Download pdf - lapoaran pendingin

7/16/2019 lapoaran pendingin

1/44

Laporan Praktikum

FENOMENA DASAR MESIN

BAB I

TEORI DASAR I

KESETIMBANGAN ENERGI DAN PERPINDAHAN PANAS

I.1 Keseimbangan energi kalor dalam komponen mesin pendingin

Dalam bab ini akan dibahas teori dasar mesin pendingin dan teori

kesetimbangan energi kalor pada alat penukar kalor yang digunakan dalam

percobaan yaitu kondensor dan evaporator.

I.1.1 Teori dasar mesin pendingin.

Komponen utama mesin pendingin ada 4 buah yaitu :

1. Kompressor

Didalam kompresor terjadi kerja yaitu proses penekanan

(Kompresi) gas refrigerant. Tekanan dan temperatur gas naik. Prosesyang terjadi dianggap adiabatis (tidak ada kalor yang masuk maupun

keluar dari sistem) dan isentropis (proses dengan entropy tetap).

2. Kondensor

Didalam kondensor terjadi proses pengembunan (kondensasi)

dimana uap berubah phasenya menjadi cairan. Didalam kondensor

terjadi perpindahan kalor dari uap refrigerant keudara pendingin yang

dialirkan oleh fan. Proses kondensasi ini terjadi pada suhu dan tekanan

tetap.

3. Katub ekspansi

Laboratorium Fenomena Dasar Mesin

Sekolah Tinggi Teknik PLN 1


2/44

Laporan Praktikum


Didalam katub ekspansi terjadi proses Throttling yaitu proses

penurunan tekanan dimana entalpinya tidak berubah (tetap).

4. Evaporator

Didalam evaporator terjadi proses penguapan (evaporasi). Cairan

refrigerant berubah phase menjadi uap. Didalam evaporator terjadi

perpindahan panas dari udara yang dialirkan dengan fan kecairan

refrigerant.

I.1.2 Keseimbangan kalor dalam Kondensor

Fungsi kondensor adalah untuk mengembunkan uap refrigerant. Agar

terjadi pengembunan maka kalor yang dikandung refrigerant harus dibuang.

Pembuangan kalor dilakukan oleh udara pendingin yang dialrkan oleh

fan.Dalam proses penukaran kalor terjadi keseimbangan kalor yaitu kalor

yang dilepas oleh uap refrigerant harus sama dengan kalor yang diterima

oleh udara pendingin.

Keseimbangan ini dapat dijabarkan dengan rumus dasar sebagai berikut :

Dimana :

QR adalah kalor yang dilepas oleh air uap refrigerant yang sedang

mengembun (kJ/jam)

QUd adalah kalor yang diterima oleh udara pendingin ( kJ/jam )

Selanjutnya :

Dimana :

m R adalah laju alir air refrigerant ( kg / jam )

Q R adalah panas pengembunan refrigerant ( kJ/kg0C )

m Ud adalah laju alir udara pendingin ( kg / jam )

C pUd adalah panas jenis udara pendingin ( kJ/kg0C )

t Ud adalah selisih temperatur gas udara pendingin keluar dan

masuk cooling tower (0C)



QR

= QUd

QUd

= MUd

. CpUd

. tUdQ R= m R . QR


3/44

Laporan Praktikum


I.1.3 Keseimbangan kalor dalam Evaporator

Didalam evaporator terjadi penukaran kalor dari media panas yaitu dari

udara yang dialirkan oleh fan kepada cairan refrigerant yang sedang

mengalami proses penguapan.

Dalam penukaran kalor tersebut terjadi keseimbangan yaitu kalor yang

dilepas oleh cairan refrigerant harus sama dengan kalor yang diterima oleh

udara pendingin.

Keseimbangan tersebut dapat dijabarkan dengan rumus dasar sebagai

berikut :

Dimana :

Q R adalah kalor yang diterima oleh cairan refrigerant ( kJ/jam)

Q Ud adalah kalor yang dilepas oleh udara yang dialirkan oleh fan ( kJ/jam

)

Selanjutnya :

Dimana :

m R adalah laju alir cairan refrigerant ( kg / jam )

Q R adalah panas penguapan refrigerant ( kJ/kg0C )

m Ud adalah laju alir udara ( kg / jam )

C pUd adalah panas jenis udara ( kJ/kg0C )

t Ud adalah selisih temperatur udara keluar dan masuk evaporator (0C)

I.2 Teori dasar Perpindahan panaspada Heat Exchanger.

Dalam bab ini akan dibahas teori perpindahan kalor pada alat penukar

kalor (heat exchanger) yang digunakan dalam percobaan yaitu kondensor

dan evaporator.

