Analisa Penurunan Suhu Pada Pendingin Mesin Sterling Engine Stem Mualim, Nidia Yunarsih, Nugroho P. Ariyanto. Teknik Mesin,Politeknik Negeri Batam Jl.ParkwayStreet, Batam Center Mualim363@gmail.com Abstrak Prinsip dari mesin stirling adalah Pendinginan, pemadatan, pemanasan, dan pemuaian volume gas (biasa gas hydrogen atau helium) secara bergantian didalam suatu ruangan yang tertutup ( tidak ada gas yang keluar masuk sistem). Sistem yang akan didinginkan diumpamakan kompor listrik dan fluida pendingin adalah air serta kondensor yang dilengkapi dengan kipas. Tujuan dari analisa ini adalah untuk mengetahui penurunan suhu pada mesin striling engine yang di gunakan pada data analisa, penurunan suhu panas dengan menggunakan Thermometer air raksa dengan suhu awal 88 C dan di turunkan menjadi 44 C dalam waktu 15 menit. Sedang pendinginan menggunakan kondensor dengan suhu awal panas 57 C, menjadi 36 dalam waktu 15 menit. Fluida yang sangat baik untuk penurunan suhu striling engine adalah air di karenakan sangat efektif untuk penurunan suhu dari data yang di dapatkan. Abstract The principle of the stirling engine is cooling, compaction, heating, and expansion of the volume of gas (hydrogen or helium gas regular) alternately in a closed room (no gas in and out of the system). Likened the system to be cooled electric stove and cooling fluid is water and condenser are equipped with a fan. The purpose of this analysis is to determine the decrease in temperature in the engine striling engine that is used in the data analysis, the temperature drop in the heat by using a mercury thermometer with the initial temperature of 88 C and scaled to 44 C within 15 minutes. Moderate cooling using heat condenser with initial temperature 57 C, to 36 in 15 minutes. Fluid is very good for the drop in water temperature striling in because the engine is very effective to decrease the temperature of the data in the get. Kata Kunci: Pendingin,Stirling Engine,
Pendahuluan Prinsip dari mesin stirling adalah pendinginan, pemadatan, pemanasan, dan pemuaian volume gas ( biasa gas hydrogen atau helium ) secara bergantian didalam suatu ruangan yang tertutup ( tidak ada gas yang keluar masuk system ). Pemanasan suatu gas dalam ruangan tertutup dapat menyebabkan gas itu memuai atau volumenya bertambah karena adanya transfer energi panas dari lingkungan ke system. Dan transfer energi panas itu dijadikan usaha gas untuk mendorong piston. mesin start running pada suhu 9 C dengan putaran mesin mencapai 1 rpm.kecepatan mesin maksimal dicapai pada suhu 87 C dengan kecepatan putaran mencapai 482 rpm pada saat sumbu api dilepas. Sistim pendingin mesin bertanggung jawab untuk menjaga suhu mesin agar selalu berada pada suhu operasi..hampir sepertiga panas pembakaran mesin karena komponen komponen mesin yang bergesekan diserap oleh sistim pendinginan. Oleh karena itu komponen sistim pendingin harus mempuyai kapasitas yang memadai dan dalam kondisi kerja yang baik.temperatur dalam ruang pembakaran mesin mencapai 1.927 C atau 3.526 F saat terjadi pembakaran bahan bakar. Metode Prototipe pendingin menggunakan desain seperti pada Gambar I Sistem yang akan didinginkan diumpamakan stirling engine. Kompor listrik dan fluida pendingin adalah air. Kondensor di lengkapai dengan kipas dengan ukuran tinggi 55cm lebar cm, Penampungan adalah tong dilapisi dengan tong plastik berukuran panjang cm lebar cm. Air di alirkan dari panci ke kondensor dengan menggunakan pompa dengan spesifikasi tegangan 2V,daya listrik 225W,dsya keluar 125W, Rpm 28, Tinggi Hisap 9m, Tinggi Total 29m, Kapasitas Maksimal 34ltr/mnt, Pipa Hisap 1 pipa dorong ½. Kompor pemanas di atur pada suhu C, dikorelasikan sesuai dengan suhu pada pembakaran sterling engine dan suhu yang diinginkan oleh sistem pendingin sterling engine adalah C. Untuk mensimulasikan sistem pendingin, air sebanyak 18 Liter sebagai pendingin dipanaskan hingga suhu 88 C dan kemudian pompa dinyalakan untuk melakukan simulasi dan mencari data penurunan suhu yang dihasilkan oleh menara pendingin.
Gambar 1,Sketsa set up alat pendingin Data dan analisa Pada kondisi ruang uji 1,2,3, terjadi penurunan yang sangat drastis hal ini ditunjukkan pada grafik di bawah. Dengan manggunakan kipas pada kecepatan 1 dengan suhu ruang ratarata 27 C. Adapun alat ukur yang digunakan ada dua perbandingan yaitu menggunakan air raksa dan menggunakan laser. Data suhu terhadap waktu yang di ukur menggunakan thermometer air raksa dari sistem pendingin dengan kipas pada kecepatan 1 ditunjunkan oleh gambar 2.
