PERHITUNGAN SISTEM PEMANAS AIR PADA PROSES PRE-TREATMENT UNTUK PENGECATAN DENGAN SISTEM SERBUK

PERHITUNGAN SISTEM PEMANAS AIR PADA PROSES PRE-TREATMENT UNTUK PENGECATAN DENGAN SISTEM SERBUK

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai Gelar Strata-1 (S1)

Disusun oleh : TATANG NURJANA 0130312-047

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008 i

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

LEMBAR PENGESAHAN

Jakarta, Januari 2008

Mengetahui

Nanang Ruhyat, ST, MT

Dr. Mardani, ST, M.Eng

Koordinator Tugas Akhir

Pembimbing Tugas Akhir

ii

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama

: Tatang Nurjana

NIM

: 0130312-047

Jurusan

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknologi Industri

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri dan bukan salinan atau duplikat dari karya orang lain, kecuali pada bagian yang telah disebutkan sumber dan referensinya.

iii

ABSTRAK

Kata kunci :

Panas ; Pre-treatment

Pre-treatment yang dijelaskan pada kali ini merupakan salah satu bagian dari proses pengecatan, di mana fungsi dari pre-treatment tersebut bertujuan untuk membersihkan benda kerja dari kotoran debu dan oli, serta berfungsi untuk mempersiapkan permukaan benda kerja dengan cara disemprot cairan kimia yang berguna untuk memperkuat daya lekat cat. Pada proses ini terdapat 8 buah tangki, yaitu pre-degrease, degrease, waterrinse 1, watrerrinse 2, surface, phosphate, waterrinse 3, dan waterrinse 4. Semua tangki tersebut berisi cairan kimia dengan temperatur normal ± 300 C kecuali pada tangki pre-degrease dengan volume air 5 m3 , degrease 7,5 m3 dan phosphate dengan volume air 7,5 m3 mempunyai temperatur 500 C. Air panas pada tangki tersebut didapat dari proses perpindahan panas antara air panas di dalam heating coil yang disirkulasikan oleh pompa dari tangki sumber panas dengan temperatur > 500 C

dengan air di dalam tangki pada

temperatur normal ± 300 C. Dari hasil perhitungan maka dibutuhkan energi total sebesar 650 kw, dan kapasitas pompa yang diperlukan untuk sirkulasi air panas sebesar 0,00485 m3/s , serta diperlukan heating coil sepanjang 6,7 m untuk setiap m3 air yang akan dipanaskan.

iv

KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan Alhamdullilah disertai dengan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyusun dan menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir yang penulis susun ini berjudul : “Perhitungan sistem pemanas air pada proses pre-treatment untuk pengecatan dengan sistem serbuk “. Dengan selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan berbagai pihak, di antaranya adalah : 1. Bapak Dr. Ir. H. Suharyadi, MS. selaku rektor Universitas Mercu Buana. 2. Bapak Ir. Ruli Nutranta, M.Eng. selaku ketua jurusan program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana 3. Bapak Dr. Mardani, ST, M.Eng. selaku dosen pembimbing 4. Semua dosen, staff dan karyawan Universitas Mercu Buana 5. Istriku tersayang Neneng Sumiyati yang tiada hentinya selalu memberikan dorongan dan semangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 6. Anakku tercinta Naufal Hammam Muzakki yang masih belum genap setahun umurnya. 7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan hingga selesainya tugas akhir ini.

v

Demikian juga kepada kedua orang tua serta mertua penulis, adik beserta keluarga semuanya, begitu juga rekan-rekan kerja di PT.Fosta Unggul Perdana, Tangerang. Penulis menyadari, penulisan tugas akhir ini belumlah sempurna, maka penulis mengharapkan saran dan kritik untuk perbaikan dan penyempurnaannya. Akhir kata penulis megharapkan semoga tugas akhir ini berguna bagi para Designer di dunia industri khususnya dan masyarakat pada umumnya sebagai sarana penambah ilmu pengetahuan.

Tangerang, Januari 2008 Penulis

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................i LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................... ii LEMBAR PERNYATAAN................................................................................... iii ABSTRAK..............................................................................................................iv KATA PENGANTAR.............................................................................................v DAFTAR ISI..........................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR..............................................................................................xi DAFTAR TABEL.................................................................................................xiv DAFTAR NOTASI DAN SATUAN ....................................................................xv

BAB I PENDAHULUAN......................................................................................1 1.1. Latar belakang masalah...............................................................................1 1.2. Rumusan dan batasan masalah....................................................................2 1.2.1. Rumusan masalah..............................................................................2 1.2.2. Batasan masalah................................................................................2 1.3. Maksud dan tujuan penulisan......................................................................3 1.4. Metodologi penulisan..................................................................................3 1.5. Sistematika penulisan..................................................................................3