Perpindahan panas pada dasarnya ada 3 macam yaitu :

a) Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi dalam bentuk

perambatan panas pada benda padat.



QUd

= QR

QUd

= MUd

. CpUd

. tUdQ

R= m

R. Q

R


4/44

Laporan Praktikum


b) Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi dalam aliran benda

cair maupun gas dari satu lokasi kelokasi lainnya

c) Radiasi

Radiasi adalah perambatan panas tanpa medium perantara atau secara

pancaran

Pada kedua peralatan penukar kalor diatas ketiga jenis perpindahan

panas terjadi secara bersamaan

Rumus dasar perpindahan panas yang digunakan adalah

Dimana :

Q adalah kalor yang dipindahkan ( kJ/jam )

A adalah luas bidang perpindahan panas ( cm 2 )

U adalah koeffisien perpindahan panas bahan ( kJ/cm20 C jam )

t adalah selisih temperatur antara media panas dan dingin ( 0 C )

Dalam praktek U yang digunakan adalah untuk kombinasi konduksi,

konveksi dan radiasi. Sedangkan perbedaan temperatur t yang

digunakan adalah t m ( Perbedaan temperatur rata - rata logaritmis ).

I.2.1 Perbedaan temperatur rata-rata logaritmis

Pembahasan dibawah ini adalah mengenai Perbedaan temperatur rata

rata logaritmis untuk kedua alat tersebut diatas yaitu kondensor dan

evaporator.

I.2.1A. Kondensor

Dalam kondensor terjadi perpindahan panas antara 2 media yaitu udara

dan refrigerant. Refrigerant didalam kondensor mengalami perubahan

phase dari uap menjadi phase cair.

Perpindahan panas terjadi dari uap refrigerant keudara. Temperatur

refrigerant dianggap tetap karena mengalami perubahan phase. Sedangkan

temperatur udara naik karena menerima kalor pengembunan dari

refrigerant. Diagram temperatur dan luas laluan dapat digambarkan sebagai

berikut :



Q = A U t


5/44

Laporan Praktikum


Dimana :

Temperatur udara masuk t UI

Temperatur udara keluar t UO

Temperatur uap refrigerant sama dengan temperatur embun

refrigerant T R

Aliran dianggap paralel flow, maka Perbedaan temperatur rata rata

logaritmis adalah :

I.2.1B . Evaporator



ln

R UI R UO

m

R UI

R UO

T T T T t

T T

T T

=


6/44

Laporan Praktikum


Dalam evaporator terjadi perpindahan panas antara media yaitu

udara dan refrigerant. Refrigerant didalam evaporator mengalami

perubahan phase dari cair menjadi phase uap.

Perpindahan panas terjadi dari udara ke refrigerant cair. Temperatur

refrigerant dianggap tetap karena mengalami perubahan phase.

Sedangkan temperatur udara turun karena memberikan kalor penguapan

kepada refrigerant. Diagram temperatur dan luas laluan dapat

digambarkan sebagai berikut :

Dimana :

Temperatur cairan refrigerant masuk sama dengan temperatur

uap refrigerant keluar T R

Temperatur udara masuk t UI

Temperatur udara keluar t UO

Bila aliran dianggap counter flow, maka

I.2.2 Jumlah kalor perpindahan panas

Total panas yang dipindahkan dari kondensor keluar dan dari luar

keevaporator dapat dihitung dengan rumus dasar sebagai berikut :



ln ln

UI R UO R UI UO

m

UI R UI R

UO R UO R

T T T T T T t

T T T T

T T T T

= =


7/44

Laporan Praktikum


Dimana Q adalah total yang dipindahkan

I.3 Cycle thermodinamika mesin pendingin

Cycle thermodinamika pada mesin pendingin teoritis dapat digambarkan

sebagai berikut :

Proses proses yang ada dalam cycle tersebut adalah :

a. Proses (1-2) Proses kompresi uap refrigerant didalam kompresor

yang berlangsung secara isentropis dan adiabatis. Dalam proses ini

ada kerja W yang masuk dalam sistem sebesar W = h 4 h 3 Uap

refrigerant setelah akhir proses kompresi mengalami kenaikan suhu

dan tekanan.

b. Proses (2-3) Proses kondensasi uap refrigerant didalam kondensor.

Dalam proses ini terjadi pembuangan kalor Q 2 dari sistem melalui

media pendingin ( air atau udara ).

Uap refrigerant berubah menjadi cairan. Proses berlangsung pada

suhu dan tekanan tetap.



