Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LATAR BELAKANG
PERMASALAHAN
Cara kerja evaporator mesin pendinginabsorpsi difusi amonia-air
Pengaruh inputan daya heater bebanpada kapasitas pendinginan, koefisien
konveksi, dan laju alir massa refrigeran .
Pengaruh inputan daya generator padakapasitas pendinginan, koefisien
konveksi, dan laju alir massa refrigeran.
TUJUAN
MANFAAT
• Gambaran mengenai cara kerja evaporator pada unit pendingin absorpsi-difusi amonia-air (DAR)
• Mendapatkan karakteristik perpindahan panaspada evaporator
• Mengetahui karakteristik natural konveksipada unit pendingin
• Langkah pengembangan unit pendingin DAR substitusi sistem kompresi
BATASAN MASALAH
1. Pipa evaporator ASTM A312 Welded and Seamless Stainless Steel Pipe
2. Plat datar vertikal evaporator StainlesSteel AISI 304
3. Pasta/ Grease penghubung plat evaporator dan pipa Silikon Deoksida
4. Konduksi 1 dimensi tegak lurus plat evaporator & radiasi diabaikan
BATASAN MASALAH
5. Refrigeran masuk refrigeran heat exchanger cair jenuh
6. Refrigeran keluar evaporator uap jenuh
PENELITIAN TERDAHULU
O. Laguere, D. Flick, Heat Transfer by natural convection in domestic refrigerators.
PENELITIAN TERDAHULUO. Laguere, D. Flick, Heat Transfer by natural convection in domestic refrigerators.
PENELITIAN TERDAHULUPongsid Srikhirin, Satha Aphornratana, Investigation of a diffusion absorption refrigerator
PENELITIAN TERDAHULU
PENELITIAN TERDAHULU
DASAR TEORI
EVAPORATOR
Evaporator adalah salah satu komponenutama dalam sistem refrigerasi di manarefrigeran yang masuk menyerap kalor dariruangan atau media yang ingin dikondisikansehingga refrigeran menguap dan mendidih
EVAPORATOR DAR
Evaporator pada sistem DAR berjenis double tubular pipe dimana pada pipa bagian luar mengalir refrigeran sedangkanpada bagian dalam mengalir gas hidrogen yang bertugasmenjaga pressure total pada evaporator.
Refrigeran yang akan masuk ke dalam evaporator terlebih dahuludilewatkan pada refrigerant heat exchanger untukdidinginkan terlebih dahulu oleh refrigeran yang sudah beradadi dalam evaporator
DIMENSI EVAPORATOR
Pada penelitian ini dimensi kedua pipa evaporator (pipadalam dan luar) diambil dari standard pipa ASTM
A312 Welded and Stainless Steel Pipe.
PLAT EVAPORATORUnit pendingin DAR natural konveksi area evaporator yang
luas plat datar vertikal
KONVEKSI NATURAL
Konveksi natural pada unit pendingin DAR ini terjadiantara pada beberapa bagian, yaitu
1. Plat evaporator-udara kabin
2. Kaca pintu bagian dalam-udara kabin
3. Kaca pintu bagian luar-udara luar
Konveksi natural dipengaruhi oleh adanya boyancydan viscous force yang rasionya digambarkanoleh Grashof Number.
KONVEKSI NATURAL
TAHANAN TERMAL SISI PINTU
Tahanan termal sisi pintu kabin diperlukan untukmenghitung besarnya beban pendinginan dariudara luar
TAHANAN TERMAL PADA SISI EVAPORATOR
Tahanan termal sisi evaporator diperlukan untukmenghitung nilai kapasitas pendinginandengan metode LMTD
BEBAN PENDINGINAN
Beban pendinginan pada evaporator utamanyaberasal dari heater, namun juga terdapatbeban tambahan berupa kalor dari udara luaryang biasanya masuk ke dalam kabin.
LAJU ALIR MASSA REFRIGERAN
Laju alir massa refrigeran dihitung berdasarkanbalance energi pada evaporator dengancontrol volume garis yang berwarna hijau.
KAPASITAS PENDINGINAN EVAPORATOR
Kapasitas pendinginan evaporator didapatkandengan 2 metode yaitu:
1. Menghitung perpindahan panas konveksinatural antara udara kabin-plat
2. Menghitung perpindahan panas denganmetode Log Mean Temperature Difference
ΔT LMTD
REFRIGERANT BOILING
Tinjauan proses boiling pada refrigeran perludilakukan untuk mengetahui nilai koefisienkonveksi refrigeran.
Perhitungan untuk aliran dua fase ini dilakukandengan pendekatan pada pipa horisontalsederhana, yang juga diambil dari pendekatanproses boiling di pipa vertikal.