vii

BAB II LANDASAN TEORI...............................................................................5 2.1. Proses perpindahan panas..........................................................................5 2.1.1. Konduksi..........................................................................................5 2.1.2. Konveksi........................................................................................10 2.1.3. Radiasi............................................................................................13 2.2. Aliran fluida dalam tabung selinder..........................................................13 2.2.1. Aliran laminer ................................................................................13 2.2.2. Aliran turbulen...............................................................................15 2.3. Koefisien perpindahan kalor menyeluruh................................................16 2.4. Klasifikasi alat penukar panas berdasarkan perpindahan panas..............17 2.4.1. Alat penukar panas kontak langsung..............................................17 2.4.2. Alat penukar panas kontak tidak langsung.....................................18 2.5. Klasifikasi alat penukar panas berdasarkan aliran fluidanya....................20 2.5.1. Aliran searah..................................................................................20 2.5.2. Berlawanan arah.............................................................................21 2.5.3. Aliran silang...................................................................................22 2.6. Klasifikasi sistem pengecatan...................................................................22 2.6.1. Pengecatan sistem basah.................................................................22 2.6.1.1. Sistem spray.......................................................................25 2.6.1.2. Sistem celup.......................................................................26 2.6.2. Pengecatan sistem kering...............................................................29 2.6.2.1. Sistem elektrostatic serbuk gun.........................................29 2.6.2.2. Sistem fluidized.................................................................34

viii

BAB III PENGECATAN DENGAN SISTEM SERBUK...............................36 3.1. Proses pengecatan serbuk.........................................................................36 3.1.1. Sistem pemindahan benda kerja ( transfer conveyor )....................40 3.1.1.1. Rel dan rantai ....................................................................41 3.1.1.2. Penggerak rantai ( drive unit )...........................................43 3.1.1.3. Penegang rantai ( tensioning unit )....................................44 3.1.2. Persiapan permukaan (Pre-treatment).............................................46 3.1.3. Hot water generator ( pembangkit air panas ).................................49 3.1.3.1. Tangki...............................................................................49 3.1.3.2. Ruang pembakaran ( combustion chamber )....................49 3.1.3.3. Burner...............................................................................50 3.1.4. Drying oven (Pengeringan awal)...................................................54 3.1.5. Proses Pengecatan dengan serbuk..................................................56 3.1.6. Baking oven (Pengering akhir )......................................................58 BAB IV PERHITUNGAN SISTEM PEMANAS AIR PADA PROSES PRE-TREATMENT............................................................................60 4.1. Energi yang hilang pada tangki pre-degrease, degrease dan phosphate.......... .............................................................................65 4.2. Energi yang hilang pada pipa supply......................................................66 4.3. Energi yang hilang pada pipa return ......................................................73 4.4. Total kebutuhan energi I.........................................................................78 4.5. Pemilihan burner.....................................................................................80 4.6. Energi untuk memanaskan ruang bakar..................................................83 4.7. Perhitungan tangki untuk air panas ( hot water )....................................85 4.8. Kebutuhan energi total............................................................................88 ix

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN............................................................90

5.1. Kesimpulan.............................................................................................90 5.2. Saran.......................................................................................................92

DAFTAR PUSTAKA.....................……………………………………………93 LAMPIRAN : A. Contoh perhitungan energi yang hilang pada tangki phosphate B. Contoh Iterasi menggunakan Program MathCAD 14 C. Contoh interpolasi D. Sifat-sifat zat cair jenuh E. Sifat-sifat zat udara F. Nilai empiris untuk koefisien perpindahan kalor menyeluruh ( U ) G. Nilai konduktivitas logam H. Katalog burner weishaupt I. Gambar Autocad sistem pengecatan serbuk J. Photo project pengecatan serbuk

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.

Distribusi suhu pada pemanasan dinding suhu.

Gambar 2.2.

Perpindahan kalor satu- dimensi melalui dinding komposit dan analogi listriknya.

Gambar 2.3.

Aliran kalor satu dimensi melalui penampang selinder dan analogi listriknya.

Gambar 2.4.

Perpindahan panas pada konveksi bebas.

Gambar 2.5.

Perpindahan panas pada konveksi paksa.

Gambar 2.6.

Profil kecepatan laminer.

Gambar 2.7.

Profil kecepatan turbulen.

Gambar 2.8.

Analogi tahanan untuk silinder berlubang dengan batas konveksi.

Gambar 2.9.

Penukar panas kontak langsung.

Gambar 2.10.

Penukar panas kontak langsung ( tubular HE ).

Gambar 2.11.

Alat penukar panas kompak.

Gambar 2.12.

Alat penukar panas aliran searah.

Gambar 2.13.

Alat penukar panas berlawanan arah.

Gambar 2.14.

Alat penukar panas saling menyilang.

Gambar 2.15.

Flow sheet pengecatan sistem spray.

Gambar 2.16.

Prinsip kerja anodic dan cathodic.

Gambar 2.17.

Flow sheet pengecatan catoda.

Gambar 2.18.

Elektrostatic serbuk gun.

Gambar 2.19.

Sistem Corona.

Gambar 2.20.

Sistem tribo. xi

Gambar 2.21.

Sistem fluidized.

Gambar 3.1.

Flow sheet pengecatan dengan serbuk.

Gambar 3.2.

Layout pengecatan dengan serbuk

Gambar 3.3.

Benda kerja.

Gambar 3.4.

Transfer konveyor.

Gambar 3.5.

Penarik rantai.

Gambar 3.6.

Tensioning unit.

Gambar 3.7.

Proses Pre-treatment.

Gambar 3.8.

Tunel

Gambar 3.9.

Nozzle di dalam tunnel

Gambar 3.10.

Ruang pembakaran ( combustion chamber ).

Gambar 3.11.

Burner.

Gambar 3.12.

Burner two stage regulation.

Gambar 3.13.

