ρ
l
= -4,07316E-12T
6
+ 4,03886E-09T
5
- 1,52889E-06T
4
+ 2,72023E-04T
3
- 2,50109E-02T
2
+ 5,39921E-01T + 9,97686E+02 ............................ 4.14
Kalor spesifik cair jenuh fungsi dari temperatur T
o
C dari 0 T 370 untuk air adalah :
c
p
= 3,62014E-11T
6
- 2,92078E-08T
5
+ 9,24816E-06T
4
- 1,38655E-03T
3
+ 1,08848E-01T
2
- 3,73431E+00T + 4,22008E+03 ............................ 4.15
Bilangan Prandtl cair jenuh fungsi dari temperatur T
o
C dari 0 T 370 untuk air adalah :
Pr = 6,45088E-13T
6
- 7,05259E-10T
5
+ 3,00636E-07T
4
- 6,36065E-05T
3
+ 7,11240E-03T
2
- 4,22504E-01T + 1,30190E+01 ............................. 4.16
Di mana satuannya adalah : h
= kJkg s
= kJkg.K μ = N.sm
2
k = Wm.K
ρ = kgm3 c
p
= Jkg.K Pr = -
4.3.2 Pemrograman Perhitungan Termodinamika Refrigeran R-134a pada Siklus Kompresi Uap
Tujuan pemrograman ini dibuat adalah untuk melihat pengaruh perubahan temperatur kondensasi T
k
terhadap parameter-parameter lainnya yaitu Q
e
, Q
k
, W
c
, dan COP. Untuk dapat mencapai tujuan ini dengan baik dan mudah maka dirancang suatu program komputer untuk menyelesaikan semua persamaan
matematis yang terkait. Pada sub bab ini akan dirancang algoritma perhitungan untuk menghitung beban pendinefek refrigerasi yang dapat dilayani Q
e
, kalor yang harus dilepas di kondensor Q
k
, kerja kompresor W
c
yaitu komponen
Universitas Sumatera Utara
terbesar yang membutuhkan energi listrik pada siklus kompresi uap, dan koefisien prestasi siklus COP. Adapun algoritma perhitungannya adalah sebagai berikut :
1. Baca input temperatur evaporasi T
e
, temperatur kondensasi T
k
, laju aliran massa refrigeran m
r
, dan efisiensi isentropis pada kompresor ƞ.
2. Hitung sifat termodinamik refrigeran R-134a yaitu h
1
, h
2
, h
2a
, h
3
, h
4
, s
1
, dan s
2
menggunakan persamaan termodinamika 4.3, 4.4, 4.5, 4.6 dan persamaan 2.3 untuk mencari h
2a
. 3.
Hitung Q
e
dengan persamaan 2.6 4.
Hitung Q
k
dengan persamaan 2.4 5.
Hitung W
c
dengan persamaan 2.2 6.
Hitung COP dengan persamaan 2.7
Diagram alir algoritma perhitungan di atas dan tampilan progarm ini dapat dilihat pada gambar 4.11 dan 4.12 di bawah ini.
Gambar 4.11 Diagram Alir Perhitungan Termodinamika Refrigeran R-134a
Mulai
Selesai Hitung Q
e
Hitung Q
k
Hitung W
c
Hitung COP Input T
e
, T
k
, m
r
, ƞ
Hitung h
1
, h
2
, h
2a
, h
3
, h
4
, s
1
, s
2
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Tampilan Program Perhitungan Termodinamika R-134a
4.3.3 Pemrograman Perhitungan Panjang Minimum Pipa Kondensor Berpendingin Air
Tujuan pemrograman ini dibuat adalah untuk melihat pengaruh perubahan temperatur air pendingin yang masuk kondensor T
wi
terhadap parameter- parameter lainnya yaitu luas permukaan pipa A
o
minimum atau panjang pipa minimum yang dibutuhkan L. Untuk dapat mencapai tujuan ini juga dirancang
suatu program komputer untuk menyelesaikan semua persamaan matematis yang terkait secara cepat dan praktis. Algoritma perhitungan perancangan program ini
adalah sebagai berikut : 1.
