Disain dan Ujicoba Mesin Pendingin Tipe Terowongan Angin

DISAIW DAN UJICOBA
MESIN PENDINGIN TlPE TEROWONGAN ANGIN

Oleh
ARlFlN DERAJAT SURYANA
F 24. 1361

1 9 9 2

FAKULTAS
INSTITUT

TEKNOLOGI PERTANIAN
PERTANIAN
B O G O R

BOGOR

ARIFIN DERAJAT SURYANA

(


F 24 1361

D i s a i n Dan

).

Mesin P e n d i n g i n T i p e Terowongan Angin.
an D r .

H.

Kamaruddin A b d u l l a h

dan

Ir.

(


Ujicoba

Dibawah bimblng-

Mad Y a m i n

).

RI NGKASAN
Mesin
mesin

pendingin

konpresor

melewati
angin.

dan kondensor,


angin.

terowongan

t i p e terowongan angin

Udara

evaporator

blower,

dihembuskan

sampai komoditi

terdiri

dari


evaporator
blower,

melalui

Karena menyinggung e v a p o r a t o r i n i l a h

dan

mengalir
terowongan

suhu

udara

turun.
Disain


terowongan

(alpha)

dan h

didieain

dan

angin.

318

angin d i b u a t untuk

(koefisien konveksi).
dibuat

Evaporator


adalah

Dalam h a 1

evaporator

t e r b u a t d a r i tembaga

i n c h i d e n g a n p a n j a n g 28 meter y a n g

belok.

Terowongan

angin

terbuat dari

yang d i l a p i s i s t i r o f o a m pada b a g i a n

ukuran

p e n a m p a n g 30 c m x 30 c m

sesuai

dengan

hasil

pengukuran

dan

ini

diameter

dibuat


berbelokmultipleks

luarnya dan

mempunyai
4

meter,

Jorgeness

(1970)

dengan panjang

penelitian Robert

yang

terowongan


dengan

bahan

a

t e n t a n g a l i r a n udara dalam p i p a .
Dalam p e n g o p e r a s i a n n y a
pindah
dari

pada terowongan angin

panas d a r i udara sekitar k e dalam

i n s u l a s i yang digunakan.

pindah panas t o t a l


Diketahui

terjadi

terowongan
besar

dan

koefisien

p e r l u a s d i n d i n g terowongan y a i t u

sebe-

sar

4.358 J/m2 K .

Hal ini menyebabkan meningkatnya


suhu

a l i r a n ' u d a r a yang mengalir dari evaporator k e komoditi.
Sebagai ujicoba, mesin ini digunakan untuk menentukan
nilai alpha dari buah melon, yang telah diketahui nilainya
pada penelitian sebelumnya.
Dari
numerik
kali
Dan

data yang dipeorleh dan dihitung dengan
maka

diperoleh nilai alpha rata-rata

dari

percobaan yang dilakukan adalah 0.112212 f
dari

penelitian

sebelumnya

diperoleh

metode
enam

0.02453.

0.095960

%

0.0033084. Dari dua nilai tersebut terlihat bahwa peneli-

tian

ini menghasilkan nilai a , 27.3 % lebih

tinggi

dari

hasil penelitian sebelumnya.
Karena
nginnya

dalam ujicoba dengan buah melon media

adalah aliran udara maka pada kulit buah

konveksi paksa.

penditerjadi

Nilai koefisien konveksi paksa ( h )

dipe-

ngaruhi oleh kecepatan aliran udara yang diberikan.

Dalam

penelitian

yaitu

berdasarkan
untuk

ini

nilai h dihitung dengan

rumus

pindah panas dan

aliran sekitar bola.

dua

rumus

Ranz-Marshall

Hasil perhitungan

adanya perbadaan dari nilai h yang didapat.
disebabkan

cara

adanya penambahan panas dari

buah yang tidak dapat dicontrol.

menunjukan

Perbedaan ini

dinding

sekitar

DISAIN DAN UJICOBA
MESIN P E N D I N G I N T I P E T E R O W O N G A N ANGIN

Oleh :
Arifin D e r a j a t S u r y a n a

F 24 1361

S K R I PS I
S e b a q a i s a l a h s a t u s y a r a t untuk rnemperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan M E K A N I S A S I P E R T A N I A N
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut P e r t a n i a n Bogor

1992

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
I N S T I T U T P E R T A N I A N BOGOR
BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DISAIN DAN UJICOBA
MESIN PENDINGIN TIPE TEROMONGAN ANGIN

