pengeringan pakaian dengan pemanas
DESCRIPTION
teknik produkTRANSCRIPT
PENGERINGAN PAKAIANDENGAN PEMANASMENGGUNAKAN BAHAN BAKAR LPG
Pandu Prabowo Jati09/281049/TK/34758
Naomi Ratrianti 10/301222/TK/36873
Antonius Nurcahyo Wibowo10/297961/TK/36481
Andradhita Rahmania Andini10/297932/TK/36458
Annisa Nurul10/297843/TK/36402
Fery Putrawan Cusmanri 10/305362/TK/37482
Miftahurrohim 10/302322/TK/37341
Timotius Denny W 10/297875/TK/36420
PENGERINGAN PAKAIAN DENGAN PEMANAS MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR LPG
• Needs (Latar Belakang Masalah)
• Idea (Ide)
• Selection (Seleksi)
• Manufacture
• Desain prototype: Neraca Massa Neraca Panas Desain Bentuk Ekonomi
LATAR BELAKANG
• Teknologi yang berkembang
• Iklim Indonesia musim penghujan
Opsi penyelesaian masalah
Alat pengering pakaian
NEEDS
• Dapat digunakan di rumah
• Mudah digunakan
• Mempunyai konsumsi energi yang cukup kecil
• Aman digunakan
• Tidak merusak pakaian
• Relatif cepat dalam mengeringkan
• Tidak memakan tempat yang terlalu besar
• Murah
• Bahan bakar mudah didapat
• Anti rayap dan bakteri
• Dapat mengeringkan dengan waktu yang cepat
IDE-IDE
• Membuat pengering pakaian portable
• Membuat pengering pakaian dengan memberikan panas ke ruang pengering
• Membuat pengering pakaian dengan mengalirkan udara panas
• Membuat pengering pakaian dengan mengalirkan udara (dengan cara dikipasi) tanpa panas
• Membuat pengering pakaian dengan sumber panas berupa batangan yang ditaruh di tengah ruang pengering
• Membuat pengering pakaian dengan sentrifugasi (baju ditumpuk memenuhi ruangan)
• Membuat pengering pakaian dengan sentrifugasi dan memberikan panas (baju ditumpuk memenuhi ruangan)
• Membuat pengering pakaian dengan ruang kecil yang diberikan panas (baju ditumpuk memenuhi ruangan)
Seleksi
METODE RISK ASSESSMENT
• Membuat pengering pakaian dengan dialirkan udara panas
Probability Consequenc
es
Risk Level
Maturity of
Technology
0.5 0.7 0.35
Realiability 0.3 0.4 0.12
Costumer
Acceptability
0.7 0.4 0.28
Total Score 1.5 1.5 0.75
Seleksi
• Membuat pengering pakaian dengan sumber panas berupa batangan yang ditaruh di tengah ruang pengering
Metode Risk Assessment
Probability Consequenc
es
Risk Level
Maturity of
Technology
0.5 0.7 0.35
Realiability 0.5 0.6 0.30
Costumer
Acceptability
0.7 0.7 0.49
Total Score 1.7 2.0 1.14
• Membuat pengering pakaian dengan sentrifugasi dan memberikan panas (baju ditumpuk memenuhi ruangan)
Metode Risk Assessment
Probability Consequenc
es
Risk Level
Maturity of
Technology
0.5 0.7 0.35
Realiability 0.3 0.4 0.12
Costumer
Acceptability
0.4 0.9 0.36
Total Score 1.4 2.1 0.83
• Membuat pengering pakaian dengan ruang kecil yang diberikan panas (baju ditumpuk memenuhi ruangan)
Metode Risk Assessment
