Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor
DESAIN DAN ANALISA PERFORMA ABSORBER PADA SISTEM REFRIGERASI
ABSORBSI UNTUK KAPAL PERIKANANC.Ari Haris1) , Baheramsyah Alam2)
Mahasiwa: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK-ITS 2) Dosen
Pembimbing : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK-ITS1)
ABSTRACTIn the fishing field, cold storaging is necessary in
order to avoid the bacteria multiply inside the fish. Cooling
process is most often used is to use ice cubes. Where the cooling
process with the ice cubes are less effective because of the ice
blocks that were brought to the trip is still large. So in need of
alternatives to reduce the amount of which ice cubes was brought,
one of the solutions with absorption refrigeration system.
Absorption refrigeration is a cooling system that utilizes waste
heat from engine exhaust gases. Absorption refrigeration system
consists of a generator, condenser, evaporator, and absorber.
Absorption refrigeration system aims to reduce the amount of ice
cubes by 25% from 200 ice cubes were brought. Where in the
absorption refrigeration system has a section called absorber.
Absorber is one part of the absorption refrigeration that serves to
absorb the refrigerant vapor from the evaporator with a solvent so
that the refrigerant is mixed with a solvent to be brought to the
generator. With a capacity of 5.2791 kW , absorber has dimension;
tube diameter of 11 mm and 12.7 mm outer diameter tube with a
length of 1000 mm which amounts to nine tubes, while for the shell
is 160 mm outside diameter, inside diameter of 158 mm while for the
length 1000 mm.
yang memiliki kosentrasi rendah. Refrigerant yang berkosentrasi
rendah tersebut kemudian di salurkan ke generator sedangkan
refrigerant yang masih berupa cair yang ada di generator di bypass
ke absorber yang nantinya disalurkan lagi ke generator. Supaya
berubah fase menjadi uap. Desain dari absorber berpengaruh besar
terhadap berapa besar absorber itu dapat menyerap uap refrigerant.
Perumusan Masalah Dari penjelasan diatas maka dapat ditarik
perumusan masalah yaitu: apakah sistem refrigerasi absorber
dapatmengurangi jumlah es balok tertentu; bagaimana desain absorber
yang efektif untuk sisterm tersebut. Batasan Masalah Adapun batasan
masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Objek kapal
yang digunakan adalah KM. London 4; Hanya fokus terhadap absorber
bagian dari refrigerasi absorbsi; Tanpa melakuakan perhitungan
biaya yang diperlukan; Perhitungan desain absorber hanya untuk
refrigerant air dengan pelarutnya Lithium Bromide (LiBr); Sistem
refrigerasi absorbsi tidak melakukan pengujian; Performa absorber
dihitung dengan analisa matematis. . Tujuan Penelitian
KEY WORDS: Absorbtion refrigeration, ice cube, absorber,
shelland tube
PENDAHULUANRefrigerasi absorbsi adalah suatu sistem pendingin
yang memanfaatkan panas limbah misalnya panas dari gas buang engine
dan lain lain untuk mengubah temperature pada refrigerant menjadi
tinggi sehingga berubah fase menjadi uap. Sesitem refrigerasi
absorbsi ini terdiri dari generator, kondensor, evaporator, dan
absorber. Sistem kerja refrigerasi absorbsi adalah refrigerant dari
generator dipanaskan kemudian refrigerant yang memiliki tempertur
tinggi diharapkan berubah fase menjadi uap sehingga mengalir menuju
ke kondesor refrigerant pada kondensor dikondesasikan sehingga
temperaturnya turun dan berubah fase menjadi cair. Dari kondesor
refrigerant menuju keevaporator tetapi sebelum masuk ke evaporator
refrigerant masuk ke katup ekspansi dimana fungsi dari katub
ekspansi adalah untuk menurunkan tekanan dan dapat mengubah fase
cair menjadi fase uap dengan temperature yang tetap. Dari katup
ekspansi refrigerant masuk ke evaporator di evaporator refrigerant
diturunkan temperaturnya tetapi tidak mengubah fase dari
refrigerant tersebut supaya mempermudah untuk refrigerant berubah
suhunya. Dari evapprator refrigerant masuk keabsorber untuk uap
yang dari evaporator diserap oleh pelarut dengan temperature yang
lebih tinggai sehingga uap tersebut bercampur denan pelarut dan
dibawa ke generator untuk dipanaskan kembali. Salah satu komponen
yang bernama absorber memiliki fungsi sebagai penyerap refrigerant
yang keluar dari system evaporator
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengurangi esbalok
sebanyak 25% dari 200; menghitung dan mendesain absorber dengan
kapasitas 5.2791 kW; membuat absorber dengan sekala sebenarnya.
Luaran yang Diharapkan Luaran yang diharapakan dari penelitian ini
adalah artikel yang berisi desain dan pembuatan absorber pada
sistem refrigerasi absorbsi untuk kapal perikanan. Sebuah sistem
refrigerasi absorbsi dengan skala sebesanya tanpa melakukan
pengujian. TINJAUAN PUSTAKA
RefrigerantAmonia Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3.
biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam. Walaupun
ammonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi,
ammonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan.
