• Tidak ada hasil yang ditemukan

14. G. Sachdeva, Computation of Heat Transfer Augmentation in a Plate-Fin Heat Exchanger using Rectangular/Delta Wing, Disertation, Mehanical

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "14. G. Sachdeva, Computation of Heat Transfer Augmentation in a Plate-Fin Heat Exchanger using Rectangular/Delta Wing, Disertation, Mehanical"

Copied!
46
0
0

Teks penuh

(1)

1

DAFTAR PUSTAKA

1. Badan pusat statistik, “Perkembangan Jumlah Kendaraan Bermotor Menurut Jenis tahun 1987-2009”, 2009.

2. BP Statistical “Review of World Energy “June 2011.

3. Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 04 Tahun 2009 “Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru.”

4. L. Nirajan, Shinjo, “Experimental investigation on the effects of cold and hot EGR using diesel and biodiesel as fuel”, Department of Mechanical Engineering, India. 5. Heywood, dan B.L John, “Internal Combustion Engine Fundamentals”,

McGraw-Hill, Inc, United States of America, 1988.

6. Y.A. Cengel, “Thermodynamics An Engineering Approach, 5th” 1ed, McGraw-Hill.

7. Z. Ming, T.R Graham., dan J.G Hawley, “Diesel engine exhaust gas recirculation-a review on advanced and novel concepts”, Elsevier-Journal Of Energy Conversion And Management, pp. 883-900. 2003

8. A.K. Agrawal, S.K. Singh, S. Sinha, M.K. Shukla, “Effect of EGR on the Exhaust Gas Temperature and Exhaust Opacity in Compression Ignition Engines”, Indian Institute of Technology, Kanpur, India, p3-4. 2003

9. P.M. Gerhart, dan J.G. Richard, “Fundamentals of Fluid Mechanics”, Addison-Wesley Publishing Company, Inc., USA, p509-530. 1985

10. F. W. Robert, M.T. Alan, P.J. Philip, “Introduction to Fluid Mechanics. 8th” edition, John Willey & Sons Inc, p5. 2011

11. Anwar dan Khairil, “Efektivitas Alat Penukar Kalor pada Sistem Pendingin Generator PLTA”, Teknik Mesin, Universitas Tadulako, Palu.

12. Sugiyanto, “Analisis Alat Penukar kalor tipe Shell and Tube dan Aplikasi Perhitungan dengan Microsoft Visual Basic 6.0”, Tugas Akhir, Teknik Mesin, Universitas Gunadarma.

13. Incropera/DeWitt/Bergman/Lavine, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 6th.”

(2)

2

14. G. Sachdeva, “Computation of Heat Transfer Augmentation in a Plate-Fin Heat Exchanger using Rectangular/Delta Wing”, Disertation, Mehanical Engineering, National Institute of Technology, India. 2010.

15. T. Kuppan, Heat Exchanger Design Handbook, New York:Bassel, 2000.

16. W.M. Kay and A.L London, “Compact Heat Exchangers”, 2nd, New York:McGraw Hill, 1964.

17. J. P. Holman, “Heat Transfer”, 6th, New York:McGraw Hill, 1986.

18. T. Perrotin dan D. Clodic, “Fin Efficiency Calculation in Enhanced Fin and Exchangers in Dry Conditions”, International Congress of Refrigeraton, Wshington, D.c. 2003

19. A.D. Kraus, A. Aziz, and J. Welty, “Extended Surface Heat Transfer”, New York, 2001.

20. J. Dewatwal, “Design of Compact Plate Fin Heat Exchanger”, Thesis, Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Rourkela, 2009.

21. J. G. Paeng, “Experimental measurement and numerical computation of the air side convective heat transfer coefficients in a plate fin tube heat exchanger” Journal and mechanical science and technology, 2008.

22. J.D. Hoffman, “Numerical Methods for Engineers and Scientists” New York-Basel, 2001.

(3)

3

(4)

4

LAMPIRAN 1

RADIATOR

1. Definisi

Radiator adalah suatu bagian atau komponen dari sistem pendinginan yang menggunakan sistem pendinginan air. Karena itu fungsi radiator adalah mendinginkan mesin.

2. Aplikasi

Radiator yang kita kenal pada umumnya digunakan pada kendaraan bermotor (roda dua atau empat), namun tidak jarang radiator juga digunakan pada mesin yang memerlukan pendinginan ekstra, seperti pada mesin- mesin produksi atau mesin- mesin lainnya yang bekerja dalam kondisi berat atau lama.

3. Karakteristik Permukaan

Pada kendaraan baik motor atau mobil radiator pada umumnya terletak di depan dan berada didekat mesin atau pada posisi tertentu yang menguntungkan bagi sistem pendinginan. Hal ini bertujuan agar mesin mendapatkan pendinginan yang maksimal sesuai yang dibutuhkan mesin.

Radiator pada bagian intinya terdiri dari dua bagian yaitu bagian pipa flat dan bagian sirip berbentuk plat berbengkok seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

(5)

5

Ada beberapa bentuk model pipa flat dan pipa bengkok yang disediakan oleh Kays and London, beberapa diantaranya yang diambil untuk perancangan radiator pada Tugas Akhir ini adalah pipa flat seri 9.68-0.87 dan 11.32-0.737-SR, sedangkan untuk Plat bengkok seri 12.00T dan 11.1

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 2. (a) Pipa flat seri 9.68-0.87 (b) Pipa flat seri 11.32-0.737-SR (c) Plat bengkok seri 12.00T (d) Plat bengkok seri 11.1 (e) Plat bengkok seri 14.7

masing- masing dari keempat seri diatas mempunyai karakteristik sendiri-sendiri khusunya pada Plat bengkok mempunyai nilai jari-jari hidraulik, faktor Colburn, dan karakterisik permukaan sendiri. Berikut ini akan dijelaskan karakteristik dari plat bengkok seri 12.00T, plat bengkok seri 11.1 dan plat bengkok seri 14.7.

(6)

6 a. Plat bengkok seri 12.00T

Gambar 3. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 12.00T

Pada Gambar 3 menunjukkan grafik hubungan antara bilangan Reynold terhadap faktor Colburn dan faktor gesekan. Faktor Colburn digunakan untuk mendapatkan nilai koefisien perpindahan panas sisi udara, sedangkan faktor gesekan berpengaruh terhadap nilai pressure drop udara. Selain itu juga disediakan nilai banyaknya sirip tiap in, jarak plat, panjang sirip arah aliran, diameter hidraulik, tebal sirip, rasio luas perpindahan panas terhadap volum antar plat, dan rasio luas sirip terhadap luas total.

(7)

7 b. Plat bengkok seri 11.1

Gambar 4. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 11.1

Pada Gambar 4 menunjukkan grafik hubungan antara bilangan Reynold terhadap faktor Colburn dan faktor gesekan. Faktor Colburn digunakan untuk mendapatkan nilai koefisien perpindahan panas sisi udara, sedangkan faktor gesekan berpengaruh terhadap nilai pressure drop udara. Selain itu juga disediakan nilai banyaknya sirip t iap in, jarak plat, diameter hidraulik, tebal sirip, rasio luas perpindahan panas terhadap volum antar plat, dan rasio luas sirip terhadap luas total.

(8)

8 c. Plat bengkok seri 14.7

Gambar 5. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 14.7

Pada Gambar 5 menunjukkan grafik hubungan antara bilangan Reynold terhadap faktor Colburn dan faktor gesekan. Faktor Colburn digunakan untuk mendapatkan nilai koefisien perpindahan panas sisi udara, sedangkan faktor gesekan berpengaruh terhadap nilai pressure drop udara. Selain itu juga disediakan nilai banyaknya sirip tiap in, jarak plat, diameter hidraulik, tebal sirip, rasio luas perpindahan panas terhadap volum antar plat, dan rasio luas sirip terhadap luas total.

(9)

9

4. Rumus Perhitungan

Pada perancangan Radiator persamaan-persamaan yang dipakai hampir sama dengan perancangan Finned flat tubes. Perbedaannya hanya dalam persamaan karakteristik permukaan, dan Pressure drop berbeda dengan persamaan yang digunakan dalam Finned flat tubes.

a. Karakteristik permukaan

Gambar 6. Geometri Radiator Luas frontal, dirumuskan dengan:

Rasio luas aliran bebas dengan luas frontal, dirumuskan dengan:

Luas aliran bebas sisi air adalah

(10)

10

Rasio luas perpindahan panas sisi air dengan volum total, dirumuskan dengan:

Jumlah sirip keseluruhan, dirumuskan dengan:

Diameter hidraulik saluran,

Jari-jari hidraulik saluran, dirumuskan dengan:

b. Pressure drop

Pressure drop sisi udara

Nilai Kc dan Ke diperoleh dari gambar 2.34 pada bab 2.

