bab iv pengujian dan analisis - Perpustakaan Digital ITB

47
Bab IV Pengujian dan Analisis
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Dalam melakukan pengujian menggunakan BOCLE, diperlukan perangkat data
akuisisi. Perangkat ini akan mengambil data dan memindahkannya ke komputer dalam
bentuk tampilan tertentu. Proses pengukuran ini dilakukan dengan memasang sensorsensor yang akan menjadi instrumen pengukur dan dilengkapi dengan metode pengukuran
sebagai perangkat lunaknya.
Perangkat data akuisisi terdiri dari empat komponen penting sebagai rangkaian data
akuisisi. Komponen-komponen tersebut adalah sensing element, signal conditioning
element, signal processing element, dan data presentation element.
4.1
Pemasangan Alat Uji Kelumasan Bahan Bakar BOCLE
Komponen-komponen utama dalam alat uji kelumasan bahan bakar BOCLE ini
adalah:
•
Alat BOCLE beserta sensor-sensornya
•
Amplifier atau alat penguat sinyal tegangan
•
Data acquisition card
•
Avometer
Komponen-komponen BOCLE dipasang dengan urutan sesuai dengan fungsinya
masing-masing. Gaya gesek, temperatur, dan kecepatan aliran udara dibaca langsung oleh
sensor strain gage, thermocouple, dan hotwire anemometer. Sensor-sensor tersebut
merubah sinyal-sinyal yang diterima menjadi sinyal hambatan. Sinyal hambatan tersebut
kemudian masuk pada penguat sinyal tegangan (amplifier). Dalam bentuk sinyal tegangan
yang telah diperkuat inilah sinyal-sinyal bacaan sensor tersebut mudah dibaca.
Penampilan sinyal-sinyal tegangan dapat dilakukan langsung oleh avometer atau
perangkat komputer. Untuk melakukan penampilan dengan menggunakan komputer,
sinyal-sinyal analog (tegangan) dari amplifier harus diubah terlebih dahulu menjadi sinyal
digital dengan menggunakan analog to digital converter (ADC). Data digital yang
dihasilkan kemudian ditampilkan pada komputer menggunakan software Labview.
Penampilan data menggunakan komputer ini bertujuan untuk mempermudah pencatatan
sinyal yang dihasilkan.
48
Bab IV Pengujian dan Analisis
Berikut ini adalah gambar tampilan software Labview dan skema sistem pengukuran
BOCLE.
Gambar 4.1. Gambar tampilan software Labview
BOCLE
SENSOR
AMPLIFIER
AKUISISI
DATA
AVOMETER
KOMPUTER
Gambar 4.2. Skema pemasangan sistem pengukuran
4.2
Kalibrasi BOCLE
Proses awal yang dilakukan sebelum melakukan proses pengujian adalah proses
kalibrasi. Proses kalibrasi sensor-sensor pada BOCLE ini dilakukan untuk membandingkan
besar tegangan yang terjadi untuk suatu keadaan dibandingkan dengan hasil pengukuran
Bab IV Pengujian dan Analisis
49
alat-alat lain yang lebih dipercaya hasil pengukurannya seperti termometer analog,
flowmeter hotwire, dan timbangan digital.
4.2.1 Kalibrasi Pengukur Beban
Kalibrasi beban nol
1. Pengukur beban digantung pada batang beban tanpa beban tambahan (beban 0 kg).
2. Amplifier diatur agar keluaran tegangan dari voltmeter adalah 0 volt.
3. Hasil keluaran dari amplifier kemudian dicatat oleh komputer selama 1 menit
dengan kecepatan pencatatan 1 data/detik.
Kalibrasi beban 20, 47, 64, 81, 100, 111, 121, 141 gram
1. Batang carrier yang telah diberi sensor strain gage digantungkan dengan beban 20
gram.
2. Pengaturan amplifier harus sama dengan proses kalibrasi beban nol.
3. Hasil keluaran dari amplifier kemudian dicatat oleh komputer selama 1 menit
dengan kecepatan pencatatan 1 data/detik.
