PENGARUH KECEPATAN ALIRAN UDARA TERHADAP EFEKTIFITAS RADIATOR

PENGARUH KECEPATAN ALIRAN UDARA TERHADAP EFEKTIFITAS RADIATOR Skripsi Diajukan Dalam Rangka Menyelesaikan Studi Strata 1 Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Oleh: Lukman Bani Adam 5201401048 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006

HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan didepan Sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang pada: tanggal : Ketaua PANITIA UJIAN Sekertaris Drs. Pramono Drs. Supraptono, M.Pd. NIP. 131 474 226 NIP 131 125 645 TIM PENGUJI Pembimbing I Ketua Penguji I Drs. M. Burhan R.W, M.Pd. Drs. M. Burhan R.W, M.Pd. NIP.131 764 025 NIP.131 764 025 Pembimbing II Anggota Penguji II Hadromi S.Pd., M.T Hadromi S.Pd., M.T NIP.132 093 201 NIP.132 093 201 Anggota Penguji III Drs. Winarno D R, M.Pd. NIP. 130 914 969 Mengetahui Dekan Fakultas Teknik. UNNES Prof. Dr. Susanto NIP. 130 875 753 ii

PERNYATAAN Saya menyatakan bahwa yang tertulis dalam skripsi ini benar-benar hasil karya saya sendiri, bukan jiplakan dari hasil karya orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya. Pendapat atau temuan orang lain yang terdapat dalam skripsi ini dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah. Semarang, Februari 2006 Lukman Bani Adam NIM. 5201401048 iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto: Hidup adalah perpindahan dari satu cobaan ka cobaan lain. Orang yang sukses membekali hidupnya dengan syukur dan sabar... (K.H. Abdullah Gymnastiar). Orang-orang yang berhasil di dunia ini adalah orang-orang yang bangkit dan mencari keadaan yang mereka inginkan dan jika tidak menemukanya, mereka akan membuatnya sendiri...(khalil Gibran) Konsep pertama yang harus kita miliki kalau ingin unggul di dunia dan akherat adalah mempunyai keunggulan dzikir kepada Allah sehingga kita selalu dalam ketentraman... (K.H. Abdllah Gymnastiar). PERSEMBAHAN Karya ini aku persembahkan untuk : 1. Ayah dan Ibu tercinta atas segala do a, kasih sayang serta pengorbanan yang tak pernah mampu ananda balas. 2. Kakakku tersayang, Yayan, Erick dan Adikku yang telah menjadi inspirasiku. 3. Yang tersayang Endah Setya N. 4. Sahabat sahabatku di IMTIHAN kost. iv

ABSTRAK Lukman Bani Adam, 2006. Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap Efektifitas Radiator. Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang. Sistem pendingin pada mobil berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin yang terjadi akibat pembakaran dari ruang bakar. Sistem pendingin pada mesin menggunakan suatu alat yang berupa Radiator, dimana radiator sebagai alat untuk menurunkan temperatur air pendingin. Radiator bekerja berdasarkan hembusan udara dari kipas pendingin yang menumbuk radiator. Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah: (1) Adakah pengaruh besarnya kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator, (2) Seberapa besar pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui adakah pengaruh dan seberapa besar pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator. Penelitian ini menggunakan suatu alat penelitian yang diberi nama radiator tester. Penelitian yang dilakukan dengan jalan memvariasikan kecepatan aliran udara, mengukur suhu udara sebelum dan setelah menumbuk radiator dan mengukur suhu air pendingin sebelum masuk dan setelah keluar dari radiator. Alat ini dapat mudah dipasangkan pada setiap mesin, baik itu mesin engine stand maupun pada mesin mobil yang sesungguhnya. Metode penelitian ini menggunakan teknik analisa data Diskriptif. Berdasarkan analisa dengan menggunakan grafik hubungan laju aliran udara, suhu air pendingin dan Efektifitas bahwa nilai Efektifitas Radiator akan meningkat sebanding dengan kecepatan aliran udara. Berdasarkan uraian yang telah disampaikan dapat ditarik simpulan, ada pengaruh antara kecepatan aliran udara dengan Efektifitas Radiator. Hal ini dapat dibuktikan bahwa nilai Efektifitas Radiator akan meningkat seiring dengan kenaikan kecepatan aliran udara begitu pula sebaliknya nilai efektifitas radiator cenderung turun seiring dengan penurunan kecepatan aliran udara. Dalam penelitian ini banyak mengalami kesulitan dikarenakan material yang digunakan untuk membuat radiator tester terbuat dari pipa PVC sehingga seringnya mengalami kebocoran dan tidak tahan digunakan pada suhu yang tinggi, untuk menyempurnakan penelitian ini sebaiknya menggunakan pipa kuningan. Kata kunci : Radiator, Efektifitas, pendinginan dan aliran udara v

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i ABSTRAK... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Alasan Pemilihan Judul... 1 B. Identifikasi dan Perumusan Masalah... 6 C. Tujuan Penelitian... 7 D. Manfaat Penelitian... 8 E. Penegasan Istilah... 8 F. Sistematika Skripsi... 10 BAB II LANDASAN TEORI... 12 A. Landasan Teori... 12 B. Kerangka Berpikir... 30 BAB III METODE PENELITIAN... 32 vi

A. Pendekatan Penelitian... 32 B. Variabel Penelitian... 32 C. Waktu dan Tempat Penelitian... 33 D. Prosedur Penelitian... 33 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 44 A. Hasil Penelitian... 44 B. Pembahasan Hasil Penelitian... 50 C. Keterbatasan Penelitian... 53 BAB V SIMPULAN DAN SARAN... 54 A. Simpulan... 54 B. Saran... 55 DAFTAR PUSTAKA... 56 LAMPIRAN... 57 vii

DAFTAR TABEL Tabel 1 Konduktifitas termal berbagai bahan... 13 Tabel 2 Data rata-rata Eksperimen pada kecepatan aliran udara 3 m/s... 42 Tabel 3 Data rata-rata Eksperimen pada kecepatan aliran udara 3,5 m/s... 42 Tabel 4 Data rata-rata Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s... 43 Tabel 5 Data rata-rata Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s... 43 Tabel 6 Data rata-rata Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s... 43 Tabel 7 Tabel 8 Tabel 9 Data rata-rata eksperimen dengan penahanan pada kecepatan aliran udara 4 m/s... 45 Data rata-rata eksperimen dengan penahanan pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s... 46 Data rata-rata eksperimen dengan penahanan pada kecepatan aliran udara 5 m/s... 46 viii

DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Perpindahan kalor konveksi dari suatu plat... 14 Gambar 2 Perpindahan kalor menyeluruh... 16 Gambar 3 Pendinginan air dengan tekanan pada mesin... 17 Gambar 4 Perpindahan kalor gabungan melalui dinding datar... 18 Gambar 5 Contoh-contoh konfigurasi penukar kalor kompak... 19 Gambar 6 Konstruksi radiator... 25 Gambar 7 Pompa air... 25 Gambar 8 Kipas pendingin... 26 Gambar 9 Konstruksi kipas pada mesin (fan)... 27 Gambar 10 Katup Thermostat... 28 Gambar 11 Thermometer dan Flowmeter... 34 Gambar 12 Regulator... 35 Gambar 13 Anemometer... 36 Gambar 14 Pemasangan alat uji pada engine... 43 Gambar 15 Grafik hubungan laju aliran udara, suhu air pendingin dan Efektifitas Radiator... 46 Gambar 16 Grafik hubungan kecepatan aliran udara terhadap efektifitas Radiator... 49 ix

KATA PENGANTAR Dengan mengucap syukur kehadirat Allh SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator Maksud dari penyusunan skripsi ini adalah untuk memenuhi dan melengkapi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada program studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Dalam menyusun skripsi ini, penulis memperoleh bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan kerendahan hati, penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Drs. H. Ari Tri Sugito, S.H.,M.M. Rektor Universitas Negeri Semarang. 2. Prof. Dr. Susanto, M.Pd. Dekan FT Universitas Negeri Semarang. 3. Drs. Pramono, Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Universitas Negeri Semarang. 4. Drs. M. Burhan R W, M.Pd., Dosen pembimbing I yang penuh perhatian dan kesabaran dalam memberikan bimbingan. 5. Drs. Hadromi, M.T., Dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan dan petunjuk dalam penulisan Skripsi. 6. Drs. Winarno, selaku Dosen penguji 7. Drs. Widi Widayat, selaku Dosen pembimbing lapangan yang telah memberikan bimbingan, petunjuk dan saran dalam penyusunan skripsi. x

8. Bapak-bapak Dosen, yang telah memberikan bekal ilmu yang tidak ternilai harganya selama belajar. 9. Ayah dan ibu serta kakak-kakak ku yang telah memberikan dorongan baik moril maupun spirituil untuk menyelesaikan skripsi ini. 10. kawanku semua di kelas Pend. Teknik Mesin 01 yang telah memberikan motivasi dalam pembuatan skripsi ini. 11. semua pihak yang terkait yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Akhirnya dengan segala kerendahan hati yang tulus penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca dan pihak-pihak yang bersangkutan. Semarang, Februari 2006. Penulis xi

BAB I PENDAHULUAN A. ALASAN PEMILIHAN JUDUL Kemajuan teknologi bidang otomotif berkembang sangat pesat mendorong manusia untuk selalu mempelajari ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam dunia otomotif khususnya pada mesin motor bakar dikenal berbagai macam sistem yang bekerja. Sistem-sistem tersebut bekerja saling berkaitan antara satu dengan yang lainnya, sehingga apabila salah satu dari sistem tersebut mengalami kerusakan, maka mesin mobil akan mengalami kerusakan. Mesin dapat digambarkan secara sederhana sebagai sebuah sistem yang terdiri dari beberapa sistem pendukung yang bekerja secara simultan dan terintegrasi. Suatu mesin didalamnya terdapat beberapa sistem pendukung yang bekerja sekaligus. Sistem sistem tersebut antara lain : 1. Sistem Kelistrikan 2. Sistem Bahan Bakar 3. Sistem Pelumasan 4. Sistem Pendinginan Sistem sistem tersebut melakukan kerja secara bersamaan sehingga menghasilkan kerja mesin yang merupakan output dari mesin itu sendiri. Sistem pelumasan dan pendinginan merupakan sistem pendukung dari kerja mesin. Kedua sistem ini bukanlah sistem utama yang menjadi dasar suatu mesin (engine) untuk melakukan kerja dan usaha, namun demikian kedua sistem ini mempunyai 1

