BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN. kebutuhan utama dalam sektor industri, energi, transportasi, serta dibidang

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN TRAPEZOIDAL-CUT TWISTED TAPE INSERT

MEKANIKA Volume 10 Nomor 2, Maret 2012

BAB I PENDAHULUAN I.1.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh twist ratio terhadap bilangan Reynolds

Studi Eksperimental Karakteristik Perpindahan Kalor dan Faktor Gesekan Pada Penukar Kalor Pipa Konsentrik Dengan Modifikasi Sisipan Pita Terpilin

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN SISIPAN PITA TERPILIN BERLUBANG

BAB I PENDAHULUAN. Pembangkit Listrik Tenaga Air Panglima Besar Soedirman. mempunyai tiga unit turbin air tipe Francis poros vertikal, yang

Karakteristik Perpindahan Panas dan Pressure Drop pada Alat Penukar Kalor tipe Pipa Ganda dengan aliran searah

MEKANIKA Volume 11 Nomor 2, Maret Tri Istanto 1, Wibawa Endra Juwana 1, Indri Yaningsih 1

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PITCH

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN SISIPAN PITA TERPILIN BERLUBANG

BAB IV DATA DAN ANALISA

EFEKTIFITAS PERPINDAHAN PANAS PADA DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN GROOVE. Putu Wijaya Sunu*, Daud Simon Anakottapary dan Wayan G.

MEKANIKA Volume 10 Nomor 2, Maret 2012

I. PENDAHULUAN. Mesin pengering merupakan salah satu unit yang dimiliki oleh Pabrik Kopi

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN

SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Oleh: INDRA WIJAYA NIM. I

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

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) B-192

SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Oleh: DHIMAS HUDA ANDITAMA NIM. I

PENGARUH VARIASI SUDUT STATIC MIXER TERHADAP KINERJA HEAT EXCHANGER

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

STUDI EKSPERIMENTAL PENINGKATAN PERPINDAHAN PANAS PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN REGULARLY SPACED HELICAL SCREW TAPE INSERT

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENGARUH BILANGAN REYNOLDS TERHADAP KARAKTERISTIK KONDENSOR VERTIKAL TUNGGAL TIPE CONCENTRIC TUBE COUNTER CURRENT

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah. dengan globalisasi perdagangan dunia. Industri pembuatan Resin sebagai

STUDI EKSPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN KALOR MODEL WATER HEATER KAPASITAS 10 LITER DENGAN INJEKSI GELEMBUNG UDARA

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN PERFORATED TWISTED TAPE INSERT

BAB I PENDAHULUAN. BAB I Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN. pendinginan untuk mendinginkan mesin-mesin pada sistem. Proses pendinginan

WATER TO WATER HEAT EXCHANGER BENCH BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Tujuan Pengujian

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

PENINGKATAN EFISIENSI SISTEM PEMANAS AIR KAMAR MANDI MENGGUNAKAN INJEKSI GELEMBUNG UDARA

BAB I PENDAHULUAN. 1 Universitas Indonesia. Analisa aliran berkembang..., Iwan Yudi Karyono, FT UI, 2008

Karakteristik Perpindahan Panas pada Double Pipe Heat Exchanger, perbandingan aliran parallel dan counter flow

SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Oleh: SEPTIAN FATCHURAHMAN NIM. I

Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015

SIMULASI NUMERIK PENINGKATAN PERPINDAHAN PANAS PADA PENUKAR KALOR DENGAN RECTANGULAR- CUT TWISTED TAPE INSERT

Disusun oleh : Arif ad Isnan NIM. I D. Danardono, ST., MT, Ph.D. NIP

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

BAB I PENDAHULUAN. mendirikan beberapa pembangkit listrik, terutama pembangkit listrik dengan

PENINGKATAN UNJUK KERJA KETEL TRADISIONAL MELALUI HEAT EXCHANGER

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Panduan Praktikum 2012

Pipa pada umumnya digunakan sebagai sarana untuk mengantarkan fluida baik berupa gas maupun cairan dari suatu tempat ke tempat lain. Adapun sistem pen

PENGARUH DEBIT ALIRAN TERHADAP HEAD LOSSES PADA VARIASI JENIS BELOKAN PIPA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Oleh: INDRA SETYAWAN NIM. I

BAB II LANDASAN TEORI

Taufik Ramuli ( ) Departemen Teknik Mesin, FT UI, Kampus UI Depok Indonesia.

SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Oleh: HANSEN HARTADO TARIGAN NIM. I

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

ANALISIS ECONOMIZER#2 PADA HEAT RECOVERY STEAM GENERATION (HRSG) DI TURBIN GAS#2 UNTUK PROSES MAINTENANCE DI PT. XXX

PENERAPAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK PENENTUAN KINERJA PENUKAR KALOR

Bab 1. PENDAHULUAN Latar Belakang

Pengaruh Penggunaan Baffle pada Shell-and-Tube Heat Exchanger

Laporan Tugas Akhir Pembuatan Modul Praktikum Penentuan Karakterisasi Rangkaian Pompa BAB II LANDASAN TEORI

DESAIN DAN ANALISIS ALAT PENUKAR KALOR TIPE BES

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2 yang mempunyai posisi vertikal sama akan mempunyai tekanan yang sama. Laju Aliran Volume Laju aliran volume disebut juga debit aliran (Q) yaitu juml

PEMANFAATAN PANAS TERBUANG

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PERUBAHAN TEMPERATUR LORONG UDARA TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PELAT DATAR

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

BAB II LANDASAN TEORI

LAPORAN TUGAS AKHIR BAB II DASAR TEORI

Studi Numerik Pengaruh Gap Ratio terhadap Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas pada Susunan Setengah Tube Heat Exchanger dalam Enclosure

2 a) Viskositas dinamik Viskositas dinamik adalah perbandingan tegangan geser dengan laju perubahannya, besar nilai viskositas dinamik tergantung dari

LAPORAN TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN MODEL KONDENSOR TIPE CONCENTRIC TUBE COUNTER CURRENT TUNGGAL DIPASANG SECARA VERTIKAL

BAB 1 PENDAHULUAN. I.1. Latar Belakang

Simposium Nasional Teknologi Terapan (SNTT) ISSN X STUDI LITERATUR PENGEMBANGAN NANOFLUIDA UNTUK APLIKASI PADA BIDANG TEKNIK DI INDONESIA

I. PENDAHULUAN II. LANDASAN TEORI

BAB 1 PENDAHULUAN. pertukaran kalor antara dua fluida,baik cair (panas atau dingin) maupun gas,di. mana fluida ini mempunyai temperature yang berbeda.

BAB II TEORI DASAR 2.1 Perancangan Sistem Penyediaan Air Panas Kualitas Air Panas Satuan Kalor

Gambar 2.1 Sebuah modul termoelektrik yang dialiri arus DC. ( (2016). www. ferotec.com/technology/thermoelectric)

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

ANALISA NUMERIK TRANSFER KALOR KONVEKSI FLUIDA NANO TiO2/WATER PADA KONDISI BATAS TEMPERATUR PERMUKAAN KONSTAN

PENYUSUNAN PROGRAM KOMPUTASI PERANCANGAN HEAT EXCHANGER TIPE SHELL & TUBE DENGAN FLUIDA PANAS OLI DAN FLUIDA PENDINGIN AIR

KAJI EKSPERIMENTAL KARAKTERISTIK TERMODINAMIKA DARI PEMANASAN REFRIGERANT 12 TERHADAP PENGARUH PENDINGINAN

RANCANG BANGUN MODEL KONDENSOR TIPE CONCENTRIC TUBE COUNTER CURRENT TUNGGAL DIPASANG SECARA HORISONTAL

Pompa Air Energi Termal dengan Fluida Kerja Petroleum Eter. A. Prasetyadi, FA. Rusdi Sambada

