contoh makalah perpindahan panas pada Radiator

RADIATOR

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

Perpindahan Panas

Yang dibina oleh Bapak Dr. Muhammad Alfian Mizar M.P

Oleh :

Abiria Bagus Issari                              (160511609248 /2016)

Afif Fakhoor Rohman                                    (160511609262 /2016)

Arfa’ Dhiaulhaq Firdaus Al Rasyid    (160511609275 /2016)

Aris Setiawan                                      (160511609209 /2016)

 

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

Desember 2017

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Alloh SWT yang Maha pengasih lagi maha penyayang. Kami panjatkan puji dan syukur atas kehadirat-Nya yang telah melimpahkan rahmat,hidayah,dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan revisi makalah saya yang berjudul “ SISTIM PERPINDAHAN PANAS RADIATOR ”.

Makalah ini telah saya susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai sumber buku maupun pihak lain sehingga dapat memperlancar pembuatan revisi makalah ini. Untuk itu saya menyampaikan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan revisi makalah ini.

Kami berharap semoga makalah saya yang “ SISTIM PERPINDAHAN PANAS RADIATOR ”. ini dapat memberikan manfaatnya untuk teman teman, khususnya fakultas teknik jurusan permesinan.

Malang, 01 Desember 2017

penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang permasalahan ....................................................... 1
1.2 Tujuan penulisan .......................................................................... 2
1.3 Fungsi penulisan .......................................................................... 2
1.4 Metodologi pulisan ...................................................................... 2

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Prinsip prisip perpindahan panas ................................................. 3
2.2 Perpindahan panas radiator ......................................................... 5
2.3 Radiator ....................................................................................... 6
2.4 Bagian - bagian radiator .............................................................. 9
2.5 Alat – alat penunjang radiator...................................................... 10
2.6 Perpindahan panas radiator ......................................................... 14

BAB III METODE

3.1 Langkah - langkah penelitian ....................................................... 18

BAB IV

4.1 Dimensi radiator .......................................................................... 21
4.2 Perhitungan daya ......................................................................... 22

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 27
5.2 Saran ............................................................................................ 27

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Permasalahan

Pada kehidupan sehari-hari alat transportasi menjadi sarana penting dalam menunjang tujuan dari rencana kita. Zaman sekarang alat transportasi baik darat, laut dan udara mengalami kemajuan pesat. Pesawat udara, kapal laut dan bus angkutan menjadi alternatif pilihan yang banyak digunakan orang. Kalau kita lihat dari mayoritas alat angkut tersebut kebanyakan menggunakan mesin motor bakar sebagai penghasil dayanya. Penulis memilih jenis motor bakar yang digunakan pada kendaraan umum, mobil misalnya. Pada jenis kendaraan ini umumnya menggunakan alat pendingin berupa radiator untuk menjaga suhu mesin agar tetap optimal. Sering kita sebagai pengguna kendaraan ini menganggap remeh peran dari radiator.

Salah satu yang menjadi latar belakang dari penulisan ini adalah pengalaman pribadi penulis. Ketika perjalanan keluar kota, tiba-tiba mesin tidak bertenaga dan terjadi bunyi menggelitik yang sering. Pada indicator suhu, menunjukan bahwa temperatur sudah melebihi dari batas yang diizinkan, kemudian mesin langsung dimatikan.

Ketika diperiksa pada bagian mesin dan alat pendingin, ternyata air pada radiator sudah tidak ada.Kemudian kami mengisi air radiator hingga penuh dan suhu mesin turun. Pada saat meneruskan perjalanan, ternyata terdapat beberapa tempat yang mengeluarkan uap air yang mengakibatkan air menjadi menguap dan habis.Suhu mesin meningkat cepat dan tidakbertenaga.

Dari peristiwa tersebut penulis mencoba menganalisa hubungan antara effisiensi mesin dan pendinginan radiator. Secara sederhana penulis ingin mengetahui besar kalor yang dihasilkan pada mesin dan besar kalor yang dapat diredam oleh radiator. Pada motor bakar otto, terbakarnya campuran uap bensin dan udara mengakibatkan naiknya temperatur ruang bakar. Temperaturnya mencapai sekitar 2500 ⁰C dan ini dapat merusak komponen di dalamnya.