Q = A U tm


8/44

Laporan Praktikum


c. Proses (3-4) Proses Throttling yaitu proses penurunan tekanan

refrigerant pada entalpi tetap. Proses ini terjadi dala katub ekspansi.

Tidak ada panas atau kerja yang masuk atau keluar sistem.

d. Proses(4-1) Proses evaporasi cairan refrigerant yang terjadi di

evaporator. Dalam proses ini terjadi pemasukan kalor Q 1 kedalam

sistem yang diambil dari sekitarnya. Cairan refrigerant berubah

menjadi uap. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap.

Dari keseluruhan proses terjadi keseimbangan enersi yaitu Qout = Q in +

W

BAB II

PELAKSANAAN PRAKTIKUM DAN DATA PENGAMATAN

Kesetimbangan Energi dan Perpindahan Panas

1. Pelaksanaan praktikum kesetimbangan energi dan perpindahan

panas

Beberapa tahapan yang harus dilaksanakan dengan baik dan sesuai

aturan dalam percobaan ini.

Sebelum praktikum dimulai penjelasan dan petunjuk mengenai

pelaksanaan praktikum diberikan oleh asisten praktikum yang ditunjuk .

Penjelasan /petunjuk yang diberikan mengenai antara lain :

Tujuan / pelaksanaan praktikum

Sistem instalasi dan cara kerja mesin pendingin secara umum

Sistem dan cara kerja peralatan kompresor, Kondensor, Evaporator

dan katub Ekspansi

Urutan pelaksanaan percobaan

Hal hal yang berhubungan dengan keamanan dan keselamatan

dalam percobaan.

Pengoperasian Mesin Pendingin dilaksanakan oleh asisten yang

ditunjuk




9/44

Laporan Praktikum


Selama pengoperasian asisten memberikan petunjuk mengenai

tempat dan cara membaca alat ukur yang harus dibaca selama

percobaan

Bila percobaan telah selesai dan mesin pendingin telah dimatikan

praktikan dan asisten membersihkan dan merapikan kembali semua

peralatan seperti semula.

2. Prosedur Pengujian Mesin Pendingin

2.A Pembebanan Normal

Start mesin pendingin

Tunggu 5 menit agar kondisi stabil

Baca Thermometer dan manometer sebagai berikut:

1. suhu udara masuk evaporator

2. suhu udara keluar evaporator

3. suhu udara masuk kondensor

4. suhu udara keluar kondensor

5. tekanan masuk refrigerant di kompresor

6. tekanan keluar refrigerant di kondensor

7. ukur kecepatan udara dan temperaturnya dengan manometerdi sisi masuk dan keluar evaporator dan kondensor.

2.B Pembebanan Dengan Lampu

Nyalakan lampu

Tunggu 5 menit agar kondisi stabil

Ulagi pengukuran 1-7

Matikan mesin pendingin dengan menekan saklar

3. Data Hasil Pengamatan

a. Data suhu udara pendingin dan tekanan Refrigerant

Setelah mesin pendingin dijalankan sesuai prosedur ditunggu

sekurang-kurangnya 5 menit agar kondisinya stabil. Data diamati dan

dicatat dalam format dibawah ini :

Setelah selesai pencatatan dilakukan pembebanan tambahan

dengan cara menyalakan lampu pada sisi udara masuk evaporator.Pencatatan serupa dilakukan setelah kondisi mesin stabil yaitu kira kira




10/44

Laporan Praktikum


5 menit setelah penyalaan lampu. Data kembali dicatat dengan form

yang sama

Beban normal

Data yang dicatat Peralatan satuan

Evaporato

r

kondensor kompress

orSuhu udara masuk 27,8 28,2 - C

Suhu udara keluar 27,2 28,5 - C

Kecepatan udara masuk 1,8 214 - m/s

Kecepatan udara keluar 2,4 5,6 - m/s

Tekanan refrigerant

masuk

- - 1,2 Bar g

Tekanan refrigerant

keluar

- - 10,5 Bar g

Beban lampu ( 15 Watt )


