Studi Eksperimental Pengaruh Frekuensi Bunyi dan Panjang Resonator Lurus Terhadap Penurunan Suhu Dalam Alat Pendingin Termoakustik Tipe Gelombang Berjalan

Abstract

Abstract:. Traveling wave thermoacoustic refrigerators are alternative and environmentally friendly cooling devices which use traveling sound wave in heat removing process to have some cooling. The structure of these devices usually have a combination of a straight resonator tube and a loop tube. In this experiment, we used PVC (polyvinyl chloride) pipe with inner diameter of 55 mm to construct the resonator and loop tubes. The working gas inside the tubes is atmospheric air. The regenerator has 40 mm length and 53 mm diameter, it is made of a tight stack of stainless-steel wire-mesh screens with mesh number of 60 mesh/inch. A 10-inch loudspeaker and an audio amplifier are used as the sound source. Audio signal and frequency are provided and controlled by using a function generator. In this research, the influences of sound frequency and resonator length on the temperature decrease of air are studied experimentally, with the loop tube length is constant at 390 cm. The sound frequency is varied in the range of 26 Hz – 43 Hz, while the resonator range is varied into 40cm, 55cm, 80cm, 105cm, and 130cm. Experimental results show that the maximum temperature decrease of 21.4°C (i.e. from 26.5°C down to 5.1°C) is obtained by using 105 cm resonator length and 31 Hz sound frequency.

Abstrak: Peranti pendingin termoakustik gelombang berjalan merupakan alat pendingin alternatif ramah lingkungan yang menggunakan gelombang bunyi berjalan untuk melakukan pemindahan kalor sehingga menghasilkan pendinginan. Alat pendingin termoakustik ini umumnya memiliki struktur berupa gabungan pipa resonator lurus dan pipa simpal. Pada eksperimen ini, pipa yang digunakan adalah pipa PVC (polyvinyl chloride) memiliki diameter-dalam 55 mm. Pipa resonator dan simpal berisi udara biasa sebagai gas kerja. Regenerator yang digunakan memiliki panjang 40 mm dengan diameter sekitar 53 mm dan terbuat dari lembaran-lembaran kasa kawat stainless-steel berukuran 60 mesh/inchi yang disusun rapat. Sebuah loudspeaker 10 inci serta sebuah unit penguat audio digunakan sebagai sumber bunyi. Sinyal dan frekuensi audio diberikan dan diatur dengan sebuah unit function generator. Pada penelitian ini, pengaruh frekuensi bunyi dan panjang pipa (resonator) lurus terhadap besar penurunan suhu udara dipelajari secara eksperimen dengan panjang (keliling) simpal dibuat tetap sebesar 390 cm. Frekuensi bunyi divariasikan dalam interval 26 Hz – 43 Hz, sedangkan pipa resonator memiliki variasi panjang 40 cm, 55 cm, 80 cm, 105 cm, dan 130 cm. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa penurunan suhu terbesar yaitu 21,5 °C (dari 26.5 °C menjadi 5.1 °C) diperoleh dengan panjang resonator 105 cm dengan frekuensi bunyi 31 Hz.