paper of thernodynamics

SUMMARY OF THERMODYNAMICS’ PAPER TUGAS TERMODINAMIKA

SIMULASI FUNGSI KONDENSOR TERHADAP UNJUK KERJA

MESIN PENYEGARAN UDARA DI KMP. DOROLONDA

Kenyamanan merupakan faktor terpenting dalam jasa pelayaran pada kapal

penumpang. Contohnya yakni sistem pengkondisian udara pada mesin penyegar

udara di kapal. Untuk itu, diperlukan analisa dan simulasi terhadap troubleshooting

yang ada pada sistem penyegaran udara di kapal penumpang dengan memasukkan

input data berupa temperatur, tekanan dan kapasitas yang telah didapat dari kapal.

Sebab, apabila terjadi penebalan kotoran di dalam tube yang mengindikasikan

bertambahnya nilai tekanan air laut di dalam tube kondensor maka akan menurunkan

nilai Koefisien Perpindahan Panas (U) dan Laju Perpindahan Panas (Q) pada

kondensor sehingga penyegaran udara pun ikut menurun.

Pada mesin penyegaran udara terdapat komponen utama dan komponen

penunjang. Komponen utama dalam sistem penyegaran udara ini adalah kompresor,

kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Komponen penunjangnya yaitu

refrigerant atau dapat disebut juga dengan media pendingin. Refrigerant

disirkulasikan mulai dari kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator.

Refrigerant yang berputar memiliki hambatan pengembunan media pendingin yang

tidak sempurna didalam kondensor disebabkan oleh koefisien perpindahan kalor,

faktor kotoran, kecepatan aliran pendinginan, jenis media pendingin, dan kerugian

tekanan. Refrigeran yang membawa kalor dari evaporator tersebut melepaskan

kalornya melalui kondensor melalui proses pengembunan atau pengkondensasian.

Proses pengkondensasian ini dibantu dengan diberikannya blower atau dapat juga

diberikan media pendingin cair. Sehingga untuk mendapatkan penyegaran ruangan

yang optimal, perlu adanya pertimbangan beban pendingin, diantaranya yaitu beban

personel, beban equipment, beban transmisi, beban infiltrasi, dan beban cahaya.

Gambar 1. Internal Frean Circuit Mesin Penyegaran

TYPE YORK VSM 80

1


Sistem pendingin pada mesin pendingin Type YORK VSM 80 ini menggunakan 2

jenis air pendingin yaitu air laut dan air tawar. Air tawar disirkulasikan dari ventilasi

yang terdapat pada ruang-ruang akomodasi menggunakan pompa sirkulasi, dan air

laut digunakan untuk mendinginkan refrigerant nantinya di kondensor. Pada

kondensor terjadi proses kondensasi antara refrigerant dengan air laut sebagai media

pendinginnya. Air laut dihisap dari sea chest menggunakan pompa dibawa ke

kondensor lalu dibuang melalui overboard. Sea water flow pada kondensor

normalnya berkisar 155m3/h dengan Sea water inlet rata-rata memiliki temperatur

diatas 28oC dan Sea water outlet-nya diatas 32oC. Wujud dari refrigerant yang keluar

dari kondensor ada sudah berupa uap air dan ada juga yang masih berupa uap kering

bertekanan tinggi karena temperatur pada refrigerant masih tinggi. Kalor yang

diambil dari kondensor adalah kalor laten jadi tidak terjadi penurunan temperatur.

Jika tekanan refrigerant tersebut kurang, maka refrigerant dibawa kembali ke

kompresor. Setelah dari kondensor, refrigerant mengalir ke drier filter untuk

dipisahkan antara uap yang basah dan uap yang kering. Refrigerant yng telah

berwujud basah dibawa seluruhnya ke evaporator dan begitu seterusnya. Sebelum

refrigerant kembali ke evaporator, terdapat Expantion Valve, dimana katup ini

berfungsi sebagai pengatur tekanan, sehingga dapat diatur kapasitas refrigerant-nya

dan hal ini berpengaruh pada pendinginan pada masing-masing ruang.

