karakteristik penggerak mula termoakustik piston...

KARAKTERISTIK PENGGERAK MULA

TERMOAKUSTIK PISTON AIR DENGAN DIAMETER

SELANG OSILASI 1 INCI

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh:

Aditya Nugraha

NIM : 095214073

Kepada

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

CHARACTERISTIC OF WATER PISTON

THERMOACCOUSTIC ENGINE WITH 1 INCH

DIAMETER OF OSCILLATION HOSE

FINAL PROJECT

Presented as fulfillment of the Requirements

To obtain the Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering Study Programme

By:

Aditya Nugraha

Student Number : 095214073

To

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND ENGINEERING FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011

i

TUGAS AKHIR




Disusun oleh:

ADITYA NUGRAHA

NIM: 095214073

Telah disetujui oleh:

Pembimbing 1

Ir. F.A. Rusdi Sambada, M.T.

HALAMAN PERSETUJUAN

http://www.usd.ac.id/profile_detail.php?id=00426

ii

TUGAS AKHIR




Dipersiapkan dan ditulis oleh:

ADITYA NUGRAHA

Telah dipertahankan didepan panitia penguji

pada tanggal 28 Februari 2011

dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji:

Nama lengkap Tanda tangan

Ketua : Ir. Petrus Kanisius Purwadi , M.T. ………………….

Sekretaris : Ir. Rines, M.T. ………………….

Anggota : Ir. Franciscus Asisi Rusdi Sambada, M.T. ………………….

Yogyakarta, 3 Maret 2011

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta

Dekan

(Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T.)

HALAMAN PENGESAHAN

iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak

terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan

di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak

terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang

lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan

dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 25 Februari 2011

Penulis

Aditya Nugraha

iv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Aditya Nugraha

Nomor Mahasiswa : 095214073

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

KARAKTERISTIK PENGGERAK MULA TERMOAKUSTIK PISTON

AIR DENGAN DIAMETER SELANG OSILASI 1 INCI

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-

ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,

mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun

memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta, 25 Februari 2011

Yang menyatakan

(Aditya Nugraha)

v

ABSTRAK

Pada kondisi saat ini, ketergantungan dunia akan bahan bakar yang

berasal dari minyak bumi masih sangat tinggi. Hal ini menjadi keprihatinan

global, karena cadangan minyak bumi yang lambat laun semakin menipis dan

pada suatu saat akan habis, dan juga polusi yang ditimbulkan.. Karena kesadaran

akan semakin menipisnya cadangan minyak bumi itulah, para ilmuwan berlomba

untuk mencari dan mengembangkan sumber energi alternatif. Termoakustik

adalah salah satu prinsip yang bisa digunakan untuk menciptakan energi alternatif

Penelitian ini bertujuan membuat model alat untuk memanfaatkan

energi panas yakni penggerak mula termoakustik. Energi panas dapat berasal dari

energi surya, panas bumi, biogas atau panas buangan industri. Penggerak mula

termoakustik mengkonversikan energi panas menjadi gerak mekanik. Gerak

mekanik dapat dimanfaatkan misalnya untuk pompa air. Penelitian ini juga

dilakukan untuk mengetahui karakteristik penggerak mula termoakustik yakni

daya dan efisiensi maksimal.

Alat ini terdiri dari bagian pendingin, regenerator dari steelwool dengan

panjang 60mm, tabung pendingin dengan diameter tabung 25 mm dan panjang

tabung 100 mm, dan bagian osilasi berupa selang transparan dengan diameter 1

inci. Energi mekanik ini berupa gerak osilasi fluida zat cair dalam hal ini air yang

berada di dalam selang yang sudah dibuat sedemikian rupa sehingga membentuk

profil U. Osilasi adalah variasi periodik dalam hal ini terhadap waktu dari suatu

hasil pengukuran. Osilasi dapat terbentuk karena adanya perbedaan tekanan di

dalam alat. Untuk mengetahui karakteristik dilakukan beberapa variasi. Bagian

yang divariasikan adalah tabung resonator yaitu tabung dengan diameter luar

tabung 15,7 mm dan panjang 70 mm, tabung dengan diameter luar tabung 20 mm

dan panjang 90 mm, tabung dengan diameter luar tabung 25,2 mm dan panjang

100 mm

Hasil yang didapat dari penelitian ini adalah daya maksimal yang terjadi

sebesar 0,226 watt dan efisiensi maksimal terjadi yakni 0,279 %, terjadi pada

penggunaan tabung resonator dengan diameter luar 25, 2 mm.

Kata kunci : Termoakustik, Osilasi, Regenerator, Resonator.

http://id.wikipedia.org/wiki/Waktu

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan

karuniaNya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini adalah

sebagian persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik

Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Tugas akhir ini mengambil judul “Karakteristik Penggerak Mula

Termoakustik Piston Air Dengan Diameter Selang Osilasi 1 Inci”.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini karena adanya bantuan dan

kerjasama berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Romo Andreas Sugijopranoto, S.J., Direktur ATMI Surakarta yang

memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan studi di

Universitas Sanata Dharma.

2. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin dan Dosen

Pembimbing Akademik.

4. Ir. F.A. Rusdi Sambada, M.T., Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

5. Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing

penulis selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

6. Ayah, Ibu, dan kedua adikku yang merupakan harta yang paling

berharga bagiku.

vii

7. Milka Mangesti, S.Psi. atas dorongan semangat dan kasih sayang

nya.

8. Semua rekan-rekan ATMI - Sanata Dharma angkatan pertama,

terimakasih atas dukungan dan kerjasamanya.

9. Serta semua pihak yang telah membantu atas terselesaikannya tugas

akhir ini dan tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari dalam pembahasan masalah ini masih jauh dari

sempurna, maka penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang

membangun.

Semoga naskah ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca

lainnya. Jika ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf yang

sebesar-besarnya, terima kasih.

Surakarta, 25 Februari 2011

Penulis

Aditya Nugraha

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. ii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ...................................................... iv

ABSTRAK ............................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... x

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xvi

DAFTAR NOTASI ................................................................................................ xx

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................................. 1

1.2 Tujuan ............................................................................................................. 2

1.3 Manfaat ........................................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 3

2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ................................................................. 3

2.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 5

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................ 14

3.1 Skema alat penelitian .................................................................................... 14

3.2 Variabel - variabel yang divariasikan ........................................................... 16

3.3 Variabel - variabel yang diukur dan cara pengukuran .................................. 17

3.4 Langkah – Langkah Penelitian ..................................................................... 20

ix

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 25

4.1 Hasil pengambilan data ................................................................................ 25

4.2 Pembahasan .................................................................................................. 41

BAB V .................................................................................................................... 54

5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 54

5.2 Saran ............................................................................................................. 54

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 56

LAMPIRAN - LAMPIRAN ................................................................................... 57

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus termodinamika pada gas ................................................. 5

Gambar 2.2 Siklus termoakustik……………………...………………….....6

Gambar 2. 3 Resonator ................................................................................. 7

Gambar 2. 4 Material regenerator dari steel wool ........................................ 8

Gambar 2. 5 Material regenerator dari aluminium ........................................ 8

Gambar 2. 6 Posisi awal mesin ..................................................................... 9

Gambar 2. 7 Posisi pertama setelah diberi daya input (panas)…. ................ 9

Gambar 2. 8 Posisi kedua setelah diberi daya input (panas) ...................... 10

Gambar 2. 9 Posisi ekspansi maksimal ...................................................... 10

Gambar 2. 10 Regenerator melepas panas ke arah gas ............................... 10

Gambar 2. 11 Posisi kompresi maksimal ................................................... 11

