Gambar 4.1 Diagram beban pendingin ruangan yang dikondisikan
4.2 Perancangan dimensi utama evaporator
Dari data beban pendingin yang diperoleh dalam perancangan kapasitas pendingin di ruangan yang terdapat di Gedung Pascasarjana Departemen Teknik
Mesin,FT-USU lantai 2 sebesar 5,09 kW dan daya kompresor yang digunakan sebesar 0,746 kW, maka dirancang dimensi utama dari evaporator yang akan
digunakan sebagai pendingin refrigeran.
4.2.1 Bilangan Reynold dan Nusselt
Persamaan untuk mencari Bilangan Reynold adalah:
µ ρ
D U max
Re =
Diamana sifat-sifat udara dianalsia pada temperatur rata-rata 18.5
o
C adalah:
• ρ
u
= 1,1926 kgm
3
• µ
u
= 1,263E-05 Nsm
2
• k
u
= 0.0256E-02 WmK • Pr
u
= 0,7091 • U = 2 ms direncanakan
• U
max
= 7 ms Maka:
Re =
Universitas Sumatera Utara
= 4240.356 Untuk mencari bilangan Nussel dapat dilihat dari table 2.2 dimana
bilangan Re diantata 4.000 – 40.000 adalah
3 1
618 ,
Pr Re
193 ,
Nu =
maka: Nu = 0.193 x
x = 29,85421
4.2.2 Koefisien perpindahan panas di luar pipa h
o
Koefisien perpindahan panas diluar dapat dihitung dengan persamaan:
K hD
Nu =
sehingga h
o
=
h
o
=
h
o
= 119.4168
4.2.3 Koefisien perpindahan panas di dalam pipa h
i
Menurut grafik dari lampiran G Dongsoo Jun,Kwangyong An,Jinseon Park,2003, cara untuk memperoleh nilai h
i,
dapat diperoleh dengan menggunakan grafik plain tube dimana nilai dari h
i
diperoleh dari perbandingan Q
eva
dengan luas permukaan pipa evaporator, sehingga diperoleh nilai h
i
= 4500 Wm
2
K
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Grafik perbandingan h dengan qA
4.2.4 Koefisien perpindahan panas menyeluruh U
o
Koefisien perpindahan panas menyeluruh dapat dihitung dengan rumus: 1
ln 1
1 h
R k
r r
r R
r r
h r
r U
f i
fi i
i i
+ +
+ +
=
Asumsi dalam perancangan ini pipa yang digunakan sangat tipis sehingga perbandingan antara r
o
dan r
i
dapat diabaikan,maka diperoleh nilai U
o
= 111,1574
4.2.5 Perbedaan Temperatur Logaritma Rata – Rata LMTD
Untuk mencari nilai LMTD dapat digunakan persamaan:
LMTD =
Universitas Sumatera Utara
= 22-15 ln[22-8 15-8] = 10,10
o
C
4.2.6 Dimensi Evaporator
Hitung luas penampang pipa tembaga dihitung dari persamaan, Q = U
o
x A
o
x LMTD 5090 W = 111,15 Wm
2
K x A
o
x 10,10 A
o
= 4,533 m
2
Dengan persamaan luas penampang pipa, serta penambahan 2800 fin pada pipa setiap jarak 2 mm, maka didapat panjang pipa kondensor sebagai berikut,
A
o
= ╥DL + 2800 L A
’
Dimana A
’
adalah luas penampang sirip yang dapat dihitung dengan persamaan, A
’
= 4D
2
– 0,25 ╥ D
2
A
’
= 1,33 x 10
-4
m
2
Maka, A
o
= ╥DL + 2800 L A
’
4,533 m
2
= 3,14 0,0064 m L + 2800 1,33x10
-4
L L = 11,511 m
Pipa tersebut dibagi atas 10 laluan, sehingga panjang tiap laluan pipa adalah sebesar 1,511 m.
4.3 Titik Pengukuran Posisi Pengukuran
