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