seminar nasional thermofluid vi 2014 jokjakarta

PROCEEDINGS

ISSN 2355-6927

Organized by: Sponsored by:

ISSN 2355 – 6927

PROCEEDING SEMINAR NASIONAL THERMOFLUID VI 2014

29 April 2014 Yogyakarta, Indonesia

DISELENGGARAKAN OLEH:

JURUSAN TEKNIK MESIN DAN INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

SEMINAR NASIONAL THERMOFLUID 2014

ISSN 2355 – 6927

ii

SEMINAR NASIONAL THERMOFLUID VI 2014

Yogyakarta, 29 April 2014

Untuk segala pertanyaan mengenai makalah Thermofluid VI: Ruang Administrasi S2 Jurusan Teknik Mesin dan Industri

Fakultas Teknik - Universitas Gadjah Mada Jalan Grafika No.2 Yogyakarta 55281

Phone: (0274) 521673 Email: [email protected]

Website: thermofluid.ugm.ac.id

Reviewer: Prof. Dr. Ir. H. Djatmiko Ichsani, M.Eng. (ITS) Prof. Dr. Ir. Harinaldi, M. Eng. (UI) Dr. Ir. Anhar Riza Antariksawan (BATAN) Prof. Ir. I Made Bendiyasa, M.Sc., Ph.D. (UGM) Prof. Dr.-Ing. Ir. Harwin Saptoadi, M.SE. (UGM) Dr.Eng. Tri Agung Rohmat, B.Eng., M.Eng. (UGM) Indro Pranoto, S.T., M.Eng. (UGM) Adhika Widyaparaga, S.T., M.Biomed.Sc., Ph.D. (UGM) Editor: Dimas Dwi Ananda Avila Dhanu Kurniawan Ogy Satria Ramadhan Muhammad Ilham Kurniawan Ilham Adityarsena F Putra Juliansen Siregar

ISSN 2355 – 6927

iii

DEWAN REDAKSI

Penanggung Jawab : Prof. Ir. Jamasri, Ph.D.

(Ketua Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik

UGM)

Panitia Pengarah : 1. Sugiyono, ST., MT., Ph.D.

(Kepala Lab. Mekanika Fluida)

2. Dr.Eng. Tri Agung Rohmat, B.Eng., M.Eng.

(Kepala Lab. Konversi Energi)

3. Dr. Ir. Prajitno, MT.

(Kepala Lab. Perpindahan Kalor dan Massa)

Reviewer : 1. Prof. Dr. Ir. H. Djatmiko Ichsani, M.Eng. (ITS)

2. Prof. Dr. Ir. Harinaldi, M. Eng. (UI)

3. Dr. Ir. Anhar Riza Antariksawan (BATAN)

4. Prof. Ir. I Made Bendiyasa, M.Sc., Ph.D (UGM)

5. Prof. Dr.-Ing. Ir. Harwin Saptoadi, M.SE. (UGM)

6. Dr.Eng. Tri Agung Rohmat, B.Eng., M.Eng. (UGM)

7. Indro Pranoto, S.T., M.Eng. (UGM)

8. Adhika Widyaparaga, S.T., M.Biomed.Sc., Ph.D.

Ketua Panitia : Dr. Eng. Khasani, S.T., M.Eng.

Sekretaris : Adhika Widyaparaga, S.T., M.Biomed.Sc., Ph.D.

Bendahara : Fauzun, S.T., M.T., Ph.D.

Koord. Pelaksana : Fadhli Akbar

Sekretaris Pelaksana : Puput Iin Qur’aini

Bendahara Pelaksana : Arfin Aruni Silma

ISSN 2355 – 6927

iv

Kesekretariatan : Dimas Dwi Ananda

Acara : Mario Adhi Pradana

Perlengkapan : Achmad Denny Darmawan

Desain : Taufik Ramadhan Fitrianto

Humas : Ganang Rizky Dharmawan

Publikasi : Prisma Febriana

Dokumentasi : Aria Riswanda

Logistik : Fajar Nugraha

Konsumsi : Rahel Yulinar

ISSN 2355 – 6927

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga Prosiding Seminar Thermofluid VI tahun 2014 dapat tersusun dan terselesaikan dengan baik.

