Dengan perubahan dimensi knalpot menjadi lebih kecil dari standar maka akan terjadi penurunan temperatur yang kecil dari standar. Penurunan ini dapat terlihat pada gambar
4.18, awalnya 220
o
C menjadi 196,59
o
C.
4.4 ANALISA PERHITUNGAN KEBISINGAN
Untuk menghitung kebisingan pada knalpot terlebih dahulu kita menghitung kebisingan pada mesin.[20]
Lw = 95 + 5 log
10
kW – lin 1.8 dB 41
Dimana : Lw = Sound power level , dB kW = Energi atau tenaga mesin , kW
lin = Panjang pipa Untuk mencari kW atau tenaga yang timbul kita menggunakan persamaan. [21]
Ni = P.V
L
.z.n.a.
450000 1
PS 42
Dimana : Ni = Tenaga mesin PS P = tekanan efektif rata-rata, kgcm
3
V
L
= Volume langkah torak, cm
3
z = Jumlah piston a =jumlah siklus perputaran , ½ untuk motor 4 langkah
n = Putaran poros engkol rpm untuk itu kita mencari tekanan efektif rata-rata pada proses pembakaran.[21]
Pefektif =
L
V Q
J η
43 Dimana : P
efektif rata-rata
= Tekanan efektif rata-rata kgcm
2
η = efisiensi Q = kalor yang masuk Kcal
V
L
= Volume langkah torak cm
3
Universitas Sumatera Utara
J = Faktor pengubah satuan, 427 m kgkcal Untuk proses kerja dalam mesin kita gunakan siklus otto.
T
1
= 30
o
C untuk temperatur luar = 303 K Untuk mencari T
2
T
2
= T
1
r
k-1
= 303 9
1.4 -1
= 729.69 K Dimana k = 1.4 untuk udara
r = compresi ratio untuk bensin 6-12 diambil rata-rata yaitu 9 untuk mendapatkan T
3
T
4
= 205 C + 273 = 478 K temperatur gas buang
T
4
= T
3
1
1
− k
r
478 K = T
3
1 4
. 1
9 1
−
T
3
= 1151.80 K Dengan menggunakan persamaan gas ideal.[21]
PV = m RT 44
P
1
= 1 atm tekanan udara luar = 101325 Nm
2
= 10332.27 kgm
2
V
1
= ¼ π D
2
L = ¼ x 3.14 x 0.0805
2
x 0.073 = 0.000371 m
3
R = 29.3 m kgkg.K untuk udara
Universitas Sumatera Utara
m =
RT PV
= 303
3 .
29 000371
. 27
. 10332
x x
= 0.000432 kg Q = m x Cv x T
3
– T
2
= 0.000432 kg x 0.1715 kcalkg x 1151.80 – 729.69K = 0.031 kcal
η = 1 –
1
1
− k
r
η = 1 –
1 4
. 1
9 1
−
= 0.585
P efektif rata-rata =
3
000371 .
427 031
. 585
. m
kcal kg
m x
kcal x
= 2.09 kgcm
2
Ni = 2.08 kgcm
2
x 371.35 cm
3
x 4 x 745 x ½ x 1450000 = 2.557 PS = 2.52 hp = 1.89 kW
Lw = 95 + 5 log
10
kW – lin 1.8 dB = 95 + 5 log
10
1.89 – 0.451.8 = 95 + 1.33 – 0.25
= 96.08 dB Selanjutnya kita menghitung Transmission Loss pada knalpot atau kehilangan transmisi
pada knalpot.[9] TL = 10 log
10
[ 1 + 0.25
λ
πLc Se
Sc 2
sin Sc
Se -
2 2
] dB 45
Dimana TL = Transmission Loss, dB Se = Luas daerah masuk atau keluar, m
2
14 x 3.14 x 0.042
2
= 0.001384 m
2
Sc = Luas daerah kanlpot, m
2
= 14 x 3.14 x 0.122
2
+ 0.042 x 0.122 = 0.016807 m
2
Lc = panjang knalpot, m = 0.13 m λ = panjang gelombang, m
Universitas Sumatera Utara
λ π
Lc 2
= angle, dalam radians Menghitung panjang gelombang, dengan menggunakan persamaan
λ = c f = 381.68 ms 700 Hz = 0.54 m Dimana c = kecepatan suara = 49.03
T +
460
, ftsec = 49.03 57
. 192
460 +
= 1252.351 ftsec = 381.68 ms
f = frekuensi suara, Hz = 700 Hz T = Temeperatur,
F = 1.889.21 C + 32 = 192.57
F TL = 10 log
10
[1+0.25
] 54
. 13
. 14
. 3
2 sin
016807 .