Pressure drop sisi air

(11)

11 5. Algoritma Perhitungan ALGORITMA PERHITUNGAN Perancangan Radiator Input :

1. Pilih fungsi Radiator 2. Pilih seri Pipa flat Radiator 3. Pilih seri Plat bengkok Radiator 4. Panjang Radiator (L1)

5. Laju aliran massa Air ( ) 6. Temperatur udara masuk (Tin,udara) 7. Temperatur air keluar (Tout,air) 8. Temperatur air masuk (Tin,air)

Hitung Rasio luas transfer panas dan volum total pada sisi udara dan sisi air ( )

Hitung rasio luas aliran bebas dan luas penampang pada sisi udara dan sisi air ( )

Tebak Temperatur udara keluar (Tout,udara)

1 1

(12)

12

Tentukan sifat-sifat fisik udara dan air pada temperatur rata-rata

Tentukan sifat-sifat fisik udara dan EGR pada temperatur rata-rata

Hitung temperatur rata-rata udara dan air (Tav,udara dan Tav,air)

Hitung energi panas sisi air (qair)

Hitung Laju aliran massa udara ( )

Hitung luas frontal udara dan air (Afr,udara dan Afr,air) 1

2

Tebak tinggi Radiator (L3)

(13)

13

Hitung luas aliran bebas sisi udara dan air (Aff,udara dan Aff,egr)

Hitung : 1. ΔTlmtd

2. fluks massa sisi udara dan air (Gudara dan Gair)

Hitung Bilangan Reynold sisi udara dan air (Reudara dan Reair)

Hitung efisiensi sirip sisi udara ( ) Hitung koefisien transfer panas dan koefisien gesek sisi

udara dan EGR ( )

Hitung efisiensi sirip total sisi udara ( )

3 2

(14)

14

Ya 3

Hitung efektifitas perpindahan panas penukar kalor (ε) dan Cmin/Cmax

Tentukan Number of Transfer Units (NTU)

Hitung luas transfer panas sisi udara (Audara)

Hitung absolut beda tinggi radiator hasil hitung dengan tebakan (ΔL3)

Tidak

2

Hitung koefisien perpindahan panas total berdasar sisi udara ( )

Hitung Volum total dan tinggi radiator baru (Vtotal dan L3,baru)

Hitung laju kapasitas panas sisi udara dan air (Cudara dan Cair)

(15)

15 4

Hitung Temperatur udara keluar baru (Tout,udara baru)

Hitung pressure drop sisi air (ΔPair) dan sisi udara (ΔPudara) Hitung Laju perpindahan Panas Total berdasar sisi udara

(qtot)

Hitung absolut beda Temperatur udara keluar hasil hitung dengan tebakan (ΔTout,udara)

1

Tidak

Ya

Hitung Kecepatan udara (uudara)

Hitung volum spesifik sisi udara dan EGR titik awal, akhir, dan rata-rata ( )

(16)

16

Gambar 7. Diagram alir perancangan penukar kalor jenis Radiator Hasil Perancangan

Radiator

Hitung jumlah plat sirip tiap baris pada sisi udara (Nf,udara)

Hitung jumlah baris plat sisi udara dan air (Nr,udara dan Nr,air)

5

Hitung panjang dan lebar plat pada sisi udara (Pf,udara dan lbf,udara)

(17)

17

6. Hasil Pe rhitungan Radiator

Hasil perhitungan yang ditampilkan dalam tugas akhir ini diperoleh dari beberapa kondisi masukan yang terdiri dari seri penukar kalor jenis Radiator, tinggi penukar kalor, laju aliran massa Air, temperatur Air masuk, temperatur Air keluar, dan temperatur udara masuk.

Pada perhitungan desain penukar kalor jenis Radiator terdiri dari dua bagian saluran yaitu saluran dalam pipa flat dan saluran luar pipa flat. Untuk saluran dalam pipa diisi oleh fluida panas berupa Air, sedangkan saluran luar pipa (bagian sir ip bengkok) diisi oleh fluida dingin berupa udara lingkungan. Penukar kalor ini mempunyai beberapa seri plat bengkok yang dipopulerkan oleh Kays dan London, tiga diantaranya yaitu 12.00T, 11.1, dan 14.7 dengan masing- masing karakteristik rancangannya. Angka 12.00, 11.1, dan 14.7 menunjukkan banyaknya sirip tiap inci. Sedangkan huruf T menunjukkan permukaan yang dilalui fluida (Triangular).

Hasil perhitungan perancangan penukar kalor jenis Radiator diberikan pada Tabel 1 (variasi mair), Tabel 2 (variasi Tair,out), dan Tabel 3 (variasi L1)

Tabel 1 Hasil perancangan Radiator variasi laju aliran massa Air Masukan/input

Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2

Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7

Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300

(18)

18

Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30

Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68

Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84

Hasil/output

Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300

Lebar penukar kalor, L2 (mm) 22 22 22

Tinggi penukar kalor, L3 (mm) 369 381 400

Jarak antar plat pemisah sisi udara, budara (mm)

8.38 8.38 8.38

Panjang pipa flat (mm) 22.10 22.10 22.10

Lebar pipa flat (mm) 3.05 3.05 3.05

Tebal sirip sisi udara (mm) 0.152 0.152 0.152 Tebal Pipa flat sisi Air (mm) 0.254 0.254 0.254

Jumlah laluan udara 32 34 35

Jumlah laluan Air 31 33 34

Luas frontal sisi udara (m2) 0.1088 0.157 0.1191 Luas frontal sisi Air (m2) 0.0080 0.0085 0.0088 Luas aliran bebas sisi udara (m2) 0.0709 0.0754 0.0776 Luas aliran bebas sisi Air (m2) 0.0017 0.0018 0.0019 Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 214 222 233

Panjang plat tiap laluan sisi udara (mm)

1831 1899 1993

Lebar plat tiap laluan sisi udara (mm)

22 22 22

Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air (mm)

300 300 300

Luas perpindahan panas sisi udara (m2)

(19)

19

Luas perpindahan panas sisi Air (m2) 7.66 8.42 9.10

Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30

Temperatur udara keluar (˚C) 82 82 82

Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84

Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68

Laju perpindahan panas (Watt) 16309 18348 20386 Laju aliran massa udara (kg/jam) 1040 1170 1300

Laju aliran massa Air (kg/jam) 800 900 1000

Kecepatan udara masuk (m/s) 3.82 4.05 4.37

Kecepatan Air masuk (m/s) 0.13 0.14 0.15

Koefisien perpindahan panas total (W/m2.K)

37.25 38.12 39.21

Beda temperatur rata-rata logaritmik (˚C)

13.51 13.51 13.51

Efektivitas penukar kalor (%) 94.8 94.8 94.8 Pressure drop sisi udara (N/m2) 15.25 16.54 18.42 Pressure drop sisi Air (N/m2) 4.85 5.34 6.08

(20)

20

Tabel 2 Hasil perancangan Radiator variasi Temperatur Air keluar Masukan/input

Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2

Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7

Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300

Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000

Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30

Temperatur Air keluar (˚C) 55 60 65

Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84

Hasil/output

Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300

Lebar penukar kalor, L2 (mm) 22 22 22

Tinggi penukar kalor, L3 (mm) 617 466 428

Jarak antar plat pemisah sisi udara, budara (mm)

8.38 8.38 8.38

Panjang pipa flat (mm) 22.10 22.10 22.10

Lebar pipa flat (mm) 3.05 3.05 3.05

Tebal sirip sisi udara (mm) 0.152 0.152 0.152 Tebal Pipa flat sisi Air (mm) 0.254 0.254 0.254

Jumlah laluan udara 54 41 38

Jumlah laluan Air 53 40 37

Luas frontal sisi udara (m2) 0.1842 0.1397 0.1294 Luas frontal sisi Air (m2) 0.0136 0.0103 0.0095 Luas aliran bebas sisi udara (m2) 0.1200 0.0910 0.0843 Luas aliran bebas sisi Air (m2) 0.0136 0.0022 0.0021 Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 359 271 249

Panjang plat tiap laluan sisi udara (mm)

(21)

