Pengaruh fraksi udara terhadap koefisien perpindahan Kalor Kondensasi Refrigeran Petrozon Rossy-12 di dalam pipa tegak

MARKUS, Ir. Purnomo, MSME.,Ph.D

2005 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Adanya udara di dalam sistem refrigerasi yang ikut bersirkulasi didalamnya akan mempengaruhi unjuk kerja kondensor. Penelitian ini dilakukan untuk melihat sejauh mana pengaruh keberadaan udara terhadap koefisien perpindahan kalor kondensasi, dan untuk mendapatkan persamaan empiris yang sederhana dan cukup teliti dengan menggunakan refrigeran Petrozon Rossy-12. Alat uji menggunakan sistem refrigerasi kompresi uap sederhana yang dimodifikasi, dimana pengembunan dilakukan di dalam kondensor tegak sepanjang 2 m dengan diameter pipa luar dan dalam berturut-turut sebesar 11/4” dan 3/4". Campuran uap dan udara dialirkan di dalam pipa, sedangkan air pendingin dialirkan dari bawah melalui annulus secara berlawanan arah. Data percobaan meliputi kecepatan campuran Rossy-udara, suhu jenuh campuran uap-udara sisi masuk dan keluar kondensor, suhu dinding luar pipa sisi masuk dan keluar kondensor, suhu air pendingin masuk dan keluar annulus, debit air pendingin, dan tekanan sistem. Hasil penelitian menunjukkan bahwa koefisien perpindahan kalor kondensasi turun cukup signifikan dengan bertambahnya fraksi massa udara. Hubungan bilangan Nusselt yang mewakili koefisien perpindahan kalor kondensasi dengan bilangan Reynolds, bilangan Prandtl, dan fraksi massa udara ditunjukkan oleh persamaan : Nu = 176,61(1- w)153,13Re0,2155 Pr 0,0661 dengan standar deviasi mutlak rata-rata 14,94%, dan koefisien determinasi 0,8035. Persamaan korelasi ini berlaku untuk Re 10500 sampai dengan 21000; Pr 1,4574 sampai dengan 2,4224; dan fraksi massa udara 0,1% sampai dengan 1%.

The existence of air participating in the refrigeration system will influence the work process of condenser. The research was done to see how far the influence of air hygiene on the transfer coefficient of condensation heat, and to obtain a simple, precise emperical equation using Petrozon Rossy-12 refrigeration. Appliance test used a simple modified refrigeration system of vapor compression, where the condensation was done in the 2 m straighten condenser with diameter external and internal pipe were 11/4” and 3/4" respectively. A mixture of vapor and air was emitted into the pipes, whereas cooler water was emitted contrarily from below through annulus. Experiment data consisted of Rossy-air mixture speed, saturated temperature of vapor-air in condenser inlet and outlet, wall temperature of condenser inlet and outlet, temperature of annulus inlet and outlet let cooler water, debit of condenser inlet and outlet water, and system pressure. The result in the research indicated that heat transfer coefficient of condensation heat significantly decreased with increased air mass fraction. Nusselt’s number relation represented the transfer coefficient of condensation heat with Reynolds’s number, Prandtl’s number, and air mass were indicated by an equation. Nu = 176,61(1- w)153,13Re0,2155 Pr 0,0661 with absolute standart deviation in average of 14,94 % and determination coefficient of 0,8035. The equation of correlation was for Re 10500 up to 21000; Pr 1,4574 up to 2,4224; and fraction of air mass was 0,1 % up to 1 %.

Kata Kunci : Petrozon Rossy-12, Koefisien perpindahan kalor kondensasi, Pipa halus tegak, Fraksi massa udara, Petrozon Rossy-12, Transfer coefficient of condensation heat, Vertical smooth pipe, Fraction of air mass