RANCANG BANGUN TABUNG IMPEDANSI DAN KAJIAN
EKSPERIMENTAL UNTUK MENDAPATKAN NILAI
KOEFISIEN SERAP BUNYI BUAH KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
MARTUA HALOMOAN SINAGA
100401093
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Metode tabung impedansi merupakan sebuah metode yang digunakan untuk mengukur koefisien serap bunyi suatu material. Tujuan utama penelitian ini untuk merancang sebuah alat uji berupa tabung impedansi yang digunakan untuk mendapatkan nilai serap bunyi buah kelapa sawit. Metode penelitian yang digunakan adalah metode transfer fungsi yang mengacu pada standar ISO 10534-2. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa, diameter tabung (d) 40 mm, panjang tabung (l) 500 mm dan batas frekuensi pengujian yang di ijinkan 173 Hz sampai 5 kHz. Nilai koefisien serap bunyi yang paling tinggi terdapat pada buah kelapa sawit jenis Tenera pada frekuensi 2000 Hz yaitu α =
0.6276. Frekuensi terbaik yang dapat diserap adalah 2000 Hz, karena pada harga
tersebut didapat nilai koefisien serap maksimum dari masing-masing buah.
.
ABSTRACT
Impedance tube method is a method used to measure the sound absorption coefficient of a material. The main objective of this research to design an impedance tube test equipment that used to get the sound absorption of palm oil fruit. Transfer function method is the used method to solve the problem that refers to ISO 10534-2.1998 From the research has been done, can be concluded, which is the tube diameter (d) 40 mm, tube length (l) 500 mm and a frequency limit testing allowed 173 Hz to 5 kHz. Sound absorption coefficient value which is highest on the type of palm oil fruit at a frequency of 2000 Hz Tenera is α = 0.6276. Maximum frequency can absorbed is 2000 Hz, because the obtained maximum absorption coefficient of each fruit.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah “Rancang Bangun Rekayasa Tabung Impedansi Untuk Analisa Perbandingan
Kandungan Minyak Buah Kelapa Sawit”.
Selama penulisan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada :
1. Kedua Orang tua saya yang telah memberikan segala sesuatunya dengan penuh ikhlas.
2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembimbing yang telah sabar dan banyak memberikan arahan, bimbingan, nasehat, dan pelajaran berharga hingga Skripsi ini dapat terselesaikan.
3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
5. Saudara Samarpal Limbong dan teman-teman mahasiswa Mesin USU khususnya untuk stambuk 2010, kemudian bapak Mhd. Alfis, bapak Yusuf Siahaan,dan abangda Fadly yang telah banyak memberikan support dan
sharing dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa lain.
Medan, Januari 2016
Penulis
DAFTAR ISI
1.1. Latar Belakang ...1
1.2. Perumusan Masalah ...2
1.3. Tujuan Penelitian ...2
1.3.1 Tujuan Umum ...2
1.3.2 Tujuan Khusus ...3
1.4. Manfaat Penulisan ...3
1.5. Batasan Masalah...3
1.6. Sistematika Penulisan...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...5
2.1.3 Pengertian Bunyi ...6
2.1.4 Sifat–Sifat Bunyi ...7
2.1.4.1 Frekuensi ...7
2.1.4.2 Kecepatan Perambatan ...8
2.1.4.3 Panjang Gelombang ... 9
2.1.4.4 Intensitas Bunyi ... 10
2.1.4.5 Kecepatan Partikel ... 10
2.2 Metode Desain ( Design Methode) ...10
2.3 Kelapa Sawit ...12
2.3.1. Sejarah Kelapa Sawit ...12
2.3.2. Jenis - jenis Kelapa Sawit ...13
2.3.3 Tandan Buah Segar (TBS) ...14
2.3.3.1 Fraksi TBS dan Mutu Panen ...15
2.4 Sifat Akustik ...16
2.4.1 Koefisien Absorpsi ...17
2.5 Tabung Impedansi ...19
(ISO 10534-1:1996) ...19
