4. EKSPERIMEN PIPA 1. Gambar 4.1. Skema Letak Tandon 1, Tandon 2 dan Menara Pendingin

KATROL

MOTOR FAN

MENARA PENDINGIN POMPA AIR

TANDON 2 TANDON 1

PIPA 1

Gambar 4.1. Skema Letak Tandon 1, Tandon 2 dan Menara Pendingin

4.1. Variabel – Variabel Pengujian

Adapun variabel–variabel yang diuji adalah:

a. Perbandingan laju alir air/udara

Terdiri dari 3 titik pengamatan, yaitu: 0,00034 ; 0,000259 ; 0,000149.

Angka-angka tersebut didapatkan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Mengukur laju alir air selama 1 menit, pengukuran ini dilakukan pada

3 tingkatan level (valve tertutup penuh, valve terbuka setengah dan

valve terbuka penuh) dan untuk tiap-tiap levelnya dilakukan 2 kali pengambilan data dimana data yang didapatkan dirata-rata untuk mendapatkan laju alir air rata-rata. Laju alir air rata-rata yang didapatkan adalah 0,00103 m

³

/dt; 0,000756 m

³

/dt; 0,000434 m

³

/dt.

2. Mengukur laju alir udara pada exhaust udara pada 3 titik pengamatan dengan menggunakan flowmeter. Hasil Pengukuran yang diperoleh adalah 6,8 m/dt; 7,1 m/dt; 3,5 m/dt. Hasil pengukuran ini kemudian dirata-rata dan dikalikan dengan luasan outlet udara dengan radius 0,4 m. Dari perhitungan yang dilakukan didapatkan laju alir udara adalah 2,9139 m

³

/dt.

3. Untuk mendapatkan rasio laju alir air/udara (L/G) maka laju alir air pada tiap levelnya dibagi dengan laju alir udara yang didapatkan.

Hasil dari pembagian ini adalah 0,00034 ; 0,000259 ; 0,000149.

Pengaturan perbandingan laju alir air/udara dilakukan dengan mengatur jumlah aliran air yang masuk ke dalam menara pendingin dengan menggunakan valve.

Gambar 4.2. 3 Titik Pengambilan Data Menggunakan Flowmeter Pada

Outlet Udara

b. Jumlah/ketinggian packing yang terdapat di dalam menara pendingin

Packing yang digunakan merupakan lembaran PVC yang dibentuk menjadi pola bergelombang dan dibentuk melingkar. Variabel ketinggian packing terdiri dari 3 titik pengamatan, yaitu: 45 cm (2 lapis packing), 22,5 cm (1 lapis packing) dan tidak menggunakan packing. Ketinggian tersebut diukur dari penyangga packing sampai ujung packing yang diletakkan di atasnya.

Gambar 4.3. Packing/Fill

PIPA INLET AIR

22,5 cm

PACKING

PENYANGGA PACKING

Gambar 4.4. Skema Posisi Packing di dalam Menara Pendingin

Pengaturan ketinggian packing ini dilakukan dengan urutan sebagai berikut:

1. Mengangkat casing menara pendingin dengan menggunakan katrol 2. Packing diturunkan (untuk mengurangi ketinggian packing)

3. Casing Menara Pendingin diturunkan kembali

c. Ketinggian sprinkle head

Terdiri dari 3 titik pengamatan, yaitu: pada posisi awal, menaikkan 5 cm dan menaikkan 10 cm. Kenaikan 5 dan 10 cm diukur dari posisi awal sprinkle head.

Gambar 4.5. Sprinkle Head SPRINKLE HEAD

POSISI AWAL PIPA INLET

SPRINKLE HEAD

FITTING 5 cm

SPRINKLE HEAD DINAIKKAN

5 cm DARI POSISI AWAL

SPRINKLE HEAD FITTING 10 cm

SPRINKLE HEAD DINAIKKAN 10 cm DARI POSISI AWAL

Gambar 4.6. Skema Sprinkle Head, Fitting dan Pipa Inlet

Pengaturan kenaikan ketinggian sprinkle head dilakukan dengan urutan sebagai berikut:

1. Mengangkat casing dengan menggunakan katrol

2. Melepas sprinkle head dari pipa inlet menara pendingin

3. Memasang fitting 5 atau 10 cm pada pipa inlet menara pendingin 4. Menurunkan kembali casing menara pendingin

Gambar 4.7. Casing Menara Pendingin

d. Besar diameter sprinkle

Terdiri dari 3 titik pengamatan, yaitu: diameter 8 mm hingga 10 mm, diameter 6 mm hingga 8 mm, diameter 10 mm hingga 12 mm.

Pengaturan diameter sprinkle dilakukan dengan urutan sebagai berikut:

1. Mengangkat casing dengan menggunakan katrol 2. Mengganti pipa sprinkle pada sprinkle head

Gambar 4.8. Pipa Sprinkle

4.2. Desain Eksperimen

Percobaan yang hendak dilakukan adalah tipe 3

⁴

, yaitu 4 variabel dengan 3 level pada tiap variabelnya.

4.2.1. Kondisi Pengujian

Untuk selanjutnya untuk menyederhanakan penulisan kondisi percobaan maka akan digunakan 4 digit angka yang akan menunjukkan kondisi percobaan. 4 variabel akan diwakilkan dengan 4 digit angka, dimana tiap digit memiliki 3 tingkatan level yang mewakili 3 tingkatan level pada tiap – tiap variabel.

