RANCANG BANGUN GENERATOR PADA MESIN PENDINGIN MENGGUNAKAN SIKLUS ABSORPSI MEMANFAATKAN PANAS BUANG MOTOR BAKAR DENGAN PASANGAN REFRIJERAN - ABSORBEN AMONIA-AIR
RANCANG BANGUN GENERATOR PADA MESIN PENDINGIN
MENGGUNAKAN SIKLUS ABSORPSI MEMANFAATKAN PANAS
BUANG MOTOR BAKAR DENGAN PASANGAN REFRIJERAN ABSORBEN AMONIA-AIR
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
LAMHOT RIKARDO ARITONANG
NIM : 100401057
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas generator, serta
keefektifan generator. Pada penelitian ini dirancang sebuah generator yang
digunakan untuk memanaskan larutan ammonia air pada mesin pendingin siklus
absorpsi. Sumber panas dari generator ini berasal dari panas gas buang motor
bakar. Generator yang digunakan adalah jenis shell and tube. Generator akan
memanaskan temperatur larutan amonia air dari 30°C menjadi 90°C. Setelah
dilakukan perhitungan termodinamikanya maka didapatkan kapasitas dari
generator adalah sebesar 122,365 W dan laju aliran massa di generator adalah
sebesar 0,00016 kg/s. Kemudian dilakukan perhitungan panjang generator dan
dari perhitungan didapatkan panjang generator 0,83 m dengan jumlah tube
sebanyak 20 buah. Dari hasil rancangan maka dibuat benda jadi dari generator.
Kemudian dilakukan percobaan pada generator untuk mendapatkan kapasitas
generator, serta keefektifan generator.
Kata kunci: mesin pendingin absorbsi, panas gas buang, generator
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This research aims to determine the capacity of the generator, as well as
the effectiveness of the generator. In this research designed a generator that is
used to heat a solution of ammonia water in absorption refrigeration cycle. The
source of heat the generator is derived from the hot exhaust gas internal
combustion. The generator used is a type of shell and tube. The generator will
heat the ammonia water solution temperature of 30°C to 90°C. After calculation
thermodinamic then obtained the capacity of the generator is equal to 122.365 W
and the mass flow rate in the generator is equal to 0.00016 kg / s. Then calculate
the length of generator, and from the calculation, generator length of 0.83 m with
tube 20 pieces. From the results it is made objects to design the generator. Then
conducted experiments on the generator to get the generator capacity, as well as
the effectiveness of the generator.
Keywords: absorption refrigeration machine, heat exhaust, generator
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat, kasih-Nya, penuis diberikan kekuatan dan kesehatan selama pengerjaan
skripsi ini, sehingga skripsi ini dapat penulis selesaikan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu
“Rancang Bangun Generator pada Mesin Pendingin menggunakan Siklus
Absorpsi memanfaatkan panas buang Motor Bakar dengan pasangan refrijeranabsorben Amonia-Air.”
Penulis mengucapkan terima kasih kepada banyak pihak yang telah
banyak membantu penulis dalam berbagai hal untuk menyelesaikan penyusunan
skripsi ini. Oleh sebab itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Orang tua penulis Bapak J . Aritonang dan Ibunda K . Aruan yang tidak
pernah putus-putusnya memberikan dukungan materil dan doa serta kasih
sayangnya yang tak terhingga kepada penulis. Kepada abang, kakak dan
adik penulis yang terus memberi semangat.
2. Bapak Dr. Ir. Farel H.Napitupulu selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan banyak bimbingan, arahan, dan masukan yang positif kepada
penulis selama penyusunan skripsi ini.
3. Bapak Ir.Zamanhuri,MT yang telah banyak membantu memberi saran dan
waktu diskusi serta membimbing selama pengerjaan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera.
6. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi Departemen Teknik Mesin
di Universitas Sumatera Utara, yang telah banyak membantu penulis dan
memberikan bimbingan selama perkuliahan.
Universitas Sumatera Utara
7. Rekan satu tim skripsi yaitu Absaliok S, Dedy M, dan Rido M yang terus
saling menyemangati.
8. Sahabat dan teman teman alumni foundry, Budi, Piter, dll yang saling
menguatkan selama mengerjakan skripsi.
