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

76 Data hasil percobaan tersebut kemudia diolah untuk mendapatkan keefektifitasan hasil pengujian. Dimana rumus efektifitas yaitu, E = − − , bila ṁ.C p min = ṁ h .C ph dan E = − − , bila ṁ.C p min = ṁ c .C pc Nilai dari ṁ.C p min dicari untuk menentukan rumus efektifitas yang akan digunakan. Dikarenakan nilai dari Cc dari methanol yang jauh lebih rendah dari nilai Ch dari air maka nilai dari Cc selalu menjadi nilai Cmin

4.3 Perhitungan Dengan Simulasi

Perhitungan juga dikerjakan dengan menggunakan software ansys 14.0. Kegunaan dari perhitungan sebagai data pembanding dengan hasil uji eksperimental dengan hasil perhitungan teori, karena didapatkan perbedaan anatara kedua hasil tersebut maka simulasi ditujukan sebagai referensi tambahan untuk mendukung hasil dari perhitungan teori. Adapun langkah dalam pengerjaan simulasi dengan menggunakan software ansys 14.5 adalah sebagai berikut Langkah pengerjaan simulasi dengan program Ansys 14.5 1. Mengatur geometry dimana dalam hal ini nama dari bagian benda atau objek yang akan disimulasikan diganti sesuai dengan yang kita kehendaki. Benda atau objek terlebih dahulu digambarkan pada Solidworks kemudia diimport ke ansys fluent. Pada bagian ini ditentukan juga mana bagian yang bertindak sebagai fluida dan solid. Universitas Sumatera Utara 77 Gambar 4.4 mengatur geometry 2. Mengatur mesh atau bidang sebagai referensi kita dalam menganalisa, dalam hal ini diatur nama dari bagian yang akan dianalisa dalam hal ini parameter yang dimasukkan yaitu isolasi, air panas masuk dan keluar serta air dingin masuk dan keluar. Gambar 4.5 mengatur mesh 3. Setelah geometry dan mesh diatur langkah selanjutnya adalah mengatur setup. Akan tetapi terlebih dahulu kita check quality Universitas Sumatera Utara 78 Gambar 4.6 hasil pengecekan dan display mesh 4. Kemudian mengatur metode perhitungan yang akan dikerjakan. Pada models diatur energy pada posisi on seperti gambar dibawah ini. Gambar 4.7 mengatur setup 5. Setelah itu diatur viscous sesuai dengan kondisi fluida aliran laminar, turbulen, atau transisi. Universitas Sumatera Utara 79 Gambar 4.8 mengatur viscous 6. Selajutnya diatur heat exchanger sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan, kemudian setelah setting dilakukan klik apply. Gambar 4.9 mengatur setup heat exchanger 7. Pada cell zone condition diatur material yang telah dipilih pada materials sebelumnya. Universitas Sumatera Utara 80 Gambar 4.10 mengatur setup cell zone condition 8. Pada bagian boundary conditions diatur type dari bagian yang telah diatur contohnya pada fluida panas dipilih type yaitu velocity inlet setelah itu diatur berapa suhu masuk beserta kecepatan fluida masuk ke dalam APK. Gambar 4.11 mengatur setup boundary conditions 9. Setelah itu kita masuk ke Solution. Pada solution Method diatur sebagai berikut. Universitas Sumatera Utara 81 Gambar 4.12 mengatur setup solution method 10. Pada report bagian heat exchanger dapat dilihat dari hasil yang akan dilihat, untuk hal ini hasil yang ingin dilihat adalah suhu fluida panas keluar dan suhu fluida dingin keluar. Gambar 4.13 hasil perhitungan pada report 11. hasil keluaran fluida panas keluar dapat dilihat seperti gambar dibawah ini, Universitas Sumatera Utara 82 Gambar 4.14 hasil perhitungan pada report Adapun hasil dari simulasi dapat dlihat pada tabel berikut: Tabel 4.7 hasil simulasi dengan variasi fliuida dingin metanol 240 Lj dan fluida panas air 180,240,300,360 Lj DATA TEORI Hasil Simulasi efektifitas Kondisi eksperimen Thi ºC Qh lj Tci ºC Qc lj Tho ºC Tco ºC 1 40 180 34 240 39.6730 34.5013 8.354166667 2 240 39.7460 34.5195 8.658333333 3 300 39.7900 34.5324 8.873333333 4 360 39.8230 34.5419 9.031666667 5 45 180 35 240 44.6533 35.8870 8.87 6 240 44.5770 35.8660 8.66 7 300 44.6530 35.8873 8.873 8 360 44.7060 35.9030 9.03 9 50 180 36 240 49.2380 37.1690 8.35 10 240 49.4080 37.2130 8.664285714 11 300 9.228571429 Universitas Sumatera Utara 83 49.4900 37.2920 12 360 49.5220 37.3420 9.585714286 13 55 180 32 240 53.7397 33.9220 8.356521739 14 240 54.0280 33.9930 8.665217391 15 300 54.2890 34.0480 8.904347826 16 360 54.3890 34.1210 9.22173913 Tabel 4.8 hasil simulasi dengan variasi fliuida dingin metanol 360 Lj dan fluida panas