Suhu ( C) Suhu ( C) 9 kompor Kondensor Penampung 1 1 Waktu (menit) Gambar 2. Grafik data suhu menggunakan thermometer air raksa ukur termometer air raksa suhu awal 88 C kemudian turun drastis menjadi 44 C, dalam jangka waktu 15 menit. Kondensor dengan menggunakan thermometer air raksa suhu awal 68 C kemudian turun menjadi 36 C dalam jangka waktu 15 menit. Penampung dengan menggunakan thermometer air raksa suhu awal 68 C kemudian turun menjadi C. dalam jangka waktu 15 menit. Data suhu terhadap waktu yang di ukur menggunakan thermometer laser dari sistem pendingin dengan kipas pada kecepatan 1 ditunjukkan oleh gambar 3. Ruang Kompor Kondensor Penampung 1 1 11 21 31 41 51 Waktu (menit) Gambar 3. Grafik data suhu menggunakan thermometer laser
Suhu(menit) ukur termometer laser suhu awal 75,9 C kemudian turun drastis menjadi 36,2 C, dalam jangka waktu 15 menit dengan menggunakan kipas pada kecpatan 1. Kondensor dengan menggunakan thermometer laser suhu awal 48,2 C kemudian turun menjadi 33,6 C dalam jangka waktu 15 menit dengan menggunakan kipas pada kecepatan 1. Penampung dengan menggunakan thermometer laser suhu awal,7 C kemudian turun menjdi 36,5 C dalam jangka waktu 15 menit dengan menggunakan kipas pada kecepatan 1. Data suhu terhadap waktu yang di ukur menggunakan thermometer air raksa dari sistem pendingin dengan kipas pada kecepatan 3 ditunjunkan oleh gambar 4. 1 9 1 kompor penampung kondensor ruang 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 Waktu(menit) Gambar 4. Grafik data suhu kipas kecepatan 3 thermometer air raksa ukur termometer air raksa suhu awal 86 C kemudian turun drastis menjadi 38 C. Kondensor dengan menggunakan thermometer air raksa suhu awal 59 C kemudian turun menjadi 33 C. Penampung dengan menggunakan thermometer air raksa suhu awal 64 C kemudian turun menjdi 37 C. Dalam jangka waktu menit,air yang sudah dipanaskan dengan panas yang mencapai 86ºC terjadi penurunan yang sangat drastic mencapai rata rata 35 C sampai C. Data suhu terhadap waktu yang di ukur menggunakan thermometer Laser dari sistem pendingin dengan kipas pada kecepatan 3 ditunjukkan oleh gambar 5.
Suhu( C) ruang kondensor penampung kompor 1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 Waktu(menit) Gambar 5.Grafik data suhu kipas kecepatan 3 thermometer laser ukur termometer laser suhu awal 74,5 C kemudian turun drastis menjadi 35,6 C, dalam jangka waktu 15 menit dengan menggunakan kipas pada kecpatan 3. Kondensor dengan menggunakan thermometer laser suhu awal 46,9 C kemudian turun menjadi 32,7 C dalam jangka waktu 15 menit dengan menggunakan kipas pada kecepatan 3. Penampung dengan menggunakan thermometer laser suhu awal 48,8 C kemudian turun menjdi 35,5 C. dalam jangka waktu 15 menit dengan menggunakan kipas pada kecepatan 3. KESIMPULAN Dari grafik diatas perubahan suhu pada menara pendingin berfungsi untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengesktraksi panas dari air dan mengemiskinkannya ke kondensor dan atsmofir. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih rendah dibandingkan dengan peralatan peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas seperti radiator pada mobil. Dari hasil data yang sudah dilakukan pengujian pada menara pendingin dari panas 88 C hingga turun drastis menjadi 36 C, Dengan menggunakan perbandingan menggunakan kipas pada kecepatan 1 dan 3, maka dapat dsimpulkan: Dari data percobaan terlihat penurunan suhu mulai stabil pada menit ke 47, Pada percobaan pada kipas dengan kecepatan 1 berdasar pengukuran. Termometer air raksa dengan diturunkan dari suhu 88 C kesuhu 48 C berdasar pengukuran Termometer Laser dari suhu 74,5 C kesuhu 35,6 C.Dari hasil data suhu yang didapat,perbandingan antara kipas pada kecepatan satu dan kipas pada kecepatan tiga,dalam suhu perbandingan waktu yang stabil penurunan suhu yang didapat sangat berbeda. Kipas pada kecepatan satu menggunakan air raksa 37 C, menggunakan laser 41,4 C, dalam waktu 47 mnt. Sedangkngat beran kipas pada kecepatan 3, menggunakan air raksa 35 C,menggunakan laser 34 C.Jadi kesimpulan yang
didapat pengujian pada menara pendingin sesuai grafik diatas maka suhu yang dihasilkan lebih bagus menggunakan kipas pada kecepatan 3 lebih cepat dingin suhu yang didapat. DAFTAR PUSTAKA (1) 192 Syafriyudin, Pembangkit Listrk Tenaga Panas Matahari Berbasis Mesin STRILING Untuk Skala Rumah Tangga (2) Ir. Djunono.M.Si. Pusat Pengembangan Bahan Ajar UMB (3) Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia www.energyefficiencyasia.org