9. Seluruh mahasiswa Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara
terkhusus stambuk 2010 yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih memiliki
kekurangan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun
dari berbagai pihak. Penulis mengharapkan skripsi ini semoga dapat menjadi
bacaan yang bermanfaat bagi pembaca dan kita semua. Terimakasih.
Medan, 25 Juni 2016
Penulis,
Lamhot Aritonang
NIM. 100401057
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .................................................................................... ii
DAFTAR ISI ................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN...............................................................................1
1.1 Latarbelakang ................................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah Penelitian ............................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian.......................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................5
2.1 Siklus Absorbsi .............................................................................. 5
2.1.1 Teori Umum Siklus Absorbsi ................................................ 6
2.1.2 Perbedaan Sistem Absorbsi dengan Sistem Kompresi Uap .. 9
2.2 Pasangan refrijeran absorben ......................................................... 10
2.2.1Amonia .................................................................................. 11
2.3 Generator ........................................................................................ 12
2.4 Perpindahan Panas ......................................................................... 15
2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi ................................................ 16
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi ................................................ 17
2.5 Parameter dalam Perhitungan Nilai Perpindahan Panas APK ....... 20
2.5.1 Sifat-sifat termodinamika fluida............................................ 21
2.5.2 Sifat Aliran Fluida ................................................................. 22
2.5.3 Laju perpindahan Kalor pada Alat Penukar Kalor ................ 23
2.5.4 Penukar Panas dalam Aliran Paralel ...................................... 27
2.5.5 Penukar Panas dalam Aliran Berlawanan .............................. 29
2.6 Faktor Pengotoran .......................................................................... 29
2.7 Keefektifan .................................................................................... 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN..................................................... 32
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................ 32
3.2 Alat dan Bahan Baku ...................................................................... 32
3.2.1 Alat ...................................................................................... 32
3.2.2 Bahan .................................................................................... 36
3.3 Eksperimental set up ...................................................................... 37
3.4 Prosedur Pengujian ......................................................................... 37
3.5 Proses Pembuatan Mesin Pendingin Absorpsi ............................... 38
3.6 Metode Pengolahan Data ............................................................... 42
BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN..........................................43
4.1 Analisa Termodinamika ................................................................. 43
4.1.1 Panas yang Dibutuhkan Generator ....................................... 43
4.1.2 Panas yang Tersedia Dalam Gas Buang ............................... 46
Universitas Sumatera Utara
4.2 Perhitungan Panjang Pipa Generator.............................................. 48
4.2.1 Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Internal
Shell ............................................................................................... 49
4.2.2 Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Internal
Tube................................................................................................ 51
4.2.3 Perpindahan Panas Menyeluruh ............................................ 53
4.2.4 Nilai LMTD .......................................................................... 54
4.2.5 Luas Penampang Total .......................................................... 54
4.2.6 Panjang Generator ................................................................. 54
4.3 Dimensi dan Material dari Generator ............................................. 55
4.4 Data Hasil Pengujian Generator ..................................................... 55
4.4.1 Data Hasil Pengujian Pertama ............................................... 55
4.4.2 Data Hasil Pengujian Kedua ................................................. 58
4.4.3 Data Hasil Pengujian Ketiga ................................................. 60
4.5 Analisa Kesetimbangan Energi ...................................................... 63
4.6 Keefektifan Generator .................................................................... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.........................................................70
5.1 Kesimpulan..................................................................................... 70
5.2 Saran ............................................................................................... 71
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
Komponen utama siklus absorpsi sederhana .…..…............................
7
2.2
Diagram p-h Siklus kompresi uap dan siklus aborpi..........………………
8
2.3
Heat exchanger tipe shell and tube….………….....…………..……...
13
2.4
Ilutrasi aliran fluida single-pass……………………….......................
15
2.5
mode perambatan panas pada dinding tube…………………………..
17
2.6
Aliran luar ………………......................…………………………….
18
2.7
Aliran dalam……………………………………………….................
19
2.8
Penukar pana dalam arah parallel….…………………………………
27
2.9
Penukar panas dengan aliran fluida berlawanan .................................
29
3.1
Pompa air ……………………………….....……...……….................
32
3.2
Pompa Vakum ….……………………..……………………………...