Setelah itu membuat perhitungan tentang nilai U(Koefisien Perpindahan Panas) dan

Q(Laju perpindahan panas) pada kondensor. Dari hasil perhitungan tersebut,

didapatkan grafik-grafik yang menunjukkan hubungan U dan Q sehingga dapat

disimpulkan bahwa didapatkan nilai U (Koefisien Perpindahan Panas) dan Q (Laju

Perpindahan Panas) pada kondensor, evaporator dan ventilasi pada masing-masing

kenaikan nilai condenser water pressure-nya sebagai indikasi penebalan kotoran di

dalam tube kondensor. Dari hasil perhitungan dan penggambaran grafik hubungan

antara Ukondensor dengan condenser water pressure-nya maupun Qkondensor

dengan condenser water pressure-nya, didapatkan hubungan berbanding terbalik.

Dengan semakin besar nilai condenser water pressure-nya (kotoran semakin tebal)

maka nilai Ukondensor dan Qkondensor menurun. Dengan menurunnya nilai U dan

Q pada kondensor, maka juga berdampak pada nilai U dan Q pada evaporator dan

ventilasi. Dan pada akhirnya unjuk kerja dari mesin penyegaran udara itupun juga

2


menurun. Pada grafik juga ditunjukkan tentang nilai U dan Q normal, sehingga kita

dapat membandingkan antara U dan Q yang ada di lapangan dengan nilai U dan Q

yang normalnya. Tampak disitu terjadi penurunan nilai U dan Q yang ada di

lapangan, hal ini disebabkan karena begitu besarnya pengaruh kotoran

(foulingfactor) terhadap penghambatan laju konveksi panas.

3


NEW APPROACH TO THERMODYNAMICS

Macam Termodinamika

a. Termodinamika dari suatu zat

Ketika kita mencoba untuk mengamati tiga skala atas, kita dapat menemukan

perubahan yang umum dalam semua mereka. Setiap perubahan state sendiri

sebelum terjadi dan setelah state itu telah terjadi. Oleh karena itu, ketika kita

melihat fenomena ini dari sudut pandang substansi, substansi sebelum

perubahan (misalnya reaktan) dan bahwa setelah perubahan (misalnya

produk), dapat ditentukan. Karena substansi yang diakui sebagai seperangkat

energi dan entropi dalam pekerjaan ini, kita perlu "termodinamika zat "yang

menawarkan nilai-nilai energi dan entropi zat yang berhubungan.

b. Termodinamika perubahan

Item umum kedua adalah bahwa perubahan yang terjadi dalam semua skala

pada Gambar. 1. Dengan perubahan-perubahan zat, energi panas dilepaskan

melalui reaksi kimia dan energi mekanik atau listrik diterima oleh kompresi

gas. Oleh karena itu, kita perlu "termodinamika perubahan" atau

"termodinamika proses" yang menawarkan kita karakteristik dari perubahan

zat.

c. Termodinamika dari set perubahan

Kita dapat menemukan item lain yang umum dalam Gambar. 1. Dengan

perubahan di atas, energi dilepaskan atau diterima. Energi yang dilepaskan

akan diterima dan digunakan untuk beberapa perubahan lain. Kombinasi ini

melepaskan energi dan

penerimaan hasil

transformasi energi. Oleh

karena itu, kita perlu

"termodinamika set

perubahan" yang dapat

disebut juga

"termodinamika sistem".

4


Ini memberitahu kita karakteristik dari kombinasi pelepasan dan penerimaan

energi.

Termodinamika Zat

Ketika jumlah fase, jumlah setiap komponen dalam setiap fase serta suhu

dan tekanan suatu zat ditentukan, energi H dan S entropi dapat ditentukan.

Energi yang dibutuhkan untuk peningkatan suhu zat sebesar 1 K

tergantung pada situasi, apakah volume zat adalah tetap atau dapat diubah

dengan operasi pada tekanan tertentu. Dalam kasus terakhir, "entalpi"

digunakan sebagai energi, sedangkan di pembentuk, "energi internal"

digunakan. Istilah "energi H" digunakan dalam penelitian ini, karena kita

cukup sering menghadapi kasus di mana volume zat dapat berubah.

Ketika substansi ini dalam otoklaf dengan volume tetap, energi internal U

bisa diganti untuk H di semua persamaan berikut dengan mengganti Cp

oleh Cv.

Termodinamika Proses

dimana Σ menunjukkan operasi untuk jumlah energi (atau entropi) dari

setiap aliran ketika ada banyak masukan atau aliran output dari zat.