Seminar Nasional Thermofluid VI ini merupakan acara tahunan yang diselenggarakan oleh Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM dan bertujuan sebagai wahana pertukaran informasi bagi para ilmuwan, akademisi dan engineer tentang hasil-hasil penelitian terbaru, pengalaman operasional, metoda, solusi permasalahan dan tantangan praktis masa depan di bidang thermal dan fluida.

Dalam seminar tahun ini panitia telah menerima abstrak sebanyak 51 buah dan setelah melalui proses review, 1 abstrak tidak bisa diterima dengan alasan judul di luar topik seminar, 1 direkomendasikan melakukan revisi mayor dan sisanya diterima tanpa revisi atau revisi minor. Dari kelompok bidang yang ditawarkan, maka judul-judul makalah dapat dikelompokkan menjadi rumpun ilmu; Combustion Engineering, Internal Combustion Engines, Heat-Mass Transfer, Energy and Renewable Energy, Thermodynamics, Fluid Mechanics dan Multiphase Flow.

Panitia berharap, semoga makalah yang dipresentasikan dapat menambah informasi dan khasanah pengetahuan untuk selanjutnya dapat membantu dan memberikan kontribusi penyelesaian dalam permasalahan industri, khususnya dalam bidang Thermofluid.

Panitia menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setingi-tingginya kepada pihak-pihak yang terkait terutama para sponsor dan keynote speaker yang telah memberikan bantuan baik yang berupa materi maupun sumbangan pemikiran sehingga pelaksanaan seminar ini berjalan dengan sukses. Besar harapan kami, kerja sama ini akan terjalin lebih baik lagi pada waktu-waktu mendatang.

Sampai jumpa lagi di acara Seminar Thermofluid VII 2015 tahun depan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Yogyakarta, April 2014

Ketua Panitia,

Dr. Khasani, ST., M.Eng.

ISSN 2355 – 6927

vi

DAFTAR ISI

Halaman Judul .................................................................................................................... i

Dewan Redaksi ................................................................................................................... iii

Kata Pengantar ..................................................................................................................... v

Daftar Isi ............................................................................................................................. vi

A. Combustion Engineering

1. Gelombang Detonasi Marginal Campuran Bahan Bakar Hidrogen & Udara dengan Pengencer Argon Jayan Sentanuhady, Ari Dwi Prasetiyo ......................................................................... 1

2. Pengaruh Excess Air terhadap Karakteristik Pembakaran dalam Bubbling Fluidized Bed Combustor (BFBC) Fransisko Pandiangan, Tri Agung Rohmat, Purnomo ................................................... 6

3. Perambatan Gelombang Detonasi Campuran Stoikiometris LPG-Oksigen di Belakang Model Media Porous dengan Variasi Massa Jayan Sentanuhady, Jannati Adnin Tuasikal ................................................................. 11

4. Studi Eksperimental Kestabilan Api Difusi Biogas pada Counterflow Burner Configuration Mega Nur Sasongko ..................................................................................................... 17

5. Studi Eksperimental Pengaruh Swirling Intensity terhadap Efisiensi Termal RFM Swirl Burner I Made Kartika Dhiputra, Mekro Permana Pinem ......................................................... 23

6. Simulasi CFD untuk Mengetahui Pengaruh Penambahan Batu Bara Jenis Medium Rank Coal pada Boiler Jenis Low Rank Coal di Power Plant PLTU Suralaya Unit 8 Nur Ikwan, Giri Nugroho, Wawan Aries Widodo .......................................................... 28

7. Pengaruh hot-EGR dan cooled-EGR Terhadap Daya Mesin Dan Emisi Jelaga (Soot) Pada Mesin Diesel Direct Injection (DI) Dengan Menggunakan Bahan Bakar Campuran Biosolar-Jatropha-High Purity Methanol (HPM) Sobri, Syaiful ................................................................................................................ 33

