Analisa Perpidahan Panas Pada RefrigeratorDiajukan untuk memenuhi tugas besar Perpindahan Panas

Disusun Oleh :

Yudha Maulana Prayoga2112142015

Dosen Pengajar MK :

Damawidjaya biksono, MT.

JURUSAN TEKNIK MESIN - FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JENDRAL ACHMAD YANI

CIMAHI

2014

I. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Dalam Kehidupan sehari-hari banyak terjadi fenomena perpindahan panas, baik itu dari material atau fluida yang mempunyai temperatur lebih tinggi ke material atau fluida yang lebih redah. Dalam dunia industri fenomena perpidahan panas tersebut dimanfaatkan untuk keperuan proses dengan menggunakan suatu alat yang biasa isebut sebagai penukar panas atau heat exchanger. Heat exchanger merupakan sebuah alat yang digunakan sebagai media untuk memindahkan panas dari material yang betemperatur lebih tinggi menuju material yang bertemperatur lebih rendah.

Salah satu tipe heat exchanger yang banyak digunakan di dunia industri adalah Bearing Heater. Dalam dunia industri pemakaian bearing merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari setiap peralatan mesin yang terpasang. Cara perawatan dan pemasangan bearing yang baik merupakan upaya untuk mencegah kerusakan komponen ini. Dari sebuah studi menunjukkan bahwa kasus kerusakan awal bearing yang disebabkan oleh pemasangan bearing secara sederhana (dengan cara dipukul) menyumbang 16 % dari total kerusakan pada bearing. Adanya kerusakan bearing akan menggangu kinerja mesin.Untuk mengatasi masalah ini telah dikembangkan metode pemasangan bering yang mampu mengatasi proses pemasangan yang masih sederhana menggunakan bearing heater. Proses ini menggunakan prinsip induksi elektromagnetik2. Rumusan Masalah

Mengetahui prinsip kerja bearing heater dan juga mempelajari laju atau perambatan panas yang terjadi

3. Batasan Masalah

Dalam Tugas ini, Pembahasan di batasi pada:

1. laju proses pemanasan induksi

2. Menghitung laju pemanasannya

4. Tujuan

Tujuan pembuatan tugas besar ini adalah untuk memahami prinsip kerja, proses pemasan dan perhitungan. Serta untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Perpindahan Panas.

II. LANDASAN TEORII. Teori Perpindahan Panas

Perpindahan panas merupakan ilmu untuk meramalkan perpindahan energi dalam bentuk panas yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Dalam proses perpindahan energi tersebut tentu ada kecepatan perpindahan panas yang terjadi, atau yang lebih dikenal dengan laju perpindahan panas. Maka ilmu perpindahan panas juga merupakan ilmu untuk meramalkan laju perpindahan panas yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu. Perpindahan kalor dapat didefinisikan sebagai suatu proses berpindahnya suatu energi (kalor) dari satu daerah ke daerah lain akibat adanya perbedaan temperatur pada daerah tersebut. Ada tiga bentuk mekanisme perpindahan panas yang diketahui, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.I.1 Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah dalam suatu medium (padat, cair atau gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung sehingga terjadi pertukaran energi dan momentum.

Laju perpindahan panas yang terjadi pada perpindahan panas konduksi adalah berbanding dengan gradien suhu normal sesuai dengan persamaan berikut

Persamaan Dasar Konduksi :

Keterangan :

q = Laju Perpindahan Panas (kj / det,W)

k = Konduktifitas Termal (W/m.C)

A = Luas Penampang (m)

dT = Perbedaan Temperatur ( C, F )

dX = Perbedaan Jarak (m / det) T = Perubahan Suhu ( C, F )

dT/dx = gradient temperatur kearah perpindahan kalor.konstanta positif k disebut konduktifitas atau kehantaran termal benda itu, sedangkan tanda minus disisipkan agar memenuhi hokum kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ketempat yang lebih rendah dalam skala temperatur. (J.P. Holman, hal: 2) Hubungan dasar aliran panas melalui konduksi adalah perbandingan antara laju aliran panas yang melintas permukaan isothermal dan gradient yang terdapat pada permukaan tersebut berlaku pada setiap titik dalam suatu benda pada setiap titik dalam suatu benda pada setiap waktu yang dikenal dengan hukum fourier.

I.2Konveksi

Perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas karena adanya gerakan/aliran/ pencampuran dari bagian panas ke bagian yang dingin. Contohnya adalah kehilangan panas dari radiator mobil, pendinginan dari secangkir kopi dll. Menurut cara menggerakkan alirannya, perpindahan panas konveksi diklasifikasikan menjadi dua, yakni konveksi bebas (free convection) dan konveksi paksa (forced convection). Bila gerakan fluida disebabkan karena adanya perbedaan kerapatan karena perbedaan suhu, maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi bebas (free / natural convection). Bila gerakan fluida disebabkan oleh gaya pemaksa / eksitasi dari luar, misalkan dengan pompa atau kipas yang menggerakkan fluida sehingga fluida mengalir di atas permukaan, maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi paksa (forced convection).

Gambar 2.2. Perpindahan panas konveksi (J.P.Holman, hal:. 252).

I.3Radiasi

Perpindahan panas radiasi adalah proses di mana panas mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah bila benda-benda itu terpisah di dalam ruang, bahkan jika terdapat ruang hampa di antara benda - benda tersebut.

Gambar 2.5. Perpindahan panas radiasi (J.P.Holman, hal: 343).

Energi radiasi dikeluarkan oleh benda karena temperatur, yang dipindahkan melalui ruang antara, dalam bentuk gelombang elektromagnetik Bila energi radiasi menimpa suatu bahan, maka sebagian radiasi dipantulkan , sebagian diserap dan sebagian diteruskan seperti gambar 2.3. Sedangkan besarnya energi :

II. Alat Pemanas Bearing

Dalam dunia industri pemakaian bearing merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari setiap peralatan mesin yang terpasang. Cara perawatan dan pemasangan bearing yang baik merupakan upaya untuk mencegah kerusakan komponen ini. Dari studi SKF menunjukkan bahwa kasus kerusakan awal bearing yang disebabkan oleh pemasangan bearing secara sederhana (dengan cara dipukul) menyumbang 16 % dari total kerusakan pada bearing. Adanya kerusakan bearing akan menggangu kinerja mesin.

Untuk mengatasi masalah ini telah dikembangkan metode pemasangan bering yang mampu mengatasi proses pemasangan yang masih sederhana. Proses ini menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Melalui proses ini, lilitan kawat akan dialiri arus listrik yang nantinya kan menghasilkan energi bangkitan dan dengan proses induksi energi panas ditransferkan yang selanjutnya akan memuaikan bearing, setelah dimensi bearing melewati nilai tolenransi dari shaft , bearing dapat dipasang pada shaft tanpa melalui proses pemukulan saat pemasangan.

Alat Pemanas bearing

III. DATA DAN ANALISA

1. Uraian proses

Proses transfer energi pada alat pemanas bearing ini berlangsung secara konduksi, dimana energi panas akan bergerak dari sisi dalam bearing menuju sisi luar. Sehingga dalam proses pemanasan ini,inner sidebearing akan mengalami pemanasan lebih dahulu dibandingkan denganouter sidenya. Sehingga model yang paling baik dari alat pemanas bearing adalah bidang pemanasan alat pemanas yang mendekati dimensiinner side(diameter dalam) bearing yang akan dipanaskan.