BAB II DASAR TEORI. 2.1 Sejarah Tabung Vortex

dokumen-dokumen yang mirip
Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

LAPORAN TUGAS AKHIR BAB II DASAR TEORI. 2.2 Komponen-Komponen Tabung Vortex dan Fungsinya. Inlet Udara. Chamber. Orifice (diafragma) Valve (Katup)

Bagian tabung vortex dapat digambarkan sebagai berikut, Gambar 7.1 : Bagian tabung vortex

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Pengertian Sistem Heat pump

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI

Menghitung besarnya kerja nyata kompresor. Menghitung besarnya kerja isentropik kompresor. Menghitung efisiensi kompresi kompresor

Kunci Jawaban Latihan Termodinamika Bab 5 & 6 Kamis, 12 April 2012 W NET

TURBIN GAS. Berikut ini adalah perbandingan antara turbin gas dengan turbin uap. Berat turbin per daya kuda yang dihasilkan lebih besar.

Udara. Bahan Bakar. Generator Kopel Kompresor Turbin

Studi Eksperimen Pemanfaatan Panas Buang Kondensor untuk Pemanas Air

BAB III SISTEM REFRIGERASI DAN POMPA KALOR

BAB V TURBIN GAS. Berikut ini adalah perbandingan antara turbin gas dengan turbin uap. No. Turbin Gas Turbin Uap

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Blood Bank Cabinet

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 sistem Blast Chiller [PT.Wardscatering, 2012] BAB II DASAR TEORI

MULTIREFRIGERASI SISTEM. Oleh: Ega T. Berman, S.Pd., M,Eng

BAB II DASAR TEORI. perpindahan kalor dari produk ke material tersebut.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI

PENGARUH STUDI EKSPERIMEN PEMANFAATAN PANAS BUANG KONDENSOR UNTUK PEMANAS AIR

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. suatu pembangkit daya uap. Siklus Rankine berbeda dengan siklus-siklus udara

Sistem pendingin siklus kompresi uap merupakan daur yang terbanyak. daur ini terjadi proses kompresi (1 ke 2), 4) dan penguapan (4 ke 1), seperti pada

BAB II LANDASAN TEORI

Termodinamika II FST USD Jogja. TERMODINAMIKA II Semester Genap TA 2007/2008

BAB II DASAR TEORI. Tabel 2.1 Daya tumbuh benih kedelai dengan kadar air dan temperatur yang berbeda

BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Definisi Pengkondisian Udara

Maka persamaan energi,

BAB II DASAR TEORI. Laporan Tugas Akhir BAB II DASAR TEORI

BAB IV PEMBAHASAN. 4.1 Rangkaian Alat Uji Dan Cara Kerja Sistem Refrigerasi Tanpa CES (Full Sistem) Heri Kiswanto / Page 39

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PERANCANGAN KOMPRESOR TORAK UNTUK SISTEM PNEUMATIK PADA GUN BURNER

BAB III PERANCANGAN SISTEM

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iii. DAFTAR GAMBAR... viii. DAFTAR TABEL... x. DAFTAR NOTASI... xi Rumusan Masalah...

LAPORAN TUGAS AKHIR BAB II DASAR TEORI

LAPORAN TUGAS AKHIR. Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Politeknik Negeri Bandung

Tugas akhir Perencanan Mesin Pendingin Sistem Absorpsi (Lithium Bromide) Dengan Tinjauan Termodinamika

Laporan Tugas Akhir 2012 BAB II DASAR TEORI

Bab IV Analisa dan Pembahasan

RANCANG BANGUN KOMPRESOR DAN PIPA KAPILER UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1 PK SKRIPSI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI. Energy balance 1 = Energy balance 2 EP 1 + EK 1 + U 1 + EF 1 + ΔQ = EP 2 + EK 2 + U 2 + EF 2 + ΔWnet ( 2.1)

BAB II DASAR TEORI 2012

LAPORAN AKHIR FISIKA ENERGI II PEMANFAATAN ENERGI PANAS TERBUANG PADA MESIN AC NPM : NPM :

