BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.2. Alat Penelitian
Spesifikasi alat penelitian :
1) Konstruksi : concentric tube heat exchanger atau double tube heat
exchanger satu laluan dengan bentuk penampang kedua pipa (tube)
adalah lingkaran (annular) 2) Bahan pipa (tube) :
- innertube dan outer tube : aluminium
3) Dimensi
- inner tube : diameter luar 19,07 mm dan diameter dalam 17,34 mm
- outer tube : diameter luar 25,14 mm dan diameter dalam 23,84 mm
- panjang inner tube : 1.850 mm - panjang outer tube : 1.650 mm
- ukuran celah annulus (gap) : 2,38 mm dengan diameter hidrolik : 4,77 mm
- jarak antar pressure tap : 1.198 mm.
4) Pola aliran : counterflow (aliran berlawanan arah)
Air dalam inner tube dan outer tube mengalir dalam arah horisontal, tetapi selalu berlawanan arah, baik saat penelitian tanpa pertukaran kalor maupun dengan pertukaran kalor.
Gambar 3.1. Skema seksi uji penukar kalor saluran annular
bercelah sempit
Gambar 3.2.Seksi uji berupapenukar kalor saluran annular
bercelah sempit
Gambar 3.4. Rangkaian alat penelitian tampak depan
Tandon
Bak Air Bak Air Dingin Pompa Air
Narrow
Gambar 3.5. Rangkaian alat penelitian tampak belakang
b) Termokopel
Untuk mengukur temperatur, digunakan termokopel tipe-T. Tipe-T (Copper /Constantan) cocok untuk pengukuran temperatur dari −200 o
C sampai 350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga dan yang negatif terbuat dari constantan. Termokopel ini memiliki sensitifitas ~43 µV/°C dan berdiameter 0,1 mm. Termokopel ini dipasang pada sisi masuk dan keluar dari inner tube (untuk mengukur temperatur air panas masuk dan keluar inner tube), pada tandon (untuk mengukur temperatur air dingin masuk ke anulus) serta pada sisi annulus (untuk mengukur temperatur air dingin keluar anulus). Pemasangan termokopel dilem
Manomet
Pompa
Air
Thermocou
ple Reader
Pompa
Katup Pengatur
Overflow
Thermocou
ple
Timbangan
Ember
Ujung Termokopel Lem
Posisi Termokopel
Pipa PVC
menggunakan lem Araldite yang terdiri dari pengeras (hardener) warna merah dan resin (warna putih).
Gambar 3.6. Termokopel tipe-T
(a) (b)
Gambar 3.7. (a) Lem Araldite ; (b) Konektor termokopel
Pemasangan termokopel untuk mengukur temperatur air masuk dan keluar penukar kalor baik itu untuk air dingin maupun air panas dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut ini :
Gambar 3.8. Skema pemasangan termokopel untuk mengukur temperatur air
(c). Flange
Flange ini terbuat dari bahan nilon yang berfungsi untuk menyangga pipa dalam dan pipa luar agar tetap konsentrik (sehingga lebar celah annulus seragam). Flange dibuat melalui proses pengeboran dan pembubutan dari nilon yang berbentuk silinder. Pembubutan luar dilakukan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan nilon. Nilon kemudian dibor pada bagian tengahnya hingga mencapai diameter
tertentu. Setelah itu, nilon dibor dalam hingga mencapai diameter yang diinginkan (Gambar 3.9).
Gambar 3.9. Flange
Gambar 3.10. Gambar skema flange
.(d). Display termokopel / thermocouple reader
Alat ini digunakan untuk menunjukkan temperatur yang diukur oleh sensor termokopel.
Gambar 3.11. Display termokopel
(e). Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal digunakan untuk memompa air dari bak air masuk ke dalam alat penukar kalor melalui pipa – pipa. Pompa yang digunakan sebanyak tiga buah yaitu untuk memompa air panas dan air dingin serta untuk membuang air yang keluar dari annulus.
Tabel 3.1. Spesifikasi pompa DAB
Model Aqua 125 A – pompa sumur dangkal ( non otomatis )
Pompa
Head Hisap 9 meter
Motor
Tegangan 110 V 220 V Head Buang 15 meter Daya Output 125 Watt
Total Head 24 meter Arus 1,4 Ampere
Kapasitas Max
37 ltr/min WINDING CLASS B MOTOR PROTECTOR
INCORPORATED
Gambar 3.12. Pompa sentrifugal
(f). Manometer pipa U
Manometer pipa U ini terbuat dari selang plastik yang berfungsi untuk mengukur perbedaan tekanan fluida pada sisi annulus. Fluida manometer yang digunakan adalah air.
Gambar 3.13. Manometer pipa U
(g). Bak penampung atas
Bak penampung atas digunakan agar tekanan air yang masuk ke anulus sempit konstan.
Gambar 3.14. Bak penampung atas
(h). Penjebak air
Penjebak air digunakan agar air dari anulus sempit tak masuk ke manometer.
Gambar 3.15. Penjebak air
(i). Rangka dan pipa – pipa saluran air
Rangka dari plat besi yang disusun sedemikian rupa menggunakan mur dan baut ukuran M12 dan rangkaian ini digunakan sebagai penopang dan untuk meletakkan penukar kalor. Sedangkan pipa – pipa saluran air ini berasal dari bahan
PVC berdiameter ¾ inchi dan digunakan untuk mempermudah aliran air masuk kedalam alat penukar kalor.
(j). Stop kran
Stop kran ini dari bahan tembaga yang digunakan untuk mengatur debit aliran air. Sedangkan cara penggunaannya dengan cara diputar untuk mengatur debit yang akan diinginkan.
Gambar 3.16. Stop kran
(k). Ball valve
Ball valve ini digunakan untuk mengatur arah dari aliran air yang diinginkan baik itu untuk arah aliran vertikal maupun horisontal dari penukar kalor.
Gambar 3.17. Ball valve
(l). Thermostat
Thermostat digunakan untuk menjaga temperatur air panas yang akan masuk ke inner tube agar konstan.
(m). Relay at Relay memutus dan m (n). Pemanas ai Pemana Pemanas yan 6000 Watt. (o). Gelas Uk Gelas pada selang timbangan di sempit. Gambar 3.18. The atau kontaktor
ay atau kontaktor dihubungkan de us dan menyambung arus listrik yang di
Gambar 3.19. Relay
anas air elektrik (electric water heat
anas ini berfungsi untuk mema ang digunakan berjumlah 6 buah
Gambar 3.20. Pemana
as Ukur
las ukur digunakan untuk menampung g waktu tertentu. Air yang dita n digital untuk menentukan laju al
Thermostat
dengan thermostat dan digunakan g diatur oleh thermostat.
ay atau kontaktor
eater)
manaskan air dalam tangki air h dengan total daya yang dipakai
anas air elektrik
pung air yang keluar dari anulus ditampung kemudian ditimbang de u aliran massa air yang melewati
kan untuk ir panas. kai adalah us sempit ng dengan anulus
Gambar 3.21. Gelas Ukur
(p). Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk mengukur selang waktu yang diperlukan untuk menampung air yang keluar dari anulus sempit dalam jumlah tertentu dengan menggunakan gelas ukur.
Gambar 3.22. Stopwatch
(q). Timbangan Digital (digital scale)
Digunakan untuk menimbang massa air yang telah terukur dalam gelas ukur selama selang waktu tertentu untuk mengetahui laju aliran massa air.
Gambar 3.23. Timbangan digital.
