Volume 2, Nomor 2, Oktober 2021, hlm 69-77 JTTM: Jurnal Terapan Teknik Mesin p ISSN 2721-5377 | e ISSN  2721-7825

## Analisis Pengaruh Laju Aliran Massa Fluida Terhadap  Perubahan Temperatur Pada Radiator Honda CBR 150 CC
Analysis of the Effect of Fluid Mass Flow Rate on Temperature Changes in the Honda CBR 150 CC Radiator
Rihaldi Syahputra 1 , Armila 2* , Rudi Kurniawan Arief 3
1,2*,3 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Sumatera Barat 1,2*,3 Aur kuning, Jl. By Pass, Tarok Dipo, Kec. Guguk Panjang, Kota Bukittinggi, Sumatera Barat
* Email: kimmylala74@gmail.com
*Koresponden Email: kimmylala74@gmail.com Artikel dikirim: 09/09/2021 Artikel direvisi: 21/10/2021 Artikel diterima: 26/10/2021
Abstrak. Kehandalan  unit  kendaraan  bermotor  ditentukan  4  hal,  diantaranya:  sistem  pendingin,  sistem  bahan bakar, sistem pelumasan, sistem pemasukan udara dan gas buang. Dari ketiga sistem tersebut yang mempunyai potensi  besar  terhadap  keandalan  kendaraan  bermotor  adalah  sistem  pendingin. Proses  pembakaran  diruang bakar akan menimbulkan panas, dan panas tersebut diserap oleh coolant radiator dan jika air radiator panas akan merusak  komponen engine.  Tujuan dari penelitian ini  melakukan analisis laju aliran fluida terhadap perubahan temperatur untuk menentukan akar penyebab. Adapun metode berbentuk eksperimen yaitu mengetahui pengaruh laju aliran  massa  fluida, perubahan temperatur  fluida  masuk dan  kapasitas radiator Honda CBR 150 CC. Hasil dari pengumpulan data diperoleh putaran mesin dari 8000, 8500, 9000, 9500 dan 10000 rpm dalam waktu yang divariasikan  dari  1  menit  sampai  3  menit  dengan  temperatur  masuk  (T in )  90°C,  100°C,  dan  110°C.  Hasil  dari analisa  dalam  waktu  3  menit  pada  putaran  8000  rpm  didapatkan  laju  aliran  perpindahan  panas  (Q in )  9185400 watt terjadinya kenaikan temperatur dalam putaran 10000 rpm dengan (Q in ) 22680000 watt sedangkan waktu 3 menit    pada  putaran  8000  rpm  didapatkan  laju  aliran  perpindahan  panas  (Q out )  185887133,8  watt  terjadinya kenaikan temperatur dalam putaran 10000 rpm dengan (Q out ) 230977553,5 watt.
Kata kunci: Fluida, Perpindahan panas, Radiator, Temperatur
Abstract.  The  reliability  of  motorized  vehicle  units  is  determined  by  4  things,  including:  cooling  system,  fuel system, lubrication system, air intake system and exhaust gas. Of the three systems that have great  potential for the  reliability  of  motorized  vehicles  is  the  cooling  system.  The  combustion  process  in  the  combustion  chamber will  generate  heat,  and  the  heat  is  absorbed  by  the  radiator  coolant  and  if  the  radiator  water  is  hot  it  will damage  the  engine  components.  The  purpose  of  this  research  is  to  analyze  the  fluid  flow  rate  to  temperature changes to determine the root cause. The experimental method is to determine the effect of the mass flow rate of the fluid, changes in the inlet fluid temperature and the capacity of the Honda CBR 150 CC radiator. The results of data collection obtained engine speed of 8000, 8500, 9000, 9500 and 10000 rpm in time varied from 1 minute to 3 minutes with inlet temperatures (Tin) 90°C, 100°C, and 110°C. The results of the analysis within 3 minutes at  8000  rpm  rotation  obtained  a  heat  transfer  flow  rate  (Qin)  of  9185400  watts  an  increase  in  temperature at 10000  rpm  rotation  with  (Qin)  22680000  watts  while  for  3  minutes  at  8000  rpm  the  heat  transfer  flow  rate (Qout)  was  obtained.  185887133.8  watts  the  increase  in  temperature  in  10000  rpm  rotation  with  (Qout) 230977553.5 watts.