Sirkulasi air panas.

Gambar 3.14.

Flow sheet drying oven.

Gambar 3.15.

Posisi pengecatan serbuk.

Gambar 3.16.

Flow sheet pengecatan serbuk.

Gambar 4.1.

Sirkulasi pompa spray pada tangki pretreatment.

Gambar 4.2.

Sirkulasi Air panas.

Gambar 4.3.

Penampang tangki degrease.

Gambar 4.4.

Analogi tahanan untuk dinding tangki degrease.

Gambar 4.5.

Penampang pipa supply air panas.

Gambar 4.6.

Analogi tahanan untuk pipa supply air panas.

Gambar 4.7.

Ukuran burner 1 – 5.

Gambar 4.8.

Ukuran burner 7 – 9. xii

Gambar 4.9.

Ukuran panjang dan diameter api.

Gambar 4.10.

Ruang bakar.

DAFTAR TABEL xiii

Tabel 4.1. Energi yang hilang pada tangki pre degrease,degrease dan phosphate. Tabel 4.2. Perhitungan tangki hot water

xiv

DAFTAR NOTASI DAN SATUAN

SIMBOL

KETERANGAN

SATUAN

A

Luas Penampang

m2

Cp

Panas Spesifik

Kj/kg.oC

d,D

Diameter

m

h

Koefisien Perpindahan Kalor

W/m2. oC

h

Koefisien Perpindahan Kalor Rata-rata

W/m2. oC

ID

Diameter dalam

m

k

Konduktivitas Kalor

W/m oC

L

Panjang

m

L

Lebar

m

m

Massa

kg

m

Laju Aliran Massa

Kg/s

Nu

Bilangan Nusselt

OD

Diameter luar

m

P

Panjang

m

Pr

Bilangan Prandtl

Q

Kalor

kJ

q

Laju Perpindahan Kalor

Watt

RA,RB,RC

Tahanan termal

Re

Bilangan Reynold

Ti,To,Too,Tw

Temperatur

_

*

o

C xv

t

Tebal,Tinggi

m

U

Koefisien perpindahan kalor keseluruhan

W/m2. oC

u

Kecepatan

m/s

V

Volume

m3

V

Kapasitas Aliran

m3/s



Massa Jenis

kg/m3



Viskositas

kg/m.s

*

xvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang masalah Sektor industri TV kabel atau TV langganan pada saat ini semakin banyak diminati masyarakat khususnya di Indonesia, dengan adanya TV kabel atau TV langganan masyarakat bisa lebih banyak mengetahui informasi dan hiburan dari berbagai penjuru dunia dengan kualitas gambar yang bagus, hal itu terlihat dengan banyaknya permintaan receiver atau antena sejenis parabola, dengan ditandai meningkatnya permintaan pasar akan parabola. PT. STELLA SATINDO yang terletak di kawasan industri Cikupa daerah Tangerang Banten, sebagai salah satu pembuat antena parabola mendapat banyak pesanan dari pasar lokal maupun mancanegara. Supaya parabola yang dihasilkan bagus kelihatannya dan kuat terhadap serangan karat untuk waktu lama maka dipakailah salah satu sistem pengecatan dengan POWDER di mana pembangunan dan design sistemnya

diserahkan

kepada pemenang tender yaitu PT. FOSTA UNGGUL PERDANA di mana penulis sekarang ini bekerja. Pada proses pengecatan dengan powder ini sistem yang digunakan adalah semi automatis, yang bertujuan untuk mengurangi tenaga kerja manusia dan menghasilkan kapasitas perjam yang banyak dengan tingkat kesalahan yang sedikit. 1

Penulis kali ini akan mencoba menganalisa sistem pemanasan air dalam tangki pada proses pre-treatment, di mana air panas pada tangki ini akan digunakan untuk membilas/membersihkan benda kerja sebelum proses pengecatan ke dalam sebuah skripsi dengan judul “Perhitungan sistem pemanas air pada proses pre-treatment untuk pengecatan dengan sistem serbuk”

1.2. Rumusan dan batasan masalah 1.2.1. Rumusan masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalahnya adalah : a. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk memanaskan air pada tangki. b. Menentukan panjang coil pemanas air pada tangki. c. Menentukan

kapasitas

pompa

air

yang

digunakan

untuk

mensirkulasikan air panas dari tangki sumber ke tangki distribusi. d. Menentukan kapasitas burner 1.2.2. Batasan masalah Masalah yang penulis batasi adalah sebagai berikut : a.

Perhitungan coefisien friction

losses pada pipa akibat adanya

belokan dan penyempitan saluran. b.

Penurunan tekanan pada pipa distribusi.

c.

Perhitungan kapasitas head ( daya angkat pompa )

2

1.3. Maksud dan tujuan Penulisan Tujuan umum a. Sebagai

salah

satu

syarat

untuk

kelulusan

program

S1

di

UNIVERSITAS MERCU BUANA b. Menerapkan ilmu perpindahan kalor secara lansung di tempat kerja Tujuan khusus a. Mengetahui besarnya daya yang dibutuhkan untuk memanaskan air pada tangki

dengan kapasitas dan temperatur tertentu pada proses

pembilasan . 1.4. Metodologi penulisan a. Studi pustaka Yaitu suatu studi yang dilakukan dengan cara membaca literatur dari buku-buku ataupun informasi dari internet. b. Mengaplikasikan hasil perhitungan sebagai acuan jika ada kasus yang sama 1.5. Sistematika penulisan Dalam penulisan skripsi ini sistematika yang penulis susun adalah : Bab I

Pendahuluan Terdiri dari latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan

3

Bab II

Landasan teori Terdiri dari proses perpindahan kalor dan mekanisme perpindahan kalor yang meliputi perpindahan kalor konduksi, konveksi dan radiasi serta aliran fluida dalam saluran tabung. Serta klasifikasi sistem pengecatan yang selama ini dipakai secara umum.

