4.2.5 Luas Penampang Total A
Besar kalor yang diterima oleh larutan pada generator adalah =
122,365 W, maka luas penampang total pipa untuk generator adalah sebagai berikut.
A =
A = A = 0,477525 m
2
4.2.6 Panjang Generator, L
Dari luas penampang total selanjutnya dihitung panjang generator. Panjang generator yang didapatkan dari perhitungan yaitu :
L =
L =
L = 0,691264 m Maka panjang dari generator adalah 0,691264 m
4.3 Dimensi dan material dari generator
Berdasarkan perhitungan di atas maka dibuat benda jadi generator dengan dimensi generator yang digunakan adalah sebagai berikut :
Diameter luar shell, = 0,16827
m Diameter dalam shell,
= 0,15 m
Panjang shell , = 0,6912
m
Universitas Sumatera Utara
Diameter luar tube, = 0,013
m Diameter dalam tube,
= 0,011 m
Material shell = Stainless steel 304
tube = Stainless steel 304
4.4 Data Hasil pengujian Generator
4.4.1 Data hasil pengujian pertama
Pengujian ini dilakukan selama 40 menit dengan mengukur temperatur di titik yang telah ditentukan dan hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 4.3 Data hasil percobaan I
Waktu Menit
Temperatur masuk gas buang C
Temperatur keluar gas buang C
Temperatur masuk larutan amonia air C
Temperatur keluar amoniaC
1 114.4
76.4 28.5
62.3 2
113.5 76.1
28.6 62.4
3 112.8
75.2 28.7
62.4 4
112 75.3
28.7 62.3
5 114.9
73.8 28.7
62.7 6
115.2 73.9
28.4 63.1
7 116.8
74.4 28.3
64 8
116.4 74.8
28.8 63.9
9 116.4
74.7 30
64.1 10
113.3 74.2
28.3 64.3
11 113.6
74 28.4
64.9 12
111.4 74.2
28.4 65.1
13 113.6
74.5 28.7
65.4 14
116.6 75.7
28.4 65.7
15 117.1
75.6 28.2
66 16
116.9 75.6
28.2 66.3
17 118.5
75.9 28.5
66.5 18
118.3 76
28 66.7
19 119.2
76.4 28.3
67.4 20
119.3 76.5
28.5 67.4
21 116.8
76.7 28.5
67.6
Universitas Sumatera Utara
22 115.6
76.6 28.5
68.3 23
118.7 76.6
28.8 68.5
24 115.2
76.4 28
70 25
116.8 76.4
28.6 69.3
26 116.1
76 28.6
69.4 27
114.2 76.2
28.4 70.2
28 117.3
76.5 28.7
71.8 29
115.1 76.2
28.7 71.9
30 114.2
76.4 28.7
72.5 31
112.3 76.7
28.5 72.5
32 118.3
76.7 30.9
72.5 33
119.1 76.5
31.7 72.4
34 116.2
76.6 32.5
72.4 35
117.5 76.5
32.9 72.3
36 115.6
76.5 33.2
72.4 37
115 76.5
33.5 72
38 118.3
76.4 33.7
72.3 39
117.2 76.4
34 72.3
40 113.7
76.5 34.9
72.4
Gambar 4.3 Grafik antara Temperatur generator terhadap waktu
Pada pengujian pertama maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1.
