4
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini antara lain : a. Mendapatkan hubungan kapasitas kondensat dengan bilangan Reynolds
fluida dingin. b. Mendapatkan hubungan koefisien perpindahan kalor dengan bilangan
Reynolds fluida dingin.
c. Mendapatkan hubungan kapasitas kondensat dengan daya pompa. d. Mendapatkan hubungan kapasitas kondensat dengan temperatur masukan
fluida dingin. e. Mendapatkan hubungan daya pompa dengan temperatur masukan fluida
dingin. f. Dapat mengetahui seberapa besar keefektifan sirip kondensor concentric
tube ganda dipasang secara horizontal.
1.5 Sistematika Penulisan
Tugas Akhir ini disusun dalam enam bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
bab ini berisi tentang latar belakang, perumasan masalah, batasan masalah, tujuan perancangan, sistematika penulisan, metode
pelaksanaan dan manfaat penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang penelitian-penelitian.
5
BAB III DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang alat penukar kalor, jenis-jenis dari alat penukar kalor, klasifikasi alat penukar kalor, kondensasi uap
tunggal, faktor pengotoran, mekanisme fisik perpindahan kalor, koefisien perpindahan kalor menyeluruh, bilangan Reynolds
kesetimbangan energi dan daya pompa.
BAB IV METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang diagram alir penelitian, bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian, alat-alat yang digunakan dalam
penelitian dan tahap-tahap penelitian.
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang data hasil penelitian, analisa perhitungan perpindahan panas berdasarkan konsep kesetimbangan panas dan
pembahasan.
BAB VI PENUTUP
Bab ini berisi berisi kesimpulan dan saran.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
1.6 Metode Penelitian
Dalam melakukan perancangan dan pembuatan alat pada Tugas Akhir ini menggunakan metode pelaksanaan sebagai berikut:
6
a. Metode Studi Pustaka Yakni dengan cara mencari referensi buku-buku penunjang yang
berkaitan dengan perancangan alat tersebut, untuk melengkapi dasar teori dan data-data yang diperlukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
b. Metode Survei Lapangan Dengan cara mencari, mengamati dan memahami prinsip kerja
alat-alat yang berhubungan dan diperlukan dalam perancangan alat tersebut serta mencatat spesifikasi alat-alat yang diamati untuk bahan
pembanding. c. Metode Perancangan dan Perakitan
Melakukan pembuatan sketsa gambar, perencanaan komponen, pembuatan komponen yang dibutuhkan, dilanjutkan perakitan serta
finishing .
1.7 Manfaat Penelitian
Atas penelitian yang dilakukan diharapkan memiliki manfaat sebagai berikut:
a. Dapat mengetahui sejauh mana kinerja dari alat penukar kalor dengan model pipa konsentrik
b. Dapat membantu industri kecil dalam pembuatan alat penyuling minyak yang sesuai dengan teori yang ada.
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Yunianto dan Muhammad 2004, memaparkan bahwasanya untuk meningkatkan laju perpindahan panas dengan tetap mempertahankan luas
permukaan pemindah panas pada kondensor pipa ganda diperlukan adanya peningkatan koefisien kondensasi. Ada beberapa cara untuk meningkatkan
koefisien kondensasi pada kondensor, salah satunya dengan menambahkan elemen sisipan yaitu berupa kawat lilitan dalam pipa kondensor. Kawat yang
digunakan berdiameter 1,8 mm. Kawat dipasang dalam pipa annulus pada kondensor dengan memvariasikan jarak antar lilitan pitch, yaitu 2 mm, 25 mm,
dan 500 mm. Dari hasil pengujian didapatkan peningkatan efektifitas kondensor pada pemakaian kawat lilitan dengan pitch longgar 25 mm dan 50 mm,
sedangkan pada pitch 2 mm justru terjadi penurunan efektifitas. Hasil ini terjadi baik pipa kondensor dipasang secara vertikal maupun horizontal
Sukirno 2004, dalam penelitian yang telah dilakukan dengan variasi panjang terhadap performa alat penukar kalor pipa konsentrik aliran searah dan
berlawanan, yaitu 1m, 2m, 3m, untuk fluida panas menggunakan minyak oli SAE 20W-50 yang berada di luar tube dan fluida dingin menggunakan air yang berada
di dalam tube. Dalam penelitiannya menyatakan bahwa semakin panjang alat penukar kalor akan mengakibatkan rugi panas yang terjadi akan semakin besar,
rugi panas yang terjadi dengan panjang 1m untuk aliran searah rugi panasnya lebih besar dibanding dengan aliran yang berlawanan, hal ini karena aliran
8
berlawanan diperoleh hasil dimensi alat penukar kalor lebih pendek dibanding dengan alat penukar kalor aliran searah, disamping itu semakin panjang alat
penukar kalor maka efektivitas penukar kalor akan semakin meningkat, hal ini dikarenakan semakin bertambah panjang alat penukar kalor maka beda suhu yang
dihasilkan akan semakin besar, hal tersebut menyebabkan laju pendinginan akan semakin besar.