4. Ketiga tahap di tersebut diulang kembali untuk beban-beban yang lain.
Dari data yang dicatat, kemudian dibuat regresi linearnya (linear trendline). Dari
garis regresi linear tersebut dapat dibuat persamaan garisnya untuk menentukan besar gaya
yang terjadi pada loadcell. Persamaan gaya yang didapat dari persamaan garis linear
tersebut adalah (2773,9 x tegangan) – 7,1998. Grafik hasil kalibrasi loadcell dapat dilihat
pada grafik 4.1 pada halaman 48.
4.2.2 Kalibrasi Termokopel
Kalibrasi untuk termokopel tidak memerlukan kondisi nol, akan tetapi dilakukan
dengan mencatat besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh amplifier dan bacaan di
termometer pada saat yang bersamaan. Termpertaur yang dipilih adalah temperatur di
sekitar temperatur pengujian. Langkah-langkah pengkalibrasian termokopel adalah sebagai
berikut :
1. Air dimasukkan ke dalam mangkuk bahan bakar sebanyak 50 cc.
2. Mangkuk bahan bakar dipanaskan dengan heater sampai temperatur 27oC.
3. Heater dimatikan.
Bab IV Pengujian dan Analisis
50
4. Nilai temperatur dan tegangan yang dikeluarkan amplifier dicatat pada beberapa
titik temperatur.
Dari data yang dicatat, kemudian dibuat regresi linearnya (linear trendline). Dari
garis regresi linear tersebut dapat dibuat persamaan garisnya untuk menentukan besarnya
temperatur yang terjadi pada termokopel. Persamaan temperatur yang didapat dari
persamaan garis linear tersebut adalah (266,25 x tegangan) – 18,7. Grafik hasil kalibrasi
temperatur dapat dilihat pada grafik 4.2 pada halaman berikut ini.
4.2.3 Kalibrasi Hot Wire
Kalibrasi aliran nol
1. Ujung-ujung sensor hot wire ditutup dengan tangan sehingga tidak ada aliran udara
(aliran 0 m/s).
2. Amplifier diatur agar keluaran tegangan dari voltmeter adalah 0 m/s.
3. Hasil keluaran dari amplifier kemudian dibaca dengan avometer dan dicatat
hasilnya.
Kalibrasi aliran 0,3; 0,32; 0,38; 0,4 m/s dst
1. Sensor hot wire yang akan dikalibrasi dipasang berhimpitan dengan sensor fan
anemometer referensi.
2. Pengaturan amplifier harus sama dengan proses kalibrasi aliran nol.
3. Hasil keluaran dari amplifier kemudian dibaca dengan avometer dan dicatat
hasilnya.
4. Ketiga tahap di tersebut diulang kembali untuk beban-beban yang lain.
Dari data yang dicatat, kemudian dibuat regresi linearnya (linear trendline). Dari
garis regresi linear tersebut dapat dibuat persamaan garisnya untuk menentukan besarnya
debit aliran yang terjadi pada sensor hot wire. Persamaan temperatur yang didapat dari
persamaan garis linear tersebut adalah (0,0054 x tegangan) – 0,2807. Grafik hasil kalibrasi
hot wire dapat dilihat pada grafik 4.3 pada halaman 49.
51
Bab IV Pengujian dan Analisis
Pengukur beban
140
120
100
gram
80
60
Loadcell sensor
40
Linear (Loadcell)
20
0
‐20 0
0.01
0.02
0.03
V
0.04
0.05
Gaya = (2773.9 x tegangan) ‐ 7.1998
Grafik 4.1. Hasil kalibrasi pengukur beban
Temperatur
26.5
26
oC
25.5
25
Temperatur
24.5
Linear (Temperatur)
24
23.5
0
0.005
0.01
0.015
V
0.02
0.025
0.03
Temperatur = (266.25 x tegangan) + 18.7
Grafik 4.2. Hasil kalibrasi temperatur
52
Bab IV Pengujian dan Analisis
Hot Wire
0.7
0.6
m/s
0.5
0.4
0.3
Hot Wire
0.2
Linear (Hot Wire)
0.1
0
0
20
40
mV
60
80
Kecepatan = (0.0054 x tegangan) + 0.2807
Grafik 4.3. Hasil kalibrasi hot wire
4.3
Pengujian
Pengujian pada tugas sarjana ini dilakukan dengan menggunakan bahan bakar solar
Pertamina yang dijual di Stasiun Pengisian Bahan Bakar Umum (SPBU) Pertamina sebagai
fluida uji seperti terlihat pada gambar 4.3 di bawah. Pengujian dilakukan sebanyak delapan
kondisi kelembaban relatif udara yang berbeda, yakni pada kelembaban relatif udara 1%,
10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, dan 70%. Pengujian tiap kondisi kelembaban relatif
udara dilakukan sebanyak tiga kali dengan lama pengujian 30 menit tiap pengujian. Total
pengujian dilakukan sebanyak 24 kali dengan 24 sampel uji (bola).
