daftar pustaka - core.ac.uk · bagian sirip berbentuk plat berbengkok seperti yang ditunjukkan pada...
TRANSCRIPT
1
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan pusat statistik, “Perkembangan Jumlah Kendaraan Bermotor Menurut Jenis
tahun 1987-2009”, 2009.
2. BP Statistical “Review of World Energy “June 2011.
3. Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 04 Tahun 2009 “Tentang
Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru.”
4. L. Nirajan, Shinjo, “Experimental investigation on the effects of cold and hot EGR
using diesel and biodiesel as fuel”, Department of Mechanical Engineering, India.
5. Heywood, dan B.L John, “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw-
Hill, Inc, United States of America, 1988.
6. Y.A. Cengel, “Thermodynamics An Engineering Approach, 5th” 1ed, McGraw-
Hill.
7. Z. Ming, T.R Graham., dan J.G Hawley, “Diesel engine exhaust gas recirculation-a
review on advanced and novel concepts”, Elsevier-Journal Of Energy Conversion
And Management, pp. 883-900. 2003
8. A.K. Agrawal, S.K. Singh, S. Sinha, M.K. Shukla, “Effect of EGR on the Exhaust
Gas Temperature and Exhaust Opacity in Compression Ignition Engines”, Indian
Institute of Technology, Kanpur, India, p3-4. 2003
9. P.M. Gerhart, dan J.G. Richard, “Fundamentals of Fluid Mechanics”, Addison-
Wesley Publishing Company, Inc., USA, p509-530. 1985
10. F. W. Robert, M.T. Alan, P.J. Philip, “Introduction to Fluid Mechanics. 8th”
edition, John Willey & Sons Inc, p5. 2011
11. Anwar dan Khairil, “Efektivitas Alat Penukar Kalor pada Sistem Pendingin
Generator PLTA”, Teknik Mesin, Universitas Tadulako, Palu.
12. Sugiyanto, “Analisis Alat Penukar kalor tipe Shell and Tube dan Aplikasi
Perhitungan dengan Microsoft Visual Basic 6.0”, Tugas Akhir, Teknik Mesin,
Universitas Gunadarma.
13. Incropera/DeWitt/Bergman/Lavine, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer,
6th.”
2
14. G. Sachdeva, “Computation of Heat Transfer Augmentation in a Plate-Fin Heat
Exchanger using Rectangular/Delta Wing”, Disertation, Mehanical Engineering,
National Institute of Technology, India. 2010.
15. T. Kuppan, Heat Exchanger Design Handbook , New York:Bassel, 2000.
16. W.M. Kay and A.L London, “Compact Heat Exchangers”, 2nd, New York:McGraw
Hill, 1964.
17. J. P. Holman, “Heat Transfer”, 6th, New York:McGraw Hill, 1986.
18. T. Perrotin dan D. Clodic, “Fin Efficiency Calculation in Enhanced Fin and
Exchangers in Dry Conditions”, International Congress of Refrigeraton,
Wshington, D.c. 2003
19. A.D. Kraus, A. Aziz, and J. Welty, “Extended Surface Heat Transfer”, New York,
2001.
20. J. Dewatwal, “Design of Compact Plate Fin Heat Exchanger”, Thesis, Mechanical
Engineering, National Institute of Technology, Rourkela, 2009.
21. J. G. Paeng, “Experimental measurement and numerical computation of the air side
convective heat transfer coefficients in a plate fin tube heat exchanger” Journal and
mechanical science and technology, 2008.
22. J.D. Hoffman, “Numerical Methods for Engineers and Scientists” New York-Basel,
2001.
4
LAMPIRAN 1
RADIATOR
1. Definisi
Radiator adalah suatu bagian atau komponen dari sistem pendinginan yang
menggunakan sistem pendinginan air. Karena itu fungsi radiator adalah mendinginkan
mesin.
2. Aplikasi
Radiator yang kita kenal pada umumnya digunakan pada kendaraan bermotor
(roda dua atau empat), namun tidak jarang radiator juga digunakan pada mesin yang
memerlukan pendinginan ekstra, seperti pada mesin-mesin produksi atau mesin-mesin
lainnya yang bekerja dalam kondisi berat atau lama.
3. Karakteristik Permukaan
Pada kendaraan baik motor atau mobil radiator pada umumnya terletak di depan
dan berada didekat mesin atau pada posisi tertentu yang menguntungkan bagi sistem
pendinginan. Hal ini bertujuan agar mesin mendapatkan pendinginan yang maksimal
sesuai yang dibutuhkan mesin.
Radiator pada bagian intinya terdiri dari dua bagian yaitu bagian pipa flat dan
bagian sirip berbentuk plat berbengkok seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Radiator
5
Ada beberapa bentuk model pipa flat dan pipa bengkok yang disediakan oleh
Kays and London, beberapa diantaranya yang diambil untuk perancangan radiator pada
Tugas Akhir ini adalah pipa flat seri 9.68-0.87 dan 11.32-0.737-SR, sedangkan untuk
Plat bengkok seri 12.00T dan 11.1
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Gambar 2. (a) Pipa flat seri 9.68-0.87 (b) Pipa flat seri 11.32-0.737-SR
(c) Plat bengkok seri 12.00T (d) Plat bengkok seri 11.1
(e) Plat bengkok seri 14.7
masing-masing dari keempat seri diatas mempunyai karakteristik sendiri-sendiri
khusunya pada Plat bengkok mempunyai nilai jari-jari hidraulik, faktor Colburn, dan
karakterisik permukaan sendiri. Berikut ini akan dijelaskan karakteristik dari plat
bengkok seri 12.00T, plat bengkok seri 11.1 dan plat bengkok seri 14.7.
6
a. Plat bengkok seri 12.00T
Gambar 3. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 12.00T
Pada Gambar 3 menunjukkan grafik hubungan antara bilangan Reynold terhadap
faktor Colburn dan faktor gesekan. Faktor Colburn digunakan untuk mendapatkan nilai
koefisien perpindahan panas sisi udara, sedangkan faktor gesekan berpengaruh terhadap
nilai pressure drop udara. Selain itu juga disediakan nilai banyaknya sirip tiap in, jarak
plat, panjang sirip arah aliran, diameter hidraulik, tebal sirip, rasio luas perpindahan
panas terhadap volum antar plat, dan rasio luas sirip terhadap luas total.
7
b. Plat bengkok seri 11.1
Gambar 4. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 11.1
Pada Gambar 4 menunjukkan grafik hubungan antara bilangan Reynold terhadap
faktor Colburn dan faktor gesekan. Faktor Colburn digunakan untuk mendapatkan nilai
koefisien perpindahan panas sisi udara, sedangkan faktor gesekan berpengaruh terhadap
nilai pressure drop udara. Selain itu juga disediakan nilai banyaknya sirip t iap in, jarak
plat, diameter hidraulik, tebal sirip, rasio luas perpindahan panas terhadap volum antar
plat, dan rasio luas sirip terhadap luas total.
8
c. Plat bengkok seri 14.7
Gambar 5. Karakteristik permukaan Plat bengkok seri 14.7
Pada Gambar 5 menunjukkan grafik hubungan antara bilangan Reynold terhadap
faktor Colburn dan faktor gesekan. Faktor Colburn digunakan untuk mendapatkan nilai
koefisien perpindahan panas sisi udara, sedangkan faktor gesekan berpengaruh terhadap
nilai pressure drop udara. Selain itu juga disediakan nilai banyaknya sirip tiap in, jarak
plat, diameter hidraulik, tebal sirip, rasio luas perpindahan panas terhadap volum antar
plat, dan rasio luas sirip terhadap luas total.
9
4. Rumus Perhitungan
Pada perancangan Radiator persamaan-persamaan yang dipakai hampir sama
dengan perancangan Finned flat tubes. Perbedaannya hanya dalam persamaan
karakteristik permukaan, dan Pressure drop berbeda dengan persamaan yang digunakan
dalam Finned flat tubes.
a. Karakteristik permukaan
Gambar 6. Geometri Radiator
Luas frontal, dirumuskan dengan:
Rasio luas aliran bebas dengan luas frontal, dirumuskan dengan:
Luas aliran bebas sisi air adalah
Rasio luas perpindahan panas dengan volum total, dirumuskan dengan:
10
Rasio luas perpindahan panas sisi air dengan volum total, dirumuskan dengan:
Jumlah sirip keseluruhan, dirumuskan dengan:
Diameter hidraulik saluran,
Jari-jari hidraulik saluran, dirumuskan dengan:
b. Pressure drop
Pressure drop sisi udara
Nilai Kc dan Ke diperoleh dari gambar 2.34 pada bab 2.