21 Lebar plat tiap laluan sisi udara (mm)

22 22 22

Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air (mm)

300 300 300

Luas perpindahan panas sisi udara (m2)

114.85 65.81 55.98

Luas perpindahan panas sisi Air (m2) 21.73 12.45 10.59

Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30

Temperatur udara keluar (˚C) 81 82 83

Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84

Temperatur Air keluar (˚C) 55 60 65

Laju perpindahan panas (Watt) 33541 32874 24231 Laju aliran massa udara (kg/jam) 2338 2079 1560 Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000

Kecepatan udara masuk (m/s) 5.08 5.92 4.82

Kecepatan Air masuk (m/s) 0.10 0.13 0.14

Koefisien perpindahan panas total (W/m2.K)

37.58 41.85 40.14

Beda temperatur rata-rata logaritmik (˚C)

9.71 14.92 13.48

Efektivitas penukar kalor (%) 95.45 88.87 93.81 Pressure drop sisi udara (N/m2) 22.86 29.31 21.44 Pressure drop sisi Air (N/m2) 2.95 4.68 5.31

(22)

22

Tabel 3 Hasil perancangan Radiator variasi Panjang penukar kalor, L1 Masukan/input

Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2

Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7

Panjang penukar kalor, L1 (mm) 250 300 350

Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000

Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30

Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68

Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84

Hasil/output

Panjang penukar kalor, L1 (mm) 250 300 350

Lebar penukar kalor, L2 (mm) 22 22 22

Tinggi penukar kalor, L3 (mm) 430 400 369

Jarak antar plat pemisah sisi udara, budara (mm)

8.38 8.38 8.38

Panjang pipa flat (mm) 22.10 22.10 22.10

Lebar pipa flat (mm) 3.05 3.05 3.05

Tebal sirip sisi udara (mm) 0.152 0.152 0.152 Tebal Pipa flat sisi Air (mm) 0.254 0.254 0.254

Jumlah laluan udara 38 35 33

Jumlah laluan Air 37 34 32

Luas frontal sisi udara (m2) 0.1078 0.1191 0.1309 Luas frontal sisi Air (m2) 0.0095 0.0088 0.0083 Luas aliran bebas sisi udara (m2) 0.0702 0.0776 0.0853 Luas aliran bebas sisi Air (m2) 0.0021 0.0019 0.0018 Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 250 233 214

Panjang plat tiap laluan sisi udara (mm)

(23)

23 Lebar plat tiap laluan sisi udara (mm)

22 22 22

Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air (mm)

250 300 350

Luas perpindahan panas sisi udara (m2)

46.86 48.10 48.79

Luas perpindahan panas sisi Air (m2) 8.87 9.10 9.23

Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30

Temperatur udara keluar (˚C) 82 82 82

Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84

Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68

Laju perpindahan panas (Watt) 20386 20386 20386 Laju aliran massa udara (kg/jam) 1300 1300 1300 Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000

Kecepatan udara masuk (m/s) 4.82 4.37 3.97

Kecepatan Air masuk (m/s) 0.14 0.15 0.16

Koefisien perpindahan panas total (W/m2.K)

40.25 39.21 38.66

Beda temperatur rata-rata logaritmik (˚C)

13.51 13.51 13.51

Efektivitas penukar kalor (%) 94.80 94.80 94.80 Pressure drop sisi udara (N/m2) 12.49 18.42 16.11 Pressure drop sisi Air (N/m2) 4.40 6.08 7.83

(24)

24

7. Validasi

Validasi diperlukan untuk mendapatkan hasil perancangan yang benar, yaitu dilakukan dengan membandingkan hasil perancangan dengan hasil- hasil perancangan yang sudah ada di pasaran.