ISSN 2355 – 6927

vii

8. Pengaruh Tinggi Bed Terhadap Kecepatan Minimum Fluidisasi dan Distribusi Temperatur Dalam Fluidized Bed Combustor Kevin Kristiantana, Tri Agung Rohmat, Purnomo ......................................................... 39

B. Energy and Renewable Energy

9. Thermoelectric sebagai Heat Collector untuk Meningkatkan Efisiensi Photovoltaic pada Daerah Tropis

Andhita Mustikaningtyas, Sindu Daniarta, Yollanda Zilviana Devi ............................... 45 10. Panas Bumi Sebagai Energi Masa Depan Dan Terbarukan Sumatera Barat Armila .......................................................................................................................... 50 11. Studi Eksperimental Optimasi Campuran Metanol (96%) Etanol (10%) sebagai

Bahan Bakar Alternatif Terbarukan Pengganti Minyak Tanah Jarot Hari Astanto, Dwi Aris Himawanto, D.Danardono Dwi Prija T ............................ 61 12. Analisis Resistivitas Daerah Geothermal ”T” Berdasarkan Hasil Inversi Finite

Element Data 2D Magnetotelurik Nur Rachmaningtias, Agus Setyawan, Imam Baru Raharjo ........................................... 67 13. Sistem Irigasi Buatan dengan Photovoltaic dan Thermoelectric untuk

Meningkatkan Pertanian di Indonesia Pandhu Picahyo, Sindu Daniarta, Galih Pambudi .......................................................... 70 14. Microhydro Power Plant Pest As Energy Source Electromagnetic Wave

Technology With Environmentally Friendly Syahrial Shaddiq, Dery Januarizki, Gunawan Eka Prasetyo, Ismail Mukti, Fikriyan,

Fajar Al Farobi, Ramadoni Syahputra ........................................................................... 75

C. Fluid Mechanics

15. Pengaruh Penambahan Inlet Disturbance Body Terhadap Karakteristik Aliran Melintasi Silinder Sirkular Tersusun Tandem

Aida Annisa Amin Daman, Wawan Aries Widodo ........................................................ 79 16. Analisis Numerik Karakteristik Pressure Drop pada Instalasi Sistem Pneumatik

menggunakan CFD Amam Fachrur Rozie, Yuda Trimardana, Sumadi, Ahmad Indra Siswantara ................ 85 17. Studi Komparasi Jumlah Sudu Turbin pada Rancangan PLTMH Head Rendah

dengan Daya 2Kw Budi Triyono, Haryadi dan Sugianto ............................................................................ 93

ISSN 2355 – 6927

viii

18. Analisis Eksperimental dan Simulasi Numerik Karaktristik Aliran Fluida melalui Silinder Persegi dan Segitiga

H. Nasaruddin Salam, Muh. Noor Umar, Ibnu Sidig ...................................................... 98 19. Studi Eksperimen tentang Karakteristik Tekanan dan Kemungkinan Kavitasi

Aliran Fluida melalui Katup Kupu-Kupu Muh. Hasbi, Sutardi ...................................................................................................... 105 20. Simulasi Numerik Aliran di Sekitar Circular Cylinder dengan Dua Square

Cylinder sebagai Disturbance Body pada Saluran Sempit Rina, Wawan Aries Widodo .......................................................................................... 111 21. Analisis Penurunan Tekanan pada Instalasi Sistem Hidrolik Alat Uji Tarik

menggunakan CFD di Laboraturium Fenomena Mesin UIKA Bogor Rio Adika Cahya, Hady Hidayat, Sumadi1, Edi Sutoyo ................................................. 117 22. Studi Parametrik Pengaruh Roughness Terhadap Profil Kecepatan Lapisan

Batas pada Simulasi Atmospheric Boundary Layer di Wind Tunnel Subagyo ....................................................................................................................... 125 23. Simulasi Numerik Aliran Internal Muffler Kendaraan 2D Subagyo ....................................................................................................................... 134 24. Aplikasi Reliability Centred Maintenance (RCM) pada Sistem Pemipaan Industri

Kertas yang Beroperasi Kontinyu Sumadi .......................................................................................................................... 138 25. Analisa Instalasi Sistem Pneumatik untuk Air Service di Laboratorium Proses