2 fungsi yang sangat vital. Sistem ini secara garis besar sebagai pelindung kerja mesin, sehingga kinerjanya dapat dipertahankan dalam jangka waktu yang relatif lebih lama. Sistem pelumasan merupakan sistem yang berfungsi sebagai media pelumasan bagian bagian mesin (engine) yang bergerak sebagai pendukung kerja. Mesin akan dapat bekerja apabila komponen komponen pendukung didalamnya bergerak (moving part). Gerakan gerakan komponen tersebut menghasilkan gesekan yang pada akhirnya menimbulkan keausan pada komponen komponen mesin. Keausan tersebut pada akhirnya mengurangi kinerja mesin. Sistem pendingin pada mobil berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin yang terjadi akibat pembakaran dari ruang bakar. Proses pembakaran selanjutnya akan menghasilkan tenaga mekanis yang kemudian akan menggerakkan mesin. Akibat lain dari proses pembakaran adalah adanya panas yang apabila tidak didinginkan akan merusak komponen dari mesin itu sendiri. Sistem pendinginan (cooling sistem) adalah suatu rangkaian untuk mengatasi terjadinya over heating pada mesin agar mesin dapat bekerja secara optimal. Sistem pendinginan berfungsi sebagai absorber panas yang dihasilkan oleh mesin yang berasal dari proses pembakaran dalam silinder, panas ini tentunya sangat mengganggu jika dibiarkan begitu saja karena akan menimbulkan over heating, hal tersebut menjadi suatu perhatian karena temperatur yang berlebihan akan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut. Bila sifat serta bentuk komponen telah berubah dipastikan kinerja mesin

3 akan terganggu sehingga kinerja mesin tidak akan bekerja secara maksimal, yang pada giliranya usia mesin tidak akan lama. Sistem pendinginan pada mesin berfungsi sebagai pelindung mesin dengan cara menyerap panas. Panas mesin dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dalam silinder. Panas tersebut merupakan suatu hal yang sengaja diciptakan untuk menghasilkan tenaga, namun jika dibiarkan akan menimbulkan panas yang berlebihan (over heating effect). Panas yang berlebihan itu menjadi penyebab berubahnya sifat sifat mekanis serta bentuk dari komponen mesin. Sifat serta komponen mesin bila telah berubah akan menyebabkan kinerja mesin terganggu dan mengurangi usia mesin. (Maleev, 1982 : 374). Sistem pendinginan yang biasa digunakan pada mesin ada 2 macam, yaitu : 1. Sistem Pendinginan Udara. 2. Sistem Pendinginan Air. 1. Sistem pendinginan udara. Pada sistem ini panas yang dihasilkan dari pembakaran gas dalam silinder dirambatkan keluar. Proses perambatannya menggunakan sirip sirip yang dipasangkan dibagian luar dari silinder dan ruang bakar. Panas tersebut selanjutnya diserap udara luar yang bersirkulasi dengan temperatur yang lebih rendah dari temperatur sirip pendingin. Udara yang menyerap panas dari siripsirip pendingin harus berbentuk aliran atau dengan kata lain udaranya harus mengalir agar temperatur udara sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas berlangsung sempurna. (Maleev, 1982 : 385).

4 2. Sistem pendinginan air. Pada sistem ini panas dari pembakaran gas dalam silinder sebagian diserap oleh air pendingin. Secara prinsip dapat dikatakan bahwa sistem ini bekerja berdasarkan prinsip pertukaran panas. Panas hasil pembakaran akan diserap oleh air pendingin yang bersirkulasi. Air pendingin tersebut kemudian didinginkan oleh udara luar yang bertekanan yang dihembuskan oleh blower radiator. Proses pelepasan panas ke udara sekitar, terjadi melalui kontak langsung antara udara dengan pipa yang dilengkapi dengan perangkat sirip setelah pipa tersebut menerima panas dari air yang sebelumnya membawa panas dari proses pembakaran yang terjadi diruang bakar yang bertemperatur kurang lebih 700º C. Sistem pendinginan mesin terdiri dari beberapa bagian penting antara lain: 1. Radiator 2. Saluran pipa air pendingin 3. Thermostat 4. Pompa air 5. Motor kipas pendingin Sistem pendingin ini bekerja berdasarkan heat changer dimana panas yang berasal dari ruang bakar dan silinder diambil/diserap oleh air pendingin yang bersirkulasi, kemudian air pendingin tersebut didinginkan oleh udara yang bertekanan yang dihembuskan oleh blower radiator, sistem ini berjalan terus

5 menerus/kontinyu. Pada sistem ini terdapat dua komponen penting yang sangat berkaitan dengan pertukaran panas ini, yaitu : 1. Kecepatan aliran udara yang mendinginkan air pada radiator. 2. Debit aliran air yang bersirkulasi pada sistem pendingin. Kecepatan aliran udara yang mendinginkan air pada radiator tergantung dua hal yaitu putaran motor listrik, jadi kecepatan aliran udara tergantung berapa besarnya putaran motor listrik yang mengerakkan kipas, semakin tinggi putaran motor listrik semakin tinggi pula kecepatan aliran udara yang menumbuk radiator. Putaran mesin, jadi kecepatan aliran udara tergantung berapa besarnya putaran mesin, semakin tinggi putaran mesin semakin tinggi pula kecepatan aliran udara yang menumbuk radiator. Hal ini dapat terjadi dikarenakan kipas tersebut digerakkan oleh mesin dengan bantuan tali kipas (V Belt) dengan demikian kinerja kipas akan simultan dengan tingkatan kinerja mesin. Mesin bekerja pada putaran tinggi, tentunya panas pembakaran yang dihasilkan juga sangatlah tinggi, sehingga kinerja dari sistem pendinginan lebih optimal, hal ini dapat diimbangi dengan putaran kipas yang tinggi pula dengan demikian panas yang tinggi dapat didinginkan dengan proses pendinginan yang relatif lebih cepat. Putaran kipas yang relatif lebih cepat dengan sendirinya akan mempengaruhi kecepatan udara yang dihembuskan (kerja kipas) sehingga dapat digambarkan bahwa semakin cepat putaran kipas, semakin cepat pula udara yang dihembuskan, jika dapat diasumsikan bahwa udara yang dihembuskan tersebut sebagai laju (kecepatan udara tiap satuan waktu), maka penulis bermaksud

6 mengadakan penelitian mengenai kecepatan aliran udara terhadap efektifitas pendinginan radiator. Radiator tester merupakan alat bantu pengukuran yang terintegrasi, yang didalamnya terdapat beberapa alat instrument pengukur. Alat ini dibuat untuk melakukan pengukuran sebagai langkah dalam proses penelitian ini. Alat ini dapat mudah dipasangkan pada setiap mesin, baik itu mesin engine stand maupun pada mesin mobil yang sesungguhnya. Dari alasan tersebut diatas, penulis tertarik melakukan penelitian untuk mengetahui PENGARUH KECEPATAN ALIRAN UDARA TERHADAP EFEKTIFITAS RADIATOR B. IDENTIFIKASI DAN PERUMUSAN MASALAH Seperti telah diuraikan sebelumnya bahwa pada mesin mobil terdapat bermacam sistem yang bekerja. Sistem-sistem tersebut bekerja saling berkaitan antara satu dengan yang lainya, sehingga apabila salah satu dari sistem tersebut mengalami kerusakan, maka mesin mobil akan mengalami kerusakan. Sistem pendingin pada mobil selain berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin yang terjadi akibat pembakaran dari ruang bakar, juga untuk mempertahankan temperatur mesin pada suhu kerja yang ideal. Sistem pendingin ini bekerja berdasarkan heat exchanger dimana panas yang berasal dari ruang bakar dan silinder diambil/diserap oleh air pendingin yang bersirkulasi, kemudian air pendingin tersebut didinginkan oleh udara yang bertekanan yang dihembuskan oleh blower radiator, sistem ini berjalan terus menerus/kontinyu. Pada sistem ini

7 terdapat dua komponen penting yang sangat berkaitan dengan pertukaran panas ini, yaitu : 1. Kecepatan aliran udara yang mendinginkan air pada radiator. 2. Debit aliran air yang bersirkulasi pada sistem pendingin. Kecepatan aliran udara yang mendinginkan air pada radiator tergantung dua hal yaitu putaran motor listrik, jadi kecepatan aliran udara tergantung berapa besarnya putaran motor listrik yang mengerakkan kipas, semakin tinggi putaran motor listrik semakin tinggi pula kecepatan aliran udara yang menumbuk radiator. Putaran mesin, jadi kecepatan aliran udara tergantung berapa besarnya putaran mesin, semakin tinggi putaran mesin semakin tinggi pula kecepatan aliran udara yang menumbuk radiator. Hal ini dapat terjadi dikarenakan kipas tersebut digerakkan oleh mesin dengan bantuan tali kipas (V Belt) dengan demikian kinerja kipas akan simultan dengan tingkatan kinerja mesin. Beberapa permasalahan yang dapat diangkat dari uraian diatas adalah sebagai berikut: 1. Adakah pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator pada mesin 2. Seberapa besarkah pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator pada mesin. C. TUJUAN PENELITIAN bertujuan untuk: Berdasarkan permasalahan dan kenyataan yang terjadi, penelitian ini

8 1. Mengetahui ada tidaknya pengaruh antara kecepatan aliran udara dari kipas pendingin terhadap efektifitas radiator pada mesin. 2. Mengetahui seberapa besar pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator pada mesin. D. MANFAAT PENELITIAN 1. Bagi peneliti. Sebagai penerapan ilmu dan teori-teori yang diperoleh selama masa perkuliahan dan membandingkan dengan kenyataan yang ada didunia otomotif 2. Bagi perusahaan ataupun industri otomotif. Hasil dari penelitian diharapkan dapat memberikan sumbangan pemikiran yang bermanfaat bagi perusahaan ataupun industri yang bergerak dibidang otomotif, sebagai bahan acuan dan perbandingan dalam usaha penyempurnaan dan peningkatan kinerja sistem pendingin motor bakar. 3. Bagi jurusan Teknik Mesin Unnes. Hasil dari penelitian dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk penelitian lebih lanjut dan pengukur efektifitas radiator sebagai alat eksperimen yang dapat dijadikan sarana praktik analisa fenomena dasar mesin ataupun perpindahan kalor. E. PENEGASAN ISTILAH Untuk menghindari salah penafsiran tentang judul skripsi ini, maka diperlukan penegasan istilah. Penegasan istilah dalam skripsi ini adalah sebagai berikut:

9 1. Pengaruh Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) mempunyai arti daya yang ada atau timbul dari sesuatu hal (benda atau orang) yang ikut membentuk watak atau perbuatan seseorang. Dalam penelitian ini pengaruh mempunyai arti ada akibatnya antara kecepatan aliran udara dan efektifitas radiator. 2. Kecepatan aliran udara. Kecepatan Mempunyai arti waktu yang diperlukan oleh fluida yang mengalir untuk melintasi jarak tertentu. Aliran Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) mempunyai arti suatu zat/fluida yang mengalir. Udara Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) mempunyai arti campuran berbagai gas yang tidak berwarna dan tidak berbau (Oksigen/Nitrogen) yang memenuhi ruangan diatas bumi. Kecepatan aliran udara adalah waktu yang diperlukan oleh fluida gas untuk menempuh suatu jarak tertentu. 3. Efektifitas Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) mempunyai arti: Ada pengaruhnya terhadap suatu hal. Dalam penelitian ini efektifitas mempunyai arti seberapa besar radiator mampu menurunkan temperatur air pendingin.