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

BAB I PENDAHULUAN. Masyarakat Indonesia sebagaian besar bekerja sebagai petani, Oleh karena itu, banyak usaha kecil menengah yang bergerak

BAB 1 PENDAHULUAN. untuk proses-proses pendinginan dan pemanasan. Salah satu penggunaan di sektor

ANALISIS KINERJA COOLANT PADA RADIATOR

BAB I PENDAHULUAN. PLTU 3 Jawa Timur Tanjung Awar-Awar Tuban menggunakan heat. exchanger tipe Plate Heat Exchanger (PHE).

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Jurnal ELEMENTER. Vol. 1, No. 2, Nopember Jurnal Politeknik Caltex Riau Mustaza Ma a

182 ROTASI Vol. 17, No. 4, Oktober 2015:

KAJIAN EXPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI DENGAN NANOFLUIDA Al2SO4 PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTER FLOW

Studi Eksperimental Efektivitas Penambahan Annular Fins pada Kolektor Surya Pemanas Air dengan Satu dan Dua Kaca Penutup

STUDI KARAKTERISTIK LAJU ALIRAN ENERGI UNTUK FLUIDA AIR DAN UDARA PADA PIPA HORISONTAL

PENGARUH REYNOLD NUMBER ( RE ) TERHADAP HEAD LOSSES PADA VARIASI JENIS BELOKAN PIPA ( BERJARI JARI DAN PATAH )

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

Transkripsi:

BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Heat exchanger (alat penukar kalor) adalah sebuah alat yang digunakan untuk memfasilitasi perpindahan kalor antara dua fluida atau lebih yang memiliki perbedaan temperatur (Cengel, 2003). Alat penukar kalor sangat berguna untuk mendinginkan atau memanaskan suatu sistem dan banyak digunakan di berbagai jenis industri seperti industri perminyakan, plant pembangkit listrik, otomotif, alat berat, industri petrokimia dan bahkan juga digunakan di berbagai keperluan rumah tangga seperti pemanas air untuk mandi, pendinginan atau pemanasan udara dalam ruangan, sistem refrigerasi, dan lain sebagainya. Seiring dengan perkembangan zaman, teknologi menjadi semakin maju dan mendorong manusia untuk dapat memodifikasi alat penukar kalor sehingga menghasilkan alat penukar kalor yang tidak hanya lebih ringkas dari segi bentuk geometri dan murah dari segi biaya perawatan namun juga mempunyai unjuk kerja yang lebih baik dan lebih efisien. Indikator efisiensi unjuk kerja alat penukar kalor dapat dilihat dari perbandingan rasio laju perpindahan kalor yang dihasilkannya dengan daya pemompaan yang dibutuhkan. Unjuk kerja sebuah alat penukar kalor dapat dilihat salah satunya pada nilai perpindahan kalor yang dihasilkannya. Nilai perpindahan kalor pada suatu alat penukar kalor dapat ditingkatkan dengan berbagai metode. Metode yang dapat dilakukan untuk meningkatkan nilai perpindahan kalor dapat dikelompokkan ke dalam tiga metode yaitu aktif, pasif, dan kombinasi. Metode aktif membutuhkan daya (power) dari luar seperti surface vibration atau fluid vibration untuk meningkatkan nilai perpindahan kalor, sedangkan metode pasif telah diidentifikasi oleh Bergles et al (1993) dalam 14 teknik, contohnya menggunakan modifikasi pada permukaan dan bentuk geometri dari alat penukar kalor atau menyisipkan swirl-flow devices seperti twisted tape insert ke dalam pipa alat penukar kalor. Metode pasif banyak digunakan untuk meningkatkan nilai perpindahan kalor karena lebih mudah dan lebih murah dalam hal pelaksanaannya. Salah satu metode 1

2 pasif yang banyak digunakan adalah penambahan sisipan terpilin atau twisted tape insert. Twisted tape insert yang disisipkan ke dalam pipa alat penukar kalor adalah salah satu metode pasif yang dapat digunakan untuk meningkatkan nilai perpindahan kalor dengan berfungsi menjadi swirl-flow generator pada aliran dalam pipa. Cara ini dapat menstimulasi aliran untuk membentuk swirl (pusaran) pada pipa yang menyebabkan terjadinya turbulensi aliran laminar dan memberikan efek pengadukan fluida yang dapat mengganggu dan mengurangi ketebalan lapis batas aliran (boundary layer) yang pada akhirnya akan meningkatkan nilai perpindahan kalor. Hal ini selaras dengan yang dijelaskan S. Eiamsa (2014) pada penelitiannya bahwa penambahan twisted tape insert pada alat penukar kalor menyebabkan peningkatan nilai perpindahan kalor yang tinggi, sebab dapat meningkatkan turbulensi aliran secara tangensial dan radial. Berbagai penelitian tentang pengaruh penambahan sisipan terpilin ke dalam pipa alat penukar kalor juga telah banyak dilakukan. Rasyid (2016), Usman (2011), Naphon (2006), Eiamsa dan Kiatkittipong (2014), dan peneliti-peneliti lainnya telah melakukan riset mengenai peningkatan nilai perpindahan kalor dari alat penukar kalor dengan menggunakan sisipan terpilin. Hasil dari penelitian-penelitian tersebut memperlihatkan bahwa penambahan sisipan terpilin pada pipa alat penukar kalor dapat meningkatkan nilai perpindahan kalor secara signifikan. Teknik ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu harga manufaktur relatif lebih murah, proses manufaktur lebih mudah, serta perawatannya yang mudah. Peningkatan nilai perpindahan kalor dari alat penukar kalor juga dapat dilakukan dengan menggunakan fluida kerja yang memiliki konduktivitas thermal yang tinggi seperti fluida nano. Fluida nano adalah istilah yang dikemukakan oleh Choi (1995) untuk mendeskripsikan sebuah jenis fluida baru berbasis nanotechnology yang memiliki sifat termofisis yang superior dibandingkan dengan fluida dasarnya. Choi (1995) mengembangkan nanopartikel dan menemukan bahwa terjadi peningkatan konduktivitas termal fluida jika nanopartikel seperti TiO2 dilarutkan kedalam fluida dasar perpindahan kalor seperti air, oli mesin, dan Ethylene Glycol (EG). Penelitian yang dilakukan Sundar dan Sharma (2009), Wongcharee dan Smith (2011), Chandrasekar et al. (2011), Suresh et al. (2012),