Produksi Wahyu Nuri. Sumadi .................................................................................................... 145

D. Heat – Mass Transfer

26. Kinerja Termal Green Roof sebagai Pendingin Pasif di Iklim Tropis Nandy Putra, Wayan Nata Septiadi, Bambang Ariantara, Retsa Anugrah Menteng ..... 151 27. Alat Uji Sirkulasi Air Akibat Efek Thermosyphon pada Sistem Pemanas

Air Surya Caturwati NK, Ipick S, Alief ........................................................................................ 157 28. Proses Pembuatan Membran Silika MCM-41untuk Alat Penukar Kalor Udara Hens Saputra, Murbantan Tandirerung, Hananto Widoyoko ......................................... 162 29. Fenomena Pendidihan dan Dinamika Gelembung dari Porous Graphite Foams Indro Pranoto ............................................................................................................... 168

ISSN 2355 – 6927

ix

30. Aplikasi Heat Pipe pada Thermoelectric Generator Rio Wirawan, M. Hadi Kusuma, Ranggi Sahmura, Wayan Nata Septiadi, Nandy Putra ................................................................................................................. 174 31. Efek Orientasi Sudut Delta-Winglet Vortex Generator Terhadap Performa

Termal dan Hidrodinamik Penukar Kalor Jenis Fin-Tube dengan Susunan Pipa Sejajar Untuk Aplikasi EGR Cooler

Syaiful dan Rahmat Purnomojati ................................................................................. 180 32. Penentuan Sudut Kontak dengan Pengolahan Citra Windy Hermawan Mitrakusuma, Deendarlianto, Syamsul Kamal, M. Nuryadi, Rudi Rustandi .............................................................................................................. 186

E. Internal Combustion Engines

33. Efek Campuran High Purity Methanol (HPM) – Diesel dan Sistem Cooled EGR terhadap Smoke Opacity dan Brake Specific Fuel Consumption (BSFC) pada Mesin Diesel Injeksi Langsung

Aa Setiawan, Syaiful .................................................................................................... 191 34. Karakteristik Pelumas Campuran Zinc Oxide Nanopowder untuk Kendaraan Agung Sudrajad, Aditya Yuda Anggara ........................................................................ 196 35. Efek High Purity Methanol (HPM) dan Hot EGR terhadap Brake Spesific Fuel

Consumption (BSFC) dan Emisi Jelaga pada Mesin Diesel Injeksi Langsung Angga Septiyanto, Syaiful ............................................................................................ 200 36. Pengaruh Diameter Exhaust Valve terhadap Unjuk Kerja dan Emisi Gas Motor

Bensin 4 Langkah Slamet Wahyudi, Lilis Yulianti, Hastono Wijaya dan Alfian Kusuma ........................... 206

F. Multiphase Flow

37. Quantitative Visualization of the Wave Characteristics for Horizontal Co-Current Gas-Liquid Plug Two-Phase Flow by Using an Image Processing Technique

Akmal Irfan Majid, Okto Dinaryanto, Deendarlianto, Indarto ........................................ 212 38. Experimental Study on the Liquid Holdup Characteristics of Air-Water

Horizontal Stratified Flow by Using an Image Processing Technique Hadiyan Yusuf Kuntoro, Deendarlianto ........................................................................ 218

ISSN 2355 – 6927

x

39. Visualisasi dan Signal Processing Aliran Slug Air-Udara Berdasarkan Karakteristik Lokal Pada Pipa Horisontal

Yuli Purwanto, Indarto, Khasani, Deendarlianto ........................................................... 224

G. Thermodynamics 40. Analisis Performa Organic Rankine Cycles Berdasarkan Data Pengujian

Evaporator dengan Menggunakan Solar Panel Plat Datar untuk Fluida Kerja R22 dan R134a

Edi Marzuki, Seftian Haryadi, Yogi Sirodz Gaoz, Mulya Juarsa, Muhamad Yulianto ....................................................................................................... 230 41. Analisa Pengaruh Variasi Kecepatan Aliran Udara pada Evaporator

