Pengaruh fraksi udara terhadap koefisien perpindahan kalor kondensasi Refrigeran Petrozon Rossy-22 di dalam pipa tegak

SUDARJA, Ir. Purnomo, MSME.,Ph.D

2006 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Petrozon Rossy 22 merupakan salah satu refrigeran jenis hidrokarbon yang ramah lingkungan karena tidak merusak ozon seperti jenis CFC dan HCFC serta tidak menimbulkan pemanasan global seperti jenis HFC. Di dalam siklus refrigerasi, proses pemvakuman yang kurang sempurna atau faktor lain yang menyebabkan udara ikut bersirkulasi diprediksikan mempengaruhi laju perpindahan kalor di dalam kondenser. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian mengenai hal tersebut, untuk mengetahui pengaruh fraksi udara terhadap koefisien perpindahan kalor kondensasi refrigeran Petrozon Rossy 22 di dalam pipa tegak. Dalam penelitian ini alat uji yang digunakan adalah sistem refrigerasi kompresi uap yang dimodifikasi, dimana pengembunan terjadi di dalam kondenser tegak (berupa Double Pipe Heat Exchanger, yang selanjutnya disebut seksi uji) sepanjang 2 m. Pipa dalam berdiameter ¾ “ sedangkan pipa luar berdiameter 4 11 “. Di atas seksi uji dipasang electric heater untuk menguapkan refrigeran. Campuran refrigeran dan udara dialirkan dengan arah ke bawah di dalam pipa, sedangkan air pendingin dialirkan ke atas melalui anulus. Parameter yang divariasi adalah laju aliran refrigeran dan udara, prosentase massa udara yang berada di dalam sistem serta laju aliran air pendingin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa koefisien perpindahan kalor kondensasi turun secara signifikan dengan bertambahnya fraksi udara di dalam sistem. Persamaan korelasi yang diusulkan adalah : Nu = 0,0138. (1-w)8,8198. Re0,7941. Pr4,7315 dengan koefisien determinasi 0,6927 dan deviasi mutlak rata- rata 17,65 %. Korelasi ini berlaku pada Re= 6.922-12.953, Pr= 2,008-2,696, dan w= (0,25-1)%.

Petrozon Rossy-22 is one of hydrocarbon refrigerants which environmentally safe, since there is no effect on either ozone depletion or global warming. In the refrigeration cycle, imperfect vacuuming process or other factors that permit circulation of air taken place in the system predicted influencing heat transfer rate in condenser. Therefore, research on the influence of air fraction against condensation heat transfer coefficient of Petrozon Rossy-22 inside vertical pipe to be done. A modified refrigeration system of vapor compression was applied in this research, where the condensation was done in the 2 meters straight vertical condenser (double pipe heat exchanger, that further called as test section). The diameter of internal and external pipe were ¾” and 1 ¼” respectively. Electric heater was installed on upstream of the test section. Mixture of air- refrigerant was flowed downward inside internal pipe, while cooling water was flowed upward through annulus. The varied parameters were: air fraction, air-refrigerant and cooling water flow rate. The result of the research indicated that condensation heat transfer coefficient significantly decreased when air fraction increased. The proposed empiric equation is : Nu = 0.0138. (1-w)8.8198. Re0.7941. Pr4.7315 with determination coefficient of 0.6927 and average absolute deviation of 17.65 %. The equation was for Re= 6.922-12.953, Pr= 2,008-2,696, and w= (0,25-1)%.

Kata Kunci : Perpindahan Kalor,Petrozon Rossy 22,Fraksi Udara,Pipa Tegak, Petrozon Rossy 22, vertical pipe, air fraction, condensation heat transfer coefficient