PENGARUH VORTEKS GENERATOR TERHADAP EFEKTIFITAS …

Created y Le lit a g UHAMKA │ si akip.uha ka.a .id │le lit.uha ka.a .id

LAPORAN

PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)

PENGARUH VORTEKS GENERATOR TERHADAP EFEKTIFITAS KINERJA COOLING TOWER FORCED DRAFT

Tim Pengusul

Oktarina Heriyani, S.Si., M.T (0305067702)

Dr. Dan Mugisidi, S.T., M.Si (0301126901)

P.H Gunawan, S.T., M.T (0315046802)

Nomor Surat Kontrak Penelitian : 734/F.03.07/2019

Nilai Kontrak : Rp.15.000.000,00

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA

TAHUN 2020


ABSTRAK

Cooling tower sangat diperlukan saat ini dalam rangka efesiensi dan konvensi energi untuk sirkulasi pendinginan. Jenis cooling tower yang digunakan tergantung dari tingkat kinerjanya. Salah satu jenis cooling tower yang digunakan pada penelitian ini adalah forced draft. Cooling tower pada penelitian ini ditambahkan vorteks generator dengan tujuan untuk meningkatkan efektivitas kinerja. Hal ini dikarenakan cooling tower forced draft pada pemanfaatannya menghasilkan kinerja yang tidak sepadan dengan biaya yang dikeluarkan. Hasil yang didapat merupakan perbandingan efektivitas kinerja cooling tower forced draft dengan penambahan vorteks dan tanpa penambahan vorteks. Penelitian ini dilaksanakan di bengkel dan laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik UHAMKA selama 6 bulan. Proses penelitian ini melalui beberapa tahapan, persiapan, desain, pembuatan, perakitan, pengujian, pengambilan data, pengolahan data, pelaporan, dan luaran. Berdasarkan hasil penelitian didapat bahwa efektifitas kinerja dari cooling tower forced draft dengan menambahkan vortex didapat sebesar 90,72%.

Kata kunci: cooling tower, vortex, forced draft, efektivitas

i


DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL

HALAMAN PENGESAHAN

SURAT KONTRAK PENELITIAN

ABSTRAK i

DAFTAR ISI ii

DAFTAR TABEL iii

DAFTAR GAMBAR iv

BAB 1. PENDAHULUAN 1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 3

BAB 3. METODE PENELITIAN 8

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 12

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 18

BAB 6 LUARAN YANG DICAPAI 19

BAB 7 RENCANA TINDAK LANJUT DAN PROYEKSI HILIRISASI 21

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ii


DAFTAR TABEL

iii


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skematik Cooling Tower 3

Gambar 2.2 Range Cooling Tower 4

Gambar 2.2 Range Cooling Tower 5

Gambar 2.4 Roadmap Penelitian 6



Gambar 3.1 Alur Penelitian 9

Gambar 3.2 Desain Penelitian 10

Gambar 3.3 Bagan Penelitian 11

Gambar 4.1 (a) Nilai Range Hari Pertama 12

Gambar 4.1 (b) Nilai Range Hari Kedua 13

Gambar 4.1 Nilai Range (c) Hari Ketiga 13

Gambar 4.2 (a) Nilai Approach Hari Pertama 14

Gambar 4.2 (b) Nilai Approach Hari Kedua 14

Gambar 4.2 (c) Nilai Approach Hari Ketiga 14

Gambar 4.3 (a) η Hari Pertama 15

Gambar 4.3 (b) η Hari Kedua 15

Gambar 4.3 (c) η Hari Ketiga 15

Gambar 4.4 (a) Q Hari Pertama 16

Gambar 4.4 (b) Q Hari Kedua 17

Gambar 4.4 (c) Q Hari Ketiga 17

iv


DAFTAR LAMPIRAN

Luaran Wajib

Luaran Tambahan

v


BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada produksi di industri, khususnya slab stell plant (SSP), sistem pendinginan

sangat dibutuhkan untuk menjaga agar suhu pada mesin produksi dapat bekerja

optimal. Sistem pendingin yang digunakan salah satunya adalah cooling tower.