Berikut tiga pernyataan harus dibuat. Yang pertama berkaitan dengan

penerimaan atau pelepasan energi disertai oleh proses itu. Sebagai contoh,

energi dari substansi setelah perubahan lebih besar daripada sebelum

perubahan pada Gambar. 2 (a). Peningkatan energi ini disebabkan oleh

penerimaan energi dari luar. Ini energi untuk dapat diterima mungkin

5


panas, kerja (yaitu energi mekanik), listrik, cahaya dan sebagainya.

Energi ini diwakili oleh persegi panjang putih di Gambar. 2 (a) dan arah

aliran energi ini ditunjukkan oleh panah putih. Jika, sebaliknya, substansi

pada Gambar. 2 (b) memiliki energi lebih sedikit setelah perubahan dari

sebelum perubahan, energi sesuai dengan penurunan energi substansi

yang dilepaskan sebagai panas, listrik bekerja, atau cahaya. Energi ini

diwakili oleh persegi panjang putih dan arah aliran energi ditunjukkan

oleh panah putih.

Termodinamika Sistem

Mari kita lihat amplop berwarna ditunjukkan pada Gambar. 5 (a) atau (b).

Aliran zat dilambangkan dengan anak panah padat mungkin berpotongan

batas ini, tetapi aliran energi perantara dilambangkan dengan panah

terbuka tebal mungkin tidak. Kemudian kita memiliki dua persamaan

penting berikut:

6


ANALISA LAJU PELEPASAN PANAS TERHADAP

PERUBAHAN TEKANAN INJEKSI BAHAN BAKAR MOTOR

DIESEL

Pada paper ini dilakukan suatu percobaan tentang pengaruh tekanan injeksi terhadap

laju pelepasan panas di dalam ruang bakar motor diesel. Tekanan injeksi motor bakar

ini bisa diseting menjadi 200, 250, dan 300 bar. Pengujian dilakukan dengan

perangkat Eddy Current Dynamometer, sebuah sensor tekanan berpendingin air yang

ditanamkan didalam ruang bakar digunakan untuk mengukur tekanan ruang bakar.

Crank Angle Encoder digunakan untuk mengukur sudut dari poros engkol. perangkat

AVL Fuel Balance digunakan untuk mengukur konsumsi bahan bakar. Serta hotwire

anemometer untuk mengukur konsumsi udara.

Pada pengujian tekanan injeksi motor diesel ini dilakukan pada mesin dengan

putaran mesin 1500,2000,2500, serta 300 rpm. Peningkatan tekanan injeksi bahan

bakar secara signifikan memberikan kestabilan penginjeksian bahan bakar ke dalam

ruang bakar, dimana nilai lambda yang dihasilkan cenderung lebih ideal jika

dibandingkan dengan motor diesel yang bekerja pada tekanan injeksi yang lebih

rendah.

7


tekanan injeksi bahan bakar merupakan faktor utama yang menentukan unjuk kerja.

nilai ratarata tekanan ruang bakar hasil pengujian terhadap tekanan injeksi 200, 250,

dan 300 bar diperlihatkan pada grafik 1 sampai grafik 4.

Pada grafik 1, peningkatan tekanan ruang bakar terhadap tekanan injeksi bahan bakar

yang bervariasi tidak memberikan pengaruh yang signifikan. Pada grafik 2, 3, dan 4,

terlihat pengaruh peningkatan tekanan injeksi bahan bakar terhadap peningkatan

tekanan ruang bakar, dimana pada tekanan injeksi yang lebih tinggi, tekanan puncak

ruang bakarnya justru cenderung lebih rendah hal ini di mungkinkan karena pada

tekanan injeksi bahan bakar dan putaran motor yang lebih tinggi, injektor dengan

tekanan yang lebih tinggi cenderung lebih unggul dari segi kestabilan penyemprotan

bahan bakar.

Peningkatan tekanan injeksi dari 200 bar ke 250 bar kemudian ke 300 bar tidak

mmberikan pengaruh yang signifikan pada putaran motor yang rendah (1500 rpm),

8


sementara pada putaran motor yang lebih tinggi yaitu antara 2000 rpm sampai 3000

rpm cukup memberikan pengaruh pada proses pembakaran motor diesel.

Peningkatan tekanan injeksi mempengaruhi ignition delay pada proses pembakaran

motor diesel, dimana semakin tinggi tekanan injeksi bahan bakar maka puncak rate

of heat release akan semakin mendekati titik mati atas.

9

paper of thernodynamics

Documents