PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE COLDSTORAGE 40 UNTUK PRODUK IKAN TUNA

(1)

PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE

COLDSTORAGE 40’ UNTUK PRODUK IKAN TUNA

DOSEN PEMBIMBING:

ARY BACHTIAR KRISHNA PUTRA , ST.,MT., PhD BAGUS DEWAJI EKO N. 2108100503

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

(2)

 _{Ikan tuna mempunyai bentuk badan seperti}

cerutu,

 Indonesia merupakan salah satu negara

pengekspor tuna terbesar di dunia.

 _Penggunaan _sistem _refrigerasi _atau

pendinginan untuk industri penyimpanan ikan tuna memberikan keuntungan

(3)



Mengestimasikan beban pendinginan yang

harus diatasi oleh peralatan pengkondisian

udara.



Mengkomparasi kapasitas pendinginan yang

(4)



Memahami prinsip dasar kontainer pendingin

(5)

 _{Instalasi listriknya}_{container refrigerator}_diabaikan_.  Kecepatan air flow rate 96,3 – 77 m3/min

 Temperatur ikan tuna seragam antara 0oC ke -17,8 oC.

 _{Kondisi udara}_{steady state} _{dan aliran refrigeran}_{steady flow.}  _{Temperatur rata – rata udara luar container 33,2}o_{C serta}

temperatur permukaan luar container 36,8 o_C

 Kecepatan truck container 40 km/jam.

 Perhitungan beban pendinginan dengan metode referensi

(6)

 _{Isnawan Budi Prasetro (2000)}

Coldstorage diam berbentuk balok, dimana mengawetkan udang. Menggunakan sistem refrigerasi uap R 502 yang mengambil data dari PT. SEKAR BUMI II SIDOARJO. Beban pendinginan yang meliputi beban produk, beban transmisi, beban elektrikal, dan beban orang karena dianggap ada orang yang sering keluar masuk. Untuk beban – beban memakai standar ASHRAE. Juga menghitung waktu pendinginan beliau menggunakan Gurrnie Lurrie Chart,dimana produk sebelum masuk temperaturnya 5

o_F(-15 o_{C) sampai -4}o_F(-20 o_C) T (o_F) 0 13, 08 t (ja m) 1 5 -4 1 0 5 0 5 2 0 2 4 2 5

(7)

 _{Yudi Harianto (2007)}

Coldstorage diam yang berbentuk balok, mengawetkan daging. Sistem refrigerasi R 134a. Dimana mengambil data dari PT. Soejasch Bali dan PT. Cahaya Timur Indonesia. Beban pendinginan yang meliputi beban konduksi, beban infiltrasi, beban produk, dan beban internal. Dimana beban internal antara lain : beban wadah, dan beban lampu. Untuk semua perhitungan beban menggunakan metode ASHRAE. Sehingga didapatkan beban pendinginan total 19,46605 kW, laju aliran masssa refrigeran 99,86 kJ/kg, daya kompresor 56,447 kJ/kg serta COP 1,77.

(8)

 _{Konduksi (hantaran)} Q = -k . A . (∆t / L)  _{Konveksi (aliran)} Q = h . A . (t _s-t _f) ; ;  Natural Convection ; ;  Forced Convection

Jika laminer flow harga Nu_L,

Jika turbulen flow harga Nu_L,

 _{Radiasi (pancaran)} Q = ɛ.σ.A.(T_s4 _{– T} sur4) 2 0 2 0 . ). .( . u L u L T T g Gr s L . L V L .. . Re 3 / 1 2 / 1 Pr Re 0664 . 0 _L L Nu 3 / 1 5 / 4 Pr Re 0296 . 0 _x x Nu . ). .( . T T L3 g Ra s L 4 / 1 54 . 0 _L L Ra Nu NuL 0.15 Ra_L1/3

Dimana : k = daya hantar (konduktifitas) termal, W/m.°K A = luas permukaan, m2

∆t = beda suhu dua permukaan, °K L = panjang, m

h = koevisien konveksi, W/ m2 _.0_K

ts = temperatur permukaan ,°C atau °K tf = temperatur fluida, °C atau °K g = percepatan gravitasi (m/s2₎

