PERMASALAHAN. Cara kerja evaporator mesin pendingin absorpsi difusi amonia-air

Transkripsi

1

2 LATAR BELAKANG

3 PERMASALAHAN Cara kerja evaporator mesin pendingin absorpsi difusi amonia-air Pengaruh inputan daya heater beban pada kapasitas pendinginan, koefisien konveksi, dan laju alir massa refrigeran. Pengaruh inputan daya generator pada kapasitas pendinginan, koefisien konveksi, dan laju alir massa refrigeran.

4 TUJUAN

5 MANFAAT Gambaran mengenai cara kerja evaporator pada unit pendingin absorpsi-difusi amonia-air (DAR) Mendapatkan karakteristik perpindahan panas pada evaporator Mengetahui karakteristik natural konveksi pada unit pendingin Langkah pengembangan unit pendingin DAR substitusi sistem kompresi

6 BATASAN MASALAH 1. Pipa evaporator ASTM A312 Welded and Seamless Stainless Steel Pipe 2. Plat datar vertikal evaporator Stainles Steel AISI Pasta/ Grease penghubung plat evaporator dan pipa Silikon Deoksida 4. Konduksi 1 dimensi tegak lurus plat evaporator & radiasi diabaikan

7 BATASAN MASALAH 5. Refrigeran masuk refrigeran heat exchanger cair jenuh 6. Refrigeran keluar evaporator uap jenuh

8 PENELITIAN TERDAHULU

9 O. Laguere, D. Flick, Heat Transfer by natural convection in domestic refrigerators.

10 PENELITIAN TERDAHULU O. Laguere, D. Flick, Heat Transfer by natural convection in domestic refrigerators.

11 PENELITIAN TERDAHULU Pongsid Srikhirin, Satha Aphornratana, Investigation of a diffusion absorption refrigerator

12 PENELITIAN TERDAHULU

13 PENELITIAN TERDAHULU

14 DASAR TEORI

15 EVAPORATOR Evaporator adalah salah satu komponen utama dalam sistem refrigerasi di mana refrigeran yang masuk menyerap kalor dari ruangan atau media yang ingin dikondisikan sehingga refrigeran menguap dan mendidih

16 EVAPORATOR DAR Evaporator pada sistem DAR berjenis double tubular pipe di mana pada pipa bagian luar mengalir refrigeran sedangkan pada bagian dalam mengalir gas hidrogen yang bertugas menjaga pressure total pada evaporator. Refrigeran yang akan masuk ke dalam evaporator terlebih dahulu dilewatkan pada refrigerant heat exchanger untuk didinginkan terlebih dahulu oleh refrigeran yang sudah berada di dalam evaporator

17

18 DIMENSI EVAPORATOR Pada penelitian ini dimensi kedua pipa evaporator (pipa dalam dan luar) diambil dari standard pipa ASTM A312 Welded and Stainless Steel Pipe.

19 PLAT EVAPORATOR Unit pendingin DAR natural konveksi area evaporator yang luas plat datar vertikal

20 KONVEKSI NATURAL Konveksi natural pada unit pendingin DAR ini terjadi antara pada beberapa bagian, yaitu 1. Plat evaporator-udara kabin 2. Kaca pintu bagian dalam-udara kabin 3. Kaca pintu bagian luar-udara luar Konveksi natural dipengaruhi oleh adanya boyancy dan viscous force yang rasionya digambarkan oleh Grashof Number.

21 KONVEKSI NATURAL

22 TAHANAN TERMAL SISI PINTU Tahanan termal sisi pintu kabin diperlukan untuk menghitung besarnya beban pendinginan dari udara luar

23 TAHANAN TERMAL PADA SISI EVAPORATOR Tahanan termal sisi evaporator diperlukan untuk menghitung nilai kapasitas pendinginan dengan metode LMTD

24 BEBAN PENDINGINAN Beban pendinginan pada evaporator utamanya berasal dari heater, namun juga terdapat beban tambahan berupa kalor dari udara luar yang biasanya masuk ke dalam kabin.

25 LAJU ALIR MASSA REFRIGERAN Laju alir massa refrigeran dihitung berdasarkan balance energi pada evaporator dengan control volume garis yang berwarna hijau.

26 KAPASITAS PENDINGINAN EVAPORATOR Kapasitas pendinginan evaporator didapatkan dengan 2 metode yaitu: 1. Menghitung perpindahan panas konveksi natural antara udara kabin-plat 2. Menghitung perpindahan panas dengan metode Log Mean Temperature Difference

27 ΔT LMTD

28 REFRIGERANT BOILING Tinjauan proses boiling pada refrigeran perlu dilakukan untuk mengetahui nilai koefisien konveksi refrigeran. Perhitungan untuk aliran dua fase ini dilakukan dengan pendekatan pada pipa horisontal sederhana, yang juga diambil dari pendekatan proses boiling di pipa vertikal.

29 PENGAMBILAN DATA

30 Peralatan Penunjang

31 Diagram alir penelitian

32 Diagram alir perhitungan

33 Diagram alir perhitungan

34 Diagram alir perhitungan

35 PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP BEBAN PENDINGINAN YANG DIBERIKAN PADA EVAPORATOR Daya heater, daya generator C serta kalor dari udara luar Beban pendinginan Q udara pada daya heater 5-20W + beban pendinginan > Q heater Q udara pada daya heater 25-30W - beban pendinginan < Q heater

36 PENGARUH INPUTAN DAYA GENERATOR TERHADAP BEBAN PENDINGINAN YANG DIBERIKAN PADA EVAPORATOR Daya generator, daya heater C serta kalor dari udara luar Beban pendinginan Q udara pada daya generator W - Q udara pada daya heater 157 W +

37 PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI NATURAL UDARA PADA KABIN Daya heater, daya generator C T kabin-avg plat h kabin Natural konveksi T bouyancy force Gr, Pr, Nu h kabin

38 PENGARUH INPUTAN DAYA GENERATOR TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI PADA KABIN Daya generator, daya heater C T kabin-avg plat h kabin Natural konveksi T bouyancy force Gr, Pr, Nu h kabin

39 PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI REFRIGERAN SERTA LAJU ALIR MASSANYA Daya heater, daya generator C m dot refrigeran h refrigeran m dot A cross section Re h refrigeran

40 PENGARUH INPUTAN DAYA GENERTOR TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI REFRIGERAN SERTA LAJU ALIR MASSANYA Daya generator, daya heater C m dot refrigeran h refrigeran m dot A cross section Re h refrigeran

41 PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KAPSITAS PENDINGINAN EVAPORATOR DENGAN PERSAMAAN LMTD (BOILING) DAN KOEVISIEN KONVEKSI Daya heater, daya generator C Q evap konveksi Q evap boiling Q evap m dot refrigeran dan entalpi Q evap konveksi > Q evap boiling m dot refrigeran (boiling) referensi >>

42 PENGARUH INPUTAN DAYA GENERTOR TERHADAP KAPASITAS PENDINGINAN EVAPORATOR DENGAN PERSMAAN LMTD(BOILING) DAN KONVEKSI NATURAL Daya generator, daya heater C Q evap konveksi Q evap boiling Q evap m dot refrigeran entalpi Q evap konveksi > Q evap boiling m dot refrigeran (boiling) referensi >>

43 Temperatur Beberapa Komponen Unit Pendingin dengan Variasi Daya Heater

44 Temperatur Beberapa Komponen Unit Pendingin dengan Variasi Daya Generator

45 Temperatur Titik-Titik yang Mengikuti Alur Pipa Evaporator dari Sisi Refrigeran Masuk Hingga Refrigeran Keluar pada Permukaan Plat Datar Vertikal Evaporator

46 Temperatur Titik-Titik Permukaan Plat Datar Vertikal Evaporator dari Bagian Atas ke Bawah

47 KESIMPULAN 1. Mass flow refrigeran pada evaporator cenderung konstan dengan sedikit kenaikan untuk variasi beban pendinginan yang meningkat, yaitu berkisar pada 23 hingga 27 g/h, namun mengalami kenaikan yang cukup besar pada peningkatan inputan daya generator yaitu berkisar antara10 hingga 24 g/h. 2. Kapasitas pendinginan evaporator cenderung konstan dengan sedikti kenaikan untuk variasi beban pendinginan yang meningkat, yaitu berkisar pada 7 hingga 8 Watt, sedangkan dengan peningkatan inputan daya generator nilainya terus naik dari 5 hingga 8 Watt, dan mencapai puncaknya pada beban pendinginan sebesar 15 Watt dan inputan daya generator 157 Watt (220V), yaitu sebesar 9,91Watt.

48 KESIMPULAN 3. Performa dari konveksi natural di dalam kabin berperan penting dalam peningkatan kapasitas pendinginan evaporator. 4. Penggunaan persamaan boiling dengan pendekatan aliran pada pipa horisontal cukup baik digunakan untuk mencari nilai pendekatan koefisien konveksi refrigeran dengan laju alir massa yang sangat kecil (jauh dari referensi). 5. Penggunaan pintu kaca pada unit pendingin absorpsi membuat kapasitas pendinginan evaporator berkurang karena terdapat beban pendinginan tambahan dari udara luar.

49 SARAN 1. Perlu dilakukan studi ekesperimen lebih lanjut mengenai evaporator unit pendingin absorpsi amoniaair, dengan penambahan van kecil untuk membuat adanya konveksi paksa pada kabin, selanjutnya dilakukan perbandingan kapasitas pendinginan yang lebih baik antara keduanya. 2. Dalam penelitian kedepan pintu dari unit pendingin dapat diganti dengan bahan yang lebih bersifat isolator ataupun setidaknya dilakukan penambahan isolator pada bagian dalam pintu unit pendingin yang dapat mencegah penambahan beban pendinginan dari udara luar.

50 TERIMA KASIH