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

Oleh :

Arifin Derajat Suryana
F. 24 1361
Dilahirkan pada tanggal 2 Juni 1967
di Jakarta

Tanggal lulus 14 Naret 1992
Disetujui
Bogor,

Agu~;tus1992

Ir. Wad Yamin
Pembimbing I 1

Pembimbing I

Puji syukur kami parijatkan kehadirat Allah swt,
hanya

dengan

rahmat dan hidayahNya-lah skripsi

ini

karena
dapat

diselesaikan.
Sebagai

rasa syukur, penulis

mengucapkan

terimakasih

yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Kamaruddin Abdullah sebagai dosen pembimbing utama

2. Ir. Mad Yamin sebagai dosen pembimbing kedua
3. Ir. Suroso sebagai dosen penguji

4. Japan International Cooperation Agency (JICA)

yang telah

membantu pembiayaan penelitian ini
5. Orang tua, saudara dan teman-teman yang telah mendorong
dan membantu penelitian ini
Akhirnya kritik dan saran sangat penulis harapkan
perbaikan tulisan selanjutnya.

Bogor;

Agustus 1992

Penul is

iii

demi

DAFTAR I S 1

................................

K A T A PENGANTAR

v i i

DAFTAR T A B E L
DAFTAR GAMBAR

.................................

i x

...............................

x i

DAFTAR L A M P I R A N
DAFTAR SIMROL .

.................................

PENDAHULLIAN

I 1.

T I N J A U A N PUSTAKA

13. EVAPORATOR

.................................

1 . Macam-Macam

E v a p o r a t .o r

..................

2 . P e r p i n d a h a n K a l o r pada E v a p o r a t o r

.

5

..........................

9

.........

9

...........

12

S I F A T TERMOFTSIK RAHAN P E R T A N I A N

F . P E N E L I T I A N SEBELUMNYA MENGENAI D I F U S I V I T A S
PANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
G

4

7

D . P I N D A H PANAS KONDUKSI DAN KONVEKSI

.

.......

4

.................

3 . E v a p o r a t o r Dengan S i r i p

C . A L I R A N DALAM P I P A

E

x i i

......

I.

.

. . .
'111

D I F U S I V I T A S PANAS DALAM BENDA PADAT BERBENTUK B U L A T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

H . D I F U S I V I T A S PANAS BUAH MELON

...............

13
17
19

.

I11

PENDEKATAN D I S A I N
A . D I S A I N FUNGSIONAL

.

1. Katup Ekspansi

..........................

20

..........................

20

2 . Evaporator

..............................

20

3. Thermostat

..............................

20

4. Blower

5

.

..................................

Terowongan A n g i n

B . D I S A I N STRUKTURAL

1. Evaporator

........................

..........................

..............................

2 . Terowongan A n g i n

......................

C . P E R K I R A A N SUHU UDARA S A M P A I KE K O M O D I T I
D . PERHITUNGAN LUAS EVAPORATOR
I V

.

....

................

METODA PENENTUAN K O E F I S I E N P I N D A H PANAS DAN
D I F U S I V I T A S PANAS BUAH
A . K O E F I S I E N P I N D A H PANAS

.................

1. P i n d a h Panas Pada Terowongan

............

2 . Penentuan K o e f i s i e n Konveksi Bvah Melon
Pada A l i r a n Udara T e r t e n t u . . . . . . . . . . . .
B

.

PENENTUAN D I F U S I V I T A S PANAS ( a ) DENBAN METODE " F I N I T E D I F F E R E N C E " ( N U M E R I K ) . . . . . . . . . . .

C . PENENTUAN KETEPATAN N I L A I D I F V S I V I T A S
PANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I V.

BAHAN.

A L A T DAN PROSEDUR P E N G U J I A N

A

.

BAHAN

8

.

ALAT

......................................
.......................... .............

20
21
21
21

.

................

C . WAKTU DAN TEMPAT P E N E L I T I A N

D . PROSEDUR P E N E L I T I A N

........

1. Pengukuran Tanpa Beban

2 . P e n g u k u r a n dengan A e b a n

E
VI

.

.

..............
.................

....

2.1.

Penentuan difusivitas panas

2.1.

P e n e n t . uan k o e f i s i e n p i n d a h panas

PENENTUAN N I L A I ALPHA

(a)

...

..................

H A S I L DAN PEMBAHASAN
A

.