1.2  Tujuan penulisan

Tujuan dari penulisan ini adalah :

1.         Mengetahui sifat dan fungsi radiator.

2.         Mengetahui hubungan temperatur radiator dengan effisiensi mesin.

1.3 Fungsi penulisan

Fungsi dari penulisan ini adalah :

1.      Mahasiswa dapat mengetahui sifat dan fungsi radiator

2.      Mahasiswa dapat mengetahui hubungan temperatur radiator dengan effisiensi mesin.

1.4  Metodoligi penulisan

Penulisan tugas akhir ini terdiri dari lima bab yang membahas tentang sifat dan fungsi radiator serta mengetahui temperature radiator dengan efisiensi mesin. Teori pendukung, perhitungan dan analisa dari hasil pengujian, serta satu bab mengenai kesimpulan dan saran-saran tambahan lainya, yang dilakukan dengan menggunakan studi literatur, melalui pengumpulan data dan referensi.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA 

Pada bab ini akan diuraikan teori yang mendukung pendinginan pada radiator. Sesuai dengan tujuan penulisan maka teori mengenai kalor dan fluida adalah bagian utamanya. Untuk itu penulis membagi landasan teori pada bab ini menjad itiga bagian yaitu pada motor bakar, air (fluida) dan radiator.

2.1  Prinsip - prinsip perpindahan panas

Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai berpindahannya energy dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut. Ada tiga cara yang dikenal dalam proses perpindahan panas,yaitu:

a.         Perpindahan Panas secana Konduksi

Konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah di dalam satu medium (padat, cair, atau gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung. Dalam aliran panas konduksi perpindahan energy terjadi karena hubungan molekul secara langsung tanpa adanya perpindahan molekul yang cukup besar.Ilustrasi perpindahan panas secara konduksi dapat dilihat pada Gambar

 

                 

                Gambar 2.1 perpindahan panas secara konduksi  

Rumus perpindahan pnas secara konduksi

Dan

Keterangan :

Qk : laju aliran panas secara konduksi (W)

Ak : luas perpindahan panas secara konduksi (m)

K : konduksi termal bahan (W/m)

Lk : tebal bahan (m)

Tdingin : temperatur yang lebih rendah suhunya (K)

T panas : temperatur yang lebih tinggi suhunya (K)

Rk : Tahanan termal untuk konduksi (K/W)

b.         Perpindahan panas secara konduksi

Konveksi adalah proses transport energy dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. Konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan energy antara permukaan benda padat dan cairan atau gas.

Rumusan perpindahan panas secara konveksi adalah :

Dan

Keterangan  :

Qa : Laju aliran panas dengan cara konduksi (W)

Aa : Luas Perpindahan panas secara konduksi (m²)

∆T : Beda temperature dari bagian permukaan dengan temperature lokasi (K)

ha : Konduktifitas thermal konveksi rata-rata(W/m²K)

Ra : Tahanan termal untuk konveksi (K/W)

c.          Perpidahan panas secara radiasi

Perpindahan panas radiasi adalah proses dimana panas mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah bila benda itu terpisah di dalam ruang, bahkan bila terdapat ruang hampa diantara benda-benda tersebut. Panas radiasi dipancarkan oleh suatu benda dalam bentuk kumpulan (batch) energi yang terbatas atau quanta.

Rumus perpindahan panas secara radiasi :

  – )

Keterangan :

ɛi : Emisitasi

ɑ : 5,67.10^-8(Watt/m²C⁴)

A : Luas Perpindahan panas secara radiasi (m²)

T : Suhu permukaan (K)

Qr : Laju aliran panas radiasi (W)

2.2 Perpindahan Panas Pada Radiator

Panas yang dibuang oleh cairan pendingin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Q = MCp∆T

Q = MCp( T1-T2)

Keterangan :

Q : Laju perpindahan panas oleh cairan dingin(W)

M : Massa cari cairan pendingin tiap detik (kg/s)

Cp : Kapasitas panas yang masuk (J/kg⁰C)

T1 : Temperatur cairan panas yangmasuk (⁰C)

T2 : Temperatur cairan panas yang keluar (⁰C)

2.3    Radiator

Pada bagian ini akan dijelaskan fungsi dari radiator dan bagian-bagian dari radiator. Tetapi sebelumnya akan diuraikan terlebih dahulu jenis alat perpindahan kalor. Menurut Ramesh K.Shan, jenis penukar kalor yang sampai sekarang dapat dibagi berdasarkan kepada :

1.      Proses perpindahan panas.

2.      Tingkat kekompakan permukaan.

3.      Profil kontruksi permukaan.

4.      Susunan aliran fluida.

5.      Banyaknya fluida yang dipakai.

6.      Mekanisme perpindahaan panas.

1)        Klasifikasi perpindahan panas dibedakan menjadi dua yaitu :

a.         Tipe kontaklangsung

b.         Tipe kontak taklangsung

2)        Klasifikasi berdasarkan tingkat kekompakan permukaan yaitu bila kerapatan luas permukaan yang lebih besar dari 700m².