Gambar 3.1 Penggerak mula termoakustik piston air…….……...………...14

Gambar 3.2 Penggerak mula termoakustik piston pejal……………….......15

Gambar 3.3 Posisi ketinggian awal air ( h0 )……………………………....17

Gambar 3.4 Penampil termokopel……………..……………………….…18

Gambar 3.5 Papan ukur…..…………………………………………….…19

Gambar 3.5 Stopwatch…………..………………………………….……..19

xi

Gambar 4.1 Hubungan antara daya dan waktu pada penggerak mula

termoakustik piston air dengan menggunakan tabung resonator

diameter luar 15,7 mm dan panjang tabung 70 mm dengan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator 60

mm………………………………………………………..…..41

Gambar 4.2 Hubungan antara efisiensi dan waktu pada penggerak mula




mm……………………………………………………………41



diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm dengan


mm…………………………………………………………....42



diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm dengan


mm………………………………………………………..…43

xii





mm………………………………………………………..…43





mm………………………………………………………..…44

Gambar 4.7 Perbandingan antara suhu tabung pendingin, suhu regenerator,

dan suhu tabung resonator terhadap waktu pada penggerak

mula termoakustik piston air dengan menggunakan tabung

resonator diameter luar 25,2 mm dan panjang tabung 100 mm

dengan regenerator steel wool dengan panjang regenerator 60

mm…………………………………………………………..45

Gambar 4.8 Perbandingan antara daya dan waktu pada penggerak mula


diameter luar 15,7 mm dan panjang tabung 70 mm, diameter

luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm, diameter luar 25,2

mm dan panjang tabung 100 mm dengan regenerator steel wool

dengan panjang regenerator 60

mm…………………………………………………………..46

xiii

Gambar 4.9 Perbandingan antara efisiensi dan waktu pada penggerak mula


diameter luar 15,7 mm dan panjang tabung 70 mm, diameter

luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm, diameter luar 25,2

mm dan panjang tabung 100 mm dengan regenerator steel

wool dengan panjang regenerator 60

mm……………………………………………………..……47

Gambar 4.10 Hubungan antara waktu dan putaran flywheel pada penggerak

mula termoakustik piston pejal dengan menggunakan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator 70 mm

menggunakan tabung resonator dengan diameter luar tabung

20 mm dan panjang tabung 120 mm…………………...……48





20 mm dan panjang tabung 120 mm………………………...48





20 mm dan panjang tabung 120 mm………………...………49

xiv



regenerator aluminium dengan panjang regenerator 70 mm


20 mm dan panjang tabung 120 mm……………………..…50





20 mm dan panjang tabung 120 mm……………………...…50





20 mm dan panjang tabung 120 mm……………………...…51

Gambar 4.16 Perbandingan antara waktu dan putaran flywheel pada penggerak


regenerator steel wool dengan panjang regenerator 30 mm, 50

mm, dan 70 mm menggunakan tabung resonator dengan

diameter luar tabung 20 mm dan panjang tabung 120

mm………………………………...……………...…………52

xv

Gambar 4.17 Perbandingan antara waktu dan putaran flywheel pada

penggerak mula termoakustik piston pejal dengan

menggunakan regenerator aluminium dengan panjang

regenerator 30 mm, 50 mm, dan 70 mm menggunakan tabung

resonator dengan diameter luar tabung 20 mm dan panjang

tabung 120 mm…………………………….………………..53

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pengujian penggerak mula termoakustik piston air dengan

menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang

tabung 70 mm dengan regenerator steel wool dengan panjang

regenerator 60 mm…………………………………………………..25


menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang


regenerator 60 mm. (lanjutan)……………………………………....26


menggunakan tabung resonator diameter luar 20 mm dan panjang


regenerator 60 mm………………. …………………………………26


menggunakan tabung resonator diameter luar 20 mm dan panjang


regenerator 60 mm. (lanjutan)…………………………………...….27


menggunakan tabung resonator diameter luar 25.2 mm dan panjang


regenerator 60 mm…………...…………………………...…………28

xvii

Tabel 4.4 Data pengujian penggerak mula termoakustik piston pejal dengan

menggunakan regenerator steel wool dengan panjang regenerator 70

mm menggunakan tabung resonator dengan diameter luar tabung 20

mm dan panjang tabung 120 mm……………………………….…...29




mm dan panjang tabung 120 mm. (lanjutan)………………….….…30




mm dan panjang tabung 120 mm……………….…………………...30




mm dan panjang tabung 120 mm. (lanjutan)…………...……………31




mm dan panjang tabung 120 mm. …………………………..………32

xviii


menggunakan regenerator aluminium dengan panjang regenerator 70


mm dan panjang tabung 120 mm.……………………………….….…33


menggunakan regenerator aluminium dengan panjang regenerator50


mm dan panjang tabung 120 mm. ……………………….……………34


menggunakan regenerator aluminium dengan panjang regenerator 30


mm dan panjang tabung 120 mm. ……………………………….……35

Tabel 4.10 Tabel data untuk mencari daya spiritus dengan massa air yang dipakai

0,238 kg ………………………………………………………………35

Tabel 4.11 Tabel hasil perhitungan penggerak mula termoakustik piston air

dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan

panjang tabung 70 mm dengan regenerator steel wool dengan panjang

regenerator 60 mm. ……………………..………………………….…38


dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 20 mm dan


regenerator 60 mm……………………………..……………….…..…39

xix


dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 25,2 mm dan

panjang tabung 100 mm dengan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 60 mm.…………………..……………………40

xx

DAFTAR NOTASI

-CP : panas spesifik pada tekanan tetap (kJ/kg.K)

-f : frekuensi (Hz)

-g : percepatan gravitasi (9,81 m/det2)

-h max : beda tinggi kolom air (m)

-h0 : posisi ketinggian awal air (m)

-m : massa (kg)

-P : tekanan hidrostatis (N/m2)

-V : volume perbedaan tinggi kolom air (m3)

-W : daya (watt)

-ΔT : selisih temperatur (oK)

-Δt : selisih waktu (detik)

-η : efisiensi mesin (%)

-ρ air : massa jenis air (kg/m3)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pada kondisi saat ini, ketergantungan dunia akan bahan bakar yang

berasal dari minyak bumi masih sangat tinggi. Hal ini menjadi keprihatinan

global, karena cadangan minyak bumi yang lambat laun semakin menipis

dan pada suatu saat akan habis, dan juga polusi yang ditimbulkan. Cuaca

ekstrim yang terjadi akhir – akhir ini merupakan bukti nyata dari akibat

pemanasan global yang terjadi akibat efek rumah kaca, yang penyebab

utamanya adalah gas CO2 hasil pembakaran dari bahan bakar yang berasal

dari minyak bumi.

Karena kesadaran akan semakin menipisnya cadangan minyak

bumi itulah, para ilmuwan berlomba untuk mencari dan mengembangkan

sumber energi alternatif. Termoakustik adalah salah satu prinsip yang bisa

digunakan untuk menciptakan energi alternatif. Penggerak mula

termoakustik yang kami buat ini adalah alat yang sangat sederhana untuk

mengubah energi panas menjadi energi gerak. Ide dasar dari termoakustik

adalah fenomena osilasi gelombang suara dimana didalamnya terdapat

aktifitas kompresi dan ekspansi terhadap partikel gas. Dari hasil

pengamatan, ternyata selama aktifitas ini berlangsung suhu gas juga

mengalami osilasi. Ketika gas tersebut berinteraksi dengan batas-batas solid

sekitarnya akan terjadi pula osilasi perpindahan kalor dari gas ke batas

tersebut. Jadi apabila suara merambat melalui celah yang relatif sempit

2

akan terjadi aliran panas/kalor ke dan dari dinding-dinding celah tersebut.

Peristiwa semacam ini disebut sebagai efek termoakustik. Osilasi suhu ini

tentu saja tidak terlalu berarti misalnya dalam kejadian gelombang suara

dari manusia yang berbicara. Tetapi dengan menggunakan udara yang

mendapatkan tekanan tinggi maka osilasi yang terjadi menunjukkan efek

termoakustik yang signifikan.

1.2 Tujuan

1) Membuat model penggerak mula termoakustik yang berupa aplikasi

dengan piston air dan dengan menggunakan piston pejal yang

menggerakkan flywheel sebagai pembanding.

2) Mengetahui karakteristik yakni daya dan efisiensi maksimal dari

penggerak mula termoakustik piston air yang menggunakan diameter

selang osilasi 1 inci.

3) Mengetahui karakteristik dari penggerak mula termoakustik piston

pejal yakni kecepatan putaran dari flywheel sebagai referensi.

1.3 Manfaat

1) Sebagai referensi untuk pengembangan prinsip termoakustik di masa

mendatang untuk diaplikasikan dalam kehidupan sehari – hari.

2) Menambah semangat para generasi muda untuk lebih memanfaatkan

sumber energi terbarukan untuk masa depan yang lebih baik

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

Penelitian tentang termoakustik sudah dimulai sejak kira-kira 125 tahun

yang lalu ketika Lord Rayleigh pertama kali memberikan paparan tentang efek

thermoaccoustic melalui tulisannya “The Theory of Sound”, yang dipublikasikan

pada tahun 1887. Dia mengungkapkan bahwa gelombang suara bisa menghasilkan

perbedaan temperatur pada media yang dilaluinya ( gas ). Tetapi penelitian ini

sempat berhenti selama kira-kira 80 tahun sampai saat Rott memulai publikasi

penelitian tentang termoakustik pada tahun 1969 ( Peter Timbie, 2006).

Lebih dari 20 tahun yang lalu, Ceperley menunjukkan kemungkinan

untuk mengembangkan mesin kalor tanpa bagian yang bergerak (piston). Dia

mengakui bahwa gas yang berada pada aliran gelombang suara akan mengalami

perubahan suhu regenerator yang berupa siklus thermodinamika seperti siklus

stirling dan menyarankan sebagai mesin stirling tanpa piston dimana aliran

gelombang suara berfungsi sebagai piston pada mesin stirling conventional (Yuku

Ueda, 1996).

