## Perancangan Tungku Untuk Peleburan Aluminium Dengan Kapasitas 5 Kg
1) Muchamad Romadon Dwi Arianto, 2) Ratna Dewi Anjani Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Universitas Singaperbangsa Karawang email: 1610631150081@stundent.unsika.ac.id , ratna.dewi@ft.unsika.ac.id

## Abstrak
Pengecoran  adalah  proses  pembuatan  produk  dengan  melelehkan  logam  dalam  tungku  dan menuangkannya ke dalam cetakan. Tungku adalah komponen kunci dalam proses ini, dan banyak tungku  peleburan  yang  tersedia  di  pasaran  hanya  digunakan  untuk  peleburan  logam,  dengan  gas buang yang masih memiliki suhu tinggi. Artikel ini membahas perancangan dan simulasi sebuah tungku untuk mencairkan aluminium sebanyak 5 kg. Tungku ini dirancang dengan dua pintu sisi kiri dan kanan sebagai tempat logam cair, berbentuk bujur sangkar horizontal, dan menggunakan bahan  bakar  gas  LPG.  Beberapa  masalah  yang  diidentifikasi  meliputi  keterbatasan  tungku konvensional  dalam  fungsi  mereka.  Simulasi  dilakukan  menggunakan  Ansys  19.R  untuk menganalisis  distribusi  temperatur  dan  penggunaan  energi  dalam  tungku.  Hasil  simulasi menunjukkan  bahwa  distribusi  panas  dalam  tungku  cukup  merata,  tetapi  konsumsi  bahan  bakar gas yang tinggi. Artikel ini juga membahas pengaruh jarak inlet pembakaran dan laju aliran massa gas  terhadap  kinerja  tungku.  Kesimpulannya,  tungku  hasil  modifikasi  ini  dapat  mencapai temperatur  yang  dibutuhkan  untuk  melelehkan  aluminium,  tetapi  membutuhkan  jumlah  bahan bakar gas yang besar.
Kata kunci : Pengecoran, Tungku peleburan, Simulasi CFD

## 1. PENDAHULUAN
Pengecoran adalah pembuatan produk  dengan  cara  mencairkan  logam dalam  tungku  kemudian  menuangkannya kedalam  cetakan  dan  membiarkannya membeku. Teknik pengecoran sudah banyak  digunakan  dalam  dunia  indutri secara  luas  terutama  untuk  logam  non ferrous. Bagian  terpenting dari pengecoran adalah  tungku,  dimana  logam  tersebut dipanaskan  dan  dicairkan.  Pembangkitan energi panas pada tungku sangat tergantung  dari  sumber  energi,  konstruksi dan material yang akan dicairkan.
Umumnya  tungku  peleburan  yang dipasaran berupa tungku peleburan standar dan  berfungsi  sebagai  pelebur  logam  saja. Sehingga  kemampuan  lainnya  dari  tungku ini  tidak  ada.  Gas  yang  keluar  dari  tungku
juga  masih  memiliki  temperatur  gas  yang tinggi.  Sebetulnya  gas  ini  masih  dapat digunakan  sebagai  pemanas  lainnya  seperti pemanas  awal  atau  untuk  perlakuan  lainnya dari tungku [1].
Rancangan  dan  simulasi  tungku  ini dirancang untuk mencairkan logam Aluminum sebanyak 5 kg. Konstruksi tungku yang  di  rancang  adalah  tungku  dengan menggunakan  dua  pintu  sisi  kiri  dan kanannya sebagai tempat logam cair. Tungku yang  dirancang  berbentuk  bujur  sangkar posisi  horizontal  dan  menggunakan  bahan bakar  gas  dan  udara.  Dengan  adanya rancangan  tungku  ini  diharapkan  akan membantu para pengguna dalam memanfaatkan gas panas yang terbuang [2].
Dari  latar  belakang  di  atas  dapat  di
identifikasi  beberapa  masalah  yang  ada:  (1)
Tungku hanya digunakan kebanyakan
mempunyai  kemampuan  terbatas  yaitu sebagai peleburan saja. (2) Gas
pembakaran  pada  peleburan  logam  masih memiliki temperatur gas yang tinggi.
Proses pengecoran logam dilakukan untuk  salah  satu  logam  non  ferrous  yaitu aluminum  sebanyak  5  kg.  Tungku  yang  di dinalisis  adalah  tungku  horizontal    terdiri dari  pasir  silica  dan  bata  tahan  api  yang dibentuk  bujur  sangkar  horizontal  [3]. Sumber  panas  dilakukan  dari  pembakaran gas  LPG  yang  dialirkan  ke  dalam  tungku. Temperatur peleburan aluminum dilakukan pada  temperatur  cair  900 o C.  Sedangkan laju aliran masuk gas panas kedalam ruang bakar  dipilih  pembakaran  bahan  bakar  gas dan udara melalui burner..
Dalam mengevaluasi
hasil perhitungan  digunakan  aplikasi,  penulis menggunakan  CFD  yang  ada  pada  Anys
19.R.  Pemilihan  ini  berdasarkan  pada materi  yang  sedang  peneliti  lakukan terutama  pada  aliran  gas  dan  distribusi termal dalam tungku.

