TUGAS AKHIR

Analisa Performansi dan Perancangan Ulang Radiator Sebagai Optimasi Cooling System pada Mesin

Sinjai

Dipresentasikan Oleh: Devi Ratna Sari 21 111 05 012

Dosen Pembimbing

Ary Bachtiar K.P, ST, MT, PhD

Latar Belakang

Sistem kelistrikan

Sistem Pelumasan

Sistem pendinginan

Latar Belakang

35 - 45%

30 - 40%

22 – 28 %

Panas Hasil Pembakaran

Tenaga Mekanis

Gas Buang

Hilang BersamaPendinginan

Sumber : Heisler ( 1999 )

Melakukan analisa dan perancangan ulang terhadap radiator Untuk mendapatkan engine cooling system yang optimal

Tujuan

1

2

1.Merancang ulang radiator dengan menggunakan analisa perpindahan panas

2.Mengetahui perbandingan performansi antara radiator sebelum dirancang ulang dengan radiator setelah dilakukan perancangan ulang

1

2

3

4

Bagaimana mendesain sistem pendingin yang tepat untuk mesin Sinjai dengan menggunakan analisa perpindahan panas sebagai dasar perancangan ulang radiator

1

2 .Bagaimana perbandingan performansi antara radiator sebelum dirancang ulang dengan radiator setelah dilakukan perancangan ulang

Batasan Masalah

2

3

Perancangan radiator menggunakan data dari mesin Sinjay dengan model LJ276MT-2 yang ada di Laboratorium Teknik Pembakaran Bahan Bakar Teknik Mesin ITS

Kondisi operasi diasumsikan steady state Analisa fouling tidak diikutsertakan Perancangan tidak mengikut sertakan analisa metallurgy dan analisa

ekonomi Aliran dalam tube radiator diasumsikan fully developed flow Tidak ada kebocoran dalam sistem Engine dalam keadaan stationer

Dasar Teori Sistem Pendinginan pada Engine

2

3

Thermostat

Udara

Radiator

Fan

Dasar Teori Compact Heat Exchanger

2

3

Jenis jenis compact heat exchanger

Dasar Teori Rumus dan Perhitungan

3

Overall Heat Transfer Coeffisien

Analisa Perpindahan Panas dengan Metode NTU

Mencari Nilai Cmin

Nilai Effektifness

Dasar Teori Penelitian Terdahulu

3

Kays, W.M., London, A.L.1964. Compact Heat Exchangers . 2nd ed. New York : McGraw - Hill Book Company

Pengaruh Angka Reynold Terhadap Colburn Factor ( Jh ) dan Friction Factor

Semakin rapat jarak SL maka Jh semakin naik

Reynold semakin naik Jh semakin turun

Skema Pengujian Keterangan 1.Radiator 2.Fan 3.Hose 4.Flowmeter 5.Tanki bahan bakar 6.Silinder head 7.Muffler 8.Poros mesin 9.Waterbrake dynamometer

Skema Penempatan alat ukur

Peralatan yang Dibutuhkan

3

Pompa Air

Water brake Dynamometer

Stopwatch

Tabung Ukur Termokople Digital

Blower

Flowmeter

Tachometer

Dimensi Radiator Mesin Sinjai

3

No Data Nilai

1 Tipe radiator Compact heat exchanger tipe strip fin circular tube

3 Diameter tube 6 mm 4 Panjang tube 255 mm 5 Jumlah baris tube 2 6 Jumlah total tube 44 7 Tebal fin 0.3 mm 8 Jumlah fin 159 9 Panjang fin 440 mm

10 Lebar fin 16 mm 11 Jarak tube arah

transfersal 11 mm

12 Jarak tube arah longitudinal

12 mm

13 Susunan tube in line 14 Volume ( P x L x t ) 255mm x 440 mm x 42 mm

Analisa Grafik a) Analisa Existing Radiator

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

2000 3000 4000 5000 6000

ε ( e

ffect

iven

ess )

putaran mesin ( rpm )

Effectiveness Radiator = f( putaran mesin)

Analisa Grafik

Torsi maksimum

Analisa Grafik

Torsi Maksimum

Analisa Grafik

Redesain radiator surface 8-3/8T

Perbandingan desain

Desain Awal Baru Tube Diameter 6 mm 10.2 mm Panjang 255 mm 255 mm Jumlah 44 57 Susunan Aligned Staggered Fin Panjang 440 mm 440 mm Lebar 42 mm 72.6 mm Jumlah 159 159 Tebal fin 0.3 mm 0.3 mm

Analisa Grafik

Kesimpulan 1. Semakin besar nilai variasi beban yang diberikan ke engine, maka semakin

rendah putaran dari engine sehingga debit air pendingin juga semakin sedikit seiring dengan menurunnya perbedaan temperature pada air pendingin. Besarnya nilai.kalor yang terbuang ke sistem pendingin pada saat torsi engine maksimum dengan debit air radiator 64 GPH adalah 5708.04

2. Semakin besar variasi beban yang di berikan ke engine, semakin rendah pula

putaran dari engine sehingga debit air pendingin semakin sedikit dan laju aliran massa udara juga semakin yang berakibat nilai effectiveness dari radiator semakin kecil. Dimana pada torsi maksimum nilai effectiveness dari radiator sebesar 0.29

3. Dengan melakukan pendesainan ulang pada radiator, dan memilih surface designation 8.0-3/8T maka dengan luasan frontal yang sama didapatkan nilai NTU yang lebih besar yaitu 0.46 dan nilai effectiveness juga meningkat yaitu sebesar 0.36 dimana nilai tersebut dihitung ketika mesin berada pada torsi maksimum