Sedangkan penelitian lain yang pernah dilakukan mengenai konservasi

energi panas adalah penelitian tentang penelitian pompa air energi panas yaitu

Pompa Air Energi Termal Menggunakan Evaporator Plat 35 cc. Penelitian pada

pompa air energi surya memperlihatkan bahwa waktu pengembunan uap

dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk kondensor ( Sumathy

4

et. al., 1995 ). Penelitian pompa energi panas berbasis motor stirling dapat secara

efektif memompa air dengan variasi head antara 2 – 5 m ( Mahkamov, 2003 ).

Penelitian pompa air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran

kondenser yang sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% ( Smith,

2005 ). Penelitian pompa air energi panas surya memperlihatkan bahwa waktu

pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk

kondensor ( Sumathy et. al., 1995 ). Penelitian secara teoritis pompa air energi

panas surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether

memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan ethyl ether 17% lebih tinggi

dibanding n-pentane untuk tinggi head 6 m ( Wong, 2000 ). Analisa

termodinamika untuk memprediksi unjuk kerja pompa air energi panas surya pada

beberapa ketingian head memperlihatkan bahwa jumlah siklus atau hari

tergantung pada waktu pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk

pengembunan uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal dalam

sistem waktu pengembunan tergantung pada luasan optimum koil pendingin

( Wong, 2001 ).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39 CC dan

Pemanas 266 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah

0.139 watt, efisiensi pompa (η pompa) maksimum 0.060 % pada variasi bukaan

kran 30 ºC, dan debit (Q) maksimum 0.697 liter/menit pada variasi ketinggian

head 1.75 m dan bukaan kran penuh atau 0 ºC dengan pendingin udara (Suhanto,

2009).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44 CC dan

Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah

0.167 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0.213 %, dan debit (Q)

5

maksimum 0.584 liter/menit pada variasi ketinggian head 1.75 m dan bukaan kran

0 ºC dengan pendingin udara (Nugroho, 2009).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 35 CC ”

mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0.053 watt, efisiensi

pompa (ηpompa) maksimum 0.015 %, dan debit (Q) maksimum 0.179 liter/menit

pada variasi ketinggian head 1.75 m dan bukaan kran 0 ºC dengan pendingin

udara (Setiyawan, Agung, 2011).

2.2 Dasar Teori

Prinsip kerja dari penggerak mula termoakustik yang kami teliti

sebenarnya adalah proses kebalikan dari apa yang pertama kali dikemukakan oleh

Lord Rayleigh. Dimana input daya adalah panas kemudian diubah menjadi energi

tekanan (gas) dan gelombang suara (meskipun dalam sistem penggerak kami tidak

terindikasi terdengar suara yang kemungkinan dikarenakan frekuensinya dibawah

area pendengaran manusia ).

Kondisi normal Kondisi gas mampat Kondisi gas mengembang

Gambar 2.1 Siklus termodinamik pada gas

“Gambar di atas menunjukkan apa yang terjadi pada sebuah partikel gas

pada saat terjadinya siklus thermodinamik. Ketika ada stimulasi impuls getaran

gas akan mengalami pemampatan. Sebagai hasilnya temperatur dari partikel gas

akan meningkat. Dan pada tahap yang berikutnya, ketika gas mengembang

6

temperatur akan berkurang dengan seketika. Suatu partikel gas yang dimampatkan

cenderung melepaskan panas ke lingkungan, sedangkan saat mengembang gas

akan menyerap panas dari lingkungannya. Karakteristik ini penting untuk mesin

termoakustik sebab dengan cara ini panas dapat pindahkan dari satu ruang ke

ruang yang lain.

Gambar 2.2 Siklus termoakustik

Dimulai pada saat tekanan minimum ( t=0) gas akan dimampatkan oleh

gelombang suara. Pada saat perjalanan gelombang, perubahan dari gas adalah

seperempat dari satu periode di belakang amplitudo tekanan. Dari sini gas mulai

memampat (t=0) atau masih dalam posisi seimbang atau netral (Uo). Selama

kompresi gas bergerak ke yang kiri (-U). Karena ada pemindahan kalor yang

maksimal (isothermal propagation) kalor (Qw) dilepaskan ke regenerator (sebelah

7

kiri posisi seimbang). Pada setengah siklus yang kedua terjadi proses yang

kebalikan. Kemudian saat ekspansi gas bergerak ke kanan (+dU) dari posisi

seimbang dan disitu gas akan menyerap panas (Qc) dari regenerator. Sebuah

siklus yang lengkap dikendalikan oleh suatu gelombang berjalan (suara) akan

mengakibatkan kompresi gas, dan penurunan temperatur gas (Qw) di sisi kiri

(-dU), ini terjadi pada saat temperatur gas (Tw) lebih tinggi daripada regenerator.

Kemudian diikuti oleh ekspansi dan pengambilan panas dari regenerator (Qc) di

sebelah kanan (+dU) pada saat temperatur gas yang rendah (Tc)”.

Resonator

Pada kenyataannya proses termodinamika dikendalikan dengan rambatan

gelombang. Untuk meminimalkan kerugian dan menghasilkan gelombang sekuat

mungkin, diperlukan suatu resonator suara. Resonator ini dapat dibandingkan

dengan suatu pipa organ.

Gambar 2.3 Resonator

Frekuensi tergantung pada panjangnya, lebih panjang pipa resonator

maka akan menurunkan frekuensi. Daya tergantung dari area melintang dari

resonator. Sebagai tambahan, resonator berfungsi sebagai pemisah antara

termoakustik di sebelah kiri dan pompa kalor di sebelah kanan.

Suatu kolom gas ber gerak maju mundur di area sempit pada resonator

(gambar diatas). Sebagai hasilnya, tekanan pada kedua ujungnya bervariasi

8

dengan fungsi kebalikan, menciptakan kompresi dan ekspansi pada gas yang

periodik. Fungsi dari resonator dapat dibandingkan dengan roda gila pada motor

konvensional (ASTER, 2000-2011).

Regenerator

Selama terjadi siklus termodinamika regenerator akan menyerap kalor

pada setengah siklus dan akan melepaskan panas ini pada setengah siklus yang

lain. Syarat utama dari regenerator adalah materialnya bersifat konduktor panas.

Kemampuan untuk menyerap dan melepas panas juga harus baik ( konstan

terhadap waktu saat mengalami perubahan suhu). Hal ini akan membuat efisiensi

lebih maksimal jika waktu yang dibutuhkan regenerator untuk menyerap dan

melepas panas lebih kecil daripada waktu siklus termodinamika dan juga

regenerator ini tidak boleh menghambat aliran gas. Material yang sesuai kriteria

diatas antara lain steelwool, metal gauze atau metal foam, dan aluminium.

Gambar 2.4 Material regenerator dari steelwool

Gambar 2.5 Material regenerator dari aluminium

9

Prinsip kerja mesin

Dibawah ini akan dijelaskan prinsip kerja dari alat yang kami buat, yang

merupakan siklus kebalikan dari konsep dasar awal dari termoakustik.

Dimulai dari kondisi saat mesin belum diberi daya input (Gambar 2. 6)

Gambar 2. 6 Posisi awal mesin

Gambar 2. 7 Posisi pertama setelah diberi daya input (panas)

Pada Gambar 2.7 gas yang berada didalam sistem akan mengalami

kanaikan suhu, oleh karena itu gas akan lebih panas dari pada regenerator, dan

regenerator akan menyerap panas tersebut. Bersamaan dengan itu karena saat

temperatur naik maka gas akan memuai dan akan mendorong piston air. Disini

juga terjadi pemindahan panas pada tabung pendingin.

10

Gambar 2. 8 Posisi kedua setelah diberi daya input (panas)

Pada Gambar 2. 8 terlihat seiring memuainya gas suhu gas juga akan

cenderung menurun.

Gambar 2. 9 Posisi ekspansi maksimal

Pada gambar 2. 9 Terjadi ekspansi udara maksimal, disini suhu gas

menjadi lebih rendah daripada suhu regenerator, dan tekanan hidrostatik air lebih

besar daripada tekanan gas.

Gambar 2. 10 Regenerator melepas panas ke arah gas

11

Pada Gambar 2.10 terlihat regenerator melepaskan panas ke gas, hal ini

terjadi karena suhu gas lebih kecil daripada suhu regenerator, dan piston air akan

menekan balik gas di dalam mesin.

Gambar 2. 11 Posisi kompresi maksimal

Gambar 2.11 menunjukkan bahwa karena ada tekanan balik dari piston

air maka gas akan terkompresi, sehingga karena tekanan gas naik maka suhu gas

juga akan naik pula. Karena gas juga masih mendapat panas dari sumber panas

maka suhu gas menjadi lebih tinggi daripada suhu regenerator. Maka akan

terulang siklus dari Gambar 2.6 sampai Gambar 2.11 secara terus menerus.

