Analisis dan Simulasi Keefektifan Alat Penukar Kalor Tabung Sepusat Aliran Sejajar Dengan Variasi Kapasitas Aliran

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latarbelakang
Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai peralatan rumah tangga
yang prinsip kerjanya menggunakan konsep perpindahan kalor, misalnya panci
tekan (pressure cooker), setrika, alat penyulingan, dan alat pendingin.
Semua benda – benda diatas merupakan contoh dari beberapa alat yang
menggunakan prinsip perpindahan panas. Salah satu konsep dari perpindahan
panas yang banyak digunakan yaitu sebuah alat yang dikenal dengan sebutan Alat
Penukaran Kalor (Heat Exchanger). Dari tahun ke tahun maupun dari zaman ke
zaman, alat ini terus mengalami perkembangan dari berbagai segi.
Seiring dengan berjalannya waktu, sebuah alat akan mengalami penurunan
prestasi atau performansi. Penurunan prestasi ini akan menyebabkan alat yang
digunakan tidak lagi efektif dalam melakukan kerjanya. Hal ini dapat
mengakibatkan terjadinya kesalahan dalam memperbandingkan hasil teori dengan
hasil percobaan yang dilakukan dengan alat tersebut.
Alat penukar kalor merupakan salah satu alat yang digunakan untuk
memindahkan kalor dari suatu fluida ke fluida yang lain atau dengan kata lain
panas yang dipindahkan dari fluida panas akan sama dengan panas yang diterima
oleh fluida dingin.

Pada kesempatan kali ini saudara 1 tim yang bernama Hendrico
melakukan perancangan dan konstruksi alat penukar kalor (Heat Exchanger)
tabung sepusat yang dimana akan dilakukan percobaan pada alat penukar kalor
yang telah dedesain tersebut yang bertujuan untuk menganalisa sejauh mana
keefektifan dari alat penukar kalor tersebut. Sehingga tidak lagi terdapat kesalahan
perhitungan antara hasil teori dengan hasil percobaan yang dilakukan dengan alat
penukar kalor tersebut

1
Universitas Sumatera Utara

1.2 Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui temperatur fluida panas dan fluida dingin yang keluar
dari alat penukar kalor tabung sepusat dengan arah aliran sejajar, yakni
yang terjadi di lapangan, perhitungan teori, dan hasil simulasi
2. Untuk mengetahui keefektifan alat penukar kalor tabung sepusat aliran
sejajar, yakni yang terjadi di lapangan, perhitungan teori, dan hasil
simulasi
3. Untuk memperbandingkan keefektifan alat penukar kalor tabung sepusat

aliran sejajar yang diperoleh, yakni yang terjadi di lapangan , perhitungan
teori, dan hasil simulasi.

1.3 Batasan Masalah Penelitian
1. Alat penukar kalor yang diteliti memiliki tebal yang tipis sehingga tebalnya
dapat diabaikan.
2. Tidak ada kehilangan panas yang terjadi pada APK karena permukaan
luarnya telah diisolasi.
3. Kapasitas aliran yang terjadi di lapangan dianggap konstan.
4. Perhitungan dilakukan pada tekanan yang konstan.
5. Metode perhitungan keefektifitasan dilakukan dengan metode NTU.

1.4 Manfaat Penelitian

1. Diperoleh perbedaan efektifitas yang terjadi di lapangan dan perhitungan
teori
2. Diperoleh bahan pertimbangan bagi pihak rancang bangun dalam
melakukan

pembaharuan

dan

juga

perawatan,

sesuai

dengan

pembandingan perhitungan di lapangan maupun secara teori.

2
Universitas Sumatera Utara

1.5 Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah
sebagai berikut :

a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan
tulisan-tulisan yang terkait.
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan
buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari alat penukar
kalor yang dirancang oleh saudara 1 tim.
d. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk
oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

1.6 Sistematika Penulisan
Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah
sebagai berikut :


Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, dan ruang lingkup
penelitian.



Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan yaitu mengenai neraca
energi, jenis-jenis alat penukar kalor, metode LMTD, metode NTU.



Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengambilan
data, alat-alat yang digunakan, dan cara melakukan penelitian.

3
Universitas Sumatera Utara



Bab IV : Hasil dan Analisa Penelitian
Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari lapangan dan
dibandingkan

dengan

hasil

perhitungan

secara

teoritis

dengan

menggunakan metode NTU.


Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh.



Daftar Pustaka

Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun
laporan.



Lampiran
Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam
bentuk tabel dan gambar

4
Universitas Sumatera Utara