33
3.3
Pressure gauge ................................……………………....……..…..
34
3.4
Stop watch..…………………………………………...……………....
34
3.5
Termometer digital............................………………………………...
35
3.6
Kran dan penyambung pipa.........................................……………….
35
3.7
Rockwell …..............................................................................……..
36
3.8
Busa hitam…………................................................... . . . . . . . . . . . .
36
3.9
Amonia hidroksida................................………………………………
36
3.10
Titik ekspeimen set-up.................................................………………
37
3.11
Proses pengelasan generator ……………………….....……...………
39
3.12
Buffel atau sekat Generator..……………………………………………….
39
3.13
Pembuatan kondensor …………………………...........…………….......
39
3.14
Pembuatan Absorber........…………………………...………….........
40
3.15
Pembuatan evaporator…............................……………………………….
40
3.16
Pembuatan rangka mesin pendingin......................................................
41
3.11
Instalasi pendingin siklus absorpsi ...............................……………...
41
3.18
Diagram alir proses pengujian …….....................................................
42
4.1
Siklus absorpsi………….….......……………………………………..
43
4.2
Jarak antar tube……..….…..........…………………………………….
49
Universitas Sumatera Utara
4.3
Grafik antara temperature generator terhadap waktu…...........….……
57
4.4
Grafik antara temperature generator terhadap waktu....................……
59
4.5
Grafik antara temperature generator terhadap waktu ………………..
62
4.6
Grafik antara Q dengan temperature pada percobaan pertama………
64
4.7
Grafik antara Q dengan temperature pada percobaan pertama............
66
4.8
Grafik antara Q dengan temperature pada percobaan pertama ….......
67
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Sifat amonia………...………..…………...………………………………..
11
2.2
Faktor pengotoran beberapa fluida……..………………………….…..….
30
4.1
Tekanan, enthalphy, dan entrophy…………………………………………
44
4.2
Konsentrasi dan enthalpy………………………........................................
45
4.3
Data hasil percobaan pertama….................................……………………
55
4.4
Data hasil percobaan kedua………………….....…………………..…….
58
4.5
Data hasil percobaan ketiga…….………………………………………...
60
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Tabel sifat fisik refrigran ammonia R-717……………………..………………….... x
Lampiran 2. Tabel sifat fisik gas buang (CO2)……………...…………………………….....xi
Lampiran 3. Diagram Tekanan-Konsentrasi-Temperatur larutan Amoni-air ……..…..........xii
Lampiran 4. Diagram spesifik termal larutan Amonia-air ……………...……………..........xiii
Lampiran 5. Diagram viskositas larutan Amonia-a.…………………………………............xiv
Lampiran 6. Konduktifitas termal larutan Amonia-air………………………………..……xv
Lampiran 7. Tabel sifat stainless steel ……………………..…………………... …………….. xvi
Lampiran 8. Tabel ukuran standar tube …………………………………..…………………... xvii
Lampiran 9. Tabel bilangan nusselt untuk aliran laminar ……………………..……………..xviii
Lampiran 10. Data temperatur percobaan pertama ……………………..…………………... . xiv
Lampiran 11. Data temperatur percobaan kedua ……………………..…………………... … .xx
Lampiran 12. Data temperatur percobaan ketiga ……………………..………………….…... xxi
Lampiran 13. Data laju perpindahan panas percobaan pertama ……………………..……... xxii
Lampiran 14. Data laju perpindahan panas percobaan kedua……………………..………... xxiii
Lampiran 15. Data laju perpindahan panas percobaan ketiga ……………………..………. xxiv
Lampiran 16. Mesin Pendingin Absorpsi ……………………..……………………………... xxv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
Satuan
Q
Laju perpindahan panas
Watt
A
Luas Penampang Pelat Evaporator
(m2)
ṁ
Laju aliran massa
ρ
massa jenis
Nu
Bilangan Nusselt
( tak bersatuan )
Re
Bilangan Reyold
( tak bersatuan )
h
Koefisien Konveksi
d
Diamter pipa
m
T
Temperatur
°C
µ
Viskositas
Ns/
k
Koefisien Konduksi
W/mK
Cp
Panas Jenis
J/kgK
Pr
Bilangan Prandtl
V
Kecepatan udara
m/s
U
Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh
W/
kg/s
kg/
W/
K
(tak bersatuan)
K
Universitas Sumatera Utara
MENGGUNAKAN SIKLUS ABSORPSI MEMANFAATKAN PANAS
BUANG MOTOR BAKAR DENGAN PASANGAN REFRIJERAN ABSORBEN AMONIA-AIR
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
LAMHOT RIKARDO ARITONANG
NIM : 100401057
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas generator, serta
keefektifan generator. Pada penelitian ini dirancang sebuah generator yang
digunakan untuk memanaskan larutan ammonia air pada mesin pendingin siklus
absorpsi. Sumber panas dari generator ini berasal dari panas gas buang motor
bakar. Generator yang digunakan adalah jenis shell and tube. Generator akan
memanaskan temperatur larutan amonia air dari 30°C menjadi 90°C. Setelah
dilakukan perhitungan termodinamikanya maka didapatkan kapasitas dari
generator adalah sebesar 122,365 W dan laju aliran massa di generator adalah
sebesar 0,00016 kg/s. Kemudian dilakukan perhitungan panjang generator dan
dari perhitungan didapatkan panjang generator 0,83 m dengan jumlah tube
sebanyak 20 buah. Dari hasil rancangan maka dibuat benda jadi dari generator.
Kemudian dilakukan percobaan pada generator untuk mendapatkan kapasitas
generator, serta keefektifan generator.
Kata kunci: mesin pendingin absorbsi, panas gas buang, generator
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This research aims to determine the capacity of the generator, as well as
the effectiveness of the generator. In this research designed a generator that is
used to heat a solution of ammonia water in absorption refrigeration cycle. The
source of heat the generator is derived from the hot exhaust gas internal
combustion. The generator used is a type of shell and tube. The generator will
heat the ammonia water solution temperature of 30°C to 90°C. After calculation
thermodinamic then obtained the capacity of the generator is equal to 122.365 W
and the mass flow rate in the generator is equal to 0.00016 kg / s. Then calculate
the length of generator, and from the calculation, generator length of 0.83 m with
tube 20 pieces. From the results it is made objects to design the generator. Then
conducted experiments on the generator to get the generator capacity, as well as
the effectiveness of the generator.
Keywords: absorption refrigeration machine, heat exhaust, generator
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat, kasih-Nya, penuis diberikan kekuatan dan kesehatan selama pengerjaan
skripsi ini, sehingga skripsi ini dapat penulis selesaikan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu
“Rancang Bangun Generator pada Mesin Pendingin menggunakan Siklus
Absorpsi memanfaatkan panas buang Motor Bakar dengan pasangan refrijeranabsorben Amonia-Air.”
Penulis mengucapkan terima kasih kepada banyak pihak yang telah
banyak membantu penulis dalam berbagai hal untuk menyelesaikan penyusunan
skripsi ini. Oleh sebab itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Orang tua penulis Bapak J . Aritonang dan Ibunda K . Aruan yang tidak
pernah putus-putusnya memberikan dukungan materil dan doa serta kasih
sayangnya yang tak terhingga kepada penulis. Kepada abang, kakak dan
adik penulis yang terus memberi semangat.
2. Bapak Dr. Ir. Farel H.Napitupulu selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan banyak bimbingan, arahan, dan masukan yang positif kepada
penulis selama penyusunan skripsi ini.
3. Bapak Ir.Zamanhuri,MT yang telah banyak membantu memberi saran dan
waktu diskusi serta membimbing selama pengerjaan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera.
6. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi Departemen Teknik Mesin
di Universitas Sumatera Utara, yang telah banyak membantu penulis dan
memberikan bimbingan selama perkuliahan.
Universitas Sumatera Utara
7. Rekan satu tim skripsi yaitu Absaliok S, Dedy M, dan Rido M yang terus
saling menyemangati.
8. Sahabat dan teman teman alumni foundry, Budi, Piter, dll yang saling
menguatkan selama mengerjakan skripsi.
9. Seluruh mahasiswa Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara
terkhusus stambuk 2010 yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih memiliki
kekurangan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun
dari berbagai pihak. Penulis mengharapkan skripsi ini semoga dapat menjadi
bacaan yang bermanfaat bagi pembaca dan kita semua. Terimakasih.
Medan, 25 Juni 2016
Penulis,
Lamhot Aritonang
NIM. 100401057
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .................................................................................... ii
DAFTAR ISI ................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN...............................................................................1
1.1 Latarbelakang ................................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah Penelitian ............................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian.......................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................5
2.1 Siklus Absorbsi .............................................................................. 5
2.1.1 Teori Umum Siklus Absorbsi ................................................ 6
2.1.2 Perbedaan Sistem Absorbsi dengan Sistem Kompresi Uap .. 9
2.2 Pasangan refrijeran absorben ......................................................... 10
2.2.1Amonia .................................................................................. 11
2.3 Generator ........................................................................................ 12
2.4 Perpindahan Panas ......................................................................... 15
2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi ................................................ 16
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi ................................................ 17
2.5 Parameter dalam Perhitungan Nilai Perpindahan Panas APK ....... 20
2.5.1 Sifat-sifat termodinamika fluida............................................ 21
2.5.2 Sifat Aliran Fluida ................................................................. 22
2.5.3 Laju perpindahan Kalor pada Alat Penukar Kalor ................ 23
2.5.4 Penukar Panas dalam Aliran Paralel ...................................... 27
2.5.5 Penukar Panas dalam Aliran Berlawanan .............................. 29
2.6 Faktor Pengotoran .......................................................................... 29
2.7 Keefektifan .................................................................................... 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN..................................................... 32
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................ 32
3.2 Alat dan Bahan Baku ...................................................................... 32
3.2.1 Alat ...................................................................................... 32
3.2.2 Bahan .................................................................................... 36
3.3 Eksperimental set up ...................................................................... 37
3.4 Prosedur Pengujian ......................................................................... 37
3.5 Proses Pembuatan Mesin Pendingin Absorpsi ............................... 38
3.6 Metode Pengolahan Data ............................................................... 42
BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN..........................................43
4.1 Analisa Termodinamika ................................................................. 43
4.1.1 Panas yang Dibutuhkan Generator ....................................... 43
4.1.2 Panas yang Tersedia Dalam Gas Buang ............................... 46
Universitas Sumatera Utara
4.2 Perhitungan Panjang Pipa Generator.............................................. 48
4.2.1 Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Internal
Shell ............................................................................................... 49
4.2.2 Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Internal
Tube................................................................................................ 51
4.2.3 Perpindahan Panas Menyeluruh ............................................ 53
4.2.4 Nilai LMTD .......................................................................... 54
4.2.5 Luas Penampang Total .......................................................... 54
4.2.6 Panjang Generator ................................................................. 54
4.3 Dimensi dan Material dari Generator ............................................. 55
4.4 Data Hasil Pengujian Generator ..................................................... 55
4.4.1 Data Hasil Pengujian Pertama ............................................... 55
4.4.2 Data Hasil Pengujian Kedua ................................................. 58
4.4.3 Data Hasil Pengujian Ketiga ................................................. 60
4.5 Analisa Kesetimbangan Energi ...................................................... 63
4.6 Keefektifan Generator .................................................................... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.........................................................70
5.1 Kesimpulan..................................................................................... 70
5.2 Saran ............................................................................................... 71
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
Komponen utama siklus absorpsi sederhana .…..…............................
7
2.2
Diagram p-h Siklus kompresi uap dan siklus aborpi..........………………
8
2.3
Heat exchanger tipe shell and tube….………….....…………..……...
13
2.4
Ilutrasi aliran fluida single-pass……………………….......................
15
2.5
mode perambatan panas pada dinding tube…………………………..
17
2.6
Aliran luar ………………......................…………………………….
18
2.7
Aliran dalam……………………………………………….................
19
2.8
Penukar pana dalam arah parallel….…………………………………
27
2.9
Penukar panas dengan aliran fluida berlawanan .................................
29
3.1
Pompa air ……………………………….....……...……….................
32
3.2
Pompa Vakum ….……………………..……………………………...
33
3.3
Pressure gauge ................................……………………....……..…..
34
3.4
Stop watch..…………………………………………...……………....
34
3.5
Termometer digital............................………………………………...
35
3.6
Kran dan penyambung pipa.........................................……………….
35
3.7
Rockwell …..............................................................................……..
36
3.8
Busa hitam…………................................................... . . . . . . . . . . . .
36
3.9
Amonia hidroksida................................………………………………
36
3.10
Titik ekspeimen set-up.................................................………………
37
3.11
Proses pengelasan generator ……………………….....……...………
39
3.12
Buffel atau sekat Generator..……………………………………………….
39
3.13
Pembuatan kondensor …………………………...........…………….......
39
3.14
Pembuatan Absorber........…………………………...………….........
40
3.15
Pembuatan evaporator…............................……………………………….
40
3.16
Pembuatan rangka mesin pendingin......................................................
41
3.11
Instalasi pendingin siklus absorpsi ...............................……………...
41
3.18
Diagram alir proses pengujian …….....................................................
42
4.1
Siklus absorpsi………….….......……………………………………..
43
4.2
Jarak antar tube……..….…..........…………………………………….
49
Universitas Sumatera Utara
4.3
Grafik antara temperature generator terhadap waktu…...........….……
57
4.4
Grafik antara temperature generator terhadap waktu....................……
59
4.5
Grafik antara temperature generator terhadap waktu ………………..
62
4.6
Grafik antara Q dengan temperature pada percobaan pertama………
64
4.7
Grafik antara Q dengan temperature pada percobaan pertama............
66
4.8
Grafik antara Q dengan temperature pada percobaan pertama ….......
67
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Sifat amonia………...………..…………...………………………………..
11
2.2
Faktor pengotoran beberapa fluida……..………………………….…..….
30
4.1
Tekanan, enthalphy, dan entrophy…………………………………………
44
4.2
Konsentrasi dan enthalpy………………………........................................
45
4.3
Data hasil percobaan pertama….................................……………………
55
4.4
Data hasil percobaan kedua………………….....…………………..…….
58
4.5
Data hasil percobaan ketiga…….………………………………………...
60
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Tabel sifat fisik refrigran ammonia R-717……………………..………………….... x
Lampiran 2. Tabel sifat fisik gas buang (CO2)……………...…………………………….....xi
Lampiran 3. Diagram Tekanan-Konsentrasi-Temperatur larutan Amoni-air ……..…..........xii
Lampiran 4. Diagram spesifik termal larutan Amonia-air ……………...……………..........xiii
Lampiran 5. Diagram viskositas larutan Amonia-a.…………………………………............xiv
Lampiran 6. Konduktifitas termal larutan Amonia-air………………………………..……xv
Lampiran 7. Tabel sifat stainless steel ……………………..…………………... …………….. xvi
Lampiran 8. Tabel ukuran standar tube …………………………………..…………………... xvii
Lampiran 9. Tabel bilangan nusselt untuk aliran laminar ……………………..……………..xviii
Lampiran 10. Data temperatur percobaan pertama ……………………..…………………... . xiv
Lampiran 11. Data temperatur percobaan kedua ……………………..…………………... … .xx
Lampiran 12. Data temperatur percobaan ketiga ……………………..………………….…... xxi
Lampiran 13. Data laju perpindahan panas percobaan pertama ……………………..……... xxii
Lampiran 14. Data laju perpindahan panas percobaan kedua……………………..………... xxiii
Lampiran 15. Data laju perpindahan panas percobaan ketiga ……………………..………. xxiv
Lampiran 16. Mesin Pendingin Absorpsi ……………………..……………………………... xxv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
Satuan
Q
Laju perpindahan panas
Watt
A
Luas Penampang Pelat Evaporator
(m2)
ṁ
Laju aliran massa
ρ
massa jenis
Nu
Bilangan Nusselt
( tak bersatuan )
Re
Bilangan Reyold
( tak bersatuan )
h
Koefisien Konveksi
d
Diamter pipa
m
T
Temperatur
°C
µ
Viskositas
Ns/
k
Koefisien Konduksi
W/mK
Cp
Panas Jenis
J/kgK
Pr
Bilangan Prandtl
V
Kecepatan udara
m/s
U
Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh
W/
kg/s
kg/
W/
K
(tak bersatuan)
K
Universitas Sumatera Utara