K A R A T E R I S T I K M E S I N P E N D I N G I N T I P E TEROWONGAN
ANGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 . K a r a t e r i s t i k Penurunan Suhu Pada
Terowongan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 . P i n d a h P a n a s Pada, T e r o w o n g a n

...

3 . P e n g a r u h K e c e p a t a n A l i r a n U d a r a terhadap
Suhu M e d i a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I3 . PENGUKURAN SUHU BUAH MELON . . . . . . . . . . . . . . . .

D': PENENTUAN N I L A I KETEPATAN . . . . . . . . . . . . . . . . .
E . N I L A I K O E F I S I E N K O N V E K S I PAKSA YANG T E R J A D I
F . PERBANDINGAN N I L A I D I F U S I V I T A S PANAS BUAH
MELON DENGAN P E N E L I T I A N SEBELUMNYA . . . . . . . . .

V I

.

K E S I M P V L A N DAN SARAN
A

.

KESIMPULAN

A . SARAN

.................................

......................................

LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel

1. P e n y e b a r a n s u h u

Tabel

2.

( O C )

pada

terowongan angin

Pengaruh kecepatan a l i r a n udara terhadap
suhu media

.................................

...........
p e r h i t u n g a n n i l a i a l p h a m e l o n ........
k o e f i s i e n k o n v e k s i ...................
a l p h a m e l o n p e r c o b a a n I 1 .............
a l p h a m e l o n p e r c o b a a n I 1 1 ............
a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V ..............

43

47

Tabel

3. C o n t o h b u a h m e l o n p a d a p e r c o b a a n

48

Tabel

4.

53

Tabel

5. N i l a i

Tabel

6. N i l a i

Tabel

7. N i l a i

Tabel

8. N i l a i

Tabel

9. N i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n VI

Hasil

.............
V I I ............

56

65
67

69
71

Tabel

10. N i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n

Tabel

11. N i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V I I I

75

Tabel

12. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n

83

T a b e l 13. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n
Ketepatan n i l a i a l p h a melon

...........
p e r c o b a a n I 1 ...
p e r c o b a a n 1 1 1 ..
p e r c o b a a n V ....
p e r c o b a a n V I ...

Tabel

14.

Tabel

15. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n

Tabel

16.

Tabel

17. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V I I I

K e t e p a t a n n i l a i a l p h a melon percobaan VII

73

85

87
89
91

93

T a b e l 18. N i l a i k o e f i s i e n

konveksi paksa percobaan V

95

T a b e l 19. N i l a i k o e f i s i e n

k o n v e k s i p a k s a p e r c o b a a n VI

97

T a b e l 20.

N i l a i koefisien

konveksi paksa percobaan VII

99

~ a b e i21.

D a t a pengukuran suhu melon percobaan

.. ..

101

v i i

I I

...
V .....
V I ....
V I I ...

T a b e l 22.

D a t a p e n g u k u r a n suhu melon p e r c o b a a n

T a b e l 23.

D a t a p e n g u k u r a n suhu melon p e r c o b a a n

T a b e l 24.

D a t a p e n g u k u r a n suhu m e l o b p e r c o b a a n

Tabel 2 5 .

D a t a p e n g u k u r a n suhu m e l o n p e r c o b a a n

T a b e l 26.

D a t a p e n g u k u r a n suhu melon p e r c o b a a n V I I I

T a b e l 27.

D a t a suhu p e n e n t u k o e f i s i e n k o n v e k s i p e r c o baan V

T a b e l 28.

D a t a suhu p e n e n t u k o e f i s i e n k o n v e k s i p e r c o baan V I

T a b e l 29.

D a t a suhu p e n e n t u k o e f i s i e n
baan V I I

T a b e l 30.

Nilai

111

.....................................
.....................................
konveksi perco-

...................................
massa j e n i s dan panas j e n i s u d a r a ....

viii

,

D A F T A R GAMBAR

Ha 1aman

............................
G r a f i k k e e f e k t i f a n s i r i p .................
Rancangan t e r o w o n g a n a n g i n ...............
P r o s e s p i n d a h panas pada d i n d i n g .........

Ganbar

1. Daur k o m p r e s i

4

Gambar

2.

B

Gambar

3.

Gambar

4.

Gambar

5. A l a t p e n g u k u r d i f u s i v i t a s panas r a n c a n g a n
Gunadi

Gambar

6.

....................................

A l a t pengukur d i f u s i v i t a s
Dickerson

7.

Skema

Gambar

8.

Model k o n d u k t i v i t a s panas dalam b o l a i s o tropis

9.

...................................