Proses pada sistem pendingin ini, air pendingin yang berasal dari alat atau sistem

penukar panas akan didinginkan di menara pendingin dengan cara berlawanan arah

mengontakkan dengan yang dilewatkannya. Jika zat cair panas dikontakkan

dengan gas tak jenuh, sebagian dari zat cair itu akan menguap dan suhu zat cair

akan turun. Penurunan suhu zat cair demikian biasanya merupakan tujuan dari

berbagai operasi kontak gas dan zat cair.

Cooling tower didefinisikan sebagai alat penukar kalor yang digunakan

sebagai pendingin udara dengan udara sebagai media pendinginnya. Untuk

menghasilkan kerja maksimal, diperlukan bahan pengisi yang berfungsi untuk

menghambat laju aliran udara sehingga kontak fluida dan udara akan semakin lama.

Peningkatan efektivitas pendinginan cooling tower akan mempengaruhi

terbuangnya sebagian air ke udara karena proses penguapan (EL-Wakil, M.M., dan

Jasjfi, 1992). Akan tetapi, kehilangan air pada saat terjadi penguapan merupakan

penilaian karakteristik cooling tower yang lebih baik.

Jenis cooling tower yang digunakan tergantung dari tingkat kinerja yang

dihasilkan cooling tower berikut. Salah satu jenis cooling tower yang jarang sekali

dipakai di industri adalah forced draft(Siallagan, 2017). Akan tetapi, cooling tower

jenis forced draft sudah mulai dipakai oleh berbagai cabang industri (Brin, 2015)

karena resistensi udara yang tinggi, kipas relatif tidak berisik (Sobirin, 2016) dan

secara teoritis udara masuk yang dihasilkan cooling tower forced draft lebih dingin

sehingga daya yang dikeluarkan lebih kecil (Suhardi Putra, 2015). Namun

demikian, efisiensi yang dimiliki cooling tower forced draft lebih kecil (Sobirin,

2016) dibandingkan cooling tower induced draft (Arrad Ghani Safitra, Fifi Hesty

Sholihah, 2016).

1


Oleh karena itu, untuk meningkatkan efisiensi pada cooling tower, maka

aliran udara diubah menjadi vorteks sehingga dapat memperluas jangkauan pada

sirkulasi udara dan meningkatkan efisiensi pada cooling tower.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang diangkat pada penelitian ini, yaitu tingginya biaya yang

harus dikeluarkan, sedangkan efektivitas yang dihasilkan tidak sepadan pada

cooling tower draft force. Untuk mengatasi tersebut, penelitian ini

menggunakan vorteks generator untuk meningkatkan efektivitasnya.

Bagaimana pengaruh vorteks generator untuk peningkatan efektivitas kinerja

cooling tower forced draft akan diteliti dan dibahas pada penelitian ini.

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini, meneliti pengaruh – pengaruh yang timbul dengan

penambahan vorteks generator pada cooling tower forced draft untuk

peningkatan efektifitas kinerjanya. Untuk mencapai tujuan tersebut, peneliti

mengambil skema Penelitian Pengembangan IPTEKS (PPI) karena pada

penelitian ini mengarah pada update teknologi yang akan memberikan solusi

pada permasalahan peningkatan efektivitas kinerja cooling tower forced draft.

1.4 Urgensi / Manfaat Penelitian

Indonesia merupakan negara yang mempunyai sumber daya alam yang sangat

besar dan melimpah, salah satunya adalah panas bumi. Pemanfaatan panas bumi

biasanya digunakan sebagai penggerak turbin dengan memanfaatkan panas

yang ada di dalam inti lapisan bumi. Proses pemanfaatan panas bumi ini

memerlukan cooling tower untuk memproses air panas menjadi air dingin dan

berfungsi sebagai unit pembuangan akhir yang berupa uap atau gas ke atmosfer.

Dengan adanya pendinginan air yang berasal dari proses pendinginan tersebut

maka beban kalor yang terjadi di cooling tower dapat diketahui sehingga

pendinginan air yang berassal dari pendinginan mesin dapat berjalan dengan

baik. Hal tersebut menjadi urgensi penelitian ini dengan menganalisa kinerja

cooling tower maka dapat diketahui kondisi operasional cooling tower saat itu.

2


BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Cooling tower diartikan sebagai alat penukar kalor yang kerja fluidanya adalah

udara dan air dengan fungsi sebagai pendingin air yang mengontakannya ke udara

sehingga sebagian kecil air akan diuapkan. Biasanya, untuk menggerakan udara

secara vertikal ke atas atau horizontal melintasi cooling tower dengan

menggunakan satu atau lebih kipas propeller(Handoyono, 2015). Cooling tower

mampu menurunkan suhu air yang berlebih dari peralatan-peralatan yang hanya

menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator mobil sehingga

biayanya lebih efektif dan efisien energinya.

Gambar 2.1 Skematik Cooling Tower

Kinerja cooling tower dikaji pada tingkat approach dan cooling range untuk

mengidentifikasi bidang terjadinya pemborosan energy dengan memberikan saran

perbaikan. Meskipun, range dan approach harus dikontrol, akan tetapi approach

merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja cooling tower.

3


Semakin rendah temperaturr bola basah udara yang masuk maka semakin

efektif cooling tower tersebut. (Ilvana M, 2000), kinerja cooling tower dikaji pada

tingkat approach dan cooling range untuk mengidentifikasi bidang terjadinya

pemborosan energy dengan memberikan saran perbaikan. Meskipun, range dan

approach harus dikontrol, akan tetapi approach merupakan indikator yang lebih

baik untuk kinerja cooling tower. Semakin rendah temperaturr bola basah udara

yang masuk maka semakin efektif cooling tower tersebut. Ada beberapa faktor yang

mempengaruhi efektivitas kinerja cooling tower, yaitu jumlah permukaan air yang

mengalami kontak dengan udara, dan lama waktu saat pengontakan air dengan

udara, kecepatan udara yang melalui Menara, dan arah aliran udara yang

berhubungan dengan permukaan kontak air (paralel, tegak lurus atau berlawanan).

Gambar 2.2 Range Cooling Tower

Tipe cooling tower induced draft lebih sedikit resirkulasi dibandingkan

cooling tower forced draft dengan kecepatan keluarya sebesar tiga hingga empat

kali lebih tinggi daripada udara masuk.

4


Gambar 2.3 Cooling Tower

Kinerja coolingg tower dievaluasi untuk membahas nilai rancangan,

mengidentifikasi pemborosan energi, dan untuk sarana perbaikan pada mesin

cooling tower sehingga memberikan dampak yang lebih baik pada cooling tower

tersebut (Danial Ahmad Fauzi1 & Rudiyanto, 2016). Parameter untuk mengukur

kinerja cooling tower sebagai berikut.

a. Range

Range merupakan perbedaan atau jarak antara temperatur air masuk dan

keluar cooling tower. Nilai range yang tinggi menunjukkan bahwa cooling tower

mampu menurunkan suhu air secara efektif dan cara kinerjanya baik. Akan tetapi

range tidak ditentukan oleh cooling tower, tetapi proses akan melayani. Range pada

alat penukar kalor ditentukan untuk seluruh beban panas dan laju sirkulasi air

melalui penukar panas dan menuju ke air pendingin. (H et al., 2014), pada variasi

menggunakan fill, perubahan temperatur terendah 31.830C dan perubahan

temperatur dari temperatur awal, maka nilai range dari cooling tower akan semakin

baik.

b. Approach

Approach adalah perbedaan antara suhu air dingin keluar cooling tower dan

temperature wet bulb. Semakin rendah nilai approach maka semakin baik kinerja

cooling tower. Semakin dekat approach terhadap wet bulb maka semakin mahal

cooling tower karena akan meningkatkan ukuran cooling tower tersebut. Approach

merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja menara pendingin.

5


Analisa kinerja cooling tower didapatkan nilai range16,4830C – 18,4240C, nilai

approach 5,0170C – 5,7280C dan nilai efektifitas 76,688 % (Fauzi et al., 2015).

Para peneliti banyak melakukan penelitian untuk mendapatkan kinerja

cooling tower, seperti roadmap penelitian pada gambar 2.4. Peneliti menentukan

riset yang telah diteliti sebelumnya hanya pada tahun 2019 untuk mendapatkan

novelty dari kinerja cooling tower, yaitu menggunakan vortex generator pada

cooling tower draft force sebagai novelty pada penelitian ini.