Pada temperatur masuk gas buang Temperatur tertinggi :
119,3°C
Universitas Sumatera Utara
Temperatur terendah : 111,4°C
Temperatur rata-rata : 115,835°C
2. Pada temperatur keluar gas buang
Temperatur tertinggi : 76,7°C
Temperatur terendah : 73,8°C
Temperatur rata-rata : 75,8125°C
3. Pada temperatur masuk amonia air
Temperatur tertinggi : 34,9°C
Temperatur terendah : 28°C
Temperatur rata-rata : 29,5475°C
4. Pada temperatur keluar amonia air
Temperatur tertinggi : 72,5°C
Temperatur terendah : 62,3°C
Temperatur rata-rata : 67,8975°C
4.4.2 Data hasil pengujian kedua Tabel 4.4 Data hasil percobaan kedua
Waktu Menit
Temperatur masuk gas buang
C
Temperatur keluar gas buang
C
Temperatur masuk larutan amonia air
C
Temperatur keluar amonia
C
1 116,2
77,9 28,1
59,8 2
115 77,5
28,4 60
3 115,5
75,6 28,4
60,3 4
112 75,6
28,6 60,4
5 113,2
75 28,5
60,4 6
113,1 75,2
28,2 61,2
7 114,8
75,6 28,6
61,5 8
114,2 72,3
28,6 61,9
9 117,3
76,3 28,3
62,3 10
116,2 74,2
28,7 62,5
11 114,6
74 28,3
62,9 12
112,8 74,2
28,5 63
13 114,2
75,7 28,8
63,5
Universitas Sumatera Utara
14 117,5
76,9 28,8
63,8 15
114,3 76,4
28,5 64,4
16 113,5
77,2 28,5
64,8 17
116,8 77,5
28,7 65,3
18 116,4
77,3 28,4
65,7 19
114,3 77,3
28,7 66
20 114,6
77,4 28,8
66,6 21
116,1 76
28,4 67,2
22 116
75,7 28,4
67,7 23
115,7 75,1
28,3 68,5
24 112,8
75,3 28,4
68,9 25
112,8 77,3
28,7 69,3
26 115,3
77,6 28,8
69,5 27
113,7 78
29 69,7
28 116,3
77,2 28,4
70 29
114,8 77,8
28,5 70,3
30 116
77,3 28,4
70,8 31
116,4 77,5
28,6 70,8
32 115,3
78,3 36,4
70,7 33
116,4 78,5
35,9 70,9
34 113,5
77,9 36,1
71,4 35
116,8 77,8
35,8 71,6
36 114,9
77,9 35,5
71,7 37
115,2 77,9
34,9 72
38 115,6
78,5 35,2
71,8 39
116,4 79
34,8 71,8
40 113,4
78,2 34,8
71,4
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik antara Temperatur generator terhadap waktu
Pada pengujian kedua maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1.
Pada temperatur masuk gas buang Temperatur tertinggi :
117,5°C Temperatur terendah :
112,8°C Temperatur rata-rata :
114,9975°C 2.
Pada temperatur keluar gas buang Temperatur tertinggi :
79°C Temperatur terendah :
74°C Temperatur rata-rata :
76,6975°C 3.
Pada temperatur masuk amonia air Temperatur tertinggi :
36,4°C Temperatur terendah :
28,1°C Temperatur rata-rata :
30,0925°C 4.
Pada temperatur keluar amonia air Temperatur tertinggi :
71,8°C Temperatur terendah :
59,8°C Temperatur rata-rata :
66,5575°C
Universitas Sumatera Utara
4.4.3 Data hasil pengujian ketiga
Tabel 4.5 Data hasil percobaan ketiga
Waktu Menit
Temperatur masuk gas buang C
Temperatur keluar gas buang C
Temperatur masuk larutan amonia air C
Temperatur keluar amonia C
1 111,2
71,2 29,3
58,8 2
109,9 71,5
29,1 58,3
3 109,5
71,9 29,3
58,7 4
108,3 72,2
29,3 58,9
5 108,6
72,2 29,3
59,3 6
108,2 71,9
29,5 59,6
7 109,7
72,3 29,2
60,2 8
110,3 72,1
29,1 60,4
9 111,2
72,4 28,8
62,3 10
111,7 72,6
28,9 62,5
11 111,9
72,9 29
63,9 12
111,9 73,3
29,3 64,5
13 111,7
73 29,5
64,5 14
112,6 73,1
29,5 64,8
15 112,2
73,1 29,6
65 16
112,6 72,9
29,5 65,4
17 112,9
73,1 29,5
65,5 18
112,7 73,6
29,7 65,6
19 112,4
73,8 29,8
66 20
112,9 73,5
29,6 66,6
21 113,2
73,7 29,5
67,2 22
112,8 73,8
29,4 67,7
23 113,6
73,7 29,4
67,9 24
113,7 73,5
29,5 68
25 113,1
73,5 29,6
68,1 26
113 73,3
29,5 68,2
27 113,5
73,5 29,5
68,5 28
113,6 73,6
29,3 68,8
Universitas Sumatera Utara
29 114
73,7 29,1
69,1 30
113,8 73,8
29,1 69,3
31 113,9
73,6 28,9
69,7 32
114,2 73,6
28,9 70,2
33 114,3
73,5 29,3
70,3 34
114,3 73,8
37,4 70,5
35 114,7
74,1 37,8
70,3 36
114,4 73,9
37,9 69,9
37 114,2
73,6 38
70,1 38
114,7 73,7
37,7 70,3
39 114,5
73,6 37,6
70,3 40
114,3 73,7
37,4 70,4
Gambar 4.5 Grafik antara Temperatur generator terhadap waktu
Pada pengujian ketiga maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1.
Pada temperatur masuk gas buang Temperatur tertinggi :
114,7°C Temperatur terendah :
108,2°C Temperatur rata-rata :
112,505°C 2.