Pressure drop sisi air
11
5. Algoritma Perhitungan
ALGORITMA PERHITUNGAN
Perancangan Radiator
Input :
1. Pilih fungsi Radiator
2. Pilih seri Pipa flat Radiator
3. Pilih seri Plat bengkok Radiator
4. Panjang Radiator (L1)
5. Laju aliran massa Air ( )
6. Temperatur udara masuk (Tin,udara)
7. Temperatur air keluar (Tout,air)
8. Temperatur air masuk (Tin,air)
Hitung Rasio luas transfer panas dan volum total pada sisi
udara dan sisi air ( )
Hitung rasio luas aliran bebas dan luas penampang pada sisi
udara dan sisi air ( )
Tebak Temperatur udara
keluar (Tout,udara)
1
1
12
Tentukan sifat-sifat fisik udara dan air pada temperatur rata-
rata
Tentukan sifat-sifat fisik udara dan EGR pada temperatur
rata-rata
Hitung temperatur rata-rata udara dan air (Tav,udara dan
Tav,air)
Hitung energi panas sisi air (qair)
Hitung Laju aliran massa udara ( )
Hitung luas frontal udara dan air (Afr,udara dan Afr,air)
1
2
Tebak tinggi Radiator
(L3)
2
13
Hitung luas aliran bebas sisi udara dan air (Aff,udara dan
Aff,egr)
Hitung : 1. ΔTlmtd
2. fluks massa sisi udara dan air (Gudara dan Gair)
Hitung Bilangan Reynold sisi udara dan air (Reudara dan
Reair)
Hitung efisiensi sirip sisi udara ( )
Hitung koefisien transfer panas dan koefisien gesek sisi
udara dan EGR ( )
Hitung efisiensi sirip total sisi udara
( )
3
2
14
Ya
3
Hitung efektifitas perpindahan panas penukar kalor (ε) dan
Cmin/Cmax
Tentukan Number of Transfer Units (NTU)
Hitung luas transfer panas sisi udara (Audara)
Hitung absolut beda tinggi radiator hasil hitung dengan
tebakan (ΔL3)
Tidak
2
Hitung koefisien perpindahan panas total berdasar sisi
udara ( )
Hitung Volum total dan tinggi radiator baru (Vtotal dan
L3,baru)
Hitung laju kapasitas panas sisi udara dan air
(Cudara dan Cair)
4
15
4
Hitung Temperatur udara keluar baru (Tout,udara baru)
Hitung pressure drop sisi air (ΔPair) dan sisi udara (ΔPudara)
Hitung Laju perpindahan Panas Total berdasar sisi udara
(qtot)
Hitung absolut beda Temperatur udara keluar hasil hitung
dengan tebakan (ΔTout,udara)
1
Tidak
Ya
Hitung Kecepatan udara (uudara)
Hitung volum spesifik sisi udara dan EGR titik awal, akhir,
dan rata-rata ( )
5
16
Gambar 7. Diagram alir perancangan penukar kalor jenis Radiator
Hasil Perancangan
Radiator
Hitung jumlah plat sirip tiap baris pada sisi udara
(Nf,udara)
Hitung jumlah baris plat sisi udara dan air
(Nr,udara dan Nr,air)
5
Hitung panjang dan lebar plat pada sisi udara
(Pf,udara dan lbf,udara)
17
6. Hasil Perhitungan Radiator
Hasil perhitungan yang ditampilkan dalam tugas akhir ini diperoleh dari beberapa
kondisi masukan yang terdiri dari seri penukar kalor jenis Radiator, tinggi penukar
kalor, laju aliran massa Air, temperatur Air masuk, temperatur Air keluar, dan
temperatur udara masuk.
Pada perhitungan desain penukar kalor jenis Radiator terdiri dari dua bagian
saluran yaitu saluran dalam pipa flat dan saluran luar pipa flat. Untuk saluran dalam
pipa diisi oleh fluida panas berupa Air, sedangkan saluran luar pipa (bagian sir ip
bengkok) diisi oleh fluida dingin berupa udara lingkungan. Penukar kalor ini
mempunyai beberapa seri plat bengkok yang dipopulerkan oleh Kays dan London, tiga
diantaranya yaitu 12.00T, 11.1, dan 14.7 dengan masing-masing karakteristik
rancangannya. Angka 12.00, 11.1, dan 14.7 menunjukkan banyaknya sirip tiap inci.
