Sistem pembangkit listrik tenaga uap sangat penting bagi industri pengolahan benih kelapa sawit karena digunakan dalam proses pengolahan benih kelapa sawit selain untuk menghasilkan listrik. Pada proses penyaluran uap dari ketel uap menuju turbin uap terjadi kehilangan panas dan kehilangan head akibat perpindahan panas dan juga gesekan pada pipa-pipa instalasi uap. Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua yang telah memberikan kekuatan, kesempatan dan kesehatan sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Fakultas Teknik Mesin Universitas Medan Area untuk memperoleh gelar sarjana. Dalam hal ini yang menjadi judul skripsi penulis adalah Analisa Kehilangan Energi Panas pada Sistem Instalasi Perpipaan Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Bapak dan Ibu tercinta serta keluarga yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan studi S1 di Universitas Medan Area, baik bantuan moril maupun materiil, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Rekan-rekan yang banyak memberikan bantuan, saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhirnya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, hal ini dikarenakan pengetahuan penulis yang masih terbatas. Penulis sangat mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dan kesempurnaan tugas akhir ini.
- Latar Belakang
- Rumusan Masalah
- Tujuan Penelitian
- Manfaat Penelitian
2 mengembun sebelum masuk ke turbin uap, sehingga dapat menimbulkan reaksi balik (backlash) pada turbin uap. Saat ini upaya yang dilakukan untuk mengurangi kehilangan energi panas adalah dengan melakukan isolasi pada pipa steam agar temperatur steam tetap stabil. Fashfahish (2016) menganalisis isolator pipa uap untuk mengurangi kehilangan energi panas dengan membandingkan kinerja isolator, dan C. Mulyana (2014) menganalisis kehilangan energi panas akibat kerusakan isolasi uap.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kehilangan energi panas pada pipa distribusi steam sehingga dapat dicapai efisiensi untuk meningkatkan kinerja ketel uap. Penulis merumuskan permasalahan yang ditemui pada instalasi pipa uap yang digunakan untuk menyalurkan uap dari ketel uap menuju turbin uap, untuk mengetahui cara penyelesaiannya dengan melakukan analisa yang akan dilakukan. Kehilangan energi panas (heat loss) yang terjadi pada saat proses penyaluran uap pada pipa-pipa yang menyuplai aliran uap boiler ke turbin uap.
Hitung kehilangan energi panas yang terjadi selama proses penyaluran uap pada pipa-pipa yang membawa aliran uap boiler menuju turbin uap. Membantu siswa memahami kehilangan energi saat memasang pipa penyalur dari pembangkit uap ke turbin uap.
Perpindahan Kalor
- Perpindahan Kalor Konduksi ( hantaran )
- Perpindahan panas konduksi pada bidang datar
- Perpindahan panas konduksi pada susunan seri bahan
- Perpindahan panas konduksi melalui bahan yang disusun seri dan
- Perpindahan panas konduksi pada silinder
- Perpindahan Kalor Konveksi ( Aliran )
- Konveksi Alamiah ( Natural Convection )
- Konveksi Paksa ( Force Convection )
- Perpindahan Kalor Radiasi (Pancaran )
- Sifat sifat radiasi
- Radiasi dalam ruang terkurung
Perpindahan panas merupakan ilmu yang meramalkan perpindahan energi yang terjadi akibat perubahan suhu antar benda atau bahan. Perpindahan panas konduktif adalah perpindahan energi sebagai panas melalui media diam, seperti tembaga, air, atau udara. Perpindahan panas konduksi satu dimensi melalui benda padat diatur oleh hukum Fourier, yang dalam bentuk satu dimensi dapat dinyatakan sebagai berikut.
Perpindahan panas pada dinding datar seperti terlihat pada Gambar 2.5 dapat dikurangi dengan menerapkan Persamaan 2.1. Perpindahan panas terjadi antara suatu permukaan padat dengan fluida yang mengalir disekitarnya dengan menggunakan medium penghantar berupa fluida (cair/gas). Selama bertahun-tahun telah diketahui bahwa rata-rata koefisien perpindahan panas konveksi bebas untuk berbagai situasi dapat dinyatakan dalam bentuk fungsi sebagai berikut: Nuf = C (Grf .Prf)m (2.9).
