40
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Membangun Design of Experiment DoE
Dalam membangun Design Of Experimental DOE, terdapat parameter input dan parameter output. Adapun parameter-parameter tersebut dapat dilihat
pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Parameter Design Of Experimental DOE
Komponen Parameter
Input Output
Evaporator Koefisien Linear Expansi
Thermal α
L
= 1
o
C Perubahan Temperatur ∆T =
o
C Panjang Awal Benda L = mm
Perubahan Panjang Benda
δ
TL
= mm Panjang Akhir Benda
L
i
= mm
4.2 Membangun CAD
Dalam Penelitian ini komponen yang diuji hanya dilakukan pada evaporator, sebab hanya dibagian evaporator yang mengalami perubahan
temperatur yang signifikan. Berikut adalah gambar evaporator yang akan disimulasikan. Pada gambar 4.1 dan 4.2 dapat dilihat hasil CAD dari evaporator
Gambar 4.1 Evaporator dalam kondisi tertutup
Universitas Sumatera Utara
41
Gambar 4.2 Evaporator dalam kondisi terbuka
4.3 Hasil Percobaan Deformasi pada Evaporator
Dari percobaan yang dilakukan selama 3 hari diperoleh data pertambahan Tebal akhir. Untuk Tebal Dinding data ini diambil pada temperatur awal yaitu
26
o
C, pengambilan data diambil sebanyak 5 data. Pengambilan data selanjutnya dilakukan setiap kenaikan 3
o
C dan pengambilan data diambil sampai mencapai temperatur 50
o
C. Untuk Tebal Alas data diambil pada temperatur awal yaitu 26
o
C, pengambilan data juga diambil sebanyak 5 data. Pengambilan data selanjutnya
dilakukan setiap kenaikan 4
o
C dan pengambilan data diambil sampai mencapai temperatur 50
o
C. Hasil percobaan dapat dilihat pada tabel 4.2; tabel 4.3; dan tabel 4.4
Tabel 4.2 Hasil Percobaan Hari 1
Data 1 Data 2
Data 3 Data 4
Data 5 Rata-Rata
5,83 5,83
5,83 5,83
5,83 5,83
3 5,8301
5,8302 5,8302
5,8301 5,8302
5,8302 3
5,8303 5,8303
5,8303 5,8303
5,8304 5,8303
3 5,8306
5,8307 5,8308
5,8308 5,8307
5,8307 3
5,8309 5,831
5,8311 5,8309
5,831 5,8310
3 5,8312
5,8312 5,8313
5,8313 5,8313
5,8313 3
5,8315 5,8314
5,8315 5,8316
5,8316 5,8315
3 5,8319
5,8318 5,8319
5,8319 5,8318
5,8319 3
5,8321 5,8321
5,8321 5,8321
5,832 5,8321
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Dinding L mm
Universitas Sumatera Utara
42
Tabel 4.3 Hasil Percobaan Hari 2
Data 1 Data 2
Data 3 Data 4
Data 5 Rata-Rata
5,81 5,81
5,81 5,81
5,81 5,81
4 5,8103
5,8103 5,8102
5,8101 5,8103
5,8102 4
5,8105 5,8106
5,8105 5,8105
5,8106 5,8105
4 5,811
5,811 5,811
5,8109 5,811
5,8110 4
5,8112 5,8114
5,8112 5,8113
5,8112 5,8113
4 5,8118
5,8117 5,8118
5,8118 5,8118
5,8118 4
5,812 5,8121
5,812 5,8122
5,8122 5,8121
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Alas L mm
Data 1 Data 2
Data 3 Data 4
Data 5 Rata-Rata
5,82 5,82
5,82 5,82
5,82 5,82
3 5,82016 5,82018
5,8202 5,82018 5,82019
5,8202 3
5,8203 5,82029
5,8204 5,82041 5,82045
5,8204 3
5,8206 5,8206
5,8207 5,8208
5,8207 5,8207
3 5,821
5,8209 5,8209
5,8208 5,821
5,8209 3
5,8212 5,8211
5,8211 5,821
5,8212 5,8211
3 5,8214
5,8213 5,8216
5,8215 5,8216
5,8215 3
5,8219 5,8217
5,8217 5,8218
5,8219 5,8218
3 5,8221
5,822 5,822
5,8221 5,822
5,8220
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Dinding L mm
Data 1 Data 2
Data 3 Data 4
Data 5 Rata-Rata
5,78 5,78
5,78 5,78
5,78 5,78
4 5,7803
5,7803 5,7804
5,7804 5,7804
5,7804 4
5,7807 5,7807
5,7808 5,7806
5,7806 5,7807
4 5,7809
5,7809 5,781
5,7809 5,781
5,7809 4
5,7812 5,7811
5,7812 5,7813
5,7812 5,7812
4 5,7817
5,7819 5,7818
5,7817 5,7818
5,7818 4
5,7821 5,7822
5,782 5,7821
5,7821 5,7821
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Alas L mm
Universitas Sumatera Utara
43
Tabel 4.4 Hasil Percobaan Hari 3
4.4 Hasil Deformasi pada Evaporator Berdasarkan Perhitungan
Berikut dilampirkan Tabel 4.5; tabel 4.6; dan tabel 4.7 untuk hasil Deformasi 3 hari berdasarkan perhitungan yang dilakukan pada Microsoft Excel,
d imana α = 1,58 x 10
-6 o
C.