Hubungan a n t a r a w a k t u ( m ) dan l e t a k t i t i k
( n ) u n t u k menentukan persarnaan n u m e r i k

Gambar 10. Buah melon

(Cucumis m e l o L . )

...
.............

Gambar 14.

.$.......................
M e s i n k o m p r e s i dan k o n d e n s o r t i p e T-50 . . .
D a t a l o g g e r ..............................
P e n e m ~ a t a nt h e r m o k o p e l pada buah melon ...

Gambar d 5 .

Grafik

Gambar 16.

P o s i s i s e n s o r t h e r m o k o p e l dalarn buah

Gambar 17.

Skema t e r o w o n g a n a n g i n

Gambar 1 8 .

Grafik

Gambar 19.

G r a f i k n i l a i a l p h a melon percobaan

Garnbar 11. Terowongan a n g i n
Gambar 1 2 .
Gambar 13.

11

14

panas r a n c a n g a n

................................
t h e r m a l C o n d u k t i v i t i P r o b e .........

Gambar

Garnbar

9

penurunan suhu pada terowongan a n g i n

.....

...................

....
111 ...

n i l a i a l p h a melon p e r c o b a a n I 1

16
16

18

Gambar 20.

G r a f i k n i l a i a l p h a melon p e r c o b a a n V

79

Gambar 21.

Grafik n i l a i alpharmelon percobaan

.....
V I ....

80

...

81

Gambar 2 2 . G r a f i k n i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V I I
Gambar 23.

G r a f i k n i l a i a l p h a melon p e r c o b a a n V I I I

82

DAFTAR L A M P I R A N

.............. :..

Lampiran

1. S k e m a t e r o w o n g a n a n g i n

Lampiran

2. P r o g r a m p e n e n t u n i l a i a l p h a d a n k e t e patan

61

Lampiran

3 . Program penentu k o e f i s i e n konveksi paksa

64

Lampiran

4.

Lampiran

5. G r a f i k n i l a i

Lampiran

6.

Lampiran

7.

Lampiran

8.

Lampiran

9.

..................................
........................
a l p h a m e l o n ...............

N i l a i a l p h a melon

............
N i l a i k o e f i s i e n k o n v e k s i p a k s a .........
D a t a p e n g u k u r a n s u h u m e l o n .............
D a t a suhu penentu k o e f i s i e n konveksi ...
K e t e p a t a n n i l a i a l p h a melon

60

65

77
83

95

101
111

Lampiran

1 0 . N i l a i massa j e n i s d a n p a n a s j e n i s u d a r a

117

Lampiran

11. C o n t o h p e r h i t u n g a n p i n d a h p a n a s t e r o wongan

118

.................................

L a m p i r a n 12. C o n t o h p e r h i t u n g a n p e n e n t u a n n i l a i k e tepatan

120

L a m p i r a n 13. C o n t o h p e r h i t u n g a n p e n e n t u a n n i l a i k o e f i s i e n konveksi

121

................................

.......................

DAFTAR SIHBOL

A

:

Luas b i d a n g permukaan ( m Z )

Ab

:

Luas s e l i m u t b o l a ( m Z )

Ai

:

Luas s e l i m u t dalam p i p a (m2 )

Am

:

Luas s e l irnut r a t a - r a t a p i p a (m2 I

A0

:

Luas g e l i m u t l u a r p i p a ( m z )

Cp

:

Panas j e n i s bahan ( J / k g K )

D

:

D i a m e t e r (rn)

9

:

G r a f i t a s i (m/sZ)

h

:

K o e f i s i e n k a n v e k s i (w/rnZK)

hfg :

Panas l a t e n penguapan ( J / k g )

hi

:

K o e f i s i e n k o n v e k s i r e f r i g r a n (w/rn2 K )

ho

:

K o e f i s i e n K o n v e k s i f l u i d a (w/mZ K )

hl

:

N i l a i k o e f i s i e n p i n d a h panas (w/m2 K)

h2

:

N i l a i k o e f i s i e n p i n d a h panas dengan rumus
Ranz-Marshall

(w/mZ K)

k

:

K o n d u k t i v i t a s panas bahan (w/m K )

K

:

N i l a i K e t e p a t a n (X)

L

:

J a r a k perambatan panas (m)

rn

L a j u a l i r a n massa ( r n A 3 / s )

Pr

:

B i langan P r a n t e l

9

:

Jumlah k a l o r p i n d a h panas ( k c a l / j a m )

r

Jari-jari

(m)

Re

:

B i 1angan Reno1d

Tf

:

Suhu f l u i d a ( K )

Toi

:

suhu a l i r a n u d a r a d i h e l a k a n g buah ( K )

Tou :

Suhu a l i r a n u d a r a d i d e ~ a nbuah ( K )

Ts

Suhu permukaan ( K )

:

v

:

Kecepatan aliran ( m / d e t )

x

:

Tebal bahan

f
&

:

M a s s a j e n i s s u a t u bahan

:

V i s c o s i t a s bahan

Ot

:

B e d a kuhu logaritmik

:

Koefisien d i f u s i v i t a s panas bahan

(M)

(kg/rnA3)

(Pa s )
(K)

(cmZ/jarn)

I. PENDAHULUAN

Salah

s a t u teknik pengawetan bahan

memperpanjang
Pendinginan
card,

simpan

masa

adalah

pertanian

teknik

untuk

pendinginan.

telah banyak dilakukan orang dengan

berbagai

teknik dan dengan menggunakan berbagai macam

alat.

Tetapi prinsip dasar pendinginan hanya s a t u yaitu menurunkan

d a n mempertahankan s u h u benda pada nilai s u h u

simpan

benda/suhu yang 'diinginkan.
dengan
media

adanya

sekeliling

secara

perbedaan s u h u
benda maka

antara

terjadi

benda

perpindahan

konduksi maupun konveksi dalam dan d a r i

media tersebut.
kesetimbangan

dengan
panas

benda

Perpindahan panas ini menyebabkan
suhu

antara benda

dengan

adanya

medianya,

mempunyai s u h u lebih tinggi akan turun dan yang

ke

yang

mempunyai

suhu rendah akan naik
storage mesin pendingin umum dilakukan

Dalam

pendi-

nginan terhadap media benda yang akan didinginkan
evaporator,
menyerap

sehingga

panas benda.

s u h u media tetap dingin

melalui

dan

Hal ini akan menyebabkan

dapat

turunnya

suhu benda yang didinginkan.
Dalam
dapat

penelitian

ini d i b u a t

suatu

storage

memberikan media yang mengalir sehingga

dimana

diharapkan

panas benda dapat c e p a t terbuang mengalir mengikuti aliran
media, maka dibuatlah s e b u a h terowongan dengan blower pada

salah

satu

Dengan

ujungnya dan s t o r a g e pada

melewatkan

udara

dari

ujung

blower

yang

pada

lain.

evaporator,

d i d a p a t a l i r a n u d a r a d i n g i n menuju s t o r a g e s e h i n g g a terjadi

konveksi

paksa pada permukaan

luar

benda

yang

akan

didinginkan.
Disain
belok
Dan

agar
untuk

evaporator dibuat sedemikian

rupa

l e b i h l a m a bersentuhan dengan
d i s a i n terowongan a n g i n

berbelok-

aliran

mengikuti

tentang a l i r a n udara oleh Robert Jorgeness

udara.

penelitian

(1970).

f

Untuk
terowongan
dengan

ujicoba

angin i n i d i lakukan penguj i a n

beban.

melihat

mesin pendingin dengan

sampai

Pengujian

storage

tipe

t a n p a beban

dan

tanpa

beban

dilakukan

untuk

d i m a n a kemampuan

mesin

pendingin

untuk

mendinginkan media s t o r a g e .

Untuk

pengujian dengan beban,

digunakan buah melon s e b a g a i bebannya.

Dari hasil
kan

penqukuran s u h u buah melon yang

d i d a p a t n i l a i a l p h a y a i t u dengan

numerik

.

Dan

didingin-

perhitungan

hasilnya akan dibandingkan

dengan

metoda
hasil

d a r i p e n e l i t i a n sebelumnya.
Dan a d a p u n t u j u a n

penelitian

1. M e n d i s a i n m e s i n p e n d i n g i n
2.

Ujicoba

mesin

pendingin

dengan buah melon

i n i adalah

:

t i p e terowongan angin
tipe

terowongan

angin

I I.

TINJAUAN PUSTnKA

&. MESIN PENDINGIN KOHPRESI

Bagian-bagian dari mesin-pendingin
kompresor,

kondensor,

a l a t ekspansi

kompresi adalah
dan

evaporator.

Kompresor adalah jantung dari mesin pendingin kompresi.
Ada 4 j e n i s kompresor refrigrasi yang sering
yaitu

kompresor torak, sekrup, sentrifugal

digunakan
dan

sudu.

