Dengan data yang telah diperoleh, maka dapat dihitung panas sensibel akibat infiltrasi:
= 1,23 x 0,7778 x 303,074 – 289,238
= 13,236 W Dan besar panas latennya adalah:
= 3010 x 0,7778 x 0,01287 – 0,01155
= 3,09 W
4.3.2 Beban Pendingin Akibat Radiasi
Perhitungan beban
pendingin akibat
radiasi dilakukan
dengan menggunakan data temperatur pada tanggal 29 Agustus 2015 jam 13.00 WIB
dan data lainnya sebagai berikut. Diketahui:
- ε
styrofoam
= Emisivitas styrofoam = 0,60
- σ
= Konstanta Stefan- Boltzman = 5,67 x 10
-8
Wm
2
K
4
- p
= Panjang styrofoam = 0,53 m
- l
= Lebar styrofoam = 0,38 m
- t
= Tinggi styrofoam = 0,35 m
- T
s
= Temperatur permukaan styrofoam = 28,619°C = 301,619 K
- T
∞
= Temperatur fluida = 30,074°C = 303,074
K
Perhitungan dilakukan pada dinding luar styrofoam yakni pada sisi depan dan belakang A
1
, kiri dan kanan A
2
, serta atas A
3
. A
1
= p x t = 0,53 x 0,35 = 0,1855 m
2
A
2
= l x t = 0,38 x 0,35 = 0,133 m
2
A
3
= p x l = 0,53 x 0,38 = 0,2014 m
2
Universitas Sumatera Utara
Maka beban pendingin akibat radiasi pada mesin pendingin ruangan adalah sebagai berikut.
Q
rad,1
= ε
σ
∞
= 0,60 x 0,1855 x 5,67 x 10
-8
x 303,074
4
– 301,619
4
= 1,0151 W Q
rad,2
= ε
σ
∞
= 0,60 x 0,133 x 5,67 x 10
-8
x 303,074
4
– 301,619
4
= 0,72782 W Q
rad,3
= ε
σ
∞
= 0,60 x 0,2014 x 5,67 x 10
-8
x 303,074
4
– 301,619
4
= 1,10233 W
Maka, beban pendingin total akibat radiasi dapat dihitung dengan persamaan:
Q
rad,tot
= 2 x Q
rad,1
+ 2 x Q
rad,2
+ Q
rad,3
= 2 x 1,0151 + 2 x 0,72782 + 1,10233 = 4,58817 W
4.3.3 Beban Pendingin Akibat Konveksi dan Konduksi
Pada tahap ini, perhitungan beban pendingin konveksi alamiah dan konduksi menggunakan prinsip dinding berlapis pada semua sisi wadah
pendingin.
Konveksi yang terjadi pada alat pendingin ini adalah konveksi alamiah, dikatakan demikian karena tidak terdapat aliran udara didalam wadah pendingin.
Panas dari dalam diserap secara alamiah oleh tabung evaporator. Penyerapan panas disebabkan oleh alkohol yang menguap dan berubah fasa dari cair menjadi
gas atau reaksi ini lebih dikenal dengan reaksi endoterm. Ketika alkohol berubah fasa, panas dari lingkungandalam wadah diserap oleh alkohol yang berada
didalam tabung evaporator. Dikatakan terjadi konduksi alamiah tidak hanya dikarenakan tidak adanya aliran udaratidak ada kecepatan aliran pada dalam
Universitas Sumatera Utara
wadah, tetapi hawa panas dari wadah diserap secara perlahan oleh evaporator tanpa menggunakan pompa ataupun blower.
Selanjutnya dihitung beban pendingin konveksi alamiah dan konduksi menggunakan prinsip dinding berlapis pada dinding atas.