12

Rumus – rumus yang dipakai

Untuk menghitung tekanan dipergunakan Persamaan (2.1)

P = ρ . g . h ( 2.1 )

Pada Persamaan (2.1)

P = tekanan hidrostatis (N/m²)

ρ = massa jenis air (kg/m³)

g = percepatan gravitasi (m/det²)

h = beda tinggi kolom air (m)

Dilihat secara analisis dimensional :

Secara logika ketika head nya semakin besar, maka tekanan yang terjadi

semakin besar pula, maka Persamaan (2.1) dapat digunakan.

Untuk menghitung daya dipergunakan Persamaan (2.2)

W = P . V . f ( 2.2 )


W = daya (watt)

P = tekanan hidrostatis (N/m²)

V = volume perbedaan tinggi kolom air (m3)

f = frekuensi (Hz)

Dilihat secara analisis dimensional :

13

Secara logika ketika frekuensi osilasi semakin besar, maka daya yang

terjadi semakin besar pula, maka Persamaan (2.2) dapat digunakan.

Untuk menghitung efisiensi dipergunakan Persamaan (2.3)

η = daya penggerak x 100 % ( 2.3 )

daya spirtus rata-rata

Untuk menghitung daya spiritus dipergunakan Persamaan (2.4)

Daya spiritus = m . Cp. ΔT/Δt ( 2.4 )


m = massa air (kg)

Cp =

ΔT = perbedaan temperature (oC)

Δt = perbedaan waktu (second)

Persamaan (2.4) merupakan pendekatan untuk mencari daya rata – rata

dari spiritus. Dengan asumsi rugi – rugi akibat hilangnya kalor ke lingkungan

dianggap tidak ada, dan juga kalor yang diserap oleh bejana dianggap tidak ada.

Hasil perhitungan daya spiritus disajikan pada Tabel 4.1

14

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Skema alat penelitian

Alat yang dipakai dalam penelitian ini adalah penggerak mula

termoakustik piston air dengan diameter selang osilasi 1 inci. Sedangkan sebagai

alat referensi kami memakai penggerak mula termoakustik piston pejal.

3.1.1 Penggerak mula termoakustik piston air.

Pada penggerak mula termoakustik piston air terdiri dari beberapa bagian

penting. (lihat Gambar 3. 1).

Gambar 3.1 Penggerak mula termoakustik piston air

1

2

3 4

5

6

7

8

15

Keterangan :

1. tabung pendingin

2. pemanas spiritus

3. regenerator

4. tabung resonator

5. papan ukur

6. selang osilasi

7. fluida (air)

8. stand

3.1.2 Penggerak mula termoakustik piston pejal

Pada penggerak mula termoakustik piston pejal terdiri dari beberapa

bagian penting. (lihat Gambar 3. 2).

Gambar 3.2 Penggerak mula termoakustik piston pejal dengan aplikasi flywheel

1

2

3 4 5

6

7

16

Keterangan :

1. pemanas spiritus

2. regenerator

3. tabung resonator

4. silinder

5. piston

6. flywheel

7. stand

3.2 Variabel - variabel yang divariasikan

Dari percobaan dengan menggunakan penggerak mula termoakustik

piston air, variabel yang divariasikan adalah :

a) Ukuran tabung resonator

Diameter luar 15,7 mm dengan panjang tabung 70 mm

Diameter luar 20 mm dengan panjang tabung 90 mm

Diameter luar 25,2 mm dengan panjang tabung 100 mm

Sedangkan dari percobaan dengan menggunakan penggerak mula

termoakustik piston pejal dengan aplikasi flywheel, variabel yang divariasikan

adalah :

a) Material regenerator yakni : (1) steel wool dan (2) aluminium

b) Panjang regenerator yakni : (1) 30 mm, (2) 50 mm, dan (3) 70 mm

17

3.3 Variabel - variabel yang diukur dan cara pengukuran

Untuk percobaan dengan menggunakan penggerak mula termoakustik

piston air, variabel yang diukur adalah :

a) Suhu pada tabung pendingin.

b) Suhu pada regenerator.

c) Suhu pada tabung resonator.

d) Panjang osilasi fluida.

e) Frekuensi osilasi.

f) Ketinggian awal permukaan air (h0) dihitung dari skala pengukuran,

sebelum mesin diberi daya input (energi panas).

Gambar 3.3 Posisi ketinggian awal air ( h0 )

18

Sedangkan untuk percobaan dengan menggunakan penggerak mula

termoakustik piston pejal dengan aplikasi flywheel, variabel yang diukur adalah :

a) Suhu pada tabung pendingin.

b) Suhu pada regenerator.

c) Suhu pada titik pemanasan.

d) Suhu pada silinder.

e) Putaran dari flywheel.

Cara pengukuran variabel tersebut adalah :

a) Untuk pengukuran suhu, cara pengukuran dengan menggunakan

termokopel.

Gambar 3.4 Penampil termokopel

19

b) Untuk pengukuran panjang osilasi pada fluida digunakan papan ukur

yang dipasang pada stand.

Gambar 3.5 Papan ukur

c) Untuk mengukur frekuensi dan putaran rpm pada flywheel digunakan

stopwatch.

Gambar 3.6 Stopwatch

20

3.4 Langkah – Langkah Penelitian

a) Untuk percobaan dengan menggunakan penggerak mula termoakustik

piston air, langkah – langkah yang dilakukan adalah :

1. Menyiapkan peralatan dan bahan.

a) tabung resonator

b) regenerator

c) selang osilasi

d) fluida (air)

e) papan ukur

f) pemanas spiritus

g) besi untuk stand

h) tabung pendingin

2. Membuat stand.

Dengan menggunakan potongan besi profil L dan bentuk stand sesuai

kebutuhan dalam rangkaian tersebut.

3. Regenerator.

Memasukkan bahan regenerator yang terbuat dari bahan steel wool dalam

tabung resonator dengan diameter luar tabung 15,7 mm dan panjang

tabung 70 mm, dengan panjang regenerator 60 mm.

4. Membuat tabung ruang dengan menggunakan selotip listrik dan selang,

tabung pendingin dengan diameter luar 25 mm dan panjang 100 mm

dihubungakan dengan tabung resonator yang telah terisi regenerator.

5. Merangkai selang osilasi hingga membentuk U dengan ketinggian sesuai

kebutuhan.

21

6. Memasukan air dalam selang dan ukur ketinggian air tersebut sesuai

penelitian yang akan diuji.

7. Menyiapkan pemanas spiritus untuk membakar udara di dalam tabung

resonator, dengan besar api yang konstan dan sesuaikan peletakan api

supaya jangan membakar generator.

8. Mencatat ketinggian awal sebelum osilasi ( ho ). Ketinggian ho diukur dari

posisi skala 0 di papan ukur.

9. Pembakaran dimulai dengan menyalakan api pada pemanas spiritus dan

data mulai dicatat.

10. Mencatat waktu yang diperlukan untuk 10 kali osilasi.

11. Mencatat hasil percobaan dengan rentang waktu 1 menit hingga mencapai

waktu yang telah ditentukan.

12. Mengulangi langkah 3 sampai 11 dengan menggunakan tabung resonator

dengan diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm sehingga di

dapatkan data yang lain.

13. Mengulangi langkah 3 sampai 11 kembali dengan menggunakan tabung

resonator dengan diameter luar 25,2 mm dan panjang tabung 100 mm

sehingga di dapatkan data yang lain.

14. Melakukan perhitungan dari data – data yang telah diperoleh sehingga

diperoleh daya yang terjadi.

15. Membuat grafik hubungan daya dan waktu dari tiap – tiap variasi yang

telah dilakukan sehingga dari grafik tersebut, kita bisa mengetahui

efisiensi maksimal yang terjadi.

22

b) Sedangkan untuk percobaan dengan menggunakan penggerak mula

termoakustik piston pejal, langkah – langkah yang dilakukan adalah :

1. Menyiapkan peralatan dan bahan.

a) tabung resonator

b) regenerator

c) pemanas spiritus

d) piston

e) silinder

f) flywheel

g) stand

h) o ring

2. Membuat stand.

Merangkai material kayu dan plat aluminium yang telah disiapkan, serta

penguat dari bahan nylon dan kaca mikha.

3. Memasang choke pada piston.

4. Memasang piston pada stand yang telah disiapkan.

5. Regenerator.

Memasukkan bahan regenerator yang terbuat dari bahan steel wool dalam

tabung resonator dengan diameter luar tabung 20 mm dan panjang tabung

120 mm, dengan panjang regenerator 70 mm diukur dari ujung tabung.