2.5.1.2 Metode Transfer Fungsi (ISO 10534-2:1998) ...20
2.5.2 Konstruksi Tabung Impedansi Untuk Metode Transfer Fungsi (ISO 10543-2 : 1998) ...22
BAB III METODE PENELITIAN ...24
3.1. Tempat Penelitian...24
3.2. Alat dan Bahan ...26
3.2.1 Alat ...26
3.2.2 Bahan ...28
3.3. Prosedur Pengujian...33
3.4. Teknik Pengukuran, Pengolahan dan Analisa Data ...34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN ...33
4.1. Perancangan Tabung Impedansi ...33
4.2. Hasil Analisa Perancangan Tabung Impedansi (ISO 10534-2 ; 1998) ...34
4.3. Experimental Set Up ...37
4.4.2. Pengukuran pada Frekuensi 500 Hz ...43
4.4.3. Pengukuran pada Frekuensi 1000 Hz ...43
4.4.4. Pengukuran pada Frekuensi 2000 Hz ...43
4.4.5. Pengukuran pada Frekuensi 4000 Hz ...44
4.5. Hasil Pengujian Buah Kelapa Sawit Jenis Tenera ...45
4.5.1. Pengukuran pada Frekuensi 250 Hz ...45
4.5.2. Pengukuran pada Frekuensi 500 Hz ...46
4.5.3. Pengukuran pada Frekuensi 1000 Hz ...46
4.5.4. Pengukuran pada Frekuensi 2000 Hz ...47
4.5.5. Pengukuran pada Frekuensi 4000 Hz ...47
4.6. Hasil Pengujian Buah Kelapa Sawit Jenis Pisifera ...49
4.6.1. Pengukuran pada Frekuensi 250 Hz ...49
4.6.2. Pengukuran pada Frekuensi 500 Hz ...49
4.6.3. Pengukuran pada Frekuensi 1000 Hz ...50
4.6.4. Pengukuran pada Frekuensi 2000 Hz ...50
4.6.5. Pengukuran pada Frekuensi 4000 Hz ...50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...54
DAFTAR PUSTAKA ...55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1. Roadmap Penelitian ... 2
Tabel 2.2. Jenis Kelapa Sawit Berdasarkan Warna Kulit Buah ... 14
Tabel 2.3. Hasil Rendemen dan ALB Akibat Lamanya TBS Diangkut Ke Pabrik ... 15
Tabel 2.4. Beberapa Tingkat Fraksi TBS ... 16
Tabel 2.4. Koefisien penyerapan bunyi dari beberapa material ... 18
Tabel 3.1. Tabel Pengamatan ... 31
Tabel 4.1. Tabel koefisien serap bunyi buah Dura... 44
Tabel 4.2. Tabel koefisien serap bunyi buah Tenera ... 48
Tabel 4.3. Tabel koefisien serap bunyi buah Pisifera ... 51
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gelombang Transversal... 6
Gambar 2.2. Gelombang Longitudinal... 6
Gambar 2.3. Jenis-Jenis Buah Kelapa Sawit ... 14
Gambar 2.4. Fenomena Absorpsi Suara oleh Suatu Permukaan Bahan ... 16
Gambar 2.5. Pandangan Skematis Metode Rasio Gelombang Tegak ... 20
Gambar 2.6. Tabung Impedansi Untuk Pengukuran Koefisien Serap Bunyi ... 21
Gambar 2.7. Dimensi Tabung Impedansi ... 22
Gambar 3.1. Laptop Acer Aspire E1-471 ... 24
Gambar 3.2. Lab-Jack U3-LV ... 25
Gambar 3.3. Amplifier ... 26
Gambar 3.4. Loudspeaker ... 26
Gambar 3.5. Mikropon ... 27
Gambar 3.6. Tabung Impedansi ... 27
Gambar 3.7. Buah Jenis Dura ... 28
Gambar 3.8. Buah Jenis Tenera ... 28
Gambar 3.9. Buah Jenis Psifera ... 28
Gambar 3.10. Posisi Mikrofon 2, 1 Dan 1’ ... 29
Gambar 3.11. Diagram Alir Penelitian ... 32
Gambar 4.1. Desain Tabung Impedansi ... 35
Gambar 4.2. Ilustrasi Gelombang Pada Frekuensi 250 Hz ... 36
Gambar 4.3. Ilustrasi Gelombang Pada Frekuensi 2000 Hz ... 37
Gambar 4.4. Skema alat uji tabung impedansi ... 38
Gambar 4.8. Grafik Koefisien Serap Bunyi Pada Buah Dura ... 45
Gambar 4.9. Grafik Koefisien Serap Bunyi Buah Tenera ... 48
Gambar 4.10. Grafik Koefisien Serap Bunyi Buah Pisifera ... 51
DAFTAR NOTASI
Simbol Satuan
A Amplitudo (m)
c Cepat rambat bunyi (m/s)
d Diameter tabung (mm)
f Frekuensi (Hz)
I Intensitas bunyi (W/m2)
k Nomor gelombang (m-1)
l Panjang tabung (mm)
p Tekanan (Pa)
s Jarak microphone (m)
T Waktu (s)
ρ Kerapatan (Kg/m3)
V Kecepatan partikel (m/det)
W Daya akustik (watt)