Keywords: Fluid, Heat Transfer, Radiator, Temperature.

## 70 Rihaldi Syahputra, Armila, Rudi Kurniawan Arief
Analisis Pengaruh Laju Aliran Massa Fluida Terhadap  Perubahan Temperatur Pada Radiator Honda CBR 150 CC

## 1. PENDAHULUAN
Pemakaian  kendaraan  bermotor  yang  menggunakan  bahan  bakar  bensin,  akan  menghasilkan panas  dan  proses  pembakarannya  diiringi  dengan  pembebasan  panas.  Panas  yang  dihasilkan  diserap oleh liner, kemudian diserap oleh coolant, atau sirip body silinder untuk dibuang panas melalui kedua komponen  tersebut[1][2].  Hal  ini  bertujuan  agar  proses  pembakaran  bekerja  dengan  maksimal  dan menghasilkan  tenaga  yang  sempurna.  Jika  sistem  pendingin  menggunakan  air  (udara)  atau  coolant mengalami kendala maka akan mempengaruhi kinerja dari kendaraan itu sendiri [3][4][5] .
Radiator  mempunyai  peran  yang  cukup  penting  dalam  proses  pendinginan  pada  kendaraan roda dua (motor) maupun roda empat (mobil), dimana sistem pendingin tersebut menggunakan coolant sebagai media pendingin[6][7]. Keterkaitan dengan efisiensi bahan bakar yang ada kaitannya dengan sistem  pendingin  cukup  besar  pengaruhnya[8]. Jika  kendaraan  bermotor  mesin dalam  kondisi  panas, baik  disebabkan  oleh  mesin  itu  sendiri  maupun  sistem  yang  lain[9],  akan  mengakibatkan  borosnya bahan bakar. Coolant radiator berfungsi untuk menyerap panas dari proses pembakaran, panas oli[10].
Analisis  terhadap  laju  aliran  fluida  semakin  tinggi  nilai  perpindahan  panas  yang  diperoleh dalam suatu pengujian[11], nilai laju aliran mempunyai pengaruh terhadap pelepasan panas fluida dari radiator[3][12].  Makin  besar  laju  aliran  massa  pada  refrigerant,  maka  akan  berpengaruh  terhadap makin besar koefisiensi perpindahan panas rata-rata yang terjadi pada pipa kapiler[13]. Penelitian laju aliran  fluida  pada  mobil  berkapasitas  1300  CC  koefisiensi  perpindahan  panas  sisi  luar  radiator dipengaruhi oleh laju aliran massa fluida dan temperatur permukaan radiator[3][14].
Penelitian ini berbentuk eksperimen. Tujuan dalam penelitian ini adalah menganalisis laju aliran fluida  pada  kendaraan  bermotor  CBR  150CC,  untuk  mengetahui  efisiensi  bahan  bakar  yang dipergunakan sistem pendinginan mesin Honda CBR 150 CC.

## 2. METODE.
Metode  penelitian  yang  dipergunakan  sesuai  dengan  diagram  alir  pada  gambar  1.  1).  Langkah pertama  mulai  dari  persiapan  alat  kerja  maupun  alat  bantu  untuk  persiapan  dilakukan  pengujian,  2). Pemasangan  alat  uji  ini  dipergunakan  untuk  mengetahui  performa  yang  dibutuhkan  dalam  hal penelitian,  3).  Pengambilan  data  dari  hasil  pengujian  untuk  dilakukan  analisis  terhadap  kendaraan bermotor Honda CBR 150 CC, 4). Analisis data yang didapat berdasarkan alat uji yang dipergunakan.
A. Waktu dan tempat penelitian.
Penelitian  ini  dilakukan  antara  Bulan  Juni-Agustus  2021  dan  dilaksanakan  ditempat  Klinik Engine, Jl. Jambu Air No.254, Taluak Ampek Suku, Banuhampu, Kabupaten Agam, Sumatera Barat.
B. Alat dan bahan digunakan selama penelitian
Pada penelitian ini menggunakan alat dan bahan untuk mendapatkan data yang akurat.
