PEMBUATAN PERANGKAT LUNAK UNTUK PREDIKSI SIFAT TERMODINAMIKA DAN TRANSPORT CAMPURAN TERNER HIDROKARBON
ABSTRAK Penelitian ini membahas usaha penggantian R-l2 dengan refrigeran campuran hidrokarbon dan R-22 dari segi teoritik. Penambahkan R-22 pada campuran hidrokarbon dimaksudkan untuk mengurangi sifat mudah terbakar pada hidrokarbon. Untuk mengetahui komposisi campuran hidrokarbon dan R-22 yang sesuai maka diperlukan perangkat lunak guna memprediksi sifat termodinamika dan transport campuran. Perhitungan sifat termodinamika dilakukan dengan menggunakan tiga persamaan tingkat keadaan yaitu Redlich-Kwong, Redlich-Kwong-Soave. dan Peng-Robinson. Algoritma pemrograman untuk keperluan prediksi sifat termodinamika ini menggunakan algoritma matriks. Algoritma ini terbukti memiliki kecepatan perhitungan yang lebih tinggi dibandingkan dengan program terdahulu yang menggunakan algoritma aritmatik. Dari hasil prediksi dan validasinya, diketahui bahwa Persamaan Redlich- Kwong-Soave dan Peng-Robinson memiliki tingkat ketelitian yang tinggi. Namun ketiga persamaan tersebut tidak dapat memprediksikan volume jenis cair jenuh dengan baik. Persamaan panas jenis yang diturunkan dari ketiga persamaan tingkat keadaan juga tidak memberikan hasil yang baik. Batasan yang diberikan dalam usaha pencarian komposisi terbaik adalah tekanan jenuh dan glide temperature. Tekanan jenuh campuran haruslah mendekati tekanan jenuh R-12, sedangkan glide temperature harus lebih kecil dari 12 C. Dengan batasan tersebut maka ditemukan bahwa komposisi terbaik campuran, dalam fraksi mol, adalah propana (0,5), isobutana (0,4), dan R-22 (0,1). Maksimum R-22 yang dapat ditambahkan adalah 0.2. Dari sisi prestasi mesin pendingin, refrigeran campuran hidrokarbon memiliki COP yang lebih tinggi dibandingkan dengan R-12. Namun besarnya panas laten dan kecilnya harga LMTD tidak dapat diimbangi oleh kenaikan koefisien perpindahan panas pada refrigeran campuran hidrokarbon dan LFS. Hal ini menyebabkan lu g s bidang perpindahan panas yang diperlukan oleh refrigeran campuran hidrokarbon dan LFS lebih besar dari luas yang dibutuhkan R-12.
ABSTRACT Replacement of R-12 with hydrocarbons and R-22 mixtures is considered in this research. Additional of R-22 into hydrocarbon mixtures is aim to reduce hydrocarbon flammability. To find the proper composition between hydrocarbon and R-22, a software was developed to predict its thermodynamics and transport properties. Thermodynamics properties calculation were done by using three equation of state, ie. Redlich-Kwong, Redlich-Kwong-Soave, and Peng- Robinson. Matrices algorithm was used to implement the properties calculation. The algorithm was proofed to be faster than the previous calculation that used arithmetic algorithm. From the result and validation of the software, it was known that Redlich- Kwong-Soave and Peng-Robinson equation of state have a better accuracy. But all of the equations of state have a poor result when predicting the specific volume in the saturated liquid region. The same condition was happened in the specific heat equations that developed from each equation of state. Saturated pressure and glide temperature are two boundary conditions that were used in the process to find the best composition between hydrocarbons mixture and R-22. The pressure must be around R-12 saturated pressure, and glide temperature must be less than 12 C. From the calculation, the best mixture composition (in mole fraction) is propane 0.5, iso-butane 0.4, and R-22 0.1. The maximum mole fraction of R-22 is 0.2. COP of the refrigeration system that using hydrocarbon and R-22 mixture as refrigeran was calculated. The results show that the mixture gives better COP than R-12. Hydrocarbon and R-22 mixture have a high convection heat transfer coefficient than R-12. But the latent heat is higher than R-12, and LMTD value is smaller than R-12. Thus the heat transfer area needed for hydrocarbon and R-22 mixture is larger than R- 12.