TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Teknik Pengendalian Kebisingan (Engeneering Noise Control)
0 0 0 2 ^ 2 ^ 2 ) . ( 1 ) . ( . . . . . 2 1 ) ( ) 4 ( 2 1 r K r K S C v Z r v r rad + = ρ π (30) Dimana : r = Jarak permukaan (m)
0C0 = karakteristik impedance untuk udara v = kecepatan partikel untuk tiap jarak (m/s) S = merupakan luas permukaan radiasi (m2) K0 = bilangan gelombang 2 f/c
2.5.2 Efisiensi Radiasi
Biasanya untuk menentukan efisiensi radiasi bagian yang bergetar digunakan persamaan
A c v W n rad rad 0 0 2 ) ( ρ σ = (31)
dimana (vn2) adalah komponen normal dari kecepatan getaran kuadrat rata-rata dari radiasi permukaan dari luas A dan Wrad adalah energi radiasi bunyi. Dengan defenisi ini, persamaan (31) menjadi
[
2]
0 2 0 ) ( 1 ) ( a k a k rad = + σ (32)2.6 Teknik Pengendalian Kebisingan (Engeneering Noise Control)
Pengendali kebisingan merupakan tindakan penurunan/pengurangan kebisingan di sumber-sumber kebisingan, mengontrol jalannya kebisingan dan perlindungan terhadap
Penurunan kebisingan dengan metode aplikasi akustik pada permesinan sejak tahap desain merupakan hal yang paling efektif mengingat besarnya cost yang harus dikeluarkan. Persoalan pengendalian kebisingan bersifat multi dimensi atau lintas ilmu.
Untuk mendapatkan suatu rancangan komponen mesin yang bersifat low noise
design, ada hal-hal tertentu yang harus dilakukans alah satunya adalah identifikasi. Source atau Noise Generation Mechanism harus diketahui terlebih dahulu. Bersifat
apakah NGM-nya, apakah air borne, solid borne, ataupun fluid borne. Identifikasi ini mencakup sumber, propagasi dan radiasi dan berdasarkan data-data kulitatif, eksperimen dan pengalaman.
Gambar 2.7 Skematik Pengendalian Kebisingan. [8]
Sumber bunyi (accoustic source) dilukiskan sebagai fluktuasi gaya-gaya dalam medium/media. Fluktuasi gaya-gaya dapat berupa gerakan permukaan pada benda solid atau fluktuasi fluida seperti aliran turbulen.
Teknik yang dipakai untuk mengendalikan kebisingan pada sumber, yaitu :
1. Menghindari atau mengurangi sumber Air Borne, misalnya pada peristiwa turbulensi, shock dan pulsasi.
2. Menghindari atau mengurangi sumber Fluid Borne, misalnya pada peristiwa turbulensi, shock, pulsasi dan kavitasi.
3. Menghindari atau mengurangi sumber Solid Borne, misalnya pada peristiwa impak dan gesekan. Propagasi merupakan rambatan kebisingan yang akan diterima telinga. Dalam banyak situasi sumber, propagasi dan penerima dapat berupa interaksi-interaksi diantara mereka, namun pendekatan pemecahan permasalahan kebisingan adalah dengan cara yang sama. Dalam identifikasi
sumber-sumber kebisingan suatu sistem haruslah diketahui komponen-komponen mana saja yang bersifat aktif maupun pasif. Identifikasi propagasi atau jalanya rambatan bunyi mencakup komponen mana saja yang berpotensial meneruskan dan merefleksikan kembali dalam suatu material.
Teknik yang dipakai untuk mengendalikan kebisingan propagasi suara, yaitu : 1. Pembungkusan (capsuling)
Pengertian dari capsuling yang umum dipakai adalah menutup sistem secara penuh untuk mencegah terjadinya refleksi suaru dari mesin ke dinding rumah mesin. 2. Menggunakan plat akustik
3. Menyerap bising melalui material akustik/damper.
Identifikasi radiasi sangat tergantung dari bentuk geometri dari suatu struktur mesin/komponen. Bagian mana saja yang berpotensial dan bersifat dominan. Radiasi juga dipengaruhi oleh situasi disekitar objek yang menjadi permasalahan, seperti tipe medan bunyi, ruang terbuka atau ruang tertutup dan emisi dari mesin-mesin yang berdekatan.
