BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Desain Penelitian
Dalam penelitian ini desain yang digunakan dalam pengerjaannya adalah metode eksperimen dan merupakan penelitian kualitatif yaitu memaparkan secara
jelas hasil eksperimen dari laboratorium terhadap variabel yang sebelumnya telah ditentukan, dengan tujuan untuk menganalisa nilai efektifitas yang diperoleh alat
penukar kalor tipe shell and tube dengan satu laluan cangkang dan dua laluan tabung sebagai pendinginan oli yang biasanya ditemukan pada bantalan poros
turbin di sebuah PLTA dimana fluida pendiginnya adalah air.
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian
Dalam pengerjaan penelitiaan ini yaitu menganalisis perpindahan panas pada alat penukar kalor tipe shell and tube akan dilakukan di labororium Instalasi
Tenaga Uap yang terdapat di Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian akan dilaksanakan selama 10 hari yaitu pada tanggal
10 maret 2016 sampai 20 maret 2016, setelah di dapatkan data dari hasil penelitiaan maka dilakukan pengolahan data percobaan dan perhitungan secara
teori.
3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Alat Penukar Kalor
Alat penukar kalor yang digunakan dalam penelitian ini adalah tipe shell and tube dengan satu laluan cangkang dan dua laluan tabung.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1 berikut adalah alat penukar kalor yang digunakan di laboratorium untuk pengujian :
Gambar 3.1 APK tipe shell and tube Dengan spesifikasi APK sebagai berikut :
• Tabung selongsong diameter dalam : 12 mm
diameter luar : 13 mm panjang laluan : 2,7 m
bahan : tembaga
• Cangkang diameter dalam : 66 mm
diameter luar : 70 mm panjang laluan : 1,35 m
bahan
: besi Pada Alat penukar kalor tersebut oli akan mengalir melalui tabung
dengan dua laluan, pertama oli masuk dengan arah aliran berlawananan terhadap air dalam cangkang dan akan dibelokkan kembali sehingga
terjadi laluan kedua dengan arah aliran sejajar dengan aliran air yang mengalir pada cangkang dengan satu laluan.
2. Termocouple Cole Parmer Untuk mengetahui besar temperatur masuk dan temperatur keluar
pada fluida panas dan fluida dingin yang terjadi dalam APK digunakan Termocouple Cole Parmer. Dimana Termocouple Cole Parmer akan
dihubungkan dengan PC laptop sehingga data suhu yang dihitung alat akan tersimpan pada PC setiap 5 detik. Pada Gambar 3.2 di tunjukkan
APK
Universitas Sumatera Utara
gambar dari alat ukur temperatur yang digunakan yaitu Termocouple Cole Parmer :
Gambar 3.2 Termocouple Cole Parmer 3. Flowmeter
Alat ukur ini berfungsi untuk mengukur besar kapasitas aliran. Terdapat dua flowmeter dengan jenis yang sama yaitu satu untuk fluida
panas pada tabung dan pada cangkang sebagai fluida dingin. Flowmeter yang digunakan pada pengujian ditunjukkan pada Gambar 3.3 dibawah ini :
Gambar 3.3 Flowmeter Jenis flowmeter Gambar 3.4 tersebut adalah vertikal dimana dapat
mengukur debit air mulai dari 1 sd 15 lpm liter per menit atau 0,5 sd 5 gpm galon per menit sesuai dengan yang dibutuhkan dengan bantuan
valve untuk mengatur debitnya. 4. Termostat
Alat ini berfungsi untuk mengatur temperatur fluida panas yang masuk kedalam APK agar tetap pada temperatur yang diinginkan sebagai
Universitas Sumatera Utara
fluida yang akan didinginkan. Dimana thermostat ini hubungkan dengan heater atau pemanas dengan daya 10000 w. Gambar 3.4 berikut ini adalah
gambar alat pengatur suhu termostat yang menempel pada alat dan untuk pemanas yang akan digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.5 dibawah ini :
Gambar 3.4 Termostat
Gambar 3.5 Pemanas 5. Pompa
Dalam penelitian ini terdapat tiga pompa yang digunakan yaitu pompa untuk fluida dingin dan pompa untuk fluida panas yang berfungsi untuk
mengalirkan kedua fulida baik melalui tabung maupun cangkang dengan kapasitas aliran yang diatur melalui pompa sesuai dengan yang diinginkan.
Adapun gambar dari pompa ini adalah sebagai berikut :
Gambar 3.6 Pompa untuk debit aliran fluida
Pemanas Tangki
fluida panas
Pompa Thermostat
Universitas Sumatera Utara
Dan terdapat juga pompa yang berfungsi untuk mensirkulasikan oli yang keluar dari APK menuju tangki pemanas oli untuk dipanaskan kembali.
Untuk pompa yang digunakan dalam sirkulasi oli digunakan pompa Gambar 3.7 dibawah ini :
Gambar 3.7 Pompa sirkulasi oli Dengan spesifikasi pompa :
Daya : 125 W
Daya hisap : 9 m
Daya dorong : 28 meter.
6. Laptop Alat ini digunakan untuk mencatat suhu yang diukur oleh
thermocouple melalui program istacal dan tracer deq. Dimana untuk laptop yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.8 berikut :
Gambar 3.8 Laptop
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Bahan
Pada penelitian ini ada dua jenis fluida yang digunakan sebagai fluida dingin dan fluida panas. Fluida dingin akan dialirkan melalui cangkang dan fluida panas
akan dialirkan melalui tabung atau selongsong. 1. Air
Sebagai fluida dingin yang dialirkan melalui cangkang digunakan air, air yang diperoleh dialirkan langsung dari PDAM yang terlebih dahulu
ditampung dalam wadah penampungan. Dimana pengujian dilakukan dipagi hari antara pukul 07.00 sd 10.00 untuk memperoleh nilai suhu air
yang rendah yaitu 27
o
C. 2. Minyak pelumas atau oli
Fluida panas mengalir melalui tabung yang dipanaskan dalam wadah penampungan. Dalam percobaan oli yang digunakan adalah Evalube Deo
Tranz SAE 40 API CC yang biasa digunakan untuk mesin diesel, dengan spesifikasi yang ditampilkan pada Tabel 3.1sebagai berikut :
Tabel 3.1 Spesifikasi minyak pelumas Evalube Deo Tranz SAE 40 API CC
Sumber : www.evalube.comidproductotomotifmesin-dieselevalube-deo-sae-40-api-cdsf01
Gambar 3.9 berikut adalah fluida oli yang digunakan dalam pengujian :
Gambar 3.9 Minyak pelumas
Universitas Sumatera Utara
3.4 Metode Pengumpulan Data
Kategori