## 2. METODE PENELITIAN
Dalam metode penelitian ini adalah langkah dan prosedur yang akan dilakukan dalam  pengumpulan  data  atau  informasi. Dalam  penelitian  ini  data  atau  informasi yang  diperlukan  dapat  diperoleh  melalui diagram alir dibawah ini:
Gambar 1 Diagram alir perancangan tungku

## 2.1 Dimensi dan Oprasional Tungku
Tungku peleburan yang dirancang adalah tungku  horizontal  yang  berfungsi  untuk mencairkan  Aluminum  sebanyak  5  kg  dan sekaligus  pemanasan  logam  lainnya.  Energi panas  berasal  dari  bahan  bakar  gas  LPG  yang dibakar dalam ruang pembakaran dan memanaskan cawan tuang dan sekeliling ruang bakar.  energi  panas  yang  diberikan  akan diserap  oleh  bahan  yang  ada  dalam  cawan tuang. Temperatur pencairan Aluminum dilakukan sampai  temperatur cair 900 o C [4]. Dalam konstruksi ditekankan pada ruang pembakaran,  pembagian  ruang  peleburan  dan pemanasan  serta  saluran  gas  gas  panas.  Pada dasarnya tungku horizontal terdiri dari :
a. Bata tahan api
b. Dinding pelat penguat
c. Bahan pengikat
Gambar 2. Pandangan potongan tungku ruang bakar dan pemanas

## 2.2 Ruang pembakaran gas
Gas  masuk  ke  dalam  ruang  pembakaran akan  terbakar  bersama-sama  dengan  udara yang  mengalir  lewat  saluran  masuk  yang berada  pada  posisi  samping  bawah  tungku. semburan  gas  pembakaran  akan  memanaskan bagian  samping  bawah  rung  peleburan  [5]. Panas akan bergerak diseluruh permukaan luar mengikuti  pola  ruang  peleburan.  Semakin besar  luas  kontak  perpindahan  panas  gas dengan  kowi  maka  akan  semakin  besar  energi panas  yang  berpindah.  Pada  gambar  2, sebagian  permukaan  kowi  akan  mengalami pemanasan seragam disekelilingnya. Panas gas pembakaran  juga  akan  terjadi  disekeliling dinding  bata.  Dengan  konduktivitas  termal yang  berbeda  antara  kowi  dan  bata.  Maka energi sebagian besar akan diserap oleh kowi.
Bentuk dan ukuran rongga
pembakaran  mengikuti  bentuk  silinder  dari pelat  penahan  bata,  sehingga  aliran  gas panas akan mengikuti pola geometri dinding tersebut. penurunan temperatur pada sekeliling  kowi  hanya  akan  berbeda  sedikit (Culp, 1997).