air 180,240,300,360 Lj DATA TEORI Hasil Simulasi efektifitas Kondisi eksperimen Thi ºC Qh lj Tci ºC Qc lj Tho ºC Tco ºC 1 40 180 35 360 39.6500 35.3580 7.16 2 240 39.7250 35.3756 7.512 3 300 39.7730 35.3880 7.76 4 360 39.8010 35.4020 8.04 5 45 180 34 360 44.2300 34.7880 7.163636364 6 240 44.3950 34.8260 7.509090909 7 300 44.4300 34.8970 8.154545455 8 360 44.5490 34.9320 8.472727273 9 50 180 37 360 49.2150 37.8560 6.584615385 10 240 49.2970 37.9021 6.939230769 11 300 49.3600 37.9910 7.623076923 12 360 49.4980 38.0310 7.930769231 13 55 180 35 360 53.6200 36.4330 7.165 Universitas Sumatera Utara 84 14 240 53.9000 36.5000 7.5 15 300 54.1200 36.5920 7.96 16 360 54.2540 36.6580 8.29 Tabel 4.9 hasil simulasi dengan variasi fliuida dingin metanol 180 Lj dan fluida panas air 180,240,300,360 Lj DATA TEORI Hasil Simulasi efektifitas Kondisi eksperimen Thi ºC Qh lj Tci ºC Qc lj Tho ºC Tco ºC 1 40 180 34 180 39.8230 34.2415 4.025 2 240 39.8010 34.2470 4.116666667 3 300 39.7670 34.2520 4.2 4 360 39.7320 34.2610 4.35 5 45 180 34 180 44.7220 34.4300 3.909090909 6 240 44.7980 34.4600 4.181818182 7 300 44.8400 34.4710 4.281818182 8 360 44.8900 34.5000 4.545454545 9 50 180 35 180 49.7150 35.5800 3.866666667 10 240 49.7970 35.6100 4.066666667 11 300 49.8100 35.6500 4.333333333 12 360 49.8530 35.6700 4.466666667 13 55 180 34 180 54.7800 34.8100 3.857142857 14 240 54.8000 34.8910 4.242857143 15 300 54.8600 34.9000 4.285714286 16 360 54.8900 34.9400 4.476190476 Universitas Sumatera Utara 85 Berikut grafik efektifitas dari percobaan eksperimen, perhitungan secara teori, maupun secara simulasi.  Untuk variasi kapasitas aliran fluida panas masuk 180,240,300,360 Ljam dan kapasitas aliran fluida dingin 180 Ljam Gambar 4.15 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 40 ºC Gambar 4.16 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 45 ºC - 5 10 15 20 25 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi - 2 4 6 8 10 12 14 16 18 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi Universitas Sumatera Utara 86 Gambar 4.17 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 50 ºC Gambar 4.18 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 55 ºC - 5 10 15 20 25 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi - 2 4 6 8 10 12 14 16 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi Universitas Sumatera Utara 87  Untuk variasi kapasitas aliran fluida panas masuk 180,240,300,360 Ljam dan kapasitas aliran fluida dingin 240 Ljam Gambar 4.19 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 40 ºC Gambar 4.20 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 45 ºC - 2 4 6 8 10 12 14 16 180 240 300 360 E QhLJam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi - 2 4 6 8 10 12 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi Universitas Sumatera Utara 88 Gambar 4.21 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 50 ºC Gambar 4.22 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 55 ºC - 2 4 6 8 10 12 14 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi - 5 10 15 20 25 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi Universitas Sumatera Utara 89  Untuk variasi kapasitas aliran fluida panas masuk 180,240,300,360 Ljam dan kapasitas aliran fluida dingin 360 Ljam Gambar 4.23 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 40 ºC Gambar 4.24 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 45 ºC - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi - 2 4 6 8 10 12 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi Universitas Sumatera Utara 90 Gambar 4.25 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 50 ºC Gambar 4.26 grafik efektifitas teori,praktek, dan secara simulasi dengan variasi suhu masukan fluida panas 55 ºC - 2 4 6 8 10 12 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi - 2 4 6 8 10 12 14 180 240 300 360 E QhLjam efektifitas teori efektifitas praktek efektifitas simulasi Universitas Sumatera Utara 91 Tabel 4.10 hasil eksperimental, hasil teori, dan simulasi Universitas Sumatera Utara 92 Tabel 4.11 hasil eksperimental, hasil teori, dan simulasi Universitas Sumatera Utara 93 Tabel 4.12 hasil eksperimental, hasil teori, dan simulasi Universitas Sumatera Utara 94

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan