Lampiran 1. Tabel Sifat properties Udara
Lampiran 2. Tabel properties Amonia
Lampiran 3 . Tabel ukuran standart pipa
Lampiran 4. Tabel data hasil pengujian hari pertama Waktu
V (m/s) Amonia Udara
(menit) T in (oC ) T out (oC ) T in (oC ) T out (oC )
1 4.45 63.6 46.1 31.2 31.21
2 4.21 63.7 45.9 31.2 31.22
3 5.22 63.7 46.4 31.2 31.21
4 4.14 63.6 46.1 31.2 31.22
5 5.31 63.4 46.5 31.2 31.22
6 5.33 63.2 46.3 31.2 31.22
7 4.33 63.7 46.8 31.2 31.23
8 4.3 63.6 46.6 31.2 31.22
9 4 63.9 46.6 31.2 31.22
10 4.12 64.1 46.7 31.2 31.22
11 4.41 64.6 47.3 31.2 31.22
12 4.55 64.8 47.4 31.2 31.22
13 5.2 65.1 47.3 31.2 31.22
14 5.43 65.4 48.1 31.2 31.22
15 5.21 65.8 47.5 31.2 31.23
16 4.34 66.1 47.4 31.2 31.22
17 4.54 66.3 47.6 31.2 31.22
18 4.64 66.5 47.8 31.2 31.23
19 5.2 67.1 48.5 31.2 31.22
20 5.32 67.3 48.6 31.2 31.22
21 5.26 66.9 48.1 31.2 31.22
22 4.21 68.1 48.4 31.2 31.22
23 4.56 68.4 48.7 31.2 31.23
24 4.78 69.3 49.1 31.2 31.23
25 5.13 69.7 48.8 31.2 31.23
26 4.13 69.5 48.6 31.2 31.23
27 4.67 70.1 49.2 31.2 31.23
28 4.54 70.5 49.6 31.2 31.23
29 4.34 71.5 50.4 31.2 31.23
30 4.34 72.4 51.6 31.2 31.25
31 5.21 72.8 51.9 31.2 31.23
32 5.33 72.7 52.1 31.2 31.23
33 4.13 72.8 52.2 31.2 31.25
34 4.33 72.8 52.1 31.2 31.24
35 4.53 71.7 50.8 31.2 31.25
36 5.21 71.9 51.5 31.2 31.24
37 4.87 72.3 52.2 31.2 31.24
39 4.88 72.7 52.4 31.2 31.25
40 4.59 72.9 52.2 31.2 31.26
Sumber : Data primer
Lampiran 5 Data hasil pengujian hari kedua Waktu
V (m/s) Amonia Udara
(menit) T in (oC ) T out (oC ) T in (oC ) T out (oC )
1 4.22 64.2 45.7 31.2 31.22
2 5.13 63.4 45.2 31.2 31.21
3 5.21 63.7 45.3 31.2 31.21
4 4.87 63.6 46.1 31.2 31.22
5 4.93 63.5 46.1 31.2 31.22
6 5.25 63.7 45.4 31.2 31.21
7 4.98 63.9 46.3 31.2 31.21
8 5.12 64.2 45.5 31.2 31.21
9 5 64.1 46.4 31.2 31.21
10 4.3 64.3 47.2 31.2 31.23
11 4.55 64.7 47.1 31.2 31.22
12 4.35 64.9 47.3 31.2 31.22
13 4.62 65.3 46.3 31.2 31.22
14 4.76 65.2 46.5 31.2 31.22
15 5.32 65.2 46.2 31.2 31.22
16 4.86 65.7 46.7 31.2 31.23
17 5.31 65.8 47.2 31.2 31.22
18 4.35 66.6 48.3 31.2 31.23
19 4.53 67.4 48.1 31.2 31.24
20 4.65 68.4 48.4 31.2 31.24
21 4.91 68.7 48.2 31.2 31.24
22 4.32 68.4 48.7 31.2 31.24
23 5.43 69.5 48.2 31.2 31.23
24 4.66 69.6 48.8 31.2 31.23
25 4.54 69.9 48.9 31.2 31.24
26 4.65 70.3 49.4 31.2 31.23
27 4.56 70.7 49.6 31.2 31.24
28 5.31 71.4 49.8 31.2 31.23
29 4.54 72.1 51.3 31.2 31.24
30 4.65 70.6 50.2 31.2 31.25
32 4.69 72.4 50.6 31.2 31.25
33 5.32 72.8 49.7 31.2 31.24
34 4.55 72.7 50.7 31.2 31.25
35 4.66 72.3 51.8 31.2 31.25
36 4.57 71.7 51.9 31.2 31.25
37 4.98 72.3 51.7 31.2 31.24
38 5.24 72.5 52.4 31.2 31.24
39 4.54 72.8 53.5 31.2 31.25
40 4.77 72.7 53.6 31.2 31.25
Sumber : Data primer
Lampiran 6. Data hasil pengujian hari ketiga Waktu
V (m/s) Amonia Udara
(menit) T in (oC ) T out (oC ) T in (oC ) T out (oC )
1 5.15 60.43 40.23 31.2 31.22
2 5.23 60.76 40.12 31.2 31.22
3 4.43 60.57 41.32 31.2 31.23
4 4.61 61.31 42.14 31.2 31.23
5 5.42 62.32 41.55 31.2 31.22
6 5.21 62.46 41.34 31.2 31.22
7 4.23 62.75 43.53 31.2 31.24
8 4.57 64.1 44.34 31.2 31.24
9 4.86 63.56 45.77 31.2 31.24
10 4.75 63.89 45.89 31.2 31.24
11 4.55 64.36 46.42 31.2 31.24
12 4.34 64.81 47.12 31.2 31.24
13 4.56 64.78 47.34 31.2 31.25
14 4.13 65.41 48.35 31.2 31.25
15 4.87 65.98 48.32 31.2 31.25
16 5.21 66.32 47.32 31.2 31.24
17 5.32 66.78 47.34 31.2 31.24
18 4.17 67.35 48.76 31.2 31.26
19 4.62 67.31 49.23 31.2 31.26
20 4.67 67.58 49.35 31.2 31.26
21 4.43 69.23 49.42 31.2 31.26
22 4.76 68.57 49.87 31.2 31.26
23 4.86 69.3 49.21 31.2 31.26
25 4.78 70.36 50.21 31.2 31.26
26 4.52 70.34 50.13 31.2 31.26
27 4.33 70.58 50.56 31.2 31.27
28 4.57 70.87 50.86 31.2 31.27
29 4.65 71.56 51.43 31.2 31.27
30 5.34 72.54 52.42 31.2 31.25
31 5.41 72.81 52.56 31.2 31.25
32 5.31 73.41 51.89 31.2 31.25
33 4.56 73.25 53.32 31.2 31.27
34 4.31 73.89 53.67 31.2 31.28
35 4.67 73.45 53.89 31.2 31.27
36 4.15 73.56 54.32 31.2 31.28
37 5.43 73.47 53.78 31.2 31.26
38 5.32 72.78 53.34 31.2 31.26
39 5.16 72.89 53.75 31.2 31.26
40 5.21 73.31 54.21 31.2 31.27
Lampiran 8
Tahapan Proses Penelitian
Mulai
Tahap ini merupakan pengajuan judul untuk penelitian untuk tugas akhir. Studi Literatur
Pengumpulan bahan pustaka penunjang yang terkait dengan sistem pendingin absorpsi, kondensor, dan berbagai materi lainnya yang menunjang tugas akhir ini. Diskusi dan Perancangan Desain Kondensor
Pada tahap ini dilakukan perhitungan sesuai dengan perencanaan yang telah ditentukan. Tahapan ini untuk menentukan dimensi dan bahan yang akan dibuat untuk kondensor. Desain kondensor yang akan dibuat akan dijelaskan lebih detail ada di bab IV
Pembuatan Kondensor
Pada tahap ini dilakukan pembuatan model fisik dari desain kondensor dengan mempertimbangkan studi literatur yang telah dilakukan.
Pengujian dan Pengumpulan Data
menghidupkan pompa, kipas kondensor dan kipas evaporator. Setelah siklus berjalan maka proses pengambilan data dapat dilakukan, data diambil dari alat ukur temperatur dan tekanan yang telah terpasang pada mesin absorbsi. Data hasil pengujian dicatat di tabel data pengujian seperti pada gambar berikut.
Contoh: Tabel pengambilan data
Waktu T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 P1 P2
Adapun data yang diambil pada pengujian adalah T1 = Temperatur masuk evaporator
T2 = Temperatur keluar evaporator T3 = Temperatur udara kotak isolasi T4 = Temperatur keluar kondensor T5 = Temperatur udara keluar kondensor
T6 = Temperatur larutan keluar absorber/masuk generator T7 = Temperatur ammonia konsentrasi lemah
T8 = Temperatur keluar air pendingin T9 = Temperatur masuk gas buang P1 = Tekanan tinggi
P2 = Tekanan rendah
Pengujian dan pengambilan data dilakukan sebanyak 3 kali dengan hari yang berbeda, hal ini untuk mengetahui perbedaan dan pengaruh kondisi temperatur lingkungan terhadap temperatur yang akan diukur. Selain itu pengambilan data sebanyak 3 kali ditujukan untuk mendapatkan temperatur rata-rata dari ketiga pengujian.
Analisa Hasil Percobaan
untuk menunjukkan hubungan antara laju perpindahan panas terhadap LMTD pada kondensor
Hasil
Hasil adalah tahap dimana membandingkan antara analisa hasil percobaan dengan hasil perancangan, dalam hal ini yang dibandingkan adalah laju perpindahan panas pada kondensor yang didapatkan dengan hasil perancangan, jika temperatur evaporator masih dibawah 50% dengan laju perpindahan panas yang di dapatkan dari analisa data kondensor maka perlu dilakukan pengujian ulang dan pengambilan data kembali hingga didapatkan hasil yang paling maksimal. Sebelum pengujian ulang harus terlebih dahulu dicek apa penyebab perbedaan hasil pengujian dengan hasil perancangan, misalnya tes kebocoran, mengecek temperatur gas buang apakah sudah sesuai, atau mengecek bukaan katup sebelum masuk generator.
Kesimpulan dan saran
Dari penelitian yang telah dilakukan tentang hasil penelitian akan dapat disimpulkan. Parameter untuk menarik kesimpulan berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai dalam Tugas Akhir ini. Saran-saran akan dituliskan dengan tujuan agar penelitian ini dapat dilanjutkan guna memperbaiki hasil penelitian dimasa yang akan datang. Besar harapan penelitian Tugas Akhir ini dilanjutkan dengan penyempurnaan kondensor yang lebih effisien lagi.
Selesai
DAFTAR PUSTAKA
Annual Book of ASTM International. 2016. Standart Specification for Pipe Stainless Steel. Stainless Material
Arismunandar. 2002. Penyegaran Udara. Pradnya Paramita : Jakarta. ASHRAE.1997. Thermophysical Properties of Refrigerants. Atlanta. GA
Bp Statistical Review.2015. Produksi Energi Indonesia (Internet). (Diakses 2016 Mei 29). Tersedia pada : http//www.bp.com/global/energy-economics C.P Arora.1989. Refrigeration and Air Conditioning, Third Edition.
Mc Graw-HilPublishing Company Limited : New York
Fadillah Farid. 2012. Kajian Eksperimental Mesin Refrijerasi Absorbsi dengan Fluida Kerja LiBr Kapasitas 1tr (Generator dan
Kondensor) (Skripsi). Depok : Universitas Indonesia
Frank Kreith. 1991. Prinsip Prinsip Perpindahan Panas, Edisi ketiga. Erlangga : Jakarta
Hendragani Mega. 2005. Perancangan Ulang Mesin AC Spilit Kapasitas 2 PK. (Skripsi). Universitas Muhammadiyah Yogyakarta : Yogyakarta Incropera, Dewitt, Bergman, Lavine. 2006. Fundamentals of Heat and Mass
Transfer, Sixth Edition. Willey : New York
Marck Miller. 2006. Air Conditioning and Refrigration. Mc Graw – Hill : New York
Michael J. Moran. 2004 Termodinamika Teknik, Jilid Dua. Erlangga : Jakarta
Raymond Chang. 2003. Kimia Dasar, Edisi Ketiga. Erlangga : Jakarta Shan K. Wang. 1991 Handbook of Air Conditioning and Refrigeration,
Second Edition. Mc Graw-Hill Company, Inc : New York
Sitompul Tunggul M. 1993. Alat Penukar Kalor( Heat Exchanger). PT. Raja Rafindo Persada : Jakarta
Soekimin. 2008. Perencanaan unit mesin pendingin sebuah pabrik
Es balok dengan kapasitas 42 ton per siklus di kecamatan bedagai
Statistik ekonomi Indonesia. 2004 Potensi Sumber Energi Indonesia (Internet) (Diakses 2016 Mei 29). Tersedia pada :
http//uniquetha.wordpress.com/tag/teknik-fisika
William S. Janna. 2000 Engineering Heat Transfer, Second Edition.
CRC Press LLC : Florida
Yunus A. Cengel. 1989 Heat and Mass Transfer A Practical Approach, Third Edition. Mc Graw-Hill, Book Company, Inc : Singapore Yunus A. Cengel.1989 Thermodynamics an Engineering Approach, Fifth
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratoriun Foundry Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Perancangan, pembuatan alat dan Penelitian dilakukan selama kurang lebih 5 bulan (12 juli – 28 November 2015)
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1. Kipas Angin
Berfungsi sebagai pembuang panas pada kondensor
Gambar 3.1 Kipas Angin Spesifikasi :
Jenis kipas : Arhasi 12 inchi Kecepatan Maksimum : 5 m/s
Tegangan : 220 V
Frekuensi : 50 Hz
2. Flexible Thermo – Anemometer
Digunakan untuk mengukur kecepatan udara pada kipas angin
Gambar 3.2 Flexible Thermo – Anemometer Spesifikasi :
Merek : Krisbow
Model No : KW06 – 562 3. Pressure Gauge
Digunakan sebagai pengukur tekanan larutan ammonia yang masuk dari generator
Spesifikasi :
Buatan : Jepang
Tekanan maksimal : 25 Bar Tekanan minimal : 0 Bar 4. Termometer digital
Termometer digital digunakan untuk mengukur temperatur amonia masuk, larutan amonia keluar, temperatur lingkungan, dan temperatur udara keluar dari kodensor.
Gambar 3.4 Termometer digital 5. Pompa Vakum
Untuk memvakumkan kondensor sebagai bagian dari rangkaian pendingin.
Spesifikasi :
Merek : Robinair
Model No : 15601
Capacity : 142 L/m
Motor h.p : ½
Volts : 110-115V/ 220-225V
6. Stop watch digunakan untuk menentukan waktu perubahan suhu selama proses pengujian
Gambar 3.6 Stop watch
7. Penyambung pipa untuk menghubungkan antara pipa generator ke kondensor
8. Alat bantu perbengkelan, seperti : • Kunci pas
• Kunci ring • Tang • Gerinda • Bor listrik • Palu • Obeng
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Ammonium hydroxide
(NH4
Jumlah : 5 liter
OH) yaitu sebagai pasangan refrigerant-absorbent dengan spesefikasi sebagai berikut :
Kadar : 21% - 25%
PH : 12 -13
Gambar 3.8 Ammonium Hydroxide (NH4OH)
3.3 Proses Pembuatan Kondensor
Setelah alat dirancang sesuai dengan perhitungan, selanjutnya mendesain alat di software Solidwork. Adapun bentuk gambar alat tersebut dapat
diperhatikan pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.9 Desain kondensor
3. Membuat rangka dudukan kondensor dan komponen lainya
Gambar 3.11 kondensor 5. Pemasangan kondensor
3.4 Eksperimental set up
Pengujian dilakukan dengan menghubungkan sensor thermometer digital ke tiga titik dan satu titik untuk sensor kecepatan sekaligus temperatur yang akan di ukur, adapun beberapa parameter yang akan diukur adalah :
Gambar 3.13 titik pengukuran pada kondenor 1. Temperatur uap ammonia
Yaitu temperatur yang keluar dari generator dan masuk ke dalam kondensor
2. Temperatur cair amonia
Yaitu temperatur kondensor yang telah di dinginkan dengan pembuangan panas oleh kipas angin
3. Temperatur lingkungan
Yaitu temperatur lingkungan berada di dalam ruangan dalam waktu tertentu.
4. Temperatur udara keluar
Yaitu temperatur udara setelah terjadi pembuangan panas pada kondensor 5. Kecepatan udara
3.5 Prosedur Pengujian
Pengujian dapat dilakukan dengan langkah langkah sebagai berikut: 1. Rangkaian siklus absorbsi terlebih dahulu divakumkan dengan
menggunakan pompa vakum hingga rangkaian benar benar vakum. 2. Menghidupkan mesin dan proses pemanasan dilakukan 10-15 menit
hingga suhu generator mencapai 1100
3. Memasukkan larutan ammonia air ke tabung pengisian sebanyak 5 liter. C.
4. Menghidupkan pompa, kipas kondensor dan kipas evaporator.
5. Membuka katup/kran sebelum masuk kondensor dengan ketentuan tekanan yang di inginkan telah tercapai.
6. Mengukur temperatur titik titik yang telah di tentukan dengan menggu nakan thermometer digital.
7. Mengukur tekanan dengan menggunakan pressure gauge
3.6 Tahapan Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dapat dilihat pada lampiran 8
Gambar 3.14 Diagram alir proses penelitian
Buku referensi, Jurnal, Internet, dll Diskusi dan Perancangan Desain Kondensor
Pembuatan kondensor
Pengujian dan Pengumpulan data pada kondensor
Hasil Analisa hasil
percobaan
Kesimpulan dan Saran
Selesai Mulai
Studi Literatur
Tidak
BAB IV
HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN
4.1 Perhitungan Termodinamika
Gambar 4.1 Siklus pendingin Absorpsi
Beban evaporator yang akan di rancang adalah sebesar 50 W dimana suhu yang direncanakan pada setiap titik adalah
Temperatur Evaporasi, Te = 0°C Tekanan Evaporasi, Pe Temperatur Absorber, T
= 4,291 Bar a
Temperatur Generator, T
= 30°C
g = 90°C Tekanan Kondensor, Pk Temperatur Kondensasi,T
= 13,51 Bar k
Dari suhu tersebut maka dapat dihitung nilai entalphi pada setiap titik, menggunakan lampiran 2.
= 35°C
ℎ1 = 1461,81 kJ/kg �1 = 5,6196 kJ/kg.K
ℎ3 = 366,48 kJ/kg �3 = 1,568 kJ/kg.K
ℎ4 = ℎ3
ℎ2 = 1615,04 kJ/kg �2 = �1 Menghitung laju aliran massa di evaporator
�
�= �̇ . (ℎ1−ℎ4̇ )generator kondensor
absorber evaporator
Uap amonia 2 7 5 3 4 1 6 8 Lar u tan ammo n ia – a ir
Q g Q k
�̇= ��
ℎ1− ℎ4
�̇= 0,05 ��
1461,81 ��/�� −366,��/��
�̇= 4,56 . 10−5��/�
Besar laju aliran masssa pada titik 1,2,3,dan 4 adalah sama.
Keadaan dikondensor dapat digambarkan pada diagram P-h, seperti terlihat pada gambar dibawah ini,
Gambar 4.2 Diagram P-h Pembebanan pada kondensor
�� = � . (ℎ2̇ − ℎ3)
�� = 4,56 . 10−5��/� (1615,04��/�� −366,48 ��/��)
�� = 0,05699 ��= 56,99 �
4.2 Perancangan Kondensor
Pada perancangan ini menggunakan kondensor dengan sistem konveksi paksa dengan kipas angin untuk mengambil panas. Bahan pipa pada kondensor terbuat dari pipa stainless steels AISI 304 dengan ukuran standar pipa 1/8 inchi . dapat dilihat pada lampiran 3.
