COOLING TOWER

I. Landasan Teori

Prinsip pendinginan air dengan menara pendingin didasrakan pada sifat psikometrik

udara yaitu:

- Kelembaban mutlak

- Kelembaban relatif

- Temperatur bola basah

- Titik embun

- Panas lembab

- Entalpi udara lembab

- Volum lembab

dan mekanismenya mengikuti penjenuhan adiabatik, prinsip mekanismenya sebagai

berikut.

1) Air kontak dengan udara

2) Massa air berpindah ke udara

3) Udara menjadi jenuh secara adiabatis

4) Suhu udara turun

5) Suhu air turun

Menara pendingin tersusun dari komponen-komponen sebagai berikut.

a. Rangka dan wadah

Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup

luar (wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang

lebih kecil, seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka.

b. Isian

Terdapat dua jenis bahan pengisi, yakni:

Bahan pengisi berbentuk percikan/splash fill: air jatuh di atas lapisan

yang berurut dari batang pemercik horizontal, secara terus-menerus pecah

menjaditetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan

pengisi. Bahan pengisi percikan dari plastic memberikan perpindahan

panas yang lebih baik daripada bahan pengisi percikan dari kayu.

Bahan pengisi berbentuk film: terdiri dari permukaan plastic uang

yipisdengan jarak yang berdekatan dimana di atasnya terdapat semprotan

air,membentuk lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan

udara.Permukaannya dapat berbentuk datar bergelombang, berlekuk, atau

polalainnya. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan memberi

perpindahan panasyang sama dalam volume yang lebih kecil daripada

bahan pengisi jenis splash.

c. Kolam air dingin

Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima

air dingin yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi.

Kolam biasanya memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air

dingin.

d. Drift eliminator

Alat ini menangkap tetesan air yang terjebak dalam aliran udara agar tidak hilang

ke atmosfer.

e. Saluran udara masuk

Ini adalah titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk ini dapat

berada pada seluruh sisi menara.

f. Saluran masuk air

Ini adalah titik masuk bagi air menuju menara

g. Fan

Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan di dalam

menara. Fan ini disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki.

Selain tersusun dari berbagai macam komponen, ada beberapa macam atau jenis

menara pendingin, yaitu:

o Natural Draft

Untuk menara jenis ini, aliran udara bergerak secara alami berdasarkan perbedaan

berat jenis.

o Mechanical Draft

Untuk menara jenis ini, aliran udara bergerak karena gaya dari fan. Gaya tersebut

adalah forced draft dan induced draft.

Adapun jenis menara berdasarkan bentuknya yaitu:

Bottle shape cooling tower

Rectangular shaped cooling tower

Hyperbolic shaped cooling tower

Kinerja suatu cooling tower diukur dari beberapa poin berikut.

o Range

Range yaitu perbedaan antara suhu air masuk dan keluar

o Approach

Approach yaitu perbedaan suhu air dingin keluar dengan wet bulb temperature

o Efektivitas

Efektivitas yaitu perbandingan antara range nyata dengan range ideal

= (suhumasuk cooling water , CW – suhukeluar cooling water , CW )

(suhumasuk cooling water ,CW−suhu wet bulb)

o Kapasitas Pendinginan

Kapasistas pendinginan yaitu jumlah panas yang dibuang.

o Kehilangan Penguapan

Kehilangan penguapan yaitu jumlah air yang terbawa udara.

o Siklus Konsentrasi (COC)

Siklus konsentrasi yaitu perbandingan padatan terlarut dalam air sirkulasi

terhadap padatan terlarut dalam make up water.

o Kehilangan Blowdown

Kehilangan blowdown didefinisikan sebagai kehilangan penguapan atau (COC-1)

o Perbandingan cair-gas

Perbandingan cair-gas yaitu rasio antara laju alir massa air dan udara.

Perancangan menara pendingin dapat dilakukan dengan menggunakan rumusan

sebagai berikut.

Z= GK y a∫

dHHi−H

Tahap-tahap dalam perancangan menara cooling tower meliputi:

1) Membuat garis kesetimbangan

2) Membuat garis operasi

3) Membuat garis penghubung antara garis operasi dan garis kesetimbangan

4) Mengintegrasi (menghitung luas di bawah kurva)

Adapun beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perancangan menara cooling

tower yaitu sebagai berikut.

1) Make up water

2) Blowdown

3) Pertumbuhan lumut

4) Tenaga penggerak udara

5) Aliran air

II. Percobaan

II.1. Alat dan Bahan

Alat

1 unit cooling tower yang telah terpasang dan beroperasi

Thermometer bolakering-bola basah (higrometer)

Bahan

Aliran air (air keran)

II.2. Gambar Cooling Tower

II.3. Prosedur Kerja

Langkah kerja pengamatannya adalah sebagai berikut:

(1) Ukur suhu bola kering dan suhu bola basah udara masuk

(2) Ukur suhu bola kering dan suhu bola basah udara keluar

(3) Ukur suhu air masuk

(4) Ukur suhu air keluar

II.4. Data Pengamatan

………………….

III. Pembahasan

Praktikum yang dilakukan adalah cooling tower. Yang mana dimaksudkan untuk

mengetahui bagaimana kinerja suatu cooling tower, setelah praktikum dilakukan

perhitungan terhadap nilai range, approach, efektivitas, kapasitas pendinginan,

kapasitas penguapan dan perbandingan antara gas-cair.

Berdasarkan hasil percobaan menunjukkan kinerja coolig tower yang baik. Dilihat

dari efektivitasnya, berdasarkan data yang diambil, efektivitas cooling tower ……….

Selain itu dilihat dari kapasitas pendinginan dan penguapannya, Kapasitas

pendinginan berkisar antara …. kW hingga …. kW. Kapasitas penguapan berkisar

pada ….. kg H2O/m2s.

Pada data yang didaptkan dilakukan juga perhitungan Kya dan Kga yang

menjukkan perpindahan massa volumetrik pada fasa gas.Data yang dapat diolah

hanyalah yang memenuhi ketentuan yaitu suhu air keluar lebih dingin dari suhu air

masuk dan apabila temperatur semakin tinggi maka kelembaban dan entalpinya akan

semakin besar.

Berdasarkan data yang diambil, dipeoleh nilai harga Kya dan Kga …… Hal ini

dapat terjadi karena percobaan cooling tower ini dilakukan lebih dulu sebelum

percobaan shell and tube heat exchanger dilakukan dan keadaan sebelum praktikum

cuaca tidak mendukung yakni hujan. Sehingga suhu air masuk masih dalam keadaan

dingin.

Adapun perpindahan panas yang terjadi pada cooling tower ini adalah panas

sensible dari air panas ke udara yang lebih dingin yang mengakibatkan turunnya

temperatur air. Proses perpindahan panas terjadi antara panas yang dibawa oleh air

dan panas yang dibawa udara agar dapat menguapkan kandungan uap air dari fasa air.

Semakin banyak kontak antara air dengan udara maka akan semakin besar nilai

humidity-nya. Bila semakin besar kontak maka akan semakin banyak terjadinya

perpindahan panas maupun massa. Cara memperbesar kontak antara air dengan udara

yaitu dengan menambah sekat-sekat pada cooling tower.

Perpindahan massa terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi. Pada saat

pertama kali udara yang masuk bersifat tidak jenuh dan saat keluar dari atas cooling

tower  udara akan jenuh yang memiliki cukup banyak kandungan uap air. Semakin

tinggi temperatur maka nilai humidity juga akan semakin besar.

IV. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

Nurcahyo.2013.Jobsheet Praktikum Cooling Tower.Bandung:Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Bandung.

Horrison.2009.Cooling Tower http://www.harrisoncoolingtower.com.diakses 13 mei 2013