3)        Klasifikasi berdasarkan konstruksi permukaan yaitu penukar kalor tabung atau pipa,plat permukaan yang diperluas danpenukar kalor regenerator.

a.       Penukar kalor tipe tabung, misalnya:

1.      Penukar kalor sel dan tabung (shell andtube).

2.      Penukar kalor pipa ganda dan pipaspiral.

b. Penukarkalortipeplat,misalnya:

1.      Penukarkalorpelatgasket.

2.      Penukar kalor pelat bentukspiral.

3.      Penukar kalor pipan tipis(lamela)

c.       Penukar kalor tipe permukaan yang diperluas:

1.      Penukar kalor sirippelat.

2.      Penukar kalor tabung dengansirip.

d.      Penukar kalorre generator.

4)      Klasifikasi berdasarkan susunan aliran fluida

a.       Penukar kalor satuhaluan.

1.      Penukar kalor aliran membalik (counterflow)

2.      Penukar kalor aliran sejajar (parallelflow).

3.      Penukar kalor aliran menyilang (crossflow).

b.      Penukar kalor banyakhaluan.

5)      Klasifikasi berdasarkan banyaknya fluida yang dipakai ada dua jenis yaitu:

a.       Dua macam fluida

b.      Tiga macam fluida

6)      Klasifikasi berdasarkan mekanisme perpindahan panas dibagi menjadi:

a.       Konveksi satu fasa.

b.      Konveksi dua fasa.

c.       Kombinasi perpindahan panas konveksi dan radiasi.

Berdasarkan klasifikasi diatas, penulis memilih radiator mobil dengan dengan sifat yang dimiliki adalah :

1.    Tipe kontak tidaklangsung.

2.    Tipe penukar kalor dengan permukaan diperluas.

3.    Aliran vertikal dan aliran fluidanya sejajar.

Selain dari pada itu fungsi dari radiator adalah menjaga suhu dari kerja mesin agar tetap stabil. Jadi ada sejumlah panas yang diredam oleh radiator dan dibuang ke udara sekeliling dari hasil kerja mesin tersebut yang berupa kalor. Pada penulisan ini panas yang dihasilkan oleh mesin diredam dengan putaran kipas dan laju aliran fluida melalui pompa.

Fungsi utama daripada radiator adalah melepaskan kalor, maka dalam pembuatannya dipilih bahan untuk radiator ini yang memiliki konduktivitas termal tinggi.Yaitu bahan yang mampu menghantarkan panas dengan baik.Dalam industri radiator di Indonesia kebanyakan menggunakan bahan tembaga dan kuningan dalam pembuatannya. Selain tembaga ada juga bahan yang digunakan missalnya aluminium. Bahan ini jarang digunakan karena biaya pembuatannya relatif lebih tinggi dan memiliki konduktivitas termal di bawah tembaga adalah

Sifat – sifat yang dimiliki oleh tembaga adalah :

1.      Ringan dan harganya murah

2.      Mudah dibentuk dan tahan karat

3.      Memiliki kondiktivitas termal (k) yang tinggi yaitu 380 W / m ⁰C pada suhu 85⁰C.

4.      Memiliki density yaitu 8.9gr/cm³

5.      Memiliki titik leleh 1083⁰C.

2.4    Bagian Bagian Radiator

Radiator mempunyai bagian yang masing-masing mempunyai fungsi dimana bagian tersebut harus terjaga agar kemampuan dari radiator tersebut dalam menyerap panas dapat berfungsi dengan maksimal.

Sesuai dengan standar Nasional Indonesia nomer SNI – 09 – 0397 – 1989 maka standar yang diizinkan untuk radiator kendaraan bermotor roda empat dapat dilihat pada gambar3-4 dibawah ini,dimana dari gambar tersebut dapat kita ketahui dimensi dari sebuah radiator dengan nama dari bagian-bagiannya.