## 2.3 Saluran gas buang
Saluran  buang  berfungsi  sebagai saluran gas yang sudah mengalami penurunan  temperatur  akibat  energinya diserap  oleh  kowi  dan  bata.  Saluran  gas buang berada dibagian atas  mendekati leher kowi. Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan  terjadinya  sirkulasi  antara  gas panas dan gas yang sudah dingin.

## 2.4 Pemilihan Bata Tahan Api
Pemilihan  bata  dan  pasir  yang  akan digunakan untuk dapur pelebur tipe Crucible dengan bahan bakar gas LPG ini, ditentukan dengan  memperhatikan  sifat-sifat  dapur tersebut  seperti  dapur  yang  bekerja  sampai temperatur  978  0C  serta  perhitungan  biaya dari banyaknya bata yang digunakan. Dalam modifikasi  ini  bata  tahan  api  yang digunakan masih SK32 seperti semula .
Diharapkan pada suhu yang direncanakan  tersebut  bahan  dari  dapur tidak akan berubah sifatnya akibat pembebanan panas sehingga terjadi perubahan  struktur  dari  bahan.  Koefisien dari  daya  hantar  panas  juga  tergantung  dari suhu  karena  koefisien  ini  akan  berkurang nilainya bila suhu dinaikkan.

## 2.5 Bahan Pengikat
Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat  bata  serta  untuk  menutup  celah yang  terjadi  dari  penyusunan  bata  [6]. Bahan  pengikat  yang  dipakai  ini  adalah semen tahan api yang juga dapat menambah ketahanan  bata  terhadap  suhu  tinggi.  Untuk dapur  peleburan  ini  dipakai  bahan  pengikat yaitu semen tahan api yang dijual dipasaran dengan komposisi kimia :
SiO 2 dengan kadar 96,33 %
Al 2 O 3 dengan kadar 0,28 %
CaO    dengan kadar 2,74 % Fe 2 O 3 dengan kadar 0,56 % Na 2 O   dengan kadar 0,04 % K 2 O    dengan kadar  0,04 % TiO 2 dengan kadar 0,03 %
Sebagai  bahan  pengikat,  semen  ini dicampur  dengan  air  dan  pasir  silica. Campuran semen dan pasir silica ini kemudian diaduk  selama  kurang  lebih  2  menit  dan kemudian  ditambahkan  air  dan  diaduk  kurang lebih  3  menit.  Kadar  air  harus  dijaga  sebaik mungkin karena bila kadar air berlebihan akan menyebabkan  gelembung  gas  dan  lubang- lubang  kecil  sedangkan  bila  air  terlalu  sedikit semen akan kehilangan sifat lekatnya sehingga tidak  dapat  mengikat  bata  dengan  baik  dan akibatnya  bata  dapat  ambruk  atau  berlepasan. Selain kadar air yang berlebihan menyebabkan air berusaha melepaskan diri sehingga akibatnya  permeabilitas  permukaan  yang besar.  Pemakaian    bahan    pengikat    juga memerlukan  teknik  yang  baik  karena  tidak boleh  terjadinya  retak  dan  harus  dipadatkan sepadat mungkin.
Kadar  semen  dan  pasir  silica  juga menjadi  faktor  yang  penting  karena bila  kadar semen yang terlalu sedikit selain menyebabkan kehilangan sifat lekatnya juga dapat membentuk  gumpalan-gumpalan  pasir  serta menyebabkan konstruksi bata susah dibongkar (Holman, 1986).
Jadi  karakteristik  dari  bahan  bata  dari dapur ini yaitu:
a. Bahan Penyekat panas: Bata K32 Titik cair : 1400 o C (  1673 o K) Konduktivitas panas  : 0,69 W/m o C Berat Jenis : 2,1 g/cm 3 b. Bahan Penyekat panas: Semen Tahan Api Titik cair : 1400 o C atau 1673 o K Konduktivitas panas  : 1,16 W/m o C
Berat Jenis : 1,75 g/cm 3 2.6 Pelat Penahan Pelat berbentuk lingkaran dengan ketinggian  75  cm  dengan  ketebalan  tidak  lebih dari 0,5 mm dan terbuat dari baja roll plat. Pelat penahan  berfungsi  untuk  menahan  konstruksi bata  tahan  api  yang  dipasang  pada  sekeliling pelat  tersebut  dan  membentuk  sebuah  tungku.
pelat  penahan  diambil  dari  drum  yang dipotong sesuai dengan desain modifikasi.