Korelasi yang lebih rumit diberikan oleh Churchill dan Chu (J.P. Holman Perpindahan panas konveksi bebas pada silinder horizontal. Untuk permukaan vertikal bilangan Nusselt dan bilangan Grashof dibentuk oleh d yaitu diameter. Perhitungannya didasarkan pada luas perpindahan panas sehingga bahwa fluks panas didefinisikan sebagai laju perpindahan panas per satuan luas dengan satuan Btu/jam s atau Watt/m2 berdasarkan luas tempat terjadinya aliran panas.Selanjutnya fluks panas berkaitan dengan perbedaan suhu yang ditentukan dengan koefisien perpindahan panas konveksi (konduktansi konveksi) h yang didefinisikan sebagai berikut.
Dengan menggunakan asumsi ini bukan berarti mengasumsikan ketebalan dinding diabaikan, namun mengasumsikan bahwa perpindahan panas terjadi secara linier, tidak menyebar dari suatu titik di tengah tabung ke segala arah penampang tabung. U = koefisien perpindahan panas keseluruhan Th = suhu rata-rata fluida panas Tc = suhu rata-rata fluida dingin. Perpindahan panas radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi akibat pancaran/radiasi/pancaran gelombang elektromagnetik, tanpa memerlukan medium perantara, perpindahan energi ini terjadi melalui perambatan (difusi) foton yang tidak terorganisir.
Pengertian Fluida
- Tinjauan Umum Sistem Perpipaan
- Sambungan Pada Pipa
- Cara Penyambungan Pipa
- Persamaan-persamaan Dasar Aliran Fluida
- Persamaan Kontinuitas
- Persamaan Bernoulli
- Persamaan Momentum
- Aliran Fluida Dalam Pipa
- Aliran Laminar dan Turbulen dalam Pipa
Pada aliran air dari sumber air hingga masuk ke boiler tidak lepas dari persamaan dasar aliran fluida sebagai berikut. Persamaan kontinuitas diturunkan dari hukum kekekalan massa yang menyatakan bahwa untuk aliran tunak, massa fluida yang melewati seluruh bagian aliran fluida per satuan waktu adalah sama dan dinyatakan dengan (White, 1986). Aliran fluida dibedakan menjadi aliran laminar dan aliran turbulen, tergantung pada jenis aliran yang dihasilkan oleh partikel fluida tersebut.
Jika aliran semua partikel fluida bergerak sepanjang garis sejajar dengan arah aliran (atau sejajar dengan garis tengah pipa, jika fluida mengalir dalam pipa), maka fluida tersebut dikatakan laminar. Jika zat cair bergerak dengan kecepatan yang cukup lambat, maka zat cair berwarna tersebut akan mengalir ke dalam sistem dan membentuk garis lurus tanpa bercampur dengan aliran air, seperti terlihat pada Gambar 2.23 (a). Artinya garis aliran tidak lagi lurus, melainkan mulai bergelombang dan kemudian garis aliran tersebut menghilang, seiring dengan itu cairan berwarna mulai menyebar merata ke segala arah cairan air, seperti terlihat pada Gambar 2.23 (b).
Pada kondisi seperti ini garis aliran fluida tidak lagi lurus dan sejajar seperti terlihat pada Gambar 2.6 (b). Profil kecepatan aliran laminar pada pipa dianalisis dengan mempertimbangkan elemen fluida pada waktu t seperti terlihat pada Gambar 2.24. Profil kecepatan yang diplot seperti pada Gambar 2.29 berbentuk parabola dengan koordinat radial r, mempunyai kecepatan maksimum Vc di tengah pipa, dan kecepatan minimum (nol) di dinding pipa.
Dalam konsep tegangan geser aliran turbulen tidak sebanding dengan gradien kecepatan rata-rata terhadap waktu (d/dy). Profil kecepatan aliran turbulen pada pipa halus dapat dinyatakan dalam bentuk profil kecepatan hukum pangkat, yaitu. Kerugian terbesar adalah kehilangan tekanan akibat gesekan aliran fluida pada sistem aliran pipa dengan penampang konstan.