Rochani, dkk 2005, dalam penelitiannya mengatakan bahwa untuk meningkatkan kapasitas perpindahan panas dapat dilakukan dengan cara
mengurangi tebal lapisan batas pada aliran, agar nantinya terjadi peningkatan percampuran fluida yang lebih acak. Pengurangan tebal lapisan batas dapat
meningkatkan kecepatan aliran partikel dan turbulensi. Penelitian dilakukan dengan cara membuat bentuk alur spiral pada bagian dalam pipa. Tujuannya untuk
mengetahui peningkatan kapasitas perpindahan panas dan penurunan tekanan yang terjadi pada pipa dengan diameter dalam 11 mm, beralur spiral dengan pitch
9 mm, 12 mm, 15 mm dan 18 mm yang dialiri air dengan bilangan Reynolds antara 298 – 1815. Sepanjang pipa uji dipanaskan dengan rubber heater dan data
yang diamati adalah temperatur fluida masuk dan keluar, temperatur dinding pipa, penurunan tekanan dan debit aliran. Hasil penelitian kemudian diverifikasi dengan
penelitian sebelumnya Sara Rainieri, et al., 1998 dan menunjukkan adanya peningkatan kapasitas perpindahan panas pada pipa dengan alur spiral dan
penurunan tekanan menjadi lebih besar dengan mengecilnya ukuran pitch alur. Pipa beralur dengan pitch 9 mm mengalami peningkatan perpindahan panas
mencapai 4,47 kali dibanding dengan pipa halus pada bilangan Reynolds 1814,12.
9
Tanti dan Gandidi 2007, dalam penelitiannya menjelaskan bahwa penukar kalor pipa konsetrik ini dikonstruksi dari dua buah pipa yang sesumbu
dengan diameter 1 inchi untuk pipa bagian luar dan 12 inchi untuk pipa bagian dalam. Data-data yang didapat dengan memvariasikan aliran dalam pipa dan
aliran dalam annulus. Plat sirip bergelombang dengan puncak yang tajam sharp ridge
meningkatkan laju perpindahan panas yang mencapai 20.56 dan 7.57 dari sirip plat datar dan sirip gelombang dengan puncak yang halus. Koefisien
perpindahan panas dan efektivitas penukar kalor sirip plat gelombang tajam mengalami kenaikan sebesar 18.38 dan 7.89 dari sirip plat datar dan
gelombang dengan puncak yang halus. Efisiensi sirip gelombang tajam naik 24.60 dan 10.63 dari sirip datar dan gelombang halus. Koefisien perpindahan
panas dan efisiensi plat sirip bergelombang dengan puncak yang halus masing- masing 12.10, 9.75 dan 7.89 dari yang bersirip plat datar. plat sirip
bergelombang tajam dan halus juga terjadi kenaikan pressure drop yang disebabkan oleh hambatan bentuk yang besar dari geometri sirip. Kenaikan ini
mencapai 24.60 dan 10.75 masing-masing untuk plat sirip bergelombang tajam dan halus dari sirip plat datar. Terakhir, hasil yang telah didapat
menunjukan plat sirip bergelombang dapat digunakan untuk meningkatkan unjuk kerja termal penukar kalor pipa konsentrik dan sejenisnya seperti shell and tube
heat exchanger dan lain-lain. Sementara itu penelitian terhadap pelat yang dipilin sebagai pemacu perpindahan kalor aliran fluida dalam pipa juga pernah dilakukan
oleh Fernadez dan Poulter 1987
10
BAB III DASAR TEORI
Kategori