## 2.7 Cawan Pelebur
Cawan peleburan adalah tempat
meleburkan logam aluminum. cawan peleburan terbuat dari tanah liat (kowi) yang sudah  mengalami  perlakuan  khusus  dalam pembuatan  cawan  tuang.  kowi  harus mempunyai  konduktivitas  yang  tinggi  dan mampu  menahan  beban  dan  perubahan temperatur yang besar.

## 2.8 Konstruksi Dapur Pelebur
Sesuai  dengan  judul  perencanaan, maka  berikut  yang  akan  dijelaskan  adalah dapur  pelebur  dengan  bahan  gas  LPG. Konstruksi  dapur  pada  dasarnya  hanya merupakan  sebuah  cawan  pelebur  yang terletak  ditengah-tengah  sebuah  silinder grafit  yang  dilapisi  dengan  penyekat  panas, terdapat    ruang    bakar    diantara  cawan pelebur    dan  dinding    penyekat    panas.    Di bagian    bawah  terdapat  unit  pembangkit untuk  mencukupi  kebutuhan  energi  panas. Untuk mengambil aluminum cair digunakan gayung pengaduk. Pada gambar 3.2.b di atas adalah  tungku  horizontal  yang  sudah dimodifikasi.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Penyusunan dan pembuatan
Langkah-langkah  yang  dilakukan dalam  menggunakan  aplikasi  Ansys untuk  penyelesaian  kasus  dilakukan secara  bertahap  dan  simultan.  Pemilihan dan strategi penyelesaian akan menentukan  tindakan  selanjutnya  dalam model  analisis.  Berikut  adalah  urutan yang diambil dalam penyusunan penggunaan aplikasi:
a. Workbench
Adalah  tampilan  ( display )  yang disajikan  untuk  memlih  tipe  dan  model yang  akan  dianalisis.  Dalam  analisis sistem  disajikan  beberapa  pilihan,  tapi dalam  penelitian  ini  penulis  memilih Fluid Flow ( Fluent ) karena sesuai dengan
bidang  yang  sedang  dikaji.  Tampilan  yang disajikan sebagai berikut:
Gambar.3. Workbench dengan CFD

## b. Geometry
Berfungsi  membuat  geometri  dari  model yang  akan  dianalisis  pada  tahap  berikutnya. Pembuatan geometri disesuaikan dengan kondisi  tungku  sebenarnya.  Ukuran-ukuran yang  diambil  berdasarkan  pada  pengamatan dan  pengukuran  dilapangan.  Material  yang terlibat dalam penyusunan geomteri terditi dari bata  tahan  api,  gas  pembakaran,  kowi  dan alumunium itu sendiri.  Separuh geometri yang terbentuk terlihat sebagai berikut:
Gambar 4. Geometri dalam tungku
c. Mesh dan Insialisasi
Adalah  membuat  model  matematik  yang digunakan  dalam  analisis.  Dilakukan  dengan membagi  material  tersebut  kedalam  elemen- elemen y ang lebih kecil. Elemen yang dibentuk adalah  elemen  volume tetrahedron seperti terlihat dalam gambar berikut:
Gambar 5. Hasil proses Meshing
Sedangkan insialisasi adalah pemberian nama-nama  pada  beberapa  bagian  yang dianggap  penting  dalam  analisa  seperti  inlet gas,  outlet  gas,  laju  aliran  masa,  lapisan- lapisan batas dan permukaan (Wall). Inisialisai  sangat  penting  diberikan  karena akan dibutuhkan pada saat input data.