 

Gambar : 2.4. Radiator Secara Terpisah

Keterangan untuk gambar diatas adalah :

1.   Tangki masuk adalah tempat air di bagian atas masuk.

2.   Leher pengisi adalah saluran untuk memasukkan air dari luar kedalam radiator.

3.   Pipa limpah adalah saluran air lebih.

4.   Kuping pemegang adalah bagian untuk mengikat radiator.

5.   Bingkai adalah pelat yang menyatuhkan sekat masuk dan sekat keluar, tempat sarang tawon terpasang.

6.   Sekat masuk adalah tempat tangki masuk saluran air sarang tawon terpasang.

7.   Sekat keluar adalah tempat tangki keluar saluran air sarang tawon terpasang.

8.   Pipa kuras adalah saluran penguras.

9.   Ring plat adalah untuk penahanan pada sumbat kuras.

10.    Sumbat kuras adalah penutup pipa kuras.

11.    Tangki keluar adalah tempat air dibagian dalam keluar.

12.    Pipa keluar adalah saluran air keluar dari radiator dan masuk kedalam mantel.

13.    Tutup radiator adalah tutup leher pengisi serta pembatas tekanan dalam radiator.

14.    Sarang tawon adalah bagian utama radiator tempat kalor dilepaskan.

15.    Merek pembuatan adalah kode yang diberikan oleh produsen sesuai dengan spesifikasi mesin dan tahun pembuatan.

2.5     Alat - alat penunjang radiator

Jenis alat penukar kalor radiator ini menggunakan zat fluida berupa air sebagai alat penukarnya. Dalam sistem pendinginan mesin ini didukung oleh beberapa komponen penting. Misalnya pompa air, termostat, kipas dan tutup radiator. Untuk lebih jelasnya akan dibahas secara garis besar komponen-komponen tersebut

1. Pompa Air (water pump)

Fungsi utama dari pompa air ini adalah untuk memompa air menjadi suatu aliran dan menghasilkan kecepatan aliran tertentu.Laju aliran ini yang digunakan untuk melepas jumlah kalor dari kerja mesin yang dilepas ke udara.jenis pompa yang dipakai adalah jenis pompa sentrifugal.

Karena pompa seperti ini menghasilkan tekanan ringan sehingga kerja mesin dapat lebih effisien.Bahan dari rumah pompa biasanya dibuat dari besi cor atau aluminium. Pompa air juga berfungsi untuk membatasi jumlah aliran kembali jika termostat dalam keadaan tertutup. Bagian dalam pompa terdapat kipas(impeller)yang. Berfungsi untuk menghisap air untuk dipompakan. Yang dipakai kendaraan secara umum

                       

          

                                 Gambar : 2.5. Bentuk Umum Pompa Air pada Kendaraan.

Keterangan:

1.       Kipasangin

2.       Pulikipas

3.       Impeller

4.       Porospompa

5.       Bantalanpeluru

6.       Sekatair

7.       Saluran kembali dariradiator

Kecepatan air dalam pompa berkisar antara 2,5 – 3 m/s. Sedangkan kecepatan air yang melalui silinder blok dan bagian depan pompa tidak lebih dari 1 m\s. dan besar dari tenaga yang diperlukan oleh pompa air pada suatu mesin adalah sekitar 0,5 – 1 % dari tenaga yang dihasilkan oleh mesin tersebut. Misalnya saja suatu mesin memiliki tenaga 80 tenaga kuda. Maka diperlukan pompa yang memiliki tenaga maksimum 0,8 tenaga kuda.

2.   Termostat.

Fungsi dari termostat adalah mengatur aliran fluida pada suhu tertentu. Jumlah suatu aliran fluida berbeda setiap suhu tertentu. Juka suhu kerja masih rendah maka diperlukan jumlah aliran yang sesuai dengan suhu tersebut. Jika suhu naik misalnya pada suhu 91 ⁰C maka katup yang dibantu oleh termostat akan membuka. Akibatnya jumlah aliran fluida bertambah dan terjadi keseimbangan antara panas dari kerja mesin dan panas yang dapat dibuang ke udara. Selain itu penggunaan thermostat dapat meringankan beban mesin

3.      Tutup Radiator

Tutup radiator berfungsi untuk menutup tangki radiator dan mengeluarkan panas dari uap air yang berlebihan. Selain itu untuk menambah air jika dalam sirkulasi tersebut kekurangan cairan. Tekanan pada tutup radiator ini dirancang sampai mencapai pada suhu 120⁰C.