Untuk menghitung nilai beban pendingin akibat konveksi alamiah dan konduksi diperlukan data, dimana data temperatur diambil dari data agilent pada
tanggal 29 Agustus 2015 jam 13.00 WIB. Diketahui:
- = Massa jenis fluida
= 1,16 kgm
3
- g = Percepatan gravitasi
= 9,81 ms
2
- T
s
= Temperatur permukaan Styrofoam = 27,177 = 300,177 K
- T = Temperatur fluida = 29,826 = 302,826 K
- L =
= =
= 0,0977m -
= Difusitas panas = 22.5 x 10
-6
m
2
s -
v = Viskositas = 15,745 x 10
- 6
m
2
s -
= =
∞
= = 0,00331 K
-1
- k = Konduktivitas termal fluida
= 26,3 x 10
-3
Wm K
Pertama – tama dihitung terlebih dahulu bilangan Rayleigh dengan persamaan:
R
aL
= =
= 226.431,8253 Bilangan Rayleigh yang didapat dibawah 10
9
, maka aliran fluida merupakan aliran laminar. Tahap selanjutnya adalah menghitung bilangan Nusselt
untuk aliran laminar dengan persamaan:
uL
N
= 0,54 x R
aL 14
Universitas Sumatera Utara
= 0,54 x 226.431,8253
14
= 11,7795 Kemudian dihitung koefisien konveksi h
L
dengan rumus:
h
L
=
uL
N
= x
11,7795 = 3,17 Wm
2
K Setelah koefisien konveksi alamiah telah diketahui, beban pendingin pada
dinding berlapis berdasarkan material styrofoam dapat dihitung dengan diketahuinya data temperatur yang diambil pada tanggal 29 Agustus 2015 jam
13.00 WIB. Diketahui:
- T
∞,1
= Temperatur fluida = 29,826
= 302,826 K -
T
s,2
= Temperatur dalam atas = 27,177
= 300,177 K -
h
1
= h
L
= Koefisein konveksi fluida = 3,17
Wm
2
K -
k
1
= Konduktivitas termal styrofoam = 0,033 WmK -
L
1
= Tebal dinding atas = 0,02 m
- A
= Luas penampang = 0,48 x 0,33 = 0,1584 m
2
Beban pendingin konveksi dan konduksi pada dinding atas dapat dihitung dengan persamaan:
Q
kond konv,atas
=
=
= 0,4553 W Selanjutnya dihitung beban pendingin konveksi alamiah dan konduksi
menggunakan prinsip dinding berlapis pada dinding depan.
Universitas Sumatera Utara
Untuk menghitung nilai beban pendingin akibat konveksi alamiah dan konduksi diperlukan beberapa data, dimana data temperatur diambil pada tanggal
29 Agustus 2015 jam 13.00 WIB. Diketahui:
- = Massa jenis fluida
= 1,16 kgm
3
- g = Percepatan gravitasi
= 9,81 ms
2
- T
s
= Temperatur permukaan Styrofoam = 27,177 = 300,177 K
- T = Temperatur fluida = 29,826 = 302,826 K
- L =
= =
= 0,0941m -
= Difusitas panas = 22.5 x 10
-6
m
2
s -
v = Viskositas = 15,745 x 10
- 6
m
2
s -
= =
∞
= = 0,00331 K
-1
- k = Konduktivitas termal fluida
= 26,3 x 10
-3
Wm K -
Pr = Bilangan Prandtl = 0,707
Pertama – tama dihitung terlebih dahulu bilangan Rayleigh dengan
persamaan: R
aL
=
=
= 202.312,4673 Bilangan Rayleigh yang didapat dibawah 10
9
, maka aliran fluida merupakan aliran laminar. Tahap selanjutnya adalah menghitung bilangan Nusselt
untuk aliran laminar dengan persamaan:
uL
N
= 0,68 +
Universitas Sumatera Utara
= 0,68 +
= 11,581
Kemudian dihitung koefisien konveksi h
L
dengan rumus: h
L
=
uL
N
= x 11,581
= 3,2367 Wm
2
K
Setelah koefisien konveksi alamiah telah diketahui, beban pendingin pada dinding berlapis berdasarkan material styrofoam dapat dihitung dengan
diketahuinya data temperatur yang diambil diambil pada tanggal 29 Agustus 2015 jam 13.00 WIB.