## d. Setup
Adalah memberikan nilai dan batasan- batasan  yang  diambil  dalam  analisis.  Dalam hal ini nilai yang diberikan material diambil dari  spesifikasi  yang  ada  dalam  Ansys seperti bata tahan api, gas pembakaran, kowi dan alumunium. Sedangkan parameter beban (constraint) adalah temperature sbesar 760 o C dan laju aliran massa gas sebesar 1,73 kg/s.
Tampilan  yang  diberikan  dari  setup berupa  pilihan-pilihan  mulai  dari  Material yang  digunakan,  kondisi  batas,  Temperatur inlet  dan  outlet  gas,  laju  aliran  massa  gas serta  temperature  lainnya  sekitar  tungku.
Selanjutnya adalah memlih model matematik yang digunakan untuk
menyelesaikan dari analisis di atas. Berkutnya  adalah  memasukan  step  dan jumlah iterasi yang dipakai dalam perhitungan matematik tersebut. Pada penelitian  ini  jumlah  iterasi  yang  digunakan sebanyak 1000 dengan step 1.
e. Solution Solution adalah  pemilihan  persamaan
matematik  yang  diambil  dalam  analisis meliputi  metoda  yang  dipakai,  akurasi  dan tingkat  perhitungan  yang  akan  digunakan. Disamping  itu  pemilihan  meliputi  persamaan persamaan yang sesuai dengan tingkat ketelitian  dari  setiap  perhitungan.  Penunjukan hasil perhitungan diberikan dengan nilai selisih awal  dan  akhir  dari  tiap  perhitungan. Perhitungan  dari  tiap  tiap  persamaan  disajikan dalam  bentuk  grafis  dan  angka-angka  seperti berikut:
Gambar 6. Iterasi Perhitumgan

## f. Result
Hasil  akhir  yang  diperoleh  dari  solution. Hasil  ini  berupa  gambar  sebaran  panas, kerugian  tekanan  maupun  lainnya  yang diperlukan  dalam  analisi  di  atas.  Hasil  dari perhitungan  untuk  temperature  total  dari perhitungan disajikan dalam kontur temperature  disetiap  bagian  tungku  tersebut seperti gambar berikut:
Gambar 7. Kontur tungku dengan distribusi temperatur

## 3.2 Kebutuhan Kalor Tungku
Kalor yang  dibutuhkan  untuk memanaskan  dan  mencairkan  aluminum yang berada didalam tungku terdiri atas:
Kalor peleburan aluminum
Kalor untuk memanaskan dan mencairkan  aluminum  sebanyak  ma  =  5  kg terdiri  atas  proses  pemanasan,  perubahan fasa  dan  pencairan.  Perhitungan  dapat digunakan  persamaan  2.2  dan  2.4  sebagai berikut :
a. Pemanasan aluminum :
Pemanasan sensibel aluminum dimulai dari  temperatur  lingkungan  T  =  32 o C hingga  temperatur  Ta  =  660 o C.  Dari  tabel 2.1,  panas  jenis  aluminum  Cp  =  0,2227 cal/gr o C atau 964,7 J/kg o C  Qa = 5 kg 964,7 J/kg o C (660 – 32) o C Qa = 603.029.158 J
b. Pemanasan laten Pemanasan laten terjadi pada
temperatur  Ta  =  660 o C.  Aluminum  akan mengalami perubahan warna dan akan mulai mencair.  perhitungan  pemanasan  laten menggunakan  persamaan  2.3  dengan  nilai kalor laten aluminum ha = 98000 kal/kg
Qb = 5 kg (98000) kal/kg 4,2 J/kg Qb = 2.058.000  J
c. Pencairan
Proses  pencairan  ( melting )  aluminum terjadi  mulai  temperatur    660 o C  sampai temperatur  720 o C  .  Dengan  persamaan  2.4 maka diperoleh :
Qc = 5 kg  961,7 J/kg o C (720 – 660) o C Qc = 288.510  J
Sehingga  kalor  yang  dibutuhkan  oleh alumunium  dihitung  dengan  persamaan  2.5 adalah :
Qp = Qa + Qb + Qc Qp = 603.029.158 J +2.058.000 J + 288510 J Qp = 605.375.668 J