Pada tutup radiator terdapat dua katup.Yang pertama adalah katup tekan dan yang kedua adalah katup vakum. Katup tekan berfungsi untuk menyalurkan tekanan berlebih dari uap air yang dibawa oleh aliran fluida.

Sedangkan katup vakum berfungsi untuk menyamakan tekanan ketika mesin dimatikan.Sebab sistem pendingin membuat sendiri kondisi vakum dalam lingkungannya. Katup ini akan membuka pada 0.6 – 0.9 kPa dibawah tekanan atmosfir.

4.      Kipas.

Kipas pada system pendingin mesin berfungsi untuk menyerap panas dari sarang tawon pada radiator dan mendinginkan permukaan mesin bagian luar. Kipas yang banyak digunakan adalah kipas aksial.

Kipas ini ada yang digerakan oleh crankshaft karena menyatu dengan kompa air dan ada juga yang digerakan oleh motor elektrik. Jumlah daun kipas yang banyak digunakan adalah 4 – 7 daun. Sedangkan maksimum kecepatan dari kipas berkisar antara70–100m/s.dan diameter dari kipas yang digunakan berkis arantara 0.25– 0.65 m.

5.      Air

Zat fluida yang digunakan pada radiator ini adalah air.Radiator adalah salah satu alat penukar kalor yang menggunakan air sebagai alat alat penukarnya.

Beberapa sifat air yang menguntungkan untuk digunakan pada radiator pada suhu 80 ⁰C – 90 ⁰C :

1.       Konduktivitas termal (k) = 0,7 W/m ⁰C

2.       Kerapatan(ρ)                  = 968,6kg/m³

3.       Viskositas(μ)                  = 0,336Ns/m²

4.       Tegangan permukaan (σ) = 6,2N/m²

Selain itu penggunaan air cocok untuk iklim tropis dan tidak berbau. Perbedaan temperatur yang tidak begitu besar antara suhu sekitar terhadap proses kerja mesin menjadi satu pilihan yang tepat untuk radiator sebagai alat penukar kalor pada mesin mobil.

2.6    Perpindahan panas radiator

Sesuai dengan tujuan dari penulisan ini, maka akan dibahas secara garis besar tentang kemampuan melepas kalor dari radiator. Untuk jenis radiator yang digunakan oleh segala jenis kendaraan yang digunakan di wilayah Indonesia, sudah ada ketentuan yang berlaku.

Dalam hal ini Dewan Standarisasi Nasional (DSN) sudah memberikan batasan- batasan mengenai kemampuan melepas kalor radiator yang dibuat di Indonesia. Batasan-batasan tersebut adalah :

1.         Kalor rambat adalah kalor yang dirambatkan oleh benda satu kebenda yang lain dan dinyatakan dalam Joule per jam(J/h).

2.         Kalor rambat air adalah jumlah kalor yang dilepaskan oleh air, dinyatakan dalam Joule per jam(J/h).

3.         Kalor rambat udara adalah jumlah kalor yang diserap oleh aliran udara di sekitar, dinyatakan dalam Joule per jam(J/h).

4.         Perbedaan temperatur pemasukan adalah perbedaan antara temperatur air masuk ke dalam radiator dan temperatur udara yang akan mengalir kesarang tawon radiator, dan dinyatakan dalam derajat Celcius(⁰C)

5.         Aliran air adalah jumlah air yang mengalir kedalam radiator,dinyatakan dalam meter per detik(m/s).

6.         Kecepatan udara adalah udara yang mengalir dengan arah frontal kesarang tawon radiator yang diuji dan dinyatakan dalam meter perdetik(m/s)

Dari ketentuan-ketentuan di atas maka Dewan Standarisasi Nasional (DSN) menetapkan beberapa rumus yang dapat digunakan bagi para pembuat radiator. Antara lain yaitu :

1.   Jumlah kalor yang dilepaskan oleh air:

Qa = m_a x cp_a x (t_a1-t_a2) ........ (2.2 Perpindahan Kalor, Holman J.P, 1988)

Dimana :

Qa = Jumlah kalor yang dilepaskan oleh air (kW).

 m_a = Massa air yang mengalir (kg/min).

cp_a = Kapasitas panas masuk (kJ/kg ⁰C).

t_a1 = Temperatur air masuk ( ⁰C).

t_a2 = Temperatur air keluar ( ⁰C).