Hasil perancangan radiator dengan menggunakan perangkat lunak akan dibandingkan produk pasaran radiator produksi Daihatsu F300. Hasil perbandingan akan ditunjukkan pada Tabel 4 dengan inputan pada perangkat lunak perancangan radiator sebagai berikut :

Seri pipa flat sisi Air : A3 Seri plat sisi udara : 14.7 Panjang penukar kalor : 350 mm Laju aliran massa Air, : 2100 kg/jam Temperatur udara masuk, Tudara masuk : 30 ˚C

Temperatur Air keluar, Tair keluar : 68 ˚C Temperatur Air masuk, Tair masuk : 84 ˚C

Sedangkan spesifikasi produk radiator Daihatsu F300 adalah sebagai berikut Panjang penukar kalor : 350 mm

Lebar penukar kalor : 32 mm Tinggi penukar kalor : 488 mm

Laju aliran massa Air, :

: 2100 kg/jam

Laju aliran massa udara, :

: 2700 kg/jam

Laju perpindahan panas, Q :

(25)

25

Tabel 4 Validasi Hasil Perancangan Radiator dengan Produk Daihatsu F300

Keterangan Desain Radiator Daihatsu F300

Panjang Penukar Kalor (mm) 350 350

Lebar Penukar Kalor (mm) 32 32

Tinggi Penukar Kalor (mm) 499 488

Laju Aliran Massa Air (kg/jam) 2100 2100

Laju Aliran Massa udara (kg/jam) 2731 2700

Laju Perpindahan Panas (Watt) 42811 40123

Dari Tabel 4 ditunjukkan bahwa hasil perancangan radiator dengan menggunakan perangkat lunak menghasilkan nilai yang hampir sama dengan produk Daihatsu F300 yang sudah ada di pasaran. Ada beberapa perbedaan antara hasil desain dengan produk Daihatsu yaiu pada nilai Tinggi penukar kalor, Laju aliran massa udara, dan Laju perpindahan panas. Hal ini disebabkan karena pada perhitungan perangkat lunak ada beberapa faktor yang diabaikan seperti faktor pengotor, faktor korosi, dan perubahan fasa aliran.

(26)

26

LAMPIRAN 2

(27)

27

LAMPIRAN 3

(28)

28

LAMPIRAN 4

(29)

29

LAMPIRAN 5

(30)

30

LAMPIRAN 6

(31)

31

LAMPIRAN 7

(32)

32

LAMPIRAN 8

Pengoperasian Program Design of EGR Cooler

a. Form Pembuka

Form diatas adalah form pertama sebagai form pembuka software Design EGR Cooler, pengguna dipersilahkan untuk mengklik kiri mouse dimanapun dalam form tersebut untuk memulai program desain EGR Cooler.

(33)

33 b. Form Pemilihan jenis produk

Form kedua pengguna disuguhkan empat pilihan macam jenis EGR Cooler, Pengguna dipersilahkan untuk mengklik kiri mouse salah satu dari keempat gambar jenis penukar kalor.

c. Input data untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger

Jika pada form kedua pengguna mengklik gambar plate fin heat exchanger, maka akan muncul form ketiga seperti gambar diatas ini. Pengguna dipersilahkan unutuk mengisikan masukan data-data sesuai kebutuhan pengguna. Disajikan delapan inputan yaitu jenis plate sisi udara, jenis plate sisi

(34)

34

EGR, panjang penukar kalor, lebar penukar kalor, laju aliran massa EGR, temperatur masuk EGR, temperatur keluar EGR, dan temperatur lingkungan. Setelah pengguna mengisikan semua data yang harus diisi, selanjutnya pengguna dipersilahkan mengklik tombol “calculate” untuk menampilkan hasil desain EGR Cooler. Jika pengguna ingin kembali ke menu sebelumnya, pengguna bisa mengklik tombol “Back”.

d. Output geometri untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger

Jika pada form ketiga pengguna mengklik tombol “calculate” maka form keempat akan muncul seperti yang terlihat pada gambar diatas ini. Form keempat yang pertama kali muncul adalah pada bagian “Geometry design”, jika pengguna ingin mengetahui unjuk kerja penukar kalor maka pengguna bisa mengklik tombol tab “operating and performance”

(35)

35

e. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger

Jika pengguna pada form keempat mengklik tombol tab “operating and performance” maka akan muncul seperti gambar diatas. Selanjutnya jika pengguna ingin mengetahui hubungan korelasi antara bilangan Reynold dengan Bilangan Nusselt, hubungan antara kecepatan udara dengan temperatur udara keluar, hubungan antara kecepatan udara dengan temperatur EGR keluar, dan hubungan antara kecepatan udara dengan pressure drop udara.