T_∞= temperature lingkungan (o_K)

u_o=kecepatan fluida mula – mula (m/s) = viskositas kinematik (m2_/s)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3₎

µ = viskositas absolute (Ns/m2₎

α = thermal diffusivity (m2_/s)

β = volumetric thermal expansion coefficient σ = Konstanta atau tetapan Stefan Boltzman

= 5,67.10-8_{Watt / m}2_{. °K}4

Tsur= suhu sekeliling (°K)

ε = emisivitas benda atau koefisien pancaran (0< ε ≤1)

2 27 / 8 16 / 9 6 / 1 Pr / 492 . 0 1 387 . 0 825 . 0 L L Ra Nu

(9)

Penambahan Kalor Perabot,Struktur, Beragam penyimpan kalor Pembuangan Kalor Beban Pendinginan TFM

Fungsi Transfer Konduksi Fungsi Transfer RuangTFM _{Fungsi Transfer Udara Ruang}

TETD TA

Proses Waktu Rata – Rata

CLTD/CLF Konveksi

Radiasi Konveksi (dengan

tunda waktu)

(10)



_{Beban eksternal}

a.

beban transmisi melalui

dinding luar dan atap,

b.

beban infiltrasi



Beban internal

a.

beban

Total Konduksi

Intern Container

b.

Beban elektrik

Beban transmisi

beban Total Konduksi Intern Container

Beban elektrik

(11)

beban kalor akibat perpindahan panas konduksi melalui dinding bagian luar, dan atap. metode perbedaan temperatur equivalen (equivalent temperature difference).

= U x A x ∆t

_e

(12)

 Beban sensibel dari udara luar (Open Air Sensible Heat,

OASH)

OASH = 1,08 x cfm_OA x (t_OA - t_RM )

 _{Beban laten dari udara luar} _{(Open Air Latent Heat, OALH)}

OALH = 0,68 x cfm_OA x (ω_OA - ω_RM ) = OASH + OALH

in Q

(13)



Beban produk,

Qpr = m.C

_p

.(T

_p1

-T

_p2

)



Beban udara,

Qu = m

_u

.C

_pu

.(T

_u1

-T

_u2

)



Beban plate,

Qp = m

_p

.C

_pp

.(T

_p1

-T

_p2

)

=

g su a f d K d t t J . 2 ) ( 2 f

T

(14)

=

Nilai

didapatkan dari table 53 pada

Carrier

Handbook of Air Conditioning System Design

.

ernal

(15)

= + + + = + safety factor

= + ( × 10%)

total

Q



Q



_transmisi

Q



_inf _iltrasi

Q



_konduksi _total _int_ernal

_Q



_int_ernal

tr

Q



Q



_total

total

(16)

 _{Dimensi luar = 2,896 m ( tinggi) ; 2,438 m (lebar) ; 12,192 m (panjang)}

(17)

Pengukuran

a. Kelembaban udara,

b. Kecepatan aliran udara,

c. Temperatur udara di dalam

container

Alat ukur

a. Thermometer dan Higrometer

digital

(18)



Saat kontainer pendingin beroperasi, berikan waktu

sekitar 10 menit Selanjutnya, lakukan pencatatan pada

alat ukur yang ada.



Selama sekitar 2 jam lebih, didapat data-data numerik

(19)

 Refrigeran yang dipakai adalah R134a  _{Lapisan material penyusun kontainer}

luar luar CrNi CrNi Polyurethane extruded polystyrene AlMg3 AlMg3 dalam dalam bagian atas,depan,belakang

(20)

 Untuk ukuran kontainer

 Dimensi luar : 2,896 m ( tinggi) + 2,438 m (lebar) + 12,192 m (panjang)

 Dimensi dlm : 2,545 m ( tinggi) + 2,284 m (lebar) + 11,590 m (panjang)