Bab III

Sistem pengecatan powder Pada bab ini berisi penjelasan mengenai komponen-komponen yang digunakan pada sistem pengecatan dengan serbuk serta equipment yang digunakan dalam satu sistem, serta prinsip kerja dan fungsinya.

Bab IV

Analisa data Berisi tentang analisa data dalam sistem pemanasan air, sehingga dapat diketahui berapa besarnya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air dengan waktu, kapasitas dan temperatur tertentu .

Bab V

Kesimpulan dan saran Berisi tentang kesimpulan dari analisa yang dilakukan sehingga dapat ditentukan besarnya daya yang harus disediakan supaya proses dapat tercapai, serta berisi tentang saran-saran yang dapat dijadikan masukan untuk para praktisi atau para designer pada sistem painting.

4

BAB II LANDASAN TEORI

Perpindahan kalor/perpindahan energi adalah salah satu ilmu untuk memperhitungkan / memperkirakan suatu perpindahan energi antara 2 ( dua ) benda. Perpindahan energi dalam bentuk panas tidak dapat diukur secara langsung tetapi bisa dinyatakan secara langsung dengan mengukur besaran temperaturnya, istilah panas dan dingin ini menyatakan temperatur relatif antara kedua benda atau sistem tersebut, di mana temperatur tersebut dapat dipandang sebagai potensial pendorong bagi berlangsungnya perpindahan energi dalam bentuk panas. Bila dua buah benda yang suhunya berbeda berada dalam kontak thermal , maka kalor akan mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Perpindahan kalor itu dapat berlangsung dengan 3 cara : konduksi ( conduction ) , konveksi ( convection ) dan radiasi ( radiation ).

2.1. Proses Perpindahan panas 2.1.1. Konduksi Jika dalam suatu bahan kontinyu terdapat gradien ( landaian ) suhu, maka kalor akan mengalir tanpa disertai oleh suatu gerakan zat. Aliran kalor seperti ini disebut konduksi ( hantaran ). Pada logam padat konduksi thermal terjadi akibat adanya gerakan elektron yang terikat, dan konduktivitas thermal ini mempunyai hubungan yang erat sekali dengan konduktivitas listrik. Pada zat padat yang bukan penghantar listrik, dan pada kebanyakan zat cair , konduktivitas thermal ini merupakan akibat dari perpindahan momentum 5

masing-masing molekul di samping gradien suhu. Pada gas, konduksi terjadi karena gerakan rembang molekul – molekul , sehingga terdifusi dari bagian yang lebih panas ke bagian yang lebih dingin1 Konduksi dalam benda berongga konduktivitas kalornya tergantung dari fraksi rongga, ukuran rongga, dan fluida yang terdapat didalam rongga.2

Gambar 2.1. Distribusi suhu pada pemanasan dinding suhu.

Pada gambar di atas menunjukan sebuah dinding tungku yang rata. Pada mulanya dinding itu berada dalam keseimbangan dengan udara pada 27 0 C yaitu pada garis 1, pada suhu keseimbangan T tidak bergantung pada waktu maupun isolasi, sehingga kita andaikan pada suatu saat pada satu sisi terkena gas panas pada temperatur 7000 C, jika tahanan terhadap aliran kalor antara gas dan dinding itu dapat diabaikan, suhu pada satu sisi dinding yang dikenai gas akan langsung

1 2

E. Jasjfi, operasi teknik kimia, 1999, hal 275 Koestoer Raldi Artono, perpindahan kalor, 2002, hal 134

6

naik menjadi 700oC dan kalorpun mulai mengalir. Untuk sesaat distribusi suhu pada dinding adalah seperti yang digambarkan pada garis 1. Setelah berselang beberapa saat, distribusi suhu itu dapat dinyatakan oleh suatu kurva 2. Akhirnya jika dinding itu tetap berada dalam kontak dengan gas panas dan udara dingin selama beberapa waktu, dan cukup lama, akan didapatkan distribusi suhu seperti ditunjukkan oleh garis 3. Kondisi ini juga bisa dikatakan kondisi seimbang/ konstan atau tidak akan berubah lagi dengan waktu. Persamaan aliran kalor pada dinding satu lapis seperti pada gambar 2.1 di atas menjadi :

q

kA T2  T1  ................................................................................(2.1)3 x

q = Laju perpindahan kalor ( W ) k = Konduktivitas kalor ( W/m.0C) A = Luas permukaan ( m2 ) T2 – T1 = Perbedaan temperatur ( 0C) x = Tebal isolasi.( m )

Di bawah ini konduksi pada dinding lapis rangkap yang terdiri dari lebih dari satu macam bahan.