10 4. Radiator mesin Adalah alat yang berfungsi untuk mendinginkan air yang telah menyerap panas dari mesin dengan cara membuang panas air tesebut melalui sirip - sirip pendinginnya F. SISTEMATIKA SKRIPSI Dalam penulisan skripsi ini penulis membagi penulisan hasil penelitian menjadi tiga bagian.sebagai berikut: 1. Bagian Pendahuluan. Bagian pertama dari skripsi ini adalah bagian pendahuluan dari skripsi yang berisi halaman judul, persetujuan pembimbing, pengesahan kelulusan, pernyataan, halaman motto dan persembahan, kata pengantar, abstrak, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar, dan daftar lampiran. 2. Bagian Isi Skripsi. Bagian kedua dari skripsi ini adalah isi skripsi yang terdiri dari; BAB I : PENDAHULUAN Terdiri dari latar belakang masalah, identifikasi dan perumusan masalah,tujuan penelitian, manfaat penelitian, penegasan istilah, dan sistematika skripsi. BAB II : LANDASAN TEORI Terdiri dari landasan teori/tinjauan pustaka, kerangka berpikir penelitian, dan hipotesis penelitian. BAB III : METODE PENELITIAN

11 Terdiri dari deskripsi peralatan pengujian, perencanaan alat uji, variabel penelitian, teknik pengambilan data dan dan teknik analisis data. BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Bab ini mengemukakan tentang hasil penelitian dan pembahasan hasil penelitian. BAB V : PENUTUP Berisi simpulan keterbatasan dan saran 3. Bagian Penutupan Skripsi. Bagian ketiga atau bagian akhir dari skripsi ini adalah daftar pustaka dan lampiran lampiran. Penyusunan sistematika skripsi ini dimaksudkan untuk mempermudah pemahaman dan memberikan gambaran sekilas tentang isi skripsi dan bagian bagianya.

BAB II LANDASAN TEORI A. LANDASAN TEORI 1. Perpindahan Panas Perpindahan panas (heat transfer) adalah proses berpindahnya energi dari suatu tempat ke tempat yang lain dikarenakan adanya perbedaaan suhu diantara benda atau material. Perpindahan panas terdapat tiga jenis, yaitu : a. Konduksi Merupakan perpindahan panas dari tempat yang bertemperatur tinggi ketempat yang bertemperatur lebih rendah didalam medium yang bersinggungan langsung. b. Konveksi Merupakan proses perpindahan energi panas dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi dan proses mencampur. Proses ini terjadi pada permukaan padat, cair dan gas. c. Radiasi Merupakan proses pepindahan panas dari tempat yang bersuhu tinggi ke tempat yang bersuhu yang rendah bila kedua tempat itu terpisah dalam ruangan bahkan ruang hampa sekalipun.(holman,1997:13) a. Perpindahan panas konduksi Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu (temperature gradient), maka akan terjadi perpindahan panas serta energi dari bagian yang bersuhu 12

13 tinggi ke bagian yang bersuhu rendah, sehingga dapat dikatakan bahwa energi akan berpindah secara konduksi (conduction) atau hantaran dan bahwa laju perpindahan kalor itu berbanding dengan gradien suhu normal: q ~ T/ x A Jika dimasukkan konstanta proporsionalitas (proporsionality constant) Laju perpindahan kalornya dinyatakan sebagai : q= - k.a. T / x.1 ) Dimana : q = laju perpindahan kalor T / x = gradien suhu perpindahan kalor k = konduktifitas termal bahan A = luas bidang perpindahan kalor (Holman,1997 : 2) Tabel 1 Konduktifitas termal berbagai bahan. Konduktifitas termal berbagai bahan pada 0 C (k) Bahan W/m. C Btu/h.ft. F Logam Perak (murni) 410 237 tembaga (murni) 385 223 alumunium (murni) 202 117 nikel (murni) 93 54 besi (murni) 73 42 baja karbon (murni) 43 25 timbal (murni) 35 20,3

14 b. Perpindahan panas konveksi Aliran Tx q Arus bebas Tw Dinding Gambar..1 Perpindahan kalor konveksi dari suatu plat (Holman, 1997 : 11) Secara umum sudah diketahui bahwa plat logam panas akan menjadi lebih cepat dingin bila ditaruh didepan kipas angin dibandingkan bilamana ditempatkan di udara tenang. Kecepatan udara yang ditiupkan ke plat panas ini akan mempengaruhi laju perpindahan kalor. Seperti pada gambar 1 diatas, Tw adalah suhu suatu plat dan Tx adalah suhu fluida. Apabila kecepatan di atas plat adalah nol, maka disini kalor hanya dapat berpindah secara konduksi saja, akan tetapi bila fluida diatas plat bergerak dengan kecapatan tertentu, maka kalor berpindah secara konveksi, dimana gradien suhu bergantung dari laju fluida pembawa kalor. Laju perpindahan kalor dipengaruhi oleh luas permukaan perpindahan kalor (A) dan beda menyeluruh antara permukaan bidang dengan fluida, besaran h disebut koefisien perpindahan kalor konfeksi (confection heat transfer coeficient), yang dapat dirumuskan sebagai berikut : q=h.a( Tw- Tx ).2 )

15 dimana : h = koefisien perpindahan panas konveksi Tw = suhu suatu plat Tx = suhu suatu fluida Untuk keadaan yang sederhana, koefisien perpindahan panas konveksi (h) dapat diperhitungkan secara analitis, sedangkan untuk keadaan yang rumit harus diperhitungkan dengan cara eksperimen atau percobaan. Koefisien perpindahan kalor dapat disebut juga dengan konduktifitas film (film conductance) karena hubunganya dengan proses konduksi pada lapisan fluida diam yang tipis pada muka dinding. Perpindahan panas konveksi tergantung pada viskositas fluida, disamping ketergantungan terhadap sifat sifat termal fluida, seperti: konduktivitas termal, kalor spesifik, dan densitas. Hal ini disebabkan karena viskositas mempengaruhi profil kecepatan dan oleh sebab itu mempengaruhi laju perpindahan energi didaerah dinding. Jika suatu plat panas dibiarkan berada diudara sekitar tanpa adanya sumber gerakan dari luar, maka udara itu akan begerak sebagai akibat terjadinya gradien densitas didekat plat itu. (Holman,1997 : 12) Ada dua sistem konveksi, yaitu : 1). Perpindahan panas konveksi alam (natural convection) Fenomena ini terjadi karena fluida yang karena pemanasan, berubah densitasnya sehingga fluida bergerak. Gerakan fluida dalam koveksi bebas, baik fluida gas maupun cair, terjadi karena gaya apung yang alami, apabila densitas fluida didekat permukaan perpindahan kalor berkurang sebagai akibat

16 dari proses pemanasan. Gaya apung ini tidak akan terjadi apabila fluida itu tidak mengalami suatu gaya dari luar seperti gaya grafitasi, walaupun grafitasi bukan satu-satunya gaya luar yang dapat menghasilkan arus konveksi bebas. 2). Sistem konveksi paksa Konveksi paksa disebabkan karena adanya gaya pemaksa yang menyebabkan fluida bergerak dan mempunyai kecepatan. Fenomena ini terjadi apabila sistem dimana fluida didorong oleh permukaan perpindahan kalor. Pada umumnya peralatan untuk memindahkan panas pada industri maupun otomotif menggunakan sistem konveksi paksa. Sebagai gambaran adalah fenomena perpindahan panas aliran didalam pipa yang dinyatakan sebagai: (Holman, 1997 : 252) dp = m.cp.dtb = h.2л.r.(tw - Tb)...3 ) Gambar 2 Perpindahan kalor menyeluruh dinyatakan dengan beda suhu limbak.

17 Gambar. 3 Pendinginan air dengan tekanan pada mesin c. Perpindahan panas radiasi Merupakan perpindahan panas dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah bila benda benda tersebut terpisah dalam satu ruangan bahkan bila terdapat ruang hampa diantara benda benda tersebut. Untuk radiasi antar dua benda, dapat dirumuskan : 4 4 q = Fe. Fg. A.σ ( T 1 T 2 )... 4 )

18 Dimana q = laju perpindahan kalor Fe = Fg = A = Fungsi emisitas Fungsi geometri Luas permukaan bidang σ = konstanta Stefan Boltzman (5, 669 x 10-8 W/m 2 K 4 ) (Holman, 1997 : 13) d. Perpindahan Panas Gabungan Dinding datar seperti gambar dibawah dimana bila pada suatu sisinya terdapat fluida panas A, dan pada sisi lainya fluida yang lebih dingin B. Perpindahan kalor dinyatakan dengan: q = h 1. A (TA T1 )=k.a / x( T 2 - Tb) = h2. A ( T2 - TB ) )...5 ) Proses perpindahan kalor dapat digambarkan dengan jaringan tahanan seperti pada gambar dibawah.perpindahan kalor gabungan dihitung dengan jalan membagi beda suhu mnyeluruh dengan jumlah tahanan termal. (Holman, 1997 : 32) q = TA TB...6.) 1/h1.A+ x/k.a+ 1/h2. A

19 Gambar. 4 Perpindahan kalor gabungan melalui dinding datar. Nilai 1/h.A digunakan untuk menunjukkan tahanan konveksi. Aliran kalor menyeluruh sebagai hasil gabungan proses konduksi dan konveksi bisa dinyatakan dengan koefisien perpindahan kalor menyeluruh U, yang dirumuskan dalam hubungan : (Holman, 1997 : 33) q = U.A. T menyeluruh...7.) Dimana A adalah luas bidang aliran kalor, koefisien perpindahan kalor menyeluruh adalah: U = 1...8.) 1/h1 + x/k + 1/h2 Sedangkan pada penukar kalor aliran silang, fluida yang mengalami pertukaran panas berjalan secara menyilang satu sama lain. Dalam penerapanya penukar kalor air silang, banyak dipakai pada pemanasan dan pendinginan udara, gas dan air. Sebagai contoh radiator yang konstruksinya menggunakan saluran diantara sirip sirip. Dengan luas permukaan yang sangat besar persatuan volume yang diwujudkan dalam bentuk konstruksi pipa dan sirip, maka akan memungkinkan terjadinya kontak langsung dengan udara secara lebih luas.