Gambar 2.4 Roadmap Penelitian

(Hamad, 2019), hasil percobaan menunjukkan bahwa peningkatan

efektivitas sebesar 22% dan 30% untuk NDWCT dan FDWCT ketebalan isian 20

cm. Optimasi cooling tower diselesaikan dengan menggunakan algoritma optimasi

partikel counterflow dengan melibatkan efektivitas dan laju penguapan air,

sedangkan laju aliran udara dan air sebagai variabel keputusan(Zhang & Zhang,

Huan, 2019). Studi uji A field dilakukan pada rancangan menara pendingin basah

alami untuk menyelidiki secara kuantitatif distribusi diameter tetesan air di zona

hujan untuk pertama kalinya. Hasilnya menunjukkan bahwa tersebar di antara 0,312

mm dan 15 mm, terlepas dari kecepatan angin silang (Chen & Sun, 2019).

6


Penelitian yang dilakukan peneliti ini sejalan dengan roadmap peneliti, yaitu

pada konversi energi dengan bidang khusus vortex generator pengaplikasiannya

pada heat exchanger dengan bermuara pada efesiensi energi dalam

mengembangkan energy terbarukan yang sejalan dengan roadmap program studi

dan fakultas., seperti tergambar pada gambar 2.5 di bawah ini.

Gambar 2.5 Roadmap Peneliti

7


BAB 3. METODE PENELITIAN

Alir proses penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan untuk mencapai

luaran yang telah ditargetkan. Tahapan yang dilakukan mulai dari persiapan,

mendesain alat, membuat prototipe, perakitan, pengujian, dan pembuatan laporan

serta publikas seperti tergambar pada bagan di bawah ini.

Mulai

Persiapan

Desain

Pembuatan

Perakitan

Pengambilan Data

Pengujian

Pengolahan Data

Publikasi Laporan

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian

Tahapan awal penelitian ini dimulai dengan melakukan persiapan, yaitu

bahan – bahan untuk pembuatan prototipe, seperti akrilik, flowmeter, water heater,

termometer bola, spuyer springkle, lem, alumunium, pipa siku, valve, dan holo.

Selanjutnya, peneliti mendesain alat penelitian seperti tergambar pada gambar 3.2

berikut ini.

8


Gambar 3.2 Desain Penelitian

Desain alat pengujian berupa menara pendingin dengan menggunakan

bahan pengisi vorteks generator sebagai penghambat yang berdasarkan

model alat uji Ramkumar dan Raguphaty (Ramakrishnan & Arumugam,

2012). Ketebalan akrilik yang digunakan adalah 5 mm dengan total

ketinggian 195 cm. Ukuran menara dari �� × �� menjadi �� × ��.

9


Hal ini dikarenakan luas penampang alat simulasi Ramkumar dan

Raguphaty �� dibagi dengan jumlah lubang filler sebanyak 56 yang

sama.

Jumlah air dan udara yang masuk kedalam alat uji bernilai sama

besar (Ramakrishnan & Arumugam, 2012), yaitu 1 � �� . Air dari bak

(basin) dipompa melalui pipa pvc dengan diameter ½” menuju storage.

Air yang sudah berada di dalam storage di panaskan menggunakan heater

hingga temperatur 60,1℃ dikarenakan selama 2 jam pemakaian heater

mampu mencapai suhu tersebut dengan stabil.

Air yang sudah dipanaskan di alirkan melalui flowmeter dengan

menggunakan valve sebagai pengatur debit. Air yang sudah melalui

flowmeter dikeluarkan di atas menara melalui springkle untuk memecah

air menjadi butiran-butiran kecil. Kelebihan air didalam storage dibuang

kembali menuju bak air. Pada waktu yang bersamaan, udara dari

kompresor disalurkan melalui pipa dengan diameter 1/2” menuju bagian

bawah menara. Sebelum angin masuk ke menara, angin diatur valve

melalui flow meter untuk diukur debitnya.

Temperatur diukur menggunakan temperatur digital yang diletakkan pada

saluran masuk air, saluran keluar air di dalam simulasi cooling tower, saluran udara

masuk, saluran udara keluar, temperatur bola basah pada saluran udara masuk,

temperatur bola kering pada saluran udara masuk. Vorteks generator yang

digunakan sebagai penghambat adalah rectangular winglet sebanyak 3 pasang yang

terbuat dari plat alumunium dengan ukuran �� × ��. Kemirangan untuk

setiap pasangnya sebesar ° dengan jarak 35 cm.