## Kalor pada dinding cawan
Besarnya kalor yang diserap oleh cawan dengan berat 23 kg dihitung dengan persamaan 2.6.

Qk = 23 kg 1200 J/kg o C (720 – 32) o C Qk =  18988800 J

## Kalor pada dinding tungku
Dinding  penguat  terdiri  dari  lapisan susunan bata tahan api dan pelat baja sehingga perhitungannya  dibagi  menjadi  dua  bagian, yaitu :
a. Kalor pada bata tahan api
Kalor  yang  diserap  oleh  sekeliling  bata tahan  api  besarnya  dapat  dihitung  bila temperatur  rata-rata  dinding  luar  bata  dan dinding  bagian  dalam  bata  diketahui.  Dalam perhitungan ini diasumsikan bahwa temperatur dinding  bata  bagian  dalam mempunyai temperatur  rata-rata  Tbd  =  650 o C  dan temperatur  bagian  luar  bata  Tbl  =  50 o C. sehingga temperatur rata-rata bata adalah :
o C o C Massa bata yang dipakai dalam perancangan memiliki ketinggian hb = 0,51 m, diameter  bata  bagian  luar  Dbl  =  0,57  m  dan diameter  bata  bagian  dalam  Dbd  =  0,33  m. Maka massa bata yang dipakai adalah : mb =  b  /4 (Dbl –Dbd) hb mb = 1600 kg/m 3 3,14/4 (0,57 – 0,33) m 0,51m mb = 153,73 kg Sehingga kalor yang diserap adalah : Qd = 153,73 kg 960 J/kg o C (350 – 32) o C Qd = 46930694 J
b. Kalor pada dinding pelat
Jumlah  kalor  yang  diserap  dinding  pelat perhitungannya sama seperti dengan kalor yang diserap  oleh  dinding  bata.  Dengan  ketebalan dinding  pelat  sebesar  tp  =  1  mm  dan  tinggi pelat sama dengan tinggi dinding bata hp = 510 mm, maka berat pelat adalah : mp =  p  /4 tp hp mp = 7833 kg/m 3 3,14/4 0,001 m 0,51 m mp = 3,14 kg
Temperatur  bagian  luar  dinding  pelat diperkirakan  40 o C  dan  temperatur  bagian dalam  pelat  adalah  50 o C,  maka  beda temperatur  rata-rata  dinding  pelat  antara bagian dalam dan luar adalah :
Tp = 90/2 o C Tp = 45 o C maka  kalor  yang  diserap  oleh  dinding  pelat Qdp sebesar :
Qdp = 3,14 kg 465 J/kg o C (45 – 32) o C Qdp = 18981,3 J
c. Kalor pada penutup cawan
Kalor  yang  diserap  oleh  penutup cawan  tuang  dihitung  berdasarkan  berat adukan  pasir  dan  semen  pengikat  yang diletakan  pada  pelat  penutup.  Dimater  pelat penutup sama dengan diameter dinding pelat yaitu Dp = 57 cm dengan ketebalan tp = 2,5 cm.  Perbandingan  adukan  penutup,  2  kg pasir  dengan  1  kg  semen.  Volume  penutup cawan tuang adalah :
Vp =  /4 (Dp) 2 tp Vp = 3,14/4 (0,57) 2 m 2 0,025 m Vp = 0,00638 m 3
karena  perbandingan  pasir  dan  semen  2  :  1, maka berat penutup adalah : mp  =  2/3  pasir  (2100  kg/m 3 )  0,00638  m 3 + 1/3 semen (1700 kg/m 3 ) 0,00638 m 3
mp = 8,93 kg pasir + 3,11 kg semen mp = 12,55 kg adukan
Karena dominasi pasir lebih besar dari semen  tahan  api  maka  panas  jenis  diambil dari  pasir  tahan  api  sebesar  Cpp  =  320 J/kg o C.  Temperatur  bagian  luar  penutup diasumsikan  sebesar  60 o C  dan  temperatur penutup  bagian  dalam  sebesar  650 o C. sehingga  beda  temperatur  penutup  bagian luar dan dalam adalah :
Tpp = (650 + 60) o C/2
Tpp = 355 o C maka  kalor  yang  diserap  penutup  cawan tuang adalah :
Qpp = 12,55 kg 320 J/kg o C (355 – 32) o C Qpp = 1297168 J
Kalor gas buang Hasil  pembakaran  gas  LPG  dalam ruang  pembakaran  tidak  seluruhnya  dapat
digunakan untuk mencairkan aluminum, sebagian  akan  keluar  melalui  saluran  gas buang.  Dengan  asumsi  bahwa  temperatur  gas buang yang keluar lewat cerobong sebesar 600 o C,  maka  panas  gas  buang  melewati  cerobong adalah :
Qg = mg cpg (Tgo) Qg = 1 kg 1200 J/kg o C 600 o C
Qg = 720000 J
Sehingga panas yang diperlukan untuk kebutuhan tungku crusible adalah :
Qt = Qp + Qk + Qd + Qdp + Qpp + Qg Qt = 605831, 605.375.668 J + 18988800 J + 46930694 J + 18981, 3 J+ 1297168 J +720000J Qt = 673.331.311,3 J