Secara prinsip peristiwa radiasi dapat terjadi melalui bukaan (opening) pada mesin/sistem atau getaran/vibrasi dari luasan permukaan luar mesin/sistem tersebut. Teknik yang dapat digunakan untuk mengatasi/mengendalikan kebisingan radiasi suara dibagi dua, yaiu :
a. Teknik pengendalian radiasi suara melalui opening
1. Menentukan/merancang arah radiasi pada posisi/arah yang paling tidak mengganggu, dengan cara memodifikasi opening tersebut.
2. Mempergunakan damping atau dinding plat akustik pada opening tersebut. b. Teknik pengendalian radiasi suara pada luasan permukaan mesin.
1. Luas permukaan yang berpotensi terjadinya radiasi, dibuat sekecil mungkin. 2. Permukaan mesin yang rentan getaran dihindari
3. Luas permukaan yang terpaksa besar dibuat kecil.
4.Terapkan prinsip permukaan bagian luar dari struktur mesin mempunyai efisiensi radiasi yang kecil/rendah.
5. Redam permukaan tempat terjadinya radiasi suara 2.7 Kebisingan Knalpot (Noise Silencer)
Silencer atau Knalpot adalah alat pereduksi suara dan panas pada kendaraan atau
Mesin - mesin internal combustion , khusus pada mobil bensin atauDiesel penyerapan panas yang diambil oleh knalpot atau exhaust kurang lebih 30-35%.
Noise silencer merupakan kebisingan yang terjadi pada knalpot. Kebisingan terjadi
akaibat gas pembakaran yang dihasilkan dari mesin masuk ke knalpot dengan tekanan yang sangat tinggi. Untuk itu silencer atau knalpot dirancang khusus untuk meredam kebisingan yang terjadi pada kendaraan bermotor. Oleh karena, itu material yang baik untuk knalpot adalah material yang baik dalam menyerap bunyi (material akustik). Panas yang diterima knalpot dari hasil pembakaran dari motor berkisar 130 °C sampai dengan 160 °C dan suara yang sangat keras ketika terjadi pembakaran diruang bakar, maka knalpot harus mempunyai syarat–syarat tertentu apalagi pada saat sekarang lingkungan sangat di perhatikan dalam rangka menunjang program langit biru dimana gas buang dapat menjadikan kerusakan pada lingkungan maka mau tak mau pembuangan gas bekas menjadi perhatian sangat serius dan harus memenuhi kriteria tertentu. Adapun syarat utama pada knalpot:
1. Kemampuan bahan terhadap panas 2. Mereduksi suara atau kebisingan 3. Tidak mengganggu kinerja motor
Dibawah ini adalah contoh bentuk knalpot dan knalpot yang telah di mesh kan untuk membantu melakukan simulasi. Ini dapat terlihat jelas pada gambar 2.8 dan gambar 2.9 seperti dibawah ini.
Gambar 2.8 Bentuk Knalpot.
Gambar 2.10 Hasil Simulasi dengan PATRAN
Berdasarkan hasil studi literatur yang ada pada gambar 2.10 dapat dilihat hasil simulasi yang telah ada. Pada gambar terlihat jelas hasil simulasi bentuk knalpot yang telah dimesh dengan menggunakan software PATRAN pada frekuensi 2900 Hz . pada gambar 2.10 terlihat terjadi distribusi kebisingan pada solid borne.
Berdasarkan hasil studi literatur yang ada pada gambar 2.11 dapat dilihat hasil simulasi yang telah ada. Pada gambar terlihat jelas hasil simulasi bentuk knalpot yang telah di-mesh dengan menggunakan software PATRAN pada frekuensi 700 Hz. Pada gambar 2.11 terjadi distribusi suara pada gas borne dengan 3 zona.