6. Memasang tabung resonator yang sudah berisi regenerator ke piston yang

sudah terpasang pada stand. Diantara ring penekan dan piston, dipasang o

ring agar ruangan di dalam tabung resonator benar – benar vacum.

7. Memasang flywheel pada stand.

23

8. Memasang piston dan shaft yang dihubungkan ke flywheel.

9. Memasang pemanas spiritus pada stand, dengan jarak 10 mm dari

regenerator, agar regenerator tidak ikut terbakar.

10. Mencatat data awal sebelum pemanas spiritus dinyalakan.

11. Pembakaran dimulai dengan menyalakan api pada pemanas spiritus dan

data mulai dicatat.

12. Mencatat waktu yang diperlukan untuk 20 kali putaran flywheel.

13. Mencatat hasil percobaan dengan rentang waktu 2 menit hingga mencapai

waktu yang telah ditentukan, yaitu 60 menit.

14. Mengulangi langkah 5 sampai 13 kembali dengan regenerator yang terbuat

dari bahan steel wool dalam tabung resonator, dengan panjang regenerator

50 mm diukur dari ujung tabung, sehingga didapatkan data yang lain.


dari bahan steel wool dalam tabung resonator, dengan panjang regenerator



dari bahan aluminium dalam tabung resonator, dengan panjang regenerator








24

19. Dari data yang diperoleh, dibuat grafik hubungan antara waktu dan

kecepatan rpm yang terjadi dari beberapa variasi yang telah dilakukan,

sehingga dari grafik tersebut bisa diketahui pada variasi manakah putaran

rpm maksimal terjadi.

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil pengambilan data

4.1.1 Dari pengambilan data yang telah dilakukan pada penggerak mula

termoakustik piston air dengan menggunakan selang osilasi 1 inci maka hasil

yang didapat dapat dilihat pada Tabel 4.1 hingga Tabel 4.3.

Tabel 4.1 Data pengujian penggerak mula termoakustik piston air dengan menggunakan tabung

resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang tabung 70 mm dengan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 60 mm.( h o = 13,8 cm )

No Menit

ke

Suhu

Tabung

Pendingin

(OC)

Suhu

Regenerator

(OC)

Suhu

Tabung

Reaksi

(OC)

Suhu

Ruangan

(OC)

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz) Keterangan

1 0 24 24 24 24 belum

osilasi

2 2 25 61 155 24 5,5 2,8 mulai

osilasi

3 4 25 75 235 24 6,0 2,8

4 6 25 75 252 24 6,5 2,8

5 8 26 78 261 24 6,5 2,8

6 10 26 81 240 25 6,0 2,8

7 12 26 77 260 25 6,0 2,8

8 14 26 80 228 25 6,0 2,8

9 16 26 81 248 24 6,0 2,8

10 18 26 83 227 25 6,0 2,8

11 20 26 82 233 24 6,0 2,8

12 22 26 82 217 25 6,0 2,8

13 24 26 81 225 25 6,0 2,8

14 26 26 82 252 25 6,0 2,8

15 28 27 82 243 25 6,0 2,8

16 30 27 78 253 25 6,0 2,8

26


resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang tabung 70 mm dengan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 60 mm. (lanjutan)

No Menit

ke

Suhu

Tabung

Pendingin

(OC)

Suhu

Regenerator

(OC)

Suhu

Tabung

Reaksi

(OC)

Suhu

Ruangan

(OC)

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz) Keterangan

17 32 26 80 249 24 6,0 2,8

18 34 27 80 244 25 5,5 2,8

19 36 27 82 225 25 5,0 2,8

20 38 27 81 261 25 5,0 2,8

21 40 27 77 249 25 6,0 2,8

22 42 26 75 266 25 5,5 2,8

23 44 26 75 256 25 5,5 2,8

24 46 26 81 234 24 5,5 2,8

25 48 26 84 242 25 5,5 2,8

26 50 26 82 235 25 5,5 2,8

27 52 26 82 250 25 5,5 2,8

28 54 26 83 249 24 5,5 2,8

29 56 26 83 243 25 5,5 2,8

30 58 27 83 258 25 5,5 2,8

31 60 26 80 254 25 5,5 2,8 api

dimatikan

32 62 26 75 186 25 osilasi

berhenti

33 64 27 43 62 25


resonator diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm dengan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 60 mm. ( h o = 13,5 cm )

No Menit

ke

Suhu

Tabung

Pendingin

(OC)

Suhu

Regenerator

(OC)

Suhu

Tabung

Reaksi

(OC)

Suhu

Ruangan

(OC)

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz) Keterangan

1 0 24 24 24 24 belum

osilasi

2 2 25 59 166 25 3,5 2,5 mulai

osilasi

27


resonator diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm dengan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 60 mm. (lanjutan)

No Menit

ke

Suhu

Tabung

Pendingin

(OC)

Suhu

Regenerator

(OC)

Suhu

Tabung

Reaksi

(OC)

Suhu

Ruangan

(OC)

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz) Keterangan

3 4 26 74 200 25 9,0 2,5

4 6 27 75 209 25 10,0 2,5

5 8 26 78 218 25 10,0 2,5

6 10 26 81 218 25 10,0 2,5

7 12 26 84 218 25 9,5 2,5

8 14 27 83 216 25 10,0 2,5

9 16 26 85 202 25 10,0 2,5

10 18 27 81 220 25 10,0 2,5

11 20 26 83 229 25 9,5 2,5

12 22 26 80 219 25 9,5 2,5

13 24 27 78 232 26 10,0 2,5

14 26 27 78 204 26 10,0 2,5

15 28 27 82 195 26 10,0 2,5

16 30 26 83 216 26 10,0 2,5

17 32 27 84 203 26 10,0 2,5

18 34 27 86 179 26 8,5 2,5

19 36 27 83 230 26 10,0 2,5

20 38 27 85 193 26 9,5 2,5

21 40 27 83 189 26 10,0 2,5

22 42 27 82 230 26 9,5 2,5

23 44 27 83 195 26 9,5 2,5

24 46 27 84 237 26 10,0 2,5

25 48 27 84 195 26 9,5 2,5

26 50 27 84 198 26 8,5 2,5

27 52 27 85 190 26 8,0 2,5

28 54 27 84 202 26 9,0 2,5

29 56 27 88 194 26 8,5 2,5

30 58 27 88 189 26 8,5 2,5

31 60 27 85 211 26 9,0 2,5 api

dimatikan

32 62 27 osilasi

berhenti

28


resonator diameter luar 25.2 mm dan panjang tabung 100 mm dengan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 60 mm.

( h o = 22,6 cm )

No Menit

ke

Suhu

Tabung

Pendingin

(OC)

Suhu

Regenerator

(OC)

Suhu

Tabung

Reaksi

(OC)

Suhu

Ruangan

(OC)

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz) Keterangan

1 0 24 25 28 22

belum

osilasi

2 2 24 26 109 22

3 4 24 32 187 22

4 6 24 45 226 22 10,5 2,5

osilasi

mulai

5 8 24 50 227 22 11,0 2,5

6 10 24 50 230 22 12,0 2,5

7 12 24 58 227 22 12,5 2,5

8 14 24 59 235 22 11,0 2,5

9 16 24 59 235 22 12,5 2,5

10 18 24 61 227 22 12,5 2,5

11 20 25 62 228 22 12,0 2,5

12 22 24 64 224 22 12,0 2,5

13 24 25 64 222 22 11,5 2,5

14 26 25 64 227 22 13,5 2,5

15 28 25 64 227 22 12,5 2,5

16 30 25 62 227 22 12,5 2,5

17 32 25 61 228 22 13,0 2,5

18 34 25 62 227 22 12,5 2,5

19 36 25 64 224 22 13,0 2,5

20 38 25 62 228 22 12,5 2,5

21 40 25 62 227 24 12,5 2,5

22 42 25 64 220 24 12,0 2,5

23 44 25 65 225 22 11,0 2,5

24 46 26 64 222 24 11,0 2,5

25 48 24 64 220 24 12,0 2,5

26 50 25 64 222 22 11,5 2,5

27 52 25 64 221 24 11,0 2,5

28 54 25 64 221 22 11,5 2,5

29 56 26 64 219 22 11,0 2,5

30 58 25 62 221 24 10,0 2,5

31 60

26 64 219 22 10,5 2,5

api

dimatikan

32 62 25 62 170 24

osilasi

berhenti

29

4.1.2 Dari pengambilan data yang telah dilakukan pada Mesin Penggerak

Termoakustik Piston Pejal dengan aplikasi Flywheel (sebagai referensi) dengan

menggunakan regenerator Steel wool dan alumunium dengan panjang regenerator yang

divariasi dapat dilihat pada tabel 4.4 hingga tabel 4.9

Tabel 4.4 Data pengujian penggerak mula termoakustik piston pejal dengan menggunakan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator 70 mm menggunakan tabung resonator dengan

diameter luar tabung 20 mm dan panjang tabung 120 mm.