Sedangkan :

m_a = ρ_a x V_a x 10^-3 x 60 ................(2.3 Perpindahan Kalor, Holman J.P, 1988)

Dimana :

ρ_a = Massa jenis air pada temperatur air masuk (kg/m³) V_a = Volume aliran air(m³/s).

2.      Jumlah kalor yang diterima oleh udara pendingin:

Q_u = m_u x cp_u x (tu₂ – tu₁) …..…(2.4 Perpindahan Kalor, J.P. Holman, 1988)

Dimana :

Q_u = Jumlah kalor yang diterima oleh udara pendingin (kW).

 m_u = Massa udara yang mengalir (kg/min).

cp_u = Kalor jenis udara (kJ/kg ⁰C). 

tu₁ = Temperatur udara keluar ( ⁰C).

tu₂ = Temperatur udara masuk (⁰C).

sedangkan :

m_u = V_u x ρ_u .............................(2.5 Perpindahan Kalor, J.P. Holman, 1988)

Dimana :

V_u = Volume aliran udara pendingin (m²/s).

ρ_u = Massa jenis udara (kg/m³).

3.     Jumlah kalor yang dapat dirambatkan air pendingin ke udara adalah:

 ......... (2.6 perencanaan penukar kalor , Daryanto. 1998)

Q         = Kalor yang dirambatkan oleh air ke udara (kW). 

Q_a       = Kalor yang dilepaskan oleh air pendingin (kW).

 ta₁       = Temperatur air pendingin yang masuk (⁰C).

tu₁      = Temperatur udara pendingin yang masuk ( ⁰C). 30⁰C = Adalah (ta₂ –ta₁).

ta₂       = Temperatur air pendingin yang keluar   (⁰C).

Dalam perencanaan alat penukar panas jenis radiator, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan sebagai bahan rujukan, antara lain :

1.     Untuk mengalirkan air pada ruang dan daya yang terbatas maka dapat dipilih konstruksi dengan menggunakan pipa gepeng (flattened tube). Karena dapat memperbesar luas aliran dan turbulensi yang terbentuk lebih kecil sehingga dapat memperkecil adanya kehilangan terkenan pada suatualiran.

2.     Jumlah kalor yang dapat dipindahkan setiap satuan volume metrics sebagai funtgsi dari daya untuk menghasilkan alirantersebut.

3.     Spesifikasi radiator dibagi dalam dua kelompok, yaitu:

§   Spesifikasi Performa atau Unjuk Kerja:

a. Jumlah panas yang dapat dilepaskan oleh radiator pada kondisi kecepatan  udara, kecepatan air (debit) dan beda temperatur (∆t) antara temperatur ruang bakar dan temperatur air pada saat masuk. Dinyatakan dalam besaran kcal/jam atau kw. b.Pressure Drop (airside).

Besarnya tahanan udara antara sisi sebelum udara melalui radiator, dengan sisi setelah udara melewati radiator, dan dinyatakan dalam besaran mm Aq (mm H₂O).c.Pressure Drop (water side).

Besarnya tahanan air antara pipa inlet dengan pipa outlet dan dinyatakan dalam besaran mm Hg

d. Cap OpeningPressure.

Tekan bukaan cap assy, dinyatakan dalam kg/cm².

e. TestPressure.

Besarnya tekanan udara yang diberikan oleh radiator saat dilakukan pulse test.

Dan dinyatakan dalam besaran kg/cm².

f. VibrationDurability.

Batasan minimum kekuatan radiator yang diizinkan pada vibration test.

§  SpesifikasiKonstruksi.

Spesifikasi ini berkaitannya dengan kondisi fisik radiator :

a)      Coresize yaitu ukuran core radiator dalam lebar (W)xtinggi(H)xtebal(D).

b)     Fin pitch yaitu jarak antara puncak sirip.

c)      Heat rejection area yaitu luas perpindahan panas padat abung dan sirip pendingin, dinyatakan dalam m².

d)     Frontal area yaitu luas permukaan tegak lurus dengan aliran udara dan dinyatakan dalam m².

e)      Sectional area of water path yaitu luas penampang aliran air dalam m².

f)      Dry weight yaitu berat kosong atau tampa air dariradiator.

g)      Water volume yaitu isi air atau fluida dari radiator, dalam liter.

h)     Surface treatment yaitu jenis proses akhir bagi permukaan radiator, biasanya adalah pengecatan seluruh bagian radiator dengan warna hitam.