Kompresor berfungsi menciptakan tekanan rendah pada
ruang

evaporator dan menciptakan tekanan

tinggi

pada

kondensor.
Kondensor

merupakan tempat dimana

dicairkan

kembali

pelepasan

panas.

dengan

penukar

sehingga

ditempat

Pelepasan panas
kalor

baik oleh

uap
ini

refrigran
diperlukan

biasanya
fluida

dilakukan

cair

maupun

udara.
Dan sebagai batas tekanan rendah dan tinggi
sang

suatu

mengatur

alat ekspansi yang

jumlah refrigran yang-

Sedang

evaporator

juga

berfungsi

untuk

bersirkulasi.

berupa pipa-pipa

dengan

permukaan tertentu sebagai tempat menguapnya

luas

refrigran

dan di sinilah terjadi proses pendinginan

cair

dipa-

secara

garis besar sistem mesin pendingin.
Daur kompresi dapat dilihat pada Gambar 1
ini :

berikut

Gambar

1. D a u r k o m p r e s i

B. EVAPORATOR
Evaporator
peranan

adalah

penukar

kalor

penting dalam s i k l u s r e f r i g r a s i

yang

memegang

yaitu

mendi-

nginkan media s e k i t a r n y a .

1. V a c a m - m a c a m

Ada

evaporator

b e b e r a p a macarn e v a p o r a t o r ,

,
t u j u a n penggunaannya d a n bentuknyapun
Hal

tersebut

disebabkan karena media

sesuai

dengan

berbeda-beda.
yang

hendak

didinginkan dapat berupa gas, cairan atau z a t padat.
Maka

eva'orato

dapat

s e s u a i dengan keadaan
yaitu

dibagi

beberapa

golongan,

r e f r i g r a n yang add d i dalamnya

jenis ekspansi kering,

jenis setengah

j e n i s b a s a h d a n s i s t e m pompa c a i r a n .

basah,

DISAIW DAN UJICOBA
MESIN PENDINGIN TlPE TEROWONGAN ANGIN

Oleh
ARlFlN DERAJAT SURYANA
F 24. 1361

1 9 9 2

FAKULTAS
INSTITUT

TEKNOLOGI PERTANIAN
PERTANIAN
B O G O R

BOGOR

ARIFIN DERAJAT SURYANA

(

F 24 1361

D i s a i n Dan

).

Mesin P e n d i n g i n T i p e Terowongan Angin.
an D r .

H.

Kamaruddin A b d u l l a h

dan

Ir.

(

Ujicoba

Dibawah bimblng-

Mad Y a m i n

).

RI NGKASAN
Mesin
mesin

pendingin

konpresor

melewati
angin.

dan kondensor,

angin.

terowongan

t i p e terowongan angin

Udara

evaporator

blower,

dihembuskan

sampai komoditi

terdiri

dari

evaporator
blower,

melalui

Karena menyinggung e v a p o r a t o r i n i l a h

dan

mengalir
terowongan

suhu

udara

turun.
Disain

terowongan

(alpha)

dan h

didieain

dan

angin.

318

angin d i b u a t untuk

(koefisien konveksi).
dibuat

Evaporator

adalah

Dalam h a 1

evaporator

t e r b u a t d a r i tembaga

i n c h i d e n g a n p a n j a n g 28 meter y a n g

belok.

Terowongan

angin

terbuat dari

yang d i l a p i s i s t i r o f o a m pada b a g i a n
ukuran

p e n a m p a n g 30 c m x 30 c m

sesuai

dengan

hasil

pengukuran

dan

ini

diameter

dibuat

berbelokmultipleks

luarnya dan

mempunyai
4

meter,

Jorgeness

(1970)

dengan panjang

penelitian Robert

yang

terowongan

dengan

bahan

a

t e n t a n g a l i r a n udara dalam p i p a .
Dalam p e n g o p e r a s i a n n y a
pindah
dari

pada terowongan angin

panas d a r i udara sekitar k e dalam

i n s u l a s i yang digunakan.

pindah panas t o t a l

Diketahui

terjadi

terowongan
besar

dan

koefisien

p e r l u a s d i n d i n g terowongan y a i t u

sebe-

sar

4.358 J/m2 K .

Hal ini menyebabkan meningkatnya

suhu

a l i r a n ' u d a r a yang mengalir dari evaporator k e komoditi.
Sebagai ujicoba, mesin ini digunakan untuk menentukan
nilai alpha dari buah melon, yang telah diketahui nilainya
pada penelitian sebelumnya.
Dari
numerik
kali
Dan

data yang dipeorleh dan dihitung dengan
maka

diperoleh nilai alpha rata-rata

dari

percobaan yang dilakukan adalah 0.112212 f
dari

penelitian

sebelumnya

diperoleh

metode
enam

0.02453.