4.2.1 Dimensi Kondensor Perancangan
Berdasarkan pertimbangan dari segi kontruksi maka digunakan kondensor dengan media pendingin udara. Berikut dimensi kondensor perancangan :
1
P (Bar)
h (kJ/kg) 2
2’
3
4
Enthalpy
T
e
k
a
n
a
n
Gambar 4.3 Kondensor perancangan - Diameter luar (Do) = 10,28 mm
- Diameter dalam (Di) = 6,82 mm - Jarak antar pipa (ST) = 50 mm
- Temperatur masuk refrigeran ( tr,i) = 90 0 - Temperatur udara masuk( tu,i ) = 30
C 0
- Kecepatan udara masuk ( V ) = 5 m/s C
- Temperatur keluar refrigeran ( tr,o) = 350 - Temperatur udara keluar( tu,o ) = 31
C 0
- Beban kondensor total = 0.05699 kW C
- Tekanan refrigeran dalam kondensor = 13,51 Bar
- Kondukt ivitas bahan stainless steels AISI 304 ( k ) = 14,9 W/m.K - Luas permukaan kotak kondensor P x L = 40 x 35 cm
4.2.2 Penentuan Dimensi Permukaan Kondensor
Untuk mendapatkan dimensi permukaan kondensor maka berikut data yang di perlukan :
Sifat-sifat fluida • Aliran udara
Kecepatan udara = 5 m/s
Massa jenis udara (ρ) = 1,1614 kg/m3 Luas aliran udara = 0,14 m
Laju aliran massa udara m
2
m
u
u= � .� .�
50 mm
T in refrigeran
T out refrigerant
�
T in udara
mu
m
= 1,1614�� �3 .5
�
� .0,14�
2
Temperatur udara keluar
�� =��.���. (��,� − ��,�) u = 0,81298 ��/�
Sehingga
��,� = ���
�.��� +��,�
��,� =
0,05699
0,81298 .2x1,15807 + 30
��,� = 30,069o
Temperatur rata-rata udara dengan menggunakan persamaan (2.5)
�� =
tu, o−tu, i 2
= 30,069 + 30 2 C
= 30,034°C
Maka sifat udara pada temperatur 30,034°C = 303,34 K diperoleh dari lampiran 1 sifat properties udara
µ = 186,008 x 10-7 Pr = 0,70657
Pa.s
k = 26,652 x 10-3 Cp = 1,00713 kJ/kg.K
W/m.K
ρ = 1,1514 kg/m • Refrigeran amonia(NH
3
3 Laju aliran massa, m
)
r = 4,564 x10-5 Temperatur masuk, t
kg/s r,i
Temperatur keluar, t
= 90°C r,o
Temperatur rata-rata, t
= 35°C r
=ti,r+to,r
2 =
90+35
2 = 62,5°C
sesuai dengan persamaan (2.5)
Pada kondisi refrigeran 62,5°C = 335,5 K diperoleh dari tabel lampiran 2 sifat properties amonia dengan menginterpolasi :
Prv 1,2354 Prl 1,1123
kv 0,0346775 kl 0,35645 W/m.K
Cpv 4,3335 Cpl 5,623 kJ/kg.K
ρv 21,8613 ρl 513,475 kg/m3
4.2.3 Menghitung Koefisien Perpindahan Panas Konveksi • Pada aliran internal
- Luas aliran fluida pada persamaan (2.14) Ai
= π
4 (0,0068�) 2 = π
4 �� 2
= 3,84.10-5 m
- Bilangan Reynold pada persamaan (2.6) 2
��= ��.��
µ.��,
= (0.0068�� 0.0004565��
�) /(0,0000118 � 0,0000384 �
2)
= 743,04
- Koefisien perpindahan panas konveksi persamaan (2.11) (alirannya laminar)
ℎ�= 0,555����(�� − ��)�� 3
µ(���� − ��) �ℎ��+ 3
8���(���� − ���� 0,25
ℎ�= 0,555�9,8
��
�2�513 ,475 (513 ,45−21,8613 )�(35645 .10−3)3
11,18.10−6(35− 31,5) �980,19 +
3
85,3246(35−31,5�� 0,25
ℎ�= 128014,6086R W
- Faktor pengotoran pada tube pada persamaan (2.13)
�� = 1 ℎ′� − 1 ℎ� ℎ�,
= 1
0.0004 + (128014,6086 1 )
Maka koefisien konveksi internal total,
ℎ�,
• Pada aliran eksternal
- Kecepatan angin 5 m/s dari hasil pengukuran dengan menggunakan Anemometer
Vmax =
= 0,05
0,05−0,00682 . 5 m/s ST
��−�� . V
= 5,813 m/s
- Bilangan Reynold pada persamaan ( 2.7)
��= ⍴.����.�� µ
=1,1514�� � 3
⁄ . 5,813 �/� . 0,001028� 186,027x10−7
= 2508,2810
- Bilangan Nusselt pada persamaan (2.9)
��= 0,683.��0,466.��13
��= 0,683. 2508,28100,466. 0,7065 1 3
��= 23,3479
- Maka koefisien perpindahan panas konveksi eksternal pada persamaan (2.12)
ℎ�= ��.� ��
=23,3479 x26 ,652 .10−3
0.01028
ℎ�= 88,8128 W/m2 K
- Faktor pengotoran pada aliran eksternal pada persamaan ( 2.14)
�� = ℎ′ �1 −ℎ1�
ℎ�, =
1
0,0004 + (88,812881 )
Maka koefisien konveksi eksternal total,
4.2.4 Perpindahan Panas Menyeluruh ( U)
Koefisien perpindahan panas yang terjadi pada kondensor dengan menggunakan persamaan (2.10)
�= 1
��
ℎ′� .�� +
��
2.� . ln������+ 1
ℎ′�
�= 0,01028 1
85,766 . 0,00682+
0,01028 2.14,97 . ln�
0,01028 0.00682�+
1 2452,112
�= 80,7075 W/m2
4.2.5 Selisih Temperatur Rata-Rata Logaritmik (LMTD) K
Untuk menghitung selisih temperatur rata – rata logaritmik (LMTD) maka menggunakan persamaan (2.21)
���� = ( tr, i– tu, o)– ( tr, o– tu, i) ln( tr, i– tu, o)
tr, o– ti, r
= ( 363−304) −( 308−303) ln( 363−304) /( 308−303)
= 22,11 K
4.2.6 Panjang Pipa Perlintasan
Untuk memperoleh panjang setiap lintasan dari konsdensor ini, harus di cari luas penampang total perpindahan panasnya. Dengan luas penampang total (A) adalah beban kondensor per koefisien menyeluruh dikali dengan besarnya selisih temperatur rata – rata logaritmik. Dimana dari perancangan beban kondensor = 56,99 W. Luas penampang total di dapat dengan rumus :
Qk = U.A.LMTD
Suhu refrigerant masuk 90oC
Suhu udara keluar 31oC Suhu refrigerant keluar 35oC
Suhu udara masuk 30oC
∆T2
∆T1
LMT
A = Qc U .LMTD
= 56,99 W / (80,3933 W/m2 = 0,0319 m
.K x 22,11K)
Dari perhitungan diatas didapatkan luas penampang total adalah sebesar 0,0319 m
2
Setelah memperoleh luas penampang total maka didapatlah panjang total pipa yang dibutuhkan untuk kondensor ini, dengan persamaan :
2
A = π. do L = �
π.do .L
= 0,0319 /�. 0,01028 = 1,452 m
Panjang total pipa yang dibutuhkan adalah sebesar 1,452 m. untuk panjang tiap lintasan bisa diperoleh, dengan perencanaan jumlah dari lintasan adalah sebanyak 6 maka panjang lintasan adalah :
1 = L/n = 1,452/ 6 = 0,242 m
Panjang tiap lintasan yang didapat adalah sebesar 0,242 m 4.2.7 Perencanaan Geometri dan Material dari Kondensor
Berdasarkan perhitungan di atas maka geometri kondensor yang direncanakan adalah sebagai berikut :
Panjang tube,�� = 1,452 m Diameter dalam tube,��,� = 0,0068 m Diameter luar tube,��,� = 0,01028 m
Material tube = stainless steel 304 Jarak antara tube = 0,05 m
Panjang tiap lintasan tube = 0,242 m Kecepatan udara = 5 m/s
Gambar 4.4 Bentuk perancangan kondensor 4.3 Hasil Pengujian Kondensor
Untuk mendapatkan temperatur dan tekanan maksimal dalam penelitian ini perlu pemanasan terhadap generator terlebih dahulu dalam waktu + 15 menit. Temperatur maksimal yang masuk kedalam kondensor sebesar 73 oC, tekanan maksimal yang dicapai sebesar 10,4 bar. Sebelum melakukan pengujian kerja kondensor, tekanan ditahan dengan katup kran. Dimana refrigeran dan absorben dipisahkan didalam generator. Uap refrigeran masuk kedalam kondensor dengan temperatur sebesar 73 o
Pengujian hari pertama menghasilkan kerja kondensor dengan data terlampir, adapun data yang diambil untuk mengetahui kerja kondensor ini yaitu; temperatur ammonia uap masuk, temperatur ammonia keluar, temperatur udara masuk kondensor, temperatur keluar kondensor, kecepatan udara yang dihasilkan oleh kipas.
C.
4.3.1 Data Hasil Pengujian
Berikut adalah beberapa data hasil pengujian dari kondensor yang, dimana pengujian dilakukan selama 40 menit. Perbedaan pada setiap Pengujian hari yang diambil datanya tidak beda jauh hanya beda pada temperatur yang sedikit meningkat kemudian perbedaan kecepatan udara yang mengalir pada alat kondensor.
- Data Pengujian Hari Pertama
generator ammonia – air harus berpisah sesuai dengan proses absorpsinya. Temperatur refrigeran yang mengalir pada kondensor yang tercapai pada Pengujian hari pertama sebesar 63,6 o
Penurunan temperatur pada kondensor ini sebesar 17,5
C, yang kemudian didinginkan dengan cara konveksi paksa dengan menggunakan udara yang dihasilkan oleh kipas angin.
o
C, dengan temperatur keluar menjadi sebesar 46,1 o
Tabel 4.1 Data pengujian hari pertama
C. Temperatur masuk dan keluar ini diamati setiap menitnya selama selang waktu 40 menit . proses selama 40 menit ini dapat dilihat di dalam tabel di bawah ini. Dalam tabel kecepatan udara yang di hasilkan tidaklah konstan
Waktu
(menit) V (m/s)
Amonia Udara
T in (0C ) T out (oC ) T in (oC ) T out (oC )
1 4.45 63.6 46.1 31.2 31.21
2 4.21 63.7 45.9 31.2 31.22
3 5.22 63.7 46.4 31.2 31.21
4 4.14 63.6 46.1 31.2 31.22
5 5.31 63.4 46.5 31.2 31.22
6 5.33 63.2 46.3 31.2 31.22
7 4.33 63.7 46.8 31.2 31.23
8 4.3 63.6 46.6 31.2 31.22
9 4 63.9 46.6 31.2 31.22
10 4.12 64.1 46.7 31.2 31.22
11 4.41 64.6 47.3 31.2 31.22
12 4.55 64.8 47.4 31.2 31.22
13 5.2 65.1 47.3 31.2 31.22
14 5.43 65.4 48.1 31.2 31.22
15 5.21 65.8 47.5 31.2 31.23
16 4.34 66.1 47.4 31.2 31.22
17 4.54 66.3 47.6 31.2 31.22
18 4.64 66.5 47.8 31.2 31.23
19 5.2 67.1 48.5 31.2 31.22
20 5.32 67.3 48.6 31.2 31.22
21 5.26 66.9 48.1 31.2 31.22
22 4.21 68.1 48.4 31.2 31.22
23 4.56 68.4 48.7 31.2 31.23
24 4.78 69.3 49.1 31.2 31.23
25 5.13 69.7 48.8 31.2 31.23
27 4.67 70.1 49.2 31.2 31.23
28 4.54 70.5 49.6 31.2 31.23
29 4.34 71.5 50.4 31.2 31.23
30 4.34 72.4 51.6 31.2 31.25
31 5.21 72.8 51.9 31.2 31.23
32 5.33 72.7 52.1 31.2 31.23
33 4.13 72.8 52.2 31.2 31.25
34 4.33 72.8 52.1 31.2 31.24
35 4.53 71.7 50.8 31.2 31.25
36 5.21 71.9 51.5 31.2 31.24
37 4.87 72.3 52.2 31.2 31.24
38 5.32 72.7 52.5 31.2 31.24
39 4.88 72.7 52.4 31.2 31.25
40 4.59 72.9 52.2 31.2 31.26
Sumber : Data primer
[image:35.595.127.499.83.316.2]Dengan data pengujian hari pertama dihasilkan temperatur makin tinggi, ini diakibatkan pengaruh waktu dan ketidakkonstanan dari panas buang yang di hasilakan mesin. Dimana temperatur awal dari 63,6 oC sampai pada menit ke 40 temperatur mencapai 72,9 o
Grafik pada pengujian hari pertama ini dapat di lihat pada gambar 4.5 dibawah ini :
C. Dari tabel juga bisa kita lihat bahwa temperatur keluar refrigeran juga makin naik. Ini juga di akibatkan temperatur gas buang tidak konstan, dan kecepatan udara pendinginn juga yang tidak konstan. Temperatur masuk pendingin udara tetap , namun temperatur pendingin udara keluar berbeda, ini dipengaruhi adanya panas dari laluan pipa yang berbeda dan juga kecepatan dari kipas penyalur udara.
Gambar 4.5 Grafik waktu vs temperatur pada pengujian hari pertama
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37
T e m pe ra tur ( ° C )
waktu ( menit )
Waktu vs Temperatur
Tin Amonia
Tout Amonia
Tin Udara
[image:35.595.146.444.556.729.2]Dari grafik menunjukkan kenaikan temperatur setiap menitnya. Kenaikan temperatur ini diakibatkan oleh temperatur panas buang dari mesin yang naik. Secara teori seharusnya temperatur masuk dan keluar kondensor seharusnya sejajar,namun dari grafik diamati adanya perbedaan. Ini diakibatkan pebedaan dari kecepatan udara yang mengalir tidak konstan.
- Data Pengujian Hari kedua
Berikut data dari Pengujian hari kedua dapat dilihat dalam tabel dibawah ini.
Tabel 4.2 Data pengujian hari kedua Waktu
V (m/s)
Amonia Udara
(menit) T in (°C ) T out (°C ) T in (°C ) T out (°C )
1 4.22 64.2 45.7 31.2 31.22
2 5.13 63.4 45.2 31.2 31.21
3 5.21 63.7 45.3 31.2 31.21
4 4.87 63.6 46.1 31.2 31.22
5 4.93 63.5 46.1 31.2 31.22
6 5.25 63.7 45.4 31.2 31.21
7 4.98 63.9 46.3 31.2 31.21
8 5.12 64.2 45.5 31.2 31.21
9 5 64.1 46.4 31.2 31.21
10 4.3 64.3 47.2 31.2 31.23
11 4.55 64.7 47.1 31.2 31.22
12 4.35 64.9 47.3 31.2 31.22
13 4.62 65.3 46.3 31.2 31.22
14 4.76 65.2 46.5 31.2 31.22
15 5.32 65.2 46.2 31.2 31.21
16 4.86 65.7 46.7 31.2 31.23
17 5.31 65.8 47.2 31.2 31.22
18 4.35 66.6 48.3 31.2 31.23
19 4.53 67.4 48.1 31.2 31.24
20 4.65 68.4 48.4 31.2 31.24
21 4.91 68.7 48.2 31.2 31.24
22 4.32 68.4 48.7 31.2 31.24
23 5.43 69.5 48.2 31.2 31.22
24 4.66 69.6 48.8 31.2 31.23
26 4.65 70.3 49.4 31.2 31.23
27 4.56 70.7 49.6 31.2 31.24
28 5.31 71.4 49.8 31.2 31.21
29 4.54 72.1 51.3 31.2 31.24
30 4.65 70.6 50.2 31.2 31.23
31 4.87 71.8 50.4 31.2 31.24
32 4.69 72.4 50.6 31.2 31.25
33 5.32 72.8 49.7 31.2 31.23
34 4.55 72.7 50.7 31.2 31.25
35 4.66 72.3 51.8 31.2 31.25
36 4.57 71.7 51.9 31.2 31.25
37 4.98 72.3 51.7 31.2 31.25
38 5.24 72.5 52.4 31.2 31.23
39 4.54 72.8 53.5 31.2 31.25
40 4.77 72.7 53.6 31.2 31.25
Sumber : Data primer
[image:37.595.129.495.456.678.2]Dari data pengujian hari kedua ini perbedaannya tidaklah jauh dari Pengujian hari pertama. Berdasarkan tabel pada menit pertama sampai ke – 40 mengalami kenaikan temperatur, namun kcepatan udara yang dihasilkan motor kipas tidak konstan .Grafiknya dapat dilihat pada gambar 4.6 dibawah ini :
Gambar 4.6 Grafik waktu vs temperatur pengujian hari kedua
Dari grafik diatas kenaikan temperatur amonia masuk makin meningkat hal ini disebabkan temperatur yang di alirkan dari panas buang mesin yang juga
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
1 3 5 7 9 111315171921232527293133353739
T e m pe ra tur ( ° C)
Waktu ( menit)
Temperatur vs Waktu
Tin Amonia
Tout Amonia
Tin Udara
meningkat, begitu juga dengan temperatur keluar amonia mengalami kenaikan disebabkan kemampuan pembuangan panas oleh udara .
- Data Pengujian Hari Ketiga Tabel 4.3 Pengujian hari ketiga
Waktu
V (m/s)
Amonia Udara
(menit) T in
(oC )
T out (oC )
T in (oC )
T out (oC ) 1 5.15 60.43 40.23 31.2 31.22 2 5.23 60.76 40.12 31.2 31.22 3 4.43 60.57 41.32 31.2 31.23 4 4.61 61.31 42.14 31.2 31.23 5 5.42 62.32 41.55 31.2 31.22 6 5.21 62.46 41.34 31.2 31.22 7 4.23 62.75 43.53 31.2 31.24
8 4.57 64.1 44.34 31.2 31.24
9 4.86 63.56 45.77 31.2 31.24 10 4.75 63.89 45.89 31.2 31.24 11 4.55 64.36 46.42 31.2 31.24 12 4.34 64.81 47.12 31.2 31.24 13 4.56 64.78 47.34 31.2 31.25 14 4.13 65.41 48.35 31.2 31.25 15 4.87 65.98 48.32 31.2 31.25 16 5.21 66.32 47.32 31.2 31.23 17 5.32 66.78 47.34 31.2 31.23 18 4.17 67.35 48.76 31.2 31.26 19 4.62 67.31 49.23 31.2 31.26 20 4.67 67.58 49.35 31.2 31.26 21 4.43 69.23 49.42 31.2 31.26 22 4.76 68.57 49.87 31.2 31.26
23 4.86 69.3 49.21 31.2 31.26
31 5.41 72.81 52.56 31.2 31.25 32 5.31 73.41 51.89 31.2 31.25 33 4.56 73.25 53.32 31.2 31.27 34 4.31 73.89 53.67 31.2 31.28 35 4.67 73.45 53.89 31.2 31.27 36 4.15 73.56 54.32 31.2 31.28 37 5.43 73.47 53.78 31.2 31.26 38 5.32 72.78 53.34 31.2 31.26 39 5.16 72.89 53.75 31.2 31.26 40 5.21 73.31 54.21 31.2 31.27 Sumber : Data primer
[image:39.595.157.468.83.264.2]Dari tabel hasil pengujian diperoleh temperatur masuk maksimum adalah sebesar 73,89 oC pada menit ke – 34 dengan temperatur keluar 53,67 oC dimana kecepatan udara dsebesar 4,31 m/s . Grafik Pengujian hari ketiga dapat dilihat pada gambar 4.7 dibawah ini
Gambar 4.7 Grafik temperatur vs waktu pada pengujian hari ketiga Dari gambar menjelaskan bahwa grafik menunjukan kenaikan temperatur dari menit 1 ke menit 40 temperatur menit pertama temperatur amonia masuk sebesar 60,43 oC dengan temperatur keluar sebesar 40,23 oC, untuk kecepatan udaranya yaitu sebesar 5,15 m/s . Selama 40 menit terjadi kenaikan temperatur sesuai dengan gambar tersebut.
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
1 3 5 7 9 111315171921232527293133353739
T e m pe ra tur ( ° C) Waktu (menit)
Temperatur vs Waktu
Tin Amonia
Tout Amonia
Tin Udara
4.3.2 Analisa Kerja Kondensor dengan Kesetimbangan Energi
Kerja/beban kondensor adalah kemampuan dari dari kondensor untuk membuang panas yang dihasilkan untuk menurunkan temperatur dengan keadaan tekanan tetap. Dengan menggunkan rumus Qk = m.Cp.∆T. rumus ini dapat digunakan untuk perhitungan beban kondensor pada aliran luar atau panas yang diserap oleh udara yang dihasilkan kipas angin.
Laju aliran massa udara pada perhitungan ini diperoleh dari kecepatan di kali dengan luas permukaan kondensor. Berikut data kerja kondensor setelah dilakukan analisa sesuai dengan perhitungan kesetimbangan energi dengan data yang dibutuhkan diperoleh dari hasil pengujian.
Untuk menghitung laju perpindahan panas pada kondensor bagian luar dapat dihitung dengan persamaan (2.2) :
�= � .�� . ∆�
� = Kalor yang diserap udara (kW)
� = Laju aliran massa udara (Kg/s)
�� = Kalor spesifik udara (J/kg.K)
∆� = Perubahan temperatur (0 Dimana pada temperatur rata-rata didapatkan :
C)
� = 0,812 kg/s
�� = 1,005978 kJ/kg.K
[image:40.595.109.581.545.744.2]- Hasil pengujian kerja kondensor ( Qk) Tabel 4.4 Kerja kondensor pengujian hari pertama
Waktu (menit)
V (m/s)
Amonia Udara
m(kg/s) Cp(kJ/kg.K) ∆T LMTD Qk(kW)
T in (°C ) T out (°C ) T in (°C ) T out (°C )
1 4,45 63,6 46,1 31,2 31,21 0,623 1,00597753 0,01 22,52448 0,0062672
2 4,21 63,7 45,9 31,2 31,22 0,5894 1,00597786 0,02 22,427492 0,0118585
3 5,22 63,7 46,4 31,2 31,21 0,7308 1,00597753 0,01 22,760874 0,0073517
4 4,14 63,6 46,1 31,2 31,22 0,5796 1,00597786 0,02 22,520557 0,0116613
5 5,31 63,4 46,5 31,2 31,22 0,7434 1,00597786 0,02 22,703664 0,0149569
6 5,33 63,2 46,3 31,2 31,22 0,7462 1,00597786 0,02 22,494191 0,0150132
7 4,33 63,7 46,8 31,2 31,23 0,6062 1,00597819 0,03 23,013573 0,0182947
8 4,3 63,6 46,6 31,2 31,22 0,602 1,00597786 0,02 22,847964 0,012112
9 4 63,9 46,6 31,2 31,22 0,56 1,00597786 0,02 22,966637 0,011267
11 4,41 64,6 47,3 31,2 31,22 0,6174 1,00597786 0,02 23,699229 0,0124218
12 4,55 64,8 47,4 31,2 31,22 0,637 1,00597786 0,02 23,843514 0,0128162
13 5,2 65,1 47,3 31,2 31,22 0,728 1,00597786 0,02 23,89767 0,014647
14 5,43 65,4 48,1 31,2 31,22 0,7602 1,00597786 0,02 24,534057 0,0152949
15 5,21 65,8 47,5 31,2 31,23 0,7294 1,00597819 0,03 24,300992 0,0220128
16 4,34 66,1 47,4 31,2 31,22 0,6076 1,00597786 0,02 24,357729 0,0122246
17 4,54 66,3 47,6 31,2 31,22 0,6356 1,00597786 0,02 24,567639 0,012788
18 4,64 66,5 47,8 31,2 31,23 0,6496 1,00597819 0,03 24,773428 0,0196045
19 5,2 67,1 48,5 31,2 31,22 0,728 1,00597786 0,02 25,470424 0,014647
20 5,32 67,3 48,6 31,2 31,22 0,7448 1,00597786 0,02 25,614709 0,014985
21 5,26 66,9 48,1 31,2 31,22 0,7364 1,00597786 0,02 25,131254 0,014816
22 4,21 68,1 48,4 31,2 31,22 0,5894 1,00597786 0,02 25,801038 0,0118585
23 4,56 68,4 48,7 31,2 31,23 0,6384 1,00597819 0,03 26,111737 0,0192665
24 4,78 69,3 49,1 31,2 31,23 0,6692 1,00597819 0,03 26,728477 0,020196
25 5,13 69,7 48,8 31,2 31,23 0,7182 1,00597819 0,03 26,688668 0,0216748
26 4,13 69,5 48,6 31,2 31,23 0,5782 1,00597819 0,03 26,478182 0,0174497
27 4,67 70,1 49,2 31,2 31,23 0,6538 1,00597819 0,03 27,109142 0,0197313
28 4,54 70,5 49,6 31,2 31,23 0,6356 1,00597819 0,03 27,528979 0,019182
29 4,34 71,5 50,4 31,2 31,23 0,6076 1,00597819 0,03 28,446199 0,018337
30 4,34 72,4 51,6 31,2 31,25 0,6076 1,00597885 0,05 29,571504 0,0305616
31 5,21 72,8 51,9 31,2 31,23 0,7294 1,00597819 0,03 29,932088 0,0220128
32 5,33 72,7 52,1 31,2 31,23 0,7462 1,00597819 0,03 30,019507 0,0225198
33 4,13 72,8 52,2 31,2 31,25 0,5782 1,00597885 0,05 30,115402 0,0290828
34 4,33 72,8 52,1 31,2 31,24 0,6062 1,00597852 0,04 30,055761 0,024393
35 4,53 71,7 50,8 31,2 31,25 0,6342 1,00597885 0,05 28,776995 0,0318996
36 5,21 71,9 51,5 31,2 31,24 0,7294 1,00597852 0,04 29,310825 0,0293504
37 4,87 72,3 52,2 31,2 31,24 0,6818 1,00597852 0,04 29,917437 0,027435
38 5,32 72,7 52,5 31,2 31,24 0,7448 1,00597852 0,04 30,269269 0,0299701
39 4,88 72,7 52,4 31,2 31,25 0,6832 1,00597885 0,05 30,201941 0,0343642
40 4,59 72,9 52,2 31,2 31,26 0,6426 1,00597918 0,06 30,151687 0,0387865
Rata - Rata 0,660135 1,00597814 0,0285 0,0189263
Kerja kondensor dari tabel diperoleh dari perhitungan kesetimbangan energi dengan data yang di dapatkan dari pengujian. Dari perancangan kerja kondensor sebesar 56,9 W, setalah dilakukan pengujian terhadap alat yang dirancang, kerja kondensor hanya bisa mencapai 38,878 W. Hasil ini sangat di pengaruhi dari temperatur masuk kondensor dan juga laju aliran udara yang dihasilkan.
��= 0,66013 ��/�� 1,005978��/��.�� 0,0285�
[image:42.595.147.478.95.319.2]��= 0,0189 ��
Gambar 4.8 Grafik antara beban kondensor dengan LMTD pada pengujian hari pertama
[image:42.595.114.560.469.751.2]Gambar 4.8 menunjukan bahwa besar beban kondensor terhadap beda temperatur ( LMTD ) semakin meningkat. Dimana bila beban meningkat berarti nilai perbedaan temperatur rata- rata ( LMTD ) juga meningkat.