20 Gambar. 5 Contoh-contoh konfigurasi penukar kalor kompak 2. Metode Perhitungan Metode Number of Transfer Unit / NTU Efektifitas Pendekatan LMTD (log mean temperature difference) dalam analisis berguna bila suhu masuk dan suhu keluar diketahui atau dapat ditentukan dengan mudah, sehingga LMTD dapat dengan mudah dihitung, dan aliran kalor luas permukaan dan koefisien perpindahan kalor menyeluruh dapat ditentukan. Bila kita harus menentukan suhu masuk atau suhu keluar, analisis kita akan melibatkan prosedur pendekatan LMTD. Efektifitas mempunyai beberapa keuntungan untuk menganalisa perbandingan berbagai jenis penukar kalor dalam memilih jenis yang terbaik untuk melaksanakan pemindahan kalor tertentu. Efektifitas penukar kalor (Heat Exchange Effectiveness ) didefinisikan sebagai berikut : ε Perpindaha n kalor nyata =...9 ) Perpindahan kalor maksimum yang mungkin (Holman, 1997 : 498)

21 Perpindahan kalor yang sebenarnya (actual) dapat dihitung dari energi yang dilepaskan oleh fluida panas/energi yang diterima oleh fluida dingin untuk penukar kalor aliran lawan arah q = m h C h ( T h1 - T h2 ) = m c C c ( T c2 - T c1 )...10) Dimana : q = laju perpindahan panas m h = massa heat m c = massa cool C h = kalor spesifik fluida Panas C c = kalor spesifik fluida dingin T h1 = suhu masuk fluida panas T h2 = suhu keluar fluida panas T c1 = suhu masuk fluida dingin T c2 = suhu keluar fluida dingin Untuk menentukan perpindahan kalor maksimum bagi penukar kalor itu harus dipahami bahwa nilai maksimum akan didapat bila salah satu fluida mengalami perubahan suhu sebesar beda suhu maksimum yang terdapat dalam penukar kalor itu, yaitu selisih suhu masuk fluida panas dan fluida dingin. Fluida yang mungkin mengalami beda suhu maksimum ini ialah yang mc-nya minimum, syarat keseimbangan energi bahwa energi yang diterima oleh fluida yang satu mesti sama dengan energi yang dilepas oleh fluida yang lain. Jika fluida yang mengalami nilai mc yang lebih besar yang dibuat mengalami beda suhu yang lebih besar dari maksimum, dan ini tidak dimungkinkan. Jadi perpindahan kalor yang mungkin dinyatakan :

22 q mak =(mc) min (T h masuk - T c masuk )...11 ) fluida minimum boleh yang panas dan boleh pula yang dingin, bergantung dari laju aliran masa dan kalor spesifik, dalam Radiator terjadi pelepasan panas ke udara sekitar dengan demikian terjadi heating effect. εc = m c ( T c c c c c 2 m c ( T h1 T T c1 c1 ) ) T T c2 c1 =...12) h1 T T c1 secara umum evektifitas dapat dinyatakan sebagai ΔT ( Fluida Minimum)...13) Beda Suhu Maksimum Didalam Penukar Kalor jika fluida dingin ialah fluida minimum, maka : ε T T c2 c1 =...14 ) h1 T T c1 (Holman, 1997 : 499) 3. Sistem Pendinginan Mesin Motor bakar dalam operasionalnya menghasilkan panas yang berasal dari pembakaran bahan bakar dalam silinder. Panas yang dihasilkan tadi tidak dibuang akibatnya komponen mesin yang berhubungan dengan panas pembakaran akan mengalami kenaikan temperatur yang berlebihan dan merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut. Sistem pendinginan diperlukan untuk mencegah terjadinya perubahan tersebut. Sistem pendinginan yang biasa digunakan pada motor bakar ada dua macam, yaitu :

23 a. Sistem pendinginan udara (Air Cooling System) b. Sistem pendinginan air (Water Cooling System) (Maleev, 1982 : 374) a. Sistem Pendinginan Udara (Air Cooling System) Sistem pendinginan jenis udara, panas yang dihasilkan dari pembakaran gas dalam ruang bakar dan silinder sebagian dirambatkan keluar dengan menggunakan sirip - sirip pendingin yang dipasangkan dibagian luar dari silinder dan ruang bakar. Panas yang dihasilkan ini selanjutnya diserap oleh udara luar yang memiliki temperatur yang jauh lebih rendah dari temperatur pada sirip pendingin, pada bagian mesin yang memiliki temperatur tinggi memiliki sirip pendingin yang lebih panjang daripada sirip pendingin yang terdapat disekitar silinder yang temperaturnya lebih rendah. Udara yang berfungsi menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau dengan kata lain harus mengalir, hal ini dimaksudkan agar temperatur udara sekitar sirip lebih rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung secara baik. Untuk menciptakan keadaan itu maka aliran udara harus dibuat dengan jalan menciptakan gerakan relatif antara sirip dengan udara. Keadaan ini dapat ditempuh dengan cara menggerakkan sirip pendingin atau udaranya. Ada dua kemungkinan, apabila sirip pendingin yang digerakkan berarti mesinnya bergerak seperti mesin -mesin yang dipakai pada sepeda motor secara umum. Untuk mesin-mesin yang secara konstruksi diam/stasioner dan mesin-mesin yang penempatannya sedemikian rupa sehingga sukr untuk mendapatkan aliran udara, udara yang dibutuhkan

24 diciptakan dengan cara dihembuskan oleh blower yang dihubungkan langsung dengan poros engkol hasil putaran akibat langkah kerja siklus motor bakar. Penghembusan udara oleh blower hasil putaran poros engkol juga akan menciptakan aliran udara yang sebanding dengan kecepatan mesin sehingga pendinginan sempurna dapat terjadi pada mesin tersebut.(maleev, 1982 : 393) b. Sistem pendinginan Air (Water Cooling System) Sistem pendinginan air panas yang berasal dari pembakaran gas dalam ruang bakar dan silinder sebagian diserap oleh air pendingin yang bersirkulasi melalui dinding silinder dan ruang bakar, keadaan ini dapat terjadi karena adanya mantel air pendingin (water jacket), panas yang diserap oleh air pendingin pada mantel-mantel air selanjutnya akan menaikkan temperatur air pendingin tersebut, jika air pendingin itu tetap berada pada water jacket maka air itu cenderung akan mendidih dan menguap. Hal tersebut sangat merugikan, oleh karena itu untuk menghindarinya air tersebut disirkulasikan. Air yang memiliki temperatur yang masih dingin dialirkan mengganti air yang memiliki temperatur lebih panas dengan kata lain air yang lebih panas dialirkan keluar. (Maleev, 1982 : 381) 1). Sirkulasi Pendingin Air Sirkulasi Pendingin Air secara garis besar ada 2 macam, yaitu : a) Sirkulasi Alam (Natural Circulation) Sistem pendinginan pada sirkulasi jenis ini, akan terjadi dengan sendirinya yang mengakibatkan perbedaan berat jenis air panas dengan yang masih dingin, dimana air yang telah panas berat jenisnya lebih rendah dari

25 pada air yang masih dingin. Pada saat air dalam tangki dipanaskan, maka air yang telah panas akan menempati bagian atas dari tangki dan mendesak air yang berada diatasnya segera mengalir ke pipa, air yang mengalir memasuki bagian bawah dari tangki dimana setelah dipanaskan air akan mengalir keatas. (Maleev, 1982 : 387) Air yang berada di dalam tangki pada mesin disamakan dengan air yang berada pada mantel-mantel air. Panas diambil dari panas hasil pembakaran didalam silinder. Radiator dipakai untuk mengubah temperatur air pendingin yang panas menjadi lebih dingin, maka sebagai pembuang panas air yang berada di dalam mantel-mantel air dipanaskan oleh hasil pembakaran didalam ruang bakar dan silinder sehingga air tadi akan menyerap panas dan temperaturnya akan naik mengakibatkan turunnya berat jenis sehingga air tadi akan didesak ke atas oleh air yang masih dingin dari radiator. Air yang panas akan mengalir dengan sendirinya kebagian atas radiator dimana selanjutnya temperaturnya akan turun karena telah dibuang sebagian oleh radiator. Pada saat yang bersamaan dengan turunnya air pada radiator juga terjadi pembuangan panas yang besar sehingga mempercepat turunnya air pada radiator. Turunnya air akan mendesak air yang telah panas dari mesin keradiator bagian atas. (Maleev, 1982 : 387) b) Sirkulasi dengan tekanan Sirkulasi jenis ini hampir sama dengan sirkulasi jenis aliran hanya saja pada sirkulasi ini ditambahkan tekanan untuk mempercepat terjadinya sirkulasi air pendingin, pada sistem ini ditambahkan pompa air. Pompa air ini ada yang ditempatkan pada saluran antara radiator dengan mesin dimana air

26 yang mengalir ke mesin ditekan oleh pompa, ada juga yang ditempatkan pada saluran antara mesin dengan radiator. Sirkulasi jenis ini banyak digunakan pada mesin-mesin mobil karena dapat berlangsung dengan sempurna dan air yang berada didalam mantelmantel air tetap dalam keadaan penuh tanpa ada gelembung udara. Sirkulasi jenis ini kecenderungan air untuk mendidih sangatlah kecil sekali karena tekanannya melebihi tekanan atmosfir yang berarti titik didihnya akan berada jauh diatas 100 o. (Maleev, 1982 : 388). c. Komponen - komponen sistem pendinginan air Sistem pendinginan air memiliki bagian-bagian yang bekerja secara integrasi satu dengan yang lainnya, komponen-komponen tersebut akan bekerja untuk mendukung kerja sistem pendinginan air, antara lain : 1). Radiator Adalah alat yang berfungsi sebagai alat untuk mendinginkan air yang telah menyerap panas dari mesin dengan cara membuang panas air tesebut melalui sirip-sirip pendinginnya. (Suprapto, 1999 : 25) Konstruksi radiator terdiri dari : a) Tangki atas b) Inti radiator (Radiator Core) c) Tangki Bawah d) Tutup Radiator

27 Gambar. 6 Konstruksi Radiator 2). Pompa Air (Water pump). Alat ini berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran isap dengan saluran tekan yang terdapat pada pompa. Jenis pompa air yang digunakan ialah pompa air sentrifugal. Pompa ini dapat berputar karena digerakkan oleh mesin melalui tali kipas (V - Belt). (Suprapto, 1999 : 27) Gambar 7 pompa air

28 3). Kipas (Fan) Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dirambatkan dengan mudah ke udara. Aliran udara pada mesin-mesin kendaraan selalu paralel dengan gerakan kendaraan, tetapi arahnya berlawanan. Pemasangan kipas biasanya dibagian depan dari poros pompa air sehingga putaran dari kipas sama dengan putaran pompa air yang selanjutnya menyebabkan aliran udara sesuai dengan putaran mesin. Untuk menyesuaikan antara kecepatan putar dari mesin dengan kecepatan pengaliran udara yang dapat menyerap panas dari radiator, maka besar dan jumlah daun kipas dibuat sesuai dengan kebutuhan mesin. (Remling, 1981 : 828) Kipas pada konstruksi yang lain adakalanya digerakkan menggunakan motor listrik, hal ini untuk mencegah terjadinya over cooling. Kerja dari motor listrik ini tergantung dari temperatur air pendingin yang mengatur aliran arus listrik dari baterai ke motor. Cara kerja dari sistem ini ialah apabila temperatur air pendingin naik mencapai 93 o maka arus listrik akan mengalir yang mengakibatkan kipas akan berputar, dalam proses kerjanya sistem ini dilengkapi dengan relay dan water temperatur switch sebagai kontrol pengendalinya. (Suprapto, 1999 : 30)

