pengaruh laju aliran coolant campuran air dengan ethylene glycol terhadap laju perpindahan ...

18 Pages·2015·1.29 MB·English

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

PENGARUH LAJU ALIRAN COOLANT CAMPURAN AIR

DENGAN ETHYLENE GLYCOL TERHADAP LAJU

PERPINDAHAN PANAS DAN PENURUNAN TEKANAN

RADIATOR OTOMOTIF

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh :

BERNADUS NANANG DWI NURYANTO

NIM. I 1409010

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA
commit to user
2015
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET - FAKULTAS TEKNIK
,uRusAN TEKNTK MESIN

Jl. lr. Sutami 36A Surakarta tlp. 0271632163 web: http://mesin.ft.uns.ac.id

SURAT TUGAS PEMBIMBING DAN PENGUJI TUGAS AKHIR

PROGRAM SAR ANA TEKNIK MESIN UNS

Program Studi :S1 Non Reguler

Nomor : O48X.ITA|S1/O6/2O13

Nama :BERNADUS NAilANG DWI NURYANTO

NIM :l14O9O1O
Bidang :Konversi Energi
Pembimbing 1 :WIBAWA ENDRA TUWANA., ST,MT/197OO9112OOOO31OOI
Pembimbing 2 :TRl ISTANTO, ST,MT/1973O82O2OO0121OO1
Penguji : 1. D. DANARDOIIO, ST, MT, PhD/ 196905141999031001
2. WIBOWO, ST,MT/ 1969O425L998O21OO1
3. I
Mata Kuliah Pendukung
1. PENUKAR KALOR(M506113.10}
2.GENERATOR UAP DAN GAS(MSO5O83.1O}
3. POMPA DAN KOMPRESOR{MSO61O3-1O}
Judul Tugas Akhir
"PENGARUH LAJU ALIRAN COOLANT CAMPURAN AIR
DENGAN ETHYLENE GLYCOL TERHADAP LA'U
PERPINDAHAN PANAS DAN PENURUNAN TEKANAN
RADIATOR OTOMOTIF"

6"ffi 2015-05-18 ].4t3?.z2l
Teknik Mesin,

)
il,r""\H/i
DJOKO SUSILO, ST,MT
1997021001
JURUSAH
TEKf{IK MESIN

Tembusan:

1. Mahasiswa ybs.
2, Dosen Pembimbing TA ybs.
3. Koordinator TA.
4. Arsip.

commit to user
Hal ldari thal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

PENGARUH LAJU ALIRAN COOLANT CAMPURAN AIR

DENGAII ETHYLENE GLYCOL TERIIADAP LAJU

PERPINDAHAN PANAS DAN PENURIINAN TEKANAN

RADIATOR OTOMOTIF

Disusun oleh
:

Bemadus Nanans Dwi Nuryanto
NIM. I1409010
Dosen Pembimbing I
.(
r.,
;7=$;^_\/
Wibawa Endra J. ST.. MT.
NIP. 1970091 1200003 1001 NrP. 197308202000121001
Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari RabU tanggal 30
April2015
1. D. Danardono. ST.. MT." Ph.D.
NIP. 196905 14199903 1001

an 2. Dr. Ene. Svamsul Hadi. ST." MT.
NIP. 1 97 1 0 61s1998021002

Mengetahui,

*::lirw

gutw*

Dr. Eng. Syamsul Hadi. ST.. MT.

t3199702t00r NIP. 97106t5t998021402
1

commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

MOTTO

“Suatu aspek penting dari kreatifitas adalah tidak takut gagal”

~ Edwin Land~

“Everything would be happen because we believe”

~ iant16 ~

“Birds can fly with their wings, but I flew with my mind”

~ robotfintar™ ~
“Commitment unlocks the doors of imagination, allows vision, and gives us
the "right stuff" to turn our dreams into reality.”
~ James Womack~
“Inovasi tak pernah berhenti pada ide…
Inovasi adalah kreatifitas, nyali, trial and error,
dan semangat pantang menyerah…
Jadi apa inovasimu??”
~ http://www.youtube.com/watch?v=a4wZ5-WTujU ~
“Take action, karena rejeki ada dalam tindakan, bukan dalam rencana”
~ Mario Teguh~
“Vision without action is merely a dream. Action without vision just passes
the time. Vision with action can change the world.”
~ Joel Arthur Barker~

“Hanya mimpi dan keyakinan yang bisa membuat manusia berbeda dengan

makhluk lainnya. Hanya mimpi dan keyakinan yang membuat manusia menjadi

sangat istimewa di mata sang Pencipta”

~5 CM~

“Don’t fight to get the job, but fight to do the job”.