Pengambilan data dilakukan selama 2 jam agar jarak temperatur lingkungan yang

terjadi saat pengambilan data tidak terlalu berbeda. Sebelum melakukan pengujian, peneliti

membuat simulasi sistem cooling tower yang dilanjutkan dengan pengecekan kebocoran.

Uji kebocoran dilakukan dengan mengamati sambungan pipa dengan kompresor

dan sambungan pipa air masuk dengan pompa.

10


Pengujian dilakukan selama 6 hari, yaitu 3 hari untuk cooling tower tanpa vorteks

generator dan 3 hari untuk cooling tower dengan vorteks generator. Pengujian dilakukan

selama 2 jam dengan jarak pengambilan data setiap 15 menit.

Data yang diambil adalah debit air masuk, angin masuk, temepratur air

masuk dan keluar, temperatur udara masuk dan keluar, temperatur bola basah dan

kering, serta kecepatang angin dan kecepatan air. Selesai pengambilan data,

dilakukan pengolahan data untuk kapasitas, efektivitas, dan bilangan Reynold

sehingga akan diketahui pengaruh penambahan vorteks generator terhadap

peningktan efektifitas kinerja cooling tower forced draft.

Untuk lebih jelasnya tentang aspek yang akan diteliti dan target yang akan

dicapai, dapat dilihat pada bagan di bawah ini.

Gambar 3.3 Bagan Penelitian

11


BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil pengujian didapat bahwa bilangan Reynold pada cooling tower

dengan vorteks adalah , × − untuk udara dan . , untuk air.

Sedangkan bilangan reynold pada cooling tower tanpa vorteks generator adalah , × − untuk udara dan , × −9 pada air. Artinya, cooling tower

dengan vorteks generator dapat memunculkan vorteks. Ini disebabkan vorteks

terjadi pada bilangan reynold lebih dari 50 (Ciptoadi, 2011).

Pada grafik gambar 4.1 terlihat bahwa vorteks yang ditambahkan pada

cooling tower memiliki rata-rata range lebih besar dibandingkan range pada

cooling tower tanpa vorteks generator. Range terbesar pada cooling tower dengan

vorteks generator adalah 8,2 ℃ sedangkan cooling tower tanpa vorteks generator

memiliki range sebesar 4,3℃. Ini dikarenakan cooling tower dengan vorteks

generator menurunkan suhu lebih besar dibandingkan cooling tower tanpa vorteks

generator. Nilai Range yang tinggi menandakan cooling tower mampu menurunkan

temperatur secara efisien dengan kinerja yang baik (Indrawati & Ginanjar, 2018).

Oleh itu, vorteks generator yang ditambahkan pada cooling tower jenis forced draft

dapat meningkatkan penurunan suhu pada cooling tower.

Gambar 4.1 (a) Hari Pertama

0

2

4

6

8

10

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

°C

WaktuCT 1,a (°C) CT 2,a(°C)

12


Gambar 4.1 (b) Hari Kedua

Gambar 4.1 (c) Hari Ketiga

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Range Hari Pertama, Kedua, Dan Ketiga

Pada grafik gambar 4.1 terlihat bahwa vorteks yang ditambahkan pada

cooling tower memiliki rata-rata range lebih besar dibandingkan range pada

cooling tower tanpa vorteks generator. Range terbesar pada cooling tower dengan

vorteks generator adalah 8,2 ℃ sedangkan cooling tower tanpa vorteks generator

memiliki range sebesar 4,3℃. Ini dikarenakan cooling tower dengan vorteks

generator menurunkan suhu lebih besar dibandingkan cooling tower tanpa vorteks

generator. Nilai Range yang tinggi menandakan cooling tower mampu menurunkan

temperatur secara efisien dengan kinerja yang baik (Indrawati & Ginanjar, 2018).

Oleh itu, vorteks generator yang ditambahkan pada cooling tower jenis forced draft

dapat meningkatkan penurunan suhu pada cooling tower.

0

2

4

6

8

10

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

°C

Waktu

CT 1,b (°C) CT 2,b(°C)

0

2

4

6

8

10

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

°C

WaktuCT 1,c (°C) CT 2,c(°C)

13


Dari hasi nilai range, akan didapat nilai approach, seperti terlihat pada

gambar 4.2 berikut ini.