Gambar 4.3. Bahan bakar uji solar Pertamina
Bab IV Pengujian dan Analisis
53
Pada pengujian ini terdapat beberapa parameter yang mengacu pada standar ASTM
D 5001 seperti pada tabel 4.1 di bawah. Parameter-parameter tersebut diantaranya adalah
debit aliran udara, temperatur udara, lama pengujian, kecepatan putar silinder, dan aplikasi
beban.
Tabel 4.1. Standar kondisi operasi ASTM D 5001 [2]
Volume Fluida
Temperatur Fluida
Kondisi Udara
50±1,0 ml
25±1oC
10±0,2% kelembaban relatif
pada 25±1 oC
Udara dihembuskan 0,5 L/menit dan 3,3 L/menit dihembuskan pada fluida uji selama
15 menit sebelum pengujian.
Pada saat pengujian, 3,8 L/menit dihembuskan pada fluida uji.
Aplikasi Beban
1.000 g (500 g berat)
Kecepatan Rotasi Silinder
240 ±1 rpm
Durasi pengujian
30±0,1 menit
Prosedur persiapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1.
Seluruh komponen dibersihkan
2.
Mangkuk bahan bakar dipasang di atas dudukannya
3.
Silinder tes dipasang pada taper body dan dikencangkan dengan baut
4.
Bola yang baru dipasang pada pencekam bola
5.
Posisi ketinggian bola diatur
6.
Sensor-sensor dipasang pada tempatnya
7.
Udara dihembuskan sebanyak 3,3 L/menit dengan kelembaban relatif udara yang
diatur selama 15 menit sebelum pengujian dan dipantau pada display higrometer
Prosedur pengujian yang dilakukan setiap sampel uji adalah sebagai berikut :
1.
Bahan bakar uji dituangkan ke dalam mangkuk bahan bakar
2.
Penutup mangkuk bahan bakar dipasang
3.
Temperatur bahan bakar disesuaikan hingga stabil pada 25oC
4.
Program Labview dinyalakan selama satu menit untuk memperoleh kondisi nol
5.
Kipas penghisap udara dan pendorong udara sprayer (untuk humidifier) serta
kompresor (untuk dehumidifier) dinyalakan.
6.
Udara dihembuskan sebanyak 3,8 L/menit dengan kelembaban relatif udara yang
diatur dan dipantau pada tampilan Labvier dan higrometer
54
Bab IV Pengujian dan Analisis
7.
Posisi katup diatur agar debit aliran udara dan kelembaban relatif udara berkisar pada
toleransi yang diperbolehkan
8.
Reset program, kemudian run program untuk pengujian
9.
Setelah 30 menit seluruh sistem dimatikan
10.
Bola dilepaskan dari pencekamnya dan dikeluarkan
Selama pengujian berlangsung, kelembaban relatif udara dipantau menggunakan
higrometer dan campuran udara diatur dengan katup pada penghisap udara lingkungan dan
penghisap udara kering (dehumidifier) / udara basah (humidifier). Beberapa tampilan
kondisi kelembaban udara pada tingkat kelembaban relatif 1%, 10%, 20%, 30%, 40%,
50%, 60%, dan 70% dapat dilihat pada gambar 4.4 di bawah ini.