Terhadap Performansi Mesin Refrigerasi Kompresi Uap Air Conditioner dengan Refrigeran R134a Mahendra, Hendradinata .............................................................................................. 236 42. Analisis Performa ORC dengan Fluida Kerja R-134a Menggunakan Simulasi

Komputer Berdasarkan Data Eksperimental Variasi Laju Aliran Massa Air di Kolektor Termal-Surya tipe Plat Datar

Mulya Juarsa, Seftian Haryadi, Muhamad Yulianto, Edi Marzuki, Yogi Sirods Gaos .... 241 43. Studi Simulasi pada Ventilasi, Kualitas Udara Interior dan Konsumsi Energi Ozkar F. Homzah, Haryanto ......................................................................................... 246 44. Kaji Eksperimental Kinerja Mesin Pendingin Kompresi Uap (Freezer) terhadap

Variasi Massa Refrigeran Hidrokarbon Jenis Propan sebagai Pengganti R-22 Tandi Sutandi, Berkah Fajar ......................................................................................... 251

Proceeding Seminar Nasional Thermofluid VI Yogyakarta, 29 April 2014

Jurusan Teknik Mesin dan Industri Fakultas Teknik UGM ISSN 2355 – 6927

Analisa Pengaruh Variasi Kecepatan Aliran Udara pada Evaporator Terhadap Performansi Mesin Refrigerasi Kompresi Uap Air Conditioner

dengan Refrigeran R134a (Analysis Effect of Speed Variation in Evaporator Air Flow Against the Performance

Vapor Compression Machine with R134a Refrigerant) Mahendra, Hendradinata

1,2Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Sekayu, Jln. Kol. Wahid Udin Lk. 1 Kel. Kayuara, Sekayu 30711

E-mail: [email protected]

Abstract Air conditioning is not a luxury, but has become a necessity that must be met. Without this equipment many activities can not be done well, especially the activities carried out in the room, for example, in offices and vehicles, even to break even most people require the use of this tool for convenience. The HVAC system is a continuous process that takes place between the various components such as. compressor, condenser, expansion valve and evaporator. These components serves to circulate refrigerant (cooling agent) in carrying and transferring heat. Evaporator in the refrigeration system is a tool that serve to dispose of the heat from the room to the media environment with refrigerant and air. It comes an evaporator fan/blower to circulate the air as a fluid decision- heat from the room. Modification of fan/blower by adding blower, replaced or changed the type of blower rotation, refrigeration technicians often done to improve the performance of the cooling system. In this study, blower rotation speed changes (adding power) to know the effect of changing the flow rate of air at the evaporator to the performance of an engine air conditioner. The data captured includes the current (ampere) flowing in the compressor and blower, temperature and pressure before and after the evaporator, compressor and condenser. Special to the blower, given the addition of power each time retrieval of data with the aim to increase the speed of the air flow in the evaporator. The results of research conducted on Recirculating Air Conditioner Trainer capacity of 1.6 kW compressor with R134a refrigerant indicate that the optimum performance of the vapor compression refrigeration machines were made in this study achieved at air velocity of 4 m/s, the current flowing on the blower at 0.57 ampere, 1579 watts power compressor, the cooling power of 5650 watts, 3.57 coeficient of performance (COP) and refrigerant mass flow rate 0.040 kg/s. Keywords: COP, Refrigerant, Air Flow.

1. Pendahuluan

Seiring berkembangnya jaman maka perkembangan teknologi dibidang industri juga mengalami kemajuan yang pesat, salah satunya adalah berkembangnya teknologi industri dibidang refrigerasi dan pengkondisian udara. Dalam kehidupan sehari-hari sering dijumpai banyak teknisi mesin pendingin memodifikasi sistem pendingin dengan menambah blower evaporator atau meningkatkan putaran fan/blower evaporator. Modifikasi ini untuk mendapatkan suhu ruangan yang lebih sejuk atau dingin. Hal ini menarik untuk dikaji apakah modifikasi ini mempengaruhi kinerja sistem pendingin atau tidak.