Gambar 4.2 (a), (b), (c) Grafik Perbandingan Approach

0

10

20

30

40

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

°C

WaktuCT 1,a (°C) CT 2,a (°C)

0

5

10

15

20

25

30

35

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

°C

Waktu

CT 1,b (°C) CT 2,b (°C)

0

10

20

30

40

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

°C

WaktuCT 1,c (°C) CT 2,c (°C)

14


Gambar 3.2 menunjukkan rata-rata approach cooling tower dengan vorteks

generator memiliki approach lebih kecil dibandingkan cooling tower tanpa vorteks

generator. Approach terkecil pada cooling tower dengan vorteks generator adalah , ℃, sedangkan approach terkecil pada cooling tower tanpa vorteks generator

adalah , ℃. Artinya, approach dengan vorteks generator lebih rendah

dibandingkan approach tanpa vorteks generator. Maka dari itu, kinerja cooling

tower dengan vorteks generator lebih mendekati temperatur lingkungan sesuai

fungsi utama cooling tower. Cooling tower dengan vorteks generator lebih baik dari

pada cooling tower tanpa vorteks generator karena semakin rendah nilai approach,

semakin baik kinerja cooling tower (Fauzi et al., 2016). Maka dapat dikatakan

bahwa penerapan vorteks generator mampu menurunkan nilai approach pada

cooling tower jenis forced draft.

Kinerja cooling tower dikaji pada tingkat approach dan cooling range untuk

mengidentifikasi bidang terjadinya pemborosan energy dengan memberikan saran

perbaikan. Meskipun, range dan approach harus dikontrol, akan tetapi approach

merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja cooling tower. Semakin rendah

temperaturr bola basah udara yang masuk maka semakin efektif cooling tower

tersebut. (Ilvana M, 2000), kinerja cooling tower dikaji pada tingkat approach dan

cooling range untuk mengidentifikasi bidang terjadinya pemborosan energi dengan

memberikan saran perbaikan. Meskipun, range dan approach harus dikontrol, akan

tetapi approach merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja cooling tower.

Semakin rendah temperaturr bola basah udara yang masuk maka semakin efektif

cooling tower tersebut.

Nilai range dan approach yang didapat pada gambar 4.1 dan 4.2

menggambarkan efesiensi yang didapat seperti terlihat pada gambar 4.3 berikut ini.

15





Gambar 4.3 Perbandingan η Hari Pertama, Kedua, dan Ketiga

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

%

Waktuη ,a (%) η ,a (%)

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

%

Waktuη ,b (%) η ,b (%)

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

%

Waktu

η ,c (%) η ,c (%)

15


Gambar 4.3 (a), (b), dan (c) menunjukkan rata-rata η yang dimiliki pada

cooling tower dengan vorteks generator lebih besar dibandingkan η pada cooling

tower tanpa vorteks generator. Nilai η terbesar pada cooling tower dengan vorteks

generator adalah , %, sedangkan η terbesar pada cooling tower tanpa vorteks

generator adalah , %. Ini berarti η pada cooling tower dengan vorteks

generator lebih besar dibandingkan η cooling tower tanpa vorteks generato maka

dapat dikatakan bahwa penerapan vorteks generator sebagai pemecah aliran udara

mampu meningkatkan sirkulasi udara dan meningkatkan efisiensi pada cooling

tower. Kinerja coolingg tower dievaluasi untuk membahas nilai rancangan,

mengidentifikasi pemborosan energi, dan untuk sarana perbaikan pada mesin

cooling tower sehingga memberikan dampak yang lebih baik pada cooling tower

tersebut (Danial Ahmad Fauzi1 & Rudiyanto, 2016).

Efesiensi yang dihasilkan dengan penggunaan vortex generator

berpengaruh terhadap kapasitas yang dihasilkan cooling tower forced draft dengan

dan tanpa menggunakan vortex generator, seperti terlihat pada gambar 4.4 berikut

ini.


0,000

200,000

400,000

600,000

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

J/s

Waktuq 1,a (j/s) q 2,a (j/s)

16




Gambar 4.4 Grafik Perbandingan � pada Hari Pertama, Kedua, dan Ketiga.

Gambar 4.4 (a), (b), (c) menunjukkan nilai � pada cooling tower dengan vorteks

generator lebih besar dibandingkan � pada cooling tower tanpa voteks generator sebesar

vorteks generator , �. Hal ini menunjukkan jumlah kalor yang dibuang oleh

cooling tower dengan vorteks generator lebih besar. Oleh karena itu, penerapan vorteks

generator dapat meningkatkan kapasitas pendinginan pada cooling tower jenis forced draft.

0,000

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

J/s

Waktuq 1,b (j/s) q 2,b (j/s)

0,000

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15 16.30

J/s

Waktu

q 1,c (j/s) q 2,c (j/s)

17


BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan penelitian dapat disimpulkan bahwa cooling

tower forced draft dengan menggunakan vortex generator menghasilkan nilai

range yang lebih besar dan nilai approach yang lebih kecil daripada cooling tower

forced draft tanpa vortex generator sehingga penggunaan vorteks generator tipe

rectangular winglet pada bahan pengisi meningkatkan efisiensi sebesar 90,72 %.

5.2 Saran

Penelitian yang dilakukan ini secara eksperimen, maka peneliti menyarankan untuk

dilakukan secara numerik dengan menggunakan CFD untuk membandingkan hasil

yang didapat sehingga dapat dilakukan validasi.

18


BAB 6 LUARAN YANG DICAPAI

Luaran yang dicapai berisi Identitas luaran penelitian yang dicapai oleh peneliti sesuai dengan skema penelitian yang dipilih.

Jurnal

IDENTITAS JURNAL 1 Nama Jurnal Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics

and Thermal Sciences 2 Website Jurnal www.akademiabaru.com/arfmts.html

3 Status Makalah Submitted

4 Jenis Jurnal Jurnal International Q3 terindex scopus 4 Tanggal Submit 21 April 2020 5 Bukti Screenshot submit

Pemakalah di seminar

IDENTITAS SEMINAR 1 Nama Jurnal INTERNATIONAL CONFERENCE on ADVANCED

MECHANICAL and INDUSRTIAL ENGINEERING (ICAMIE)

http://www.akademiabaru.com/arfmts.html


2 Website Jurnal http://icamie.untirta.ac.id/

3 Status Makalah Submitted

4 Jenis Prosiding Prosiding International terindeks scopus 4 Tanggal Submit 29 April 2020 5 Bukti Screenshot submit

20


BAB 7

RENCANA TINDAK LANJUT DAN PROYEKSI HILIRISASI

Hasil Penelitian Penelitian yang dilakukan peneliti ini termasuk dalam pengembangan ilmu. Hal ini dikarenakan penelitian tentang pengaplikasian vortex pada cooling tower telah banyak dilakukan dan terus dikembangkan untuk akhirnya para peneliti mencari efesiensi yang terbesar dalam pengaplikasiannya. Pada penelitian ini, peneliti mengembangkan cooling tower forced draft dengan menggunakan vortex untuk mendapatkan percepatan dalam penurunan temperatur sehingga menghasilkan efesiensi terbesar pada hasil akhirnya. Di mana sebelumnya, cooling tower forced draft pada pemanfaatannya menghasilkan kinerja yang tidak sepadan dengan biaya yang dikeluarkan.

Rencana Tindak Lanjut

Rencana tindaklanjut yang akan dilakukan peneliti akan melakukan penelitian lanjutan untuk secara numerik dengan menggunakan CFD untuk membandingkan hasil yang didapat peneliti secara numerik. Ini diperlukan peneliti untuk memvalidasi hasil yang didapat secara numerik dan eksperimen untuk penerapannya dalam skala lab. Setelah itu, peneliti akan membuat prototipe cooling tower forced draft dengan menggunakan vortex pada skala lab. Kemudian, dilakukan pengujian prototipe skala lab yang selanjutnya baru untuk skala penerapannya dan dilakukan pengujian kembali. Jika hasil efesiensi pada skala penerapannya mencapai hasil yang maksimal, maka baru akan peneliti paten kan untuk peneliti lanjutkan untuk skala industri dengan hasil yang harus dicapai peneliti adalah pemanfaatannya menghasilkan kinerja yang sepadan dengan biaya yang dikeluarkan.

21


DAFTAR PUSTAKA

Arrad Ghani Safitra, Fifi Hesty Sholihah, I. N. F. (2016). KARAKTERISTIK MENARA PENDINGIN TIPE INDUCED DRAFT DENGAN BAHAN ISIAN KAIN FLANEL. 87–94.