BAB II DASAR TEORI Prinsip Kerja Mesin Refrigerasi Kompresi Uap

PENGUJIAN UNJUK KERJA SOLAR ASSISTED HEAT PUMP WATER HEATER. MENGGUNAKAN HFC-134a DENGAN VARIASI INTENSITAS RADIASI

Bab IV Analisa dan Pembahasan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II STUDI PUSTAKA

Pengaruh Pipa Kapiler yang Dililitkan pada Suction Line terhadap Kinerja Mesin Pendingin

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan panas

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI. kata lain kompresor adalah penghasil udara mampat. Karena proses. dengan tekanan udara lingkungan. Dalam keseharian, kita sering

Penyelesaian: x 1. Dik : x 2. =0,8m. K=100 N m. Dit : Q=? Jawab : ΣW =ΣQ. Usaha yang dilakukan pegas : dx x1. = F Pegas.

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI. 2.1 Tinjauan Pustaka

Pengaruh Penggunaan Katup Ekspansi Termostatik dan Pipa Kapiler terhadap Efisiensi Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap

UNJUK KERJA PENGKONDISIAN UDARA MENGGUNAKAN HEAT PIPE PADA DUCTING DENGAN VARIASI LAJU ALIRAN MASSA UDARA

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Cooling Tunnel

BAB II LANDASAN TEORI

II. TINJAUAN PUSTAKA

TUGAS AKHIR ANALISA KINERJA CHILLER WATER COOLED PADA PROYEK SCIENTIA OFFICE PARK SERPONG

IV. METODE PENELITIAN

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISA WAKTU SIMPAN AIR PADA TABUNG WATER HEATER TERHADAP KINERJA AC SPLIT 1 PK

RANCANG BANGUN EVAPORATOR UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1PK SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

BAB II LANDASAN TEORI. 2.1 Sistem Pendinginan Tidak Langsung (Indirect System)

BAB IV DATA DAN ANALISA

TUGAS AKHIR PERANCANGAN ULANG MESIN AC SPLIT 2 PK. Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Mencapai Gelar Strata Satu ( S-1 ) Teknik Mesin

BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN Latar belakang

BAB II LANDASAN TEORI

LTM TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA Pemicu

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

PENGARUH KECEPATAN UDARA PENDINGIN KONDENSOR TERHADAP KOEFISIEN PRESTASI AIR CONDITIONING

BAB II LANDASAN TEORI

KAJI EKSPERIMENTAL KARAKTERISTIK PIPA KAPILER DAN KATUP EKSPANSI TERMOSTATIK PADA SISTEM PENDINGIN WATER-CHILLER

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. temperatur di bawah 123 K disebut kriogenika (cryogenics). Pembedaan ini

BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori. 2.1 AC Split

TUGAS AKHIR EKSPERIMEN HEAT TRANSFER PADA DEHUMIDIFIER DENGAN AIR DAN COOLANT UNTUK MENURUNKAN KELEMBABAN UDARA PADA RUANG PENGHANGAT

BAB II DASAR TEORI. dipakai saat ini. Sedangkan mesin kalor adalah mesin yang menggunakan

PENGARUH PANJANG PIPA, POSISI STACK DAN INPUT FREKWENSI ACOUSTIC DRIVER/AUDIO SPEAKER PADA RANCANG BANGUN SISTEM REFRIGERASI THERMOAKUSTIK

SISTEM REFRIGERASI. Gambar 1. Freezer

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 HUKUM TERMODINAMIKA DAN SISTEM TERBUKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Siklus Rankine adalah siklus teoritis yang mendasari siklus kerja dari suatu

BAB II LANDASAN TEORI. Refrigerasi merupakan suatu media pendingin yang dapat berfungsi untuk

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang (K. Chunnanond S. Aphornratana, 2003)

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1. Potensi dan kapasitas terpasang PLTP di Indonesia [1]

ANALISA KEBUTUHAN BEBAN PENDINGIN DAN DAYA ALAT PENDINGIN AC UNTUK AULA KAMPUS 2 UM METRO. Abstrak

TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMBUAT ES BALOK KAPASITAS 2 TON PERHARI UNTUK MENGAWETKAN IKAN NELAYAN DI PANTAI MEULABOH ACEH

BAB II DASAR TEORI. Tugas Akhir Rancang Bangun Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 4. Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB IV METODE PENELITIAN

