RANCANG BANGUN TABUNG IMPEDANSI DAN KAJIAN EKSPERIMENTAL UNTUK MENDAPATKAN NILAI KOEFISIEN SERAP BUNYI BUAH KELAPA SAWIT SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RANCANG BANGUN TABUNG IMPEDANSI DAN KAJIAN EKSPERIMENTAL UNTUK MENDAPATKAN NILAI KOEFISIEN SERAP BUNYI BUAH KELAPA SAWIT SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik MARTUA HALOMOAN SINAGA 100401093 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
ABSTRAK
Metode tabung impedansi merupakan sebuah metode yang digunakan untuk mengukur koefisien serap bunyi suatu material. Tujuan utama penelitian ini untuk merancang sebuah alat uji berupa tabung impedansi yang digunakan untuk mendapatkan nilai serap bunyi buah kelapa sawit. Metode penelitian yang digunakan adalah metode transfer fungsi yang mengacu pada standar ISO 10534-
2. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa, diameter tabung (d) 40 mm, panjang tabung (l) 500 mm dan batas frekuensi pengujian yang di ijinkan 173 Hz sampai 5 kHz. Nilai koefisien serap bunyi yang paling tinggi terdapat pada buah kelapa sawit jenis Tenera pada frekuensi 2000 Hz yaitu
α = 0.6276. Frekuensi terbaik yang dapat diserap adalah 2000 Hz, karena pada harga tersebut didapat nilai koefisien serap maksimum dari masing-masing buah.
. Kata kunci: Tabung Impedansi,Koefisien serap bunyi, Variasi frekuensi, Buah kelapa sawit.
ABSTRACT Impedance tube method is a method used to measure the sound absorption coefficient of a material. The main objective of this research to design an impedance tube test equipment that used to get the sound absorption of palm oil fruit. Transfer function method is the used method to solve the problem that refers to ISO 10534-2.1998 From the research has been done, can be concluded, which is the tube diameter (d) 40 mm, tube length (l) 500 mm and a frequency limit testing allowed 173 Hz to 5 kHz. Sound absorption coefficient value which is highest on the type of palm oil fruit at a frequency of 2000 Hz Tene ra is α = 0.6276. Maximum frequency can absorbed is 2000 Hz, because the obtained maximum absorption coefficient of each fruit.
Keywords: Impedance Tube, Sound absorption coefficient, Frequency variation Palm oil fruit
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah
“Rancang Bangun Rekayasa Tabung Impedansi Untuk Analisa Perbandingan Kandungan Minyak Buah Kelapa Sawit ”.
Selama penulisan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada : 1.
Kedua Orang tua saya yang telah memberikan segala sesuatunya dengan penuh ikhlas.
2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembimbing yang telah sabar dan banyak memberikan arahan, bimbingan, nasehat, dan pelajaran berharga hingga Skripsi ini dapat terselesaikan.
3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh Staff Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
5. Saudara Samarpal Limbong dan teman-teman mahasiswa Mesin USU khususnya untuk stambuk 2010, kemudian bapak Mhd. Alfis, bapak Yusuf Siahaan,dan abangda Fadly yang telah banyak memberikan support dan sharing dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa lain.
Medan, Januari 2016 Penulis Martua H. Sinaga
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR .......................................................................................i DAFTAR ISI ......................................................................................................iii DAFTAR TABEL..............................................................................................vi DAFTAR GAMBAR .........................................................................................vii DAFTAR NOTASI ............................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................1
1.1. Latar Belakang .................................................................................1
1.2. Perumusan Masalah .........................................................................2
1.3. Tujuan Penelitian .............................................................................2
1.3.1 Tujuan Umum ..........................................................................2
1.3.2 Tujuan Khusus .........................................................................3
1.4. Manfaat Penulisan ............................................................................3
1.5. Batasan Masalah...............................................................................3
1.6. Sistematika Penulisan.......................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................5
2.1 Teori Gelombang dan Bunyi .............................................................5
2.1.1 Pengertian Gelombang ...........................................................5
2.1.2 Jenis-jenis Gelombang ............................................................5
- –Sifat Bunyi ....................................................................7
2.3 Kelapa Sawit .....................................................................................12
2.5.1 Metode Pengukuran Koefisien Absorpsi Menggunakan Tabung Impedansi ...............................................................................19
2.5 Tabung Impedansi .............................................................................19
2.4.1 Koefisien Absorpsi ..................................................................17
2.4 Sifat Akustik ......................................................................................16
2.3.3.1 Fraksi TBS dan Mutu Panen ............................................15
2.3.3 Tandan Buah Segar (TBS) ......................................................14
2.3.2. Jenis - jenis Kelapa Sawit ......................................................13
2.3.1. Sejarah Kelapa Sawit .............................................................12
2.2 Metode Desain ( Design Methode) ...................................................10
2.1.3 Pengertian Bunyi ....................................................................6
10
10 2.1.4.5 Kecepatan Partikel .........................................................
2.1.4.4 Intensitas Bunyi ..............................................................
9
2.1.4.3 Panjang Gelombang .......................................................
2.1.4.2 Kecepatan Perambatan ................................................8
2.1.4.1 Frekuensi .....................................................................7
2.1.4 Sifat
2.5.1.1 Metode Perbandingan Gelombang Tegak
(ISO 10534-1:1996) .........................................................19
2.5.1.2 Metode Transfer Fungsi (ISO 10534-2:1998) .................20
2.5.2 Konstruksi Tabung Impedansi Untuk Metode Transfer Fungsi (ISO 10543-2 : 1998) ...................................22
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................24
3.1. Tempat Penelitian..........................................................................24
3.2. Alat dan Bahan ..............................................................................26
3.2.1 Alat ..........................................................................................26
3.2.2 Bahan .......................................................................................28
3.3. Prosedur Pengujian........................................................................33
3.4. Teknik Pengukuran, Pengolahan dan Analisa Data ......................34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN .................................33
4.1. Perancangan Tabung Impedansi ...................................................33
4.2. Hasil Analisa Perancangan Tabung Impedansi (ISO 10534-2 ; 1998) ....................................................................34
4.3. Experimental Set Up ....................................................................37
4.4. Hasil Pengujian Buah Kelapa Sawit Jenis Dura ...........................39
4.4.1. Pengukuran pada Frekuensi 250 Hz ......................................39
4.4.2. Pengukuran pada Frekuensi 500 Hz .......................................43
4.4.3. Pengukuran pada Frekuensi 1000 Hz .....................................43
4.4.4. Pengukuran pada Frekuensi 2000 Hz .....................................43
4.4.5. Pengukuran pada Frekuensi 4000 Hz .....................................44
4.5. Hasil Pengujian Buah Kelapa Sawit Jenis Tenera .........................45
4.5.1. Pengukuran pada Frekuensi 250 Hz .......................................45
4.5.2. Pengukuran pada Frekuensi 500 Hz .......................................46
4.5.3. Pengukuran pada Frekuensi 1000 Hz .....................................46
4.5.4. Pengukuran pada Frekuensi 2000 Hz .....................................47
4.5.5. Pengukuran pada Frekuensi 4000 Hz .....................................47
4.6. Hasil Pengujian Buah Kelapa Sawit Jenis Pisifera ........................49
4.6.1. Pengukuran pada Frekuensi 250 Hz .......................................49
4.6.2. Pengukuran pada Frekuensi 500 Hz .......................................49
4.6.3. Pengukuran pada Frekuensi 1000 Hz .....................................50
4.6.4. Pengukuran pada Frekuensi 2000 Hz .....................................50
4.6.5. Pengukuran pada Frekuensi 4000 Hz .....................................50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................54
5.1. Kesimpulan .....................................................................................54
5.2. Saran ...............................................................................................54