Tabel 4.5 Kerja kondensor pengujian hari kedua
Waktu (menit)
V (m/s)
Amonia Udara
m(kg/s) Cp
(kJ/kg.K) ∆T LMTD Qk(kW)
T in (°C ) T out (°C ) T in (°C ) T out (°C )
1 4,22 64,2 45,7 31,2 31,22 0,5908 1,005978 0,02 22,488518 0,011887 2 5,13 63,4 45,2 31,2 31,21 0,7182 1,005978 0,01 21,847265 0,007225 3 5,21 63,7 45,3 31,2 31,21 0,7294 1,005978 0,01 22,030349 0,007338 4 4,87 63,6 46,1 31,2 31,22 0,6818 1,005978 0,02 22,520557 0,013718 5 4,93 63,5 46,1 31,2 31,22 0,6902 1,005978 0,02 22,48131 0,013887 6 5,25 63,7 45,4 31,2 31,21 0,735 1,005978 0,01 22,097635 0,007394 7 4,98 63,9 46,3 31,2 31,21 0,6972 1,005978 0,01 22,773927 0,007014 8 5,12 64,2 45,5 31,2 31,21 0,7168 1,005978 0,01 22,357932 0,007211
9 5 64,1 46,4 31,2 31,21 0,7 1,005978 0,01 22,918271 0,007042
10 4,3 64,3 47,2 31,2 31,23 0,602 1,005978 0,03 23,511172 0,018168
11 4,55 64,7 47,1 31,2 31,22 0,637 1,005978 0,02 23,609068 0,012816 12 4,35 64,9 47,3 31,2 31,22 0,609 1,005978 0,02 23,818398 0,012253 13 4,62 65,3 46,3 31,2 31,22 0,6468 1,005978 0,02 23,316496 0,013013 14 4,76 65,2 46,5 31,2 31,22 0,6664 1,005978 0,02 23,410889 0,013408
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Q
k (
kW
)
LMTD (0C)
15 5,32 65,2 46,2 31,2 31,22 0,7448 1,005978 0,02 23,210825 0,014985 16 4,86 65,7 46,7 31,2 31,23 0,6804 1,005978 0,03 23,73477 0,020534 17 5,31 65,8 47,2 31,2 31,22 0,7434 1,005978 0,02 24,108368 0,014957 18 4,35 66,6 48,3 31,2 31,23 0,609 1,005978 0,03 25,13809 0,018379 19 4,53 67,4 48,1 31,2 31,24 0,6342 1,005979 0,04 25,320785 0,02552 20 4,65 68,4 48,4 31,2 31,24 0,651 1,005979 0,04 25,911191 0,026196 21 4,91 68,7 48,2 31,2 31,24 0,6874 1,005979 0,04 25,896756 0,02766 22 4,32 68,4 48,7 31,2 31,24 0,6048 1,005979 0,04 26,107787 0,024337 23 5,43 69,5 48,2 31,2 31,23 0,7602 1,005978 0,03 26,21224 0,022942 24 4,66 69,6 48,8 31,2 31,23 0,6524 1,005978 0,03 26,64949 0,019689 25 4,54 69,9 48,9 31,2 31,24 0,6356 1,005979 0,04 26,829115 0,025576 26 4,65 70,3 49,4 31,2 31,23 0,651 1,005978 0,03 27,319138 0,019647 27 4,56 70,7 49,6 31,2 31,24 0,6384 1,005979 0,04 27,603858 0,025689 28 5,31 71,4 49,8 31,2 31,23 0,7434 1,005978 0,03 28,014484 0,022435 29 4,54 72,1 51,3 31,2 31,24 0,6356 1,005979 0,04 29,262856 0,025576 30 4,65 70,6 50,2 31,2 31,25 0,651 1,005979 0,05 27,951108 0,032745 31 4,87 71,8 50,4 31,2 31,24 0,6818 1,005979 0,04 28,561034 0,027435 32 4,69 72,4 50,6 31,2 31,25 0,6566 1,005979 0,05 28,924762 0,033026 33 5,32 72,8 49,7 31,2 31,24 0,7448 1,005979 0,04 28,491386 0,02997 34 4,55 72,7 50,7 31,2 31,25 0,637 1,005979 0,05 29,108572 0,03204 35 4,66 72,3 51,8 31,2 31,25 0,6524 1,005979 0,05 29,659184 0,032815 36 4,57 71,7 51,9 31,2 31,25 0,6398 1,005979 0,05 29,480562 0,032181 37 4,98 72,3 51,7 31,2 31,24 0,6972 1,005979 0,04 29,599364 0,028055 38 5,24 72,5 52,4 31,2 31,24 0,7336 1,005979 0,04 30,124991 0,029519 39 4,54 72,8 53,5 31,2 31,25 0,6356 1,005979 0,05 30,933094 0,03197 40 4,77 72,7 53,6 31,2 31,25 0,6678 1,005979 0,05 30,954122 0,03359
Rata - Rata 0,6722 1,005978 0,031 0,020964
Dari tabel didapatkan laju perpindahan panas rata-rata pada pengujian hari kedua yaitu sebesar :
�= 0,66013 ��/�� 1,005978��/��.�� (0,031)K
Gambar 4.9 Grafik antara beban kondensor dan LMTD pada pengujian hari kedua
[image:44.595.110.561.401.755.2]Grafik diatas menunjukan bahwa besar beban kondensor terhadap beda temperatur ( LMTD ) meningkat. Dimana bila beban meningkat berarti nilai perbedaan temperatur rata- rata ( LMTD ) juga meningkat.
Tabel 4.6 Kerja kondensor pengujian hari ketiga Waktu
(menit)
V (m/s)
Amonia Udara
m (kg/s)
Cp
(kJ/kg.K) ∆T LMTD Qk ( kW)
T in (oC )
T out (oC )
T in (oC )
T out (oC )
1 5,15 60,43 40,23 31,2 31,22 0,721 1,0059779 0,02 17,189701 0,0145062
2 5,23 60,76 40,12 31,2 31,22 0,7322 1,0059779 0,02 17,219935 0,0147315
3 4,43 60,57 41,32 31,2 31,23 0,6202 1,0059782 0,03 18,056475 0,0187172
4 4,61 61,31 42,14 31,2 31,23 0,6454 1,0059782 0,03 18,923614 0,0194777
5 5,42 62,32 41,55 31,2 31,22 0,7588 1,0059779 0,02 18,859842 0,0152667
6 5,21 62,46 41,34 31,2 31,22 0,7294 1,0059779 0,02 18,752033 0,0146752
7 4,23 62,75 43,53 31,2 31,24 0,5922 1,0059785 0,04 20,441885 0,0238296
8 4,57 64,1 44,34 31,2 31,24 0,6398 1,0059785 0,04 21,514407 0,025745
9 4,86 63,56 45,77 31,2 31,24 0,6804 1,0059785 0,04 22,278798 0,0273787
10 4,75 63,89 45,89 31,2 31,24 0,665 1,0059785 0,04 22,487164 0,026759
11 4,55 64,36 46,42 31,2 31,24 0,637 1,0059785 0,04 23,021709 0,0256323
12 4,34 64,81 47,12 31,2 31,24 0,6076 1,0059785 0,04 23,657722 0,0244493
13 4,56 64,78 47,34 31,2 31,25 0,6384 1,0059789 0,05 23,784778 0,0321108
14 4,13 65,41 48,35 31,2 31,25 0,5782 1,0059789 0,05 24,685904 0,0290828
15 4,87 65,98 48,32 31,2 31,25 0,6818 1,0059789 0,05 24,895509 0,0342938
16 5,21 66,32 47,32 31,2 31,24 0,7294 1,0059785 0,04 24,383643 0,0293504
17 5,32 66,78 47,34 31,2 31,24 0,7448 1,0059785 0,04 24,57693 0,0299701
18 4,17 67,35 48,76 31,2 31,26 0,5838 1,0059792 0,06 25,722099 0,0352374
19 4,62 67,31 49,23 31,2 31,26 0,6468 1,0059792 0,06 26,007771 0,03904
0 0,01 0,02 0,03 0,04
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Q
k(
kW
)
LMTD (oC)
20 4,67 67,58 49,35 31,2 31,26 0,6538 1,0059792 0,06 26,192955 0,0394626
21 4,43 69,23 49,42 31,2 31,26 0,6202 1,0059792 0,06 26,897225 0,0374345
22 4,76 68,57 49,87 31,2 31,26 0,6664 1,0059792 0,06 26,923055 0,0402231
23 4,86 69,3 49,21 31,2 31,26 0,6804 1,0059792 0,06 26,788422 0,0410681
24 4,56 69,79 49,68 31,2 31,25 0,6384 1,0059789 0,05 27,292235 0,0321108
25 4,78 70,36 50,21 31,2 31,26 0,6692 1,0059792 0,06 27,858 0,0403921
26 4,52 70,34 50,13 31,2 31,26 0,6328 1,0059792 0,06 27,798362 0,038195
27 4,33 70,58 50,56 31,2 31,27 0,6062 1,0059795 0,07 28,16723 0,0426877
28 4,57 70,87 50,86 31,2 31,27 0,6398 1,0059795 0,07 28,475829 0,0450538
29 4,65 71,56 51,43 31,2 31,27 0,651 1,0059795 0,07 29,117336 0,0458425
30 5,34 72,54 52,42 31,2 31,25 0,7476 1,0059789 0,05 30,149793 0,0376035
31 5,41 72,81 52,56 31,2 31,25 0,7574 1,0059789 0,05 30,34773 0,0380964
32 5,31 73,41 51,89 31,2 31,25 0,7434 1,0059789 0,05 30,16206 0,0373922
33 4,56 73,25 53,32 31,2 31,27 0,6384 1,0059795 0,07 30,996808 0,0449552
34 4,31 73,89 53,67 31,2 31,28 0,6034 1,0059798 0,08 31,47328 0,0485607
35 4,67 73,45 53,89 31,2 31,27 0,6538 1,0059795 0,07 31,434375 0,0460397
36 4,15 73,56 54,32 31,2 31,28 0,581 1,0059798 0,08 31,742029 0,0467579
37 5,43 73,47 53,78 31,2 31,26 0,7602 1,0059792 0,06 31,378248 0,0458847
38 5,32 72,78 53,34 31,2 31,26 0,7448 1,0059792 0,06 30,821135 0,0449552
39 5,16 72,89 53,75 31,2 31,26 0,7224 1,0059792 0,06 31,121246 0,0436032
40 5,21 73,31 54,21 31,2 31,27 0,7294 1,0059795 0,07 31,574967 0,0513633
Rata - Rata 0,66931 1,0059789 0,051 0,034198
Laju perpindahan panas rata-rata pada pengujian hari ketiga
�= 0,699 ��/�� 1,00598 ��/��.�� 0,051K
[image:45.595.147.477.545.718.2]�= 0,03419 ��
Gambar 4.10 Grafik antara beban kondensor dan LMTD pada pengujian hari ketiga 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
Q
k(
kW
)
LMTD (oC)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Telah dirancang bangun sebuah kondensor sebagai bagian dari mesin pendingin siklus absorpsi dengan dimensi :
• Panjang tube,� = 1,452 m • Diameter dalam tube,�� = 0,0068 m • Diameter luar tube,�� = 0,01028 m
• Material tube = stainless steel 304
• Jarak antara tube = 0,05 m
• Panjang tiap lintasan tube = 0,242 m
• Kecepatan udara = 5 m/s
• Ukuran kotak = 350 x 400 x 300 ( mm)
• Material kotak = Triplek
2. Dari hasil pengujian diperoleh laju perpindahan panas rata – rata pada kondensor pada pengujian hari pertama didapatkan sebesar 0,0189 kW, pada pengujian hari kedua didapatkan sebesar 0,02096 kW dan pada pengujian hari ketiga sebesar 0,03419 kW.