Sedangkan huruf T menunjukkan permukaan yang dilalui fluida (Triangular).
Hasil perhitungan perancangan penukar kalor jenis Radiator diberikan pada Tabel 1
(variasi mair), Tabel 2 (variasi Tair,out), dan Tabel 3 (variasi L1)
Tabel 1 Hasil perancangan Radiator variasi laju aliran massa Air
Masukan/input
Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2
Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7
Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300
Laju aliran massa Air (kg/jam) 800 900 1000
18
Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30
Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68
Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84
Hasil/output
Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300
Lebar penukar kalor, L2 (mm) 22 22 22
Tinggi penukar kalor, L3 (mm) 369 381 400
Jarak antar plat pemisah sisi udara,
budara (mm)
8.38 8.38 8.38
Panjang pipa flat (mm) 22.10 22.10 22.10
Lebar pipa flat (mm) 3.05 3.05 3.05
Tebal sirip sisi udara (mm) 0.152 0.152 0.152
Tebal Pipa flat sisi Air (mm) 0.254 0.254 0.254
Jumlah laluan udara 32 34 35
Jumlah laluan Air 31 33 34
Luas frontal sisi udara (m2) 0.1088 0.157 0.1191
Luas frontal sisi Air (m2) 0.0080 0.0085 0.0088
Luas aliran bebas sisi udara (m2) 0.0709 0.0754 0.0776
Luas aliran bebas sisi Air (m2) 0.0017 0.0018 0.0019
Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium
Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium
Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 214 222 233
Panjang plat tiap laluan sisi udara
(mm)
1831 1899 1993
Lebar plat tiap laluan sisi udara
(mm)
22 22 22
Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air
(mm)
300 300 300
Luas perpindahan panas sisi udara
(m2)
40.51 44.52 48.10
19
Luas perpindahan panas sisi Air (m2) 7.66 8.42 9.10
Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30
Temperatur udara keluar (˚C) 82 82 82
Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84
Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68
Laju perpindahan panas (Watt) 16309 18348 20386
Laju aliran massa udara (kg/jam) 1040 1170 1300
Laju aliran massa Air (kg/jam) 800 900 1000
Kecepatan udara masuk (m/s) 3.82 4.05 4.37
Kecepatan Air masuk (m/s) 0.13 0.14 0.15
Koefisien perpindahan panas total
(W/m2.K)
37.25 38.12 39.21
Beda temperatur rata-rata logaritmik
(˚C)
13.51 13.51 13.51
Efektivitas penukar kalor (%) 94.8 94.8 94.8
Pressure drop sisi udara (N/m2) 15.25 16.54 18.42
Pressure drop sisi Air (N/m2) 4.85 5.34 6.08
20
Tabel 2 Hasil perancangan Radiator variasi Temperatur Air keluar
Masukan/input
Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2
Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7
Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300
Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000
Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30
Temperatur Air keluar (˚C) 55 60 65
Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84
Hasil/output
Panjang penukar kalor, L1 (mm) 300 300 300
Lebar penukar kalor, L2 (mm) 22 22 22
Tinggi penukar kalor, L3 (mm) 617 466 428
Jarak antar plat pemisah sisi udara,
budara (mm)
8.38 8.38 8.38
Panjang pipa flat (mm) 22.10 22.10 22.10
Lebar pipa flat (mm) 3.05 3.05 3.05
Tebal sirip sisi udara (mm) 0.152 0.152 0.152
Tebal Pipa flat sisi Air (mm) 0.254 0.254 0.254
Jumlah laluan udara 54 41 38
Jumlah laluan Air 53 40 37
Luas frontal sisi udara (m2) 0.1842 0.1397 0.1294
Luas frontal sisi Air (m2) 0.0136 0.0103 0.0095
Luas aliran bebas sisi udara (m2) 0.1200 0.0910 0.0843
Luas aliran bebas sisi Air (m2) 0.0136 0.0022 0.0021
Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium
Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium
Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 359 271 249
Panjang plat tiap laluan sisi udara
(mm)
3071 2318 2130
21
Lebar plat tiap laluan sisi udara
(mm)
22 22 22
Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air
(mm)
300 300 300
Luas perpindahan panas sisi udara
(m2)
114.85 65.81 55.98
Luas perpindahan panas sisi Air (m2) 21.73 12.45 10.59
Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30
Temperatur udara keluar (˚C) 81 82 83
Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84
Temperatur Air keluar (˚C) 55 60 65
Laju perpindahan panas (Watt) 33541 32874 24231
Laju aliran massa udara (kg/jam) 2338 2079 1560
Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000
Kecepatan udara masuk (m/s) 5.08 5.92 4.82
Kecepatan Air masuk (m/s) 0.10 0.13 0.14
Koefisien perpindahan panas total
(W/m2.K)
37.58 41.85 40.14
Beda temperatur rata-rata logaritmik
(˚C)
9.71 14.92 13.48
Efektivitas penukar kalor (%) 95.45 88.87 93.81
Pressure drop sisi udara (N/m2) 22.86 29.31 21.44
Pressure drop sisi Air (N/m2) 2.95 4.68 5.31
22
Tabel 3 Hasil perancangan Radiator variasi Panjang penukar kalor, L1
Masukan/input
Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2
Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7
Panjang penukar kalor, L1 (mm) 250 300 350
Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000
Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30
Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68
Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84
Hasil/output
Panjang penukar kalor, L1 (mm) 250 300 350
Lebar penukar kalor, L2 (mm) 22 22 22
Tinggi penukar kalor, L3 (mm) 430 400 369
Jarak antar plat pemisah sisi udara,
budara (mm)
8.38 8.38 8.38
Panjang pipa flat (mm) 22.10 22.10 22.10
Lebar pipa flat (mm) 3.05 3.05 3.05
Tebal sirip sisi udara (mm) 0.152 0.152 0.152
Tebal Pipa flat sisi Air (mm) 0.254 0.254 0.254
Jumlah laluan udara 38 35 33
Jumlah laluan Air 37 34 32
Luas frontal sisi udara (m2) 0.1078 0.1191 0.1309
Luas frontal sisi Air (m2) 0.0095 0.0088 0.0083
Luas aliran bebas sisi udara (m2) 0.0702 0.0776 0.0853
Luas aliran bebas sisi Air (m2) 0.0021 0.0019 0.0018
Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium
Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium
Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 250 233 214
Panjang plat tiap laluan sisi udara
(mm)
2139 1993 1831
23
Lebar plat tiap laluan sisi udara
(mm)
22 22 22
Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air
(mm)
250 300 350
Luas perpindahan panas sisi udara
(m2)
46.86 48.10 48.79
Luas perpindahan panas sisi Air (m2) 8.87 9.10 9.23
Temperatur udara masuk (˚C) 30 30 30
Temperatur udara keluar (˚C) 82 82 82
Temperatur Air masuk (˚C) 84 84 84
Temperatur Air keluar (˚C) 68 68 68
Laju perpindahan panas (Watt) 20386 20386 20386
Laju aliran massa udara (kg/jam) 1300 1300 1300
Laju aliran massa Air (kg/jam) 1000 1000 1000
Kecepatan udara masuk (m/s) 4.82 4.37 3.97
Kecepatan Air masuk (m/s) 0.14 0.15 0.16
Koefisien perpindahan panas total
(W/m2.K)
40.25 39.21 38.66
Beda temperatur rata-rata logaritmik
(˚C)
13.51 13.51 13.51
Efektivitas penukar kalor (%) 94.80 94.80 94.80
Pressure drop sisi udara (N/m2) 12.49 18.42 16.11
Pressure drop sisi Air (N/m2) 4.40 6.08 7.83
24
7. Validasi
Validasi diperlukan untuk mendapatkan hasil perancangan yang benar, yaitu
dilakukan dengan membandingkan hasil perancangan dengan hasil-hasil perancangan
yang sudah ada di pasaran.