BAB III

METODE

3.1  Langkah langkah penelitian

 Di dalam melakukan penelitian ini kami melaksanakannya berdasarkan langkah-langkah yang telah tersusun secara sistematis seperti dalam diagram alir di bawah ini .

 

 

 

 

 

Pengujian terhadap radiator untuk mengetahui hasil yang dinginkan memerlukan tiga tahap dalam pengujian yaitu :

1.  Pengujian radiator keadaan dingin yang dilakukan setelah mesin dihidupkan selama 15 menit.

2.   Pengujian radiator    keadaan normal yang dilakukan setelah mesin dihidupkan selama 30menit.

3.  Pengujian radiator keadaan panas yang dilakukan setelah mesin dihidupkan selama 50 menit.

Sebelum pengambilan data dilakukan studi pustaka untuk mendapatkan teori-teori yang mendukung selama pengujian. Kemudian dilakukan persiapan alat- alat yang digunakan dalam pengujian. Setelah alat dipersiapkan maka pengambilan data dapat dilakukan.

Pengambilan data dimulai dengan memeriksa semua komponen- komponen alat uji dalam keadaan baik seperti : Radiator, Air pendingin, Bahan bakar (Bensin), minyak pelumas. Kemudian memasang kabel accu untuk start dan memulai pengujian, pertama pengujian radiator keadaan dingin setelah mesin dihidupkan selama 15 menit, yang kedua pengujian radiator keadaan normal setelah mesin dihidupkan selama 30 menit dan yang ketiga pengujian radiator keadaan panas setelah mesin dihidupkan selama 50menit.

Setelah pengujian pengukuran panas dari mesin diukur pada putaran 710 rpm – 4000 rpm, putaran poros diukur menggunakan tachometer yang sudah terdapat pada panel. Hasil pembebanan dilihat pada neraca beban, lama aliran bahan bakar pada fuel gauge diukur menggunakan stapwatch.kemudian putaran dinaikkan untuk mendapatkan harga konsumsi bahan bakar spesifik dari harga – harga tersebut dianalisis dan dibuat kesimpulan hasil akhir dari pengujian.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan kami jelaskan mengenai proses perhitungan dari suatu radiator , seperti perhitungan tentang besar kalor yang dapat diredam oleh radiator, selain itu juga akan kami tampilkan mengenai hasil dari percobaan motor bakar dengan menggunakan radiator.

Selain kita mengetahui besar kalor yang dihasilkan oleh suatu motor bakar, kemudian kita mencoba untuk mengetahui besar kalor yang dapat diredam oleh radiator.Untuk itu kita perlu mengetahui dimensi dari radiator.

4.1.            Dimensi Radiator

Pada perhitungan kalor yang digunakan radiator ini bagian yang terpenting adalah luas dari pada core atau sarang tawon. Jenis dari sarang tawon yang digunakan adalah corrugated fin atau sirip bergelombang.

Ukuran radiator adalah panjang x lebar x tebal = W x H x D mm. Untuk jenis yang digunakan adalah (490 x 355 x 32) mm terlihat pada gambar tersebut :

                                   Gambar : 4.1. Dimensi Radiator

4.2              Perhitungan Daya.

Sebelum memasuki perhitungan tentang radiator, maka perlu diketahui besar daya yang ada. Adapun rumus untuk menghitung daya adalah :

P =2pNT

60

Dimana :

P            :Daya           ( Watt)

N            :Putaran       ( rpm)

T            :Torsi           ( Nm)

F             : Gaya         ( N)

r             : Jarak/lengan ( mm)

m            :Masa          ( kg )

 g            : Gravitasi ( m/s )

Jika diketahui : m = 80 kg

r = 30 cm

maka besarnya gaya yang bekerja adalah :

F =mxg

F = 80 kg x 9,8 m/s

F = 78,4 N

Setelah diketahui besarnya gaya yang bekerja (F) maka dapat dihitung besarnya torsi yang bekerja, yaitu:

T =Fxr

T = 78,4x0,3

T = 23,52Nm

Setelah diketahui torsi yang bekerja(T) maka besarny ada yauntuk masing-masing putaran adalah:

1.        Putaran 710rpm.

P =2pNT

60

P =2 x 3,14x 710

                      60

P = 1.747 Watt

2.      Putaran 1000rpm.

P =2pNT

       60

P =2 x 3,14x1000

            60

P = 2.462 Watt

3.      Putaran 1500rpm.

P =2pNT

        60

P =2 x 3,14x1500

              60

P = 3.693 Watt

4.      Putaran 2000rpm.

P =2pNT

       60

P =2 x 3,14x 2000

             60

P = 4.924 Watt

5.      Putaran 2500rpm.

P =2pNT

       60

P =2 x 3,14x 2500

              60

P = 6.155 Watt

6.      Putaran 3000rpm.

P =2pNT

       60

P =2 x 3,14x 3000

           60

P = 7.386 Watt

7.      Putaran 4000rpm.

P =2pNT

       60

P =2 x 3,14x 4000

            60

P = 9.846 Watt

P =2pNT

                                  60

P =2 x 3,14x 3000

                                        60

P = 7.386 Watt

 

 

Tabel 4.1 Perbandingan antara Daya dan Putaran mesin.

N (rpm)	F (N)	T (N.m)	P (Watt)
710	78,4	23,52	1.747
1000	78,4	23,52	2.462
1500	78,4	23,52	3.693
2000	78,4	23,52	4.924
2500	78,4	23,52	6.155
3000	78,4	23,52	7.386
4000	78,4	23,52	9.846

BAB V

KESIMPULAN

5.1    Kesimpulan

1.    Di dalam analisa perhitungan di dapat bahwa semakin besar putaran mesin semakin besar pula daya yang dihasilkan olehmesin.

2.    Setelah dihitung besarnya daya yang berker jadi tiap-tiap kecepatan putaran mesin yang berkerja maka didapat hasil perhitungan daya dengan besarnya kalor total yang dapat dipindahkan dari radiator mendekati persamaan.

3.    Dari data-data tersebut diatas maka fungsi dari radiator adalah sebagai peredam kalor dan menjaga keadaan motor bakar pada suhu kerja ini dapat dicapai, oleh karena itu pendingin pada motor bakar memegang peranan penting dalam proses kerja pada motorbakar.

4.    Penggunaan air pada radiator adalah alternatif paling tepat pada sistem pendingin suatu motor bakar karena negara kita beriklim tropis dan mudah mendapatkan air maka radiator menjadi pilihan utama para produsen mobil untuk digunakan pada motor bakar.

5.2         Saran

Saran dari penulis adalah tetap memperhatikan keadaan dari system pendingin pada kendaraan yang digunakan, karena kebanyakan orang kurang memperhatikan hal ini, panas yang dihasilkan oleh suatu motor bakar secara berlebih akan berakibat fatal pada komponen di dalam mesin tersebut. Pemeriksaan secara rutin dan penanggulangan secara dini merupakan cara yang tepat untuk menjaga sistem pendingin suatu motor bakar, misalnya dengan mengganti air pada radiator setiap sebulan sekali dan selalu mengontrol radiator setiap kali mesin akan digunakan. Sistem pendingin suatu radiator berkaitan erat dengan system yang lain termasuk menjadikan mesin menjadi lebih effisien dan tahan lama.

Saran untuk pengujian lebih lanjut adalah perlu dilakukan pengujian pada berbagai kondisi beban dan juga pada kondisi operasi lain yang dapat mempengaruhi laju pelepasan kalor dan untuk pengembangan lebih lanjut dapat dilakukan penelitian mengenai pengaruh pendinginan motor bakar terhadap komponen motor bakar.

DAFTAR PUSTAKA

ArendsB.P.M dan BerenscotH, (1980) MOTOR BENSI  Jakarta: Erlangga.  

Daryanto., (1992) TEKNIK SERVISE MOBIL Jakarta:Rireka Cipta.

DaryantoP.S, (1990) PENGANTAR PERENCANAN PENUKAR KALOR LABORATORIUM TEKNOLOGI PENDINGIN Jurusan Mesin Insititut Teknologi Bandung

Holman J.P,(1988) PERPINDAHAN KALOR, Jakarta: Erlangga.