## 3.3 Pemakaian Bahan Bakar
Bahan  bakar  gas  yang  dipakai  untuk memanaskan dan mencairkan aluminum dalam tungku dihitung
berdasarkan pada kesetimbangan  energi.  Dari  perhitungan  kalor di  atas  diperoleh  kebutuhan  panas  Qt  = 673.331.311,3  J,  maka  massa  gas  yang diperlukan adalah : mg = Qt / LHV mg =
mg = 1.73 kg/s
3.4 Pengaruh jarak inlet pembakaran Jarak inlet gas  masuk  pada  tungku dengan  laju  aliran  massa  gas  1,73  kg/s  dan temperature  kerja  sebesar  800 o C  memberikan distribusi temperature yang bseragam diseluruh bagian.  Beberapa  bagian  permukaan  luar tungku  menunjukan  bahwa  tungku  masih memilki temperature yang tinggi sebesar 70 o C. Pada  saluran  outlet  gas,  temperature  gas keluar  berkisar  antara  300  –  400 o C.  tingginya temperatur  gas  akibat  penyerapan    panas  yang rendah pada permukaan kowi.
Gambar 8. Distribusi gas panas dalam ruang bakar  hasil  dari simulasi
Luas bidang panas kowi yang dipanaskan  hanya  sebagian  saja  karena permukaan  lainnya  ditutupi  oleh  bata  tahan api.  Sehingga  aluminum  yang  berada  dalam tungku tidak mencapai temperature cair yang diinginkan sebesar 720 o C.
3.5 Pengaruh laju aliran massa gas
Laju aliran massa gas yang digunakan  dalam  simulasi  menggunakan laju  aliran  massa  gas  pembakaran  1,73 kg/s.  Hasil  akhir  dari  simulasi  dapat dilihat gambar berikut:
Gambar 9. Distribusi laju gas panas dalam ruang bakar hasil dari simulasi