Administrasi Keselematan dan Kesehatan Pekerjaan Amerika Serikat
memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan ammonia dalam gas
berkosentrasi 35 ppm volum, atau 8 jam untuk 25 ppm volum. Kontak
dengan gas ammonia berkosentrasi tinggi
dapat menyebabkan kerusakan paru paru dan bahkan kematian.
Sekalipun ammonia di AS diatur sebagai gas tak mudah terbakar,
ammonia masih di golongkan sebagai bahan beracun jika terhirup, dan
pengangkutan ammonia berjumlah lebih besar dari 3.500 galon (13,248
L) harus disertai surat izin. Amonia yang digunakan secara
komersial dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak
adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33
C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi atau
temperatur amat rendah. Walaupun begitu, kalor penguapannya amat
tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam
sungkup asap. "Amonia rumah" atau amonium hidroksida adalah larutan
NH3 dalam air. Konsentrasi larutan tersebut diukur dalam satuan
baum. Produk larutan komersial amonia berkonsentrasi tinggi
biasanya memiliki konsentrasi 26 derajat baum (sekitar 30 persen
berat amonia pada 15.5 C). Amonia yang berada di rumah biasanya
memiliki konsentrasi 5 hingga 10 persen berat amonia. Lithium
Bromida Litium bromida adalah Kristal garam padat. Dengan adanya
uap air menyebabkan LiBr mengabsorbsi uap (menyerap uap) tersebut
dan menjadi larutan cair. Larutan cair menimbulkan tekanan uap-air
yang merupakan fungsi suhu dan kosentrasi larutan. Misalnya : jika
ada dua bejana yang dihubungkan yang satu berisi larutan LiBr-air
dan yang lain berisi air murni, maka tiap cairan akan menimbulakn
uapair. Pada keadaan seimbang, tekanan tekanan uap-air yang
ditimbulkan oleh kedua cairn tersebut sama. Contoh dari suatu
keadaan seimbang jika suhu air murni 40 0C, tekanan uapnya 7,38
kPa. Tekanan uap yang sama besarnya akan ditimbulkan pula oleh
larutan LiBr-air pada suhu 80 0C dan kosentrasi x = 59% dari massa
LiBr. Banyak kombinasi lain antara suhu dan kosentrasi larutan yang
juga memberikan tekanan uap 7,38 kPa. Litium bromide adalah garam
dan dalam keadaan padat yang memiliki struktur Kristal. Ketika LiBr
dilarutkan dalam air, ada solusi temperature minimum spesifik untuk
setiap kosentrasi garam yang diberikan. Garam mulai meninggalkan
solusi dan mengkristal dibawah suhu minimum. Dalam mesin
penyerapan, jika kosentrasi larutan yang terlalu tinggi atau suhu
solusi berkurang terlalu rendah, Kristalisai dapat terjaid. Hal ini
terjadi dalam solusi penukar panas. Dalam kasus ini suhu larutan
pekat harus dinaikkan diatas titik jenuh sehingga Kristal Kristal
garam akan kembali ke solusi. Penyebab paling sering dari
kristalisasi adalah terjadi kebocoran dalam mesin, yang menghasikan
peningkatan tekanan di evaporator. Sehingga menghasilkan suhu
evaporator tinggi dan kapasitas yang rendah. Pada kondisi beban
tinggi, sistem control meningkatkan ke masukan generator sehingga
kosentrasi larutan meningkat ketitik dimana kristalisasi dapat
terjadi. Absorber Untuk menjaga penguapan, uap refrigerant harus
dibuang dari evaporator dan refrigerant harus dipasok. Uap
refrigerant diserap larutan litium bromide, yang sesuai untuk
menyerap uap refrigerant dalam absorber. Panas yang dihasilkan
dalam proses absorpsi secara terus menerus dikeluarkan dari system
oleh air pendingin. Absorpsi juga mencapai vacuum dibagian dalam
evaporator.
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor packing yang terbuat dari
logam, keramik, kaca atau plastic bersama dengan plate untuk
packing material dan mendistribusikan cairan. Packing ini dapat
dibuang secara acak dalam column atau mereka dapat diatur secara
structural. Cairan dari distributor mengalir turun melalui packing
dan gas mengalir sampai mengakibatkan kontak antara cairan dan fase
gas. Kolom ini banyak digunakan untuk absorbsi meskipun mereka juga
dapat digunakan untuk perbaikan, memodifikasi dan mengidentifikasi
kerja. Kolom tunggal dapat memiliki beberapa tempat di packing.