Berkaitan dengan hal di atas selanjutnya akan dikaji pengaruh perubahan kecepatan aliran udara pada evaporator terhadap unjuk kerja atau koefisien prestasi mesin pendingin tersebut. 2. Tinjauan Pustaka

Pada siklus kompresi uap mempunyai empat komponen utama yaitu kompresor, kondenser, expansion dan evaporator. Siklus dimulai dari kompresor disini perlakuan fluida refrigeran tekanan kerja meningkat diikuti dengan temperaturnya hal ini sesuai dengan persamaan(Stoecker, 1997):

P V = c T Dimana, P adalah tekanan (bar), V adalah volume

(m3), c adalah konstanta, dan T adalah temperatur dalam derajat Celsius. Kemudian setelah fluida keluar dari kompresor fluida tersebut akan masuk kedalam kondensor. Di kondensor terjadi proses kondensasi dimana dengan tekanan tinggi tetapi temperatur turun. Pada kondensor terjadi perpindahan panas paksa dari refrigeran dengan temperatur tinggi ke udara luar dengan temperatur lebih rendah, bisa dikatakan panas hasil proses kompresi dilepas ke lingkungan.

Setelah keluar dari kondensor fluida yang sudah berubah fase menjadi cair kemudian melawati katup ekspasi, di katup ekspansi terjadi penurunan tekanan dan penurunan temperatur karena mengalami proses expansi, dimana fluida dengan tekanan tinggi terjadi penyumbatan aliran dan kemudian terjadi pembesaran aliran. Temperatur yang rendah ketika melewati evaporator mengalami proses evaporasi dimana refrigeran menyerap panas dari luar atau ruangan. Panas dari ruangan inilah yang merubah fase pada refrigeran dari cairan menjadi gas yang selanjutnya dihisap oleh kompresor.

236



Evaporator pada sistem refrigerasi adalah alat yang berfungsi untuk menyerap kalor dari sistem. Dimana untuk ini evaporator dilengkapi sebuah fan untuk mengalirkan udara sebagai fluida pengambil kalor dari evaporator. Modifikasi fan evaporator dengan meningkatkan putaran fan akan meningkatkan laju aliran massa udara melalui evaporator dan juga berarti akan meningkatkan kapasitas/beban kalor evaporator yaitu jumlah kalor yang dihisap dari sistem

Berdasarkan keseimbangan energi sebuah sistem refrigerasi kompresi uap, beban kalor evaporator dapat dinyatakan : Qc = Qe + Wc ( 1 ) Dari balans energi ini ada relasi antara beban kalor kondensor (Qc), beban kalor evaporator (Qe) dan kerja kompressor (Wc); perubahan beban kalor evaporator akan berdampak terhadap beban kalor kondensor dan kerja kompresor.

Gambar 1. Skematik Sistem Pendingin Kompresi Uap. (Moran, 2006)

Hubungan ketiga besaran ini dinyatakan dalam koeffisien prestasi atau Coefficient of Performance system (Dossat, 1997), yaitu :

COP = ( )

( )

COP = = ( 2 ) Secara termodinamika besar-besaran tersebut dapat ditentukan sbb: Efek Refrigerasi: RE = (h1 – h4) kJ/kg ( 3 ) Beban kalor Evaporator: Qe = ṁr (h1 – h4) = ṁr RE Kw ( 4 ) atau, Qe= ṁud (h6 – h5) udara ( 5 ) Kerja Kompressi: WC = ṁr ( h2 – h1 ) kW ( 6 ) Beban kalor kondensor: Qc = ṁr (h2 – h3) kW ( 7 ) Laju aliran massa refrigeran: ṁr = Qe /( h1 – h4 ) = Qe /RE kg/s ( 8 ) Koefisien prestasi sistem pendingin: COP = ( 9 ) 3. Metoda Penelitian Metoda yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda eksperimental, dengan menyiapkan perangkat uji berupa Recirculating Air Conditioner Trainer kemudian dilakukan pengambilan dan analisis data.

