bab iii metodologi penelitian - … akhir - bab iii.pdf · pasang plat siku dengan baut dan mur 12...

Tugas Akhir Teknik Mesin

Universitas Mercu Buana 71

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pendekatan Penelitian

Pendekatan penelitian adalah metode yang digunakan untuk mendekatkan

permasalahan yang diteliti sehingga dapat menjelaskan dan membahas

permasalahan secara tepat. Tugas akhir ini menggunakan metode penelitian

dengan melakukan pengujian dalam bentuk eksperimen yang dilakukan pada

pompa di alat simulator radiator Denso 16410 – BZ010. Pengujian yang dilakukan

yaitu menghitung daya untuk menghasilkan aliran fluida oleh pompa sentrifugal

jenis khusus yang digunakan.

Pola pendekatan yang diambil adalah dengan one shot model dimana

pendekatan hanya pada kecepatan aliran dalam satu putaran siklus dengan variasi

bukaan kran atau katup yang diulang sebanyak tiga kali untuk pengumpulan data

secara akurat. Data tersebut diambil dari proses penelitian terhadap alat simulator

sistem pendingin radiator.



3.2. Desain Kontruksi Alat Simulator

Langkah-langkah dalam pembuatan alat simulator:

Memotong plat siku dengan ukuran panjang 82 cm, lebar 60 cm, dan tinggi

40, dengan tebal 3 mm.

Plat dibuat lubang ukuran 2 cm dengan bor pada setiap sisi.

Pasang plat siku dengan baut dan mur 12 pada sisi luar, hingga menjadi

kerangka berbentuk persegi panjang.

Kemudian pasang roda-roda pengunci.

Tempatkan bak penampung yang sudah dibentuk pada dudukan dengan

memberikan penahan plat siku yang sudah dilubangi.

Pasang baut dan mur 12.

Pasang stop kran (globe valve) dengan perekat pipa pada lubang

penampung.

Sambungkan pipa PVC dengan perekat pipa ke sambungan union dari stop

kran.

Sambungkan pipa bentuk tee drat dengan perekat pipa dari sambungan

union ke pipa berikutnya.

Tempatkan alat ukur vacuum gauge pada sambungan tee.

Sambungkan pipa PVC dengan perekat pipa dari sambungan tee ke

pompa.

Tempatkan pompa sentrifugal dengan memberikan dudukan alas dengan

menggungakan plat siku.

Pasang plat siku dengan baut dan mur 12.

Sambungkan faucet socket dengan slotip putih dengan cara diputar pada



dratnya, tempatkan pada posisi atas pompa.

Sambungkan pipa tee dengan perekat pipa dari faucet socket ke valve

socket.

Tempatkan alat ukur pressure gauge pada sambungan tee.

Sambungkan valve socket drat dari sambungan pipa tee ke gate valve

dengan slotip putih.

Pasang gate valve dari sambungan valve socket ke flowmeter dengan slotip

putih.

Pasang faucet socket dari flowmeter dengan slotip putih ke sambungan

elbow 900 dengan perekat pipa.

Sambungkan pipa PVC dari elbow 900 ke sambungan elbow 900 .

Tempatkan heater dengan memberikan dudukan alas plat siku, yang sudah

dibuat dengan gulungan kawat didalamnya, yang sudah dipasang dengan

thermostart.

Pasang thermometer pada heater.

Sambungkan pipa PVC dari elbow 900 ke heater.

Sambungkan pipa PVC dari heater ke radiator.

Pasang thermometer pada sambungan pipa PVC.

Tempatkan raditor, kipas angin dan exhaust fan diatas kerangka secara

sejajar, memberikan plat dudukan sebagai penahan.

Sambungkan pipa PVC dari radiator ke sambugan elbow 900 sambungkan

pipa PVC ke sambungan elbow 900 .

Sambungkan pipa PVC dari elbow 900 ke penampung.



Setelah proses pembuatan simulator dan pemasangan atau isntalasi. Dapat

digambarkan sistem kerja dari simulator radiator dengan menggunakan skema

diagram yang ditunjukan pada gambar 3.1 dan dibuat sketsa tiga dimensi pada

gambar 3.2.

