ANALISA KINERJA COOLING TOWER INDUCED DRAFT TIPE LBC-W 300 TERHADAP PENGARUH PANAS RADIASI MATAHARI

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA KINERJA COOLING TOWER INDUCED DRAFT TIPE LBC-W 300 TERHADAP PENGARUH PANAS RADIASI MATAHARI Oleh: Nmas Puspto Pratw Dosen Pembmbng : Dr.Gunawan Nugroho, S.T,M.T Nur Lala Hamdah, ST. MSc 1

2 LATAR BELAKANG Coolng Tower (CT) merupakan peralatan yang dgunakan untuk menurunkan suhu alran ar dengan cara mengekstraks panas dar ar dan mengemskan panas ke atmosfer. 2

3 LATAR BELAKANG Pengaruh panas radas matahar (temperatur ambent) mempengaruh knerja coolng tower Coolng tower d PT.TMMIN untuk mendngnkan ar kompresor joy turbo 2 Pengaruh temperatur dry bulb & wet bulb Efsens coolng tower dpengaruh oleh wet bulb 3

4 PERMASALAHAN Bagamana menurunkan model dnamk (matemats) dar coolng tower dengan hukum kesetmbangan kalor dan massa. Bagamana pengaruh panas radas matahar (temperatur ambent) terhadap knerja coolng tower TUJUAN Menurunkan model dnamk (matemats) coolng tower nduced draft LBC W-300. Menganalsa knerja coolng tower nduced draft LBC W

5 BATASAN MASALAH Coolng tower yang danalsa adalah (Mechancal Draft), dengan arah alran berlawanan (Counterflow). Pengaruh panas radas matahar dasumskan temperatur ambent dry bulb dan wet bulb berdasarkan letak geografs d PT. Toyota Motor Manufacturng Indonesa Sunter 1 koordnat ttk LS : & BT : Data yang dambl adalah data pada bulan Februar dan September 2013 pada pukul Metode yang dpergunakan untuk menganalsa kesembangan kalor dan massa pada coolng tower menggunakan pendekatan control volume, dmana untuk kesetmbangan massa yang danalsa adalah perubahan temperature ar keluaran coolng tower, terhadap pengaruh perubahan temperatur dry bulb, laju alran massa ar output, dan entalph ar. Knerja coolng tower dsmulaskan melalu model matematk. Dar hasl smulas pada program smulnk matlab akan dapat danalsa knerja dan dapat dketahu nla efsens coolng tower terhadap pengaruh temperatur ambent. Menganalsa knerja fan dan laju alran massa ar yang masuk ke coolng tower untuk menngkatkan knerjanya 5

6 TEORI DASAR Komponen Coolng Tower Menark Udara Nozzle Fan Fll Basn 6

7 TEORI DASAR udara m a, out, m a, n, m evap, m w, n, m w, m w, out, Hukum kesetmbangan pada coolng tower Ar dm dt w, Control Volume m w, n, m w, out, m w, Veffectve w, m evap, (Xao L, Yaoyu L, and John E.Seem, 2010) Udara h,, a out q 1 h,, w h, w n t Ar h h h w, w, n, w, out, q h,, a n h w, out, 7

8 TEORI DASAR Konveks Paksa d Coolng Tower Koefsen Konveks Nu D k D Efsens Coolng Tower Tw, n Tw, out Tw, n Ta, wb 100% Lampran 8

9 METODOLOGI PENELITIAN Mula Observas Lapangan & Stud Lteratur Mengumpulkan data Membuat dagram blok proses coolng tower Penurunan model matemats coolng tower dengan hukum kesetmbangan kalor dan massa Membuat smulas menggunakan software MATLAB Menghtung Knerja Coolng tower Pengujan dan analsa Tdak Ya Penyusunan Laporan Selesa 9

10 DIAGRAM BLOK q Nozzel m w, n, Tw, n,, hw, n, Fll m T a, a, n Ket : Cold Water Basn Alran Ar Alran Udara m w, out, Tw, out,, hw, out, Hukum kesetmbangan pada coolng tower 10

11 Penurunan Model Matemats Udara q 1 h, w h w n,, Tw, n, mw, n, Ar Akumulas Entalph pada fll = entalph nput - entalph output - Laju kalor total m a, n T a h w, out,, T w, out, m w, out hw, hw, n, hw, out, q q q sens, q lat, q sen, hc, Av ( Tw, Ta, ) q lat, h f, g, m evap, m w, c p, w, dt dt w, m ) q W w, n, ( hw, n, hw, ) mw, out, ( hw, out, hw, 11 fan

12 Smulnk MATLAB Coolng Tower 12

13 Smulas Knerja Coolng Tower Gambar 3.7 Functon SubSystem Smulnk Coolng Tower Gambar 3.8 Inputan Ds Melalu Tamplan Gu 13

14 Uj dan Analsa Knerja PENGUJIAN DAN ANALISA Temperatur Ouput Per Jam Tgl 1 Sep 13 Temperatur nput 36 C-38 C Temperatur Outlet C-32 C Temperatur dry bulb 26.8 C-34 C Temperatur ar masuk (nlet) dan temperatur dry bulb mempengaruh knerja coolng tower DATA Temperatur wet bulb 25 C-27.2 C 14

15 Knerja Coolng Tower 5 Sep 13 Temperatur ar nlet = 35 C-38 C Temperatur ar outlet = C C 25 Sep 13 Temperatur ar nlet = 37 C-39 C Temperatur ar outlet = C C Dry bulb = 26.2 C-32.8 C Dry bulb = 26.6 C-35.2 C 15

16 Knerja Coolng Tower 1 Feb 13 Jam ke-1 : Temperatur ar nlet =32 C, temperatur outlet = C Jam ke-2 : Temperatur ar nlet =39 C, temperatur outlet = C 2 Feb 13 Jam ke-1 : Temperatur ar nlet =36 C, temperatur outlet = C Jam ke-2 : Temperatur ar nlet =36 C, temperatur outlet = C Temperatur dry bulb = 25.5 C C Temperatur dry bulb = 25 C-30.2 C Coolng tower mampu mempertahankan knerja pendngnannya agar tetap optmal pengaruh dar temperatur dry bulb dan wet bulb. 16

17 Analsa Knerja Coolng Tower 23 Feb 13 Jam ke-5 : Temperatur ar nlet =39 C, temperatur outlet = C Jam ke-6 : Temperatur ar nlet =37 C, temperatur outlet = C Valdas Data : Temperatur Output hasl pengukuran dbandngkan hasl smulas sama hanya berbeda 0.11 C. Nla devas dar perhtungan menggunakan smulnk sebesar 0.33 %. Temperatur dry bulb = jam ke-5 = 28 C-& jam ke-6 = 29.6 C Knerja coolng tower dpengaruh oleh temperatur ar nlet & temperatur ambnet dry bulb. 17

18 Laju Panas DATA September Temperatur nput = 37 C- 39 C Temperatur dry bulb = 26.6 C-35.2 C Laju Panas = 21kW- 29kW Februar Temperatur nput = 32 C-39 C Temperatur dry bulb = 25.5 C-30.2 C Laju Panas = 14kW- 39kW Gambar 4.8 Grafk Hubungan Laju Panas terhadap Temperatur dry bulb dan Temperatur Ar Masuk Bulan September Temperatur dry bulb mempengaruh laju perpndahan panas secara sensble dan laten Laju alran panas d dalam coolng tower dpengaruh oleh besarnya temperatur ar masuk, sedangkan pengaruh temperatur dry bulb sangat kecl sekal pengaruhnya Gambar 4.9 Grafk Hubungan Laju Panas terhadap Temperatur dry bulb dan Temperatur ar masuk Bulan Februar 18

19 Efsens Coolng Tower Gambar 4.10 Grafk Efsens coolng tower bulan September 2013 Gambar 4.11 Grafk Efsens Coolng Tower Bulan Februar 2013 Efsens coolng tower pada bulan September berksar antara 45% sampa 73%, sedangkan pada bulan Februar efsensnya antara 62% sampa 80%. Nla efsens coolng tower saat musm hujan lebh bak dar pada musm kemarau. Hal n dakbatkan, saat musm hujan coolng tower mampu mendngnkan ar sampa mendekat temperatur wet bulb 20

20 Rekomendas Table 4.1. Rekomendas Penngkatan Knerja Coolng Tower dengan Cara Menngkatkan Kecepatan Putaran Fan dan Menurunkan Laju Alran Massa Ar Varable Unt Case m dot ar kg/s Tw,n C Ta,n C Twb C hfg kj/kg m dot evap kg/s hw,n kj/kg hw,out kj/kg Rpm fan rpm Wfan kw Tw,out C Efsens % Apabla penngkatan kerja fan dan penurunan laju massa ar yang masuk dlakukan secara bersamaan, maka akan memaksmalkan knerja coolng tower nduced draft d PT. Toyota Motor Manufacturng Indonesa. 20

21 KESIMPULAN Berdasarkan hasl analsa data, perhtungan dan smulas maka ddapatkan kesmpulan sebaga berkut: Telah dturunkan model matemats dar knerja coolng tower nduced draft LBC W-300 terhadap pengaruh temperatur lngkungan. Telah dnalsa knerja dar coolng tower nduced draft LBC W-300 dengan menggunakan metode kesetmbangan kalor dan massa. Knerja coolng tower dpengaruh oleh temperatur dry bulb dan wet bulb yang selalu berubah-ubah. Knerja coolng tower yang optmal pada bulan September 2013 pukul sebesar C, saat temperatur dry bulb 26.6 C. Pada musm hujan d bulan Februar 2013 temperatur ar keluaran pukul adalah C, saat dry bulb 25.5 C. Pada musm hujan knerja coolng tower lebh optmal dbandngkan musm kemarau, sehngga saat temperatur dry bulb rendah knerja coolng tower akan lebh optmal. Knerja coolng tower nduced draft LBC W-300 dpengaruh oleh beberapa hal yatu : temperatur dry bulb, temperatur wet bulb, temperatur ar masukkan/nlet, laju alran ar yang masuk dan knerja fan. Efsens coolng tower pada musm kemarau sebesar 41% sampa 72%, sedangkan pada musm hujan efsensnya antara 60% sampa 80%. Knerja coolng tower dapat dtngkatkan dengan cara menngkatkan kecepatan putaran fan sebesar 1550 rpm dan menurunkan laju alran massa ar menjad kg/s, sehngga daya fan dapat dtngkatkan sebesar 7.96 kw serta efsens coolng tower akan nak menjad 81.63%. 21

22 SARAN Dapat drancang sstem kontrol untuk mengatur secara otomats laju alran ar yang masuk ke coolng tower, sehngga knerjanya akan lebh optmal. Dapat drancang sstem kontrol yang berfungs mengatur kecepatan putaran fan supaya knerja coolng tower lebh optmal.. 22

23 Terma kash 23

24 Catatan Laju Panas Total Musm Kemarau lbh rendah knerjanya dbandng Musm Hujan Besarnya kalor yang mampu dbuang ke atmosfer juga dpengaruh oleh kemampuan udara untuk membuang panas melalu atas menara. Dmana saat konds temperatur dry bulb d luar coolng tower terlalu tngg maka kerja laju perpndahan panas yang dbawa udara semakn kecl. 19