Tabel 4.1. Tabel digit dan level pada Kondisi Pengujian

Level 0 1 2

Digit

(1) Tinggi S.H (cm) 0 5 10

(2) Ø Sprinkle (mm) 6-8 8-10 10-12

(3) Laju alir air/udara 0,000149 0,000259 0,00034

(4) Ó Packing 0 1 2

Jadi, sebagai contoh penulisan 0000 menunjukkan kondisi percobaan:

- Ketinggian sprinkle Head : 0 cm (kondisi desain)

- Ø Sprinkle : 6 sampai 8 mm

- Rasio Laju alir air/Laju alir udara : 0,000149

- Ó Packing : 0 (tidak menggunakan packing)

Sebagai contoh lain, penulisan 2010 menunjukkan kondisi percobaan:

- Ketinggian sprinkle Head : 10 cm (diatas kondisi desain) - Ø Sprinkle : 6 sampai 8 mm

- Rasio Laju alir air/Laju alir udara : 0,000259

- Ó Packing : 0 (tidak menggunakan packing)

Karena pengujian efesiensi menara pendingin ini tergolong dalam pengujian jenis 3

⁴

(3 level pada 4 variabel yang berbeda), maka penyederhanaan jumlah pengujian menjadi 3

^4-1

atau menjadi 27 pengujian. Tiap pengujian dilakukan sekali replikasi, sehingga total pengujian menjadi 54 pengujian.

Menurut Montgomery (1998), berikut adalah kondisi pengujian yang akan dilakukan:

Tabel 4.2. Kondisi Pengujian untuk 3

^k

0000 0012 2221 0101 0110 0021 1100 0211 0122 1002 1011 0220 0202 1112 1020 1201 1210 1121 2001 2010 1222 2102 2111 2022 2200 2212 2120

4.3. Langkah-langkah Percobaan

Percobaan terhadap menara pendingin dilakukan di luar ruangan (outdoor), tepatnya di samping Laboratorium Motor Bakar Jurusan Teknik Mesin.

Pengujian–pengujian tersebut dilakukan pada suhu lingkungan yang berfluktuasi, mulai dari pk. 08.30 WIB hingga pk. 16.00 WIB.

Berikut adalah langkah–langkah yang harus dilakukan pada pengujian

unjuk kerja pada menara pendingin:

1. Mensetting variabel–variabel pengujian pada besaran yang diinginkan dan yang akan diuji

2. Memanaskan air pada tandon 1 yang akan disirkulasikan ke dalam menara pendingin hingga mencapai temperatur dengan range 35

^o

C– 43

^o

C.

3. Menyalakan power untuk fan dan pompa pada menara pendingin

4. Mengukur temperatur bola kering dan bola basah udara masuk dan keluar menara pendingin

5. Mengukur temperatur air yang keluar dari menara pendingin

6. Mencatat hasil pengukuran temperatur udara dan air (inlet dan outlet) 7. Mematikan power untuk fan dan pompa pada menara pendingin

8. Membuka valve pada pipa 1 yang mengalirkan air dari tandon 2 di bawah menara pendingin ke tandon 1 hingga penuh.

9. Mengulang kembali langkah–langkah dari nomor 1 sampai 8 di atas untuk pengujian selanjutnya.

Gambar 4.9. Konstruksi Menara Pendingin

4.4. Hasil Percobaan

Tabel 4.3. Data Rata-Rata Hasil Percobaan

Laju Ketinggian DATA RATA-RATA HASIL PERCOBAAN

Alir Sprinkle Ø Jumlah Temperatur masuk CT Temperatur keluar CT Air/Udara Head Sprinkle Packing T udara Tair T udara Tair

(cm) (cm) Tdb Twb Tdb Twb

0,00034 0 8 --10 2 31.75 27 37.35 29 27 29.85

6--8 1 32.6 27 38 31.05 27 29.05

10--12 0 32.45 27 36 28.8 26.5 30.6

5 8 --10 1 32.55 27 36.5 29.7 27 28.55

6--8 0 32.15 26.75 36.5 28.9 26.5 30.2 10--12 2 32.25 26.25 37.55 30.7 26.25 29 10 8 --10 0 32.95 27 36.5 29.35 26.5 29.7

6--8 2 31.9 26.25 37 31.25 26.25 27.55

10--12 1 33.1 27 36 29.55 27 29

0,000259 0 8 --10 0 32.95 27 35.5 28.2 26.5 29.35

6--8 2 31.95 26 38.35 31.65 26.25 28.4

10--12 1 30.5 26 38.5 29.5 26 27.8

5 8 --10 2 32.75 27 37.5 31.7 27 28.15

6--8 1 32.2 26.5 35 29.3 26.5 27.95

10--12 0 31.9 26.75 36 28.45 26.5 30.45

10 8 --10 1 33.25 27 36.5 29.9 27 28.25

6--8 0 33.25 27.1 36.5 29.1 26.95 30.05 10--12 2 31.35 25.5 37.5 29.1 25.5 27.5 0.000149 0 8 --10 1 30.55 26.75 42.5 29.85 27 28.45

6--8 0 32.45 27 39 28.75 26.5 30.2

10--12 2 32.2 26 37.85 31.55 26 29.05

5 8 --10 0 32.3 26.75 36 28.5 26.5 30.55

6--8 2 32.4 26.5 37.5 30.2 26.5 28.8

10--12 1 32.3 27 36.5 29.9 27 28.8

10 8 --10 2 31.6 25.5 36.1 29.25 25.75 28.35

6--8 1 32.35 27 35.5 29.9 27 28.55

10--12 0 31.65 26.75 36 28.7 26.5 29.9