Packing in packed column meningkatkan kontak atau daerah permukaan
antara cairan dan uap. Hal ini menyebabkan peningkatan difusi uap
ke dalam cairan dan tingkat penyerapan selanjutnya yang lebih
tinggi. Tapi kolom di packing tidak memiliki pengaturan untuk
memasukkan gulungan cooling dan karena pengambilan panas penyerapan
sulit. AM Selim dan Elsayed MM menyelidiki kinerja penyerapan
pecked bed pada berbagai kondisi operasi. Studi mereka menunjukkan
bahwa perubuhan tekanan operasi bed tidak mempengaruhi kinerja dari
bed sambil meningkatkan ketinggian bed menghasilkan efisiensi
penyerap ditingkatkan. Telah dicatat bahwa diluar ketinggian
tertentu dari bed, perubahan efisiensi itu diabaikan. Ketinggian
ini didefinisikan sebagai tinggi bed efektif. Mereka menemukan
bahwa peningkatan tinggi lebih jauh dari ketinggian yang efektif
hanya menghasilkan pressure drop yang lebih tinggi diatas bed dan
biaya operasi yang lebih tinggi. Mereka juga melaporkan bahwa
ketika sadel berl keramik digunakan sebagai pengganti cincin
rashing cincin keramik, tingkat penyerapan massa meningkatkan dari
5% sampai 8% dari nilai yang diberikan oleh rasching cincin keramik
tap ini tergantung pada laju aliran dari solusi uap. AM Selim dan
Elsayed49 MM juga mengusulkan dan diselidiki kinerja tahap dua bed
untuk dikemas penyerap amonia / sistem penyerapan air. Hasilnya
menunjukkan bahwa multi-tahap penyerapan sementara solusi
pendinginan yang lemah di antara tahap meningkatkan tingkat
penyerapan. Tapi pengaturan ini lebih lanjut akan meningkatkan
biaya, ukuran dan kompleksitas penyerap.
Gambar 2.2 Packed bed absorber
Gambar 2.1 absorber pada system refrigerasi absorpsi. Bagian
Film Absorber Packed column absorber terdiri dari sebuah tower
filled dengan
Gambar 2.3 Two-stage packed bed absorber Kemasan dapat dibuat
dari bahan tahan keramik atau lainnya. Oleh karena itu bahan
korosif asam dan dapat ditangani dalam packing columns. Robert H.
Perry dan Cecil H. Chilton menyatakan bahwa agitasi cair yang
rendah dalam kolom dikemas dan karenanya cairan busa cenderung
dapat lebih mudah ditangani dalam kolom. Tapi cair tingkat rendah
mengakibatkan membasahi lengkap dari kemasan, sehingga daerah
kontak antara uap dan cairan menurun kekolom. Oleh karena itu
packing tidak disukai ketika tingkat aliran cair rendah. Beban
cairan minimum untuk kemasan dapat diestimasi dengan menggunakan
persamaan.
Jika kemasan terdiri dari permukaan diperpanjang, maka ada
penurunan di daerah mulut melalui mana cairan dapat mengalir.
Akibatnya akan ada penumpukan kolom cair terus menerus. Hal ini
mengakibatkan banjir yang mengurangi efisiensi penyerap. Dalam
operasi transfer massa ditulis oleh Robert E. Treybal 61,
disebutkan bahwa jika kolom dikemas digunakan untuk diameter yang
lebih besar (> 2 kaki) maka redistribusi cairan adalah masalah.
Namun jika kemasan terstruktur digunakan, kolom kemudian dikemas
dapat digunakan untuk diameter sangat besar. Falling Film/Wetted
Wall Column Absorber Konsep packing column dapat sedikit
dimodifikasi dengan mengganti kemasan dengan permukaan perpindahan
panas seperti tabung vertikal atau horizontal. Susunan ini dikenal
sebagai penyerap falling film. Penyerap mengalir cair bawah sebagai
falling film di tabung karena gravitasi sementara uap mengalir
dalam berlawanan arah aliran cair dan diserap ke dalam film cairan
yang mengalir di atas tabung. Panas penyerapan ditolak dengan
pendingin mengalir melalui tabung. Namun falling film memiliki
masalah keterbasahan dan mereka memerlukan distributor cair untuk
mendistribusikan liquid. Proses perpindahan massa dalam falling
film kontrol penyerapan rate. Banjir permukaan yang berdekatan
merupakan perhatian utama dalam film jatuh absorbers. Meskipun
kesulitankesulitan ini, falling film secara luas digunakan karena
tetes tekanan rendah di uap dan fase cair. Dalam rangka
meningkatkan kinerja konfigurasi falling film, desain konvensional
dengan tabung silinder telah direvisi, struktur permukaan yang
berbeda telah ditambahkan ke dalam tabung dimana arus penyerap
turun sebagai film dan sifat-sifat penyerap telah dimodifikasi.