001384 .
001384 .
016807 .
2 2
x x
−
= 10 log
10
[1+0.2512.057
2
0.9946] = 10 log
10
[1+36.14] = 10 1.569 = 15.69 dB
Selanjutnya menghitung Lw yang terjadi pada knalpot, pada persamaan.[22] TL = Lw mesin – Lw knalpot
46 Lw knalpot = Lw mesin – TL
= 96.08 – 15.69 = 80.38 dB untuk elemen I
4.5 HASIL ANALISA MATERIAL AISI TYPE 304 STAINLESS STEEL. 1. Pada Putaran 745 Rpm dengan spesimen A dan dibuat dengan material AISI
Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.1 Hasil tabulasi konversi temperatur untuk knalpot dengan ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 362.21
381.68 15.698
80.379 2
0.13 359.62
380.32 15.701
64.677 3
0.13 357.54
379.21 15.704
48.973 4
0.13 354.93
377.83 15.707
33.267
Universitas Sumatera Utara
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
362.21 359.62 357.54 354.93 Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.19. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.19 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80.379 dB dan menuju keluar
knalpot 33.267 dB
Tabel 4.2 Hasil tabulasi konversi temperatur untuk knalpot dengan pipa
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 362.18
381.67 15.698
80.379 2
0.13 359.55
380.28 15.702
64.677 3
0.13 357.43
379.16 15.704
48.973 4
0.13 354.80
377.76 15.707
33.266
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
362.18 359.55
357.43 354.80
Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.20. Sound power Level vs Temperatur
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.20 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80.379 dB dan menuju keluar
knalpot 33.266
Tabel 4.3 Hasil tabulasi konversi temperatur untuk knalpot dengan 1 sekat
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 361.96
381.55 15.699
80.378 2
0.13 357.77
379.34 15.704
64.675 3
0.13 354.27
377.48 15.707
48.967 4
0.13 351.67
376.09 15.710
33.257
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
361.96 357.77
354.27 351.67
Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.21. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.21 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80.378 dB dan menuju keluar
knalpot 33.257
Tabel 4.4 Hasil tabulasi konversi temperatur untuk knalpot dengan 2 sekat
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 360.81
380.94 15.700
80.377 2
0.13 355.49
378.13 15.706
64.671 3
0.13 351.31
375.90 15.710
48.960 4
0.13 347.89
374.07 15.713
33.247
Universitas Sumatera Utara
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
360.81 355.49
351.31 347.89
Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.22. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.22 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80.377 dB dan menuju keluar
knalpot 33.247 dB
Tabel 4.5 Hasil tabulasi konversi temperatur untuk knalpot dengan 3 sekat
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 359.55
380.28 15.702
80.375 2
0.13 352.05
376.29 15.710
64.666 3
0.13 346.78
373.47 15.714
48.952 4
0.13 343.53
371.72 15.716
33.235
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
359.55 352.05
346.78 343.53
Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.23. Sound power Level vs Temperatur
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.23 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80.375 dB dan menuju keluar
knalpot 33.235 dB
Tabel 4.6 Hasil tabulasi konversi temperatur untuk knalpot dengan 3 sekat yang berlubang
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 359.96
380.50 15.701
80.376 2
0.13 353.11
376.86 15.709
64.667 3
0.13 348.33
374.30 15.713
48.954 4
0.13 345.41
372.73 15.715
33.239
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
359.96 353.11 348.33 345.41
Temperatur K
L w
d B
Lw vs T
Gambar 4.24. Sound power Level vs Temperatur.
Pada gambar 4.24 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80.376 dB dan menuju keluar
knalpot 33.239 dB.
2. Pada Putaran 745 Rpm dengan spesimen B dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.7 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.1625 362.18
381.66 19.168
76.91 2
0.1625 358.54
379.75 19.171
57.73 3
0.1625 354.92
377.83 19.177
38.56 4
0.1625 351.28
375.88 19.183
19.37
Universitas Sumatera Utara
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
362.18 358.54 354.92 351.28 Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.25. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.25 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 76.91 dB dan menuju keluar
knalpot 19.37 dB.
