Penentuan Kondisi Optimum Panjang Pipa Resonator dan Daya Input Listrik Terhadap Kinerja Prime Mover Termoakustik Gelombang Berdiri

Wahyu Nur Achmadin; Ikhsan Setiawan; Agung Bambang Setio Utomo

doi:10.22146/jfi.27998

Penentuan Kondisi Optimum Panjang Pipa Resonator dan Daya Input Listrik Terhadap Kinerja Prime Mover Termoakustik Gelombang Berdiri

https://doi.org/10.22146/jfi.27998

Wahyu Nur Achmadin^(1*), Ikhsan Setiawan⁽²⁾, Agung Bambang Setio Utomo⁽³⁾

(1) Departemen Fisika, Universitas Gadjah Mada
(2) Departemen Fisika, Universitas Gadjah Mada
(3) Departemen Fisika, Universitas Gadjah Mada
(*) Corresponding Author

Abstract

Telah dilakukan penelitian tentang penentuan kondisi optimum panjang pipa resonator dan daya input terhadap kinerja mesin prime mover termoakustik gelombang bediri. Prinsip prime mover termoakustik adalah memindahkan panas dari suhu tinggi ke suhu rendah dan menghasilkan usaha dalam bentuk gelombang bunyi. prime mover termoakustik terdiri atas sebuah heater, sebuah pipa resonator, dan sebuah stack. stack terbuat dari susunan rapat lembaran lembaran kasa kawat baja antikarat (wire mesh stainless steel) ukuran #14 sepanjang 5 cm yang kemudian diletakkan 13 cm dari ujung pipa resonator. Pipa resonator terbuat dari stainless steel berdiameter 6,8 cm. Heater yang digunakan memiliki diameter 6,8 cm dengan kemampuan daya input listrik maksimal 400 W berada dalam pipa stainless steel. Panjang pipa resonator dan daya input listrik divariasi untuk mencari panjang pipa resonator optimum dan daya input listrik optimum. Panjang pipa resonator 155 cm dengan daya input listrik 400 W menghasilkan beda suhu onset terkecil dan waktu suhu onset terkecil (tercepat) yaitu (251 4) C dan (308 4) s. Panjang pipa resonator 105 cm menghasilkan frekuensi gelombang bunyi terbesar yaitu (173,7 0,6) Hz. Panjang pipa resonator 180 cm dengan daya input listrik 266 W menghasilkan amplitudo tekanan terbesar yaitu (4,4 0,2) kPa. Panjang pipa resonator 205 cm dengan daya input listrik 266 W menghasilkan daya bunyi dan efisiensi terbesar yaitu (4,2 0,7) W dan (1,6 0,3) %.

Keywords

kasa kawat; prime mover; stainless steel; termoakustik

Full Text:

PDF

References

Biwa, Y. T Tashiro, dan Mizutani, U., 2004, Experimental demonstration of thermoacoustic energy conversion in a resonator. Phys Rev E 69(6), 066304(6)

Fusco, A.M., Ward, W.C., dan Swift, G.W., 1992, Two-sensor power measurements in lossy ducts, Journal of the Acoustical Society of America 84, 2229{2235}

Murti, P., 2015, Studi Eksperimental Pengaruh Jejari Hidrolik Dan Panjang Stack Terhadap Kinerja Prime Mover Termoakustik Gelombang Berdiri, Tesis, UGM: yogyakarta.

Panhuis, P.H.M.W., 2009, Mathematical Aspects of Thermoacoustics, Technische Universiteit Eindhoven:The Netherlands

Setiawan, I., Murti, P., Achmadin, W.N., dan Utomo, A.B.S., 2015, Pembuatan dan pengujian mesin penggerak termoakustik tipe gelombang tegak, In Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV, Banjarmasin.

Setiawan, I., Masafumi, K., dan Makoto, N., 2013, Numerical study on the e ect of working gases on the critical temperature di erence of a standing wave thermoacoustic prime mover. In Proceeding of The 8th International Conference on Fluid and Thermal Energy Conversion (FTEC 2013), 8-11 November, Semarang, Indonesia.

DOI: https://doi.org/10.22146/jfi.27998