Variasi falling film absorber : Properti dari penyerap dapat
dimodifikasi dengan penambahan bahan kimia aktif permukaan. Agen
kimia ini membantu dalam generasi turbulensi pada permukaan falling
film, yang pada gilirannya akan meningkatkan laju difusi antara uap
dan absorber. Tingkat peningkatan hasil difusi dalam absorber
ratenya tinggi. Selain penambahan surfaktan terhadap hasil solusi
dalam penurunan tegangan permukaan dan sebagai akibat keterbasahan
adalah increased. Moller dan Knoche menyelidiki pengaruh surfaktan
seperti anionik, non -tensides ionik dan l-oktanol pada sistem
pendingin amonia-air. Ditemukan bahwa 1-octonol memiliki pengaruh
signifikan terhadap tingkat penyerapan sementara tensides anionik
dan non-ionik tidak berpengaruh pada proses transfer massa. Tapi
sulit untuk menemukan surfaktan yang secara kimiawi stabil pada
suhu yang lebih tinggi. Keterbasahan juga dapat ditingkatkan dengan
perlakuan permukaan, yang dapat membentuk pemisahan atau kekasaran
treatment. Bentuk pemisahan dikategorikan sebagai pemisahan
macroscale dimana perlakuan kekasaran diklasifikasikan sebagai
perlakuan mikro. Permukaan lengkung konstan (CCS) merupakan salah
satu perawatan skala makro. CCS telah dipelajari oleh Isshiki et
al. (seperti dikutip dalam Goel19) dan mereka melaporkan
pembentukan sebuah falling film seragam tebal di sekitar permukaan.
Hasil penelitian juga
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor menunjukkan bahwa
perpindahan panas meningkat dalam hal ini dibandingkan dengan
persegi panjang dan sirip segitiga. Namun, tabung CCS tidak efektif
karena manufaktur tinggi cost. Dalam rangka meningkatkan
keterbasahan pada permukaan, perlakuan mikro seperti scratching,
coating dan baking (oksidasi) diselidiki. Park et. al menguji
tabung kosong dan dua-berbeda tabung menetas mikro dan menemukan
bahwa kinerja absorber di saluran menetas mikro dengan kekasaran
dalam kisaran 0,386-6,968 pM meningkat dua kali lipat lebih dari
sebuah tabung kosong. Peningkatan kinerja penyerapan ini disebabkan
oleh keterbasahan peningkatan yang mempromosikan perpindahan panas
yang lebih tinggi antara solusi dan pendingin. Kang dan Christensen
menggunakan silinder berputar dalam rangka meningkatkan mekanisme
perpindahan panas dalam penyerap falling film dengan sistem
penyerapan Li-Br. Gambar dibawah ini menunjukkan susunan silinder
berputar - penyerap menggunakan dua silinder konsentris. Silinder
luar diadakan stasioner sedangkan silinder dalam berputar pada
porosnya. Solusi lemah Li-Br disuntikkan ke dalam silinder dalam
berputar sedangkan pendingin mengalir secara aksial di wilayah
annulus. Sebagai silinder berputar, gaya sentrifugal menyebabkan
solusi lemah untuk membentuk lapisan tipis pada pinggiran silinder
dalam yang dihasilkan di daerah meningkatkan kontak antara solusi
yang lemah dan pendingin. Terlepas dari bidang kontak meningkat,
rotasi mempromosikan turbulensi. Sebagai konsekuensi dari ini,
mekanisme perpindahan panas ditingkatkan dan meningkatkan tingkat
penyerapan. Namun pengaturan ini membutuhkan energi tambahan untuk
menjalankan silinder dan maka aplikasinya dibatasi untuk sistem
resapan kecil.
Gambar 2.4 Arrangement of rotating cylinders in falling film
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa akan ada perbaikan yang
signifikan dalam mekanisme perpindahan panas ketika sebuah tabung
aksial bergalur digunakan sebagai pengganti area tube. Silinder
sederhana Permukaan untuk tabung bergalur secara signifikan lebih
tinggi bila dibandingkan dengan tabung silinder halus. ATConlisk
menemukan bahwa perpindahan panas ditingkatkan hanya jika rasio
dari total massa yang terserap untuk tabung bergalur dengan yang
tabung halus lebih besar dari rasio area. Kemudian Conlisk analisis
terhadap kinerja tabung-, tulang belakang absorber. Tetapi geometri
dari sebuah tabung-tulang belakang rumit dan tidak ada perbaikan
yang signifikan dalam transfer panas. Ditemukan bahwa sebagai
lapangan antara duri meningkat, efek tegangan permukaan menjadi
signifikan dan transfer panas menurun terasa.
Gambar 2.5 Spine Tube
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor Struktur permukaan
seperti sirip dan tonjolan yang telah ditambahkan akan membantu
dalam pembentukan sebuah film cairan stabil selama bagian yang
lebih besar dari falling film. Siyoung Jeong et. al.29
menggambarkan kinerja perpindahan panas dari absorber tabung
melingkar. Sebuah peredam tabung melingkar terdiri dari sebuah
tabung digulung dan shell. Tabung digulung adalah luka kompak
meminimalkan lapangan seperti yang ditunjukkan pada Gambar dibawa
ini. Solusi lemah amonia / air mengalir ke bawah melalui sisi luar
dan dalam tabung dan uap amonia diserap di dalamnya sedangkan uap
mengalir ke atas.