(36)

36

f. Output grafik untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger

Jika pengguna mengklik tombol tab “Correlation” kemudian mengklik tombol “click to show correlations” maka pengguna akan melihat form grafik seperti gambar diatas. Jika ingin mendesain EGR Cooler dengan jenis penukar kalor yang lain maka pengguna bisa mengklik tombol “Back” pertama untuk

(37)

37

kembali ke data inputan Plate Fin Heat exchanger atau form ketiga, kemudian mengklik tombol “Back”lagi untuk kembali ke menu pilihan jenis desain EGR Cooler. Langkah selanjutnya seperti langkah sebelumnya.

g. Input data untuk penukar kalor jenis finned flat tubes

h. Output geometri untuk penukar kalor jenis finned flat tubes

(38)

38

(39)

39

k. Input data untuk penukar kalor jenis continously finned tubes

l. Output geometri untuk penukar kalor jenis continously finned tubes

m. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis continously finned tubes

(40)

40

(41)

41

o. Input data untuk penukar kalor jenis individually finned tubes

p. Output geometri untuk penukar kalor jenis individually finned tubes

q. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis individually finned tubes

(42)

42

(43)

43

LAMPIRAN 9

(44)
(45)

1

LAMPIRAN 10

DATA EKSPERIMEN MESIN DIESEL MENGGUNAKAN EGR

Solar 90% Jatropha 10% EGR 25% cooler 60 C BEBAN 25%

NO rpm

manometer U 1 manometer U 2

T1 T2 (input EGR) T3 T4 T5 T6 Konsumsi BB beban masuk EGR (cm) masuk intake (cm) (kg) opacita in out ∆P in out ∆P (°C) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C) (ml) t (s) (ml/s) awal saat 1/4 (m-1)

1 1300 13.7 18.30 4.6 12.20 17.80 5.6 165 121 60 31 34 30 20 46.64 0.429 0 6.1 2 13.7 18.30 4.6 12.10 17.90 5.8 163 125 60 31 34 30 20 46.48 0.43 6.15 3 14 18.00 4 12.10 17.90 5.8 169 130 60 31 34 30 20 46.58 0.429 6.15 rata-rata 13.8 18.2 4.4 12.13333 17.87 5.7333 165.66667 125.33333 60 31 34 30 20 46.57 0.429 6.133333 6.133333 1 1700 12.40 19.60 7.2 11.00 19.00 8 206 141 60 31 34 30 20 32.28 0.62 0 7.9 2 12.10 19.90 7.8 10.90 19.10 8.2 211 142 60 31 34 30 20 32.51 0.615 7.9 3 12.30 19.70 7.4 10.80 19.20 8.4 213 143 60 31 34 30 20 32.53 0.615 7.9 rata-rata 12.27 19.73 7.467 10.90 19.1 8.2 210 142 60 31 34 30 20 32.44 0.617 7.9 7.9 1 2100 9.80 22.20 12.4 8.8 21.20 12.4 239 159 60 31 34 30 20 23.97 0.834 0 9.9 2 9.80 22.20 12.4 8.8 21.20 12.4 245 169 60 31 34 30 20 24 0.833 9.85 3 9.90 22.10 12.2 8.8 21.20 12.4 250 171 60 31 34 30 20 24.04 0.832 9.9 rata-rata 9.833 22.17 12.33 8.80 21.2 12.4 244.66667 166.33333 60 31 34 30 20 24 0.833 9.883333 9.883333 1 2500 5.60 26.40 20.8 6.30 23.70 17.4 308 191 60 31 35 30 20 16.91 1.183 0 12.6 2 5.80 26.20 20.4 6.20 23.80 17.6 315 193 60 31 35 30 20 16.76 1.193 12.65 3 5.60 26.40 20.8 6.30 23.70 17.4 332 209 60 31 34 30 20 17.24 1.16 12.6 rata-rata 5.667 26.33 20.67 6.266667 23.73 17.467 318.33333 197.66667 60 31 34.67 30 20 16.97 1.179 12.61667 12.61667

(46)

