70 30
66,7705 33,1839 8,07378
80 30
75,9056 34,0202 8,18874
90 30
85,0277 34,8623 8,28722
200 300
60 30
57,3766 31,7311 8,74482
70 30
66,4376 32,3413 8,90591
80 30
75,4797 32,9588 9,0406
90 30
84,5069 33,5807 9,15512
200 400
60 30
55,4034 32,2760 15,32209
70 30
63,6821 33,1165 15,79468
80 30
71,9018 33,9793 16,19634
90 30
80,0765 34,8574 16,53915
200 500
60 30
55,0602 31,9567 16,46605
70 30
63,2036 32,6821 16,99108
80 30
71,2826 33,4270 17,43489
90 30
79,3139 34,1847 17,81017
Dari perhitungan teori dengan metode NTU diperoleh efektifitas APK minimum adalah 7,93688 pada temperatur fluida panas masuk T
h,i
60 °C dan temperatur fluida dingin masuk T
c,i
30°C pada debit masuk fluida panas 200 ljam dan debit masuk fluida dingin 200 ljam. Sedangkan efektifitas APK maksimum adalah
25,61318 pada temperatur fluida panas masuk T
h,i
90 °C dan temperatur fluida dingin masuk T
c,i
30 °C pada debit masuk fluida panas 100 ljam dan debit masuk fluida dingin 500 ljam.
4.2 Analisa Data Lapangan
Untuk dapat menggunakan rumus keefektifitasan yang tepat didalam perhitungan keefektifan APK di lapangan, dilakukan terlebih dahulu perhitungan
C
min
dan C
maks.
Dengan diperoleh hasil perhitungan C
min
dan C
maks
maka akan dapat digunakan rumus efektifitas yang tepat. Didalam perhitungan ini sifat-sifat
fisik fluida dihitung pada temperatur rata-rata. C
c
= ṁ
c
c
p,c
C
h
= ṁ
h
c
p,h
Bila C
h
= C
min
maka keefektifan ε
ε =
Bila C
c
= C
min
maka keefektifan ε
ε = Hasil perhitungan keefektifan APK di lapangan secara menyeluruh akan
ditampilkan dalam bentuk tabel berikut:
Tabel 4.2 Efektifitas APK di Lapangan Debit air
panas ljam
Debit air dingin
ljam T
h,i
°C T
c,i
°C T
h,o
°C T
c,o
°C ε
100 100
60 30
52,8333 34,5 23,889
70 30
59,8333 39,8667 25,41675
80 30
66,2333 42,9667 27,5334
90 30
74,0667 46,0333 26,5555
100 200
60 30
51,5 33
28,33333 70
30 58
34,5 30
80 30
64,0667 35,6 31,8666
90 30
71,1667 36,8667 31,388833
100 300
60 30
51,1667 32 29,444333
70 30
56,9333 32,5333 32,66675
80 30
63,0667 33,6 33,8666
90 30
70 35,2
33,33333
100 400
60 30
49,8333 31 33,889
70 30
56,0667 31,5 34,83325
80 30
62,0667 32,3333 35,8666
90 30
69,1 34,1333
34,8333
100 500
60 30
49,6 30,7667
34,66666 70
30 55,8333 31,3333
35,41675 80
30 61,1333 31,7
37,7334
90 30
68 33,1333
36,6666
200 100
60 30
54,6 36,7
22,3333 70
30 62,9
40,4667 26,1667
80 30
69,9667 43,9667 27,9334
90 30
77,5 48,1
30,1667
200 200
60 30
53,2 33,5
22,6667 70
30 61,3333 35,3
21,6667 80
30 67,0667 36,6
25,8666 90
30 76,2333 38,9333
22,9445
200 300
60 30
52,8 32,6333
24 70
30 60,2333 34,0333
24,4167 80
30 67,2667 35,1667
25,4666 90
30 74,6667 37,3333
25,5555
200 400
60 30
52,2 32
26 70
30 59,8333 33,1667
25,4167 80
30 67
34,2 26
90 30
73,3333 35,3667 27,7778
200 500
60 30
52,1333 31,9333 26,2223
70 30
59,3 32,7
26,75 80
30 65,9333 33,5333
28,1334 90
30 72,5
34,6 29,1667
Dari perhitungan data di lapangan diperoleh efektifitas APK minimum adalah 21,6667 pada temperatur fluida panas masuk T
h,i
70 °C dan temperatur fluida dingin masuk T
c,i
30°C pada debit masuk fluida panas 200 ljam dan debit masuk fluida dingin 200 ljam. Sedangkan efektifitas APK maksimum adalah 37,7334
pada temperatur fluida panas masuk T
h,i
80 °C dan temperatur fluida dingin masuk T
c,i
30 °C pada debit masuk fluida panas 100 ljam dan debit masuk fluida dingin 500 ljam.