Probability Consequenc
es
Risk Level
Maturity of
Technology
0.5 0.5 0.25
Realiability 0.7 0.7 0.49
Costumer
Acceptability
0.4 0.5 0.20
Total Score 1.6 1.7 0.94
RANGKAIAN ALATDiagram Proses
DETAIL DESAIN ALAT
Detail Desain Alat
PERHITUNGAN
• Neraca Massa
• Neraca Panas
• Ekonomi (Harga Alat dan Biaya Proses)
NERACA MASSA
• Debit Udara
Dpipa : 21 cm
Apipa : 346,185 cm 2
Q= Apipa.vudara= (346,185 cm2).(200 cm/s) = 69237 cm3/s
udara = 1,18 kg/m3
Massa udara = Q.udara = (0,0069237 m3/s).(1,18 kg/m3)= 0,076783833 kg/s
NERACA MASSA
• Massa air yang diuapkan
Basis perhitungan:
4 potong baju dengan berat: 1kg/baju. Total 4 kg
% air dalam baju = 60% berat pakaian
Berat air dalam baju = 2,4 kg
t pengeringan : 60 menit
air yang menguap : . = 6,6667 x10-4 kg/s
• Kelembaban
Udara masuk :T = 30 oC = 86 oF
RH = 84%
W = 0,023
Muap air + Mudara kering = Mudara = 0,076783833 kg/s
Muap air = 0.076783833 kg/s – Mudara kering
H = = 0,023
0,076783833 kg/s – Mudara kering = 0,023 Mudara kering
Mudara kering = 0,053783833 kg/s
NERACA MASSA
• Neraca massa uap air
Mudara kering (Wout – Win) = 6,6667x10 -4 kg/s
Wout – Win =
Wout = 0,0355
Tdew = 95oF = 35oC
NERACA MASSA
NERACA PANAS
• Udara masuk system
Massa udara kering = 0.053783833 kg/s = 0,118573 lb/s
Cps1 = 0,24 + (0,45x0,023) = 0,25035 BTU/lbF
Hin = m.(Cps1(Tu1-Tref)+1050.W1) ; Tref= 25 oC= 77 oF
Hin = 0,118573 lb/s.( 0,25035 BTU/(lb.oF) . (86-77)F + 1050 x0,023)
Hin = 3,0556 BTU/s
• Udara Keluar Lemari Pemanas
W2 = 0,0355 lb uap air/lb udara kering (dengan controller)
RH 100% kemudian dari psychrometric chart didapat Tu3=95 oF
Asumsi massa udara keluar konstan
Cps2 = 0,24 + (0,45x0,0355) = 0,255975 BTU/(lb.oF)
Hout= m.(Cps2(Tu3-Tref)+1050.W2) ; Tref= 25 C= 77 oF
Hout= 0.118573 lb/s. (0,255975 BTU/(lb.oF).(95-77) oF + (1050x 0.0355))
Hout= 4.9661 BTU/s
NERACA PANAS
• Q = Hout-Hin = 4.9661 BTU/s -3,0556 BTU/s =1,9106 BTU/s
Panas tersebut adalah panas yang dibutuhkan oleh Heater (Pemanas) untuk memanaskan udara dari suhu 30 oC
NERACA PANAS
• Suhu Keluar Heater
Q = m.Cps1 (Tu2-Tu1)
Tu2 = 147,8310 oF = 64,3505 oC
Jadi suhu keluar pemanas heater adalah 64,3505 oC
NERACA PANAS
• Menghitung Panas yang Disediakan Propane
Basis 1 mol propane
Asumsi : Elpiji dengan kemurnian 100% propane dengan kelebihan udara sekitar 125 %
Bahan bakar : LPG (100% propane)
Udara (21%O2, 79 % N2)
Kebutuhan O2 dengan excess air 125% = 5 mol x 1,25= 6,25 mol
Mol N2= 0,79/0,21 x 6,25 = 23,5119 mol (inert)Kompone
nC3H8 + 5 O2 4 H2O + 3 CO2
Masuk 1 6,25
Reaksi 1 5 4 3
Sisa 0 1,25 4 3NERACA PANAS
(pada 298 K)
• Data termodinamika : pada T = 298 K
produk KoefisiendHf (J/mol
propane)dHf.koef
H2O 4 -241818 -967272CO2 3 -393509 -1180527
Jumlah -2147799
reaktan Koefisien dHf dHf.koef
C3H8 1 -104680 -104680
