PERUBAHAN EFEK TERMOAKUSTIK PADA RESONATOR DENGAN DRIVER AKUSTIK GANDA AKIBAT VARIASI MAGNITUDE

HENDRA PRASETYA BASKORO AJIE, Dr. Adhika Widyaparaga, S.T. M.Biomed.Sc.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Termoakustik merupakan bidang yang berkaitan dengan fenomena fisis di mana perbedaan suhu dapat menghasilkan gelombang bunyi. Medium yang digunakan sebagai sistem absorpsi kalor pada termoakustik adalah udara. Pada medium ini terjadi propagasi gelombang akustik yang dihasilkan oleh sumber bunyi sehingga menghasilkan tekanan, gerakan osilasi yang bersatu serta suhu osilasi. Ketika gelombang akustik berpropagasi pada kanal yang sempit, kalor juga akan ikut mengalir dari dan ke dinding kanal tersebut. Berdasarkan persamaan intensitas suara, dapat diketahui bahwa intensitas suara dipengaruhi oleh besar magnitude dan perbedaan fase. Mengacu pada hal tersebut, penelitian ini dilakukan dengan variasi magnitude. Pengujian dilakukan dengan menggunakan frekuensi kerja 260 Hz, fase 0°, daya masukan 23 Watt dan magnitude pada sisi A sebesar −4 dB sedangkan sisi B dirubah dengan besaran −∞ dB, −30 dB, −17 dB, −13 dB, −11 dB, −9 dB,−7 dB hingga −4 dB. Metode dua sensor digunakan untuk mencari nilai intensitas akustik dari gelombang suara. Kedua sensor tekanan ditempatkan pada sisi kanan dan kiri regenerator. Sensor ini digunakan untuk mengukur tekanan yang terjadi pada tabung resonator. Lima buah sensor suhu juga dipasang sepanjang regenerator untuk mengukur distribusi suhu yang terjadi akibat pemompaan panas. Hasil dari pengambilan data tekanan diolah menggunakan program komputer Ms. Excel dan Matlab r2010A sehingga didapatkan intensitas akustik untuk setiap magnitude yang bernilai positif dan negatif tergantung arah dari rambatannya pada resonator. Data distribusi suhu pada regenerator diambil dari sensor termokopel dan dicatat oleh program komputer datalog.exe. Dari penelitian ini terlihat bahwa perubahan intensitas akustik dipengaruhi oleh perubahan variasi magnitude. Pada sisi B, intensitas akustiknya naik ketika dari magnitude−∞ dB hingga −4 dB. Perubahan intensitas akustik akan mempengaruhi pemompaan panas pada regenerator. Pada magnitude sisi B −∞ dB, −30 dB, −17 dB, −13 dB, −11 dB, −9 dB dan −7 dB, intensitas akustik pada sisi A relatif lebih besar dibanding dengan besar intensitas akustik pada sisi B. Hal ini menyebabkan arah pemompaan panasnya ke arah sisi B. Sehingga suhu pada regenerator sisi B lebih tinggi dibanding pada sisi A. Ketika magnitude sisi B sebesar −4 dB,intensitas akustik kedua sisi hampir sama dan menghasilkan distribusi suhu yang membentuk grafik U-shape yang mengindikasi panas dipompa ke arah tepian regenerator. Sehingga suhu di tengah regenerator lebih rendah dibanding suhu pada kedua sisi regenerator.

Thermoacoustics is a field of study that is related to the physical phenomenon where a difference in temperature can produce sound waves. The medium used as the heat absorption system in thermoacoustic is air. In this medium, propagation of acoustic waves that is generated by the sound source occurs, so that it creates pressure, united oscillating movements and temperature oscillation. When acoustic waves propagate in a narrow canal, heat will also flow from and to the canal wall. Based on the equation for intensity of sound, it is known that intensity of sound is influenced by how big the the magnitude is and the phase difference. Referring to that, this research is done by varying the magnitude. Testing was done using a work frequency of 260 Hz, 0° phase, input power 23 Watt and −4 dBmagnitude on side A, while on side B the magnitude was varied−∞ dB, −30 dB, −17 dB, −13 dB, −11 dB, −9 dB,−7 dB until−4 dB. Two sensor method was used to find the value of acoustic intensity from the sound waves. Both of the pressure sensors were placed in the right and left side of the regenerator. This sensor was used to measure pressure that occurred in the resonator tube. Five temperature sensor was also placed along the regenerator to measure the heat distribution caused by the heat pump. Results from the pressure data retrieval was processed using computer programs Ms Excel and Matlab r2010A so acoustic intensity was obtained for every magnitude that had a positive and negative value depending on the direction of propagation on the resonator. Temperature distribution data on the regenerator was taken from the thermocouple sensor and recorded by computer program datalog.exe. From the research it can be seen that change in acoustic intensity is affected by change in magnitude. On side B, acoustic intensity increased when the magnitude was −∞ dB until −4 dB. Change in acoustic intensity will affect the heat pump in the regenerator. When the magnitude on side B was −∞ dB, −30 dB, −17 dB, −13 dB, −11 dB, −9 dB and −7 dB, the acoustic intensity on side A is relatively larger compared to the acoustic intensity on side B. This causes the direction of the heat pump to flow towards side B. So that the temperature in the regenerator on side B is higher compared to side A. When the magnitude on side B was −4 dB, the acoustic intensity on both sides were almost the same and resulted in temperature distribution that formed a U-shaped graph that indicates heat being pumped towards the ends of the regenerator. So that temperature in the middle of the regenerator was lower than the temperature on the ends of the regenerator.

Kata Kunci : Efek Termoakustik, Variasi Magnitude, Intensitas Akustik.