Gambar 2.7 Spray Absorber Dalam spray absorber, sebuah pelat
penukar panas dapat digunakan. Pelat penukar panas jauh lebih murah
bila dibandingkan dengan shell dan tube penukar panas. Oleh karena
itu penerapan sistem spray absorber untuk sistem kapasitas rendah
akan berubah menjadi lebih murah dan kompak jika dibandingkan
dengan absorber falling film. Namun hasil percobaan dilakukan
dengan solusi Li-Br menunjukkan bahwa jika ruang semprotan harus
besar (untuk mesin dengan kapasitas> 50 KW) maka tidak ada
perbedaan yang signifikan dalam biaya spray absorber dan absorber
falling film. Selain itu nosel harus dipilih dengan cermat untuk
menghindari tetes tekanan tinggi. Tetes tekanan yang lebih tinggi
menghasilkan daya pompa yang lebih tinggi. Tray/Plate Column
Absorber Sebuah plat penyerap kolom terdiri dari beberapa tray /
plat yang tertutup di sebuah menara silinder. Secara umum, modus
aliran dalam kolom plat absorber adalah aliran lintas. Gas yang
mengalir melalui perforasi tersebar ke dalam cairan yang memegang
pada plat. Hal ini terus naik cair menghasilkan kontak yang lebih
baik antara cairan dan uap. Pada downcomers membantu dalam cairan
untuk mengalir dari tray atas ke tray bawah.
Gambar 2.6 Arrangement of coils in the coiled tube absorber
Pendingin yang mengalir di dalam tabung melingkar menghilangkan
penyerapan panas yang dihasilkan. Gaya sentrifugal yang disebabkan
oleh aliran pendingin melalui tabung menimbulkan arus sekunder
dalam bentuk pusaran ganda dan sebagai akibatnya turbulensi
meningkat. Hal ini mengakibatkan perpindahan panas ditingkatkan
antara pendingin dan dinding tabung. Percobaan mereka menunjukkan
bahwa pengurangan jari-jari kelengkungan dan peningkatan jumlah
belitan dalam kumparan menyebabkan perpindahan panas ditingkatkan.
Adiabatic Spray Absorber Prinsip dasar dari sebuah peredam semprot
adiabatik adalah untuk melakukan perpindahan panas dan massa
terpisah satu sama lain dalam dua komponen yang berbeda. Panas
ditolak dalam penukar panas sedangkan perpindahan massa terjadi di
kapal sederhana. Hal ini menyebabkan penolakan panas yang efektif
bersama dengan massa yang tinggi transfer. Summerer et al.
menggambarkan kerja penyerap adiabatik semprot dengan cairan
bekerja sebagai Li-Br. Dalam hal ini, solusi Li-Br adalah
sub-didinginkan dalam penukar panas. Sebuah semprotan nozel solusi
sub-didinginkan satu kamar ke kamar adiabatik dimana uap air ada.
Pada menyerap uap, solusinya adalah panas sedikit dan diencerkan
sampai kesetimbangan tercapai baik dalam suhu dan konsentrasi.
Sebuah bagian dari solusi yang lemah adalah dipompa ke generator
untuk dibuat ulang lagi sambil solusi yang tersisa kembali beredar.
Spray absorber bisa bekerja dengan cairan seperti hidroksida, yang
memiliki koefisien perpindahan panas rendah. Hidroksida memiliki
penyerapan sedikit panas di absorber film dan ini sebagian
disebabkan oleh viskositas tinggi. Penataan penyerap semprot
adiabatik ditunjukkan pada Gambar dibawah ini
Gambar 2.8 Tray terminology Dalam Chemical Engineers Handbook,
oleh Perry dan Chilton, dinyatakan bahwa "kapasitas maksimum yang
diijinkan dari plat untuk penanganan aliran gas dan cairan
merupakan prioritas utama karena perbaikan mungkin diameter minimum
kolom dan kapasitas minimum yang diijinkan suatu kolom ditentukan
oleh kebutuhan untuk dispersi efektif dan penghubung dari fase.
Oleh karena itu sementara merancang tray column, merawat harus
diambil tentang kapasitas aliran bawah dari cairan, memungkinkan
entrainment cairan bersama dengan gas dan dispersi antara dua fase.
Parameter ini mempengaruhi efisiensi transfer dan sebagai hasilnya
efisiensi penyerap terpengaruh. Peredam tray column dapat
diklasifikasikan sebagai:
1. Bubble cap absorber 2. Sieve plate absorber 3. Valve plate
absorber Penyerap penutup bubble terdiri dari plat dengan bubble
cap. Sebuah bubble cap terdiri dari riser pusat dan gas cap.
Mengalir melalui riser pusat dan membalikkan arus bawah cap dan
melewati ke bawah melalui anulus antara riser dan cap, dan kemudian
mengalir ke dalam cairan pada tray melalui bukaan / slot di sisi
bawah tutup. Didalam seal di tutup bubble mencegah drainase cair
pada tingkat aliran gas rendah. Sebagai hasil dari bubble cap dapat
beroperasi pada aliran gas yang sangat rendah rates. Ada banyak
jenis bubble cap seperti bundar, bubble cap berbentuk lonceng yang
paling umum digunakan cap, Bubble cap tray adalah salah satu tertua
teknologi. Namun, mereka telah diganti oleh sieve tray / tray valve
karena kemudahan operasi, pemeliharaan rendah, rentang operasi yang
tinggi dan faktor biaya rendah dari saringan / pelat katup.
