BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perpindahan kalor atau

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perpindahan kalor atau heat transfer adalah ilmu untuk meramalkan
perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda
atau material, dari termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ dan
dynamic = ‘perubahan/gaya’) telah kita ketahui bahwa energi yang pindah itu
dinamakan kalor atau heat (panas) dengan definisi termodinamika adalah study
proses dimana energi ditransfer sebagai kalor dan sebagai kerja. Kerja dilakukan
ketika energi ditransfer dari suatu benda ke benda yang lain melalui cara-cara
mekanis dan hubungan antara sifat-sifat (properties) materinya. Prinsip-prinsip
termodinamika memainkan peranan-peranan penting (daftar pustaka no.4,
hal.1), diantaranya adalah :
1.
Untuk memberikan solusi akan pengurangan kosumsi sumber daya alam
yang semakin menipis.
2. Dampak negatif terhadap lingkungan
3. Meningkatkan keluaran produk yang diinginkan dan pengurangan biaya
total
4. Pemanfaatan dibidang rekayasa teknik pada aspek-aspek kehidupan.
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|1
Peranan inilah yang membuat termodinamika menarik untuk dipelajari
dimana pemanfaatannya dapat membantu atau diolah kembali menjadi suatu
energi terbarukan. Dengan mudah kita jumpai aplikasi perpindahan panas pada
kehidupan sehari-hari sebagai penghasil / penyimpan energi panas, contohnya
adalah pada mesin kendaraan bermotor dimana pembakaran didalam ruang
piston menggunakan konsep termodinamika, panas yang dihasilkan dari
pembakaran bahan bakar memuaikan ruang piston dan mendorong piston hingga
terjadi siklus yang konstan. Karakteristik gas buang dari mesin pembakaran
tersebut mempunyai sifat yang bising dan bertemperatur tinggi. Oleh karena itu,
diperlukan knalpot sebagai suatu sistem pembuangan yang dapat mengurangi
energy suara (akustik) dari gas buang dan mengalirkan kalor dari ruang
pembakaran yang secara umum hasil sisa pembakaran terdiri dari beberapa
fraksi bahan bakar yang tidak terbakar.
Gambar 1.1 : knalpot motor
Sumber : Dokumen Pribadi
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|2
Dengan memakai prinsip-prinsip perpindahan panas dilakukan penelitian
untuk memanfaatkan energi panas yang tersimpan pada sistem knalpot untuk
dialirkan menjadi kerja (work) yang menghasilkan nilai pada suatu sistem yang
lain. Merupakan suatu tindakan yang bijaksana jika dalam suatu keperluan
dalam penggunaan kendaaraan bermotor begitu banyak energi panas yang
dibuang begitu saja ini dapat dimanfaatkan untuk sumber energi bagi sistem lain
yang sistemnya bekerja membutuhkan panas. Dalam penelitian ini penulis
menggunakan panas (kalor) pada knalpot sebagai energi potensial yang dapat
digunakan pada hot box di perusahaan makanan yang mempunyai jasa antar
makanan (food delivery) yang nanti nya hot box dapat menjaga suhu makanan
ketika perjalanan hingga sampai kepada costumer.
Gambar 1.2 : delivery food box
Sumber : Dokumen Pribadi
Langkah ini juga menjawab permasalahan perusahaan food delivery ketika
mengantar makanan mereka ke tempat yang lebih jauh dari lokasi mereka
dengan membutuhkan waktu tempuh yang lama sehingga tidak ada
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|3
kekhawatiran akan makanan yang diberikan kepada kostumer sudah menjadi
dingin dan tidak menarik untuk dihidangkan apalagi disantap.
Perencanaan hot box dengan memanfaatkan energi panas yang terdapat di
knalpot ini melalui beberapa tahapan penelitian dan uji coba (Riset). Melibatkan
perhitungan diantaranya adalah:
1. Kemampuan bahan menghantarkan kalor
2. Aspek perancangan dan design
3. Konstruksi alat
4. Aplikasi dijalan saat alat di uji coba
Hal terpenting yang harus dipertimbangkan adalah laju perpindahan kalor
yang terjadi, seberapa cepat panas akan sampai ke dalam box dan berapa suhu
yang dibutuhkan untuk menghangatkan makanan. Karena disaat alat ini
ditawarkan pada pengguna (user) yang umumnya adalah perusahaan yang
bergerak di jasa antar makanan (food delivery).
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|4
Gambar 1.3 : Heat Transfer Knalpot Motor Ke Hot Box
Sumber : Autodesk Inventor 2014
1.2. Rumusan Masalah
Dengan merujuk pada latar belakang penelitian ini, maka rumusan
masalah yang dibahas pada penelitian ini adalah:
1.2.1. Bagaimana merancang dan membuat alat pemindah kalor pada
knalpot motor matic yamaha mio untuk dijadikan sumber panas pada
sistem hot box pada food delivery.
1.3. Batasan Masalah
Agar penulisan tugas akhir ini lebih terarah dan mempertajam
pembahasan, maka perlu dilakukan pembatasan masalah, dengan berdasarkan
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|5
pada perumusan masalah sebelumnya, adapun batasan yang akan penulis
sampaikan adalah:
1.3.1. Modifikasi sillincer knalpot motor matic.
1.3.2. Pembuatan hot box dengan menggunakan prinsip adiabatik
1.3.3. Perhitungan suhu awal (T1) dan suhu akhir (T2) yang akan diolah
menggunakan metode Log Mean Temperature Distance (LMTD)
1.4. Tujuan Penelitian
Sesuai dengan perumusan masalah diatas, maka yang menjadi tujuan
dalam penelitian ini adalah:
1.4.1. Membuat kotak pengantar makanan (Box food delivery) untuk
menghangatkan makanan siap saji dengan memanfaatkan panas pada
knalpot kendaraan bermotor type matic.
1.5. Metode Penelitian
Untuk mendapatkan data yang obyektif juga valid dalam perancangan ini
harus dilaksanakan dengan menggunakan metode yang tepat diantaranya adalah:
1. Studi literatur
Sebagai sumber-sumber utama yang mendasari topik permasalahan serta
sebagai dasar dalam perencanaan dan pembuatan.
2. Observasi Dan Eksperimen
Merupakan salah satu teknik pengumpulan data/fakta yang cukup efektif
untuk mempelajari suatu sistem dan mendapatkan informasi yang
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|6
dibutuhkan untuk melanjutkan suatu penelitian memperoleh data dari
subjek secara langsung.
3. Rancang Bangun dan Pembuatan
Menjelaskan bagaimana tahapan-tahapan dalam mendesain, konstruksi
alat kemudian menganalisa perhitungan dari pengujian alat ini.
1.6. Sistematika Penelitian
Adapun susunan sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah, sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah,
tujuan, metodologi dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini memperkenalkan berbagai konsep dasar dan definisi termodinamika
teknik yang dipergunakan dalam perancangan.
BAB III PERANCANGAN DAN ANALISA
Bab ini mencakup design tentang perencanaan, cara pelaksanaan perancangan,
bahan yang dipakai, konstruksi, uji penelitian, dan pengumpulan data.
BAB IV PENUTUP
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
FT-Jurusan Teknik Mesin – Universitas Mercubuana
|7