Kelembaban Relatif 1%
(nilai kisaran 0,9 – 1,1%)
Kelembaban Relatif 10%
(nilai kisaran 0,9 – 1,1%)
Kelembaban Relatif 20%
(nilai kisaran 19,7 – 20,0%)
Kelembaban Relatif 30%
(nilai kisaran 29,9 – 30,4%)
55
Bab IV Pengujian dan Analisis
Kelembaban Relatif 40%
(nilai kisaran 40,1 – 40,3%)
Kelembaban Relatif 50%
(nilai kisaran 49,8 – 50,2%)
Kelembaban Relatif 60%
(nilai kisaran 60,0 – 60,2%)
Kelembaban Relatif 70%
(nilai kisaran 69,7 – 70,5%)
Gambar 4.4. Tampilan higrometer pada beberapa kondisi kelembaban relatif
4.4
Hasil Pengujian
Hasil dari pengujian diperoleh dengan membandingkan wear scar diameter dari
setiap hasil pengujian. Hasil pengujian difoto dengan mikroskop yang terdapat di
Laboratorium Metalurgi Mekanika, Program Studi Teknik Mesin, Institut Teknologi
Bandung seperti terlihat pada gambar 4.4 pada halaman berikut, dengan spesifikasi sebagai
berikut:
Merek mikroskop
:
Wild M3, Swiss
Perbesaran lensa objektif :
40 kali
Perbesaran lensa okuler
:
12,5 kali
Perbesaran total
:
58,5 kali
Gambar hasil pengujian yang telah dilakukan dilampirkan pada Lampiran A. Contoh
gambar hasil pengujian dengan ilustrasi diameter mayor dan minornya sebagai berikut:
Bab IV Pengujian dan Analisis
Diameter
Mayor
Diameter
Minor
Gambar 4.5. Wear Scar Diameter
Sesuai dengan rumus, wear scar diameter yang dinyatakan dengan rumus :
WSD = ൬
1
Major Axis + Minor Axis
൰൬
൰ mm
Perbesaran
2
56
57
Bab IV Pengujian dan Analisis
Gambar 4.6. Peralatan mikroskop dan kamera untuk memfoto hasil pengujian
Hasil pengujian yang diperoleh berupa diameter mayor dan diameter minor dari
sampel uji kemudian diolah dengan perhitungan untuk memperoleh WSD-nya. Dari tiga
WSD yang diperoleh tiap pengujian kemudian dirata-ratakan dan dihitung standar
deviasinya.
Standar deviasi merupakan salah satu penghitungan yang banyak digunakan dalam
penyebaran statistik, yang mengukur besarnya penyebaran data. Semakin banyak data yang
mendekati rata-rata, maka standar deviasinya kecil. Sebaliknya, jika sedikit data yang
mendekati rata-rata, maka standar deviasinya besar. Standar deviasi diperoleh dengan
menggunakan perhitungan sebagai berikut
dimana,
σ
:
standar deviasi
N
:
jumlah sampel
xi
:
data ke-1, ke-2, dst
:
rata-rata
Dari hasil pengujian bahan bakar solar pada berbagai kondisi kelembaban relatif
seperti pada tabel 4.2 di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kelembaban udara dan
wear scar diameter yang dihasilkan dari setiap pengujian pada grafik 4.4 berikut.
Wear Scar Diameter (mm)
Wear Scar Diameter
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
WSD
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Kelembaban relatif udara (%)
Grafik 4.4. Wear scar diameter hasil pengujian
58
Bab IV Pengujian dan Analisis
Berikut ini merupakan tabel hasil pengujian dengan data diameter mayor, diameter
minor, WSD, rata-rata WSD, dan standar deviasi untuk beberapa sampel uji :
Tabel 4.2. Wear Scar Diameter Pengujian Bahan Bakar Solar
Kelembaban
Relatif Udara
Diameter
Mayor
66
Diameter
Minor
62
Wear Scar
Diameter (mm)
1.0940
1%
69
58
1.0855
70
52
1.0427
57
44
0.8632
55
45
0.8547
56
44
0.8547
54
48
0.8718
55
49
0.8889
60
59
1.0171
42
40
0.7009
62
54
0.9915
58
51
0.9316
71
43
0.9744
56
59
0.9829
61
57
1.0085
56
44
0.8547
59
52
0.9487
53
49
0.8718
55
50
0.8974
64
50
0.9744
53
49
0.8718
61
50
0.9487
58
48
0.9060
57
51
0.9231
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
Rata-rata
Standar
Deviasi
1.0741
0.0224
0.8575
0.0040
0.9259
0.0648
0.8746
0.1253
0.9886
0.0145
0.8917
0.0409
0.9145
0.0436
0.9259
0.0176
Dari grafik 4.4 di atas terlihat wear scar diameter (WSD) dengan tanda titik biru
hasil pengujian berkisar antara 0,67 sampai 1,09 mm. WSD yang dihasilkan dari 24 kali
pengujian menunjukkan adanya kecenderungan yang menurun dari kondisi kelembaban
Bab IV Pengujian dan Analisis
59
relatif udara kecil sampai besar, walaupun hasil tersebut tersebar pada tiap kondisi
pengujian. Pada kondisi kelembaban relatif udara yang kecil (1%RH) menghasilkan WSD
yang paling besar, yakni 1,04 dan 1,09 mm. Hasil WSD pada grafik 4.4 di atas
menunjukkan hasil yang relatif stabil pada kondisi kelembaban relatif udara 10 – 70 %.