## 4. KESIMPULAN
Tungku hasil modifikasi adalah tungku crusibel dengan  kapasitas  5  kg  Aluminum.
temperatur kerja terdiri dari :
1. Proses  pemanasan  pada  temperatur 660 o C dan temperatur pencairan sebesar 720 o C.
2. Proses pencairan Aluminum digunakan  cawan  tuang  dari  bahan
kowi  yang  dipasang  pada  bata  tahan  api yang disusun pada pelat drum. 3. Dimensi tungku mempunyai tinggi 51 cm dan  diameter  57  cm.  sedangkan  untuk dimensi cawan tuang diameter 33 cm dan tinggi.
4. Perubahan dan modifikasi dilakukan pada ruang  bakar  gas,  kapasitas  bahan  baku, bahan  bakar  yang  dipakai  dan  saluran buang gas pembakaran.
5. Dari  hasil  simulasi,  pembakaran  berjalan sempurna  dan  temperatur  cawan  mampu memanaskan  aluminum  hingga  akan mencair  tetapi  jumlah  bahan  bakar  gas sangat besar. Pada laju aliran massa 1,73 kg/s permukaan kowi mengalami temperatur mencapai 760 o C.

## REFERENSI
[1] F. M. White, Fluid Mechanics . WCB/McGraw-Hill, 1999.
[2] W. C. Reynolds, Termodinamika Teknik , Ed.ke-2. Erlangga, 1996.
[3] M.  L.  Begeman,  B.  H.  Amstead,  P.  F.
Ostwald, dan P. F. Ostwald, Manufacturing  Processes ,  7th  Edition. John Wiley & Sons, 1979. [4] Y. Cengel dan M. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach , 8 ed. 2016. [5] A.  W.  Culp, Prinsip-Prinsip  Konversi Energi . Erlangga, 1996.
[6] J.  P.  Holman, Perpindahan  Kalor ,  Ed.
ke.6. Erlangga, 1984.
[1] F. M. White, Fluid Mechanics .
WCB/McGraw-Hill, 1999.
[2] W. C. Reynolds, Termodinamika Teknik , Ed.ke-2. Erlangga, 1996.
[3] M.  L.  Begeman,  B.  H.  Amstead,  P.  F. Ostwald, dan P. F. Ostwald, Manufacturing  Processes ,  7th  Edition.
John Wiley & Sons, 1979. [4] Y. Cengel dan M. Boles, Thermodynamics: An Engineering
Approach , 8 ed. 2016.
[5] A.  W.  Culp, Prinsip-Prinsip  Konversi Energi . Erlangga, 1996.
[6] J.  P.  Holman, Perpindahan  Kalor ,  Ed. ke.6. Erlangga, 1984
[7] Shigley,J.E,
and L.D. Mitchell, Perancangan  Teknik  Mesin Edisi  Keempat, Jilid  2.  Jakarta: Erlangga, 1993.
[8]    Kreit,  Frank, Perpindahan  Panas, Thrid  Edition ,  Mc  Graw-Hill,  New York, 1994
[9] Warkodim,  Iko  dkk,  Laporan  Proyek Akhir, Perancangan  dan  Pengujian Tungku  Crusible  Kapasitas  10  kg , Teknik  Mesin  Unsika,  Karawang,
2012
[10]   B.  T.  Sofyan, Pengantar  Material Teknik Edisi Kedua. 2021.
[11]   A.  Leman,  T.  Tiwan,  M.  Mujiyono, Tungku  Krusibel  Dengan  Economizer Untuk Praktik Pengecoran Di Jurusan Pendidikan Teknik Mesin  FT UNY, J. Din. Vokasional Tek. Mesin vol. 2, no.
1, p. 21, 2017, doi:
10.21831/dinamika.v2il.13496.