Brin, A. A. (2015). THERMAL EFFICIENCY OF FORCED DRAFT COOLING TOWER WITH FULL THERMAL EFFICIENCY OF FORCED DRAFT COOLING TOWER WITH FULL CONE NOZZLES A . V . Luikov Heat and Mass Transfer Institute National Academy of Sciences of Belarus. June.

Chen, X., & Sun, F. (2019). Field test study on water droplet diameter distribution in the rain zone of anatural draft wet cooling tower. Applied Thermal Engineering, 1–8.

Danial Ahmad Fauzi1, & Rudiyanto, B. (2016). ANALISA PERFORMA MENARA PENDINGIN PADA PT. GEO DIPA ENERGI UNIT DIENG. Jurnal Ilmiah Rotari, 1 no 1, 25–32.

EL-Wakil, M.M., dan Jasjfi, E. (1992). Power Plant Technology. Erlangga.

Fauzi, D. A., Rudiyanto, B., & Dieng. (2016). ANALISA PERFORMA MENARA PENDINGIN PADA PT . GEO DIPA.

Fauzi, D. A., Rudiyanto, B., Dieng, U., Fauzi, D. A., Rudiyanto, B., Terbarukan, T. E., Teknik, J., & Jember, P. N. (2015). Analisa Performa Menara Pendingin Pada Pt . Geo Dipa. Jurnal Ilmiah Rotari.

H, A. T., S, D. L., & Sutjahjono, H. (2014). ANALISIS BEBAN KALOR COOLING TOWER INDUCED DRAFT COUNTERFLOW DENGAN BAHAN PENGISI BAMBU WULUNG ( Heat Load Analysis Of Induced Draft Counterflow Cooling Tower With Bamboo Filler Wulung ) Abstrak Pendahuluan Metode Penelitian.

Hamad, F. (2019). Evaluation of Thermal Performance for Natural and Forced Draft Wet Cooling Tower. Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 17–29. https://research.tees.ac.uk/en/publications/evaluation-of-the-thermal-performance-for-a-natural-and-a-forced-

Handoyono, Y. (2015). Analisa Performa Cooling Tower LCT 400 Pada PT. XYZ, Tambun Bekasi. Analisa Performa Cooling Tower LCT 400 Pada PT. XYZ, Tambun Bekasi.

Ilvana M. (2000). Analisa Perhitungan Karakteristik dan Efektifitas Homon Cooling Towers. Universitas Diponogero, Semarang.

Indrawati, T., & Ginanjar, R. R. (2018). PERANCANGAN ‘ MINI COOLING TOWER ’ SEDERHANA SEBAGAI PENDINGIN AIR KONDENSOR PADA PROSES REFLUKS UJI CHEMICAL OXYGEN DEMAND ( COD ). 1(1), 16–22.

22


Ramakrishnan, R., & Arumugam, R. (2012). Optimization of operating parameters and performance evaluation of forced draft cooling tower using response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN). Journal of Mechanical Science and Technology, 26(5), 1643–1650. https://doi.org/10.1007/s12206-012-0323-9

Siallagan, H. P. (2017). ANALISIS KINERJA COOLING TOWER 8330 CT01 PADA WATER TREATMENT PLANT-2 PT KRAKATAU STEEL (PERSERO). TBK. Jurnal Teknik Mesin (JTM):, 6(3), 215–219.

Sobirin, A. (2016). ANALISIS VARIASI KECEPATAN FLUIDA DAN JARAK PENGISI SERAT IJUK PADA COOLING TOWER FORCED DRAFT COUNTERFLOW.

Suhardi Putra, R. (2015). Analisa Perhitungan Beban Cooling Tower Pada Fluida Di Mesin Injeksi Plastik. Jurnal Teknik Mesin, 4(2), 19. https://doi.org/10.22441/jtm.v4i2.1010

Zhang, Y., & Zhang, Huan, et all. (2019). Optimal configuration and operating condition of counterflow coolingtowers using particle swarm optimization algorithm. Applied Thermal Engineering, 318–327.

23


LAMPIRAN

Lampiran Luaran Wajib


Luaran Tambahan

PENGARUH VORTEKS GENERATOR TERHADAP EFEKTIFITAS …

Documents

Transcript of PENGARUH VORTEKS GENERATOR TERHADAP EFEKTIFITAS …