Kehilangan tekanan yang besar dapat dinyatakan sebagai kehilangan tekanan dari aliran fluida yang berkembang penuh melalui pipa dengan penampang konstan. Untuk aliran laminar yang berkembang penuh dalam pipa horizontal, penurunan tekanan dapat dihitung dan diperoleh secara analitis. 53 Untuk aliran turbulen yang berkembang penuh, penurunan tekanan dan kehilangan tekanan dievaluasi menggunakan hasil eksperimen dan analisis dimensi.
Rumusnya digambarkan oleh Moody pada tahun 1944 dalam apa yang disebut Diagram Moody (Gambar 2.20). Efek dan nilai terkait bilangan Reynolds besar yang mengalir melalui suatu tikungan ditunjukkan pada Gambar 2.16.
![Gambar 2.23 Percobaan Reynold tentang Aliran laminar (a) dan aliran turbulen (b) [17]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/10871153.0/62.918.197.753.304.936/gambar-23-percobaan-reynold-aliran-laminar-aliran-turbulen.webp)
- Jenis Penelitian
- Tempat dan Waktu Penelitian
- Tempat Penelitian
- Waktu Penelitian
- Tabel Kegiatan
- Bahan Dan Alat
- Bahan Penelitian
- Alat Alat Penelitian
- Studi Literatur
- Pengambilan Data
- Data Hasil Pengujian
- Analisa Hasil Pengujian
- Kesimpulan & Saran
- Konsep Penelitian
Bahan dasar dalam penelitian ini adalah pipa instalasi uap pada steam boiler PT Langkat Nusantara Kepong. Air panas atau uap pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk memindahkan panas ke suatu proses. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar guna menghasilkan panas yang diperlukan.
Peralatan yang dibutuhkan dalam suatu sistem bahan bakar bergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan dalam sistem tersebut. Panel tersebut digunakan untuk memantau operasional ketel uap seperti tekanan operasi, kapasitas air ketel uap, dan lain-lain. Penelitian ini diawali dengan tinjauan pustaka terhadap buku teks, majalah dan media elektronik mengenai perpindahan panas, ketel uap dan sistem perpipaan.
Metode yang digunakan dalam pengumpulan data ini adalah metode observasi langsung, dimana data diperoleh dengan melakukan pengujian langsung pada pipa pembangkit uap. Kemudian pada saat dilakukan pengumpulan data suhu operasi pipa pembangkit uap, titik pengambilan datanya adalah pada pipa uap yang keluar dari boiler dan juga pada pipa uap yang masuk ke turbin. Pada tahap ini diperoleh data hasil investigasi pipa pembangkit uap di PT Langkat Nusantara Kepong dan kemudian diamati.
Jika data uji tidak sesuai dengan yang diinginkan, maka kembali ke tahap pengumpulan data. Untuk mempermudah penulisan skripsi ini, penulis membuat konsep analisis kehilangan energi panas pada pipa distribusi steam yang akan digunakan. Laju aliran panas konduksi yang terjadi pada pipa yang digunakan untuk mendistribusikan uap pada turbin uap adalah W.
Laju aliran panas konveksi yang terjadi pada pipa-pipa yang digunakan untuk menyalurkan uap ke turbin uap adalah sebesar 326,3479 W. Kehilangan energi panas yang terjadi pada sistem instalasi pipa uap di PT. PLTU Langkat Nusantara Kepong sebesar 4953 W. 0,729 kJ/s (29,48%). Analisis laju perpindahan aliran dan kehilangan panas pada tungku peleburan aluminium menggunakan bahan bakar LPG.
Perhitungan Perpindahan Panas Pada Pipa Secara Konduksi
Perhitungan Kerugian Panas Secara Konveksi
Kerugian Energi Panas Pada Pipa
Kerugian Aliran
Pembahasan
Dan juga mengecat cat tahan panas pada beberapa pipa yang tidak diisolasi. Analisis Insulator Tabung Boiler Untuk Mengurangi Kehilangan Panas Pada Saluran Permukaan Tabung Uap Pada Boiler Pabrik Yarkasih Krupuk.