Baca input temperatur evaporasi T
e
, temperatur kondensasi T
k
, temperatur air masuk kondensor T
wi
, anggapan temperatur air keluar kondensor T
wo
, efek refrigerasi Q
e
, efisiensi isentropis n, jumlah baris N, kolom M, laluan, diameter dalam pipa d
i
, diameter luar pipa d
o
, faktor pengotor fluida di dalam pipa R
fi
, faktor pengotor fluida d luar pipa R
fo
, dan kondutivitas thermal bahan pipa k
m
. 2.
Hitung sifat termodinamik refrigeran R-134a yaitu h
1
, h
2
, h
2a
, h
3
, h
4
, s
1
, dan s
2
menggunakan persamaan termodinamika 4.4, 4.5, 4.64.7, dan persamaan 2.3 untuk mencari h
2a
.
Universitas Sumatera Utara
3. Hitung sifat termofisik refrigeran R-134a yaitu h
fg
, μ
l
, k
l
, dan ρ
l
menggunakan persamaan termofisika 4.8, 4.9, 4.10, dan 4.11. 4.
Hitung sifat termofisik air H
2
O yaitu μ
l
, k
l
, ρ
l
, c
p
, dan Pr menggunakan persamaan termofisika 4.12, 4.13, 4.14, 4.15, dan 4.16.
5. Hitung laju aliran massa refrigeran m
r
menggunakan persamaan 2.8. 6.
Hitung laju aliran massa air m
w
menggunakan persamaan 2.9. 7.
Hitung harga LMTD menggunakan persamaan 2.11. 8.
Hitung bilangan Reynold Re menggunakan persamaan 2.14. 9.
Periksa apakah Re 2300. 10.
Jika Tidak, perhitungan berhenti dan keluar pesan, “Aliran Laminar,
Perhitungan Divergen”. 11.
Jika Ya. Hitung koefisien perpindahan panas konveksi di dalam pipa h
i
menggunakan persamaan 2.13. 12.
Hitung koefisien perpindahan panas konveksi di luar pipa h
o
menggunakan persamaan 2.15.
13. Hitung koefisien perpindahan panas menyeluruh U
o
menggunakan persamaan 2.12.
14. Hitung luas permukaan A
o
menggunakan persamaan 2.10. 15.
Hitung ∆T’ menggunakan persamaan 4.2. 16.
Periksa apakah ∆T’ ≈ ∆T pada langkah 12 yaitu l∆T’ - ∆Tl 10
-6
. 17.
Jika Tidak ulangi perhitungan dari langkah 12 dengan mengganti ∆T awal
dengan ∆T’ yang diperoleh pada langkah 15.
18.
Jika Ya. Hitung temperatur permukaan pipa rata-rata T
s
menggunakan persamaan 4.1. Temperatur ini juga dapat dikatakan sebagai temperatur air
keluar kondensor sebenarnya T
wo
’. 19.
Hitung panjang pipa minimum L menggunakan persamaan 4.2.
Tampilan dan diagram alir algoritma perhitungan program ini dapat dilihat pada gambar 4.13 dan 4.14 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.13 Tampilan Program Perhitungan Panjang Minimum Pipa Kondensor
Mulai
Hitung
h
1
, h
2
, h
2a
, h
3
, h
4
, s
1
, s
2
R-134a
Hitung
h , μ , k , dan ρ R-134a
Input T
e
, T
k
, T
wi
, T
wo
, Q
e
, n, N, M, laluan, d
i
, d
o
, R
fi
, R
fo
, k
m
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Diagram Alir Menghitung Panjang Minimum Pipa Kondensor
4.4 Validasi Perhitungan Analitik Dengan Perangkat Lunak CFD