Namun pada kondisi relatif udara 1% dimana kondisi kelembaban udara kering, WSD
yang dihasilkan cukup besar, yakni 1,0741 mm. Nilai WSD pada kondisi kelembaban
relatif udara 1% ini menunjukkan perbedaan yang cukup signifikan dengan WSD yang
lainnya. Hal ini menunjukkan terjadinya keausan yang besar pada kondisi udara kering,
dan keausan yang sedang pada kondisi kelembaban relatif udara lebih dari 10%.
Standar deviasi dari pengujian yang dilakukan menghasilkan nilai yang beragam.
Nilai standar deviasi terbesar terjadi pada kondisi kelembaban relatif 30% yakni sebesar
0,1253, sedangkan nilai terkecil terjadi pada kondisi kelembaban relatif 10%, yakni sebesar
0,0040.
Pengujian yang dilakukan menunjukkan hasil yang berbeda dengan pengujian
keausan tanpa lubrikasi yang dilakukan oleh D. Klaffke[13], W.Y.H. Liew[14], dan HungKuk Oh, dkk[15]. Ketiga hasil pengujian tersebut menyimpulkan keausan yang terjadi
bertambah besar seiring berkurangnya kelembaban udara.
Selain analisis untuk wear scar diameter, pada bab ini juga ditampilkan data hasil
pengujian yang meliputi rata-rata koefisien gesek, temperatur, dan debit aliran yang terjadi
selama proses pengujian berlangsung. Data-data tersebut dapat dilihat pada tabel 4.3 pada
halaman 60 dan 61 yang meliputi tegangan keluaran loadcell, kondisi nol loadcell, selisih
yang dihasilkan oleh loadcell (dalam satuan volt), gaya pada loadcell, gaya gesek yang
terjadi (dalam satuan gram), koefisien gesek (µ), tegangan keluaran sensor hot wire,
kondisi nol sensor hot wire, selisih tegangan hot wire (dalam satuan volt), kecepatan aliran
udara (dalam satuan m/s), debit aliran udara (dalam satuan L/menit), tegangan keluaran
sensor termokopel (dalam satuan volt), dan temperatur fluida uji (dalam satuan oC).
Dari data-data keluaran sensor tersebut, dibuat grafik hubungan antara parameter
rata-rata koefisien gesek, debit aliran, dan temperatur dengan kondisi kelembaban relatif
udara yang ditampilkan pada grafik 4.5, 4.6, dan 4.7.