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor suka untuk tower diameter
lebih dari 2 feet, tetapi untuk diameter tower kurang dari 2 feet,
packed column lebih diutamakan oleh mereka ternyata lebih murah
daripada penyerap tray column.
METODOLOGI
Mulai
Studi Literatur
Pengumpulan DataGambar 2.9 Single Pass Bubble Sebuah plat
penyerap saringan menggunakan sebuah menara yang terdiri dari tray
dengan orifice sederhana, yang bisa melingkar, persegi atau persegi
panjang. Aliran gas mencegah cairan mengalir melalui perforations.
Tetapi ketika aliran gas rendah, itu menghasilkan weeping dan
demikian dengan efisiensi perpindahan massa berkurang sebagai
daerah kontak antara gas dan cairan berkurang. Besar penurunan
tekanan dikolom menunjukkan weeping. Penyerap yang membungkus tray
dengan katup bergerak yang menyediakan lubang variabel bentuk
non-lingkaran ini dikenal sebagai plat penyerap katup. Bila aliran
gas rendah, katup cenderung untuk menutup dan karenanya masalah
weeping, yang kita lihat di peredam plat saringan, diminimalkan
dalam peredam pelat katup. Pembukaan dan penutupan katup membantu
dalam menjaga keseimbangan tekanan dinamis di plat.
Studi Literatur Desain Alat
Percobaan
NO
Analisa Matematis YE S
Kesimpulan
SelesaiGambar 2.10 Single pass sieve tray Studi Literatur
Pengumpulan bahan pustaka penunjang yang terkait dengan system
refrigerasi absorpsi, absorber, refrigerant, dan berbagai materi
lainnya yang menunjang tugas akhir ini. Pengumpulan Data
Pengumpulan data-data yang diperlukan untuk menganalisa peforma
ruang pendingin ikan seperti ukuran kapal, ukuran ruang muat ikan,
banyaknya ikan hasil tangkapan, lama berlayar dan lainnya
Gambar 2.11 Sinlge pass valve tray Perry dan Chilton menyatakan
bahwa tray column absorber lebih
3.1 Pembuatan Alat
Pembuatan sistem refrigerasi absorpsi ini terdiri dari beberapa
bagian. Salah satunya yaitu absorber yang berfungsi untuk menyerap
uap refrigerant yang dibawah ke generator. Perancangan absorber ini
terbuat dari material yang mudah menerima suhu dari lingkungan luar
yang digunakan untuk salah satu pendingin pada absorber tersebut.
Absorber ini berbentung seperti tabung yang didalamnya berisikan
refrigerant dan memiliki lubang untuk keluarnya refrigerant yang
berbentuk uap atau cair.
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor 1 unit sebagai penggerak
Generator Type : Panther Kebutuhan Es Balok Total : 200 Buah
Per-Palkah : 20 Buah Lama berlayar : 7 hari Jenis ikan yan di
tangkap : Layang, Dorang, Golok, dll Berat bahan Bakar : 20 Ton
Perhitungan Desain Absorber Data perhitungan: Temperatur LiBr masuk
0 C Tempertaur LiBr Keluar 0 C Kosentrasi LiBr pada waktu masuk
Kosentrasi LiBr pada waktu keluar Tekanan pada absorber kPa
Temperatur pendingin air masuk 0 C Temperatur pendingin air keluar
0 C Diameter luar tube
b
c
aKeterangan : (a) input gas (b) Input Larutan (c) Output air (d)
hasil absorbsi (e) Input air (f) Tube
=4 = 30 = 64 = 54.5 % % = 0.82 = 820 Pa = 27 = 29 = 12.7 = 11 m
mm = 0.127 mm = 0.11 m
f
d e
Diameter dalam tube
Gambar 3.2 Desain absorberPelaksanaan Percobaan Pelaksanaan
percobaan dilakukan dengan memvariasikan temperature gas buang
engine dengan cara menaikan RPM. Dalam percobaan ini dicatat
perubahan temperature pada absorber dan temperature refrigerasi
absorpsi beserta waktu yang dihasilkan. Analisa Matematis Untuk
mengetahui besar performa atau kapasitas yang dihasilkan pada
absorber dilakukan perhitungan matematis dengan memvariasikan
temperatur pendinginannya. Perhitungan Panjang Plat Absorber
Dimana: L: panjang plate absorber a: -132(ln(100-Ap)/86.0) b: 1.33
: laju aliran masa tiap lebar pada plat (kg/m s) Ap: persentasi
absorption Dimana:
PERHITUNGAN DAN DESAIN Data KapalPada perhitungan desain
absorber untuk refrigerasi absorbsi di perlukan data data
penunjang. Berikut ini adalah data data kapal : Nama Kapal : KM.
