PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE OLSTORAG … · PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE OLSTORAG...
Transcript of PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE OLSTORAG … · PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE OLSTORAG...
PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN MOBILE COLDSTORAGE 40’ UNTUK PRODUK IKAN TUNA
DOSEN PEMBIMBING: ARY BACHTIAR KRISHNA PUTRA , ST.,MT., PhD BAGUS DEWAJI EKO N.
2108100503
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Ikan tuna mempunyai bentuk badan seperticerutu,
Indonesia merupakan salah satu negarapengekspor tuna terbesar di dunia.
Penggunaan sistem refrigerasi ataupendinginan untuk industri penyimpananikan tuna memberikan keuntungan
Mengestimasikan beban pendinginan yang harus diatasi oleh peralatan pengkondisian udara.
Mengkomparasi kapasitas pendinginan yang terpasang dan cooling load yang diestimasi
Memahami prinsip dasar kontainer pendingin Menghitung beban pendingin
Instalasi listriknya container refrigerator diabaikan. Kecepatan air flow rate 96,3 – 77 m3/min Temperatur ikan tuna seragam antara 0oC ke -17,8 oC. Kondisi udara steady state dan aliran refrigeran steady flow. Temperatur rata – rata udara luar container 33,2 oC serta
temperatur permukaan luar container 36,8 oC Kecepatan truck container 40 km/jam. Perhitungan beban pendinginan dengan metode referensi
dari cooling load metode Carrier (metode TETD)
Isnawan Budi Prasetro (2000)
Coldstorage diam berbentuk balok, dimana
mengawetkan udang. Menggunakan sistemrefrigerasi uap R 502 yang mengambil datadari PT. SEKAR BUMI II SIDOARJO. Bebanpendinginan yang meliputi beban produk,beban transmisi, beban elektrikal, danbeban orang karena dianggap ada orangyang sering keluar masuk. Untuk beban –beban memakai standar ASHRAE. Jugamenghitung waktu pendinginan beliaumenggunakan Gurrnie Lurrie Chart,dimanaproduk sebelum masuk temperaturnya 5oF(-15 oC) sampai -4 oF(-20 oC)
T (oF)
0 13,08
t (jam)
15
-4
10
5
0
5
20
24
25
Yudi Harianto (2007)Coldstorage diam yang berbentuk balok, mengawetkan daging. Sistemrefrigerasi R 134a. Dimana mengambil data dari PT. Soejasch Bali dan PT.Cahaya Timur Indonesia. Beban pendinginan yang meliputi bebankonduksi, beban infiltrasi, beban produk, dan beban internal. Dimanabeban internal antara lain : beban wadah, dan beban lampu. Untuksemua perhitungan beban menggunakan metode ASHRAE. Sehinggadidapatkan beban pendinginan total 19,46605 kW, laju aliran masssarefrigeran 99,86 kJ/kg, daya kompresor 56,447 kJ/kg serta COP 1,77.
Konduksi (hantaran)Q = -k . A . (∆t / L)
Konveksi (aliran)Q = h . A . (t s-t f ) ; ;
Natural Convection
; ;
Forced Convection
Jika laminer flow harga NuL,
Jika turbulen flow harga NuL,
Radiasi (pancaran)Q = ɛ.σ.A.(Ts
4 – Tsur4)
2
0
2
0
.)..(. Lu
u
LTTgGr s
L
.
LVL
...Re
3/12/1PrRe0664.0 LLNu
3/15/4PrRe0296.0 xxNu
.
)..(. 3LTTgRa s
L
4/154.0 LL RaNu
3/115.0 LL RaNu
Dimana : k = daya hantar (konduktifitas) termal, W/m.°KA = luas permukaan, m2
∆t = beda suhu dua permukaan, °KL = panjang, m
h = koevisien konveksi, W/ m2 . 0Kts = temperatur permukaan ,°C atau °Ktf = temperatur fluida, °C atau °Kg = percepatan gravitasi (m/s2)
T∞ = temperature lingkungan (oK)uo =kecepatan fluida mula – mula (m/s)
= viskositas kinematik (m2/s)ρ = massa jenis fluida (kg/m3)µ = viskositas absolute (Ns/m2)α = thermal diffusivity (m2/s) β = volumetric thermal expansion coefficientσ = Konstanta atau tetapan Stefan Boltzman
= 5,67.10-8 Watt / m2. °K4
Tsur = suhu sekeliling (°K)ε = emisivitas benda atau koefisien pancaran (0< ε ≤1)
2
27/816/9
6/1
Pr/492.01
387.0825.0
LL
RaNu
Penambahan Kalor
Perabot,Struktur,Beragam
penyimpan kalor
Pembuangan Kalor
Beban Pendinginan
TFMFungsi Transfer Konduksi
TFMFungsi Transfer Ruang
Fungsi Transfer Udara Ruang
TETD TAProses Waktu Rata – Rata
CLTD/CLF
Konveksi
Radiasi Konveksi (dengan tunda waktu)
Penyimpangan
Beban eksternala. beban transmisi melalui
dinding luar dan atap,b. beban infiltrasi
Beban internal
a. beban Total KonduksiIntern Container
b. Beban elektrik
Bebantransmisi
beban Total KonduksiIntern Container
Beban elektrik
beban infiltrasi
beban kalor akibat perpindahan panas konduksimelalui dinding bagian luar, dan atap. metodeperbedaan temperatur equivalen (equivalenttemperature difference).