Pada temperatur keluar gas buang
Universitas Sumatera Utara
Temperatur tertinggi : 73,9°C
Temperatur terendah : 71,2°C
Temperatur rata-rata : 73,145°C
3. Pada temperatur masuk amonia air
Temperatur tertinggi : 38°C
Temperatur terendah : 28,8°C
Temperatur rata-rata : 30,79°C
4. Pada temperatur keluar amonia air
Temperatur tertinggi : 70,5°C
Temperatur terendah : 58,3°C
Temperatur rata-rata : 65,89°C
4.5 Analisa kesetimbangan energi
Untuk menghitung laju perpindahan panas pada generator bagian dalam dapat dihitung dengan persamaan :
Q = Q
1
+ Q
2
Q
1
= m
1
.Cp. ∆T
Q
2
= m
2
.h
2
– h
6
= Kalor yang diserap air kJ = Laju aliran massa air Kgs
= Kalor spesifik air Jkg K = Perubahan temperatur
C h
= entalpikJkg.K Dimana pada temperatur rata-rata didapatkan :
1
= 0,00016 kgs
2
= 4,56483.10
-5
kgs = 4,383929
JkgK = 67,8975-29,5475
C h
2
= 1485,33 h
6
= -87,5
Universitas Sumatera Utara
Sehingga didapatkan laju perpindahan panas rata-rata pada percobaan pertama Q
1
= 0,00016 × 4,383929 × 67,8975-29,5475
Q
1
= 0,026899 kW = 26,899 W Q
2
= 4,56483.10
-5
× 1485,33+87,5 Q
2
= 0,071797 kW = 71,797 W Q = Q
1
+ Q
2
Q = 26,899 W + 71,797 W Q = 98,696 W
Gambar 4.6 Grafik antara Q dengan Temperatur larutan pada percobaan pertama
Grafik berdasarkan data laju perpindahan panas pada percobaan pertama terlampir.
Laju perpindahan panas rata-rata pada percobaan kedua Q = Q
1
+ Q
2
Q
1
= m
1
.Cp. ∆T
Q
2
= m
2
.h
2
– h
6
= Kalor yang diserap air kJ = Laju aliran massa air Kgs
Universitas Sumatera Utara
= Kalor spesifik air Jkg K = Perubahan temperatur
C h
= entalpikJkg.K
Dimana pada temperatur rata-rata didapatkan :
1
= 0,00016 kgs
2
= 4,56483.10
-5
kgs = 4,383929
JkgK = 66,5575-30,0925
C h
2
= 1486,16 h
6
= 87,5 Sehingga didapatkan laju perpindahan panas rata-rata pada percobaan kedua
Q
1
= 0,00016 × 4,383929 × 66,5575-30,0925
Q
1
= 0,025622 kW = 25,622 W Q
2
= 4,56483.10
-5
× 1486,16 + 87,5 Q
2
= 0,0718349 kW = 71,8349 W Q = Q
1
+ Q
2
Q = 25,622 W + 71,8349 W Q = 97,4569 W
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Grafik antara Q dengan temperatur larutan pada percobaan kedua
Grafik berdasarkan data laju perpindahan panas pada percobaan kedua terlampir.
Laju perpindahan panas rata-rata pada percobaan ketiga Q = Q
1
+ Q
2
Q
1
= m
1
.Cp. ∆T
Q
2
= m
2
.h
2
– h
6
= Kalor yang diserap air kJ = Laju aliran massa air Kgs
= Kalor spesifik air Jkg K = Perubahan temperatur
C h
= entalpikJkg.K
Dimana pada temperatur rata-rata didapatkan :
1
= 0,00016 kgs
2
= 4,56483.10
-5
kgs = 4,383929
JkgK = 65,89-30,79
C
Universitas Sumatera Utara
h
2
= 1486,61 h
6
= 87,5 Sehingga didapatkan laju perpindahan panas rata-rata pada percobaan ketiga
Q
1
= 0,00016 × 4,383929 × 65,89-30,79
Q
1
= 0,02462 kW = 24,62 W Q
2
= 4,56483.10
-5
× 1486,61 +87,5 Q
2
= 0,071855 kW = 71,855 W Q = Q
1
+ Q
2
Q = 24,62 W + 71,855 W Q = 96,475 W
Gambar 4.8 Grafik antara Q dengan temperatur larutan pada percobaan ketiga
Grafik berdasarkan data laju perpindahan panas pada percobaan ketiga terlampir.
4.6 Keefektifan generator
Kategori