PENGAMBILAN DATA
Peralatan Penunjang
Diagram alir penelitian
Diagram alir perhitungan
Diagram alir perhitungan
Diagram alir perhitungan
PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP BEBAN PENDINGINAN YANG DIBERIKAN PADA EVAPORATOR
Daya heater ↑, daya generator C serta kalor dari udara luar ↓
Beban pendinginan ↑
Qudara pada daya heater 5-20W + beban pendinginan > Q heater
Qudara pada daya heater 25 -30W - beban pendinginan < Q heater
PENGARUH INPUTAN DAYA GENERATOR TERHADAP BEBAN PENDINGINAN YANG DIBERIKAN PADA EVAPORATOR
Daya generator ↑, daya heater C serta kalor dari udara luar ↓
Beban pendinginan ↑
Qudara pada daya generator 83-130W -
Qudara pada daya heater 157 W +
PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI NATURAL UDARA PADA KABIN
Daya heater ↑, daya generator C
∆Tkabin-avg plat ↑↓
hkabin ↑↓
Natural konveksi ∆T bouyancy force Gr, Pr, Nu hkabin
PENGARUH INPUTAN DAYA GENERATOR TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI PADA KABIN
Daya generator ↑, daya heater C
∆Tkabin-avg plat ↑
hkabin ↑
Natural konveksi ∆T bouyancy force Gr, Pr, Nu hkabin
PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI REFRIGERAN SERTA LAJU ALIR MASSANYA
Daya heater ↑, daya generator C
m dot refrigeran ↑↓
hrefrigeran ↑↓
m dot Across section Re hrefrigeran
PENGARUH INPUTAN DAYA GENERTOR TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI REFRIGERAN SERTA LAJU ALIR MASSANYA
Daya generator ↑, daya heater C
m dot refrigeran ↑
hrefrigeran ↑
m dot Across section Re hrefrigeran
PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KAPSITAS PENDINGINAN EVAPORATOR DENGAN PERSAMAAN LMTD (BOILING) DAN KOEVISIEN
KONVEKSI
Daya heater ↑, daya generator C
Qevap konveksi ↑↓
Qevap boiling ↑↓
Qevapm dot refrigeran dan ∆entalpi
Qevap konveksi > Qevap boilingm dot refrigeran (boiling) referensi >>
PENGARUH INPUTAN DAYA GENERTOR TERHADAP KAPASITAS PENDINGINAN EVAPORATOR DENGAN PERSMAAN LMTD(BOILING) DAN KONVEKSI NATURAL
Daya generator↑, daya heater C
Qevap konveksi ↑
Qevap boiling ↑
Qevapm dot refrigeran ∆entalpi
Qevap konveksi > Qevap boilingm dot refrigeran (boiling) referensi >>
Temperatur Beberapa Komponen Unit Pendingin denganVariasi Daya Heater
Temperatur Beberapa Komponen Unit Pendingin denganVariasi Daya Generator
Temperatur Titik-Titik yang Mengikuti Alur Pipa Evaporator dari Sisi Refrigeran Masuk Hingga Refrigeran Keluar pada
Permukaan Plat Datar Vertikal Evaporator
Temperatur Titik-Titik Permukaan Plat Datar Vertikal
Evaporator dari Bagian Atas ke Bawah
KESIMPULAN
1. Mass flow refrigeran pada evaporator cenderung konstan dengansedikit kenaikan untuk variasi beban pendinginan yang meningkat, yaitu berkisar pada 23 hingga 27 g/h, namun mengalamikenaikan yang cukup besar pada peningkatan inputan dayagenerator yaitu berkisar antara10 hingga 24 g/h.
2. Kapasitas pendinginan evaporator cenderung konstan dengansedikti kenaikan untuk variasi beban pendinginan yang meningkat, yaitu berkisar pada 7 hingga 8 Watt, sedangkan denganpeningkatan inputan daya generator nilainya terus naik dari 5 hingga 8 Watt, dan mencapai puncaknya pada beban pendinginansebesar 15 Watt dan inputan daya generator 157 Watt (220V), yaitu sebesar 9,91Watt.
KESIMPULAN
3. Performa dari konveksi natural di dalam kabinberperan penting dalam peningkatan kapasitaspendinginan evaporator.
4. Penggunaan persamaan boiling dengan pendekatanaliran pada pipa horisontal cukup baik digunakanuntuk mencari nilai pendekatan koefisien konveksirefrigeran dengan laju alir massa yang sangat kecil(jauh dari referensi).
5. Penggunaan pintu kaca pada unit pendingin absorpsimembuat kapasitas pendinginan evaporator berkurang karena terdapat beban pendinginantambahan dari udara luar.
SARAN
1. Perlu dilakukan studi ekesperimen lebih lanjutmengenai evaporator unit pendingin absorpsi amonia-air, dengan penambahan van kecil untuk membuatadanya konveksi paksa pada kabin, selanjutnyadilakukan perbandingan kapasitas pendinginan yang lebih baik antara keduanya.
2. Dalam penelitian kedepan pintu dari unit pendingindapat diganti dengan bahan yang lebih bersifat isolator ataupun setidaknya dilakukan penambahan isolator pada bagian dalam pintu unit pendingin yang dapatmencegah penambahan beban pendinginan dari udaraluar.
TERIMA KASIH
Related Documents
