1. 1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Sistem pendinginan pada mobil berfungsi untuk menurunkan temperatur pada
mesin yang terjadi dari proses pembakaran didalam silinder. Proses pembakaran
selanjutnya akan terjadi pengubahan dari tenaga panas (heat energy) menghasilkan
tenaga mekanis yang kemudian akan menggerakkan mesin. Akibat lain dari proses
pembakaran adalah adanya panas yang apabila tidak didinginkan akan merusak
komponen dari mesin itu sendiri. Sistem pendinginan (cooling system) adalah suatu
rangkaian untuk mengatasi terjadinya over heating pada mesin agar tetap bekerja secara
optimal. Hasil pembakaran pada motor bakar yang menjadi tenaga mekanis hanya
sekitar 23%, sebagian panas keluar menjadi gas bekas dan sebagian lagi hilang melalui
proses pendinginan
Sistem pendingin secara umum berfungsi untuk mendinginkan suhu mesin agar
kondisi mesin tetap prima dan mobil bisa digunakan dengan baik tanpa terjadi
kerusakan. Jika mesin mengalami kerusakan maka mesin perlu diidentifikasi dan
dilakukan service pada komponen yang mengalami kerusakan. Pengertian dari
identifikasi adalah suatu proses pemerikasaan pada setiap komponen sistem pendingin
untuk mengetahui kerusakan yang terjadi pada mesin dan untuk mengetahui penyebab
dari kerusakan mesin tersebut.
2. 2
Sistem pendinginan mesin Isuzu Phanter 4 JA-1L yang paling utama sebagai alat
penukar kalor pada mobil adalah radiator. Kalor yang diserap oleh air pendingin dari
mesin didinginkan pada radiator dengan memanfaatkan fluida udara luar sebagai fluida
pendingin, sehingga air yang didinginkan dapat disirkulasikan kembali melalui pompa
air. Komponen-komponen pada sistem pendinginan mesin Isuzu Phanter 4 JA-1L yang
sering mengalami kerusakan antara lain sistem pendingin bocor cara mengatasinya
dengan tes tekanan sistem, thermostat tidak bekerja atau tidak dapat membuka maka
thermostat harus diganti, Pompa air rusak maka mengganti satu unit pompa, tutup
radiator bocor maka tutup harus diganti, water jacket tersumbat dengan membersihkan
endapan kotoran.
Pada penelitian ini perpindahan panas terjadi secara konveksi dan konduksi.
Dengan penelitian ini diharapkan dapat mengetahui temperatur masuk dan keluar suatu
heat exchanger dilapangan, bahan-bahan yang diteliti dengan koefisien thermal yang
sesuai bagi pemindah panas yaitu aluminium alloy dan tembaga. Radiator tersebut
mempunyai sistem yang dimodifikasikan menjadi sebuah heat exchanger dengan
perpindahan panas fluida air ke udara tanpa ada proses pencampuran antara fluida panas
dengan fluida pendingin.
1.2. Perumusan Masalah
Untuk mendapatkan hasil penelitian radiator pada mobil Isuzu Phanter 4 JA-1L
yang berdaya 85 HP, maka penulis memulai dengan mencari data melalui survey
lapangan. Setelah mendapatkan hasil survey lapangan, maka penulis menelusuri
3. 3
referensi yang mendukung untuk merancang segala elemen radiator agar mencapai
performance yang hemat energi dan optimal.
1.3. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah menganalisa alat penukar kalor (heat
exchanger), dan sistem pendingin radiator mobil Isuzu Phanter 4 JA-1L, untuk:
a. Dapat menghitung jumlah kalor yang diserap pada heat exchanger radiator.
b. Mengetahui efektivitas sebuah heat exchanger dan mendapatkan efektivitas
perpindahan panas (kalor)
c. Mengetahui temperatur masuk dan keluar suatu heat exchanger pada radiator
sistem pendingin mobil Isuzu Phanter 4 JA-1L.
1.4. Batasan Masalah
Agar penulisan perancangan ini tidak terlalu melebar diluar jangkauan penulis,
maka penulis membuat batasan masalah sebagai berikut:
1. Menganalisa sistem heat exchanger pada radiator
2. Perhitungan perpindahan panas pada radiator
3. Perhitungan efektifitas radiator
4. Tidak membahas perpindahan panas secara radiasi
5. Tidak membahas perlengkapan pada radiator.
4. 4
1.5. Manfaat Penulisan
Adapun manfaat yang diharapkan penulis dalam skripsi ini adalah :
1. Manfaat untuk penulis sendiri adalah mampu menulis skripsi secara
sistematis dalam menyelesaikan tugas sarjana.
2. Manfaat untuk mahasiswa adalah sebagai salah satu referensi dalam mata
kuliah yang ada di Jurusan Teknik Mesin STT Sinar Husni.
3. Manfaat untuk dosen dan pengajar adalah sebagai bahan perbandingan
dalam pembelajaran pada mata kuliah konversi energi.
4. Manfaat untuk program studi adalah sebagai pengembangan ilmu
pengetahuan heat exchanger Atau Alat Penukar Kalor
5. Manfaat untuk industri adalah sebagai bahan masukan dan kontribusi serta
informasi sistem pendingin mobil.
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penulisan dalam skripsi tugas akhir ini, maka penulis
membuat suatu urutan langkah yang terdiri satu bab dengan bab lain yang saling
berkaitan.Bentuk metode penulisan tersebut adalah :
a. BAB 1 Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan,
batasan masalah, manfaat penulisan dan sistematika penulisan.
b. BAB 2 Tinjauan Pustaka
5. 5
Bab ini berisikan tentang heat exchanger, radiator, jenis-jenis alat penukar
kalor.
c. BAB 3 Penelitian
Bab ini membahas tentang tempat dan waktu analisa, diagram alir dan data
hasil pengamatan.
d. BAB 4 Analisa
Bab ini membahas tentang analisa perhitungan Kalor masuk dan keluar dari
data-data yang didapat dari survey tentang Radiator yang akan dianalisa.
e. BAB 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini memuat tentang kesimpulan dari hasil yang didapat dari analisa
Melihat begitu banyak klasifikasi alat penukar kalor (heat exchanger).Disini
penulis mengambil contoh radiator sebagai alat penukar kalor yang biasa dipergunakan
pada kendaraan khususnya pada mobil.
Radiator biasanya memiliki beberapa tipe yang tertera seperti dibawah ini :
a. Berdasarkan Perpindahan Panas
Radiator merupakan tipe kontak langsung, dimana fluida yang panas akan bercampur
langsung dengan fluida dingin (tanpa ada pemisah)
b. Berdasarkan Jumlah Fluida Yang Mengalir
Radiator merupakan alat penukar kalor tipe aliran 1 pass.
c. Berdasarkan Mekanisme perpindahan Panas
6. 6
Perpindahan panas pada radiator secara konveksi pada perpindahan panas dari fluida
yang panas ke fluida yang dingin, dan secara konduksi pada (tube) pipa.
d. Berdasarkan Kompaknya Permukaan
Radiator merupakan tipe penukar kalor yang kompak dengan Density luas
permukaan > 700 m2/m3.
e. Berdasarkan Kontruksi
Radiator merupakan penukar kalor dengan kontruksi tube ganda menggunakan fin
pada tube.
f. Berdasarkan Pengaturan Aliran
Radiator menggunakan tipe aliran satu pas yang dibagi
g. Berdasarkan bahan
Radiator yang penyusun rancang menggunakan tipe macam bahan:
1. Alumenium untuk tube (pipa)
2. Tembaga untuk fin (kisi-kisi)
3. Baja carbon S 40 untuk rangka