1) Kunci ring pas
2) Obeng
3) Kunci L
4) Kunci T
5) Pressure gauge
6) Temperatur Digital
7) Stopwatch
8) Motor HONDA CBR 150 CC
9) Coolant merk HONDA AHM
10) Selang radiator
Gambar 1. Diagram alir penelitian yang dilakukan.

## C. Langkah-langkah penelitian
Untuk  penelitian  pengaruh  laju  aliran  massa  fluida  dan  temperatur  fluida  masuk  terhadap kapasitas radiator[3][15] pada sistem pendinginan mesin Honda CBR 150 CC:
1) Mempersiapkan peralatan untuk proses pengujian kapasitas radiator pada sistem Honda CBR 150CC.
2) Memasang thermocouple masuk dan keluar pada radiator dan memasang alat ukur suhu digital thermocouple untuk mengetahui hasil pada saat pengujian.
3) Mengisi fluida ( coolant water ) ke radiator untuk persiapan uji coba.
4) Menghidupkan  mesin  untuk  mensirkulasikan  fluida didalam radiator.

## 72 Rihaldi Syahputra, Armila, Rudi Kurniawan Arief
Analisis Pengaruh Laju Aliran Massa Fluida Terhadap  Perubahan Temperatur Pada Radiator Honda CBR 150 CC
5) Melakukan 5 variasi RPM dan 5 variasi temperatur fluida masuk.
6) Melakukan pencatatan data laju aliran massa ( ṁ ) dengan melihat flow meter
7) Melakukan pencatatan temperatur fluida keluar ( T out ) dengan membaca digital thermocouple, untuk temperatur fluida masuk ( T in ) sudah disetting oleh peneliti.
8) Melakukan  pengujian  setiap  variasi  putaran  mesin  dengan  berbagai  variasi  temperatur  dan mencatat hasil selama pengujian.
9) Melakukan  bertahap  pada  pengujian  radiator  dengan  durasi  waktu  +/-  45    menit  dan  proses pendinginan membutuhkan waktu +/- 5-10 menit.

## D. Analisis
1) Massa fluida
Analisis  yang  dipergunakan  sebagai  penjelasan  untuk  perhitungan  laju  aliran  massa  di  dalam radiator pada fluida air radiator menggunakan rumus sebagai berikut[3]:
𝑚 = 𝑣 × 𝑝 (1)
Keterangan:
V = Volume (m 3 )
ṁ = Laju aliran massa (L/m=kg/s)
𝜌 = Massa Jenis (Kg/m 3 )
2) Laju perpindahan panas
Analisis  yang  dipergunakan  sebagai  penjelasan  untuk  perhitungan  laju  perpindahan  panas didalam radiator pada fluida air radiator menggunakan rumus sebagai berikut[3]:
𝑄 𝑖𝑛=𝑚×𝐶𝑝×∆𝑇 (2) Keterangan:
Q in = Laju perpindahan panas masuk (watt = J/s)
𝜌 = Massa Jenis kg/m³
𝐶𝑝 = Kalor jenis (j/kg.k)
∆ 𝑇 = Perubahan suhu (kelvin
3) Menentukan koefisien perpindahan panas konveksi ( h ).
Mencari  nilai  dari  perpindahan  panas  konveksi  dan  menyederhanakan  perhitungan  maka menggunakan rumus[3]:
ℎ = 𝑁 𝑢 𝑘 𝐿 (3)
Keterangan:
L = Karakteristik (Tebal Radiator)
K = Konduktivitas Termal Udara
4) Menentukan kapasitas penukar panas (Q out )
Perpindahan panas konveksi ( h )  dan nilai luas penampang perpindahan panas (A) telah diketahui, maka keduanya disubstitusikan ke dalam rumus[3].
𝑄 𝑜𝑢𝑡 = ℎ × 𝐴(𝑇 𝑓 − 𝑇 ∞ ) (4) .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN.
