TUGAS AKHIR Analisa Performansi dan Perancangan Ulang Radiator Sebagai Optimasi Cooling System pada Mesin Sinjai Dipresentasikan Oleh: Devi Ratna Sari 21 111 05 012 Dosen Pembimbing Ary Bachtiar K.P, ST, MT, PhD
Latar Belakang Sistem kelistrikan Sistem Pelumasan Sistem pendinginan
Latar Belakang Panas Hasil Pembakaran Tenaga Mekanis 22 28 % 30-40% 35-45% Gas Buang Sumber : Heisler ( 1999 ) Hilang Bersama Pendinginan
Melakukan analisa dan perancangan ulang terhadap radiator Untuk mendapatkan engine cooling system yang optimal
Tujuan 1 1.Merancang ulang radiator dengan menggunakan analisa perpindahan panas 2 2.Mengetahui perbandingan performansi antara radiator sebelum dirancang ulang dengan radiator setelah dilakukan perancangan ulang
1 1 Bagaimana mendesain sistem pendingin yang tepat untuk mesin Sinjai dengan menggunakan analisa perpindahan panas sebagai dasar perancangan ulang radiator 2 2.Bagaimana perbandingan performansi antara radiator sebelum dirancang ulang dengan 3 radiator setelah dilakukan perancangan ulang 4
Batasan Masalah Perancangan radiator menggunakan data dari mesin Sinjay dengan model LJ276MT-2 yang ada di Laboratorium Teknik Pembakaran Bahan Bakar Teknik Mesin ITS Kondisi operasi diasumsikan steady state Analisa fouling tidak diikutsertakan Perancangan tidak mengikut sertakan analisa metallurgy dan analisa ekonomi 2 Aliran dalam tube radiator diasumsikan fully developed flow Tidak ada kebocoran dalam sistem Engine dalam keadaan stationer 3
Dasar Teori Sistem Pendinginan pada Engine Radiator Thermostat 2 Udara 3 Fan
Dasar Teori Compact Heat Exchanger 2 3 Jenis jenis compact heat exchanger
Dasar Teori Rumus dan Perhitungan Analisa Perpindahan Panas dengan Metode NTU Mencari Nilai Cmin Overall Heat Transfer Coeffisien 3 Nilai Effektifness
Dasar Teori Penelitian Terdahulu Kays, W.M., London, A.L.1964. Compact Heat Exchangers. 2nd ed. New York : McGraw - Hill Book Company Semakin rapat jarak SL maka Jh semakin naik 3 Reynold semakin naik Jh semakin turun Pengaruh Angka Reynold Terhadap Colburn Factor ( Jh ) dan Friction Factor
Skema Pengujian Keterangan 1.Radiator 2.Fan 3.Hose 4.Flowmeter 5.Tanki bahan bakar 6.Silinder head 7.Muffler 8.Poros mesin 9.Waterbrake dynamometer
Skema Penempatan alat ukur
Peralatan yang Dibutuhkan Pompa Air Blower Water brake Dynamometer Stopwatch Tabung Ukur Termokople Digital Flowmeter Tachometer 3
Dimensi Radiator Mesin Sinjai No Data Nilai 1 Tipe radiator Compact heat exchanger tipe strip fin circular tube 3 Diameter tube 6 mm 4 Panjang tube 255 mm 5 Jumlah baris tube 2 6 Jumlah total tube 44 7 Tebal fin 0.3 mm 8 Jumlah fin 159 9 Panjang fin 440 mm 10 Lebar fin 3 16 mm 11 Jarak tube arah 11 mm transfersal 12 Jarak tube arah 12 mm longitudinal 13 Susunan tube in line 14 Volume ( P x L x t ) 255mm x 440 mm x 42 mm
Analisa Grafik a) Analisa Existing Radiator
Analisa Grafik 0.8 Effectiveness Radiator = f( putaran mesin) ε ( effectiveness ) 0.6 0.4 0.2 Torsi maksimum 0.0 2000 3000 4000 5000 6000 putaran mesin ( rpm )
Analisa Grafik Torsi Maksimum
Analisa Grafik
Redesain radiator surface 8-3/8T
Perbandingan desain Desain Awal Baru Tube Diameter 6 mm 10.2 mm Panjang 255 mm 255 mm Jumlah 44 57 Susunan Aligned Staggered Fin Panjang 440 mm 440 mm Lebar 42 mm 72.6 mm Jumlah 159 159 Tebal fin 0.3 mm 0.3 mm
Analisa Grafik
Kesimpulan 1. Semakin besar nilai variasi beban yang diberikan ke engine, maka semakin rendah putaran dari engine sehingga debit air pendingin juga semakin sedikit seiring dengan menurunnya perbedaan temperature pada air pendingin. Besarnya nilai.kalor yang terbuang ke sistem pendingin pada saat torsi engine maksimum dengan debit air radiator 64 GPH adalah 5708.04 2. Semakin besar variasi beban yang di berikan ke engine, semakin rendah pula putaran dari engine sehingga debit air pendingin semakin sedikit dan laju aliran massa udara juga semakin yang berakibat nilai effectiveness dari radiator semakin kecil. Dimana pada torsi maksimum nilai effectiveness dari radiator sebesar 0.29 3. Dengan melakukan pendesainan ulang pada radiator, dan memilih surface designation 8.0-3/8T maka dengan luasan frontal yang sama didapatkan nilai NTU yang lebih besar yaitu 0.46 dan nilai effectiveness juga meningkat yaitu sebesar 0.36 dimana nilai tersebut dihitung ketika mesin berada pada torsi maksimum