Evaporato

r

kondensor kompress



Kecepatan udara masuk 2,2 2,7 - m/s


Tekanan refrigerant

masuk

- - 1,4 Bar g

Tekanan refrigerant

keluar

- - 10,8 Bar g



Evaporato

r

kondensor kompress

or




11/44

Laporan Praktikum


Suhu udara masuk 29,5 29,5 - C




Tekanan refrigerant

masuk

- - 1,5 Bar g

Tekanan refrigerant

keluar

- - 10,9 Bar g



Evaporato

r

kondensor kompress





Tekanan refrigerant

masuk

- - 1,6 Bar g

Tekanan refrigerantkeluar

- - 10,11 Bar g

Diameter kipas 19,5 26 - cm

Diameter pipa 3/8 1/4 - inch

BAB III

PENGOLAHAN DATA HASIL PRAKTIKUM DAN ANALISA

III.1 Modul I Data Kesetimbangan Energi Dan Perpindahan Panas

III.1.1Data Pengamatan hasil Praktikum Kesetimbangan Energi dan Perpindahan

Panas

Beban Normal


Evaporato

r

kondensor kompreso

rSuhu udara masuk 300,8 301,2 - K




12/44

Laporan Praktikum


Suhu udara keluar 300,2 301,5 - K



Tekanan refrigerant

masuk

- - 18,64 Psia

Tekanan refrigerant

keluar

- - 155,35 Psia



Evaporato

r

kondensor kompreso





Tekanan refrigerant

masuk

- - 21,58 Psia

Tekanan refrigerant

keluar

- - 155,35 Psia



Evaporato

r

kondensor kompreso


Suhu udara keluar301,6 303,6

- K

Kecepatan udara masuk

2,8 3,2

- m/s

Kecepatan udara keluar2,5 5,3

- m/s

Tekanan refrigerant

masuk

- -

36,75

Psia

Tekanan refrigerant

keluar

- -

174,93

Psia



Evaporato kondensor kompreso




13/44

Laporan Praktikum


r r

Suhu udara masuk 302,3 302,6 - K




Tekanan refrigerant

masuk

- - 24,52 Psia

Tekanan refrigerant

keluar

- - 149,617 Psia

Diameter kipas 0,195 0,26 - m

Diameter pipa 0,009525 0,00635 - m

Keterangan konversi satuan :

1 BTU/s = 1,055 KJ/s

1 bar = 14,7 psi

F = C 1,8 + 32

Bar = 1 + bar g =

bar

T(K) = 273 + t (C)

III.1.2 Perhitungan Hasil Praktikum Kesetimbangan Energi dan Perpindahan Panas

A.Perhitungan untuk Beban Normal

kipas evaporator = 0,195 m

kipas Condensor = 0,26 m




14/44

18,64

155,35

-32

Laporan Praktikum


pipa evaporator = 0,009525 m

pipa Condensor = 0,00635 m

Penyelesaian:

78

1. Nilai h1=h2, h3, h4 didapat dari hasil plot diagram Freon 22

2. Baca dari diagram enthalpy 1h , 2h , dan 3h

Diketahui : Tekanan refrigerant masuk = 1,2 Bar = 18,64 psia

Tekanan refrigerant keluar = 10,5 Bar = 155,35

psia

Maka kita dapatkan harga 1h = 101 BTU/lb

2h = 111 BTU/lb

3h = 30 BTU/lb

4h = 3h

3. Hitung perubahan enthalphy ( h ) :

a. Kompressor

h = ( h2 - h1 ) = (111 101) BTU/lb = 10 BTU/lb

b. Kondensor

h = ( h2 - h3 ) = (111 30) BTU/lb = 81 BTU/lb

c. Evaporator

h = ( h1 - h4 ) = (101 30) BTU/lb = 71 BTU/lb




15/44

Laporan Praktikum


4. Dari perhitungan no.3, hitung :

a. Kerja Kompressor (Wkomp) persatuan massa

W = m . h =>mW = h (pada compressor)= h2 h1

= (111 101) BTU/lb

= 10 BTU/lb

b. Kalor yang dibuang melalui kondensor ( Q out ) persatuan massa

Q out = h2 h3 = (111 30) BTU/lb = 81 BTU/lb

c. . Kalor yang diserap melalui evaporator ( Q in ) persatuan massa

Q in = h1 h4 = (101 30) BTU/lb = 71 BTU/lb

5. Dari anemometer didapat kecepatan udara (v), serta dengan mengukur

diameter fan ( d ) kondensor dan evaporator, maka kita dapat

menghitung jumlah aliran massa udara yang melalui kondensor dan

evaporator, yaitu dengan rumus m = A . v A diperoleh dari rumus

:2

4dA

=

Evaporator

d = 0,195 m

Untuk inv maka m = A . V in

= vd ..4

1 2

= 8,1.)195,0.(4

1 2

= 0,05375659 m/s

Untuk outv

maka m = A . V out

= vd ..4

1 2

= 4,2.)195,0.(4

1 2

= 0,07167545 m/s

Kondensor

d = 0,26 m

Untuk inv

maka m = A . V in




16/44

Laporan Praktikum


= vd ..4

1 2

= 4,1.)26,0.(4

1 2

= 0,07433009 m/s

Untuk outv maka m = A . V out

= vd ..4

1 2

= 6,5.)26,0.(4

1 2

= 0,29732035 m/s

6. Dari perhitungan no. 5, hitung :

a. Kalor yang dibuang melalui kondensor ( Q out )

b. Kalor yang diserap oleh evaporator ( Q in )

