BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Pendekatan Penelitian Pendekatan penelitian adalah metode yang digunakan untuk mendekatkan permasalahan yang diteliti sehingga dapat menjelaskan dan membahas permasalahan secara tepat. Tugas akhir ini menggunakan metode penelitian dengan melakukan pengujian dalam bentuk eksperimen yang dilakukan pada pompa di alat simulator radiator Denso 16410 BZ010. Pengujian yang dilakukan yaitu menghitung daya untuk menghasilkan aliran fluida oleh pompa sentrifugal jenis khusus yang digunakan. Pola pendekatan yang diambil adalah dengan one shot model dimana pendekatan hanya pada kecepatan aliran dalam satu putaran siklus dengan variasi bukaan kran atau katup yang diulang sebanyak tiga kali untuk pengumpulan data secara akurat. Data tersebut diambil dari proses penelitian terhadap alat simulator sistem pendingin radiator. Universitas Mercu Buana 71
3.2. Desain Kontruksi Alat Simulator Langkah-langkah dalam pembuatan alat simulator: Memotong plat siku dengan ukuran panjang 82 cm, lebar 60 cm, dan tinggi 40, dengan tebal 3 mm. Plat dibuat lubang ukuran 2 cm dengan bor pada setiap sisi. Pasang plat siku dengan baut dan mur 12 pada sisi luar, hingga menjadi kerangka berbentuk persegi panjang. Kemudian pasang roda-roda pengunci. Tempatkan bak penampung yang sudah dibentuk pada dudukan dengan memberikan penahan plat siku yang sudah dilubangi. Pasang baut dan mur 12. Pasang stop kran (globe valve) dengan perekat pipa pada lubang penampung. Sambungkan pipa PVC dengan perekat pipa ke sambungan union dari stop kran. Sambungkan pipa bentuk tee drat dengan perekat pipa dari sambungan union ke pipa berikutnya. Tempatkan alat ukur vacuum gauge pada sambungan tee. Sambungkan pipa PVC dengan perekat pipa dari sambungan tee ke pompa. Tempatkan pompa sentrifugal dengan memberikan dudukan alas dengan menggungakan plat siku. Pasang plat siku dengan baut dan mur 12. Sambungkan faucet socket dengan slotip putih dengan cara diputar pada Universitas Mercu Buana 72
dratnya, tempatkan pada posisi atas pompa. Sambungkan pipa tee dengan perekat pipa dari faucet socket ke valve socket. Tempatkan alat ukur pressure gauge pada sambungan tee. Sambungkan valve socket drat dari sambungan pipa tee ke gate valve dengan slotip putih. Pasang gate valve dari sambungan valve socket ke flowmeter dengan slotip putih. Pasang faucet socket dari flowmeter dengan slotip putih ke sambungan elbow 90 0 dengan perekat pipa. Sambungkan pipa PVC dari elbow 90 0 ke sambungan elbow 90 0. Tempatkan heater dengan memberikan dudukan alas plat siku, yang sudah dibuat dengan gulungan kawat didalamnya, yang sudah dipasang dengan thermostart. Pasang thermometer pada heater. Sambungkan pipa PVC dari elbow 90 0 ke heater. Sambungkan pipa PVC dari heater ke radiator. Pasang thermometer pada sambungan pipa PVC. Tempatkan raditor, kipas angin dan exhaust fan diatas kerangka secara sejajar, memberikan plat dudukan sebagai penahan. Sambungkan pipa PVC dari radiator ke sambugan elbow 90 0 sambungkan pipa PVC ke sambungan elbow 90 0. Sambungkan pipa PVC dari elbow 90 0 ke penampung. Universitas Mercu Buana 73
Setelah proses pembuatan simulator dan pemasangan atau isntalasi. Dapat digambarkan sistem kerja dari simulator radiator dengan menggunakan skema diagram yang ditunjukan pada gambar 3.1 dan dibuat sketsa tiga dimensi pada gambar 3.2. POMPA HEATER DENGAN TERMOSTAT DAN HEATER PIPA PVC DENGAN TERMOMETER PENAMPUNG AIR PIPA PVC DENGAN TERMOMETER RADIATOR DENGAN FAN Gambar 3.1 Skema Sistem Kerja Simulator Radiator Gambar 3.2 Sketsa Tiga Dimensi Sistem Kerja Simulator Radiator Universitas Mercu Buana 74