London 4 Deminsi Kapal Panjang : 20 m Lebar : 6,5 m Tinggi :5m
Dimensi Ruang Palkah Panjang : 1,8 m Labar :1m Tinggi : 2m Jumlah :
10 Buah Engine Total Engine : 4 buah 2 unit sebagai Main Engine
Type : Mitsubishi 6D16-T Daya : 166 PK Temperature Exhaust Gas :
100 0C 1 unit sebagai penggerak capstan / mesin garden Type :
Yanmar
CIN : kosentrasi LiBr pada saat masuk COUT : kosentrasi LiBr
pada saat keluar CEQ : kosentrasi LiBr Equilibrium Dimana untuk
mengitung CEQ adalah A = - 2.00755 + 0.16976X 3.133362 x 0.001X2 +
1.97668 x 0.00001X3 = - 2.00755 + (0.16976 x 54.5) (3.133362 x
(0.001 x 54.52)) + (1.97688 x (0.00001 x 54.53)) = -2.00755 +
9.25192 (3.133362 x 2.97025) + (1.97688 x 1.6187625) = -2.00755 +
9.25192 9.30763 + 3.21 A = 1.14674 B = 321.128 19.322X + 0.374382X2
2.0637 x 0.001X3 = 321.128 (19.322 x 54.5) + (0.374382 x 54.52)
(2.0637 x (0.001 x 54.53) = 321.128 1053.049 + 1112.008 334.0689 B
= 46.018 C = 6.21147 D = - 2886.373 E = - 337269.46 T= (-2E/[D +
(D2 4E(C LOG (P/6894.8)))0.5) 459.72 = ((-2 x -337269.46) /
(-2886.373 + (-2886.3732 (4 x-337269.46) x (6.21147 Log (820/
6894.8))) 0.5) 459.72) = (674538.92 / (-2886.373 + ((8331149.095 +
(1349077.84 x (6.21147 Log (0.11893))) 0.5) 459.72) = (674538.92 /
(-2886.373 + ((8331149.095 + (1349077.46 x
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor (6.21147 + 0.9247)) 0.5)
459.72) = (674538.92 / (-2886.373 + (8331149.095 + (1349077.46 x
7.88477) 0.5) 459.72) = (674538.92 / (-2886.373 + (8331149.095 +
10637165.48) 0.5) 459.72) = (674538.92 / (-2886.373 +
18968314.580.5)) 459.72 = (674538.92 / (-2886.373 + 4355.26286))
459.72 = (674538.92 / 1323.237748) 459.72 = (509.7639642 459.72) T=
39.434409 TW = (5/9) (AT + B 32) = (0.55 x ((1.14674 x .434409) +
(46.09 32) = (0.55 x (45.221 + 14.09)) = (0.55 x 59.311) TW = 32.62
0C Dari data TW dan P (tekanan) maka dengan membaca grafik
kosentrasi LiBr di dapat harga atau nilai CEQ sebesar 0.5444 atau
54.44% Sehingga, k = 0.614 W/m.0C Pr = 5.85 Res =
4x0.013479/0.00089 Res = 62.69209 Nu = 0.023 Re0.8Pr0.4 Nu = 0.023
x 62.692090.8 x 5.850.4 Nu = 1.277499 hi = Nuk/d hi =
1.277499x16/0.011 hi = 1858.18 W/m2.0C h0 = 1.277499x16/0.0127 h0 =
1609.447 W/m2.0C
Ap = 99.937238 Sehingga, a = -132(ln(100 99.937238)/86.0) a =
-132 (Ln (0.062762/86.0) a = -132 (Ln (0.000729791)) a = 649.46317
Sehingga, Untuk panjang absorber atau tube kita asumsikan sebesar 1
m. Sehingga, 1 = 649.46317 x 1.33 = 1 /649.4317 = 0.0015398 = =
0.013479 kg/m.s Dikarenakan laju aliran masa pada absorber sebesar
0.0015 kg/s sehingga banyaknya tube yang digunakan adalah Jumlah
Tube = = 8.985 (dipakai 8 tube) Chek untuk menentukan tube
pendingin pada absorber = AUTm Dimana = total rata rata heat
transfer (kW) A = Total luas area (m2) U = koefisien heat transfer
keseluruhan (W/m2 0C) Dimana = Perbedaan temperatur panas dan
dingin fluida pada waktu masuk = Perbedaan temperature panas dan
dingin fluida pada waktu keluar = 23 0C = 25 0C
Dimana: D0 = diameter luar tube (m) Di = diameter dalam tube (m)
Fi & F0 = faktor kesalahan (fouling factor) pada luar dan dalam
permukaan tube = 9 x 105 m2 0C/kW k = konduktivitas thermal pada
material (W/mK) (karena material yang digunakan stainless steel
maka nilai konduktivitas thermalnya adalah 16 W/m-0C untuk suhu 25
0C ) Sehingga,
W/m-0C Dimana: Sehingga, = 5279.1 W U = 724.5379 W/m-0C 47.97221
0C
Sehingga untuk menghitung panjang tube adalah A = x D x t t =
0.38277/(3.14 x 0.0127) t = 8.4828 ( digunakan 9 tube ) Analisa
peningkatan kapasitas Untuk meningkatkat kapasitas atau heat total
transfer pada alat absorber tanpa melakukan perubahan demensi dan
bentuk adalah sebagi berikut: Data yang sudah diketahui: 1. Nilai
luas area (A) 2. Nilai total rata rata heat transfer coefficient
(U) 3. Nilai rata rata perbedaan temperatur logaritma (Tln) Dari
data diatas data yang mempengaruhi perubahan bentuk dan demensi
adalah luas area dan rata rata heat transfer coefficient.