0.095960

%

0.0033084. Dari dua nilai tersebut terlihat bahwa peneli-

tian

ini menghasilkan nilai a , 27.3 % lebih

tinggi

dari

hasil penelitian sebelumnya.
Karena
nginnya

dalam ujicoba dengan buah melon media

adalah aliran udara maka pada kulit buah

konveksi paksa.

penditerjadi

Nilai koefisien konveksi paksa ( h )

dipe-

ngaruhi oleh kecepatan aliran udara yang diberikan.

Dalam

penelitian

yaitu

berdasarkan
untuk

ini

nilai h dihitung dengan

rumus

pindah panas dan

aliran sekitar bola.

dua

rumus

Ranz-Marshall

Hasil perhitungan

adanya perbadaan dari nilai h yang didapat.
disebabkan

cara

adanya penambahan panas dari

buah yang tidak dapat dicontrol.

menunjukan

Perbedaan ini

dinding

sekitar

DISAIN DAN UJICOBA
MESIN P E N D I N G I N T I P E T E R O W O N G A N ANGIN

Oleh :
Arifin D e r a j a t S u r y a n a

F 24 1361

S K R I PS I
S e b a q a i s a l a h s a t u s y a r a t untuk rnemperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan M E K A N I S A S I P E R T A N I A N
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut P e r t a n i a n Bogor

1992

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
I N S T I T U T P E R T A N I A N BOGOR
BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DISAIN DAN UJICOBA
MESIN PENDINGIN TIPE TEROMONGAN ANGIN

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

Oleh :

Arifin Derajat Suryana
F. 24 1361
Dilahirkan pada tanggal 2 Juni 1967
di Jakarta

Tanggal lulus 14 Naret 1992
Disetujui
Bogor,

Agu~;tus1992

Ir. Wad Yamin
Pembimbing I 1

Pembimbing I

Puji syukur kami parijatkan kehadirat Allah swt,
hanya

dengan

rahmat dan hidayahNya-lah skripsi

ini

karena
dapat

diselesaikan.
Sebagai

rasa syukur, penulis

mengucapkan

terimakasih

yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Kamaruddin Abdullah sebagai dosen pembimbing utama

2. Ir. Mad Yamin sebagai dosen pembimbing kedua
3. Ir. Suroso sebagai dosen penguji

4. Japan International Cooperation Agency (JICA)

yang telah

membantu pembiayaan penelitian ini
5. Orang tua, saudara dan teman-teman yang telah mendorong
dan membantu penelitian ini
Akhirnya kritik dan saran sangat penulis harapkan
perbaikan tulisan selanjutnya.

Bogor;

Agustus 1992

Penul is

iii

demi

DAFTAR I S 1

................................

K A T A PENGANTAR

v i i

DAFTAR T A B E L
DAFTAR GAMBAR

.................................

i x

...............................

x i

DAFTAR L A M P I R A N
DAFTAR SIMROL .

.................................

PENDAHULLIAN

I 1.

T I N J A U A N PUSTAKA

13. EVAPORATOR

.................................

1 . Macam-Macam

E v a p o r a t .o r

..................

2 . P e r p i n d a h a n K a l o r pada E v a p o r a t o r

.

5

..........................

9

.........

9

...........

12

S I F A T TERMOFTSIK RAHAN P E R T A N I A N

F . P E N E L I T I A N SEBELUMNYA MENGENAI D I F U S I V I T A S
PANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
G

4

7

D . P I N D A H PANAS KONDUKSI DAN KONVEKSI

.

.......

4

.................

3 . E v a p o r a t o r Dengan S i r i p

C . A L I R A N DALAM P I P A

E

x i i

......

I.

.

. . .
'111

D I F U S I V I T A S PANAS DALAM BENDA PADAT BERBENTUK B U L A T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

H . D I F U S I V I T A S PANAS BUAH MELON

...............

13
17
19

.

I11

PENDEKATAN D I S A I N
A . D I S A I N FUNGSIONAL

.

1. Katup Ekspansi

..........................

20

..........................

20

2 . Evaporator

..............................

20

3. Thermostat

..............................

20

4. Blower

5

.

..................................

Terowongan A n g i n

B . D I S A I N STRUKTURAL

1. Evaporator

........................

..........................

..............................