29 Gambar 8 Kipas pendingin Gambar 9 Konstruksi kipas pada mesin (fan) 4). Katup Thermostat Secara ideal air pendingin bersirkulasi apabila suhu ideal mesin telah dicapai, dengan kata lain apabila air pendingin dibuat bersirkulasi pada suhu masih rendah maka suhu air pendingin sukar mencapai idealnya. Untuk tujuan tersebut maka pada sistem pendingin dilengkapi dengan katup thermostat yang berfungs sebagai penahan air pendingin pada suhu rendah dan membuka saluran air pendingin dari mesin ke radiator dan ke mesin pada saat mesin telah mencapai suhu idealnya. Pemasangan katup ini biasanya pada saluran air keluar dari mesin ke radiator yang dimaksudkan agar lebih mudah untuk melakukan proses kerjanya. Cara kerja dari katup thermostat ini ialah pada saat air pendingin suhunya masih rendah katup akan tetap pada posisi tertutup apabila temperatur air pendingin mulai naik sekitar 80 o C sampai dengan 90 o C lilin di dalam katup thermostat akan memuai dan menekan karet, keadaan ini akan mengubah bentuk dan menekan poros katup sehingga akan membuat posisi katup menjadi terbuka. Untuk mengatasi tekanan air yang berlebihan pada saat

30 katup thermostat masih tertutup, maka dibuatkan saluran pintas (by pass passage) ke saluran pompa air. (Remling, 1981 : 824) Gambar 10 Katup thermostat. 5). Mantel Pendingin (Water jacket) Mantel pendingin dapat digambarkan secara sederhana sebagai sebuah ruangan yang berada disekeliling silinder mesin dan kepala silinder mesin. Keberadaan bagian ini berfungsi untuk mendinginkan silinder dan kepala silinder mesin. Proses pertukaran panas berlangsung pada bagian ini, dimana panas yang berada pada silinder dan kepala silinder mesin akan diserap air yang bersirkulasi melewati bagian mantel air ini. Mantel pendingin ini secara konstruksi behubungan dengan tangki radiator. (Maleev, 1982: 386) 6). Cairan Pendingin Fluida atau cairan pendingin yang biasa dipakai ialah air. Fluida ini dalam proses pendinginan akan bergerak atau disirkulasikan untuk mengambil panas yang berasal dari pembakaran bahan bakar dalam silinder mesin yang kemudian akan didinginkan pada radiator. Namun sebagai media penyerap panas, air ini mempunyai beberapa efek yang merugikan, antara lain:

31 1. Air nantinya akan menimbulkan endapan kotoran pada saluran pendingin dan water jacket, kerusakan itu dapat berbentuk korosi/karat yang dalam jangka waktu yang relatif lama akan menimbulkan kerusakan 2. Air mempunyai sifat akan membeku pada temperatur yang rendah, keadaan ini tentunya akan menyebabkan sirkulasi mengalami gangguan atau masalah 3. Air juga berpotensi mengandung kapur yang dapat menyebabkan endapan dalam pipa pipa radiator. Keadaan ini tentunya akan mengakibatkan penyumbatan pipa pipa tersebut. B. Kerangka Berpikir Proses pendinginan pada mesin secara prinsip didasari proses pertukaran panas. Pertukaran panas ini dari air sebagai media pendingin dengan udara yang dihembuskan. Air pendingin akan meningkat suhunya dikarenakan mengambil panas yang berasal dari panas hasil pembakaran gas dalam ruang bakar. Panas ini memang penting untuk dikendalikan karena panas yang berlebihan tentunya akan dapat mengganggu jalannya proses mekanisme dari mesin. Panas juga akan mengubah komponen kendaraan mesin baik itu secara struktur metalurginya maupun secara dimensinya. Pengambilan panas oleh udara yang dihembuskan/disirkulasikan terjadi pada komponen radiator. Proses pengambilan panas ini akan menyebabkan turunnya temperatur air pendingin (cooling effect), sedangkan pada udara yang dihembuskan akan mengalami kenaikan suhu (heating effect).

32 Proses sirkulasi air pendingin di layani oleh pompa air yang digerakkan oleh putaran mesin melalui mekanisme pulley dan van belt. Putaran mesin yang tinggi dengan sendirinya akan menyebabkan putaran kipas pendingin menjadi semakin tinggi pula, sehingga jumlah udara/fluida yang menumbuk radiator semakin banyak. Jumlah udara/fluida yang dihembuskan dapat diartikan sebagai kecepatan fluida yang menumbuk penampang dalam satuan waktu tertentu. Berdasarkan uraian di atas berarti hubungan antara kecepatan aliran udara terhadap efektifitas pendinginan radiator. Penelitian ini dilakukan dengan harapan dapat membuktikan adanya pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas pendinginan radiator.

BAB III METODE PENELITIAN A. Pendekatan Penelitian Pendekatan penelitian ialah metode yang digunakan untuk mendekatkan permasalahan yang diteliti sehingga dapat menjelaskan dan membahas permasalahan secara tepat. Skripsi ini menggunakan metode penelitian jenis eksperimen. Ekperimen ialah penelitian dengan memanipulasi suatu variabel yang sengaja dilakukan oleh peneliti untuk melihat efek yang terjadi dari tindakan tersebut (Suharsimi, 1988: 9). Pada penelitian ini menggunakan pendekatan one shot model, yaitu model pendekatan yang menggunakan satu kali pengumpulan data pada suatu saat. Pemilihan pendekatan ini berdasarkan tujuan penelitian, waktu dan dana yang tersedia, dimana tersedianya subjek penelitian sesuai dengan apa yang diinginkan peneliti. (Suharsimi, 2002: 90). Eksperimen yang dilakukan yaitu mengadakan percobaan tentang pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas pendinginan radiator. B. Variabel Penelitian 1. Variabel Terikat Variabel terikat pada penelitian ini ialah efektifitas radiator 2. Variabel Bebas Variabel bebas pada penelitian ini ialah : 33

34 Kecepatan aliran udara pada : {( 5 ), ( 4.5 ), ( 4 ), ( 3.5 ), ( 3 )} m/s Suhu Air sebelum masuk dan setelah keluar Radiator. 3. Variabel kontrol Variabel kontrol pada penelitian ini ialah Putaran kipas pendingin Debit aliran air pendingin C. Waktu dan Tempat Penelitian 1. Pelaksanaan Penelitian dilakukan bulan Desember 2005 Tempat pelaksanaan ekperimen dilakukan di laboratorium Community College Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang. D. Prosedur Penelitian 1. Simulator Penelitian (Radiator tester) Pada bab terdahulu terdapat penjelasan awal bahwa radiator tester merupakan alat bantu pengukuran yang terintegrasi, yang didalamnya terdapat beberapa alat instrument pengukur. Alat ini dibuat untuk melakukan pengukuran sebagai langkah dalam proses penelitian ini. Alat ini dapat mudah dipasangkan pada setiap mesin, baik itu mesin engine stand maupun pada mesin mobil yang sesungguhnya. Alat ini nantinya yang akan digunakan oleh penulis untuk melakukan pengambilan data penelitian Alat ini merupakan kumpulan komponen dan beberapa alat (instrumen) yang didalamnya, komponen-komponen itu saling berhubungan untuk dapat

35 menghasilkan berupa data hasil pengukuran, komponen komponen dan ukur tersebut antara lain : a. Radiator Radiator yang digunakan disini ialah radiator berjenis untuk kendaraan Toyota Kijang, yang merupakan produksi ADR RADIATOR b. Flowmeter Flowmeter berfungsi untuk mengukur debit air yang keluar dari radiator, terletak diantara radiator dan mesin dan dihubungkan dengan menggunakan pipa berdiameter 0,75 inchi. Flowmeter ini merupakan pengukur debit aliran air standar yang dipakai oleh para pengguna jasa PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum). Gambar.11 Thermometer dan Flowmeter c. Kipas (Fan) Kipas ini berukuran diameter 30 cm dengan jumlah daun kipas 4 buah.

36 d. Thermometer Thermometer digunakan untuk mengukur temperatur air pendingin ini dipasang pada aliran masuk dan aliran keluar radiator masing masing 1 buah. digunakan untuk mengukur suhu masuk dan keluar aliran air radiator, dengan spesifikasi : Jenis Thermometer : Raksa Jangkauan skala (range) : 0 o sampai dengan 150 o C Merk : Silver Brand (Jerman) e. Regulator Regulator (supervol) yang digunakan buatan YAMABISHI ELECTRONIC, CO, LTD. Dengan spesifikasi Capacity : 0,5 KVA Input : 50 130 V/160 240 V Frekwensi : 50 60 Hz. Out put : 50 300 V Gambar.12 Regulator

37 f. Anemometer Anemometer yang digunakan ialah Anemometer bermerk LUTORN yang juga dilengkapi Thermometer dengan udara, sedangkan spesifikasi untuk kecepatan pengukuran Data sepesifikasi Knot : 0,8 58,3 Meter / sekon : 0, 30,00 Feet / minutes : 80-5910 Km / hour : 1,4 108,00 Gambar. 13 Anemometer f. Motor Listrik Motor ini digunakan untuk menggerakkan kipas pendingin air pada radiator, dengan spesifikasi : Putaran : 1400 rpm Daya : 0,25 HP Arus : 2,4 Amper

38 2. Persiapan Pengujian Sebelum melakukan pelaksanaan pengujian, peralatan serta komponen tadi harus diperiksa dan di setting agar dapat dioperasikan dengan baik. Hal hal yang perlu dilakukan sebelum pengujian adalah sebagai berikut : a. Set mesin pengujian sesuai dengan spesifikasi 1) Takanan Kompresi 2) Celah Platina 3) Pengapian b. Set instrumen pada radiator tester 1) Periksa air dalam radiator 2) Periksa tegangan listrik 3) Periksa motor listrik penggerak kipas 4) Periksa komponen regulator Hidupkan motor listrik Atur putaran kipas motor listrik dengan menggunakan regulator 5) Periksa komponen anemometer Ukur kecapatan aliran udara kipas radiator 6) Periksa komponen pengukur flowmeter c. Pasangkan instrumen radiator tester pada engine stand d. Periksa volume air yang bersirkulasi 3. Pelaksanaan Pengujian a. Pengambilan Data Awal 1) Hidupkan mesin

39 2) Ambil data pengukuran kecepatan aliran udara pada: {(5), (4.5), (4), (3.5), (3)} m/s. b. Pengambilan Data Pengujian 1) Hidupkan mesin 2) Naikkan putaran mesin 3) Set Debit aliran mesin pada 24 liter / menit. 4) Set kecepatan aliran udara pada : {( 5 ), ( 4.5 ), ( 4 ), ( 3.5 ), ( 3 )} m/s 5) Pengambilan data dilakukan pada saat temperatur air pendingin mencapai 70, 75, 80, 85 dan 90 Celcius. 6) Ukur temperatur/suhu air pendingin =.ºC Th2 =.ºC 7) Ukur temperatur/suhu aliran udara yang menumbuk radiator Tc1 =.ºC =.ºC. 8) Semua data yang diambil dimasukkan kedalam tabel data (check sheet) 9) Matikan mesin 10) Lakukan langkah 2 sampai dengan 8 untuk tiap kali pengambilan data pada masing-masing kenaikkan kecepatan aliran udara.