Berdasarkan hasil pengujian diperoleh nilai putaran (rpm), temperatur masuk (T in ), massa fluida ( ṁ ), koefisien perpindahan panas ( h ), laju perpindahan panas Q in dan Q out ditampilkan dalam bentuk tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan nilai Q in dan Q out Pada Air radiator AHM NO RPM Tin T f ṁ h Q in Q out (°C) (°K) (kg/s) (W/m 2 .K) Watt Watt 1 8000 90 310,5 27 113928,178 4989600 62714841,64 100 318,5 54 110515,5978 8618400 118093983,9 110 329 81 106307,845 9185400 185887133,8 2 8500 90 313 42 112838,1869 6879600 80383893,26 100 324,5 84 108072,9265 9172800 157477924,5 110 332 126 105175,878 11113200 204342006,3 3 9000 90 319 81 110309,3916 9185400 121445565,9 100 328 162 106690,7004 12927600 179647081,6 110 332,5 243 104989,5906 20412000 207379743,9 4 9500 90 323,5 108 108488,8308 8164800 151058003,7 100 329 216 106307,845 15422400 185887133,8 110 335 324 105714,8223 20412000 225928009,6 5 10000 90 325,5 150 107699,4479 8820000 163908543,7 100 330 300 105927,7801 18900000 192082657,1 110 336,5 450 103378,5484 22680000 230977553,5
Berikut  analisis  hasil  eksperimen  berdasarkan  perhitungan  teoritis,  dimana  hubungan  waktu  (t) dengan (Q in ) terhadap putaran mesin (rpm) seperti gambar 3.
Dari gambar 2. grafik dalam waktu 1 menit  pada putaran 8000 rpm didapatkan temperatur masuk (Q in )  4989600  watt  terjadinya  kenaikan  temperatur  dalam  putaran  10000  rpm  dengan  temperatur masuk (Q in ) 8820000 watt. Sedangkan waktu 2 menit  pada putaran 8000 rpm didapatkan temperatur masuk  (Q in )  8618400  watt  terjadinya  kenaikan  temperatur  dalam  putaran  10000  rpm  dengan temperatur  masuk  (Q in )  18900000  watt  dan  waktu  3  menit    pada  putaran  8000  rpm  didapatkan temperatur  keluar  (Q in )  9185400  watt  terjadinya  kenaikan  temperatur  dalam  putaran  10000  rpm dengan temperatur keluar (Q in ) 22680000 watt.
Analisis Pengaruh Laju Aliran Massa Fluida Terhadap  Perubahan Temperatur Pada Radiator Honda CBR 150 CC
Gambar 2.  Grafik waktu (t) dengan (Q in ) terhadap putaran mesin (rpm).
Hal  ini  menandakan  semakin  lama  waktu  berputarnya  mesin,  maka  semakin  tinggi  laju perpindahan  panas  (Q in ).  Hal  ini  dikarenakan  kenaikan  rpm  radiator  bekerja  lebih  ekstra  untuk mendinginkan mesin atau mempertahankan suhu mesin selalu berada di suhu operasional.
Berikut analisis hasil eksperimen berdasarkan perhitungan teoritis, dimana hubungan pengaruh (T in ) dengan (Q out ) terhadap putaran mesin (rpm) seperti gambar 3.
4989600 6879600 9185400 8164800 8820000 8618400 9172800 12927600 15422400 18900000 9185400 11113200 20412000 20412000 22680000 0 10000000 20000000 30000000 40000000 50000000 60000000 8000 8500 9000 9500 10000 3 menit 2 menit 1 Menit Putaran Mesin (rpm) L aju P er p in d ah an P an as (Q in ) Waktu 62714841.64 80383893.26 121445565.9 151058003.7 163908543.7 118093983.9 157477924.5 179647081.6 185887133.8 192082657.1 185887133.8 204342006.3 207379743.9 225928009.6 230977553.5 0 100000000 200000000 300000000 400000000 500000000 600000000 700000000 8000 8500 9000 9500
10000
3 Menit 2 Menit 1 Menit Putaran Mesin (rpm) L aju P er p in d h an p an as k elu at (Q o u t ) Waktu
Dari  gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  grafik,  dalam  waktu  1  menit    pada  putaran  8000  rpm didapatkan temperatur  keluar (Q out )  62714841,61  watt  terjadinya  kenaikan  temperatur  dalam  putaran 10000  rpm  dengan  temperatur  keluar  (Q out )  163908543,7  watt.  Sedangkan  waktu  2  menit    pada putaran  8000  rpm  didapatkan  temperatur  keluar  (Q out )  118093983,9  watt  terjadinya  kenaikan temperatur dalam putaran 10000 rpm dengan temperatur keluar (Q out ) 192082657,1 watt. Dalam waktu 3  menit    pada  putaran  8000  rpm  didapatkan  temperatur  keluar  (Q out )  185887133,8  watt  terjadinya kenaikan temperatur dalam putaran 10000 rpm dengan temperatur keluar (Q out ) 230977553,5 watt. Hal ini menandakan semakin lama waktu berputarnya mesin, maka semakin tinggi laju perpindahan panas (Q out ),  dikarenakan  kenaikan  rpm  radiator  bekerja  lebih  ekstra  untuk  mendinginkan  mesin  atau mempertahankan suhu mesin selalu berada di suhu operasional.