Dimana Q = m . Cp . t ; Cp dicari di buku termodinamika.

a. Kondensor

Untuk inv maka m = A. V . , udara = 1,2 kg/m

= ...4

1 2vd

= 2,1.4,1.)26,0.(4

1 2

= 0,0891 kg/s

Q out (in) = m in . Cp . t , Cp udara = 1,01 kJ / kg K

= 0,05375659 kg/s. 1,01 kJ / kg K. (301,5 301,2)K

= 0,0162882 kJ / s

=055,1

0162882,0

= 0,01544 BTU/s

Untuk outv maka m = A. V . , udara = 1,2 kg/m

= ...4

1 2vd




17/44

Laporan Praktikum


= 2,1.6,5.)26,0.(4

1 2

= 0,35678 kg/s

Q out (out) = m out . Cp . t , Cp udara = 1,01 kJ / kg K

= 0,35678 kg/s . 1,01 kJ / kg K. (301,5 301,2)K

= 0,1082 kJ / s

=055,1

0,1082

= 0,10246 BTU/s

b. Evaporator


= ...4

1 2vd

= 2,1.8,1.)195,0.(4

1 2

= 0,06450 kg/s

Q in (in) = m in . Cp . t , Cp udara = 1,01 kJ / kg K

= 0,06450 kg/s. 1,01 kJ / kg K . (300,8 300,2)K

= 0,039087 kJ / s

=055,1

0,039087

= 0,037 BTU/s

Untuk outv m = A. V . , udara = 1,2 kg/m

= ...4

1 2vd

= 2,1.4,2.)195,0.(4

1 2

= 0,08601kg/s

Q in (out) = m out . Cp . t

= 0,08601 kg/s. 1,01kJ / kg k . (300,8 300,2)K




18/44

Laporan Praktikum


= 0,0521 kJ/s

=055,1

0,0521

= 0,0494 BTU/s

7. Dari perhitungan no. 3 dan no.6, berapa massa refrigerant (m = Q/h),

serta berapa

ton massa refrigerant (1 ton refrigerant = 200 BTU/lb)

Kondensor

32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=

=81

0,10246lbBTU

SBTU

/

/

= 1,2649x lb/s

Ton refrigerant (TR) =200

outmRE =200

32outmhh

=200

101,2649x81

3

= 410122845,5

Jumlah ton massa refrigerant pada kondensor awal adalah 0,0005122845

32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=

=81

0,0494

lbBTU

SBTU

/

/

= 41009876,6 lb/s


outmRE =200

32outmhh

=200

1009876,681

4

= 41046999,2





19/44

Laporan Praktikum


Evaporator

41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=71

0,037

lbBTU

SBTU

/

/

= 41021126,5 lb/s


outmRE =200

41

outmhh

=200

1021126,571

4

= 4108499,1

Jumlah ton massa refrigerant pada evaporator awal adalah 0,00018499

41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=71

0,037

lbBTU

SBTU

/

/

= 41021126,5 lb/s


outmRE =200

41

outmhh

=200

1021126,571

4

= 41084999,1


F=(F-32)/1.8+273,15 K

F=C = (F 32) / 1.8

8. Hitung jumlah kalor perpindahan kalor yang terjadi di :

a. Kondensor

mTUAQ = ..




20/44

Laporan Praktikum


mTUd = ..4

2;

41

=d inch = 635,0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

UOR

UIR

UORUIR

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

5,281673,0

2,281673,0ln

5,281673,02,281673,0

182,28= K

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 0999,62../25,0.635,04

222

9166,4= jamkJ

b. Evaporator

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2;

83

=d inch = 9525.0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

RUO

RUI

ROURUI

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

2,27)32(

8,27)32(ln

2,27)32(8,27)32(

499,59= C

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 499,59../25,0.9525,04

222

599,10= jamkJ




21/44

22

160

-29

Laporan Praktikum


Menghitung COP=

=

B.Perhitungan untuk Beban 15 watt





Penyelesaian :