Gambar 3.3 Sketsa Dua Dimensi Sistem Kerja Simulator Radiator 3.3. Menganalisa Data Data-data yang dikumpulkan dari analisa ini dilakukan dengan kondisi pompa dihidupkan. Debit aliran air yang mengalir dari penampung ke heater dapat disesuaikan dengan globe valve dan gate valve.. Dapat dilihat pada gambar 3.4 untuk pengaturan bukaan katup atau disebut juga kran dan data-data tersebut dikumpulkan dengan perbandingan bukaan kran, sebagai berikut: 1. Bukaan Katup Penuh P1 = 0,2, P2 = 0,2, Q = 12 liter/menit. 2. Bukaan Katup ½ P1 = 3 cmhg = 0,04, P2 = 0,04, Q = 6 liter/menit. 3. Bukaan Katup ¼ P1 = 5 cmhg = 0,06, P2 = 5 cmhg = 0,06, Q = 3 liter/menit. Universitas Mercu Buana 75
Gambar 3.4 Bukaan Kran Pada Penampung dan Pada Flowmeter 3.4. Waktu dan Tempat Penelitian 1. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada 03 Juli 2014 dan 12 Agustus 2014. 2. Tempat pelaksanaan eksperimen dilakukan di Laboratorium Proses Produksi Universitas Mercu Buana. 3.5. Perhitungan yaitu: Dalam melakukan perhitungan digunakan rumus Persamaan Bernoulli, 3.6. Prosedur Penelitian 1. Simulator penelitian Simulator penelitian yang digunakan adalah alat simulasi radiator, merupakan alat bantu pengukuran terintegrasi, yang didalamnya terdapat Universitas Mercu Buana 76
beberapa komponen alat dan alat instrument pengukur. Alat tersebut nantinya yang akan digunakan untuk melakukan pengambilan data penelitian. Alat ini merupakan kumpulan beberapa komponen alat dan alat ukur yang ada di dalamnya, beberapa komponen saling berhubungan untuk dapat menghasilkan data hasil pengukuran. Komponen alat dan alat ukur tersebut antara lain: a. Bak Penampung Bak Penampung digunakan untuk menampung air, dengan spesifikasi sebagai berikut : Panjang = 15 cm Lebar = 15 cm Tinggi = 27 cm Volume = 6.075 cm Diameter lubang = 5 cm Gambar 3.5 Bak Penampung Universitas Mercu Buana 77
b. Radiator Radiator yang digunakan pada alat simulator berjenis radiator untuk kendaraan mobil Toyota Avanza dengan spesifikasi sebagai berikut: Merk : DENSO Jenis : 16410 BZ010 Berat : 6 Kg Gambar 3.6 Radiator c. Water Heater Water heater merupakan pengganti engine pada mobil yang dialiri air dan yang menyebabkan suhu air menjadi panas. Water heater digunakan untuk memanaskan air pada alat simulator memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk Heater : INTRA Daya : 600 watt Bentuk wadah : Tabung Bahan wadah : Stainless Steel Ukuran wadah : diameter 14 cm, tinggi 20 cm Universitas Mercu Buana 78
Gambar 3.7 Water Heater d. Water Pump Water pump yang digunakan untuk mengalirkan air pada alat simulator memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk : Yamano Jenis : HP 2500 Daya : 60 watt H. Max : 2,8 meter Q. Max : 2500 liter/jam Arus : 220 A Tegagan : 240 v/50 Hz Gambar 3.8 Water Pump Universitas Mercu Buana 79
e. Kipas Angin Kipas angin merupakan alat bantu untuk menghembuskan angin terhadap kisi kisi radiator. Pada mobil, kisi kisi radiator mendapat hembusan angin dari udara luar pada saat berhenti maupun bergerak melalui celah celah bumper depan. Kipas angin yang digunakan pada alat simulator adalah berjenis kipas angin dengan spesifikasi sebagai berikut: Merk : SEKAI Jenis : HFN 1050 Daya : 35 watt Ukuran : 10 inchi Gambar 3.9 Kipas Angin f. Exhaust Fan Exhaust merupakan pengganti dari kipas radiator yang fungsinya untuk mengalirkan udara yang melalui kisi kisi radiator. Exhaust yang digunakan pada alat simulator memiliki spesifikasi sebagai berikut: Universitas Mercu Buana 80