46

BEBAN

RPM

BEBAN BB TORSI P MEP ṁƒ ṁegr ṁa sfc

AFR FAR φ η ƒ % EGR ηv

kg N ml /s ml /meni t Nm Kw kPa kg/jam kg/jam kg/jam kg/kw.jam x 100

0.25 1300.00 6.13 60.17 0.43 25.77 12.64 1.72 142.76 1.31 8.69 91.87 0.76 76.25 70.08 0.01 0.20 19.82 10.65 9.32 82.13 1700.00 7.90 77.50 0.62 36.99 16.27 2.90 183.88 1.88 11.22 109.54 0.65 64.98 58.21 0.02 0.24 23.86 12.50 10.07 74.89 2100.00 9.88 96.96 0.83 49.99 20.36 4.48 230.05 2.54 14.08 134.30 0.57 56.82 52.81 0.02 0.26 26.30 14.29 10.29 74.33 2500.00 12.62 123.77 1.18 70.71 25.99 6.80 293.67 3.60 17.69 159.05 0.53 52.89 44.22 0.02 0.31 31.41 15.36 10.87 73.94 0.50 1300.00 6.60 64.75 0.45 26.83 13.60 1.85 153.62 1.36 8.71 91.74 0.74 73.76 67.23 0.01 0.21 20.66 11.01 9.36 82.02 1700.00 8.52 83.55 0.63 38.03 17.55 3.12 198.24 1.93 11.28 109.92 0.62 61.96 56.82 0.02 0.24 24.44 13.11 10.08 75.15 2100.00 10.52 103.17 0.89 53.19 21.67 4.76 244.79 2.71 13.94 135.21 0.57 56.82 49.97 0.02 0.28 27.79 14.30 10.11 74.83 2500.00 13.08 128.35 1.23 74.06 26.95 7.05 304.53 3.77 17.54 159.43 0.53 53.42 42.32 0.02 0.33 32.82 15.21 10.75 74.12 0.75 1300.00 7.25 71.12 0.46 27.48 14.94 2.03 168.75 1.40 8.76 91.60 0.69 68.78 65.54 0.02 0.21 21.19 11.81 9.42 81.90 1700.00 10.58 103.82 0.70 41.94 21.80 3.88 246.34 2.13 11.42 109.26 0.55 55.00 51.21 0.02 0.27 27.12 14.77 10.25 74.70 2100.00 11.55 113.31 0.91 54.72 23.79 5.23 268.84 2.78 13.76 134.30 0.53 53.22 48.25 0.02 0.29 28.79 15.26 10.04 74.33 2500.00 14.55 142.74 1.35 81.12 29.97 7.84 338.67 4.13 17.53 159.13 0.53 52.61 38.57 0.03 0.36 36.01 15.44 10.74 73.98 1.00 1300.00 7.55 74.07 0.46 27.86 15.55 2.12 175.74 1.42 8.76 91.07 0.67 66.96 64.27 0.02 0.22 21.61 12.13 9.47 81.42 1700.00 11.15 109.38 0.72 43.28 22.97 4.09 259.53 2.20 11.01 109.32 0.54 53.87 49.65 0.02 0.28 27.97 15.08 9.87 74.74 2100.00 13.07 128.18 0.94 56.60 26.92 5.92 304.14 2.88 13.54 134.30 0.49 48.66 46.64 0.02 0.30 29.78 16.69 9.87 74.33 2500.00 15.38 150.91 1.43 85.55 31.69 8.29 358.07 4.35 17.62 158.45 0.52 52.48 36.41 0.03 0.38 38.15 15.48 10.83 73.66

0.00 1300.00 0.00 0.00 0.31 18.54 0.00 0.00 0.00 0.94 8.45 78.86 #DIV/0! #DIV/0! 83.64 0.01 0.17 16.61 #DIV/0! 10.59 70.50

1700.00 0.00 0.00 0.50 29.83 0.00 0.00 0.00 1.52 11.04 100.38 #DIV/0! #DIV/0! 66.16 0.02 0.21 20.99 #DIV/0! 10.84 68.63

2100.00 0.00 0.00 0.58 35.04 0.00 0.00 0.00 1.78 13.24 121.97 #DIV/0! #DIV/0! 68.43 0.01 0.20 20.30 #DIV/0! 10.70 67.50

Gambar

Gambar 1. Radiator
Gambar 2.   (a) Pipa flat seri 9.68-0.87 (b) Pipa flat seri 11.32-0.737-SR  (c) Plat bengkok seri 12.00T (d) Plat bengkok seri 11.1   (e) Plat bengkok seri 14.7
Gambar 3. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 12.00T
Gambar 4. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 11.1
+7

Referensi

Dokumen terkait