~ Anies Baswedan~

commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati seraya mengucakan syukur kehadirat Allah,

penulis persembahkan tulisan ini kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus Sang Juru selamat yang telah menyelamatkan dan

menaungi dalam setiap langkah hidupku.

2. Kedua orang tuaku, kakak, kekasihku, kakek, nenek yang telah
mendampingi mendukung dalam perjalanan skripsiku.
3. Bapak Wibawa Endra J, ST., MT. dan Bapak Tri Istanto, ST., MT.
4. Teman-teman seperjuangan, Ribut, Didik, Hendrawan, dan Dani.
5. Teman-teman mahasiswa TMNR 10
6. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Teknik Mesin UNS.
7. Semua pembaca skripsi ini.

commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

THE EFFECT OF WATER-ETHYLENE GLYCOL COOLANT FLOW

RATE ON THE HEAT TRANSFER RATE AND PRESSURE DROP ON

THE AUTOMOTIVE RADIATOR

Bernadus Nanang Dwi Nuryanto

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

Indonesia

Email: [email protected]

Abstract

This experimental study was conducted to examine the heat transfer rate
and pressure drop on corrugated louver fin with triangular channel radiator.
Radiator tube and fin were made of aluminium. Cold fluid flows verticaly from
top side to bottom while air flows horizontaly (crossflow heat exchanger). Water
and 20% Ethylene glycol were used as hot fluid (coolant) and maintained at
constant temperature of 80 oC and varied at flow rate of 25 lpm, 30 lpm, 35 lpm,
dan 40 lpm. Whereas air was used as cold fluid having its velocity varied at 1.5
m/s, 2 m/s, 2,5 m/s and 3 m/s. And air intake temperature was maintained around
30 oC.
The result shows the higher water flow rate in the radiator tube, resulting
in higher value of heat transfer rate, and coolant pressure drop. Ethylene glycol
mixing composition into the coolant, affects on decreasing the heat transfer rate.
The highest heat transfer rate enhancement was obtained at water coolant usage.
Ethylene glycol mixing affects the increasing coolant-side pressure drop
Key Words: radiator, louver fin, crossflow heat exchanger, Ethylen e Glycol

commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

PENGARUH LAJU ALIRAN COOLANT CAMPURAN AIR DENGAN

ETHYLENE GLYCOL TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS DAN

PENURUNAN TEKANAN RADIATOR OTOMOTIF

Bernadus Nanang Dwi Nuryanto

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

Indonesia

Email: [email protected]

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui laju perpindahan panas dan
penurunan tekanan pada radiator dengan tipe sirip corrugated louver fin with
triangular channel. Material pipa dan sirip radiator adalah aluminium. Aliran
fluida pendingin di dalam pipa radiator mengalir secara vertikal dari atas ke
bawah sedangkan udara mengalir secara horisontal (crossflow heat exchanger).
Fluida panas adalah air dan campuran 20% Ethylene glycol dengan air yang
temperaturnya masuk dipertahankan pada 80 oC dan udara sebagai fluida
pendingin. Laju aliran coolant divariasi 25 lpm, 30 lpm, 35 lpm, dan 40 lpm.
Kecepatan udara divariasi 1.5 m/s, 2 m/s, 2,5 m/s, 3 m/s. Temperatur udara masuk
berkisar antara 30 oC.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi laju aliran air pada
pipa radiator menghasilkan laju perpindahan panas, dan pressure drop pada
coolant terjadi peningkatan. Pada penambahan komposisi Ethylene glycol pada
coolant justru akan menghasilkan laju perpindahan panas yang semakin rendah.
Laju perpindahan panas terbesar adalah pada coolant water. Penambahan

Ethylene glycol pada coolant akan menyebabkan pressure drop di sisi coolant

meningkat.

Kata Kunci: radiator, louver fin, crossflow heat exchanger, Ethylene Glycol

commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah Yang Maha Esa yang telah memberikan

rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul “pengaruh laju aliran coolant campuran air dengan ethylene glycol

terhadap laju perpindahan panas dan penurunan tekanan radiator” ini dengan baik.