No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

1 suhu awal 25 26 27 -

2 0 25 43 27 -

setelah1,5 menit

mulai berputar

3 2 26 102 28 94

4 4 26 107 28 100

5 6 27 138 30 108

6 8 27 118 32 110

7 10 27 117 34 103

8 12 27 118 35 103

9 14 27 257 35 119

10 16 27 257 35 103

11 18 27 235 36 104

12 20 27 285 36 102

13 22 27 283 38 103

14 24 27 290 38 103

15 26 27 298 40 110

16 28 27 300 40 103

17 30 27 260 41 107

18 32 27 310 41 102

19 34 27 255 42 104

20 36 27 291 43 99

21 38 27 258 43 104

22 40 27 285 43 104

23 42 27 268 43 103

24 44 27 270 43 104

30



diameter luar tabung 20 mm dan panjang tabung 120 mm. (lanjutan)

No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

25 46 27 265 43 94

26 48 27 320 44 98

27 50 27 280 44 100

28 52 27 275 43 97

29 54 27 340 43 95

30 56 27 270 43 97

31 58 27 290 43 104

32 60 27 246 43 94 api dimatikan

33 62

60 menit 30

detik flywheel

berhenti




No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

1 suhu awal 24 25 25 -

2 0 26 35 25 - api dinyalakan

3 2 33 164 25 97 setelah 1,5 menit

mulai berputar

4 4 44 211 25 121

5 6 53 203 26 119

6 8 56 221 26 121

7 10 57 224 27 119

8 12 57 219 27 122

9 14 58 217 27 119

10 16 59 222 27 118

11 18 59 224 27 120

31



diameter luar tabung 20 mm dan panjang tabung 120 mm. (lanjutan)

No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

12 20 58 222 27 122

13 22 58 202 27 121

14 24 57 221 28 120

15 26 54 266 28 119

16 28 48 325 29 107

17 30 44 286 30 115

18 32 43 319 29 112

19 34 44 294 29 114

20 36 43 300 30 109

21 38 41 350 32 109

22 40 41 315 32 111

23 42 42 297 33 106

24 44 41 294 32 107

25 46 43 291 32 107

26 48 43 288 32 108

27 50 44 301 32 117

28 52 50 290 32 114

29 54 52 258 32 118

30 56 50 276 32 103

31 58 45 323 32 107

32 60 42 286 33 89 api dimatikan

33 62

60 menit 26

detik flywheel

berhenti

32




No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

1 suhu awal 25 26 27 -

2 0 25 47 27 -

setelah 1 menit

40 detik mulai

berputar

3 2 38 291 27 106

4 4 60 235 27 122

5 6 80 170 27 129

6 8 90 187 27 123

7 10 86 184 28 128

8 12 90 180 28 128

9 14 94 152 28 122

10 16 96 177 28 123

11 18 91 186 29 121

12 20 92 165 29 129

13 22 97 194 30 121

14 24 96 168 30 122

15 26 99 154 30 123

16 28 99 174 30 121

17 30 98 156 30 117

18 32 100 180 32 115

19 34 100 170 32 125

20 36 99 187 32 125

21 38 97 182 32 122

22 40 94 198 32 125

23 42 94 185 33 121

24 44 93 184 33 116

25 46 89 171 33 123

26 48 83 197 33 121

27 50 88 259 33 120

28 52 90 171 33 124

29 54 94 185 33 125

30 56 97 187 33 125

31 58 99 187 33 125

32 60 100 200 34 112 api dimatikan

33 62

60 menit 30

detik flywheel

berhenti

33


regenerator aluminium dengan panjang regenerator 70 mm menggunakan tabung resonator

dengan diameter luar tabung 20 mm dan panjang tabung 120 mm.

No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

1 suhu awal 26 26 34 -

2 0 26 128 34 -

3 2 27 244 34 -

4 4 27 268 34 - setelah 5 menit

40 detik mulai

berputar 5 6 29 318 35 72

6 8 29 278 35 59

7 10 33 244 36 73

8 12 34 259 37 83

9 14 35 274 38 85

10 16 35 281 40 84

11 18 35 285 41 82

12 20 36 286 41 81

13 22 36 281 42 79

14 24 36 267 43 77

15 26 35 304 43 78

16 28 35 259 43 71

17 30 35 258 42 - fly wheel

berhenti

34




No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

1 suhu awal 26 26 26 -

2 0 26 30 26 -

3 2 35 224 26 -

4 4 49 237 29 102 setelah 2.5 menit

mulai berputar

5 6 57 240 27 107

6 8 61 220 27 110

7 10 66 210 27 107

8 12 64 219 28 108

9 14 65 208 29 110

10 16 65 212 29 101

11 18 66 216 30 107

12 20 64 208 30 105

13 22 64 218 30 106

14 24 62 228 32 105

15 26 62 222 33 99

16 28 62 217 33 101

17 30 62 221 34 103

18 32 61 251 34 103

19 34 61 218 34 102

20 36 60 217 34 98

21 38 61 211 34 100

22 40 61 206 34 99

23 42 62 219 34 99

24 44 64 219 35 99

25 46 62 211 35 100

26 48 62 217 35 100

27 50 65 202 35 92

28 52 65 205 35 95

29 54 61 232 35 97

30 56 60 222 35 99

31 58 62 212 35 86

32 60 61 252 35 75 api dimatikan

33

60 menit 20

detik flywheel

berhenti

35




No Menit ke-

Suhu

Tabung

Pendingin

(⁰C)

Suhu Tabung

reaksi (⁰C)

Suhu

Silinder

piston

(⁰C)

Kecepatan

Putaran

(rpm )

Keterangan

1 suhu awal 24 24 24 -

2 0 25 64 25 -

3 2 51 147 25 -

4 4 76 174 25 94 setelah 2 menit

50 detik mulai

berputar 5 6 101 166 25 94

6 8 113 164 26 112

7 10 115 182 26 104

8 12 115 193 27 112

9 14 110 235 27 109

10 16 116 205 27 102

11 18 118 185 27 107 fly wheel

berhenti

Dengan menggunakan Persamaan 2.4 maka bisa diketahuai daya rata –

rata dari spiritus .

Tabel 4.10 Tabel data untuk mencari daya spiritus dengan massa air

yang dipakai 0,238 kg .

t (detik) T (oC) ∆T(

oC)

Daya Spiritus

(watt)

0 25 0 0

60 30 5 83,3

120 36 6 99,6

180 42 6 99,6

240 46 4 66.6

300 51 5 88,3

360 54 3 49,9

Rata - rata 81,2

36

Dari tabel diatas, maka didapatkan daya spiritus rata - rata 81,2 watt.

4.1.3 Cara Perhitungan

Dari data pengamatan yang kami lakukan maka kita bisa menghitung daya

yang dihasilkan oleh mesin yang kami teliti.

Misalkan kita akan menghitung daya yang dihasilkan dari variasi pertama

(data dari Tabel 4.1), maka kita ambil rata-rata dari data tersebut didapat :

H-max osilasi yang dihasilkan = 6,5 cm.

Frekuensi (f) = 2,8 Hz

Maka volume air dari h-max :

Setelah dicari Volume nya, dan sudah diketahui yaitu :

37

Maka didapatkan tekanan hidrostatis air :

( Persamaan 2.1 )

Sehingga daya yang dihasilkan :

( Persamaan 2.2 )

Dari persamaan tersebut maka didapatkan Tekanan dan Daya dari mesin

yang dibuat,dengan ini perancangan mesin dengan skala besar bisa dibuat lebih

lanjut.

Untuk menghitung Efisiensi dari data yang peroleh, kami menghitung dengan

persamaan sebagai berikut :

η = daya penggerak x 100 % ( Persamaan 2.3 )

daya spirtus rata-rata

Maka η = 0,05874 watt x 100 %

81,2 watt

η = 0,07234 %

38

4.1.4 Tabel – tabel hasil

Tabel 4.11 Tabel hasil perhitungan penggerak mula termoakustik piston air dengan

menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang tabung 70 mm dengan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator 60 mm.