3 Budi Kristiawan (2016), dan Bekti Suroso dkk (2016) menyelidiki secara eksperimental untuk mencari koefisien perpindahan kalor dalam pipa yang menggunakan fluida nano. Semua penelitian-penelitian tersebut menunjukkan bahwa koefisien perpindahan kalor meningkat ketika digunakan fluida nano sebagai fluida kerja dibandingkan dengan koefisien perpindahan kalor ketika menggunakan fluida dasar sebagai fluida kerja. Nilai perpindahan kalor juga makin meningkat seiring dengan meningkatnya fraksi volume fluida nano yang digunakan. Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan peneliti lainnya dapat diketahui bahwa metode penggunaan twisted tape insert dan fluida nano tersebut tidak lepas dari kekurangan. Penambahan twisted tape insert dalam pipa akan menambah pressure drop sehingga mempengaruhi daya pemompaan yang dibutuhkan. Semakin turbulen dan semakin tinggi debit aliran fluida dalam pipa penukar kalor, pressure drop yang terjadi akan semakin besar. Penggunaan fluida nano juga membuat kenaikan nilai pressure drop yang terjadi di dalam aliran pipa sehingga pompa membutuhkan daya pemompaan yang lebih tinggi untuk memompa fluida nano dibandingkan fluida dasarnya. Hal ini menyebabkan penurunan efisiensi unjuk kerja penukar kalor. Daya pemompaan adalah besar energi yang diberikan pompa pada fluida kerja agar dapat dialirkan melalui pipa-pipa penukar kalor. Penelitian melalui studi eksperimental ini perlu dilakukan untuk mendapat informasi mengenai pengaruh penggabungan penggunaan fluida nano dan sisipan terpilin terhadap nilai perpindahan kalor, pressure drop, faktor gesekan, dan daya pemompaan yang dihasilkan serta kondisi operasi paling efisiennya sehingga hasilnya dapat digunakan sebagai informasi dan database untuk penelitianpenelitian selanjutnya. Pada penelitian ini kondisi operasi yang paling efisien diindikasikan dengan kondisi operasi yang memiliki nilai perpindahan kalor tertinggi dengan daya pemompaan terendah. 1.2. Rumusan Masalah Penggunaan alat penukar kalor yang sangat luas dalam berbagai bidang menimbulkan dorongan untuk semakin meningkatkan unjuk kerja alat penukar kalor menjadi lebih efisien. Penelitian yang akan dilakukan saat ini adalah studi

4 eksperimental unjuk kerja alat penukar kalor yang ditinjau dari berbagai pengaruh aspek : bilangan Reynolds aliran fluida pada pipa dalam alat penukar kalor, sisipan twisted tape, variasi twist ratio dari twisted tape, serta penggunaan fluida nano sebagai fluida kerja pada alat penukar kalor dengan variasi fraksi volume yang digunakan. 1.3. Batasan Masalah Dalam penelitian yang dilaksanakan dengan eksperimen ini, penulis memberikan beberapa batasan masalah sebagai berikut : 1. Fouling factor diabaikan. 2. Perpindahan kalor antara seksi uji dengan lingkungan diabaikan. 3. Temperatur dinding luar pipa dalam dianggap konstan. 4. Nilai cos φ aliran listrik diasumsikan 1, cos φ = 1. 5. Aliran fluida nano di pipa dalam dianggap sudah terbentuk (fully developed). 1.4.Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : 1. Pengaruh bilangan Reynolds terhadap unjuk kerja heat exchanger. 2. Pengaruh penggunaan twisted tape insert terhadap unjuk kerja heat exchanger. 3. Pengaruh twist ratio dari twisted tape insert terhadap unjuk kerja heat exchanger. 4. Pengaruh penggunaan fluida nano dengan variasi fraksi volume terhadap unjuk kerja heat exchanger. 5. Kondisi operasi heat exchanger paling efisien. 1.5. Manfaat Penelitian Penelitian eksperimental ini diharapkan dapat menghasilkan data yang berguna dan berkontribusi positif terhadap perkembangan teknologi alat penukar kalor untuk semakin melangkah mendekati alat penukar kalor dengan unjuk kerja yang lebih efisien. Selain itu, hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi peneliti lain yang ingin mengembangkan alat penukar kalor dengan metode yang serupa.

5 1.6. Sistematika Penulisan Tahapan-tahapan penulisan yang dilakukan dibahas dalam beberapa bab penulisan sebagai berikut: BAB I Memuat tentang pendahuluan yang mencakup latar belakang, tujuan, manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II Memuat tinjauan pustaka berupa hasil penelitian terdahulu tentang penukar kalor dengan twisted tape insert dan fluida nano. BAB III Memuat teori-teori dasar tentang perpindahan kalor, penukar kalor dan persamaan-persamaan yang digunakan. BAB IV Membahas metodologi penelitian yang dilakukan. BAB V Membahas dan menganalisis hasil penelitian secara detil berdasarkan tujuan dan batasan masalah yang sudah ditetapkan. BAB VI Memuat penutup yang terdiri dari kesimpulan dan saran.