Skripsi ini disusun untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan

Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyelesaian Skripsi ini tidaklah mungkin dapat terselesaikan tanpa
bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak, baik secara langsung ataupun tidak
langsung. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu
dalam menyelesaikan skripsi ini, terutama kepada:
1. Bapak Didik Djoko Susilo, ST,. MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
UNS Surakarta.
2. Bapak Wibawa Endra Juwana, ST,. MT. selaku Pembimbing I yang
membantu dan membimbingpenulis menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Tri Istanto, ST,.MT. selaku Pembimbing II yang membantu dan
membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini.
4. Bapak D. Danardono, ST., MT., Ph.D., Bapak Wibowo, ST., MT., Bapak

Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST., MT. selaku Dosen Penguji yang bersedia

memberikan saran yang membangun.

5. Bapak Tri Istanto, ST,.MT. selaku Pembimbing Akademik.

6. Bapak Dr.Eng. Syamsul Hadi, ST., MT. selaku koordinator Tugas Akhir

7. Seluruh dosen dan staf di Jurusan Teknik Mesin UNS, yang telah

membimbingdan membantu penulis hingga menyelesaikan studi S1.

8. Ayah dan ibu kakak dan kekasihku, yang selalu memberikan doa dan kasih

sayangnya kepada penulis.

9. Teman-teman skripsi radiator, Ribut, Didik, Hendrawan, dan Dani yang

telah menemani penulis dalam suka maupun duka.

10.Semua teman-teman Teknik Mesin.
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

11.Semua pihak yang telah membantu dalam melaksanakan dan menyusun

skripsi ini yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun dari semua pihak untuk memperbaiki dan menyempurnakan skripsi

ini. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pembaca sekalian dan bagi penulis

pada khususnya.

Surakarta, April 2015
Penulis

commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ……………………………………………………………. i

Halaman Surat Penugasan ………………………………………………... ii

Halaman Pengesahan ……………………………………………………... iii

Halaman motto …………………………………………………………… iv

Halaman persembahan ……………………………………………………. v

Abstrak ……………………………………………………………………. vi

Kata pengantar ……………………………………………………………. viii
Daftar isi …………………………………………………………………. x
Daftar gambar …………………………………………………………….. xii
Daftar persamaan …………………………………………………………. xiii
Daftar notasi ……………………………………………………………… xv
Daftar lampiran …………………………………………………………… xviii
BAB I PENDAHULUAN …………………………………………… 1
1.1 Latar Belakang Masalah ………………………………… 1
1.2 Perumusan Masalah ……………………………………... 3
1.3 Batasan Masalah ………………………………………… 4
1.4 Tujuan Dan Manfaat …………………………………….. 4
1.5 Sistematika Penulisan …………………………………… 5
BAB II LANDASAN TEORI ………………………………………… 6
2.1 Tinjauan Pustaka ………………………………………… 6
2.2 Dasar Teori ……………………………………………… 7
2.2.1 Radiator sebagai Penukar Panas Motor Bakar …... 7
2.2.2 Konstruksi radiator ……………………………… 10

2.2.2.1 Tangki atas (Upper Tank) ……………….. 10

2.2.2.2 Tutup Radiator (Radiator Cap) ………….. 10

2.2.2.3 Inti Radiator (Radiator Core) …………… 11

a. Pipa radiator (Radiator Tube) ……….. 11

b. Sirip (fin) radiator …………………… 12

2.2.2.4 Tangki bawah (Lower Tank) …………….. 13

2.2.3 Fluida Pendingin (Coolant) ……………………... 13

2.2.4 Laju aliran Coolant terhadap Unjuk kerja Radiator 13

2.2.5 Perpindahan Panas ………………………………. 13

2.2.6 Parameter Tanpa Dimensi ……………………….. 15

2.2.7 Perhitungan pada radiator ……………………….. 16

2.2.7.1 Geometri radiator ………………………... 16

2.2.7.2 Perhitungan Luas Perpindahan Panas …… 17

2.2.8 Analisa Perpindahan Panas ……………………… 18

2.2.8.1 Perhitungan Laju Perpindahan Panas ……. 18
commit to user

x