ANALISA DESAIN DAN PERFORMA KONDENSORPADA SISTEM REFRIGERASI ABSORPSI UNTUK

KAPAL PERIKANANKAPAL PERIKANAN

Mochamad Isa Anshori4207 100 095

Jurusan Teknik Sistem PerkapalanFakultas Teknologi Keluatan

4207 100 095

Fakultas Teknologi KeluatanInstitut Teknolgi Sepuluh NopemberSurabaya 2011Surabaya 2011

Dapat mengurangi berapa banyak es balok? Dapat mengurangi berapa banyak es balok? Bagaimana desain kondensor yang efektif dalam

sistem pendingin ini?s ste pe d g Type kondensor mana yang akan digunakan pada

sistem pendingin ini?

Mengurangi Es balok sebesar 25% dari 200 Es Mengurangi Es balok sebesar 25% dari 200 Es balok.

Merancang suatu komponen kondensor dari sisteme a ca g suatu o po e o de so da s stependingin absorbsi sebesar 3,8018 Kw.

Membuat kondensor dari sistem pendingin absorpsi dengan skala sebenarnya.

Prinsip kerja refrigerasi absorbsiPrinsip kerja refrigerasi absorbsi

Prinsip kerja refrigerasi absorbsiPrinsip kerja refrigerasi absorbsiPanas untuk sistem refrigrasi absorpsi uap dapatdiberikan oleh limbah panas yang diambil darid be a o e ba pa as ya g d a b daproses,generator diesel,dll. Dalam kasus tersebutsistem absorpsi memerlukan listrik hanya untukmenjalankan pompa.Tergantung pada suhu yang diperlukan dan biaya energy,mungkin akan ekonomisapabila membangkitkan panas/steam untukapabila membangkitkan panas/steam untukmengoperasikan sistem absorpsi.

KONDENSOR KONDENSORKondensor adalah salah satu jenis alat penukar kalor (heat exchanger) untukpenukar kalor (heat exchanger) untuk mengkondensasi uap menjadi zat cair.

Macam-macam kondensor Kondensor dengan pendinginan air (water

cooled) Kondensor dengan pendinginan udara (air

cooled)K d d di i i Kondensor dengan pendinginan campuran air dan udara (evaporative)

Kondensor dengan pendinginan air (water Kondensor dengan pendinginan air (water cooled)kondensor ini punya 3 type yaitu :kondensor ini punya 3 type, yaitu :1. Shell and tube2 Shell and coil2. Shell and coil3. Double tube

Kondensor dengan pendinginan udara (air Kondensor dengan pendinginan udara (air cooled)

Faktor penting untuk menentukanFaktor penting untuk menentukan kapasitas kondensor adalah :1 Luas permukaan yang diinginkan1. Luas permukaan yang diinginkan.2. Jumlah udara permenit yang dipakai untuk

mendinginkan.g3. Perbedaan suhu antara bahan pendingin dengan

udara.

parameter Type/Value

D 0 0127Heat Exchanger Type

Do = 0,0127m

Di = 0,0117mi ,

Cooling water inlet temp. 27 0C

Cooling water outlet temp. 29 0C

Mass flow rate (m) 0,455 kg/s

Condensor Load (Qc) 3,8018 Kw

Condensing water vapour temp. 100 to 45 0C

Condensing water vapour pressure 9,58 kPa

Condensing water vapour mass flow rate 0,0015 kg/s

poperti air pendingin pada temperatur (27+29)/2 28 0Cpoperti air pendingin pada temperatur (27+29)/2=28 0C

=997,5 kg/m3

8 365E 07 2/v =8,365E-07 m2/sK =0,61 w/m0cPr =5,72C 4178 J/K 0CCp =4178 J/Kg 0C

m =Qc/(Cp*∆t)=3802/(4178 x 2)=3802/(4178 x 2)=0,454978 kg/s

Kondensor diletakkan secara horizontal sehinggan diberikan heat transfer coeffisien rata-rata

Dimana,Dimana,hm =koeffisien rata-rata perpindahan panas (W/m2 0C)

g = gaya gravitasi (m/s)1 = massa jenis air (kg/m3)1 massa jenis air (kg/m )v = massa jenis uap air (kg/m3)hfg = kalor laten (Kj/Kg)k1 = konduktivitas thermal (W/m0C)1Do = diameter luar tube (m)1 = viscositas absolut air (Kg/ms)Tv = temperatur uap (0C)Tw = temperatur dinding (0C)

d d f l d l h ( ) 0Temperatur rata-rata dari condensor film adalah (45+28)/2 = 36,50C1 = 993 kg/m3

v = 1,1774 kg/m3

h 2415 8 J/Khfg = 2415,8 J/Kgk1 = 0,632 W/m0c1 = 0,000651 Kg/msT 45 0CTv =45 0CTw = 28 0Cg = 9,8 m/s2

hm = 1857,43 W/m2 0C

koeffisien perpindahan panas keseluruhan (U) adalah:

Dimana:D0 = diameter luar tube (m)Di = diameter dalam tube (m) i ( )Fi & F0 = faktor kesalahan (fouling factor) pada luar dan dalam permukaan tube = 0.09x10-3 m2 0C/Wk = konduktivitas thermal pada material (W/mK)(karena material yang digunakan stainless steel maka nilai konduktivitasthermalnya adalah 16 W/m-0C untuk suhu 25 0C )

U = 969,3597 W/m2 0C

Setelah nilai U (koeffisien panas rata-rata) selanjutnya akan menghitung ∆Tm dengan menggunakan rumus:

= Perbedaan temperatur panas dan dingin fluida padawaktu masuk=Perbedaan temperature panas dan dingin fluida padaPerbedaan temperature panas dan dingin fluida padawaktu keluar

∆T0 = 71 0C∆TL = 18 0C

Setelah ∆Tm diketahui dapat dicari berapa luasan yang dibutuhkan untuk mendinginkan refrigran yang masuk ke kondensor.

A = 3801,8 / 969,3597 x =0,587599 m²

t = 14,73 meter (diambil 15 meter).

Spesifikasi Tube yang akan dijadikan kondensor Spesifikasi Tube yang akan dijadikan kondensorData dan Ukuran KondensorTube: Panjang (L) = 15000 mm

Di t l (D ) 12 7Diameter luar (D0) = 12,7 mmDiameter dalam (Di) = 11,7 mm

Shell: Panjang (L) = 750 mmDiameter luar (D0) = 300 mmDiameter dalam (Di) = 297 mmDiameter dalam (Di) 297 mm

Performa Kondensor Performa Kondensor

Berikut adalah hasil analisis matematis dengan memvariasikan b d h i k di i k f iperbedaan suhu air untuk mendinginkan refrigran.

Performa Kondensor

3300

3500

3700

3900

w)

2700

2900

3100

3300

Qc

(Kw

performa kondensor

2500

4 5 6 7

∆Tm (⁰C)

kondensorgenerator

evaporatorabsorber

Foto sistem pendingin absorpsi

Refrigran RefrigranAir masukgmasuk keluar

Air keluar

Gambar alat kondensor

Gambar kondensor tampak samping

Gambar alat kondensor

Gambar kondensor tampak samping & tampak atas

Berdasarkan dari apa yang telah dihitung di atas tentang desain danBerdasarkan dari apa yang telah dihitung di atas tentang desain danpembuatan kondensor pada sistem pendingin absorpsi maka, dapatdisimpulkan sebagai berikut:

Dari hasil perhitungan bahwa sistem pendingin ini didesainuntuk dapat mengurangi 25% es balok.Untuk menghasilkan kapasitas (Qc) sebesar 3 8018 Kw padaUntuk menghasilkan kapasitas (Qc) sebesar 3,8018 Kw padakondensor dibutuhkan tube sepanjang 15 meter dengandiameter luar 12,7 mm, dan diameter dalam 11,7 mm dengandiameter shell sebesar 300 mm dan memiliki panjang 750 mmdiameter shell sebesar 300 mm, dan memiliki panjang 750 mm.Semakin besar kapasitas kondensor maka ukuran tube yangdibutuhkan akan semakin panjang, jadi ukuran kondensorberbanding lurus dengan besarnya kasitas yang dihasilkan.berbanding lurus dengan besarnya kasitas yang dihasilkan.

Nilai ∆Tm juga berpengaruh pada besar kecilnyakapasitas yang dihasilkan kondensor. Semakin kecil nilai∆Tm semakin kecil pula kapasitas kondensor yangdihasilkan, sebaliknya semakin besar nilai ∆Tmmaka, semakin besar kapasitas yang dihasilkan.Dari beberapa type kondensor dipilih kondensor dengan

“ h ll d b ” b d l h k d ltype “shell and tube”. Type tersebut dipilih karena dinilaipaling efektiv diterapkan dalam sistem refrigrasi absorbsiini. Hal ini dikarenakan dengan menggunakan pendinginani k k d i k l bih t dair maka proses pengkondensasian akan lebih cepat dan

efektif,juga relatif murah/ekonomis.