23.9861 0C Propertis pada air yang digunakan untuk mendinginkan
T1 = 27 0C T2 = 29 0C Trata rata = 28 0C Propertis air dengan suhu
28 0C = 995.8 kg/m3 = 0.00086 kg/m.s
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor Sehingga untuk mengubah
besar kapasitas yaitu dengan cara mengubah besar perbedaan suhu
rata rata sebagi berikut:T1 (0C) 27 28 29 30 31 32 T2 (0C) 29 31 33
35 36 37 T0 (0C) 23 24 25 26 27 28 TL (0C) 25 27 29 31 32 33 Tm
(0C) 25.88 25.47 26.95 28.43 29.43 30.43 0.304 724.5 Luas Area (A)
m2
U (W/m.0C)
Kapasitas (Q) W 5696.9 5605.8 5931.5 6256.4 6477.1 6697.7
Dimana,
Tabel 4.1 perhitungan kapasitas absorber
6800.0 6600.0 6400.0 6200.0 6000.0 5800.0 5600.0 5400.0
24.00
Tm Vs Q
Gambar 4.2 Desain 2 Dimensi dan 3 Dimensi KESIMPULAN DAN
SARAN
Q
26.00
28.00 Tm
30.00
32.00
Gambar 4.1 diagram hubungan kapasitas dengan perbedaan
temperatur Dari rumus diatas dengan mengubah perbedaan panas dan
dingin fluida masuk atau keluar dapat merubah nilai perbedaan suhu
rata rata sehingga dapat mengubah nilai kapasitas tanpa mengubah
dimensi dan bentuk. 4.3 Desain Absorber Data ukuran Absorber Tube:
Panjang (L) = 1000 mm Diameter luar (D0)= 12.7 mm Diameter dalam
(Di) = 11 mm Shell: Panjang (L) Diameter luar (D0) Diameter dalam
(Di) = 1000 mm = 160 mm = 157.5 mm
Kesimpulan Berdasarkan dari hasil perhitungan, pembuatan dan
perncanga alat absorber pada sistem refrigerasi absorbsi dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Untuk menghasilkan power
5.2791 kW pada absorber dibutuhkan tube sebanyak 9 buah dengan
diameter inside 11 mm dan outside diameter 12.7 mm dengan diameter
shell sebesar 160 mm. 2. Dari hasil perhitungan maka dapat
disimpulkan bahwa untuk mengasilkan kapasitas yang besar pada
absorber diperlukan ukuran shell and tube lebih besar. 3. Ukuran
dari absorber berpengaruh terhadap besarnya kapasitas refrigerant
yang dibutuhkan. 4. Semakin besar perbedaan temperature logaritma
maka semakin besar pula kapasitas yang akan dihasilkan Saran Dari
perhitungan dan pembuatan alat yang dibuat masih memiliki
kekurangan sehingga ada beberapa saran buat menyempurnakan alat
tersebut yaitu: 1. Untuk mengetahui seberapa besar kapasitas yang
dihasilkan pada sistem refrigerasi absorbsi maka perlu dilakukan
pengujian terhadap alat tersebut. 2. Untuk menghasilkan perpindahan
panas yang bagus pada sistem penukar kalor ini hendaknya
menggunakan material dari tembaga pada tubenya.
DAFTAR PUSTAKA[1] [2] Affrianto E, Liviawaty Evi, (1989)
Pengawetan dan Pengolahan Ikan. Yogyakarta. Baheramsyah, Alam,
S.Sanuri dan P. Catur. 2006. Perancangan radiator dua kipas pada
cold box
Jurnal Xyzh, Vol, No.diisi oleh editor [3] [4] [5] dengan media
es kering jurnal teknologi permesinan bangunan laut : volume 3 : 23
32 Wang Shan K, Handbook Of Air Conditioning And Refrigeration. New
York San Francisco Washington, D.C. Govindaraju Devi Sirisha,
Analysis Of Absorber Operating For the 5 kW Ammonia/Water Combine
Cycle. Florida. G.A. Florides, S.A Kalogirou, S.A Tassou, L.C
Wrobel. 2002. Desaign and contruction of LiBr Absorpstion.
Department of mechanical engineering, Brunel University Holman,
J.P. 1994. Perpindahan Kalor. Souththern methodist univercity.
F.Stoecker,Wilbert, W.Jones Jerold. Refrigerasi dan pengkondisian
udara. Bandung
[6] [7]