Diketahui: -
T
∞,1
= Temperatur fluida = 29,826
= 302,826 K -
T
s,2
= Temperatur dalam depan = 27,177
= 300,177 K -
h
1
= h
L
= Koefisein konveksi fluida = 3,2367 Wm
2
K -
k
1
= Konduktivitas termal styrofoam = 0,033 WmK -
L
1
= Tebal dinding depan = 0,025 m
- A
= Luas penampang = 0,48 x 0,31 = 0,1488 m
2
Beban pendingin konveksi dan konduksi pada dinding atas dapat dihitung dengan persamaan:
Q
kond konv,depan
=
=
= 0,3695 W
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya dihitung beban pendingin konveksi alamiah dan konduksi menggunakan prinsip dinding berlapis pada dinding samping.
Untuk menghitung nilai beban pendingin akibat konveksi alamiah dan konduksi diperlukan beberapa data, dimana data temperatur diambil diambil pada
tanggal 29 Agustus 2015 jam 13.00 WIB. Diketahui:
- ρ = Massa jenis fluida
= 1,1614
kgm
3
- g = Percepatan gravitasi
= 9,81 ms
2
- T
s
= Temperatur permukaan styrofoam = 27,177 = 300,177 K
-
T∞
= Temperatur fluida = 29,826
= 302,826 K -
L = =
0,0799 m -
= Difusivitas panas = 22,5 x 10
-6
m
2
s -
= Viskositas = 15,745 x 10
- 6
m
2
s -
= =
∞
= = 0,00331 K
-1
- k = Konduktivitas termal fluida
= 26,3 x 10
-3
Wm K -
Pr = Bilangan Prandtl = 0,707
Pertama – tama dihitung terlebih dahulu bilangan Rayleigh dengan
persamaan: R
aL
= =
= 123.849,4591 Bilangan Rayleigh yang didapat dibawah 10
9
, maka aliran fluida merupakan aliran laminar. Tahap selanjutnya adalah menghitung bilangan Nusselt
untuk aliran laminar dengan persamaan:
Universitas Sumatera Utara
uL
N
= 0,68 +
= 0,68 +
= 10,3224 Kemudian dihitung koefisien konveksi h
L
dengan rumus: h
L
=
uL
N
= = 3,3977 Wm
2
K
Setelah koefisien konveksi alamiah telah diketahui, beban pendingin pada dinding berlapis berdasarkan material styrofoam dapat dihitung dengan
diketahuinya data temperatur yang diambil pada tanggal 29 Agustus 2015 jam 13.00 WIB.
Diketahui: -
T
∞,1
= Temperatur fluida = 29,826
= 302,826 K -
T
s,2
= Temperatur dalam samping = 27,177
= 300,177 K -
h
1
= h
L
= Koefisein konveksi fluida = 3,3977 Wm
2
K -
k
1
= Konduktivitas termal styrofoam = 0,033 Wm K
- L
1
= Tebal dinding samping = 0,025 m
- A
= Luas penampang = 0,33 x 0,31 = 0,1023 m
2
Universitas Sumatera Utara
Beban pendingin konveksi dan konduksi pada dinding atas dapat dihitung dengan persamaan:
Q
kond konv,samping
=
= = 0,2576 W
Jadi, total dari beban pendingin yang terjadi akibat konveksi dan konduksi alamiah adalah:
Q
kond kov,total
= 2 x Q
kond konv,atas
+ 2 x Q
kond konv,depan
+ 2 x Q
kond konv,samping
= 2 x 0,4553 + 2 x 0,369 5 + 2 x 0,2576 = 2,1648 W
4.3.4 Beban Pendingin Total