Dari perhitungan secara menyeluruh yang telah ditampilkan diatas dapat dilihat bahwa perhitungan efektifitas APK di lapangan jauh lebih tinggi
dibandingkan dengan perhitungan efektifitas APK secara teori dengan metode NTU. Hal tersebut umumnya diakibatkan oleh berbagai hal seperti faktor kotoran
yaitu kerak yang menempel pada alat penukar kalor dan alat ukur, pembacaan alat ukur yang kurang tepat, tidak stabilnya kapasitas aliran yang masuk, dan faktor
kesalahan alat ukur. Dalam penelitian ini diperoleh bahwa faktor kerak yang menyebabkan
kesalahan dan kegagalan pada alat ukur. Kegagalan alat ukur yang sangat berpengaruh terhadap keefektifan alat penukar kalor adalah kegagalan pada
termokopel. Kegagalan termokopel terjadi akibat terjadinya penumpukan kotoran pada bagian sensor termokopel. Dengan adanya penumpukan kotoran pada sensor,
mengakibatkan pembacaan temperatur kurang akurat dan sensitifitas termokopel dalam mendeteksi temperatur akan berkurang. Hal ini akan mengakibatkan
pembacaan temperatur akan lebih rendah daripada yang seharusnya dan selanjutnya akan menghasilkan keefektifan yang besar. Sebagai contoh, apabila
pembacaan temperatur air panas yang keluar T
h,o
kurang akurat dan hasil pembacaannya lebih rendah daripada yang semestinya, berdasarkan rumus 2.83
maka akan didapatkan keefektifan APK yang lebih besar daripada yang semestinya.
Sebagai perbandingan, simulasi faktor kerak terhadap termokopel dapat dilakukan pada termometer. Kerak yang di lapangan digantikan dengan isolator
seperti selotip perekat. Selotip perekat tersebut ditempatkan pada bagian sensor termometer dengan cara melilitkannya hingga beberapa lapisan. Pada simulasi ini
digunakan 2 termometer, yakni salah satunya dililiti selotip perekat dan satu wadah berisi air panas. Kedua termometer itu dimasukkan kedalam wadah yang
berisi air panas secara bersamaan. Dapat dilihat bahwa termometer yang dililiti selotip perekat akan memiliki sensitifitas yang lebih rendah dalam mendeteksi
temperatur bila dibandingkan dengan termometer yang tidak terdapat isolator perekat. Dengan melihat hasil simulasi tersebut, dapat disimpulkan bahwa dengan
adanya kerak yang menempel pada sensor temperatur akan mengakibatkan pembacaan temperatur oleh alat ukur yang semakin rendah dan berdampak pada
semakin tingginya efektifitas alat penukar kalor.
Gambar 4.2 Termokopel
http:all-thewin.blogspot.com201111sensor-thermocouple-sensor-termokopel.html
Dari gambar 4.2 diatas dapat dilihat bahwa suatu perangkat termokopel terdiri dari beberapa bagian. Kerak menempel pada bagian measurement junction
sehingga dapat menyebabkan kesalahan pengukuran. Apabila alat dipakai dalam
waktu yang lama tanpa perawatan, maka kemungkinan gangguan pada bagian termokopel lain mungkin dapat terjadi seperti pada bagian instrument,
thermocouple connectors, dan lain-lain. Apabila gangguan terjadi tidak hanya pada bagian measurement junction saja maka kemampuan alat dalam mendeteksi
temperatur pun akan semakin rendah dan dapat menghasilkan perhitungan efektifitas yang semakin tinggi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kerak yang
terdapat pada sensor termokopel measurement junction menghasilkan perhitungan keefektifan yang terkesan baik, dan dapat semakin buruk apabila
terjadi gangguan di bagian termokopel yang lain.
4.3 Analisa Secara Simulasi