Hasil perancangan radiator dengan menggunakan perangkat lunak akan
dibandingkan produk pasaran radiator produksi Daihatsu F300. Hasil perbandingan
akan ditunjukkan pada Tabel 4 dengan inputan pada perangkat lunak perancangan
radiator sebagai berikut :
Seri pipa flat sisi Air : A3
Seri plat sisi udara : 14.7
Panjang penukar kalor : 350 mm
Laju aliran massa Air, : 2100 kg/jam
Temperatur udara masuk, Tudara masuk : 30 ˚C
Temperatur Air keluar, Tair keluar : 68 ˚C
Temperatur Air masuk, Tair masuk : 84 ˚C
Sedangkan spesifikasi produk radiator Daihatsu F300 adalah sebagai berikut
Panjang penukar kalor : 350 mm
Lebar penukar kalor : 32 mm
Tinggi penukar kalor : 488 mm
Laju aliran massa Air, :
: 2100 kg/jam
Laju aliran massa udara, :
: 2700 kg/jam
Laju perpindahan panas, Q :
: 40123 Watt
25
Tabel 4 Validasi Hasil Perancangan Radiator dengan Produk Daihatsu F300
Keterangan Desain Radiator Daihatsu F300
Panjang Penukar Kalor (mm) 350 350
Lebar Penukar Kalor (mm) 32 32
Tinggi Penukar Kalor (mm) 499 488
Laju Aliran Massa Air (kg/jam) 2100 2100
Laju Aliran Massa udara (kg/jam) 2731 2700
Laju Perpindahan Panas (Watt) 42811 40123
Dari Tabel 4 ditunjukkan bahwa hasil perancangan radiator dengan menggunakan
perangkat lunak menghasilkan nilai yang hampir sama dengan produk Daihatsu F300
yang sudah ada di pasaran. Ada beberapa perbedaan antara hasil desain dengan produk
Daihatsu yaiu pada nilai Tinggi penukar kalor, Laju aliran massa udara, dan Laju
perpindahan panas. Hal ini disebabkan karena pada perhitungan perangkat lunak ada
beberapa faktor yang diabaikan seperti faktor pengotor, faktor korosi, dan perubahan
fasa aliran.
32
LAMPIRAN 8
Pengoperasian Program Design of EGR Cooler
a. Form Pembuka
Form diatas adalah form pertama sebagai form pembuka software Design
EGR Cooler, pengguna dipersilahkan untuk mengklik kiri mouse dimanapun
dalam form tersebut untuk memulai program desain EGR Cooler.
33
b. Form Pemilihan jenis produk
Form kedua pengguna disuguhkan empat pilihan macam jenis EGR
Cooler, Pengguna dipersilahkan untuk mengklik kiri mouse salah satu dari
keempat gambar jenis penukar kalor.
c. Input data untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger
Jika pada form kedua pengguna mengklik gambar plate fin heat
exchanger, maka akan muncul form ketiga seperti gambar diatas ini. Pengguna
dipersilahkan unutuk mengisikan masukan data-data sesuai kebutuhan
pengguna. Disajikan delapan inputan yaitu jenis plate sisi udara, jenis plate sisi
34
EGR, panjang penukar kalor, lebar penukar kalor, laju aliran massa EGR,
temperatur masuk EGR, temperatur keluar EGR, dan temperatur lingkungan.
Setelah pengguna mengisikan semua data yang harus diisi, selanjutnya pengguna
dipersilahkan mengklik tombol “calculate” untuk menampilkan hasil desain
EGR Cooler. Jika pengguna ingin kembali ke menu sebelumnya, pengguna bisa
mengklik tombol “Back”.
d. Output geometri untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger
Jika pada form ketiga pengguna mengklik tombol “calculate” maka form
keempat akan muncul seperti yang terlihat pada gambar diatas ini. Form
keempat yang pertama kali muncul adalah pada bagian “Geometry design”, jika
pengguna ingin mengetahui unjuk kerja penukar kalor maka pengguna bisa
mengklik tombol tab “operating and performance”
35
e. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis plate fin heat
exchanger
Jika pengguna pada form keempat mengklik tombol tab “operating and
performance” maka akan muncul seperti gambar diatas. Selanjutnya jika
pengguna ingin mengetahui hubungan korelasi antara bilangan Reynold dengan
Bilangan Nusselt, hubungan antara kecepatan udara dengan temperatur udara
keluar, hubungan antara kecepatan udara dengan temperatur EGR keluar, dan
hubungan antara kecepatan udara dengan pressure drop udara.