3

Holman, JP, perpindahan kalor, 1994, hal 26

7

Gambar 2.2. Perpindahan kalor satu dimensi melalui dinding komposit dan analogi listriknya

q

4

T1  T4 xA xB xC .....................................................................(2.2)4   kA. A kB. A kC. A

q

= Laju perpindahan kalor ( W )

T1 – T4

= Perbedaan temperatur ( 0C)

ΛxA, ΛxB, ΛxC

= Tebal isolasi A, B dan C ( m )

kA, kB, kC

= Konduktivitas thermal A, B dan C ( W/m.0C)

A

= Luas permukaan isolasi A, B dan C ( m2 )


8

Gambar 2.3. Aliran kalor satu dimensi melalui penampang silinder dan analogi listriknya

q

5

2L(T1  T4 ) 5 ln r 2 / r1 / kA  ln r 3 / r 2  / kB  ln r 4 / r 3 / kC ...................................(2.3) q

= Laju perpindahan kalor ( W )

T1 – T4

= Perbedaan temperatur ( 0C)

kA, kB, kC

= Konduktivitas thermal A, B dan C ( W/m.0C)

r1, r2, r3

= jari –jari silinder ( m )

L

= Panjang tabung ( m )


9

2.1.2. Konveksi Konveksi adalah proses perpindahan energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan campur. Perpindahan secara konveksi diklasifikasikan dalam 2 ( dua ) katagori menurut arah gerakan alirannya yaitu : A. Konveksi bebas ( free convection ), terjadi karena adanya perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh gradien suhu, yang bersifat alami atau tanpa alat bantu.

Gambar 2.4. Perpindahan panas pada konveksi bebas

Persamaan sederhana untuk koefisien perpindahan kalor dari permukaan silinder horisontal ke udara untuk kasus aliran laminer adalah : h  1.32(

T 14 ) ..............................................................................(2.4)6 d

dan untuk kasus aliran turbulen adalah 1

h  1.24(T ) 3 ..............................................................................(2.5)

T  Tw  T

6


10

Sedangkan persamaan sederhana untuk koefisien perpindahan kalor dari plat horisontal untuk kasus laminer dengan plat panas menghadap ke atas atau plat dingin menghadap ke bawah : 1

 T  4 h  1.32  ........................................................................(2.6)7  L  dan jika turbulen 1

h  1.52 T  3 ........................................................................(2.7)8 Untuk bidang atau silinder vertikal untuk aliran laminer 1

 T  4 9 h  1.42  .......................................................................(2.8)  L  Apabila laminer 1

h  1.31T  3 ……………………………………………….(2.8a) di mana T adalah perbedaan temperatur untuk permukaan silinder atau bidang dengan temperatur sekitar.

B. Konveksi paksa ( force convection ), terjadi jika perpindahan panasnya disebabkan adanya alat bantu. Pada konveksi paksa ini plat akan lebih cepat menjadi dingin .

Gambar 2.5. Perpindahan panas pada konveksi paksa. 7

Holman, JP, perpindahan kalor, 1994, hal 315 Holman, JP, perpindahan kalor, 1994, hal 315 9 Holman, JP, perpindahan kalor, 1994, hal 315 8

11

Persamaan dasar konveksi adalah sebagai berikut : Tw > T0

q  h. A(Tw  T0 ) ......................................................................(2.9)10 q = Laju perpindahan panas ( W ) h = koefisien perpindahan konveksi ( W / m2.0C) A = Luas permukaan ( m2) Tw = Temperatur plat ( 0C) T0 = Temperatur sekeliling ( 0C)

Untuk aliran pada plat rata yang bersifat laminer bilangan Nusseltnya menjadi : 1

1

11 Nu  0.332. Pr 3 . Re 2 ............................................................( 2.10)

Jika alirannya turbulen : Nu  0.023. Pr n . Re 0.8 ...........................................................( 2.11 )12

sehingga koefisien perpindahan kalornya menjadi: hi  Nu

k ................................................................................(2.12)13 L

Hubungan antara koefisien perpindahan konveksi dengan diameter dan panjang tabung dapat dinyatakan dengan rumus : _

q  h .( .D.L).(Tw  Too) ........................................................(2.13)14 _

Di mana koefisien perpindahan konveksinya ( h ) merupakan nilai rata-ratanya.

10

Holman, JP, perpindahan kalor, 1994, hal 11 Koestoer Raldi Artono, perpindahan kalor, 2002, hal 17 12 Koestoer Raldi Artono, perpindahan kalor, 2002, hal 20 13 Koestoer Raldi Artono, perpindahan kalor, 2002, hal 18 14 Koestoer Raldi Artono, perpindahan kalor, 2002, hal 30 11

12

2.1.3. Radiasi Radiasi

adalah

proses

perpindahan

panas

melalui

gelombang

elektromagnet atau paket energi ( photon ) yang dapat dibawa sampai pada jarak yang sangat jauh tanpa memerlukan interaksi dengan medium ( ini yang menyebabkan mengapa perpindahan panas radiasi sangat penting pada ruang vakum ) 15 Persamaan dasar untuk radiasi :



4

4



q   . A T1  T2 ....................................................................(2.13)16

q = Laju perpindahan panas ( w )  = Tetapan Stefan – Boltzmann ( 5.669 x 10-8 W/m2.K4) A = Luas permukaan ( m2) T1 & T2 = Temperatur permukaan ( 0C)

