2.10 Hubungan Kecepatan Gas, Frekwensi,Tekanan Bunyi dan Daya Bunyi
Kecepatan gas yang keluar dari hasil pembakaran menimbulkan gelombang aliran gas yang menyebabkan timbulnya frekuensi yang akan menjalar pada dinding knalpot,
rumus untuk menghitung frekuensi : T=1 f 2.8
Dimana :
f = Frekuensi cycles.
T = Waktu s. Frekuensi mempunyai hubungan erat terhadap panjang gelombang dan kecepatan
rambat bunyi dalam tabung knalpot. Panjang gelombang bunyi pada knalpot tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11. Gelombang Longitudinal
Panjang gelombang bunyi pada sumber bunyi akan semakin kecil apabila angka frekuensi semakin besar. Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dan frekuensi
dapat dicari melalui rumus ini :
Universitas Sumatera Utara
T av
C S
L +
+ log 10
= c f 2.9
Dimana : = Panjang gelombang m
ƒ = Frekuensi sumber bunyi Hz c = Kecepatan rambat bunyi di udara 340 ms
Tingkat tekanan bunyi tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus : SPL = 20 Log 10 Ps P
ref
2.10 Dimana :
P
ref
= Tekanan referensi 2 10
-5
Pa. Ps = Tekanan sumber bunyi Pa
Tingkat tekanan bunyi rata-rata Lav adalah :
2.11 Dimana :
N = Jumlah titik pengukuran = 16. L
i
= Tingkat tekanan bunyi pada titik ke i dB. Tingkat daya bunyi total Lw
total
: Lw
total
= 2.12 Dimana :
S = Luas area setengah bola = 2 πR
2
. ⎥⎦
⎤ ⎢⎣
⎡ =
∑
= N
i Li
N Lav
1 10
10 1
log 10
Universitas Sumatera Utara
R = Jarak pengukuran dari tabung knalpot m. Faktor koreksi C
T
:
T
C
= c
ρ 400
log 10
2.13 c = Kecepatan bunyi di udara ms.
ρ = Kerapatan udara kgm
3
. Tingkat daya bunyi pada Sumber :
W = I S 2.14
Dimana : I = Intensitas wattm
2
. S = Luas penampang pipa m
2
. Perhitungan tingkat intensitas bunyi dapat digunakan rumus L
I
: L
I
=
T av
C L
log 10
+ 2.15
Dimana : L
I
= Tingkat daya bunyi rata-rata dB. Lav = Tingkat tekanan tekanan bunyi rata-rata dB.
C
T
= Faktor koreksi. Daya akustik pada sumber bunyi Wa dalam tabung knalpot dapat dihitung dengan
menggunakan rumus dibawah ini yakni
v A
P Wa
Δ =
2.16
Universitas Sumatera Utara
Wo Wa
Log Lw
in
10 =
Dimana : ΔP = Tekanan gas pa.
A = Luas penampang pipa m
2
. V = Kecepatan gas masuk m
Intensitas bunyi sumber I dalam tabung knalpot adalah : Intensitas bunyi I =
2
4 r
Wa π
2.17 Dimana :
ΔP = Tekanan gas paπ A = Luas penampang pipa m
2
V = Kecepatan gas masuk m π = 3,14
r = Radius tabung pipa m
Untuk menghitung tingkat daya bunyi pada sumber Lw
m
: 2.18
Dimana : Wo = Daya akustik referensi 10
-12
watt. Tingkat tekanan bunyi bunyi dalam tabung knalpot dapat dihitung dengan
menggunakan rumus dibawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Lp
in
= 20 log p
p 2.19
Dimana : P = Tekanan gas keluar pa.
Po = Tekanan referensi 2.10
-5
pa. TL = 10 log
10
[ 1 + 0,25 ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ λ
πLc Se
Sc 2
sin Sc
Se -
2 2
] dB 2.20
Dimana : Dimana TL = Transmission loss dB
Se = Luas daerah masuk atau keluar m
2
Sc = Luas daerah knalpot m
2
Lc = Panjang knalpot m λ = Panjang gelombang m
λ πLc
2 = Sudut pantul, dalam radians
Penurunan tingkat kebisingan noise reduction akibat penyerapan suara oleh material mild steel pada knalpot standar :
NR
α
= 1,05 x
4 ,
1
α S
p L
× 2.21
Dimana : L = Panjang knalpot 0,52 m.
P = Keliling penampang knalpot m.
Universitas Sumatera Utara
h c
c f
l c
81 ,
1 1
2 1
2 2
μ −
= S = Luas penampang knapot m
2
. α = Koefisien absorpsi mild steel .
Frekuensi kritis yang diperoleh pada bahan : 2.22
Dimana : c = Kecepatan bunyi di udara ms = 20,04
T
. Kecepatan bunyi pada mild steel
E c
l
ρ =
= ms . ρ = Massa jenis mild steel kgm
3
. E = Modulus elastisitas mild steel Gpa.
μ = Angka poisson rasio mild steel.
h
= Tebal mild steel m. Transmission loss mild steel pada bahan adalah :
TL
1
= 20log f
c
m +10log η - 45 2.23
Dimana : m = Massa bahan kg.
fc = Frekuensi kritis Hz.
Universitas Sumatera Utara
Suara Kebisingan Knalpot Standar
Knalpot Komposit Saluran Tunggal Knalpot Komposi Saluran Ganda
Variable Variasi Putaran
Mesin Mobil
Data Penelitian Tingkat Tekanan Bunyi
Kecepatan Gas Buang Tekanan Gas Buang
Temperatur Gas Buang
Pengolahan Data Program Excell
Kesimpulan dan Saran Permasalahan
Suara Kebisingan
Kontrol Variable Engine Tune up Tester
Exhaust Gas Analyzer
2.11. Kerangka Konsep
Kategori