Gambar 2. Diagram P-h Siklus Pendingin Kompresi Uap. (Moran, 2006)

237



3.1. Diskripsi Perangkat Uji

Gambar 3. Perangkat Uji (LabTech, 2013)

Komponen perangkat uji: Kompresor Hermetik 1,6 kW 3 Phase. Kondensor dengan area 0,25 m2, bahan tembaga. Evaporator tipe bare tube bahan tembaga. Electronics Expansion Valve Fan kondensor dan evaporator dengan penggerak

motor listrik 1 phase Refrigeran 134a. Alat-alat ukur: termometer, tang ampere, pressure

gauge, anemometer.

Gambar 4. Sistem Pemipaan dan pengoprasian fan motor (LabTech, 2013)

3.2. Prosedur Pengujian Prosedur pengujian terdiri langkah persiapan dan langkah pengujian/pengambilan data. Langkah persiapan meliputi perakitan/setting instalasi uji, pemvakuman, pengisian refrigeran dan tes kebocoran.

Langkah pengujian/pengambilan data dilakukan setelah sistem beroperasi sekitar 30 menit (sampai sistem bekerja normal/stedi). Pengambilan data dilakukan dengan parameter perubah yaitu putaran fan evaporator menghasilkan kecepatan aliran udara pada 3.2 m/s hingga 4.2 m/s. Kemudian setiap putaran fan kondensor dilakukan pengukuran data tekanan dan temperatur masuk/keluar refrigeran setiap komponen sistem kompressor, kondensor, dan evaporator. Semua pengukuran dilakukan pada waktu yang bersamaan. Semua data dicatat pada lembaran data. Pengambilan data dilakukan sebanyak 5 (lima) kali dengan interval waktu + 30 menit.

4. Hasil dan Pembahasan Dari hasil pengujian didapatkan data-data seperti pada tabel 1 dibawah ini.

Tabel 1. Data hasil pengujian Parameter Uji

Laju Aliran Udara Evaporator (m/s) 3,2 3,6 3,9 4 4,1 4,2

P1 (Psi) 23 23 22 22 20 22 P2 (Psi) 128 131 135 140 145 146 P3 (Psi) 125 124 127 131 140 141 P4 (Psi) 22 22 22 20 20 20 T1 (°C) 1,6 -4,8 0,6 -0,9 -3,4 -4,7

T2 (°C) 67,6

63,1

64,4

64,1

64,4

64,1

T3 (°C) 39,1

39,1

39,9

40,2

41,9

41,9

T4 (°C) -2,4 -2,8 -1,3 -1,7 -2,1 -2,1

Fan (amp) 0,38

0,43 0,5 0,5

7 0,63

0,67

Komp(amp) 2,3 2,3 2,4 2,4 2,4 2,6

ṁr (l/s) 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4

Berdasarkan data hasil pengujian diatas dilakukan analisis/perhitungan termodinamika yang hasilnya disajikan dalam gambar-gambar grafik dibawah ini.

238



Gambar 5. Laju aliran udara terhadap kapasitas pendinginan

Dari gambar 5 pada kecepatan aliran udara terendah, 3,2 m/s kapasitas pendinginan yang dihasilkan sebesar 5,25 kW dan pada kecepatan aliran udara tertinggi, 4,2 m/s kapasitas pendinginan yang dihasilkan sebesar 5,41 kW; terjadi perubahan kapasitas pendinginan dengan bervariasinya kecepatan aliran udara pada evaporator. Kapasitas pendinginan tertinggi dihasilkan pada kecepatan udara 4 m/s. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya laju aliran massa udara pada evaporator maka kondisi uap refrigeran sebelum keluar evaporator dapat dijadikan superheat bermanfaat ke temperatur yang lebih tinggi atau kapasitas pendinginan meningkat.

Hal ini menyebabkan laju perpindahan panas konveksi dari refrigeran evaporator menuju kesisi bagian dalam evaporator menjadi lebih besar, yang akan menyebabkan penyerapan dari sistem lebih besar pula. Kondisi ini mempunyai pengaruh terhadap efisiensi kerja sistem. Sebagai efek tambahan refrigeran keluar evaporator menuju kompresor menjadi uap sempurna yang berakibat bisa optimalnya kerja hisap kompresor.