40 4. Diagram Alir Penelitian Desain simulator Simulator -------------------------------------------------------------------------------------------------- Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektifitas Penelitian radiator Set kecepatan aliran udara pada: {(5), (4.5), (4), (3.5), (3)} m/s Ukur temperatur air pendingin dan temperatur udara yang menumbuk radiator Tabulasi data Hasil Simpulan

41 5. Rancangan Percobaan Penelitian ini akan mencari hubungan antara kecepatan aliran udara terhadap efektifitas pendinginan radiator pada radiator tester. Penelitian ini menggunakan lima tingkat kecepatan aliran udara : {(5), (4.5), (4), (3.5), (3) m/s}, dengan tiga pengulangan pada masing masing tingkat kecepatan aliran udara. Pengukuran dilakukan saat temperatur air 70, 75,80,85 dan 90. Pengambilan data dalam eksperimen ini dilakukan dengan cara mengukur suhu-suhu yang bekerja pada instrument radiator tester suhu-suhu tersebut adalah: Th2 Tc1 = suhu air sebelum masuk ke radiator = suhu air setelah keluar dari radiator = suhu udara sebelum menumbuk radiator = suhu udara setelah melewati radiator Pengukuran suhu pada dan Th2 menggunakan thermometer tabung, sedangkan pengukuran suhu pada Tc1 dan thermometer digital yang merupakan fasilitas tambahan pada anemometer digital. Data-data yang diperoleh dari hasil penelitian selanjutnya digunakan untuk menghitung efektifitas radiator dengan formula atau rumus: ε = Pengambilan data dilakukan dengan dua cara yaitu: Pengambilan data pada suhu-suhu yang telah ditentukan pada (70, 75,80,85 dan 90 ) C dengan putaran mesin pada 2000 RPM atau untuk debit

42 aliran air pendingin pada 0,024 m³/menit dan dengan variasi kecepatan aliran udara pada {(5), (4.5), (4), (3.5), (3) m/s. Pengambilan data dengan penahanan (holding time) pada penelitian ini selama 30 menit dengan rincian pembagian (1, 5, 10, 15, 20, 25, 30) menit untuk putaran mesin pada 2000 RPM atau untuk debit aliran air pendingin pada 0,024 m³/menit dan dengan variasi kecepatan aliran udara pada {(5), (4.5), (4), (3.5), (3)} m/s. 6. Tabel Data ( Pada tiap kenaikkan kecepatan aliran udara). No V Udara ( m/s ) Q Air ( Lt/ min ) ( C ) Th2 ( C ) Tc1 ( C ) ( C ) ε = 1 2 3 4 5 V udara: Kecepatan udara yang menumbuk radiator Q Air : Debit air yang bersirkulasi : suhu air yang keluar dari heater masuk radiator Th2 : suhu air yang keluar radiator masuk reservoir Tc1 : suhu udara di depan radiator : suhu udara di belakang radiator ε : Nilai efaktivitas radiator

43 7. Teknik analisa data. Teknik analisa data yang digunakan dalam penelitian ini dengan menggunakan teknik analisa diskriptif, teknik analisa ini untuk mengetahui hubungan sebagai berikut: a. Mengetahui hubungan pengaruh antara kecepatan aliran udara terhadap efektifitas radiator b. Mengetahui seberapa besar pengaruh kecepatan aliran udara tersebut terhadap efektifitas radiator.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. HASIL PENELITIAN Hasil penelitian yang telah dilakukan dengan eksperimen pada mesin DAIHATSU CLASSY didapat data sebagai berikut: 1. Data rata rata hasil penelitian efektifitas radiator untuk pengambilan suhu-suhu yang telah ditentukan yaitu pada suhu {70, 75,80,85 dan 90 } dengan putaran mesin pada 2000 RPM atau untuk debit aliran air pendingin pada 0,024 m³/menit dan dengan variasi kecepatan aliran udara pada {(5), (4.5), (4), (3.5), (3) m/s} adalah sebagai berikut: Tabel 2. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 3 m/s No V Debit Th2 Tc1 ε T = T c2 h1 T T c1 c1 1 3 0,024 70 67.66667 30 32.66667 0.066667 2 3 0,024 75 73.33333 30 32.33333 0.051852 3 3 0,024 80 77.66667 30 32 0.046667 4 3 0,024 85 83.33333 30 32.33333 0.042424 5 3 0,024 90 87.33333 30 32.33333 0.038889 Tabel 3. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 3,5 m/s No V Debit Th2 Tc1 ε T = T c2 h1 T T c1 c1 1 3.5 0,024 70 67 30 33 0.075 2 3.5 0,024 75 72.33333 30 33 0.066667 3 3.5 0,024 80 76.66667 30 33.33333 0.066667 4 3.5 0,024 85 82 30 33.33333 0.060606 5 3.5 0,024 90 86.33333 30 33.33333 0.055556 Tabel 4. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 4 m/s 44

45 No V Debit Th2 Tc1 ε T = T c2 h1 T T c1 c1 1 4 0,024 70 66.33333 30 33.66667 0.108333 2 4 0,024 75 71.66667 30 34.33333 0.096296 3 4 0,024 80 75.66667 30 34.66667 0.093333 4 4 0,024 85 80.66667 30 35 0.090909 5 4 0,024 90 85.33333 30 35 0.083333 Tabel 5. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s No V Debit Th2 Tc1 ε T = T c2 h1 T T c1 c1 1 4.5 0,024 70 64.66667 30 35 0.125 2 4.5 0,024 75 70.66667 30 35.33333 0.118519 3 4.5 0,024 80 75.66667 30 35.66667 0.113333 4 4.5 0,024 85 79.66667 30 35.66667 0.10303 5 4.5 0,024 90 85 30 36 0.1 Tabel 6. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 5 m/s. No V Debit Th2 Tc1 ε T = T c2 h1 T T c1 c1 1 5 0,024 70 64.33333 30 37.33333 0.183333 2 5 0,024 75 69.33333 30 37.66667 0.17037 3 5 0,024 80 75 30 38.33333 0.166667 4 5 0,024 85 79 30 38.66667 0.157576 5 5 0,024 90 84 30 39 0.15 V : Kecepatan udara yang menumbuk radiator : suhu air yang keluar dari heater masuk radiator Th2 : suhu air yang keluar radiator masuk reservoir Tc1 : suhu udara di depan radiator : suhu udara di belakang radiator ε : Nilai efaktivitas radiator

46 Proses pengambilan data yang pertama dilakukan pada berbagai variasi kecepatan aliran udara {(3), (3,5), (4), (4,5), (5)} m/s dan debit airan air pemdingin pada 0,024 m³/menit tanpa adanya penahanan (holding time). Suhu 60º sebagai mulai / acuan untuk menghidupkan mesin, jadi bila indikator pada menunjukkan angka 60ºC dan pengambilan data dilakukan pada suhu mencapai suhu tertentu yaitu pada: (70º, 75º, 80º, 85º, 90º). Berdasarkan uraian hasil penelitian pada grafik 1 untuk kecepatan aliran udara secara keseluruhan terlihat bahwa semakin tinggi kecepatan aliran udara maka nilai efektivitas radiator semakin tinggi, hal ini dikarenakan semakin tinggi kecepatan aliran udara yang menumbuk radiator maka semakin banyak pula kalor dari fluida pendingin yang bersirkulasi dipindahkan dari sistem ke udara sekitar. Sehingga panas dari pembakaran dalam silinder bisa diserap fluida pendingin dan melepaskanya ke udara sekitar. Begitu pula sebaliknya semakin rendah kecepatan aliran udara semakin rendah pula nilai efektivitas radiator. Penyerapan kalor yang sesungguhnya akan terjadi pada radiator dimana air akan didinginkan udara oleh hembusan dari blower (heating effect), dengan demikian akan terjadi selisih panas cukup besar antara Tc1 dengan. Besaran suhu Tc1 tidak mengalami perubahan yang cukup signifikan, karena parameter suhu Tc1 merupakan suhu udara luar sebelum menumbuk radiator, sedangkan merupakan suhu udara setelah menumbuk radiator dengan demikian terjadi perbedaan suhu yang cukup mencolok antara Tc1 dengan. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa pengambilan data pada menit pertama semakin tinggi kecepatan aliran udara semakin banyak pula udara yang

47 menumbuk radiator sedangkan debit aliran konstan, dengan demikian kalor yang diserap semakin besar dan nilai efektivitas semakin besar.dengan demikian bertambahnya nilai efektivitas radiator akan meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan aliran udara. 2. Data rata rata hasil penelitian efektifitas radiator untuk pengambilan suhu ukur dengan penahanan (holding time) selama 30 menit dengan pengambilan data pada menit ke (1, 5, 10, 15, 20, 25, 30), putaran mesin pada 2000 RPM atau untuk debit aliran air pendingin pada 0,024 m³/menit dan dengan variasi kecepatan aliran udara pada {(5), (4,5), (4) m/s} adalah sebagai berikut: Tabel 49. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 4 m/s No Waktu V Debit Th2 Tc1 ε 1 1 4 0,024 70 66.33333 30 34.33333 0.108333 2 5 4 0,024 83.66667 76.66667 30 56.33333 0.490683 3 10 4 0,024 85.66667 78.66667 30 57.66667 0.497006 4 15 4 0,024 88.33333 81.33333 30 60.66667 0.525714 5 20 4 0,024 90.66667 85.33333 30 62.66667 0.538462 6 25 4 0,024 91.33333 85.33333 30 65.33333 0.579235 7 30 4 0,024 91.33333 85.33333 30 66.66667 0.597832 Tabel 49. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s No Waktu V Debit Th2 Tc1 ε 1 1 4,5 0,024 70 64.33333 30 34.66667 0.116667 2 5 4,5 0,024 81.66667 76.66667 30 56.66667 0.516129 3 10 4,5 0,024 84.33333 78.66667 30 58.33333 0.521472 4 15 4,5 0,024 85.66667 80.66667 30 60.33333 0.54491 5 20 4,5 0,024 87.33333 82.33333 30 62.33333 0.563953 6 25 4,5 0,024 88.66667 84.33333 30 64.33333 0.585227 7 30 4,5 0,024 90.66667 84.33333 30 66.66667 0.604554 Tabel 49. Data rata-rata penelitian pada kecepatan aliran udara 5 m/s No Waktu V Debit Th2 Tc1 ε 1 1 5 0,024 70 64.33333 30 37.33333 0.183333 2 5 5 0,024 79.33333 74.66667 30 56.66667 0.540541 3 10 5 0,024 82.33333 76.66667 30 58.33333 0.541401 4 15 5 0,024 85.33333 77.66667 30 60.33333 0.548193 5 20 5 0,024 86.33333 79.66667 30 62.33333 0.573964 6 25 5 0,024 87.66667 81.66667 30 64.33333 0.595376 7 30 5 0,024 88.66667 83.66667 30 66.66667 0.624976