2 . Terowongan A n g i n

......................

C . P E R K I R A A N SUHU UDARA S A M P A I KE K O M O D I T I
D . PERHITUNGAN LUAS EVAPORATOR
I V

.

....

................

METODA PENENTUAN K O E F I S I E N P I N D A H PANAS DAN
D I F U S I V I T A S PANAS BUAH
A . K O E F I S I E N P I N D A H PANAS

.................

1. P i n d a h Panas Pada Terowongan

............

2 . Penentuan K o e f i s i e n Konveksi Bvah Melon
Pada A l i r a n Udara T e r t e n t u . . . . . . . . . . . .
B

.

PENENTUAN D I F U S I V I T A S PANAS ( a ) DENBAN METODE " F I N I T E D I F F E R E N C E " ( N U M E R I K ) . . . . . . . . . . .

C . PENENTUAN KETEPATAN N I L A I D I F V S I V I T A S
PANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I V.

BAHAN.

A L A T DAN PROSEDUR P E N G U J I A N

A

.

BAHAN

8

.

ALAT

......................................
.......................... .............

20
21
21
21

.

................

C . WAKTU DAN TEMPAT P E N E L I T I A N

D . PROSEDUR P E N E L I T I A N

........

1. Pengukuran Tanpa Beban

2 . P e n g u k u r a n dengan A e b a n

E
VI

.

.

..............
.................

....

2.1.

Penentuan difusivitas panas

2.1.

P e n e n t . uan k o e f i s i e n p i n d a h panas

PENENTUAN N I L A I ALPHA

(a)

...

..................

H A S I L DAN PEMBAHASAN
A

.

K A R A T E R I S T I K M E S I N P E N D I N G I N T I P E TEROWONGAN
ANGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 . K a r a t e r i s t i k Penurunan Suhu Pada
Terowongan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 . P i n d a h P a n a s Pada, T e r o w o n g a n

...

3 . P e n g a r u h K e c e p a t a n A l i r a n U d a r a terhadap
Suhu M e d i a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I3 . PENGUKURAN SUHU BUAH MELON . . . . . . . . . . . . . . . .

D': PENENTUAN N I L A I KETEPATAN . . . . . . . . . . . . . . . . .
E . N I L A I K O E F I S I E N K O N V E K S I PAKSA YANG T E R J A D I
F . PERBANDINGAN N I L A I D I F U S I V I T A S PANAS BUAH
MELON DENGAN P E N E L I T I A N SEBELUMNYA . . . . . . . . .

V I

.

K E S I M P V L A N DAN SARAN
A

.

KESIMPULAN

A . SARAN

.................................

......................................

LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel

1. P e n y e b a r a n s u h u

Tabel

2.

( O C )

pada

terowongan angin

Pengaruh kecepatan a l i r a n udara terhadap
suhu media

.................................

...........
p e r h i t u n g a n n i l a i a l p h a m e l o n ........
k o e f i s i e n k o n v e k s i ...................
a l p h a m e l o n p e r c o b a a n I 1 .............
a l p h a m e l o n p e r c o b a a n I 1 1 ............
a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V ..............

43

47

Tabel

3. C o n t o h b u a h m e l o n p a d a p e r c o b a a n

48

Tabel

4.

53

Tabel

5. N i l a i

Tabel

6. N i l a i

Tabel

7. N i l a i

Tabel

8. N i l a i

Tabel

9. N i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n VI

Hasil

.............
V I I ............

56

65
67

69
71

Tabel

10. N i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n

Tabel

11. N i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V I I I

75

Tabel

12. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n

83

T a b e l 13. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n
Ketepatan n i l a i a l p h a melon

...........
p e r c o b a a n I 1 ...
p e r c o b a a n 1 1 1 ..
p e r c o b a a n V ....
p e r c o b a a n V I ...

Tabel

14.

Tabel

15. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n

Tabel

16.

Tabel

17. K e t e p a t a n n i l a i a l p h a m e l o n p e r c o b a a n V I I I

K e t e p a t a n n i l a i a l p h a melon percobaan VII

73

85

87
89
91

93

T a b e l 18. N i l a i k o e f i s i e n

konveksi paksa percobaan V

95

T a b e l 19. N i l a i k o e f i s i e n

k o n v e k s i p a k s a p e r c o b a a n VI

97

T a b e l 20.

N i l a i koefisien

konveksi paksa percobaan VII

99

~ a b e i21.

D a t a pengukuran suhu melon percobaan

.. ..

101

v i i

I I