Gambar 6. Laju Aliran Udara vs COP

Dari gambar 6, kurva membentuk parabola dengan COP tertinggi dihasilkan pada Laju aliran Udara 4 m/s dengan nilai COP 3,57. Hal ini disebabkan karena pada saat laju aliran udara pada 4 m/s kapasitas pendinginan juga berada pada puncaknya sedangkan daya compressor belum begitu besar. COP Terendah terjadi pada saat laju aliran Udara 4,2 m/s dengan Nilai COP 3,16.

Gambar 7. Putaran fan kondensor vs Kerja Kompresor (WC)

Dari gambar 7, Daya kompresor akan meningkat seiring dengan bertambahnya laju aliran udara pada evaporator; hal ini sehubungan dengan meningkatnya laju aliran massa refrigeran yang bersirkulasi seperti yang dinyatakan dalam gambar 5, karena salah satu faktor yang menentukan besarnya kerja kompressi adalah laju massa refrigeran yang bersirkulasi.

5,2

5,4

5,6

5,8

2,5 3 3,5 4 4,5

kW

m/s

Grafik laju Aliran Udara Terhadap kapasitas pendinginan

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

2,5 3 3,5 4 4,5m/s

Grafik Laju Aliran Udara terhadap COP

1,45

1,5

1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

2,5 3 3,5 4 4,5

kW

m/s

Grafik Laju Aliran Udara Terhadap Daya Kompressor

239



Gambar 8. Putaran fan kondensor vs Performance Factor (PF)

Dari gambar 8, kurva juga membentuk parabola dengan PF tertinggi dihasilkan pada Laju aliran Udara 4 m/s dengan nilai PF 4,00. Hal ini disebabkan juga karena pada saat laju aliran udara pada 4 m/s kapasitas pembuangan Kalor di Kondensor juga berada pada puncaknya sedangkan daya compressor belum begitu besar. PF Terendah terjadi pada saat laju aliran Udara 3,2 m/s dengan Nilai PF 3,2

Terdapat berbagai pendekatan yang dilakukan ilmuwan untuk menentukan nilai COP. Terkadang terjadi perbedaan nilai hasil COP antar metode. Hal ini dapat dimaklumi dikarenakan beberapa faktor semisal ; alat ukur yang kurang akurat dan berbeda antar peneliti, asumsi para peneliti, ketelitian peneliti dalam menentukan titik ukur dan mengambarkan kinerja sistem dalam diagram P-h.

5. Kesimpulan Dari penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1. Modifikasi fan dengan merubah kecepatan putaran

fan evaporator pada sistem pendingin akan mempengaruhi performansi sistem, yaitu penambahan kecepatan putaran fan akan menaikkan performansi atau COP sistem pendingin.

2. Kapasitas pendinginan dapat ditingkatkan dengan menaikkan putaran fan evaporator dengan mempertahankan laju refrigeran yang bersirkulasi konstan.

Daftar Pustaka [1] Arora C.P. 2001. Refrigeration and Air

Conditioning. Second Edition. McGraw-Hill inc. [2] Ashrae Handbook. 2001. "Fundamental

Handbook". Ashrae. [3] Dossat ray J. 1997. " PRINCIPLES OF

REFRIGERATION ", Fourth Edition, International Edition, Prentice hall International Inc.

[4] Labtech Experiment Manual MODEL: RAD-RAC-A. 2013. “RECIRCULATING AIR CONDITIONING TRAINER”. Labtech Intenational Ltd.

[5] Moran and Shapiro. 2006. Fundamentals of Engineering Thermodynamics 5th Edition. John Wiley & Sons, Inc. England

[6] Stoecker W.F., Jones J.W. 1997. Refrigerasi dan Pengkondisian Udara Alih Bahasa Ir.Supratman Hara, Airlangga, Jakarta.

012345

2,5 3 3,5 4 4,5 5m/s

Grafik Laju Aliran Udara terhadap PF

240

seminar nasional thermofluid vi 2014 jokjakarta

Science