PERANCANGAN ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "PERANCANGAN ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK"

Yuliana Setiabudi
6 tahun lalu
Tontonan:

KARYA AKHIR PERANCANGAN ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN Disusun Oleh:

1 KARYA AKHIR PERANCANGAN ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN Disusun Oleh: IRWANSYAH PUTRA NIM : PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI PROGRAM DIPLOMA IV F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2008

2 Lembaran Pengesahan Karya Akhir Judul : PERANCANGAN ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK Oleh : Nama : IRWANSYAH PUTRA NIM : Telah diperiksa : Reviewer I Reviewer II Ir. Tugiman, MT Ir. Syahrul Abda, MSc NIP NIP Disetujui oleh: Dosen Pembimbing TULUS BURHANUDDIN S. ST, MT NIP Diketahui oleh: Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri Program Diploma IV FT. USU Ir. Alfian Hamsi, MSc NIP

3 KATA PENGANTAR Bismillaahirrahmaanirrahiim. Segala puji bagi Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia yang telah diberikan sehingga saya dapat menyelesaikan karya akhir ini. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada nabi Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabat. Karya akhir ini merupakan salah satu syarat bagi setiap mahasiswa untuk menyelesaikan studi di Jurusan Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Program Pendidikan Diploma IV. Adapun isi karya akhir ini adalah tentang pembuatan alat pemanas dan pendingin air bertenaga listrik dengan menggunakan peralatan yang sangat sederhana, yang nantinya dapat dipergunakan di Laboratorium. Saya menyadari bahwa karya akhir ini masih banyak kekurangan-kekurangan, untuk itu saya minta maaf dan masukan dari para pembaca untuk kelengkapan karya akhir ini. Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua saya yang saya sayangi, Almarhum Ayahanda Marsuddin dan Ibunda Cut Rosdiana yang telah banyak berkorban untuk saya hingga saat ini yang tidak akan mungkin dapat saya membalasnya kecuali hanya doa untuk kebaikan mereka, serta untuk kakakku yang tercinta Lena, Yuni, dan Dewi yang selalu memberi dukungan, dan adik-adikku Muhazir, dan Ica yang selalu membawa keceriaan didalam keluarga.

4 2. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus. ST, MT, selaku pembimbing yang telah begitu sabar memberikan petunjuk dan tuntunan dalam penyelesaian karya akhir ini. 3. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc, Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik. 4. Para dosen dan staf administrasi Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Daniel P, Khairul Anwar, Muhammad Syawal, Efrianda, Antoni Rorin dan rekan dalam penyelesaian karya akhir yang telah sama-sama merasakan suka duka sejak awal pembuatan alat hingga selesainya karya akhir ini. 6. Eko kurniawan, M. Reza, Jantua Daud, Edelfin Septianto, serta rekanrekan mahasiswa angkatan 02 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan dukungan moril dalam penyelesaian karya akhir ini. Akhir kata saya sampaikan, semoga Karya Akhir ini bermamfaat bagi kita semua. Medan, Juni 2007 Penulis IRWANSYAH PUTRA

5 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR NOTASI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Dasar Perpindahan Kalor Suhu (t) Tekanan (P) Kalor Spesifik Perubahan Temperature Sifat Sifat Cairan Uap Pemanasan dan Pendinginan Beda Thermodinamika Dengan Perpindahan Kalor Mekanisme Perpindahan Kalor Perpindahan Kalor Konduksi Perpindahan Kalor Konveksi Perpindahan Kalor Radiasi Gabungan Konduksi, Konveksi dan Radiasi... 22

6 2.6 Analogi Panas dan Aliran Listrik Prinsip Dasar Mesin Pendingin Motor Penggerak (Motor Listrik) Saringan Pipa Kapiler (keran expansi) Thermostatik Expansion Valve Refrigerant (bahan pendingin) Proses Pendinginan Kerja Kompresi Laju Pengeluaran Kalor Dampak Refrigerasi (Re) Koefisien Prestasi (COP) BAB III PERENCANAAN ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN 3.1 Casing Bagian Dari Alat Pemanas Tabung Pemanas Koil Pemanas Termostate Bagian Bagian Pada Alat Penndingin Kotak Pendingin Dan Elamen Pendingin Sensor Thermal Elemen Pendingin Elektronik Sirip Pendingin Kipas Rangkaian Kontrol Listrik Saklar Listrik Lampu LED Lampu Standby... 45

7 3.8 Selang Karet Keran Skema Aliran Listrik BAB IV MENGANALISA PERENCANAAN BEBAN PEMANAS DAN PENDINGINAIR 4.1 Perencanaan Beban Pada Alat Pemanas Berdasarkan Pengunaanya, Resistor Dapat di Bagi Analisa Daya Perencanaan Pada Alat Pemanas Perencanaan Temperatur (Suhu) Alat Pemanas Waktu Pemanasan Perencaan Beban Pada Alat Pendingin Cara Kerja Alat Pendingin Elektronik Analisa Beban Pada Alat Pendingin Waktu Pendinginan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 51. KESIPULAN SARAN iii

8 DAFTAR GAMBAR Gambar. 2.1 Diagram Rangka Hubungan Tekanan Entalpi Air 9 Gambar. 2.2 Konduktivitas Thermal Beberapa Zat Cair 11 Gambar. 2.3 Diagram Temperature vs Posisi 13 Gambar. 2.4 Perpindahan Panas Konveksi 17 Gambar. 2.5 Konveksi Paksa 17 Gambar. 2.6 Gabungan Konveksi, Konduksi dan Radiasi 23 Gambar. 2.7 Daur Kompresi Uap Ideal dalam Diagram Tekanan Entalpi 30 Gambar. 2.8 Diagram Aliran 31 Gambar. 3.1 Casing Alat Pemanas dan Pendingin Air 33 Gambar. 3.2 Tabung Pemanas 34 Gambar. 3.3 Thermostate 37 Gambar. 3.4 Prinsip Kerja Thermostate 38 Gambar. 3.5 Tabung Pendingin 39 Gambar. 3.6 Sensor Thermal 41 Gambar. 3.7 Elemen Pendingin Elektronik (Pelteir) 42 Gambar. 3.8 Sirip Pendingin 42 Gambar. 3.9 Kipas 43 Gambar Alat Pengontrol Listrik 44 Gambar Saklar 44 Gambar Keran 45 Gambar Skema Aliran Listrik

9 Gambar. 4.1 Simbol Resistor (AS dan Jepang) 51 Gambar. 4.2 Kawat 53 Gambar. 4.3 Grafik vs Temperatur Pemanasan Air 57 Gambar. 4.4 Rangkaian Arus Pada Alat Pendingin 58 Gambar. 4.5 Prinsip Kerja Pendingin Pelteir (Elemen Pendingin) 59 Gambar. 4.6 Grafik vs Temperatur Pendinginan Air 62

10 DAFTAR TABEL Tabel. 2.1 Konduktivitas thermal berbagai bahan Tabel 2.2 Nilai kira kira koefisien perpindahan kalor konveksi Tabel 2.3 Bahan pendingin (Refrigerant) Tabel 4.1 Waktu VS Temperature pemanasan air Tabel 4.2 Waktu VS Temperature pendinginan air... 61

11 DAFTAR LAMPIRAN 1. Gambar Potongan 2. Tabel Sifat Ssfat Logam 3. Tabel. Faktor Konveksi 4. Tabel. Emissivitas Total Normal dari Berbagai Permukaan 5. Tabel. Massa Jenis dan Massa Molekul Zat Cair 6. Tabel. Koefisien Perpindahan Panas Individual Konveksi Pada Berbagai Permukaan. 7. Tabel. Konduktivitas Panas Spesifik dan Massa Jenis Gravity Logam 8. Tabel. Konduktivitas Zat Cair 9. a. Tabel. Sifat Sifat Thermodinamika Untuk Air b. Tabel. Sifat Sifat Thermodinamika Untuk Uap c. Tabel. Sifat Sifat Thermodinamika Untuk Udara 10. Tabel. Data Tabung Kondensor dan Penukar Panas.

12 DAFTAR NOTASI Simbol Keteranga Satuan q Laju Perpindahan Panas (Kj/det) K konduktivitas Thermal (W/cm, K atau J/cm s A Luas Penampang 2 ( cm ) dt Perbedaan Temperature dx Perbedaan Jarak (m/det) t Perubahan Suhu n Jarak (cm, m) T Temperature Flow Aliran (m/det) Tw Temperature Dinding T Temperature Sekeliling h Koefisien Perpindahan Panas Konveksi 2 0 ( W, m, C) R Tahanan (Ω) Ketetapan Stefan Boltzman 2 ( rad, s ) T1,T2 Temperature Permukaan Ts Temperature Sekitar - FE Faktor Emisivitas - FG Faktor Bentuk -

13 I Arus Listrik (Ampere) q/a Arus Panas V Beda Potensial (Volt) T Beda Temperature Re Tahanan Listrik (Ohm atau V/A) 3 V Volume ( m ) P Panjang (cm, m) L Lebar (cm, m) T Tinggi (cm, m) P Daya (Watt) Cos Rugi Daya - P Ketetapan Resivitas Baja Tahan Karat - L Panjang Kawat (cm) A 2 Diameter Kawat ( r ) (mm) Tmax Temperature Maksimum Tmin Temperature Minmum 3 r. L Volume Permukaan Kawat ( cm ) 2

dokumen-dokumen yang mirip

PERANCANGAN ULANG ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK

KARYA AKHIR PERANCANGAN ULANG ALAT PEMANAS DAN PENDINGIN AIR MINUM BERTENAGA LISTRIK UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN Disusun Oleh: DANIEL PARLINDUNGAN P NIM : 025202023