48 Berdasarkan uraian hasil penelitian didapatkan kenyataan bahwa nilai efektivitas akan meningkat cukup tinggi antara menit pertama sampai menit kelima. Hal ini dimungkinkan pada saat pengambilan data untuk besarnya suhu akan meningkat sebanding dengan lamanya waktu penahanan, hal ini dikarenakan semakin lamanya waktu penahanan semakin banyak pula kalor yang dipindahkan dari radiatror selama lima menit. Hal ini;ah yang tidak terdeteksi atau tidak terpantau pada saat pengambilan waktu sesaat (pada menit pertama), karena pengambilan data dilakukan sesaat dan secara bersamaan pada saat menunjukkan pada suhu acuan yaitu pada: {70, 75,80,85 dan 90 }C. Peningkatan suhu ukur akan mengkibatkan nilai efektivitas meningkat dengan tajam hal ini didasarkan pada rumus bahwa parameter suhu sebagai pembilang, sehingga apabila besaran meningkat akan menyebabkan hasil yang berupa nilai efektivitas Radiator akan meningkat pula. Keadaan ini berlaku untu ketiga variasi kecepatan aliran udara {(4), (4,5), (5) m/s}. Pengambilan data untuk eksperimen dengan penahanan (hoding time) pada menit kelima sampai menit ketiga puluh terdapat kesetabilan nilai efektivitas Radiator, walaupun jika diamati pada grafik 2 tterdapat adanya peningkatan namun peningkatan tersebut tidak terlalu signifikan sehingga dapat ditarik kesimpulan nilai efektivitas cendeung setabil. Kesetabilan nilai efektivitas ini merupakan suatu hal yang wajar karena bila diamati kenaikan suhu ukur terjadi merata pada parameter suhu, Th2 dan, sehingga menyebabkan nilai efektivitas radiator akan cenderung stabil

49 B. PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN. Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan di laboratorium COMMUNITY COLLEGE teknik mesin UNNES, tentang pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektivitas radiator dengan menggunakan sampel penelitian pada mesin DAIHATSU CHARADE. Didapatkan pengaruh yang cukup signifikan. Penelitian ini menggunakan rumus: ε = Th2 Tc1 ε = Suhu air sebelum masuk ke radiator = Suhu air setelah keluar dari radiator = Suhu udara sebelum menumbuk radiator = Suhu udara setelah melewati radiator = Nilai efektivitas Pengambilan data dengan menggunakan penahanan (holding time) selama 30 menit didasari adanya keinginan untuk melihat adanya tren bahwa penggunaan radiator yang sesungguhnya untuk waktu yang cukup lama. Keadaan ini merupakan pengembangan percobaan lebih lanjut dari pengambilan data pada menit pertama (sesaat) pengambilan data pada percobaan ini diamati pada tiap kelipatan lima menit yaitu pada: (1, 5, 10, 15, 20, 15 dan 30)...

50 C. Keterbatasan Penelitian Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efektivitae radiator dengan mengambil sampel penelitian dari engine stand DAIHATSU CHARADE dengan penahanan selama 30 menit, sehingga dengan sendirinya penelitian inimempunyai banyak keterbatasan diantaranya: 1. Hasil penelitian hanya berlaku untuk mesin DAIHATSU CHARADE dengan jenis pengujian tanpa beban. 2. penelitian hanya berlaku pada radiator kijang merk ADR Radiator. 3. lamanya waktu penahanan terbatas hanya sampai 30 menit 4. peralatan pengukur (instrumen) simulator mempunyai keterbatasan/rentan terhadap suhu tinggi sehingga dibatasi sampai suhu kerja pengambilan data maksimal pada 91ºC- 93ºC. keterbatasan penelitian ini dengan sendirinya akan menyebabkan data hasil penelitian ini hanya berlaku untuk ketentuan yang telah diuraikan diatas.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan Dari data hasil pengujian dan analisa data yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Untuk interval 70ºC sampai dengan 90ºC, maka didapatkan nilai Efektifitas Radiator tertinggi pada suhu air pendingin 70ºC = 0,18333 dengan laju aliran udara 5 m/s dan Efektifitas tertinggi pada interval 70ºC sampai dengan 90ºC maka didapatkan Efektifitas terendah pada suhu air pendingin 90ºC dengan laju aliran udara 3 m/s dengan nilai 0,038889. 2. Untuk percobaan dengan penahanan pada interval waktu 1 sampai dengan 30 menit, maka didapatkan harga efektifitas radiator tertinggi pada menit ke-30 dengan laju aliran udara 5 m/s dengan nilai efektifitas = 0,624976 Untuk interval waktu 1 sampai dengan 30 menit, maka didapatkan harga efektifitas radiator terendahi pada menit ke-1 dengan laju aliran udara 4 m/s dengan nilai efektifitas = 0,108333. B. Saran Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka saran yang dapat penulis berikan adalah sebagai berikut: 1. Pada percobaan pengambilan data ini penulis membutuhkan waktu yang cukup lama dikarenakan material yang digunakan untuk aliran air pendingin 51

52 menggunakan pipa PVC sehingga tidak tahan digunakan pada temperatur yang tinggi dan seringnya mengalami masalah, maka untuk mempermudah pengambilan data disarankan menggunakan pipa kuningan. 2. Pada percobaan pengambilan data ini hendaknya dilakukan dengan bantuan beberapa orang untuk melakukan tugas-tugas pengukuran tertentu, dikarenakan perlu ketepatan dalam pengukuran. 3. Penulis menyadari banyaknya kekurangan dalam penelitian ini, dengan demikian diharapkan adanya penelitian lebih lanjut untuk menyempurnakan penelitian yang penulis lakukan diantaranya: Melakukan penelitian dengan memvariasikan berbagai jenis radiator. Melakukan penelitian dengan memvariasikan berbagai engine baik itu engine stand ataupun mesin yang ada pada mobil.

º Efektivitas 0.2000 0.1800 0.1600 0.1400 0.1200 0.1000 0.0800 0.0600 0.0400 0.0200 3 m/s 3.5 m/s 4 m/s 4.5 m/s 5 m/s 0.0000 70º 75º 80º 85 º 90º Suhu Air Pendingin (º C )

Grafik hubungan laju aliran udara, waktu penahanan dan efektivitas Efektivitas 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1 5 10 15 20 25 30 Waktu Waktu (menit) v = 4 m/s v = 4,5 m/s v = 5 m/s Gambar 16 Grafik Hubungan kecepatan aliran udara terhadap efektivitas radiator

LAMPIRAN 58 DAFTAR TABEL UJI COBA PENELITIAN Data percobaan pada kecepatan aliran udara 3 m/s dengan debit aliran air pada 0,024 m³/menit No V Debit Th2 Tc1 1 3 0,024 70 67 30 32 0.05 2 3 0,024 70 68 30 33 0.075 3 3 0,024 70 68 30 33 0.075 rata-rata 70 67.66667 30 32.66667 0.066667 Tabel, suhu air pendingin pada 70 Tabel, suhu air pendingin pada 75 No V Debit Th2 Tc1 1 3 0,024 75 73 30 32 0.044444 2 3 0,024 75 73 30 32 0.044444 3 3 0,024 75 74 30 33 0.066667 rata-rata 75 73.33333 30 32.33333 0.051852 Tabel suhu air pendingin pada 80 No V Debit Th2 Tc1 1 3 0,024 80 77 30 32. 0.05 2 3 0,024 80 77 30 32. 0.05 3 3 0,024 80 78 30 32 0.04 rata-rata 80 77.66667 30 32 0.046667 Tabel, suhu air pendingin pada 85 No V Debit Th2 Tc1 1 3 0,024 85 83 30 32 0.036364 2 3 0,024 85 84 30 33 0.054545 3 3 0,024 85 83 30 32 0.036364 rata-rata 85 83.33333 30 32.33333 0.042424

LAMPIRAN 59 Tabel, suhu air pendingin pada 90 No V Debit Th2 Tc1 1 3 0,024 90 87 30 32 0.033333 2 3 0,024 90 88 30 33 0.05 3 3 0,024 90 87 30 32 0.033333 rata-rata 90 87.33333 30 32.33333 0.038889 Data Percobaan Pada Kecepatan Aliran Udara 3,5 M/S Dengan Debit Aliran Air Pada 0,024 M³/Menit Tabel, suhu air pendingin pada 70 No V Debit Th2 Tc1 1 3.5 0,024 70 67 30 33 0.075 2 3.5 0,024 70 67 30 33 0.075 3 3.5 0,024 70 67 30 33 0.075 rata-rata 70 67 30 33 0.075 Tabel, suhu air pendingin pada 75 No V Debit Th2 Tc1 1 3.5 0,024 75 72 30 33 0.066667 2 3.5 0,024 75 72 30 33 0.066667 3 3.5 0,024 75 73 30 33 0.066667 rata-rata 75 72.33333 30 33 0.066667 Tabel, suhu air pendingin pada 80 No V Debit Th2 Tc1 1 3.5 0,024 80 77 30 33 0.06 2 3.5 0,024 80 76 30 34 0.08 3 3.5 0,024 80 77 30 33 0.06 rata-rata 80 76.66667 30 33.3333 0.066667

LAMPIRAN 60 Tabel, suhu air pendingin pada 85 No V Debit Th2 Tc1 1 3.5 0,024 85 82 30 33 0.054545 2 3.5 0,024 85 82 30 34 0.072727 3 3.5 0,024 85 82 30 33 0.054545 rata-rata 85 82 30 33.33333 0.060606 Tabel, suhu air pendingin pada 90 No V Debit Th2 Tc1 1 3.5 0,024 90 86 30 33 0.05 2 3.5 0,024 90 87 30 34 0.066667 3 3.5 0,024 90 86 30 33 0.05 rata-rata 90 86.33333 30 33.33333 0.055556 Data percobaan pada kecepatan aliran udara 4 m/s dengan debit aliran air pada 0,024 m³/menit Tabel, suhu air pendingin pada 70 No V Debit Th2 Tc1 1 4 0,024 70 66 30 34 0.1 2 4 0,024 70 66 30 34 0.1 3 4 0,024 70 67 30 35 0.125 rata-rata 70 66.33333 30 33.6666 0.1083 Tabel, suhu air pendingin pada 75 No V Debit Th2 Tc1 1 4 0,024 75 71 30 34 0.088889 2 4 0,024 75 72 30 34 0.088889 3 4 0,024 75 72 30 35 0.111111 rata-rata 75 71.66667 30 34.33333 0.096296

LAMPIRAN 61 Tabel, suhu air pendingin pada 80 No V Debit Th2 Tc1 1 4 0,024 80 76 30 35 0.1 2 4 0,024 80 75 30 34 0.08 3 4 0,024 80 76 30 35 0.1 rata-rata 80 75.66667 30 34.66667 0.093333 Tabel, suhu air pendingin pada 85 No V Debit Th2 Tc1 1 4 0,024 85 81 30 35 0.090909 2 4 0,024 85 81 30 35 0.090909 3 4 0,024 85 80 30 35 0.090909 rata-rata 85 80.66667 30 35 0.090909 Tabel, suhu air pendingin pada 90 No V Debit Th2 Tc1 1 4 0,024 90 85 30 35 0.083333 2 4 0,024 90 86 30 35 0.083333 3 4 0,024 90 85 30 35 0.083333 rata-rata 90 85.33333 30 35 0.083333 Data percobaan pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s dengan debit aliran air pada 0,024 m³/menit Tabel, suhu air pendingin pada 70 No V Debit Th2 Tc1 1 4.5 0,024 70 64 30 35 0.125 2 4.5 0,024 70 65 30 35 0.125 3 4.5 0,024 70 65 30 35 0.125 rata-rata 70 64.66667 30 35 0.125 Tabel, suhu air pendingin pada 75 No V Debit Th2 Tc1 1 4.5 0,024 75 71 30 35 0.111111 2 4.5 0,024 75 70 30 36 0.133333 3 4.5 0,024 75 71 30 35 0.111111 rata-rata 75 70.66667 30 35.333 0.118519

LAMPIRAN 62 Tabel, suhu air pendingin pada 80 No V Debit Th2 Tc1 1 4.5 0,024 80 76 30 36 0.12 2 4.5 0,024 80 76 30 36 0.12 3 4.5 0,024 80 75 30 35 0.1 rata-rata 80 75.66667 30 35.6666 0.113333 Tabel, suhu air pendingin pada 85 No V Debit Th2 Tc1 1 4.5 0,024 85 80 30 36 0.109091 2 4.5 0,024 85 80 30 36 0.109091 3 4.5 0,024 85 79 30 35 0.090909 rata-rata 85 79.66667 30 35.66667 0.10303 Tabel, suhu air pendingin pada 90 No V Debit Th2 Tc1 1 4.5 0,024 90 85 30 36 0.1 2 4.5 0,024 90 85 30 36 0.1 3 4.5 0,024 90 85 30 36 0.1 rata-rata 90 85 30 36 0.1 Data percobaan pada kecepatan aliran udara 5 m/s dengan debit aliran air pada 0,024 m³/menit Tabel, suhu air pendingin pada 70 No V Debit Th2 Tc1 1 5 0,024 70 64 30 37 0.175 2 5 0,024 70 64 30 37 0.175 3 5 0,024 70 65 30 38 0.2 rata-rata 70 64.33333 30 37.33333 0.183333 Tabel, suhu air pendingin pada 75 No V Debit Th2 Tc1 1 5 0,024 75 69 30 37 0.155556 2 5 0,024 75 69 30 38 0.177778 3 5 0,024 75 70 30 38 0.177778 rata-rata 75 69.33333 30 37.66667 0.17037

LAMPIRAN 63 Tabel, suhu air pendingin pada 80 No V Debit Th2 Tc1 1 5 0,024 80 74 30 38 0.16 2 5 0,024 80 75 30 38 0.16 3 5 0,024 80 76 30 39 0.18 rata-rata 80 75 30 38.33333 0.166667 Tabel, suhu air pendingin pada 85 No V Debit Th2 Tc1 1 5 0,024 85 79 30 38 0.145455 2 5 0,024 85 79 30 39 0.163636 3 5 0,024 85 79 30 39 0.163636 rata-rata 85 79 30 38.66667 0.157576 Tabel, suhu air pendingin pada 90 No V Debit Th2 Tc1 1 5 0,024 90 84 30 39 0.15 2 5 0,024 90 84 30 39 0.15 3 5 0,024 90 84 30 39 0.15 rata-rata 90 84 30 39 0.15

LAMPIRAN 64 DAFTAR TABEL UJI COBA PENELITIAN PENAHANAN a. Pada kecepatan aliran udara 4 m/s dan debit aliran 0,024 m³/ menit Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-1 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 1 4 0,024 70 66 30 34 0.1 2 1 4 0,024 70 66 30 34 0.1 3 1 4 0,024 70 67 30 35 0.125 Rata-rata 70 66.33333 30 34.33333 0.108333 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-5 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 5 4 0,024 84 77 30 57 0.5 2 5 4 0,024 83 76 30 56 0.490566 3 5 4 0,024 84 77 30 56 0.481481 Rata-rata 83.66667 76.66667 30 56.33333 0.490683 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-10 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 10 4 0,024 85 79 30 59 0.527273 2 10 4 0,024 86 79 30 57 0.482143 3 10 4 0,024 86 78 30 57 0.482143 Rata-rata 85.66667 78.66667 30 57.66667 0.497006 Tabel. data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-15 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 15 4 0,024 87 80 30 60 0.526316 2 15 4 0,024 89 82 30 61 0.525424 3 15 4 0,024 89 82 30 61 0.525424 Rata-rata 88.33333 81.33333 30 60.66667 0.525714 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-20 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 20 4 0,024 90 85 30 62 0.533333 2 20 4 0,024 91 85 30 63 0.540984 3 20 4 0,024 91 86 30 63 0.540984 Rata-rata 90.66667 85.33333 30 62.66667 0.538462

LAMPIRAN 65 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-25 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 25 4 0,024 91 85 30 65 0.57377 2 25 4 0,024 91 85 30 65 0.57377 3 25 4 0,024 91 85 30 66 0.590164 Rata-rata 91 85 30 65.33333 0.579235 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4 m/s, menit ke-30 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 30 4 0,024 91 85 30 68 0.622951 2 30 4 0,024 92 86 30 69 0.629032 3 30 4 0,024 91 85 30 69 0.639344 Rata-rata 91.33333 85.33333 30 66.66667 0.597832 b. Pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s dan debit aliran 0,024 m³/ menit Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-1 NO Waktu V Debit TH1 TH2 Tc1 1 1 4,5 0,024 70 64 30 35 0.125 2 1 4,5 0,024 70 64 30 34 0.1 3 1 4,5 0,024 70 65 30 35 0.125 Rata-rata 70 64.33333 30 34.66667 0.116667 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-5 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 5 4,5 0,024 82 77 30 57 0.519231 2 5 4,5 0,024 82 76 30 57 0.519231 3 5 4,5 0,024 81 77 30 56 0.509804 Rata-rata 81.66667 76.66667 30 56.66667 0.516129 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-10 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 10 4,5 0,024 84 79 30 58 0.518519 2 10 4,5 0,024 85 79 30 59 0.527273 3 10 4,5 0,024 84 78 30 58 0.518519 Rata-rata 84.33333 78.66667 30 58.33333 0.521472

LAMPIRAN 66 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-15 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 15 4,5 0,024 86 80 30 60 0.535714 2 15 4,5 0,024 86 81 30 61 0.553571 3 15 4,5 0,024 85 81 30 60 0.545455 Rata-rata 85.66667 80.66667 30 60.33333 0.54491 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-20 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 20 4,5 0,024 88 83 30 62 0.551724 2 20 4,5 0,024 87 82 30 63 0.578947 3 20 4,5 0,024 87 82 30 62 0.561404 Rata-rata 87.33333 82.33333 30 62.33333 0.563953 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-25 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 25 4,5 0,024 89 84 30 64 0.576271 2 25 4,5 0,024 88 85 30 64 0.586207 3 25 4,5 0,024 89 84 30 65 0.59322 Rata-rata 88.66667 84.33333 30 64.33333 0.585227 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s, menit ke-30 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 30 4,5 0,024 91 85 30 66 0.590164 2 30 4,5 0,024 90 84 30 68 0.633333 3 30 4,5 0,024 91 84 30 66 0.590164 Rata-rata 90.66667 84.33333 30 66.66667 0.604554 c. Pada kecepatan aliran udara 4,5 m/s dan debit aliran 0,024 m³/ menit Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-1 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 1 5 0,024 70 64 30 37 0.175 2 1 5 0,024 70 64 30 37 0.175 3 1 5 0,024 70 65 30 38 0.2 Rata-rata 70 64.33333 30 37.33333 0.183333

LAMPIRAN 67 Tabel Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-5 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 5 5 0,024 80 75 30 57 0.54 2 5 5 0,024 78 74 30 57 0.5625 3 5 5 0,024 80 75 30 56 0.52 Rata-rata 79.33333 74.66667 30 56.66667 0.540541 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-10 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 10 5 0,024 82 77 30 58 0.538462 2 10 5 0,024 82 76 30 59 0.557692 3 10 5 0,024 83 77 30 58 0.528302 Rata-rata 82.33333 76.66667 30 58.33333 0.541401 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-15 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 15 5 0,024 86 78 30 60 0.535714 2 15 5 0,024 85 78 30 61 0.563636 3 15 5 0,024 85 77 30 60 0.545455 Rata-rata 85.33333 77.66667 30 60.33333 0.548193 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-20 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 20 5 0,024 86 80 30 62 0.571429 2 20 5 0,024 86 80 30 63 0.589286 3 20 5 0,024 87 79 30 62 0.561404 Rata-rata 86.33333 79.66667 30 62.33333 0.573964 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-25 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 25 5 0,024 88 81 30 64 0.586207 2 25 5 0,024 88 82 30 64 0.586207 3 25 5 0,024 87 82 30 65 0.614035 Rata-rata 87.66667 81.66667 30 64.33333 0.595376

LAMPIRAN 68 Tabel. Data Eksperimen pada kecepatan aliran udara 5 m/s, menit ke-30 No Waktu V Debit Th2 Tc1 1 30 24 0,024 89 85 30 66 0.610169 2 30 24 0,024 89 83 30 68 0.644068 3 30 24 0,024 88 83 30 66 0.62069 Rata-rata 88.66667 83.66667 30 66.66667 0.624976

LAMPIRAN 69 DAFTAR GAMBAR SELAMA PENGUJIAN Gambar Radiator Tester Gambar mesin Daihatsu classy Gambar thermometer dan flowmeter

LAMPIRAN 70 Gambar Engine yang terangkai dengan Radiator Tester Gambar pengukuran kecepatan aliran udara menggunakan Anemometer digital Gambar Regulator

LAMPIRAN 71 Gambar Thermometer yang terpasang pada Radiator Tester Gambar Motor Listrik