Merk : MIYAKO Jenis : KET 1201 Daya : 40 watt Ukuran : 12 inchi Gambar 3.10 Exhaust Fan g. Pipa Pipa merupakan pengganti dari selang radiator yang fungsinya untuk mengalirkan air dalam sistem sirkulasinya. Pipa yang digunakan pada alat simulator memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk : WAVIN Jenis : TIGRIS GREEN PN 20 Bahan : PP R (Polypropylene Random) type 3 Ukuran : 3/4 inchi Ketahananan : Hingga 95 o C Gambar 3.11 Pipa Universitas Mercu Buana 81
h. Thermometer Thermometer berfungsi untuk mengukur suhu air pada water heater dan pipa keluar aliran air radiator. Thermometer yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk : STEINN Jenis : Thermometer analog Range : 0 o C samapi dengan 100 o C Ketelitian : 1 o C Gambar 3.12 Thermometer i. Flowmeter Flowmeter berfungsi untuk mengukur debit aliran air yang dialirkan oleh water pump. Flowmeter yang digunakan mimiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk : WIEBROCK Jenis : Glass Tube Flowmeter Range : 4 LPM sampai dengan 36 LPM Ketelitian : 2 LPM Universitas Mercu Buana 82
Gambar 3.13 Flowmeter j. Anemometer Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran udara yang berhembus ke radiator. Anemometer yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk : TECPEL Jenis : AVM 702 Range : 0,8 m/s sampai dengan 30,0 m/s Ketelitian : 0,01 m/s Gambar 3.14 Anemometer k. Vacuum Gauge Vacuum Gauge berfungsi untuk mengukur tekanan isap yang masuk ke dalam pompa sentifugal, karena adanya udara yang masuk. Vacuum Gauge yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: Universitas Mercu Buana 83
Merk : STEINS Model : IS20Z2L Range : -76CMHG/-30 " HG-0 Gambar 3.15 Vacuum Gauge l. Pressure Gauge Pressure Gauge berfungsi untuk mengukur tekanan yang keluar setelah dari pompa sentrifugal, karena adanya dorongan daya yang terjadi. Pressure Gauge yang digunakan spesifikasi sebagai berikut: Merk : STEINS Model : IS20Z2L Range : 0-2 kgcm 2 /30 psi Gambar 3.16 Pressure Gauge Universitas Mercu Buana 84
2. Persiapan Pengujian Sebelum melakukan pelaksanaan pengujian, semua peralatan serta komponen harus diperiksa dan diatur agar dapat dioperasikan dengan baik. Hal hal yang perlu dilakukan sebelum pengujian adalah sebagai berikut: Siapkan alat simulator. Periksa semua komponen dan alat ukur pada alat simulator sebelum digunakan. Hidupkan alat simulator. 3. Pelaksanaan Pengujian Pengujian alat simulator ini dilakukan beberapa kali agar memperoleh data data yang lebih meyakinkan. Data data yang telah diambil dari pengujian dimasukkan ke dalam tabel data. Data yang diambil dari pengujian alat simulator ini antara lain: Tekanan sisi isap. Kecepatan aliran. Debit aliran air. Daya. Tekanan sisi buang. 4. Rancangan Percobaan Penelitian ini akan mencari daya yang dihasilkan oleh pompa pada saat fluida mengalir pada alat simulator sistem pendigin radiator. Penelitian ini menggunakan tiga variasi debit aliran, tekanan sisi isap, dan tekanan sisi buang yang akan melaju alirannya. Universitas Mercu Buana 85
3.7 Diagram Alir Penelitian Mulai Desain Konstruksi Alat Simulator (pengukuran, pemotongan, dan pengeboran) Pemasangan Pipa, Komponen Alat, dan Alat Ukur Pada Simulator Radiator Masalah? Ya Pengujian Sistem Simulator Radiator 1. Bukaan Katup Penuh 2. Bukaan Katup ½ 3. Bukaan Katup ¼ Tidak Pengukuran Variasi Debit dan Tekanan 1. Variasi Debit Aliran Air (4, 6, 12 lt/menit) 2. Variasi Tekanan Isap (0,06 kg/cm 2, 0,04 kg/ cm2, 0,2 kg/cm 2 ) 3. Variasi Tekanan Buang (0,2 kg/cm 2, 0,6 kg/cm 2, 0,2 kg/cm 2 ) Analisa Data dan Perhitungan Persamamaan Bernoulli Kesimpulan dan Saran Stop Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian Kecepatan Aliran Fluida Terhadap Daya Penggerak Pompa Sentrifugal Universitas Mercu Buana 86