## 4. SIMPULAN
Penggunaan coolant pada  motor Honda CBR 150 CC dibuktikan dengan temperatur masuk dan keluar. Semakin rendah temperatur keluar maka semakin tinggi temperatur masuknya. Hal ini karena kinerja radiator masih maksimal, dalam waktu 1 menit  pada putaran 8000 rpm didapatkan temperatur keluar  (Q out )  62714841,61  watt  terjadinya  kenaikan  temperatur  dalam  putaran  10000  rpm  dengan temperatur keluar (Q out ) 163908543,7 watt. Sampai waktu 3 menit  pada putaran 8000 rpm didapatkan temperatur keluar (Q out ) 185887133,8 watt terjadinya kenaikan temperatur dalam putaran 10000 rpm dengan  temperatur  keluar  (Q out )  230977553,5  watt.  Hal  ini  menandakan  semakin  lama  waktu berputarnya  mesin,  maka  semakin  tinggi  laju  perpindahan  panas  (Q out ),  dikarenakan  kenaikan  rpm radiator  bekerja  lebih  ekstra  untuk  mendinginkan  mesin  atau  mempertahankan  suhu  mesin  selalu berada  di  suhu  operasional.  Berdasarkan  penggunaan  alat  uji  untuk  mengetahui  pengaruh  waktu, temperatur masuk dan keluar terhadap laju aliran motor Honda CBR 150 CC tidak terjadi overheating dikarenakan  sistem  pendingin  radiator  masih  bisa  mempertahankan suhu  kerja mesin  dalam  waktu  1 menit  pada putaran 8000 rpm didapatkan temperatur masuk (Q in ) 4989600 watt terjadinya kenaikan temperatur dalam putaran 10000 rpm dengan temperatur masuk (Q in ) 8820000 watt. Sedangkan waktu 2 menit  pada putaran 8000 rpm didapatkan temperatur masuk (Q in ) 8618400 watt terjadinya kenaikan temperatur  dalam  putaran  10000  rpm  dengan  temperatur  masuk  (Q in )  18900000  watt  dan  waktu  3 menit    pada putaran  8000 rpm  didapatkan  temperatur  keluar (Q in )  9185400  watt  terjadinya  kenaikan temperatur  dalam  putaran  10000  rpm  dengan  temperatur  keluar  (Q in )  22680000  watt.  Hal  ini menandakan  semakin  lama  waktu  berputarnya  mesin,  maka  semakin  tinggi  laju  perpindahan  panas (Q in ),  dikarenakan  kenaikan  rpm  radiator  bekerja  lebih  ekstra  untuk  mendinginkan  mesin  atau mempertahankan suhu mesin selalu berada di suhu maksimal.

## REFERENSI
[1] S. Lubis, I. Siregar, and A. M. Siregar, “FT-UMSU Jurnal Rekayasa Material , Manufaktur dan Energi FT-UMSU,” Vol. 3, No. 2 Tek. Mesin, Fak. Tek. Univ. Muhammadiyah Sumatera
Analisis Pengaruh Laju Aliran Massa Fluida Terhadap  Perubahan Temperatur Pada Radiator Honda CBR 150 CC
Utara , vol. 3, no. 2, pp. 85–92, 2020.