2.2. Aliran fluida dalam tabung silinder 2.2.1. Aliran Laminer Pada tabung seperti di bawah, ketika suatu fluida memasuki suatu tabung, maka akan terbentuk suatu lapisan batas, lama kelamaan lapisan batas ini memenuhi seluruh tabung. Pada aliran laminer ini fluida cenderung mengalir tanpa pencampuran secara lateral atau acak, di sini tidak terdapat juga aliran silang atau arus pusaran ( eddy ). Hal ini dapat dikatakan aliran itu sudah

15 16

Koestoer Raldi Artono, perpindahan kalor, 2002, hal 183 Kreith , Frank, prinsip-prinsip perpindahan panas edisi ketiga, 1986 hal 11

13

berkembang penuh. Jika aliran itu laminer profil kecepatannya akan berbentuk profil seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. Profil kecepatan laminer

Bilangan Reynold digunakan sebagai kriteria untuk menunjukan apakah aliran itu laminer atau turbulen

Re 

 .u.d ........................................................................( 2.14)17 μ

Re

= Bilangan Reynold

u

= Kecepatan rata – rata ( m / s )



= Densitas fluida ( kg /m3)

d

= Diameter dalam saluran ( m)



= Viskositas kinematik fluida ( kg / s.m )

jika 2000 < Re < 4000 maka alirannya ( Laminer ) jika Re > 2300 ( Turbulen )

17


14

Apabila dari perhitungan bilangan Reynold di atas ternyata didapat laminer dan berkembang penuh serta temperatur dindingnya konstan maka bilangan Nusselt diperoleh dengan menggunakan rumus empiris Haunsen : 0.068. Re . Pr(d ) L 18 Nu  3.66  2 / 3 ................................................(2.15) d 1  0.04 Re . Pr .( ) . L





Re = Bilangan Reynold Pr = Bilangan Prandtl d = Diameter dalam pipa ( m ) L = Panjang pipa ( m )

2.2.2. Aliran Turbulen Pada kecepatan fluida yang lebih tinggi aliran fluida akan bergerak secara acak dan terjadi pembentukan pusaran. Bentuk profil turbulen itu lebih tumpul seperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.7. Profil kecepatan turbulen

Apabila dari perhitungan bilangan Reynold didapat alirannya turbulen, maka Dittus Boelter menyarankan persamaan sebagai berikut :

18


15

Nu  0.023. Re 0.8 . Pr n .................................................................(2.16)19

0.4 untuk pemanasan  n  0.3 untuk pendinginan  Re = Bilangan Reynold Pr = Bilangan Prandtl Sehingga koefisien perpindahan konveksinya adalah : h  NU

k .................................................................................( 2.17)20 d

h

= Koefisien perpindahan konveksi ( W / m2.0C)

Nu

= Bilangan Nusselt

k

= Konduktivitas thermal ( W/m.0C)

d

= Diameter dalam silinder ( m )

2.3. Koefisien perpindahan kalor menyeluruh Koefisien perpindahan kalor menyeluruh adalah

gabungan proses

konduksi dan konveksi dan dinyatakan dengan U, yang dirumuskan dalam hubungan : q  U . A.Tmenyeluruh ................................................................................(2.18)21

dimana A ialah luas bidang aliran kalor.

Gambar 2.8. Analogi tahanan untuk silinder berlubang dengan batas konveksi 19


16

Pada gambar 2.8 di atas perpindahan kalor menyeluruh didapat dengan persamaan sebagai berikut : q

TA  TB r 22 ln( o ) ri 1 1 ...................................................(2.19)   hi . Ai 2 .k .L ho . Ao

Di mana i dan o menunjukkan diameter dalam dan luar tabung yang lebih kecil. Sehingga koefisien perpindahan kalor menyeluruh bisa didasarkan atas luas dalam atau luas luar tabung. Ui 

1 1 Ai . ln(ro / ri ) Ai 1 .............................................(2.20)23   . hi 2 .k .L Ao ho

dan jika berdasarkan luar tabung menjadi : Ui 

1 Ao 1 Ao . ln(ro / ri ) 1 ..............................................(2.21)24   Ai hi 2 .k .L ho

2.4. Klasifikasi alat penukar panas berdasarkan perpindahan panas 2.4.1. Alat penukar panas kontak langsung Perpindahan panas akan terjadi secara langsung ( tanpa adanya dinding atau sekat pemisah ), di mana fluida yang panas akan langsung bercampur dengan fluida dingin ketika keluar dari alat penukar panas. Hal ini berarti, panas

22


17

yang diberikan oleh fluida panas betul-betul diterima secara utuh oleh fluida dingin, tanpa adanya kerugian panas25. Seperti gambar di bawah ini :

Gambar 2.9. Penukar panas kontak langsung

2.4.2. Alat penukar panas kontak tidak langsung Alat perpindahan kontak tidak langsung terjadi jika fluida yang panas dan fluida yang dingin tidak bercampur tetapi ada sekat pemisah. Kemudian jika ditinjau dari segi perubahan fase yang terjadi, pada alat penukar panas ini dikelompokkan ke dalam 2 ( dua ) macam yaitu : 1. Alat penukar panas yang mengakibatkan perubahan fase seperti kondensor, evavorator. 2. Alat perpindahan panas tanpa perubahan fase Alat penukar panas jenis ini banyak digunakan pada dunia industri kimia. Khusus pada industri penyulingan minyak, alat penukar panas ini fluida panas memberikan panas kepada fluida dingin, di mana kedua jenis fluida ini tidak mengalami perubahan fase tetapi akan mengalami penurunan suhu pada fluida panas dan kenaikan suhu pada fluida dingin.

