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