 _{Beban maksimal produk 12 ton}  _{Jenis produk adalah ikan tuna}  Tempat ikan tuna : karton

 Dengan ukuran : 51,6 cm ( panjang) + 32 cm (lebar) + 37,1 cm

(tinggi)

 _{Temperature udara luar kontainer pendingin 33,2}0_C

(21)

Tinjauan Pustaka

Pengambilan Data

Hasil perhitungan dan pembahasan

End Kesimpulan

(22)

(23)

 Diketahui : data – data analisis

 _{Ditanya : Total beban pendingin….?}

 _{Jawab : -dengan udara luar , didapatkan}

properties dari [Ref :8]

-dengan CrNi ,Tf = 308 K, didapatkan properties dari [Ref :8]

-dengan udara dalam , didapatkan properties dari [Ref :8]

-dengan AlMg3,Tf = 256,4225 K, didapatkan properties dari [Ref :8]

-dengan Polyurethane dan Extruded Polystyrene, didapatkan nilai k [Ref :1]

K T T Tf o so 308 2 K Ti T Tf i 256,4225 2

(24)

▪ Beban transmisi, untuk outside untuk inside s m A V A V i i / 027 , 7 2284 , 0 605 , 1 Qcool.load . Qcool.load ) ( 1 00105 , 0 ) 358 , 8158822 ( 10 . 97681 , 6 Re 10 . 97681 , 6 . ). .( . ) ( 358 , 8158822 . . Re 2 11 2 11 2 0 2 convection forced Gr L V V L T T g Gr turbulen L V L L o s L o L ) ( 1 002373 , 0 ) 052 , 6805585 ( 10 . 09905 , 1 Re 10 . 09905 , 1 . ). .( . ) ( 052 , 6805585 . . Re 2 12 2 12 2 0 2 convection forced Gr L V V L T T g Gr turbulen L V o s o

(25)

1 2 3 untuk outside Untuk x =1m, 669194,7 05 -1,88396E 1,11.1 1,134776.1 Re₁ K m W x k Nu h K L h Nu Nu Nu o o 2 3 1 1 1 1 1 3 / 1 5 / 4 1 3 / 1 5 / 4 1 1 / 32,42902 1 10 . 892 , 26 . 1205,898 . . 1205,898 ) 70588 , 0 .( ) 669194,7 .( 0296 , 0 Pr . Re . 0296 , 0

(26)

 _{Untuk inside} Untuk x =1m, 589024,2 05 -1,62811E ,027.1 1,364733.7 Re₁ K m W L k Nu h K L h Nu Nu i i 2 1 1 1 1 3 / 1 5 / 4 1 1 / 24,98641 . . 1095,232 Pr . Re . 0296 , 0

xo xi Reo Nuo ho Rei Nui hi

1 1 669194,7 1205,898 32,42902 589024,2 1095,232 24,98641 2 2 1338389 2099,591 28,2311 1178048 1906,91 21,75193 3 3 2007584 2904,074 26,03212 1767072 2637,565 20,05763 4 4 2676779 3655,6 24,5766 2356097 3320,123 18,93616 5 5 3345974 4370,053 23,50389 2945121 3969,01 18,10964 6 6 4015168 5056,287 22,66228 3534145 4592,268 17,46118 7 7 4684363 5719,909 21,97426 4123169 5194,989 16,93106 8 8 5353558 6364,769 21,39517 4712193 5780,67 16,48488 9 9 6022753 6993,663 20,89706 5301217 6351,85 16,10109 10 10 6691947 7608,704 20,46133 5890242 6910,448 15,76536 11 11 7361142 8211,544 20,07499 6479266 7457,965 15,46768 12,192 11,590 8158822 8916,012 19,66613 6805585 7756,97 15,31642 23,49199 18,11412 av. ho av. hi K m W T T T T h_r . .( _s₀ _suro).( _so2 _suro2 ) 0,674 / 2 K m W h k x k x k x h h U i o r 2 3 3 3 2 2 1 1 / 10 . 0636 , 1 1 1 1