25

Sitompul, Tunggul M, Ir., Alat penukar kalor, 1993 hal 3

18

Untuk alat penukar panas yang tidak kontak langsung ini dibagi juga menjadi dua bagian yaitu : a. Tubular Heat Exchanger Heat exchanger ini banyak digunakan di pabrik-pabrik dan industriindustri dengan segala macam ukuran maupun fungsi yang berbeda-beda. Keuntungan dari alat penukar panas tipe ini di antaranya adalah :  Cocok digunakan pada daerah operasi temperatur dan tekanan besar  Mudah dalam pembersihannya  Dapat dibuat dari berbagai jenis material, sesuai dengan temperatur dan tekanan operasinya.

Gambar 2.10. Penukar panas kontak langsung ( tubular HE )

b. Plat Heat Exchanger Plat heat exchanger merupakan salah satu jenis penukar panas yang terdiri dari susunan-susunan plat yang berfungsi untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas karena terdiri dari plat-plat tipis yang mempunyai luas permukaan yang besar persatuan volume.

Penukar panas tipe ini tidak

cocok untuk operasi pada tekanan tinggi dan cocok untuk penerapan 19

dalam aliran gas yang nilai koefisien perpindahan panasnya ( h ) rendah. Salah satu kekurangan penukar panas tipe ini adalah sulit dan susah dalam pembersihannya dan memerlukan zat kimia khusus. Radiator mobil dapat dikategorikan ke dalam alat penukar panas tipe ini.26

Gambar 2.11. Alat penukar panas kompak

2.5. Klasifikasi alat penukar panas berdasarkan aliran fluidanya Dilihat dari arah aliran fluidanya penukar panas dapat dikelompokkan lagi menjadi : 2.5.1. Aliran searah Aliran searah atau pararel flow yaitu jika fluida panas dan fluida dingin mengalir dalam arah yang sama.

26

Sitompul, Tunggul M, Ir., Alat penukar kalor, 1993 hal 13

20

Gambar 2.12.Aliran searah

2.5.2. Berlawanan arah Pada grafik terlihat betapapun panjangnya penukar panas, dalam hal ini alirah berlawanan arah maka suhu akhir fluida yang lebih dingin tidak akan mencapai suhu keluar yang lebih panas, karena terdapat gradien suhu yang menguntungkan di sepanjang penukar panas.

Gambar 2.13. Aliran berlawanan arah

21

2.5.3. Aliran silang Penukar panas dengan aliran silang ( cross flow ) terjadi di mana aliran fluida panas dan dingin akan saling menyilang.

Gambar 2.14. Aliran saling menyilang

2.6. Klasifikasi sistem pengecatan Salah satu teknologi pengendalian korosi pada logam adalah dengan melapisi logam tersebut agar tidak berhubungan dengan lingkungan. Dalam dunia industri telah dikenal berbagai cara pelapisan permukaan logam dengan cat, tetapi pada prinsipnya hanya ada dua cara pengecatan yaitu :

2.6.1. Pengecatan sistem basah. Korosi

digambarkan

sebagai

reaksi

dari

bahan

logam

dengan

lingkungannya yang mengakibatkan perubahan pada logam itu sendiri. Korosi terjadi pada saat oksigen bereaksi dengan logam, sebenarnya logam mempertahankan dirinya dengan sebuah lapisan yang disebut sebagai “passive layer” yang menurut penelitian, tebalnya hanya beberapa nanometer ( 10-9 m ). Passive layer dimaksudkan untuk menahan serangan karat, namun ada beberapa penyebab lain yang mengakibatkan passive layer tersebut rusak. 22

Efek karat secara umum adalah perubahan karakteristik terhadap bahan logam yang dimaksud. Termasuk di dalamnya perubahan permukaan, warna, kestabilan logam konduktivitas dan kelenturannya. Passive layer dapat rusak disebabkan oleh beberapa hal di antaranya : 1. Liquid contohnya air 2. Garam-garaman seperti khlorida dan sulphat yang akan menimbulkan reaksi 3. Asam organik yang berasal dari kayu, kertas dsb 4. Keringat mengandung kelembaban, garam dll 5. Lingkungan industri seperti uap kimia, gas dsb.

Cara yang paling efektif dalam perlindungan logam adalah bila kita mampu menjaga passive layer agar terhindar dari hal-hal yang tercantum dalam penyebab rusaknya passive layer seperti di atas. Istilah cat meliputi sejumlah sistem pelapisan berbeda yang dirancang untuk keperluan berbeda-beda pula. Sebelum cat digunakan, terlebih dahulu kita harus menetapkan cara penyiapan permukaan , cara pengecatan dan untung rugi penggunaan cat itu. Komposisi cat pada dasarnya terdiri dari : 

Wahana yaitu zat cair yang membuat cat mempunyai fluiditas dan apabila mengering akan meninggalkan suatu selaput padat



Pigmen adalah suatu zat yang tercampur dalam wahana. Pigmen ini berfungsi mengendalikan laju korosi, atau laju difusi reaktan-reaktan pada selaput kering.