Data 1 Data 2
Data 3 Data 4
Data 5 Rata-Rata
5,84 5,84
5,84 5,84
5,84 5,84
3 5,8402
5,8403 5,8403
5,8403 5,8402
5,8403 3
5,8405 5,8406
5,8405 5,8405
5,8405 5,8405
3 5,8408
5,8407 5,8406
5,8407 5,8407
5,8407 3
5,841 5,841
5,8411 5,8411
5,8411 5,8411
3 5,8412
5,8413 5,8413
5,8413 5,8413
5,8413 3
5,8416 5,8416
5,8415 5,8417
5,8415 5,8416
3 5,8419
5,8418 5,8417
5,8418 5,8418
5,8418 3
5,8422 5,842
5,8421 5,8422
5,8422 5,8421
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Dinding L mm
Data 1 Data 2
Data 3 Data 4
Data 5 Rata-Rata
5,8 5,8
5,8 5,8
5,8 5,8
4 5,8003
5,8003 5,8004
5,8004 5,8004
5,8004 4
5,8005 5,8007
5,8007 5,8006
5,8007 5,8006
4 5,8009
5,801 5,8009
5,8008 5,801
5,8009 4
5,8013 5,8013
5,8012 5,8014
5,8014 5,8013
4 5,8016
5,8016 5,8017
5,8017 5,8017
5,8017 4
5,8021 5,8022
5,8022 5,8022
5,8021 5,8022
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Alas L mm
Universitas Sumatera Utara
44
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan untuk Hari 1
26 26
5,83 5,83
26 29
3 5,83
0,00028 5,8303
29 32
3 5,83028
0,00028 5,8306
32 35
3 5,83055
0,00028 5,8308
35 38
3 5,83083
0,00028 5,8311
38 41
3 5,83111
0,00028 5,8314
41 44
3 5,83138
0,00028 5,8317
44 47
3 5,83166
0,00028 5,8319
47 50
3 5,83193
0,00028 5,8322
Perubahan Temperatur
∆T oC Temperatur
Awal To oC Temperatur
Akhir TioC Tebal
Dinding Awal L
mm Deformasi
mm Tebal
Dinding Akhir Li
mm
26 26
5,81 5,81
26 30
4 5,81
0,00037 5,8104
30 34
4 5,81037
0,00037 5,8107
34 38
4 5,81073
0,00037 5,8111
38 42
4 5,81110
0,00037 5,8115
42 46
4 5,81147
0,00037 5,8118
46 50
4 5,81184
0,00037 5,8122
Temperatur Awal To oC
Temperatur Akhir TioC
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Alas
Awal L mm
Deformasi mm
Tebal Alas Akhir Li
mm
Universitas Sumatera Utara
45
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan untuk Hari 2
26 26
5,82 5,82
26 29
3 5,82
0,00028 5,8203
29 32
3 5,82028
0,00028 5,8206
32 35
3 5,82055
0,00028 5,8208
35 38
3 5,82083
0,00028 5,8211
38 41
3 5,82110
0,00028 5,8214
41 44
3 5,82138
0,00028 5,8217
44 47
3 5,82166
0,00028 5,8219
47 50
3 5,82193
0,00028 5,8222
Temperatur Awal To oC
Temperatur Akhir TioC
Tebal Dinding
Awal L mm
Deformasi mm
Tebal Dinding
Akhir Li mm
Perubahan Temperatur
∆T oC
26 26
5,78 5,78
26 30
4 5,78
0,00037 5,7804
30 34
4 5,78037
0,00037 5,7807
34 38
4 5,78073
0,00037 5,7811
38 42
4 5,78110
0,00037 5,7815
42 46
4 5,78146
0,00037 5,7818
46 50
4 5,78183
0,00037 5,7822
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Alas
Awal L mm
Deformasi mm
Tebal Alas Akhir Li
mm Temperatur
Awal To oC Temperatur
Akhir TioC
Universitas Sumatera Utara
46
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan untuk Hari 3
26 26
5,84 5,84
26 29
3 5,84
0,00028 5,8403
29 32
3 5,84028