[2] “EXHAUST SYSTEM GENERATOR: KNALPOT PENGHASIL LISTRIK DENGAN PRINSIP TERMOELEKTRIK,” Sainteknol , vol. 13, no. 2, 2015, doi:
10.15294/sainteknol.v13i2.5249.
[3] A. Adi, “Analisa Pengaruh Laju Aliran Massa Fluida Dan Temperatur Fluida Masuk Terhadap Kapasitas Radiator Pada Sistem Pendingin Daihatsu Xenia 1300Cc,” J. Pendidik. Tek. Mesin UNESA , vol. 6, no. 03, p. 251623, 2018.
[4] D. R. Ariga, Maritas, and T. Sugiarto, “Pada Sistem Pendingin Air Terhadap Tingkat Panas Mesin Mobil Toyota,” Perbandingan Pengguna. Aditif Pada Sist. Pendingin Air Terhadap Tingkat Panas Mesin Mob. Toyota Avanza 1,3 G M/T , 2015.
[5] A. Clifford, S. Darmawan, and A. Riza, “Analisis Kinerja Coolant Radiator,” J. Tek. Mesin Univ. Tarumanegara , vol. 12, no. November, pp. 122–128, 2013.
[6] D. Amni and J. T. Otomotif, “Pengaruh Pelepasan Thermostat Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Mesin Toyota Kijang 5K,” pp. 1–7, 2014.
[7] M. R. Murti, “Laju Pembuangan Panas Pada Radiator Dengan Fluida Campuran 80% Air Dan 20% Rc Pada Rpm Konstan,” J. Energi Dan Manufaktur , vol. 3, no. 1, 2012.
[8] J. Jaim, “ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU WATER PUMP PADA MOBIL ‘X’ TERHADAP TERJADINYA OVERHEATING,” J. Tek. Mesin Cakram , vol. 2, no. 2, 2020, doi: 10.32493/jtc.v2i2.4023.
[9] S. Paneliya, S. Khanna, U. Patel, P. Prajapati, and I. Mukhopadhyay, “Systematic investigation on fluid flow and heat transfer characteristic of a tube equipped with variable pitch twisted tape,” Int. J. Thermofluids , vol. 1–2, 2020, doi: 10.1016/j.ijft.2019.100005.
[10] T. DARMA SETIAWAN and I. MADE ARSANA, “Pengaruh Kondisi Temperatur Dan Laju Aliran Massa Terhadap Kapasitas Radiator (Assy St-100) Mobil Suzuki Carry,” J. Pendidik. Tek. Mesin , vol. 7, no. 1, pp. 55–60, 2018.
[11] A. M. M. Ibrahim, B. R. Elhub, and H. A. A. Wahab, “Experimental study on heat transfer and fluid flow in vertical rifled,” Adv. Mater. Res. , vol. 505, no. December, pp. 524–533, 2012, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.505.524.
[12] N. Nazilah and B. U. Kukuh Widodo, “Analisis Numerik Pengaruh Pitch Ratio Longitudinal (SL/2a) dan Transversal (ST/2b) 1, 1.25, dan 1.5 terhadap Karakteristik Aliran Fluida dan Perpindahan Panas melintasi Staggered Elliptical Tube Banks,” J. Tek. ITS , vol. 5, no. 1, 2016, doi: 10.12962/j23373539.v5i1.15673.
[13] J. T. Mesin, F. Teknik, and U. Tadulako, “ANALISIS PENGARUH KUALITAS UAP RATA- RATA TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS RATA-RATA PADA PIPA KAPILER DI MESIN REFRIGERASI FOCUS 808 Basri,” vol. 2, no. 2, pp. 10–15, 2011.
[14] H. -, W. Adriansyah, A. -, and A. D. Pasek, “Metodologi Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Paksa Fluida Organik Propana Pada Kondisi Superkritik,” J. Teknol. , vol. 9, no. 2, p. 89, 2017, doi: 10.24853/jurtek.9.2.89-96.
[15] C. Lin, J. Saunders, and S. Watkins, “The effect of changes in ambient and coolant radiator inlet temperatures and coolant flowrate on specific dissipation,” SAE Tech. Pap. , no. March 2000, 2000, doi: 10.4271/2000-01-0579.