36
f. Output grafik untuk penukar kalor jenis plate fin heat exchanger
Jika pengguna mengklik tombol tab “Correlation” kemudian mengklik
tombol “click to show correlations” maka pengguna akan melihat form grafik
seperti gambar diatas. Jika ingin mendesain EGR Cooler dengan jenis penukar
kalor yang lain maka pengguna bisa mengklik tombol “Back” pertama untuk
37
kembali ke data inputan Plate Fin Heat exchanger atau form ketiga, kemudian
mengklik tombol “Back”lagi untuk kembali ke menu pilihan jenis desain EGR
Cooler. Langkah selanjutnya seperti langkah sebelumnya.
g. Input data untuk penukar kalor jenis finned flat tubes
h. Output geometri untuk penukar kalor jenis finned flat tubes
i. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis finned flat tubes
39
k. Input data untuk penukar kalor jenis continously finned tubes
l. Output geometri untuk penukar kalor jenis continously finned tubes
m. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis continously finned
tubes
41
o. Input data untuk penukar kalor jenis individually finned tubes
p. Output geometri untuk penukar kalor jenis individually finned tubes
q. Output operating and performance untuk penukar kalor jenis individually finned
tubes
1
LAMPIRAN 10
DATA EKSPERIMEN MESIN DIESEL MENGGUNAKAN EGR
Solar 90% Jatropha 10% EGR 25% cooler 60 C BEBAN 25%
NO rpm
manometer U 1 manometer U 2 T1 T2 (input EGR) T3 T4 T5 T6 Konsumsi BB
beban
masuk EGR (cm) masuk intake (cm) (kg) opacita
in out ∆P in out ∆P (°C) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C) (ml) t (s) (ml/s) awal saat 1/4 ∆ (m-1)
1
1300
13.7 18.30 4.6 12.20 17.80 5.6 165 121 60 31 34 30 20 46.64 0.429
0
6.1
2 13.7 18.30 4.6 12.10 17.90 5.8 163 125 60 31 34 30 20 46.48 0.43 6.15
3 14 18.00 4 12.10 17.90 5.8 169 130 60 31 34 30 20 46.58 0.429 6.15
rata-rata 13.8 18.2 4.4 12.13333 17.87 5.7333 165.66667 125.33333 60 31 34 30 20 46.57 0.429 6.133333 6.133333
1
1700
12.40 19.60 7.2 11.00 19.00 8 206 141 60 31 34 30 20 32.28 0.62
0
7.9
2 12.10 19.90 7.8 10.90 19.10 8.2 211 142 60 31 34 30 20 32.51 0.615 7.9
3 12.30 19.70 7.4 10.80 19.20 8.4 213 143 60 31 34 30 20 32.53 0.615 7.9
rata-rata 12.27 19.73 7.467 10.90 19.1 8.2 210 142 60 31 34 30 20 32.44 0.617 7.9 7.9
1
2100
9.80 22.20 12.4 8.8 21.20 12.4 239 159 60 31 34 30 20 23.97 0.834
0
9.9
2 9.80 22.20 12.4 8.8 21.20 12.4 245 169 60 31 34 30 20 24 0.833 9.85
3 9.90 22.10 12.2 8.8 21.20 12.4 250 171 60 31 34 30 20 24.04 0.832 9.9
rata-rata 9.833 22.17 12.33 8.80 21.2 12.4 244.66667 166.33333 60 31 34 30 20 24 0.833 9.883333 9.883333
1
2500
5.60 26.40 20.8 6.30 23.70 17.4 308 191 60 31 35 30 20 16.91 1.183
0
12.6
2 5.80 26.20 20.4 6.20 23.80 17.6 315 193 60 31 35 30 20 16.76 1.193 12.65