No Menit

ke

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz)

Volume

(ml)

Tekanan

Hidrostatis

air (N/m2)

Daya

(watt)

Efisiensi

(%)

1 0 0 0

2 2 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

3 4 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

4 6 6,5 2,8 33 638 0,05878 0,0724

5 8 6,5 2,8 33 638 0,05878 0,0724

6 10 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

7 12 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

8 14 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

9 16 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

10 18 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

11 20 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

12 22 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

13 24 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

14 26 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

15 28 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

16 30 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

17 32 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

18 34 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

19 36 5,0 2,8 25 491 0,03478 0,0428

20 38 5,0 2,8 25 491 0,03478 0,0428

21 40 6,0 2,8 30 589 0,05009 0,0617

22 42 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

23 44 5,0 2,8 25 491 0,03478 0,0428

24 46 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

25 48 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

26 50 5,0 2,8 25 491 0,03478 0,0428

27 52 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

28 54 5,0 2,8 25 491 0,03478 0,0428

29 56 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

30 58 5,0 2,8 25 491 0,03478 0,0428

31 60 5,5 2,8 28 540 0,04209 0,0518

39


menggunakan tabung resonator diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm dengan


No Menit

ke

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz)

Volume

(ml)

Tekanan

Hidrostatis

air (N/m2)

Daya

(watt)

Efisiensi

(%)

1 0 0 0

2 2 3,5 2,5 18 343 0,01522 0,019

3 4 9,0 2,5 46 883 0,10062 0,124

4 6 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

5 8 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

6 10 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

7 12 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

8 14 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

9 16 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

10 18 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

11 20 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

12 22 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

13 24 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

14 26 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

15 28 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

16 30 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

17 32 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

18 34 8,5 2,5 43 834 0,08975 0,111

19 36 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

20 38 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

21 40 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

22 42 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

23 44 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

24 46 10,0 2,5 51 981 0,12422 0,153

25 48 9,5 2,5 48 932 0,11211 0,138

26 50 8,5 2,5 43 834 0,08975 0,111

27 52 8,0 2,5 41 785 0,07950 0,098

28 54 9,0 2,5 46 883 0,10062 0,124

29 56 8,5 2,5 43 834 0,08975 0,111

30 58 8,5 2,5 43 834 0,08975 0,111

31 60 9,0 2,5 46 883 0,10062 0,124

40


menggunakan tabung resonator diameter luar 25,2 mm dan panjang tabung 100 mm dengan


No Menit

ke

Panjang

Osilasi

(Cm)

Frekuensi

(Hz)

Volume

(ml)

Tekanan

Hidrostatis

air (N/m2)

Daya

(watt)

Efisiensi

(%)

1 0 0 0

2 2 0 0

3 4 0 0

4 6 10,5 2,5 53 1030 0,13682 0,168

5 8 11,0 2,5 56 1079 0,15016 0,185

6 10 12,0 2,5 61 1177 0,17870 0,220

7 12 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

8 14 11,0 2,5 56 1079 0,15016 0,185

9 16 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

10 18 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

11 20 12,0 2,5 61 1177 0,17870 0,220

12 22 12,0 2,5 61 1177 0,17870 0,220

13 24 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

14 26 13,5 2,5 68 1324 0,22617 0,279

15 28 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

16 30 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

17 32 13,0 2,5 66 1275 0,20972 0,258

18 34 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

19 36 13,0 2,5 66 1275 0,20972 0,258

20 38 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

21 40 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

22 42 12,0 2,5 61 1177 0,17870 0,220

23 44 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

24 46 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

25 48 12,0 2,5 61 1177 0,17870 0,220

26 50 11,5 2,5 58 1128 0,16412 0,202

27 52 11,0 2,5 56 1079 0,15016 0,185

28 54 11,5 2,5 58 1128 0,16412 0,202

29 56 11,0 2,5 56 1079 0,15016 0,185

30 58 12,0 2,5 61 1177 0,17870 0,220

31 60 12,5 2,5 63 1226 0,19390 0,239

41

4.2 Pembahasan

Dibawah ini adalah grafik dan pembahasan dari penelitian yang kami lakukan.

Gambar 4.1 Hubungan antara daya dan waktu pada penggerak mula termoakustik

piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan

panjang tabung 70 mm dengan regenerator steel wool dengan panjang regenerator

60 mm.

Dari Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa daya mulai naik pada menit ke 2,

pada menit ke 10 sampai ke 30 daya berlangsung stabil dan mulai berfluktuasi

setelah menit ke 30. Daya maksimal yang terjadi adalah 0,058 watt dan

berlangsung pada menit ke 6 dan ke 8.


termoakustik piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7

mm dan panjang tabung 70 mm dengan regenerator steel wool dengan panjang

regenerator 60 mm.

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 10 20 30 40 50 60

Day

a (w

att)

Waktu (menit)

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0 10 20 30 40 50 60

Efis

ien

si (

%)

Waktu (menit)

42

Dari Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa efisiensi mulai naik pada menit ke 2,

pada menit ke 10 sampai ke 30 daya berlangsung stabil dan mulai berfluktuasi

setelah menit ke 30. Efisiensi maksimal yang terjadi adalah 0,072 % dan

berlangsung pada menit ke 6 dan ke 8.


piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 20 mm dan

panjang tabung 90 mm dengan regenerator steel wool dengan panjang regenerator

60 mm.

Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa daya mulai naik pada menit ke 4,

daya yang terjadi cukup stabil pada menit ke 6 sampai menit ke 48, dan setelah itu

terus berfluktuasi. Daya maksimal yang terjadi adalah 0,124 watt.

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0 10 20 30 40 50 60

Day

a (w

att)

Waktu (menit)

43


termoakustik piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 20


regenerator 60 mm.

Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa efisiensi mulai naik pada menit ke 4,

efisiensi yang terjadi cukup stabil pada menit ke 6 sampai menit ke 48, dan setelah

itu terus berfluktuasi. Efisiensi maksimal yang terjadi adalah 0,153 %.


piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 25,2 mm dan


regenerator 60 mm.

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0 10 20 30 40 50 60

Efis

ien

si (

%)

Waktu (menit)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 10 20 30 40 50 60

Day

a (w

att)

Waktu (menit)

44

Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa daya mulai terjadi pada

menit ke 6, daya berfluktuasi cukup signifikan. Daya maksimal yang terjadi

adalah 0,226 watt dan terjadi pada menit ke 26.


termoakustik piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 25,2


regenerator 60 mm.

Dari Gambar 4.6 dapat dilihat bahwa efisiensi mulai terjadi pada

menit ke 6, efisiensinya terus berfluktuasi. Efisiensi maksimal yang terjadi adalah

0,279 % dan berlangsung pada menit ke 26.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 10 20 30 40 50 60 70

Efis

ien

si (

wat

t)

Waktu (menit)

45

Gambar 4.7 Perbandingan antara suhu tabung pendingin, suhu regenerator, dan suhu

tabung resonator terhadap waktu pada penggerak mula termoakustik piston air dengan

menggunakan tabung resonator diameter luar 25,2 mm dan panjang tabung 100 mm

dengan regenerator steel wool dengan panjang regenerator 60 mm.

Gambar 4.7 adalah perbandingan suhu pada variasi di mana daya dan

efisiensi maksimal terjadi. Dari Gambar 4.7 bisa kita lihat bahwa suhu pada ke

tiga titik mulai naik pada menit ke 6 dan setelah itu relatif stabil. Suhu tertinggi

adalah pada tabung resonator, mencapai 2350

C. Sedangkan suhu regenerator

rata – rata 600 C, dan suhu rata – rata tabung pendingin 25

0 C.

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60

Suh

u (

oC

)

Waktu (menit)Suhu tabung pendingin

Suhu regenerator

Suhu tabung resonator

46

Gambar 4.8 Perbandingan antara daya dan waktu pada penggerak mula termoakustik

piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang

tabung 70 mm, diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm, diameter luar 25,2


regenerator 60 mm.

Dari Gambar 4.8 dapat dilihat bahwa daya yang terbesar terjadi

pada penggunaan tabung resonator dengan diameter luar 25, 2 mm. Sedangkan

daya maksimal yang terjadi adalah 0,226 watt. Dari grafik tersebut dapat

disimpulkan bahwa pada proses penggerak mula termoakustik piston air dengan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator 60 mm, semakin besar tabung

resonator maka daya yang terjadi semakin besar pula.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 10 20 30 40 50 60

Day

a (w

att)

Waktu (menit)

Tabung Resonator 15,7 mm

Tabung Resonator 20 mm


47

Gambar 4.9 Perbandingan antara efisiensi dan waktu pada penggerak mula termoakustik

piston air dengan menggunakan tabung resonator diameter luar 15,7 mm dan panjang

tabung 70 mm, diameter luar 20 mm dan panjang tabung 90 mm, diameter luar 25,2


regenerator 60 mm.

Dari Gambar 4.9 dapat dilihat bahwa efisiensi yang terbesar terjadi

pada penggunaan tabung resonator dengan diameter luar 25, 2 mm. Sedangkan

efisiensi maksimal yang terjadi adalah 0,279%. Dari grafik tersebut dapat

disimpulkan bahwa pada proses penggerak mula termoakustik piston air dengan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator 60 mm, semakin besar tabung

resonator maka efisiensi yang terjadi semakin besar pula.