Gambar 3.1 Skema Sistem Kerja Simulator Radiator

Gambar 3.2 Sketsa Tiga Dimensi Sistem Kerja Simulator Radiator

POMPA

PENAMPUNG AIR

HEATER

DENGAN

TERMOSTAT

DAN HEATER

PIPA PVC

DENGAN TERMOMETER

RADIATOR DENGAN FAN PIPA PVC

DENGAN

TERMOMETER



Gambar 3.3 Sketsa Dua Dimensi Sistem Kerja Simulator Radiator

3.3. Menganalisa Data

Data-data yang dikumpulkan dari analisa ini dilakukan dengan kondisi

pompa dihidupkan. Debit aliran air yang mengalir dari penampung ke heater

dapat disesuaikan dengan globe valve dan gate valve. . Dapat dilihat pada gambar

3.4 untuk pengaturan bukaan katup atau disebut juga kran dan data-data tersebut

dikumpulkan dengan perbandingan bukaan kran, sebagai berikut:

1. Bukaan Katup Penuh

P1 = 0,2 , P2 = 0,2 , Q = 12 liter/menit.

2. Bukaan Katup ½

P1 = 3 cmHg = 0,04 , P2 = 0,04 , Q = 6 liter/menit.

3. Bukaan Katup ¼

P1 = 5 cmHg = 0,06 , P2 = 5 cmHg = 0,06 , Q = 3

liter/menit.



Gambar 3.4 Bukaan Kran Pada Penampung dan Pada Flowmeter

3.4. Waktu dan Tempat Penelitian

1. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada 03 Juli 2014 dan 12 Agustus

2014.

2. Tempat pelaksanaan eksperimen dilakukan di Laboratorium Proses

Produksi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana.

3.5. Perhitungan

Dalam melakukan perhitungan digunakan rumus Persamaan Bernoulli,

yaitu:

3.6. Prosedur Penelitian

1. Simulator penelitian

Simulator penelitian yang digunakan adalah alat simulasi radiator,

merupakan alat bantu pengukuran terintegrasi, yang didalamnya terdapat



beberapa komponen alat dan alat instrument pengukur. Alat tersebut

nantinya yang akan digunakan untuk melakukan pengambilan data

penelitian. Alat ini merupakan kumpulan beberapa komponen alat dan alat

ukur yang ada di dalamnya, beberapa komponen saling berhubungan untuk

dapat menghasilkan data hasil pengukuran. Komponen alat dan alat ukur

tersebut antara lain:

a. Bak Penampung

Bak Penampung digunakan untuk menampung air, dengan

spesifikasi sebagai berikut :

Panjang = 15 cm

Lebar = 15 cm

Tinggi = 27 cm

Volume = 6.075 cm

Diameter lubang = 5 cm

Gambar 3.5 Bak Penampung



b. Radiator

Radiator yang digunakan pada alat simulator berjenis radiator

untuk kendaraan mobil Toyota Avanza dengan spesifikasi sebagai

berikut:

Merk : DENSO

Jenis : 16410 – BZ010

Berat : 6 Kg

Gambar 3.6 Radiator

c. Water Heater

Water heater merupakan pengganti engine pada mobil yang dialiri

air dan yang menyebabkan suhu air menjadi panas. Water heater

digunakan untuk memanaskan air pada alat simulator memiliki

spesifikasi sebagai berikut:

Merk Heater : INTRA

Daya : 600 watt

Bentuk wadah : Tabung

Bahan wadah : Stainless Steel

Ukuran wadah : diameter 14 cm, tinggi 20 cm



Gambar 3.7 Water Heater

d. Water Pump

Water pump yang digunakan untuk mengalirkan air pada alat

simulator memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Merk : Yamano

Jenis : HP 2500

Daya : 60 watt

H. Max : 2,8 meter

Q. Max : 2500 liter/jam

Arus : 220 A

Tegagan : 240 v/50 Hz

Gambar 3.8 Water Pump



e. Kipas Angin

Kipas angin merupakan alat bantu untuk menghembuskan angin

terhadap kisi – kisi radiator. Pada mobil, kisi – kisi radiator mendapat

hembusan angin dari udara luar pada saat berhenti maupun bergerak

melalui celah – celah bumper depan. Kipas angin yang digunakan

pada alat simulator adalah berjenis kipas angin dengan spesifikasi

sebagai berikut:

Merk : SEKAI

Jenis : HFN 1050

Daya : 35 watt

Ukuran : 10 inchi

Gambar 3.9 Kipas Angin

f. Exhaust Fan

Exhaust merupakan pengganti dari kipas radiator yang fungsinya

untuk mengalirkan udara yang melalui kisi – kisi radiator. Exhaust

yang digunakan pada alat simulator memiliki spesifikasi sebagai

berikut:



Merk : MIYAKO

Jenis : KET – 1201

Daya : 40 watt

Ukuran : 12 inchi

Gambar 3.10 Exhaust Fan

g. Pipa

Pipa merupakan pengganti dari selang radiator yang fungsinya

untuk mengalirkan air dalam sistem sirkulasinya. Pipa yang digunakan

pada alat simulator memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Merk : WAVIN

Jenis : TIGRIS GREEN PN 20

Bahan : PP – R (Polypropylene Random) type 3

Ukuran : 3/4 inchi

Ketahananan : Hingga 95o C

Gambar 3.11 Pipa



h. Thermometer

Thermometer berfungsi untuk mengukur suhu air pada water heater

dan pipa keluar aliran air radiator. Thermometer yang digunakan

memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Merk : STEINN

Jenis : Thermometer analog

Range : 0o C samapi dengan 100o C

Ketelitian : 1o C

Gambar 3.12 Thermometer

i. Flowmeter

Flowmeter berfungsi untuk mengukur debit aliran air yang

dialirkan oleh water pump. Flowmeter yang digunakan mimiliki


Merk : WIEBROCK

Jenis : Glass Tube Flowmeter

Range : 4 LPM sampai dengan 36 LPM

Ketelitian : 2 LPM



Gambar 3.13 Flowmeter

j. Anemometer

Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran udara

yang berhembus ke radiator. Anemometer yang digunakan memiliki


Merk : TECPEL

Jenis : AVM 702

Range : 0,8 m/s sampai dengan 30,0 m/s

Ketelitian : 0,01 m/s

Gambar 3.14 Anemometer

k. Vacuum Gauge

Vacuum Gauge berfungsi untuk mengukur tekanan isap yang

masuk ke dalam pompa sentifugal, karena adanya udara yang masuk.

Vacuum Gauge yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:



Merk : STEINS

Model : IS20Z2L

Range : -76CMHG/-30" HG-0

Gambar 3.15 Vacuum Gauge

l. Pressure Gauge

Pressure Gauge berfungsi untuk mengukur tekanan yang keluar

setelah dari pompa sentrifugal, karena adanya dorongan daya yang

terjadi. Pressure Gauge yang digunakan spesifikasi sebagai berikut:

Merk : STEINS

Model : IS20Z2L

Range : 0-2 kgcm2/30 psi

Gambar 3.16 Pressure Gauge



2. Persiapan Pengujian

Sebelum melakukan pelaksanaan pengujian, semua peralatan serta

komponen harus diperiksa dan diatur agar dapat dioperasikan dengan

baik. Hal – hal yang perlu dilakukan sebelum pengujian adalah sebagai

berikut:

Siapkan alat simulator.

Periksa semua komponen dan alat ukur pada alat simulator sebelum

digunakan.

Hidupkan alat simulator.

3. Pelaksanaan Pengujian

Pengujian alat simulator ini dilakukan beberapa kali agar memperoleh

data – data yang lebih meyakinkan. Data – data yang telah diambil dari

pengujian dimasukkan ke dalam tabel data. Data yang diambil dari

pengujian alat simulator ini antara lain:

Tekanan sisi isap.

Debit aliran air.

Tekanan sisi buang.

Kecepatan aliran.

Daya.

4. Rancangan Percobaan

Penelitian ini akan mencari daya yang dihasilkan oleh pompa pada

saat fluida mengalir pada alat simulator sistem pendigin radiator.

Penelitian ini menggunakan tiga variasi debit aliran, tekanan sisi isap,

dan tekanan sisi buang yang akan melaju alirannya.



3.7 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian Kecepatan Aliran Fluida Terhadap Daya

Penggerak Pompa Sentrifugal

Desain Konstruksi Alat Simulator

(pengukuran, pemotongan, dan pengeboran)

Mulai

Pemasangan Pipa, Komponen Alat, dan

Alat Ukur Pada Simulator Radiator

1. Bukaan Katup Penuh

2. Bukaan Katup ½

3. Bukaan Katup ¼

Analisa Data dan Perhitungan

Persamamaan Bernoulli

Masalah

?

Stop

Tidak

Ya

Pengukuran Variasi Debit dan Tekanan

1. Variasi Debit Aliran Air

(4, 6, 12 lt/menit)

2. Variasi Tekanan Isap

(0,06 kg/cm2, 0,04 kg/cm2, 0,2 kg/cm2)

3. Variasi Tekanan Buang

(0,2 kg/cm2, 0,6 kg/cm2, 0,2 kg/cm2)

Kesimpulan dan Saran

Pengujian Sistem Simulator Radiator

bab iii metodologi penelitian - … akhir - bab iii.pdf · pasang plat siku dengan baut dan mur 12...

Documents