O2 5 0 0
Jumlah -104680
NERACA PANAS
• Suhu udara masuk HE = 30 oC = 303 K
Jadi, dengan Cp= f(T)
• Jadi panas reaksi pembakaran propane pada suhu udara 30 oC adalah
dengan nilai T maksimum dari hasil pembakaran propane yaitu sebesar 1251,23533 K = 978,0853 C
NERACA PANAS
MENCARI NILAI KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS DARI HEATER
• Desain Kasar Heater
Cold Fluid masuk HETin 30 CTout 64.35057 CPressure in 2 atmHeat Capacity 1013 J/kgC 0.242 BTU/lbFmass density 1.109 kg/m3
viscocity 1.91E-02 cp
Tf2
Cold Fluid
Tu1
Tu2
Hot Fluid
Tf1
Dari Flue gas Hasil pembakaran propane
• Panas aliran yang dibawa oleh udara dari suhu 30 0C sampai suhu 64,3505 0C
Qu = mu.Cpu.(Tout-Tin)
=
= 2671,8572 J/s
• Panas reaksi pada pembakaran udara oleh propane dengan asumsi 50% sebesar =1021369,83 J/mol propane
• Sehingga kebutuhan propane adalah sebesar = 0,115364.10-3 kg/s
• Hot fluid (flue gas) masuk heater pada suhu 978 oC, kemudian menentukan suhu hot fluid keluar heater sebesar :
Qu = Qf
2671,8572 J/s = mf.Cpf.(Tfin-Tout)
• Cpf disini merupakan fungsi T
• Kemudian didapat Cp propane pada suhu 978 oC = 4500 J/kg.oC, sehingga
2671,8572 J/s = mf.Cpf.(Tfin-Tout)
• Dengan mf (mol flue gas)=n O2+n N2+ n CO2+n H2O
=0,00327 +0,0615 +0,007848 + 0,010464
= 0,0831 mol
2671,8572 J/s = 0,0831 mol. 37,20 J/(mol.oC) .(978-Tout)
Tout = (978-864,309) oC = 113,6905 oC
• Jadi suhu keluar heater sebesar 113,6905 oC
HARGA ALAT
• Case (1,6 x 1)m2 Rp 480.000,-
• Pelat besi tebal 2 mm Rp 1.225.000,-
• Kayu isolator Rp 740.000,-
• Instrumentasi Rp 150.000,-
• Heater Rp 192.000,-
• Blower Rp 180.000,-
• Timer digital Rp 48.000,-
• Humidity controller Rp 384.000,-
• Lain-lain Rp 400.000,- +
Rp 3.799.000,-
BIAYA OPERASI
• Kebutuhan panas furnace:
Jumlah udara yang dipanaskan : 180 kg/jam
Perubahan suhu udara : 30 0C
Kapasitas panas udara : 0,24 Kcal/kg oC
Kebutuhan panas furnace
Q= 1296 Kcal /jam
• Dengan lama proses selama 30 menit, sehingga panas yang diperlukan untuk setiap proses adalah sebesar 648 kcal. Dengan panas pembakaran LPG sebesar 11.000 kcal/kg dan efisiensi transfer pembakaran adalah sebesar 70% sehingga setiap kali proses membutuhkan LPG sebesar:
• Dengan harga LPG Rp 7.500,00/kg, maka dibutuhkan Rp 631,10 untuk setiap kali proses.
Biaya Proses
• Kebutuhan listrik blower:
Blower bekerja dengan daya sebesar 35 watt, dengan tarif dasar listrik sebesar Rp 1400/kWh, dengan asumsi mesin digunakan dua kali sehari selama 30 hari dalam 1 bulan, maka biaya listrik adalah sebesar Rp 2.950,-
Biaya Proses
ALGORITMA MENDESAIN
Kelembaban
Practical
Asumsi:Kadar basah
pakaian
Jenis HE
Prototype
Ekonomi
Material
Bentuk Desain
Desain
Neraca Panas
Neraca Massa
Sifat Fisis
Panas Reaksi
Kualitas LPG 100%