PENGARUH MEDIA PENDINGIN AIR PADA KONDENSOR TERHADAP KEMAMPUAN KERJA MESIN PENDINGIN

BAB II LANDASAN TEORI

Radiasi ekstraterestrial pada bidang horizontal untuk periode 1 jam

BAB II TEORI DASAR. 2.1 Pengertian Sistem Tata Udara

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS (PLTG) Prepared by: anonymous

BAB IV ANALISA SIMULASI DAN EKSPERIMEN

Transkripsi:

BAB II DASAR TEORI 2.1 Sejarah Tabung Vortex Tabung vortex ditemukan oleh G.J. Ranque pada tahun 1931 dan kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh Prof. Hilsch. Tabung vortex menghasilkan separasi udara keluaran dingin dan panas akibat ekspansi, dengan sumber energi udara mampat. Temperatur aliran udara panas dan dingin yang keluar dari tabung vortex dapat bervariasi tergantung pengaturan tekanan dan fraksi udara keluaran dengan cara mengatur bukaan katup. Udara Orifice dingin keluaran Udara masuk Tabung silinder Udara panas keluaran Nosel Katup sumbat Gambar 2.1. Tabung Vortex (Oliver,2008) 2.2 Komponen-komponen Tabung Vortex Dan Fungsinya Komponen tabung vortex terdiri dari nosel, chamber, tabung silinder, katup sumbat, orifice. 1. Nosel Nosel berfungsi untuk mengarahkan kecepatan tangensial aliran udara untuk membentuk pusaran aliran udara. Jenis jenisnya ialah konvergen, divergen atau konvergen divergen, tergantung dari kebutuhannya. Gambar 2.2 Nosel Tabung Vortex

2. Vortex Chamber Vortex Chamber adalah selubung nosel yang berfungsi mengatur aliran udara bertekanan agar kuantitas udara yang memasuki nosel sama besarnya. Gambar 2.3 Chamber Tabung Vortex 3. Katup Sumbat ( Hot end plug ) Katup sumbat berfungsi untuk membentuk pusaran udara sekunder serta mengatur laju aliran udara pada sisi keluaran panas dan secara bersamaan mengatur laju udara dingin yang keluar dari tabung vortex. Gambar 2.4 Katup Sumbat Tabung Vortex 4. Orifice/diafragma Orifice adalah lubang keluaran akhir aliran pusar sekunder dengan keluaran udara dingin. Gambar 2.5 Diafragma Tabung Vortex 5. Tabung silinder Tabung silinder merupakan jalur separasi aliran pusar udara primer dan aliran pusar udara sekunder. 2.3 Cara Kerja Sistem

Gambar 2.6 Aliran Udara Pada Tabung Vortex (Oliver,2008) Udara terkompresi dilewatkan melalui alur nosel sehingga udara berekspansi pada kecepatan tinggi. Aliran udara pusar bergerak secara aksial sepanjang sisi tabung. Setelah mencapai ujung tabung, aliran pusar primer membentur katup sumbat. Antara katup sumbat dan pipa terdapat celah. Sebagian udara pusar primer akan keluar melalui celah tersebut sebagai keluaran udara panas. Sebagian udara lainnya membentur katup sumbat dan berbalik arah membentuk aliran pusar sekunder. Sepanjang pipa terdapat dua aliran pusar dengan diameter pusaran yang berbeda. Aliran pusar primer membentuk pusaran spiral dengan diameter yang lebih besar. Diameter pusaran udara primer terluar mencapai dinding dalam silinder. Aliran pusar sekunder membentuk pusaran dan berada dibagian dalam aliran pusar primer. Antara kedua pusaran terdapat daerah stagnasi yang menghasilkan loop pusaran udara sekunder dan terjadi perpindahan panas. Perpindahan panas tersebut menurut Ahlborn seperti prinsip pendinginan atau pompa kalor siklus refrigerasi udara (heat pump aircycle ). Gambar 2.7 Proses Perpindahan Panas Tabung Vortex (Oliver, 2008) Proses heat pump air cycle terjadi yaitu dimulai dari titik 3 C. Pada proses 3 C terjadi penyerapan kalor dari aliran udara sekunder. Pada titik C 4 terjadi proses kompresi udara secara adiabatik. Pada titik 4 1 2 terjadi pelepasan kalor ke udara primer.