0,00028 5,8406
32 35
3 5,84055
0,00028 5,8408
35 38
3 5,84083
0,00028 5,8411
38 41
3 5,84111
0,00028 5,8414
41 44
3 5,84138
0,00028 5,8417
44 47
3 5,84166
0,00028 5,8419
47 50
3 5,84194
0,00028 5,8422
Deformasi mm
Tebal Dinding
Akhir Li mm
Temperatur Awal To oC
Temperatur Akhir TioC
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal
Dinding Awal L
mm
26 26
5,8 5,8
26 30
4 5,8
0,0004 5,8004
30 34
4 5,8004
0,0004 5,8007
34 38
4 5,8007
0,0004 5,8011
38 42
4 5,8011
0,0004 5,8015
42 46
4 5,8015
0,0004 5,8018
46 50
4 5,8018
0,0004 5,8022
Temperatur Awal To oC
Temperatur Akhir TioC
Perubahan Temperatur
∆T oC Tebal Alas
Awal L mm
Deformasi mm
Tebal Alas Akhir Li
mm
Universitas Sumatera Utara
47
4.5 Perhitungan Ralat dan Grafik Perbandingan Hasil Deformasi dari
Perhitungan dengan Penelitian
Perhitungan ralat untuk total deformasi tebal dinding dan tebal alas evaporator untuk hari 1, hari 2, dan hari 3.
Hari 1 Tebal Dinding
Tebal Alas
Hari 2 Tebal Dinding
Tebal Alas
Universitas Sumatera Utara
48
Hari 3 Tebal Dinding
Tebal Alas
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari percobaan dan perhitungan, akan dilampirkan grafik hasil deformasi dari perhitungan dengan penelitian pada
gambar 4.3; gambar 4.4; gambar 4.5; gambar 4.6; gambar 4.7; gambar 4.8.
Gambar 4.3 Grafik Tebal Dinding Perhitungan dan Penelitian pada Hari 1
Universitas Sumatera Utara
49
Gambar 4.4 Grafik Tebal Alas Perhitungan dan Penelitian pada Hari 1
Gambar 4.5 Grafik Tebal Dinding Perhitungan dan Penelitian pada Hari 2
Universitas Sumatera Utara
50
Gambar 4.6 Grafik Tebal Alas Perhitungan dan Penelitian pada Hari 2
Gambar 4.7 Grafik Tebal Dinding Perhitungan dan Penelitian pada Hari 3
Universitas Sumatera Utara
51
Gambar 4.8 Grafik Tebal Alas Perhitungan dan Penelitian pada Hari 3
4.6 Perhitungan Temperatur Tegangan Batas Yield
Berdasarkan referensi yang terdapat dalam tabel 4.8 Stainless Steel :Tables of Technical Properties yang dikeluarkan oleh Euro Inox diperoleh data sebagai
berikut. Tabel 4.8 Tabel Mechanical Properties Stainless Steel 304 oleh Euro Inox
Tensile Strength, Yield 210
MPa
Modulus of Elasticity 200
GPa
Area 196250
mm
2
Koefisien Expansi Termal 1,58x10-
6 o
C
Temperatur Awal
20
o
C
Dengan menggunakan rumus , maka kita peroleh nilai F yaitu:
5,7995 5,8
5,8005 5,801
5,8015 5,802
5,8025
22 26
30 34
38 42
46 50
54
T E
B A
L A
LA S
A K
H IR
m m
TEMPERATUR
o
C
HARI 3
PERHITUNGAN PENELITIAN
Universitas Sumatera Utara
52
Setelah diperoleh nilai F, dapat kita peroleh temperatur tegangan batas yield dengan rumus:
Diperoleh setelah melewati 86,46
o
C, material stainless steel 304 akan memasuki batas plastis.
Universitas Sumatera Utara
53
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN