis.
10. Saudara-saudaraku ,Mbak Ika yang telah memberikan semangatnya selama
ini.
11. Terima kasih buat keluarga besar SIN-C yang memberi dorongan, semangat,
bantuan, dampingikudan dukungan serta doanya setiap hari tiada henti sampai
skripsi ini selesai, kalian penyemangatku.
12. Saudara-saudarakusemua yang tidakbisapenulissebutkansatu-satu yang telah
member motivasidandorongansehinggadapatterselesaikannyaskripsiini.
13. Sahabat-sahabatsejatiku di manapun kalian berada.
14. Bapakdanibugurukumulaidari TK sampaidengan SMK.
15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu dan telah berupaya
penuh selama inidalam memberikan bantuan dan dukungannya.
Akhirnya, semoga Allah SWT menerima dan membalas atas semua budi baik
sertajasa-jasa yang telah diberikan dengan balasan yang setimpal dan mudah-
mudahan skripsi ini bermanfaat bagi semua pembaca, Amin.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
POSTER .......................................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii
LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I .................................................... iv
LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II .................................................. v
LEMBAR SURAT PERNYATAAN ............................................................. vi
ABSTRAK ..................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... viii
DAFTAR ISI ................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 2
1.3 Tujuan ............................................................................................. 3
1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ............................................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 4
2.1 Pompa ............................................................................................. 4
2.1.1 Klasifikasi Pompa ....................................................................... 4
2.1.2 Cara Kerja Pompa ...................................................................... 5
2.1.3 Perhitungan Kapasitas Pompa Torak .......................................... 6
2.2 Konsep Dasar Angin ...................................................................... 10
2.3 Karakteristik Angin ........................................................................ 10
2.3.1 Kekuatan Angin ........................................................................... 10
2.3.2 Arah Angin .................................................................................. 14
2.4 Kerugian Yang Ditimbulkan Oleh Angin ...................................... 16
2.4.1 Turbulensi Angin ......................................................................... 16
2.4.2 Gesekan Angin ............................................................................ 16
2.4.3 Angin Ribut HujanLebat ............................................................ 16
2.4.4 Tiupan Debu Dan Kotoran .......................................................... 16
xii
2.5 Energi Angin Sebagai Energi Terbarukan...................................... 16
2.6 Potensi Energi Angin di Indonesia ................................................. 17
2.7 Turbin Angin .................................................................................. 18
2.8 Konversi Energi Angin ................................................................... 19
2.9 Jenis Turbin Angin ......................................................................... 21
2.9.1 Berdasarkan Arah Sumbu Angin ................................................. 21
2.9.2 Berdasarkan Kapasitas Pembangkit Listriknya ........................... 25
2.10 Prinsip – prinsip Tenaga Angin .................................................... 27
2.10.1 Daya Angin Total ...................................................................... 27
2.11 Sub SistemTurbinAngin ............................................................... 28
2.11.1 Tower ........................................................................................ 28
2.11.2 Rotor ......................................................................................... 28
2.11.3 Tail ............................................................................................ 28
2.11.4 Transmisi ................................................................................... 29
BAB III METODOLOGI .............................................................................. 30
3.1 Prosedur Perancangan .................................................................... 30
3.2 Daftar Persyaratan (Requrement List) ............................................ 34
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 36
4.1 Perhitungan Daya Pompa ............................................................... 36
4.2 Merancang Kincir Angin ................................................................ 40
4.2.1 Pemilihan Jenis Bilah Sudu ......................................................... 40
4.2.2 Ratio Kecepan Ujung .................................................................. 41
4.2.3 Desain Geometri Bilah Sudu ....................................................... 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 46
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 46
5.2 Saran ............................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel Skala Beaufort ........................................................................ 11
Tabel 2.2 Tabel Pengelompokkan potensi energi, pemanfaatan, dan lokasi
potensial……..………………………………………………………………..18
Tabel 2.3 Tabel Syarat –Syarat dan Kondisi Angin ......................................... 20
Tabel3.1 Tabel Spesifikasi Desain ................................................................... 34
Tabel4.1 Tabel Harga Geometri Sudu-sudu..................................................... 43
Tabel4.2 Tabel harga yc dan yt ........................................................................ 44
Tabel 4.6 Tabel Harga bagian atas (xu,yu) dan bagian bawah (xl,yl)....................45
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar2.1 Pompa Torak Kerja Tunggal ......................................................... 6
Gambar2.2 Pompa Torak Kerja Ganda ............................................................ 8
Gambar2.3 Arah Petunjuk Mata Angin ........................................................... 14
Gambar2.4 Jenis Kincir Angin Sumbu Horizontal .......................................... 23
Gambar2.5 Jenis Kincir Angin Sumbu Vertikal .............................................. 25
Gambar3.1Diagarm Alir Perancangan Menurut Pahl and Beitz. ..................... 33
Gambar4.1 Pompa Torak Dan Saluran Isap ..................................................... 38
Gambar4.2 Konstruks iGeometri airfoil NACA .............................................. 43
xv
Daftar Pustaka
El-Wakil, M. M, 1984, “Powerplant Technology”, Mc-Graw Hill Book Company,
Chapt. 14, Pages 589 – 626.
Jansen, W.A.M., Smulders, 1977. Rotor Design for Horizontal Axis Windmills,
SWD Eindhoven.
Piggott, Hugh, 2008, Wind Turbine Blade Design, CAT wind course March 2008,
Lecture 8
Sudarman, 1999, Geometri Bilah sudu Plat Lengkung 7% pada Pembangkitan
Daya Kincir Angin 1200 Watt, Disain Teoritis, PPS-UI, Jakarta.
-------- 2004 1.8 metre Diameter Wind Turbine Blades and Generator, Warlock
Engineering
http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_angin