3 5.60 26.40 20.8 6.30 23.70 17.4 332 209 60 31 34 30 20 17.24 1.16 12.6
rata-rata 5.667 26.33 20.67 6.266667 23.73 17.467 318.33333 197.66667 60 31 34.67 30 20 16.97 1.179 12.61667 12.61667
46
BEBAN
RPM
BEBAN BB TORSI P MEP ṁƒ ṁegr ṁa sfc
AFR
FAR
φ
ηƒ
% EGR
ηv
kg N ml/s ml/menit Nm Kw kPa kg/jam kg/jam kg/jam kg/kw.jam x 100
0.25 1300.00 6.13 60.17 0.43 25.77 12.64 1.72 142.76 1.31 8.69 91.87 0.76 76.25 70.08 0.01 0.20 19.82 10.65 9.32 82.13
1700.00 7.90 77.50 0.62 36.99 16.27 2.90 183.88 1.88 11.22 109.54 0.65 64.98 58.21 0.02 0.24 23.86 12.50 10.07 74.89
2100.00 9.88 96.96 0.83 49.99 20.36 4.48 230.05 2.54 14.08 134.30 0.57 56.82 52.81 0.02 0.26 26.30 14.29 10.29 74.33
2500.00 12.62 123.77 1.18 70.71 25.99 6.80 293.67 3.60 17.69 159.05 0.53 52.89 44.22 0.02 0.31 31.41 15.36 10.87 73.94
0.50 1300.00 6.60 64.75 0.45 26.83 13.60 1.85 153.62 1.36 8.71 91.74 0.74 73.76 67.23 0.01 0.21 20.66 11.01 9.36 82.02
1700.00 8.52 83.55 0.63 38.03 17.55 3.12 198.24 1.93 11.28 109.92 0.62 61.96 56.82 0.02 0.24 24.44 13.11 10.08 75.15
2100.00 10.52 103.17 0.89 53.19 21.67 4.76 244.79 2.71 13.94 135.21 0.57 56.82 49.97 0.02 0.28 27.79 14.30 10.11 74.83
2500.00 13.08 128.35 1.23 74.06 26.95 7.05 304.53 3.77 17.54 159.43 0.53 53.42 42.32 0.02 0.33 32.82 15.21 10.75 74.12
0.75 1300.00 7.25 71.12 0.46 27.48 14.94 2.03 168.75 1.40 8.76 91.60 0.69 68.78 65.54 0.02 0.21 21.19 11.81 9.42 81.90
1700.00 10.58 103.82 0.70 41.94 21.80 3.88 246.34 2.13 11.42 109.26 0.55 55.00 51.21 0.02 0.27 27.12 14.77 10.25 74.70
2100.00 11.55 113.31 0.91 54.72 23.79 5.23 268.84 2.78 13.76 134.30 0.53 53.22 48.25 0.02 0.29 28.79 15.26 10.04 74.33
2500.00 14.55 142.74 1.35 81.12 29.97 7.84 338.67 4.13 17.53 159.13 0.53 52.61 38.57 0.03 0.36 36.01 15.44 10.74 73.98
1.00 1300.00 7.55 74.07 0.46 27.86 15.55 2.12 175.74 1.42 8.76 91.07 0.67 66.96 64.27 0.02 0.22 21.61 12.13 9.47 81.42
1700.00 11.15 109.38 0.72 43.28 22.97 4.09 259.53 2.20 11.01 109.32 0.54 53.87 49.65 0.02 0.28 27.97 15.08 9.87 74.74
2100.00 13.07 128.18 0.94 56.60 26.92 5.92 304.14 2.88 13.54 134.30 0.49 48.66 46.64 0.02 0.30 29.78 16.69 9.87 74.33
2500.00 15.38 150.91 1.43 85.55 31.69 8.29 358.07 4.35 17.62 158.45 0.52 52.48 36.41 0.03 0.38 38.15 15.48 10.83 73.66
0.00 1300.00 0.00 0.00 0.31 18.54 0.00 0.00 0.00 0.94 8.45 78.86 #DIV/0! #DIV/0! 83.64 0.01 0.17 16.61 #DIV/0! 10.59 70.50
1700.00 0.00 0.00 0.50 29.83 0.00 0.00 0.00 1.52 11.04 100.38 #DIV/0! #DIV/0! 66.16 0.02 0.21 20.99 #DIV/0! 10.84 68.63
2100.00 0.00 0.00 0.58 35.04 0.00 0.00 0.00 1.78 13.24 121.97 #DIV/0! #DIV/0! 68.43 0.01 0.20 20.30 #DIV/0! 10.70 67.50
2500.00 0.00 0.00 0.83 49.87 0.00 0.00 0.00 2.54 15.29 141.24 #DIV/0! #DIV/0! 55.68 0.02 0.25 24.95 #DIV/0! 10.64 65.66