60
Bab IV Pengujian dan Analisis
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar dengan Berbagai Kondisi Kelembaban Udara
Kelembaban relatif 1% a b c Kelembaban relatif 10% Kelembaban relatif 20% Kelembaban relatif 30% a a a b c b c b c Loadcell (V) ‐0.0523 ‐0.0466 ‐0.0496
0.1699
0.1698
0.1696
0.1296 0.1559
0.1556
0.1689
0.1670
0.1632 Kondisi Nol (V) ‐0.1169 ‐0.1169 ‐0.1169
0.1169
0.1169
0.1169
0.1169 0.1169
0.1169
0.1169
0.1169
0.1169 0.0646 0.0703 0.0672
0.0530
0.0529
0.0528
0.0128 0.0390
0.0388
0.0520
0.0501
0.0464 Selisih (V) Loadcell (gram) 171.9193 187.7333 179.2858 139.9051 139.5354 139.1286 28.2763 100.9731 100.2939 137.0600 131.7852 121.4594 f gesek (gram) µ 90.8716 99.2305 94.7654
73.9498
73.7544
0.091 0.099 0.095
0.074
0.074
Flow (V) 73.5394 14.9460 0.074
0.015 53.3715
53.0125
72.4460
69.6579
64.2000 0.053
0.053
0.072
0.070
0.064 ‐0.0277 ‐0.0347 ‐0.0347
‐0.0286
‐0.0313
‐0.0314
‐0.0350 ‐0.0346
‐0.0346
‐0.0336
‐0.0335
‐0.0341 Kondisi Nol (V) 0.0112 0.0085 0.0085
0.0085
0.0085
0.0085
0.0085 0.0085
0.0085
0.0085
0.0085
0.0085 Selisih (V) 0.0389 0.0432 0.0433
0.0371
0.0398
0.0400
0.0436 0.0432
0.0431
0.0421
0.0420
0.0426 Flow (m/s) 0.4908 0.5141 0.5143
0.4811
0.4957
0.4965
0.5160 0.5137
0.5135
0.5083
0.5075
0.5107 3.61 3.78 3.79
3.54
3.65
3.65
3.80 3.78
3.78
3.74
3.74
3.76 Flow (L/menit) Temperatur (V) o
dalam C 0.0374 0.0321 0.0315
0.0330
0.0315
0.0313
0.0285 0.0309
0.0345
0.0343
0.0340
0.0360 28.65 27.24 27.09
27.50
27.08
27.02
26.28 26.94
27.89
27.82
27.75
28.28 61
Bab IV Pengujian dan Analisis
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar dengan Berbagai Kondisi Kelembaban Udara (lanjutan)
Kelembaban relatif 40% a b c Kelembaban relatif 50% a b c Kelembaban relatif 60% a b c Kelembaban relatif 70% a b c Loadcell (V) 0.1578 0.1923 0.1873
0.1561
0.1563
0.1517
‐0.0524 ‐0.0019
‐0.0338
0.1697
0.1823
0.1597 Kondisi Nol (V) 0.1169 0.1169 0.1169
0.1169
0.1169
0.1169
‐0.1169 ‐0.1169
‐0.1169
0.1169
0.1169
0.1169 Selisih (V) 0.0409 0.0754 0.0705
0.0392
0.0394
0.0348
0.0644 0.1150
0.0830
0.0528
0.0655
0.0428 Loadcell (gram) 106.3590 202.0808 188.2636 101.5651 102.0870 89.3989 171.5619 311.6817 223.1456 139.2740 174.4563 111.6126 f gesek (gram) 56.2183 106.8142 µ 0.056 Flow (V) 0.107 99.5108
53.6844
0.100
0.054
53.9603 47.2537
0.054
90.6827 164.7461 117.9484
0.047
0.091 0.165
0.118
73.6163
92.2126
58.9952 0.074
0.092
0.059 ‐0.0330 ‐0.0337 ‐0.0343
‐0.0347
‐0.0334
‐0.0349
‐0.0346 ‐0.0344
‐0.0338
‐0.0345
‐0.0348
‐0.0338 Kondisi Nol (V) 0.0085 0.0085 0.0085
0.0085
0.0085
0.0085
0.0085 0.0085
0.0085
0.0085
0.0085
0.0085 Selisih (V) 0.0415 0.0423 0.0428
0.0432
0.0419
0.0434
0.0431 0.0429
0.0423
0.0430
0.0433
0.0424 Flow (m/s) 0.5049 0.5089 0.5118
0.5141
0.5071
0.5153
0.5137 0.5125
0.5091
0.5130
0.5145
0.5096 3.72 3.75 3.77
3.78
3.73
3.79
3.78 3.77
3.75
3.78
3.79
3.75 Flow (L/menit) Temperatur (V) o
dalam C 0.0373 0.0377 0.0361
0.0309
0.0337
0.0329
0.0302 0.0303
0.0360
0.0334
0.0367
0.0330 28.63 28.73 28.32
26.94
27.67
27.46
26.75 26.76
28.29
27.60
28.48
27.48 62
Bab IV Pengujian dan Analisis
Dari data hasil pengujian pada tabel 4.3 di atas, dapat dibuat hasil rata-rata untuk
koefisien gesek, debit aliran udara, dan temperatur fluida uji. Pada tabel 4.4 di bawah ini
dapat dilihat rata nilai koefisien gesek selama pengujian, rata-ratanya, dan standar
deviasinya. Nilai rata-rata koefisien gesek tersebut kemudian dibuat dalam bentuk grafik
agar dapat dilihat kecenderungannya terhadap kondisi kelembaban relatif udara pada grafik
4.5 halaman 63. Nilai standar deviasi koefisien gesek yang terjadi menunjukkan nilai yang
bervariasi, dari 0,0001 pada kondisi kelembaban relatif 10% sampai 0,0305 pada kondisi
kelembaban relatif 60%. Secara umum, tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada nilai
standar deviasi dari data tabel 4.4 di bawah.
Tabel 4.4. Tabel nilai rata-rata koefisien gesek
Kelembaban
Relatif Udara
1%
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
Koefisien gesek
0.0909
0.0992
0.0948
0.0739
0.0738
0.0735
0.0149
0.0534
0.0530
0.0724
0.0697
0.0642
0.0562
0.1068
0.0995
0.0537
0.0540
0.0473
0.0907
0.1647
0.1179
0.0736
0.0922
0.0590
Rata-rata
Standar
Deviasi
0.0949
0.0034
0.0737
0.0001
0.0404
0.0180
0.0687
0.0034
0.0875
0.0223
0.0516
0.0031
0.1245
0.0305
0.0749
0.0135
63
Bab IV Pengujian dan Analisis
Koefisien gesek
0.30
Koefisien gesek (µ)
0.25
0.20
Koefisien gesek
0.15
0.10
0.05
0.00
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Kelembaban relatif udara (%)
Grafik 4.5. Hubungan antara koefisen gesek dan kelembaban relatif udara
Pada grafik 4.5 di atas terlihat hubungan antara rata-rata koefisien gesek dan
kelembaban relatif udara selama proses pengujian berlangsung. Koefisien gesek selama
pengujian terlihat cukup tersebar antara 0,015 sampai 0,165. Secara umum, tidak terdapat
perbedaan koefisien gesek yang cukup signifikan antara kondisi kelembaban relatif yang
kecil sampai besar. Hasil ini sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh D. Klaffke[13]
dan M. Eriksson, dkk[16] yang menyimpulkan koefisien gesek hanya terpengaruh sedikit
oleh kelembaban udara.
Selain koefisien gesek, juga ditampilkan nilai rata-rata debit aliran udara selama
pengujian. Nilai standar deviasi yang terjadi berkisar antara 0,0101 pada kondisi
kelembaban relatif 20% sampai 0,0993 pada kondisi kelembaban relatif 1%. Secara umum,
tidak terdapat perbedaan yang cukup signifikan dari nilai standar deviasi tersebut. Data
nilai rata-rata debit aliran udara selama pengujian dapat dilihat pada tabel 4.5 di bawah ini.
64
Bab IV Pengujian dan Analisis
Tabel 4.5. Tabel nilai rata-rata debit aliran udara
Kelembaban
Relatif Udara
Debit Aliran
Udara (L/menit)
3.6122
1%
3.7834
Rata-rata
Standar
Deviasi
3.7269
0.0993
3.6144
0.0638
3.7856
0.0101
3.7448
0.0124
3.7425
0.0256
3.7693
0.0324
3.7662
0.0174
3.7707
0.0185
3.7851
3.5408
10 %
3.6481
3.6543
3.7871
20 %
3.7808
3.7788
3.7405
30 %
3.7351
3.7588
3.7156
40 %
3.7452
3.7667
3.7834
50 %
3.7322
3.7922
3.7804
60 %
3.7715
3.7468
3.7751
70 %
3.7867
3.7504
Pada grafik 4.6 halaman 65 terlihat rata-rata debit aliran yang terjadi selama
pengujian berlangsung. Pada grafik tersebut terlihat debit aliran yang terjadi cukup stabil di
kisaran 3,7 sampai 3,8 L/menit, walaupun terdapat rata-rata debit aliran yang cukup jauh
dari kecenderungan pada kondisi kelembaban relatif udara 1% dan 10%. Dengan kisaran
rata-rata debit aliran diantara 3,7 – 3,8 L/menit tersebut menunjukkan sistem kontrol aliran
udara yang menggunakan katup sudah dapat berfungsi cukup baik dibandingkan dengan
sebelumnya.