= U x A x ∆teQ
Beban sensibel dari udara luar (Open Air Sensible Heat, OASH)
OASH = 1,08 x cfmOA x (tOA - tRM ) Beban laten dari udara luar (Open Air Latent Heat, OALH)
OALH = 0,68 x cfmOA x (ωOA - ωRM )
= OASH + OALHinQ
Beban produk,Qpr = m.Cp.(Tp1-Tp2)
Beban udara,Qu = mu.Cpu.(Tu1-Tu2)
Beban plate,Qp = mp.Cpp.(Tp1-Tp2)
=gsuaf
d
K
d
tt
J
.2)(
2
fT
=
Nilai didapatkan dari table 53 pada CarrierHandbook of Air Conditioning System Design.
ernalQint
= + + +
= + safety factor
= + ( × 10%)
totalQ transmisiQ iltrasiQinf
ernaltotalkonduksiQ int
ernalQint
trQtotalQ
totalQ totalQ
Dimensi luar = 2,896 m ( tinggi) ; 2,438 m (lebar) ; 12,192 m (panjang) Dimensi dlm = 2,545 m ( tinggi) ; 2,284 m (lebar) ; 11,590 m (panjang)
Pengukurana. Kelembaban udara,b. Kecepatan aliran udara,c. Temperatur udara di dalam
container
Alat ukura. Thermometer dan Higrometer
digitalb. Anemometer digital
Saat kontainer pendingin beroperasi, berikan waktu sekitar 10 menit Selanjutnya, lakukan pencatatan pada alat ukur yang ada.
Selama sekitar 2 jam lebih, didapat data-data numerik untuk mencari beban pendinginan mobile coldstorage
Refrigeran yang dipakai adalah R134a Lapisan material penyusun kontainer
luar luarCrNi CrNi
Polyurethane extruded polystyrene
AlMg3AlMg3
dalam dalam
bagian atas,depan,belakang dan samping – samping bagian bawah
Untuk ukuran kontainer
Dimensi luar : 2,896 m ( tinggi) + 2,438 m (lebar) + 12,192 m (panjang)
Dimensi dlm : 2,545 m ( tinggi) + 2,284 m (lebar) + 11,590 m (panjang)
Beban maksimal produk 12 ton Jenis produk adalah ikan tuna Tempat ikan tuna : karton Dengan ukuran : 51,6 cm ( panjang) + 32 cm (lebar) + 37,1 cm
(tinggi) Temperature udara luar kontainer pendingin 33,20C
(container berjalan)
Tinjauan Pustaka
Pengambilan Data
Hasil perhitungan dan pembahasan
End
Kesimpulan
start
Diketahui : data – data analisis Ditanya : Total beban pendingin….? Jawab : -dengan udara luar , didapatkan
properties dari [Ref :8]
-dengan CrNi ,Tf = 308 K, didapatkan properties dari [Ref :8]
-dengan udara dalam , didapatkan properties dari [Ref :8]
-dengan AlMg3,Tf = 256,4225 K, didapatkan properties dari [Ref :8]
-dengan Polyurethane dan Extruded Polystyrene, didapatkan nilai k [Ref :1]
KTT
Tfsoo
3082
KTiT
Tfi
4225,2562
▪ Beban transmisi,
untuk outside
untuk inside
smA
V
AV
i
i
/027,72284,0
605,1Qcool.load
.Qcool.load
)(100105,0)358,8158822(
10.97681,6
Re
10.97681,6.)..(.
)(358,8158822..
Re
2
11
2
11
2
0
2
convectionforcedGr
LV
V
LTTgGr
turbulenLV
L
L
o
sL
oL
)(1002373,0)052,6805585(
10.09905,1
Re
10.09905,1.)..(.
)(052,6805585..
Re
2
12
2
12
2
0
2
convectionforcedGr
LV
V
LTTgGr
turbulenLV
o
s
o
123
untuk outside
Untuk x =1m,
669194,705-1,88396E
1,11.11,134776.1Re1
KmWx
kNuh
K
LhNu
Nu
Nu
o
o
23
1
11
1
1
3/15/4
1
3/15/4
11
/32,429021
10.892,26.1205,898.
.
1205,898)70588,0.()669194,7.(0296,0
Pr.Re.0296,0
Untuk insideUntuk x =1m,
589024,205-1,62811E
,027.11,364733.7Re1
KmWL
kNuh
K
LhNu
Nu
i
i
211
11
3/15/4
11
/24,98641.
.
1095,232Pr.Re.0296,0
xo xi Reo Nuo ho Rei Nui hi
1 1 669194,7 1205,898 32,42902 589024,2 1095,232 24,98641
2 2 1338389 2099,591 28,2311 1178048 1906,91 21,75193
3 3 2007584 2904,074 26,03212 1767072 2637,565 20,05763
4 4 2676779 3655,6 24,5766 2356097 3320,123 18,93616
5 5 3345974 4370,053 23,50389 2945121 3969,01 18,10964
6 6 4015168 5056,287 22,66228 3534145 4592,268 17,46118
7 7 4684363 5719,909 21,97426 4123169 5194,989 16,93106
8 8 5353558 6364,769 21,39517 4712193 5780,67 16,48488
9 9 6022753 6993,663 20,89706 5301217 6351,85 16,10109
10 10 6691947 7608,704 20,46133 5890242 6910,448 15,76536
11 11 7361142 8211,544 20,07499 6479266 7457,965 15,46768
12,192 11,590 8158822 8916,012 19,66613 6805585 7756,97 15,31642
23,49199 18,11412
av. ho av. hi
KmWTTTTh surososurosr
222
0 /674,0)).(.(.
KmW
hk
x
k
x
k
x
hh
U
ior
23
3
3
2
2
1
1
/10.0636,111
1