0.00000

0.05000

0.10000

0.15000

0.20000

0.25000

0.30000

0 10 20 30 40 50 60

Efis

ien

si (

%)

Waktu (menit) Tabung Resonator 15,7 mm

Tabung Resonator 20 mm


48

Gambar 4.10 Hubungan antara waktu dan putaran flywheel pada penggerak mula

termoakustik piston pejal dengan menggunakan regenerator steel wool dengan

panjang regenerator 70 mm menggunakan tabung resonator dengan diameter luar

tabung 20 mm dan panjang tabung 120 mm.

Dari Gambar 4.10 dapat terlihat bahwa flywheel mulai berputar pada menit

ke 2, dan setelah itu putaran berputar cukup stabil antara 100 -110 rpm. Putaran

maksimal terjadi pada menit ke 14 mencapai 120 rpm.





0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Pu

tara

n (

Rp

m)

Waktu (menit)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Pu

tara

n (

Rp

m)

Waktu (menit)

49

Dari Gambar 4.11 dapat terlihat bahwa flywheel mulai berputar pada

menit ke 2, dan setelah itu putaran berputar cukup stabil antara 110 -120 rpm.

Putaran maksimal terjadi pada menit ke 12 mencapai 124 rpm.





Dari Gambar 4.12 dapat terlihat bahwa flywheel mulai berputar pada

menit ke 2, dan setelah itu putaran berputar cukup stabil antara 120 -125 rpm.

Putaran maksimal terjadi pada menit ke 6 mencapai 128 rpm.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Pu

tara

n (

Rp

m)

Waktu (menit)

50


termoakustik piston pejal dengan menggunakan regenerator aluminium dengan




ke 6, dan setelah itu putaran berputar cukup stabil antara menit ke 10 sampai

menit ke 28 antara 70 -85 rpm. Putaran maksimal terjadi pada menit ke 14

mencapai 85 rpm.





0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25 30 35

Pu

tara

n (

Rp

m)

Waktu (menit)

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Pu

tara

n (

Rp

m)

Waktu (menit)

51


ke 4, dan setelah itu putaran berputar cukup stabil antara 100 -110 rpm. Putaran

maksimal terjadi pada menit ke 14 mencapai 110 rpm.






ke 4, dan setelah menit ke 8 berputar cukup stabil antara 100 -110 rpm. Setelah

menit ke 20, putaran flywheel berhenti. Putaran maksimal terjadi pada menit ke 12

mencapai 110 rpm.

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25

Pu

tara

n (

Rp

m)

Waktu (menit)

52

Gambar 4.16 Perbandingan antara waktu dan putaran flywheel pada penggerak mula


panjang regenerator 30 mm, 50 mm, dan 70 mm menggunakan tabung resonator


Dari Gambar 4.16 dapat dilihat bahwa putaran flywheel maksimal terjadi

pada panjang regenerator 30 mm, putaran maksimal yang terjadi adalah 128 rpm.

Jadi dapat disimpulkan pada penggerak mula termoakustik piston pejal dengan

menggunakan regenerator steel wool dengan diameter luar tabung resonator 20

mm dan panjang tabung 120 mm bahwa semakin pendek regenerator makan

putaran yang dihasilkan semakin tinggi.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Pu

tara

n (

rpm

)

Waktu (menit)Panjang Regenerator 70 mm

Panjang Regenerator 50 mm


53

Gambar 4.17 Perbandingan antara waktu dan putaran flywheel pada penggerak mula

termoakustik piston pejal dengan menggunakan regenerator aluminium dengan panjang

regenerator 30 mm, 50 mm, dan 70 mm menggunakan tabung resonator dengan diameter

luar tabung 20 mm dan panjang tabung 120 mm.

Dari Gambar 4.17 dapat dilihat bahwa putaran flywheel maksimal terjadi

pada panjang regenerator 50 mm dan 30 mm, putaran maksimal yang terjadi

adalah 110 rpm. Pada pengujian penggerak mula termoakustik piston pejal dengan

menggunakan regenerator aluminium dengan diameter luar tabung resonator 20

mm dan panjang tabung 120 mm dapat disimpulkan bahwa panjang regenerator

tidak berbanding lurus terhadap putaran rpm flywheel. Hal ini dapat dilihat pada

panjang regenerator 30 mm dan 70 mm yang berhenti berputar setelah beberapa

saat berputar.

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Pu

tara

n (

rpm

)

Waktu (menit)Panjang Regenerator 70 mm



54

BAB V

PENUTUP

5.2 Kesimpulan

Berdasar dari beberapa data yang telah diperoleh serta hasil perhitungan dan

grafik dari beberapa data tersebut, maka dapat diambil beberapa kesimpulan

sebagai berikut :

1) Model penggerak mula termoakustik yang berupa aplikasi dengan piston air

dan dengan menggunakan piston pejal yang menggerakkan flywheel sebagai

pembanding berhasil dibuat dan dapat berfungsi.

2) Pada penggerak mula termoakustik piston air dengan regenerator steel wool

dengan panjang regenerator 60 mm yang divariasikan tabung resonatornya

yaitu diameter luar 15,7 mm, 20 mm, dan 25,2 mm daya maksimal yang

terjadi adalah 0,226 watt dan efisiensi maksimal yang terjadi adalah 0,279 %.

3) Pada penggerak mula termoakustik piston pejal dengan menggunakan

regenerator steel wool dengan panjang regenerator yang divariasikan 30 mm,

50 mm, dan 70 mm, putaran flywheel maksimal yang terjadi adalah 128 rpm.

4) Pada penggerak mula termoakustik piston pejal dengan menggunakan

regenerator aluminium dengan panjang regenerator yang divariasikan 30 mm,

50 mm, dan 70 mm, putaran flywheel maksimal yang terjadi adalah 110 rpm.

karakteristik penggerak mula termoakustik piston...

Documents

proses pembentukan piston

PENGARUH VARIASI MASSA PISTON TERHADAP PERFORMA …lib.unnes.ac.id/36608/1/5202415056_Optimized.pdf · Berkurangnya dinding piston otomatis akan mengurangi massa piston itu sendiri

Asal Mula Bahasa

Asal mula kepulauan

Asal Mula linux

Diktat Penggerak Mula

penggerak mula

Analisis Kinerja Pompa Kalor Termoakustik Pada Variasi

Bab Piston

Proses Manufaktur Pembuatan Piston

54568_Kompresor Piston Ingresol Rand

Makalah Piston

BAB I PEMELIHARAAN KOMPONEN ENGINE Komponen · PDF fileII. Bagian tengah / blok silinder 1. Ruang silinder 2. Piston 3. Pena / Pen piston 4. Batang /stang piston 5. metal 6. Poros

Laporan psg (piston)

Pembuatan Piston

Proses Piston (2)

Produksi Piston

STUDI KARAKTERISTIK MATERIAL PISTON DAN ...eprints.undip.ac.id/25498/1/norhadi.pdfii ABSTRAK STUDI KARAKTERISTIK MATERIAL PISTON DAN PENGEMBANGA N PROTOTIPE PISTON BERBASIS LIMBAH

Pelapisan Piston

Pengerak Mula

Asal mula kehidupan

Sejarah Gereja Mula

Piston Presskit

STUDI KARAKTERISTIK MATERIAL PISTON DAN · PDF fileii abstrak studi karakteristik material piston dan pengembanga n prototipe piston berbasis limbah piston bekas nurhadi nim. l4e 008

Asal Mula Pesantren

PERTENTANGAN BESAR DAN GEREJA MULA-MULA

wa 0821-3140-4044, motor mini trail gp atv jeep surabaya Sianjur Mula Mula Sianjur Mula Mula Samosir Sumatera Utara

sakhsondotcom.files.wordpress.com … · Web viewBagian sistem rem piringan yang berfungsi mengembalikan piston kepada kedudukan semula -... A. brake pad. B. piston boot. C. piston

New Racing Piston Yang Dikeluarkan TDR Racing Dibuat Dengan Menggunakan System Forged Piston Atau Dalam Bahasa Indonesia Dikenal Dengan Piston Yang Dibuat Dengan System Ditempa

Pembuatan dan Pengujian Prime Mover Termoakustik Tipe

bethanygraha.org · Orang yang ada dalam kasih mula-mula akan melakukan hal- hal yang luar biasa. Karena kasih mula-mula selalu memperhatikan dan mendahulukan kepentingan pihak kedua,

Fungsi Ring Piston Ada 3

14. THERMODINAMIKA - PCU Teaching Staffsfaculty.petra.ac.id/herisw/Fisika1/14-termo.doc · Web viewMula-mula gas ideal menempati ruang dengan volume V dan tekanan p. Bila piston mempunyai

Sup Rape Mula

DI DEPARTEMEN MESIN KONVERSI ENERGI P4TK – · PDF filekembali tutup piston terhadap batang piston, hati-hati insert bearing tidak terlepas. Lakukanlah melepas semua piston dengan