3. Pada Putaran 745 Rpm dengan spesimen C dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.8 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.0975 362.99
382.09 10.024
86.05 2
0.0975 360.98
381.04 10.036
76.02 3
0.0975 358.98
379.98 10.048
65.97 4
0.0975 356.62
378.73 10.062
55.91
0.00 20.00
40.00 60.00
80.00 100.00
362.99 360.98
358.98 356.62
Temperatur K
L w
d B
Lw vs T
Gambar 4.26. Sound power Level vs Temperatur
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.26 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 86.05 dB dan menuju keluar
knalpot 55.91 dB.
4. Pada Putaran 1500 Rpm dengan spesimen A dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.9 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 424.62
413.24 15.571
83.564 2
0.13 413.90
408.00 15.598
67.966 3
0.13 403.22
402.70 15.624
52.343 4
0.13 392.44
397.28 15.647
36.696
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
424.62 413.90
403.22 392.44
Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.27. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.27 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 83.564 dB dan menuju keluar
knalpot 36.696 dB.
Universitas Sumatera Utara
5. Pada Putaran 1500 Rpm dengan spesimen B dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.10 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.1625 423.36
412.63 19.452
79.68 2
0.1625 410.14
406.14 19.455
60.22 3
0.1625 396.97
399.57 19.461
40.76 4
0.1625 383.68
392.82 19.466
21.29
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
423.36 410.14 396.97 383.68 Temperatur K
L w
d B
Lw vs T
Gambar 4.28 Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.28 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 79.68 dB dan menuju keluar
knalpot 21.29 dB.
6. Pada Putaran 1500 Rpm dengan spesimen C dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.11 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.0975 426.33
414.07 9.662
89.47 2
0.0975 419.01
410.51 9.703
79.77 3
0.0975 411.72
406.92 9.744
70.03 4
0.0975 403.15
402.66 9.793
60.23
Universitas Sumatera Utara
0.00 20.00
40.00 60.00
80.00 100.00
426.33 419.01 411.72 403.15 Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.29. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.29 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 89.47 dB dan menuju keluar
knalpot 60.23 dB.
7. Pada Putaran 2000 Rpm dengan spesimen A dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.12 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.13 489.46
443.66 15.379
84.95 2
0.13 480.67
439.66 15.407
69.55 3
0.13 474.81
436.97 15.426
54.12 4
0.13 467.49
433.59 15.448
38.67
0.00 20.00
40.00 60.00
80.00 100.00
489.46 480.67
474.81 467.49
Temperatur K Lw
dB Lw vs T
Gambar 4.30. Sound power Level vs Temperatur
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.30 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 84.95 dB dan menuju keluar
knalpot 38.67 dB.
8. Pada Putaran 2000 Rpm dengan spesimen B dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.13 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.1625 488.43
443.19 19.556
80.78 2
0.1625 479.33
439.05 19.560
61.22 3
0.1625 470.26
434.88 19.566
41.65 4
0.1625 461.11
430.63 19.570
22.08
0.000 20.000
40.000 60.000
80.000 100.000
488.43 479.33
470.26 461.11
Temperatur K Lw
dB Lw vs T
Gambar 4.31. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.31 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah 80,78 dB dan menuju keluar
knalpot 22,08 dB.
Universitas Sumatera Utara
9. Pada Putaran 2000 Rpm dengan spesimen C dan dibuat dengan Material AISI Type 304 Stainless Steel.
Tabel 4.14 Hasil tabulasi konversi data temperatur untuk knalpot ruang kosong
No Jarak
m Temperatur
K Kec Partikel
ms Transmission
Loss dB Lw knalpot
dB 1
0.0975 490.47
444.12 9.316
91.02 2
0.0975 485.44
441.84 9.342
81.67 3
0.0975 480.42
439.55 9.368
72.31 4
0.0975 474.51
436.84 9.400
62.91
0.00 20.00
40.00 60.00
80.00 100.00
489.46 480.67 474.81 467.49 Temperatur K
Lw dB
Lw vs T
Gambar 4.32. Sound power Level vs Temperatur
Pada gambar 4.32 dapat terlihat bahwa penurunan temperatur mempengaruhi tingkat kebisingan yang terjadi, ketika masuk knalpot adalah adalah 91,02 dB dan menuju
keluar knalpot 62,91 dB.
4.6 HASIL PERBANDINGAN TINGKAT KEBISINGAN DENGAN VARIASI DIMENSI KNALPOT