Selanjutnya dari titik 2 3 terjadi proses ekspansi adiabatik dari tekanan udara primer yang lebih tinggi ke tekanan udara sekunder yang lebih rendah. 2.4 Persamaan Hukum Termodinamika Tabung vortex a. Hukum Konservasi Massa Laju aliran massa udara yang masuk tabung vortex sama dengan laju aliran massa udara yang keluar. Laju aliran massa udara masuk berupa laju aliran massa udara mampat, m sedangkan laju aliran massa udara keluar terdiri dari laju aliran massa aliran udara dingin m dan laju aliran massa udara panas, m sehingga : m = m............ ( 2.1 ) m = m +m........ ( 2.2 ) b. Perubahan Temperatur Separasi Penurunan temperatur, T d merupakan perbedaan temperatur antara temperatur udara mampat masukan, dengan temperatur udara dingin keluaran, T d. T d = T m T d......... ( 2.3 ) Penurunan temperatur udara dingin akibat ekspansi isentropik, T di merupakan penurunan temperatur antara temperatur udara mampat masukan,t m dengan temperatur udara akibat ekspansi isentropik,t di. T d i = T m T di... (2.4) = T m 1............ (2.5) dengan: P m = tekanan masuk [kpa] P a = tekanan atmosfir [kpa]

γ =, perbandingan panas jenis udara. d. Debit Udara Standar ( 1atm standar, 20⁰C ) Debit udara dalam perhitungan selalu menggunakan udara pada kondisi standar, SV sehingga diperlukan faktor koreksi terhadap debit udara yang terbaca pada alat pengukur debit udara, SV. SV = V...... ( 2.6 ), Keterangan : Pg = 101.325 + Pd' [kpa ]. ( 2.7 ) T = 273 + Td' [K ]...... ( 2.8 ) Dimana : P d ' = Tekanan udara dingin keluaran yang terukur [Bar]. Td' = Temperatur udara dingin keluaran yang terukur [ C ]. e. Fraksi Massa Udara Dingin pada Tabung Vortex Didefinisikan sebagai perbandingan antara laju aliran massa udara dingin, m dengan laju aliran massa udara masukkan, m. µ d =......... ( 2.10 ) µ d = ῤ............ ( 2.11 ) ῤ Pada keadaan standar ( 20 C, 1 atm ) µ d = ῤ ῤ = f. Kapasitas Pendinginan pada Tabung Vortex :.......... ( 2.12 )

Besarnya kapasitas sensibel akibat ekspansi separasi tabung vortex, Q d merupakan perkalian antara laju aliran udara dingin keluaran,m d dengan kalor spesifik, c p dan penurunan temperatur udara dingin, ΔT d Q d= m d. c p. ΔT d........ ( 2.13 ) g. COP Tabung Vortex Efek pendinginan didefinisikan sebagai : Work input untuk kompresor udara Q d = ṁ. c. ΔTd...( 2.14 ) W = ṁ.....( 2.15 ) Dimana ; η = efisiensi adiabatik kompresor udara (antara 0,6 0,8 ) COP didefinisikan sebagai : COP = =... ( 2.17 ) = ṁ.. γ 1 ṁ i. C p. Ti i γ 1 Pa η ac... ( 2.18 ) = ṁ.. ( η ac ) γ 1 ṁ i. C p. Ti P i γ 1 Pa...( 2.19) = µ d. ɳ P γ 1 i Pa γ 1...(2.20) g. Efisiensi Tabung Vortex Efisiensi tabung vortex merupakan perbandingan antara kapasitas pendinginan aktual dengan kapasitas pendinginan akibat ekspansi adiabatik. η = Pendinginan aktual dari tabung vortex Pendinginan yang terjadi dengan ekspansi adiabatik η =........... ( 2.21 )

η = ṁ dc p ΔTd ṁ m c p ΔTd i...... ( 2.22 ) Berdasarkan persamaan ( 2.21 ) dan ( 2.22 ) didapat dimana : η = µ d ΔTd ΔTd i... ( 2.23 ) m d m m = laju aliran massa udara dingin keluaran [kg/s] = laju aliran massa udara masukan [kg/s] c p = Kalor spesifik udara [kj/kg].