80



Diketahui : Tekanan refrigerant masuk = 1,4 Bar = 21,58

psia

Tekanan refrigerant keluar = 10,8 Bar = 159,76

psia


2h = 112 BTU/lb




22/44

Laporan Praktikum


3h = 32 BTU/lb

4h = 3h


a. Kompressor

h = ( h2 - h1 ) = (112 102) BTU/lb = 10 BTU/lb

b. Kondensor

h = ( h2 - h3 ) = (112 32) BTU/lb = 80 BTU/lb

c. Evaporator

h = ( h1 - h4 ) = (102 32) BTU/lb = 70 BTU/lb



W = m . h =>m

W= h (pada compressor)= h2 h1

= (112 102) BTU/lb

= 10 BTU/lb


Q out = h2 h3 = (112 32) BTU/lb = 80 BTU/lbc. . Kalor yang diserap melalui evaporator ( Q in ) persatuan massa



diameter fan ( d ) kondensor dan evaporator, maka kita dapat menghitung

jumlah aliran massa udara yang melalui kondensor dan evaporator, yaitu

dengan rumus m = A . v A diperoleh dari rumus :

2

4 dA

=Evaporator

d = 0,195 m


= vd ..4

1 2

= 2,2.)195,0.(4

1 2

= 0,065702 m/s




23/44

Laporan Praktikum



= vd ..4

1 2

= 5,2.)195,0.(41 2

= 0,07466192 m/s

Kondensor

d = 0,26 m


= vd ..4

1 2

= 7,2.)26,0.(4

1 2

= 0,14335088 m/s


= vd ..4

1 2

= 7,5.)26,0.(

4

1 2

= 0,30262964 m/s





a. Kondensor


= ...4

1 2vd

= 2,1.7,2.)26,0.(4

1 2

= 0,17202106 kg/s

Cp udara = 1,01 kJ / kg K

Q out (in) = min . Cp . t

= 0,17202106 kg/s. 1,01 kJ / kg K. (303,2 302,3)K




24/44

Laporan Praktikum


= 0,15636714 kJ / s

=055,1

15636714,0

= 0,1482153 BTU/s


= ...4

1 2vd

= 2,1.7,5.)26,0.(4

1 2

= 0,36315557 kg/s


= 0,36315557 kg/s . 1,01 kJ / kg K. (303,2 302,3)K

= 0,33010842 kJ / s

=055,1

0,33010842

= 0,31289898 BTU/s

b. Evaporator


= ...4

1 2vd

= 2,1.2,2.)195,0.(4

1 2

= 0,07884 kg/s


= 0,07884 kg/s. 1,01 kJ / kg K . (302,2 301,4)K

= 0,06370272 kJ / s

=055,1

0,06370272

= 0,06038173 BTU/s




25/44

Laporan Praktikum



= ...4

1 2vd

= 2,1.5,2.)195,0.(41 2

= 0,0,895943 kg/s


= 0,0,895943 kg/s. 1,01kJ / kg k . (302,2 301,4)K

= 0,07239219 kJ/s

=055,1

0,07239219

= 0,06861819 BTU/s


serta berapa


Kondensor

32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=

=80

0,1482153lbBTU

SBTU

/

/

= 1,85269 x 10-3 lb/s

Ton refrigerant (TR) =

200

outmRE =200

32outmhh

=200

3-10x1,8526980

= 4104108,7


32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=




26/44

Laporan Praktikum


=80

0,31289898

lbBTU

SBTU

/

/

= 31091124,3 lb/s


outmRE =200

32

outmhh

=200

1091124,380

3

= 3105645,1


Evaporator

41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=70

0,06038173

lbBTU

SBTU

/

/

= 410626,8 lb/s


inmRE =200

41

outmhh

=200

10626,870

4

= 4100191,3


41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=70

0,06861819 lbBTUSBTU

//

= 4108026,9 lb/s


outmRE =200

41

outmhh

=200

108026,970

4

= 4104309,3





27/44

Laporan Praktikum



c. Kondensor

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2;

41

=d inch = 635,0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

UOR

UIR

UORUIR

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

2,3090

3,2990ln

2,30903,2990

24887965,60= C

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 24887965,60../25,0.635,04

222

7708,4= jamkJ

d. Evaporator

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2;

83

=d inch = 9525.0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

RUO

RUI

ROURUI

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

)29(4,28

)29(2,29ln

)29(4,28)29(2,29

799,57= C

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 799,57../25,0.9525,04

222




28/44

Laporan Praktikum


296,10= jamkJ

Menghitung COP=

=

C.Perhitungan untuk Beban 25 watt





Penyelesaian:


174,93

36,75


Diketahui : Tekanan refrigerant masuk = 2,3 Bar = 33,81 psi

Tekanan refrigerant keluar = 12 Bar = 176,4 psi


2h = 112,5 BTU/lb

3h = 36 BTU/lb




29/44

Laporan Praktikum


4h = 3h


a. Kompressor

h = ( h2 - h1 ) = (112,5 103) BTU/lb = 9,5 BTU/lbb. Kondensor

h = ( h2 - h3 ) = (112,5 36) BTU/lb = 76,5 BTU/lb

c. Evaporator

h = ( h1 - h4 ) = (103 36) BTU/lb = 67 BTU/lb



W = m . h =>m


= (112,5 103) BTU/lb

= 9,5 BTU/lb


Q out = h2 h3 = (112,5 36) BTU/lb = 76,5 BTU/lb






dengan rumus m = A . v

A diperoleh dari rumus :2

4dA

=

Evaporator

d = 0,195 m


= vd ..4

1 2

= 2,2.)195,0.(4

1 2

= 0,08357895




30/44

Laporan Praktikum


m/s


= vd ..4

1 2

= 3,2.)195,0.(4

1 2

= 0,074624063 m/sKondensor

d = 0,26 m


= vd ..4

1 2

= 5,2.)26,0.(4

1 2

= 0,1698112 m/s


= vd ..4

1 2

= 6,5.)26,0.(4

1 2

= 0,2812498 m/s




Dimana Q = m . Cp . t ; Cp dicari di buku termodinamika

a. Kondensor


= ...4

1 2vd

= 2,1.5,2.)26,0.(4

1 2

= 0,20377344 kg/s


= 0,15928 kg/s. 1,01 kJ / kg K. (301,8 301,2)K

= 0,226392292 kJ / s




31/44

Laporan Praktikum


=055,1

20,22639229

=0,21458985

BTU/s


= ...4

1 2vd

= 2,1.6,5.)26,0.(4

1 2

= 0,33749976 kg/s


= 0,35678 kg/s . 1,01 kJ / kg K. (301,8 301,2)K

= 0,374962233 kJ / s

=055,1

30,37496223

=0,355414439

BTU/s

b. Evaporator

Untukin

v

maka m = A. V . , udara = 1,2 kg/m

= ...4

1 2vd

= 2,1.2,2.)195,0.(4

1 2

= 0,10029474 kg/s


= 0,07884 kg/s. 1,01 kJ / kg K . (301 300,4)K

= 0,091167919 kJ / s

=055,1

90,09116791

=0,086415089

BTU/s


= ...4

1 2vd

= 2,1.3,2.)195,0.(41 2




32/44

Laporan Praktikum


= 0,089548875 kg/s


= 0,08243 kg/s. 1,01kJ / kg k . (301 300,4)K= 0,081399927 kJ/s

=055,1

04995,0

=0,077156329

BTU/s


serta berapa


Kondensor

32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=

=67

90,09116791

lbBTU

SBTU

/

/

= 0,002959376 lb/s


outmRE =200

32

outmhh

=200

100763306,185

3

= 0,001131961


32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=

=85

2049384,0

lbBTU

SBTU

/

/

= 0,004901467 lb/s


outmRE =200

32outmhh

=200

1041104,2853




33/44

Laporan Praktikum


= 0,001874811


Evaporator

41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=67

90,09116791

lbBTU

SBTU

/

/

= 0,001360715 lb/s


outmRE =200

41outmhh

=200

50,0013607167

= 0,00045584

Jumlah ton massa refrigerant pada evaporator awal adalah

0,00022644499

41 hh

Q

h

Qm ininout

=

=

=67

70,08139992

lbBTU

SBTU

/

/

= 0,001214924 lb/s


outmRE =200

41

outmhh

=200

40,0012149267

= 0,000407


0,00023672999


a. Kondensor

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2 ;4

1=d inch = 635,0 cm




34/44

Laporan Praktikum


25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

UOR

UIR

UORUIR

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

8,2890

2,2890ln

8,28902,2890

54,948165= C

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 49951,61../25,0.635,04

222

4,348208= jamkJ

b. Evaporator

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2;

83

=d inch = 9525.0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

RUO

RUI

ROURUI

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

)14(4,27

)14(0,28ln

)14(4,27)14(0,28

37,048178= C

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 699281,41../25,0.9525,04

222

6,5963925= jamkJ

Menghitung COP=




35/44

24,52

162,7

-19

Laporan Praktikum


=

D. Perhitungan untuk Beban 40 watt





Penyelesaian :