3. Dari hasil perancangan dan pengujian kerja kondensor memiliki perbedaan dimana pada hasil perancangan beban kondensor sebesar 0,05699 kW, dalam pengujian beban kondensor maksimum yang diperoleh yaitu sebesar 0,05136 kW pada pengujian hari ketiga.
5.2 Saran
Adapun saran untuk penelitian selanjutnya adalah :
melalui media pendingin sebaiknya laju aliran massa di kontrol sesuai dengan perancangan
2. Lakukan pengujian dengan menambahkan sirip dengan tujuan untuk memperbesar luas permukaan perpindahan panas sehingga didapatkan laju perpindahan panas yang diserap lebih besar.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip pendinginan absorpsi telah di kenal sejak awal tahun 1800-an. Misalnya proses pendinginan absorpsi yang dilaporkan oleh John Leslie pada tahun 1810. Tetapi mesin pending sistem absorpsi yang pertama direalisasikan dan dipatenkan adalah karya seorang engineer Francis, Ferdinand P.E. Carre pada tahun 1860. Mesin sistem absorpsi pertama ini bekerja secara intermittent (tidak kontiniu) dengan menggunakan pasangan amoniak dengan air, yang dapat menghasilkan es dalam jumlah kecil. Pada saat itu Carre telah melakukan pengembangan beberapa kali terhadap mesinnya dan hasil terbaik yang pernah dilaporkannya adalah dapat memproduksi es sampai 100 kg/jam (pada mesin generasi ke 5). Perbedaan utama kedua siklus tersebut adalah gaya yang menyebabkan terjadinya perbedaan tekanan antara tekanan penguapan dan tekanan kondensasi serta cara perpindahan uap dari wilayah bertekanan rendah ke wilayah bertekanan tinggi.
2.1 Sistem Pendinginan Absorpsi
Salah satu keistimewaan siklus ini adalah panas yang digunakan untuk menjalankan siklus dapat berupa sumber panas yang temperaturnya kurang dari 200
Pada sistem pendingin kompresi uap digunakan kompresor, sedangkan pada sistem pendingin absorpsi digunakan absorber dan generator. Uap bertekanan rendah diserap di absorber, tekanan ditingkatkan dengan pompa dan pemberian panas di generator sehingga absorber dan generator dapat menggantikan fungsi kompresor secara mutlak. Untuk melakukan proses kompresi tersebut, sistem pendingin kompresi uap memerlukan masukan kerja mekanik sedangkan sistem pendingin absorpsi memerlukan masukan energi panas. Oleh sebab itu, siklus kompresi uap sering disebut sebagai siklus yang digerakkan dengan kerja (work operated) dan siklus absorpsi disebut sebagai siklus yang digerakkan dengan panas (Heat operated).
o
• Pembakaran dengan bahan bakar (direct-fired), dimana bahan bakar yang digunakan dapat berupa minyak bumi dan gas. Pada sistem pembakaran langsung diperlukan peralatan burner untuk pembakaran bahan bakarnya. • Uap (steam-fired), tenaga yang dihasilkan berasal dari uap panas (steam)
yang biasanya dihasilkan oleh steam boiler. • Air panas (hot water-fired) sumber air panas.
• Panas buang (exaust), baik kendaraan maupun pabrik.
Dasar siklus absorpsi disajikan pada gambar 2.1 Pada gambar ditunjukkan adanya dua tingkat tekanan yang bekerja pada sistem, yaitu tekanan rendah yang meliputi proses penguapan (di evaporator) dan penyerapan (di absorber), dan tekanan tinggi yang meliputi proses pembentukan uap (di generator) dan pengembunan (di kondensor).
2.1.1 Prinsip Kerja Siklus Absorpsi
[image:50.595.169.506.497.682.2]Siklus absorpsi juga menggunakan dua jenis zat yang umumnya berbeda, zat pertama disebut penyerap sedangkan yang kedua disebut refrijeran. Selanjutnya, efek pendinginan yang terjadi merupakan akibat dari kombinasi proses pengembunan dan penguapan kedua zat pada kedua tingkat tekanan tersebut. Proses yang terjadi di evaporator dan kondensor sama dengan pada siklus kompresi uap
Kerja siklus secara keseluruhan adalah sebagai berikut :
Proses 1-2/1-3 : Larutan encer campuran zat penyerap dengan refrijeran (konsentrasi zat penyerap rendah) masuk ke generator pada tekanan tinggi. Di generator panas dari sumber bersuhu tinggi ditambahkan untuk menguapkan dan memisahkan refrijeran dari zat penyerap, sehingga terdapat uap refrijeran dan larutan pekat zat penyerap. Larutan pekat campuran zat penyerap mengalir ke absorber dan uap refrijeran mengalir ke kondensor.
Proses 2-7 : Larutan pekat campuran zat penyerap dengan refrijeran (konsentrasi zat penyerap tinggi) kembali ke absorber melalui katup cekik. Penggunaan katup cekik bertujuan untuk mempertahankan perbedaan tekanan antara generator dan absorber.
Proses 3-4 : Di kondensor, uap refrijeran bertekanan dan bersuhu tinggi diembunkan, panas dilepas ke lingkungan dengan menggunakan kipas angin, dan terjadi perubahan fase refrijeran dari uap ke cair. Dari kondensor dihasilkan refrijeran cair bertekanan tinggi dan bersuhu rendah.
Proses 4-5 : Tekanan tinggi refrijeran cair diturunkan dengan menggunakan katup cekik (katup ekspansi) dan dihasilkan refrijeran cair bertekanan dan bersuhu rendah yang selanjutnya dialirkan ke evaporator.
Proses 5-6 : Di evaporator, refrijeran cair mengambil panas dari lingkungan yang akan didinginkan dan menguap sehingga terjadi uap refrijeran bertekanan rendah.
Proses 6-8/7-8 : Uap refrijeran dari evaporator diserap oleh larutan pekat zat penyerap di absorber dan membentuk larutan encer zat penyerap. Jika proses penyerapan tersebut terjadi secara adiabatik, terjadi peningkatan suhu campuran larutan yang pada gilirannya akan menyebabkan proses penyerapan uap terhenti. Agar proses penyerapan berlangsung terus-menerus, absorber didinginkan dengan air yang mengambil dan melepaskan panas tersebut ke lingkungan.
Gambar 2.2 Diagram p-h siklus kompresi uap dan siklus absorpsi (Sumber : Miler, 2006; Moran, 1998)
Pada siklus pertama,setelah refrijeran menguap dari evaporator di titik 1. Uap ini akan masuk ke siklus kedua dan keluar ke titik 2 pada kondisi uap kering (super heat) dan tekanan tinggi. Setelah di titik 2, uap refrijeran masuk masuk ke kondensor dan melepas panas ke lingkungan. Proses pelepasan panas ini terjadi secara isobarik, dan akhirnya refrijeran berubah menjadi cair di titik 3. Kemudian terjadi penurunan tekanan secara adiabatik. Pada saat tekanan tekanan turun temperatur juga akan turun dan sebagian cairan akan berubah menjadi uap di titik 4. Selanjutnya refrijeran akan melakukan fungsi refrigerasi di evaporator dan akhirnya menguap, kembali ke titik 1, dan siklus akan berulang (Moran, 1998).
Sebagai catatan siklus absorpsi akan sama dengan siklus kompresi uap, pada siklus dari titik 2-3-4-1. Perbedaannya adalah bagaimana memindahkan refrijeran dari kondisi titik 1 ke kondisi titik 2. Pada siklus kompresi uap tugas ini dilakukan oleh kompresor dengan menggunakan energi mekanik, sementara pada siklus absorpsi tugas ini dilakukan oleh generator dan absorber dengan menggunakan panas sebagai energi masukan utama dan sebagian kecil kerja melalui pompa.
yang lebih encer di titik 6. Larutan ini kemudian akan dipompakan ke generator oleh pompa sehingga tekanannya akan naik. Sebagai catatan, untuk membuat proses ini dapat terjadi rasio tekanan pada generator atau kondensor dan absorber atau evaporator harus diatur cukup tinggi.
2.1.2. Komponen Siklus Absorpsi
Mesin pendingin absorpsi bekerja secara siklus dimana terdapat beberapa komponen yang saling berhubungan satu sama lain diantaranya sebgai berikut :
• Generator
Pada sikus absorpsi generator berperan untuk menaikkan tekanan serta memberikan kalor terhadap larutan amonia-air sehingga uap amonia terpisah dari absorbent. Generator akan menghasilkan uap amonia bertekanan tinggi yang selanjutnya masuk ke kondensor (Cengel, 1989). • Absorber
Absorber merupakan wadah untuk proses pelarutan uap amonia dengan absorbent sekaligus sebagai alat penukar kalor untuk membuang panas yang dihasilkan selama proses absorpsi . Absorber memiliki dua sumber masukan yaitu uap amonia dari evaporator dan larutan konsentrasi lemah dari generator, larutan yang dihasilkan dari absorber adalah larutan amonia konsentrasi tinggi yang akan di pompakan ke generator (Miller, 2006). • Kondensor
Tugas kondensor pada siklus absorpsi sama halnya pada siklus kompresi uap yaitu membuang panas ke lingkungan dengan media pendingin udara yang di alirkan oleh kipas ke sisi pipa kondensor. Pada kondensor terjadi perubahan fasa yaitu dari fasa uap menjadi fasa cair, refrijeran cair dengan tekanan tinggi selanjutnya masuk menuju katup ekspansi (Miller, 2006). • Evaporator
• Katup ekspansi
Katup ekspansi adalah komponen siklus absorpsi yang berfungsi untuk menurunkan tekanan dari refrijeran setelah keluar dari kondensor akibat dari penurunan tekan ini temperatur dari refrijeran juga akan menurun sesuai dengan penurunan tekanan (Miller, 2006).