65
Bab IV Pengujian dan Analisis
Debit Aliran Udara 4.00
3.90
Debit aliran (L/menit)
3.80
3.70
3.60
Debit aliran
3.50
3.40
3.30
3.20
3.10
3.00
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Kelembaban relatif udara (%)
Grafik 4.6. Hubungan antara debit aliran dan kelembaban relatif udara
Nilai rata-rata temperatur yang terjadi selama proses pengujian berlangsung dapat
dilihat pada tabel 4.6 di bawah. Nilai standar deviasi yang terjadi berkisar dari 0,1759 pada
kondisi kelembaban relatif 40% sampai 0,7259 pada kondisi kelembaban relatif 1%.
Secara umum, tidak terdapat perbedaan yang cukup signifikan nilai standar deviasi pada
data tabel 4.6 di bawah.
Pada grafik 4.7 halaman 66 terlihat rata-rata temperatur yang terjadi selama
pengujian berlangsung pada fluida uji. Pada grafik tersebut terlihat temperatur fluida uji
ada kisaran 27 – 28,5oC, walaupun terdapat beberapa kondisi temperatur fluida uji yang
berada di luar kecenderungan temperatur pengujian. Dengan kisaran rata-rata temperatur
fluida uji diantara 27 – 28,5 oC menunjukkan temperatur selama pengujian cukup stabil
sehingga dapat dikatakan tidak mempengaruhi parameter pengujian yang lain.
66
Bab IV Pengujian dan Analisis
Tabel 4.6. Tabel nilai rata-rata temperatur fluida uji
Kelembaban
Relatif Udara
Temperatur
Fluida Uji (oC)
Rata-rata
Standar Deviasi
27.6586
0.7045
27.2000
0.2106
27.0364
0.6622
27.9511
0.2338
28.5580
0.1759
27.3554
0.3091
27.2671
0.7259
27.8540
0.4482
28.6509
1%
27.2386
27.0862
27.4961
10 %
27.0804
27.0235
26.2790
20 %
26.9379
27.8922
27.8247
30 %
27.7499
28.2789
28.6264
40 %
28.7310
28.3166
26.9367
50 %
27.6734
27.4561
26.7460
60 %
26.7616
28.2936
27.5974
70 %
28.4843
27.4803
667
Bab IV
V Pengujian dan Analisiis
Temperatur (
Temperatur (oC)
Temperratur Fluidaa Uji 30.0
29.0
28.0
27.0
26.0
25.0
24.0
23.0
22.0
21.0
20.0
Temperatur T
Fluida Uji
F
0
10
20
0
30
40
50
60
70
0
80
Kelembaban relatif udara ((%)
Graafik 4.7. Hub
bungan anttara temperatur fluida uji dan keleembaban reelatif udara
Grrafik 4.8. Hubungan
H
an
ntara WSD,, viskositas kinematik ssolar, koefissien gesek
deengan kelem
mbaban relaatif udara
D grafik 4.8
Dari
4 di atas teerlihat bahw
wa keausan (garis
(
warna hitam) yangg terjadi lebbih
dipeng
garuhi oleh koefisien gesek
g
(garis warna hijau
u) dibandingg viskositass bahan bakkar
(garis warna meraah). Pada grrafik di atass juga terlihaat keausan yyang terkeciil terjadi padda
A
D 50001. Hasil ini menunjukkaan
kondissi kelembabaan relatif 10%, yang disttandarkan ASTM
kondissi maksimum
m yang dipeerbolehkan ddari kondisi kelembabann yang ada, dimana hassil
keausaan yang terjaadi pada kon
ndisi kelembbaban yang lain
l
akan meenghasilkan keausan yanng
lebih buruk.
b