18



Diketahui : Tekanan refrigerant masuk = 1,6 Bar = 24,52 psi

Tekanan refrigerant keluar = 11 Bar = 162,7 psi


2h = 112 BTU/lb

3h = 32 BTU/lb

4h = 3h




36/44

Laporan Praktikum



a. Kompressor

h = ( h2 - h1 ) = (112 98) BTU/lb = 14 BTU/lb

b. Kondensor

h = ( h2 - h3 ) = (112 32) BTU/lb = 80 BTU/lb

c. Evaporator

h = ( h1 - h4 ) = (98 32) BTU/lb = 66 BTU/lb



W = m . h =>m


= (112 98) BTU/lb

= 14 BTU/lb


Q out = h2 h3 = (112 32) BTU/lb = 80 BTU/lb






dengan rumus m = A . v A diperoleh dari rumus :2

4dA

=

Evaporator

d = 0,195 mUntuk inv maka m = A . V in

= vd ..4

1 2

= 6,2.)195,0.(4

1 2

= 0,077648389 m/s


= vd ..4

1 2




37/44

Laporan Praktikum


= 7,2.)195,0.(4

1 2

= 0,080634865 m/s

Kondensord = 0,26 m


= vd ..4

1 2

= 0.3.)26,0.(4

1 2

= 0,159278747 m/s


= vd ..4

1 2

= 0.5.)26,0.(4

1 2

= 0,265464579 m/s

6. Dari perhitungan no. 5, hitung :a. Kalor yang dibuang melalui kondensor ( Q out )



a. Kondensor


= ...4

1 2vd

= 2,1.0.3.)26,0.(4

1 2

= 0,191134497 kg/s


= 0,191134497 kg/s. 1,01 kJ / kg K. (303,8 302,6)K

= 0,23165501 kJ / s

=055,1

23165501,0




38/44

Laporan Praktikum


= 0,219578208 BTU/s


= ...4

1 2vd

= 2,1.0,5.)26,0.(4

1 2

= 0,318557495 kg/s


= 0,318557495 kg/s . 1,01 kJ / kg K. (303,8 302,6)K

= 0,386091684 kJ / s

=055,1

386091684,0

= 0, 365963681 BTU/s

b. Evaporator


= ...4

1 2vd

= 2,1.6,2.)195,0.(4

1 2

= 0,093178067 kg/s


= 0,093178067 kg/s. 1,01 kJ / kg K . (302,3 301,7)K

= 0,564659086 kJ / s

=055,1

60,56465908

= 0,535221882 BTU/s


= ...4

1 2vd




39/44

Laporan Praktikum


= 2,1.7,2.)195,0.(4

1 2

= 0,025086402 kg/s


= 0,025086402 kg/s. 1,01kJ / kg k . (302,3 301,7)K

= 0,01520236 kJ/s

=055,1

0,01520236

= 0,014409819 BTU/s


serta berapa


Kondensor

32 hh

Q

h

Qm outoutin

=

=

=80

219578208,0lbBTU

SBTU

/

/

= 2,744727x lb/s


outmRE =200

32outmhh

=200

102,74472780

3

= 3100978908,1

Jumlah ton massa refrigerant pada kondensor awal adalah

0,00014639996

32 hh

Q

h

Qm outoutout

=

=

=80

365963681,0

lbBTU

SBTU

/

/

= 410083132,8 lb/s




40/44

Laporan Praktikum



outmRE =200

32

outmhh

=

200

10574546013,480

3

= 310829818405,1

Jumlah ton massa refrigerant pada kondensor awal adalah

0,00033544998

Evaporator

41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=66

53522182,0

lbBTU

SBTU

/

/

= 310109421515,8 lb/s


outmRE =200

41

outmhh

=200

10109421515,866

3

= 3106761091,2


41 hh

Q

h

Qm ininin

=

=

=66

014409819,0

lbBTU

SBTU

/

/

=

410183305909,2

lb/s


outmRE =200

41

outmhh

=200

10183305909,266

4

= 510377620135,2


0,000216150002




41/44

Laporan Praktikum



Kondensor

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2;

41

=d inch = 635,0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

UOR

UIR

UORUIR

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

8,3082

6,2982ln

8,30826,2982

7976,51= C

( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 7976,51../25,0.635,04

222

1009,4= jamkJ

e. Evaporator

mTUAQ = ..

mTUd = ..4

2;

83

=d inch = 9525.0 cm

25,0=AlU jamCcmkJ

..2

( ) ( )

=

RUO

RUI

ROURUI

m

TT

TT

TTTTT

ln

( ) ( )

=

)19(7,28

)19(3,29ln

)19(7,28)19(3,29

999,47= C




42/44

Laporan Praktikum


( ) ( ) ( ) CjamCcmKjcmQ = 999,47../25,0.9525,04

222

5505,8= jamkJ

Menghitung COP=

=

E. GRAFIK HASIL PERHITUNGAN A, B, dan C




43/44

Laporan Praktikum





44/44

Laporan Praktikum