2.1.3 Perbedaan Sistem Absorpsi dengan Sistem Kompresi Uap (SKU) Siklus absorpsi hampir sama dalam beberapa hal dengan siklus kompresi uap. Siklus refrigerasi beroperasi dengan peralatan seperti kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Perbedaan yang mendasar hanyalah pada cara menaikkan uap tekanan rendah dari evaporator menjadi uap tekanan tinggi dan dialirkan ke kondensor. Sistem kompresi uap menggunakan kompresor untuk keperluan tersebut. Sedangkan pada sistem refrigerasi absorpsi menggunakan absorber-generator untuk mengganti peran kompresor pada SKU (Moran, 1998).
Prinsip sederhana sistem absorpsi yaitu: pertama- tama, sistem absorpsi menyerap uap tekanan rendah ke dalam suatu zat cair penyerap (absorben) yang cocok dan merupakan pasangan biner dari refrijeran yang digunakan. Proses ini terjadinya sepenuhnya di absorber. Yang terkandung di dalam proses absorpsi yaitu konversi (perubahan) dari uap menjadi cair, Karena proses ini sama dengan kondensasi maka selama proses berjalan,kalor dilepaskan. Tahap berikutnya yaitu menaikkan tekanan zat cair dengan pompa ke generator. Dan tahap akhir adalah memanaskan zat cair penyerap dengan cara pemberian kalor sehingga uap tersebut memiliki tekanan yang tinggi dan siap untuk dialirkan ke kondensor.
2.2 Kombinasi Refrijeran – Absorber pada Sistem Pendinginan Absorpsi Terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh kombinasi refrijeran dengan zat penyerap untuk layak digunakan pada mesin pendingin absorpsi . Diantaranya adalah :
a. Zat penyerap harus mempunyai nilai afinitas (pertalian) yang kuat dengan uap refrijeran, dan keduanya harus mempunyai daya larut yang baik pada kisaran suhu kerja yang diinginkan.
c. Secara ideal, kemampuan penguapan zat penyerap harus lebih rendah dari refrijeran sehingga refrijeran yang meninggalkan generator tidak mengandung zat penyerap
d. Refrijeran harus mempunyai panas laten penguapan yang cukup tinggi sehingga laju aliran refrijeran yang harus dicapai tidak terlalu tinggi
e. Tekanan kerja kedua zat harus cukup rendah (mendekati tekanan atmosfir) untuk mengurangi berat alat dan menghindari kebocoran ke lingkungannya Saat ini, terdapat dua kombinasi refrijeran-zat penyerap yang umum digunakan, yaitu air-litium bromida (H2O-LiBr) dan amonia-air (NH3-H2O). Pada kombinasi pertama, air bertindak sebagai refrijeran dan litium bromida sebagai zat penyerap, sedang pada kombinasi kedua, amonia bertindak sebagai refrijeran dan air sebagai zat penyerap.
1) Sistem Litium Bromida – Air
Sistem litium bromida-air banyak digunakan untuk pengkondisian udara dimana suhu evaporasi berada di atas 0 ºC. Litium Bromida (LiBr) adalah suatu kristal garam padat, yang dapat menyerap uap air. Larutan cair yang terjadi memberi tekanan uap yang merupakan fungsi suhu dan konsentrasi larutan.
Hubungan antara entalpi dengan persentase Litium-Bromida dalam larutan LiBr pada berbagai suhu larutan. Proses terjadi kristalisasi larutan LiBr-H2O, yaitu pada keadaan yang mana larutan mengalami pemadatan. Proses yang terjadi pada wilayah melewati batas kristalisasi akan mengakibatkan pembentukan lumpur padat dan penyumbatan sehingga mengganggu aliran di dalam pipa.
2) Sistem Air – Amonia
sifat amonia yang sedikit beracun sehingga membatasi penggunaannya untuk pengkondisian udara.
Kelemahan sistem amonia-air yang paling utama adalah air yang juga mudah menguap sehingga amonia yang berfungsi sebagai refrijeran masih mengandung uap air pada saat keluar dari generator dan masuk ke evaporator melalui kondensor. Keadaan ini dapat menyebabkan uap air meninggalkan panas di evaporator dan meningkatkan suhunya sehingga menurunkan efek pendinginan. Untuk menghindari hal itu, mesin pendingin absorpsi dengan sistem amonia-air umumnya dilengkapi dengan rectifier dan analyzer. Amonia yang masih mengandung uap air dari generator melalui rectifier, suatu mekanisme yang bekerja seperti kondensor akibat adanya arus balik uap air dari analyzer. Di sini, uap air yang mempunyai suhu jenuh yang lebih tinggi diembunkan dan dikembalikan ke generator. Selanjutnya amonia dan sejumlah kecil uap air diteruskan ke analyzer, dimana uap air dan sebagian kecil amonia diembunkan dan dikembalikan ke generator melalui rectifier, sedangkan amonia diteruskan ke kondensor. Analyzer pada prinsipnya adalah suatu kolom distilasi, yang umumnya menggunakan air pendingin dari kondensor sebagai media pendingin.
2.2.1 Absorben
Untuk dapat menghitung penampilan panas di dalam siklus pendinginan absorpsi maka diperlukan data entalpi tiap kombinasi refrijeran-zat penyerap yang digunakan. Perlu diperhatikan bahwa pada diagram tersebut konsentrasi yang ditunjukkan adalah konsentrasi NH3 di dalam larutan NH3-H2O, meskipun dalam hal ini amonia berfungsi sebagai refrijeran dan air sebagai zat penyerap.
Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada permukaannya,baik secara fisik atau dengan reaksi kimia. Absorben harus memenuhi persyaratan yang sangat beragam yaitu :
• Sedapat mungkin sangat reaktif • Memiliki tekanan uap yang tinggi • Mempunyai viskositas yang rendah • Stabil secara termis dan murah
2.3 Refrijeran
Refrijeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara. Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian membuangnya ke udara sekeliling di luar benda (Shan, 1991).
Berdasarkan jenis senyawanya, refrijeran dapat dikelompokkan menjadi 7 kelompok yaitu sebagai berikut :
1. Kelompok refrijeran senyawa halocarbon.
Kelompok refrijeran senyawa halocarbon diturunkan dari hidrokarbon (HC) yaitu metana (CH4), etana (C2H6), atau dari propane (C3H8
2. Kelompok refrijeran senyawa organik cyclic.
) dengan mengganti atom-atom hydrogen dengan unsur-unsur halogen seperti khlor (Cl), fluor (F), atau brom (Br). Jika seluruh atom hydrogen tergantikan oleh atom Cl dan F maka refrijeran yang dihasilkan akan terdiri dari atom khlor, fluor, dan karbon. Refrijeran ini disebut refrijeran
chlorofluorocarbon (CFC). Jika hanya sebagian saja atom hydrogen yang digantikan oleh Cl dan atau F maka refrijeran yang terbentuk disebut
hydrochlorofluorocarbon (HCFC). Refrijeran halocarbon yang tidak mengandung atom khlor disebut hydrofluorocarbon (HFC).
Kelompok refrijeran ini diturunkan dari butana. Aturan penulisan nomor refrijeran adalah sama dengan cara penulisan refrijeran halocarbon tetapi ditambahkan huruf C sebelum nomor. Contoh dari kelompok refrijeran ini adalah:
1) R-C316 C4Cl2F6
2) R-C317 C
1,2-dichlorohexafluorocyclobutane 4ClF7
3) R-318 C
3. Kelompok refrijeran campuran zeotropik.
Kelompok refrijeran ini merupakan refrijeran campuran yang bias terdiri dari campuran refrijeran CFC, HCFC, HFC, dan HC. Refrijeran yang terbentuk merupakan campuran tak bereaksi yang masih dapat dipisahkan dengan cara destilasi.
4. Kelompok refrijeran campuran Azeotropik.
Kelompok refrijeran ini adalah refrijeran campuran tak bereaksi yang tidak dapat dipisahkan dengan destilasi. Refrijeran ini pada konsentrasi, tekanan dan temperatur tertentu bersifat azeotropik, yaitu mengembun dan menguap pada temperatur yang sama, sehingga mirip dengan refrijeran tunggal. Namun demikian pada kondisi (konsentrasi, temperatur atau tekanan) yang lain refrijeran ini bisa saja menjadi bersifat zeotropik.
5. Kelompok refrijeran senyawa organik biasa.
Kelompok refrijeran ini sebenarnya terdiri dari unsur C, H dan lainnya. Namun demikian cara penulisan nomornya tidak dapat mengikuti cara penomoran refrijeran halocarbon karena jumlah atom H nya jika ditambah dengan 1 lebih dari 10 sehingga angka kedua pada nomor refrijeran menjadi dua digit. Sebagai contoh butane (C4H10
6. Kelompok refrijeran senyawa anorganik.
), jika dipaksakan dituliskan sesuai dengan cara penomoran refrijeran halocarbon, maka refrijeran ini akan bernomor R-3110, sehingga akan menimbulkan kerancuan.
Kelompok refrijeran ini diberi nomor yang dimulai dengan angka 7 dan digit selanjutnya menyatakan berat molekul dari senyawanya. Contoh dari refrijeran ini adalah:
7. Kelompok refrijeran senyawa organik tak jenuh
Kelompok refrijeran ini mempunyai nomor 4 digit, dengan menambahkan angka keempat yang menunjukkan jumlah ikatan rangkap di depan ketiga angka yang sudah dibahas dalam sistem penomoran refrijeran halocarbon.
2.3.1 Amonia
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3
Tabel 2.1 Sifat Amonia
. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas I (
