4. Konveksi Natural
Jika aliran fluida terjadi secara alami, sebagai akibat perpindahan panas yang terjadi. Konveksi ini disebut konveksi natural atau kadang disebut konveksi
bebas dalam bahasa Inggris disebut natural convection atau free convection Ambarita, 2011.
Pada kasus konveksi natural pada bidang horizontal panjang yang digunakan menghitung bilangan Ra
L
adalah panjang karakteristik yang didefinisikan dengan persamaan:
� =
� �
2.12 Dimana A menyatakan luas bidang horizontal dan K adalah keliling. Dengan
menggunakan panjang karakteristik L ini bilangan Ra
L
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut 2.8.
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
�
2
� 2.13
Pola konveksi natural pada permukaan horizontal diperlihatkan seperti gambar berikut ini.
Gambar 2.8 Konveksi Natural pada Bidang Horizontal tipe a Sumber : Ambarita, 2011
Persamaan untuk menghitung Nu seperti gambar di atas bidang horizontal dapat digunakan yang diajukan oleh Llyod Moran 1974:
T
r
T
s
T
s
Untuk 10
4
Ra
L
10
7
: Nu
= 0,54R �
� 0,25
2.14 Untuk 10
7
Ra
L
10
9
Nu = 0,15R
�
� 13
2.15 Jika polanya ditunjukkan seperti gambar di bawah ini, yaitu fluida panas
akan terdesak dari permukaan yang panas dan mengalir ke sebelah luar. Untuk mengisi kekosongan akibat aliran ini maka fluida dibawahnya akan mengalir ke
atas.
Gambar 2.9 Konveksi natural pada bidang horizontal tipe b Sumber : Ambarita, 2011
Persamaan menghitung bilangan Nu untuk kasus ini dapat digunakan persamaan dapat dituliskan:
Nu = 0,27 ��
� 0,25
2.16 Persamaan ini berlaku untuk 10
5
Ra
L
10
10
T
r
T
s
T
s
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Tempat penelitian adalah laboratorium Teknik Pendingin, gedung Fakultas Teknik USU. Waktu pelaksanaan penelitian ± 6 bulan.
3.2 Bahan
Pada penelitian ini, bahan pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut.
1. Adsorben karbon aktif
Adsorben yang digunakan pada penelitian ini adalah karbon aktif sebanyak 1000 gram. Dimana pengujian ini membedakan isinya dalam adsorber
menggunakan baut dan tanpa menggunakan baut. 2.
Refrigeran Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang
mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Refrigeran yang digunakan pada pengujian ini adalah metanol dengan kadar kemurnian 99
sebanyak 1 liter.
3.3 Alat Ukur yang Digunakan pada Pengujian Kapasitas Adsorpsi
Alat-alat ukur yang digunakan pada pengujian kapasitas adsorpsi ini adalah sebagai berikut.
1. Pace XR5 Data Logger Pace XR5 data logger digunakan untuk mengukur temperature dan tekanan
pada adsorber dan gelas ukur dimana alat ini mencatat hasil pengukuran dalam bentuk Notepad yang kemudian dapat di transfer dalam bentuk grafik.
Gambar 3.1 Pace XR5 Data Logger Spesifikasi :
Buatan : Amerika Serikat
Tipe : XR5-SE-M-20mV
Jumlah terminal sensor : 8 Chanel Tipe batere
: Lithium, AA size, 3.6 volt, memerlukan 2 memerlukan 2 batere.
2. Thermokopel Thermokopel adalah satu alat yang dapat membaca dan mengukur
besarnya tempertarur.
Gambar 3. 2 Thermokopel type J
Spesifikasi : Buatan
: Amerika Serikat Tipe
: Type J Range Temperatur : -130
C – 350 C
3. Sensor Tekanan Sensor tekanan pressure Sensor ini digunakan untuk mengukur tekanan
di dalam alat penguji kapasitas adsorpsi. Alat ini juga dapat dipakai untuk melihatmengecek apakah alat penguji mengalami bocor atau tidak.
Gambar 3.3 Sensor Tekanan Spesifikasi:
Buatan : Amerika Serikat
Tipe : P1600 – vac – 150
Range : -14.7 – 150 psig
Slope : 41,18
Offset : -35,29
3.4 Peralatan yang Digunakan
1. Pompa Vakum Pompa vakum digunakan untuk memvakumkan alat penguji kapasitas
adsorpsi dan mengeluarkan partikel-partikelkotoran dan mengeluarkan uap air dari adsorber.
Gambar 3.4 Pompa Vakum Spesifikasi:
Merek : ROBINAIR
Model No. : 15601
Kapasitas : 142 lm
Motor H.p : ½
Volt : 110-115 V 220-250 V
2. Katup Katup ini berfungsi sebagai pengatur aliran refrigeran pada alat penguji
ketika pengujian berlangsung. Pada desain ini digunakan katup sebanyak empat buah. Pada adsorber dipasang dua buah katup yang masing-masing berfungsi
sebagai pengatur aliran refrigeran dari gelas ukur ke adsorber pada saat adsorpsi
dan sebaliknya. Katup yang satu lagi berfungsi untuk pemvakuman alat penguji kapasitas adsorpsi.
Gambar 3.5 Katup Pada gelas ukur juga dipakai 2 katup. Satu katup berfungsi untuk mengatur
aliran dari gelas ukur ke adsorber pada saat adsorpsi dan sebaliknya. Katup yang lain berfungsi untuk pemasukan refrigeran ke gelas ukur.
3. Pipa Penghubung Pipa penghubung ini mengunakan bahan stainless steel yang berdiameter
¾” dengan panjang keseluruhan 40 cm.
Gambar 3.6 Pipa penghubung 4. Selang Karet
Selang karet berfungsi untuk menghubungkan aliran refrigeran dari gelas ukur ke adsorber. Selang karet yang berdiameter ¾” memiliki panjang 1 meter.
Gambar 3.7 Selang Karet 5. Baut
Baut yang dipasangkan pada pengujian ini bukan untuk mengikat ataupun sebagai penyambung, melainkan berfungsi sebagai penghantar panas konduktor
pada adsorben, sehingga panas yang diterima dari lampu pemanas lampu halogen dapat didistribusi dengan merata ke dalam adsorben karbon aktif. Oleh
karena itu pemasangan baut pada perlatan adsorber dilas titik dibagian dalam adsorber.
Gambar 3.8 Baut Dimensi Baut :
Diameter kepala baut : 24 mm Tebal kepala baut
: 10 mm Diameter ulir
: 16 mm Panjang baut
: 50 mm Jumlah
: 9 buah
6. Kotak Isolasi gelas ukur Kotak isolasi ini berfungsi untuk mengisolasi gelas ukur supaya tidak ada
dipengaruhi oleh lingkungan. Kotak isolasi terbuat dari bahan syrofoam. Tebal styrofoam adalah 2,5 cm. Adapun ukuran styrofoam adalah P x L x T = 47 cm x
32cm x 32 cm. Berikut ini gambar styrofoam yang digunakan.
Gambar 3.9 Kotak Isolasi Styrofoam 7. Laptop
Digunakan untuk menyimpan data yang diperoleh dari alat XR5 – SE – M – 20 data logger.
\
Gambar 3.10 Laptop
Kategori