23



Aditif Yaitu zat yang memproses pengeringan atau memungkinkan lapisan cat kering lebih tahan terhadap lingkungan kerja.27

Wahana menjadi kering melalui salah satu proses berikut : - Penguapan unsur pelarut dalam wahana - Perubahan kimia, terutama oksidasi terhadap unsur cair dalam wahana, misalnya minyak cat. Cat mengering mulai dari permukaan dan diulaskan atau disemprotkan selapis demi selapis hingga mencapai ketebalan yang dikehendaki. - Polimerisasi, yaitu reaksi kimia antara wahana dan agen pengering ( curing agent ) yang dicampurkan ke dalam cat tepat sebelum digunakan. Agen pengering itu disimpan di dalam tempat terpisah sehingga cat jenis ini disebut cat jenis kemasan ganda. Dalam hal ini cat mengering di seluruh permukaan secara bersamaan , jadi dapat diulaskan atau disemprotkan membentuk lapisan sekaligus. Sesudah dicampur dengan agen pengering , cat harus segera digunakan sebab bila tidak demikian cat akan menjadi rusak.

27

KR Trethewey,J chamberlain korosi untuk mahasiswa dan rekayasawan hal 249

24

Dalam dunia industri untuk mengecat benda kerja biasa dilakukan dengan berbagai cara di antaranya adalah: 2.6.1.1 Sistem spray Sistem spray ini adalah cara yang paling mudah dan paling banyak dipakai baik di kalangan industri maupun masyarakat umum dan telah dikenal kurang lebih 2 abad yang lalu. Di bawah ini salah satu contoh flow sheet untuk mengecat sistem spray.

Gambar 2.15. Flow sheet pengecatan sistem spray

Prinsip kerja dari gambar di atas adalah : Sebuah benda kerja

sedang dicat oleh operator di dalam ruangan

pengecatan khusus yang disebut painting booth , cat disemprotkan oleh sebuah spray gun dengan tekanan angin antara 3 – 6 bar pada benda kerja, sedangkan cat yang tidak menempel dan memantul yang disebut

over spray dihisap oleh

exhaust fan dan ditangkap oleh water curtain (tirai air) dan sekat- sekat yang

25

dipasang saling menyilang di bawah exhaust fan dengan harapan cat akan terjebak dan menempel pada sekat-sekat sehingga tidak mengotori lingkungan sekitar Tirai air yang berada di bawah dan depan operator airnya disirkulasikan oleh sebuah pompa dengan menggunakan motor listrik , tetapi sebelum di sirkulasikan air tersebut disaring dahulu oleh saringan ( strainer ) supaya kotoran cat yang bercampur air tidak ikut terhisap dan mengotori pompa. Exhaust fan ini juga berfungsi untuk membuang kabut cat dan uap thinner di dalam ruangan pengecatan sehingga operator yang sedang mengecat akan merasa nyaman.

2.6.1.2. Sistem celup ( diping ) Masalah karat adalah persoalan yang utama di dalam berbagai industri, meskipun hal ini telah tertanggulangi dengan cara pengecatan , tetapi hasilnya belum memuaskan . Hal ini disebabkan karena pengecatan yang dilakukan masih menggunakan cara yang konvensional, yaitu masih digunakannya alat semprot atau kuas, sehingga dalam pengecatan tersebut masih dijumpai bagian-bagian yang tidak tertutup oleh cat. Pada saat sekarang ini , dengan adanya kemajuan dalam bidang pengecatan, maka sedikit demi sedikit masalah karat telah dapat diatasi yaitu dengan diketemukannya pengecatan dengan cara Electro diping khususnya cara cathodic electro deposition atau C.E.D. Dengan cara pengecatan ini akan dihasilkan lapisan atau coating yang sempurna dalam arti semua bagian akan tertutup oleh cat sehingga proses terjadinya karat dapat dihindari.

26

Keuntungan pemakain sistem pengecatan dengan ED adalah sebagai berikut : a. Ramah lingkungan Tidak ada bahan pelarut ( penguapan ) untuk menempelkan cat pada benda kerja sehingga tidak ada pencemaran ke udara, dan cat yang terbawa ke tangki pembilas dapat didaur ulang dan digunakan lagi. b. Penampilan dan ketahanan korosi sangat baik Selain penampilan yang bagus lapisan catnya memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap bagian-bagian yang telah ataupun belum mengalami pretreatment, seperti misalnya bagian pinggir, bagian sambungan ataupun bagian dalam dari suatu ruang kosong. c. Dapat menyesuaikan diri Cat ini mampu menyesuaikan diri untuk berbagai bentuk benda kerja serta dapat menjangkau sisi-sisi dan celah- celah kecil yang apabila dilakukan secara konvensional tidak mungkin, serta menghasilkan permukaan cat yang merata. Prinsip kerja dari sistem pengecatan ini dikenal ada dua cara yaitu sistem cathodic dan anodic.28

Gambar 2.16. Prinsip kerja anodic dan cathodic 28

Nipsea paint and chemical co.LTD, pengecatan dengan cara elektrodeposition , 1995, hal 2

27

Gambar 2.17. Flow sheet pengecatan catoda

Prinsip kerja gambar 2.16 dan 2.17 adalah : Benda kerja setelah melalui proses treatment ( pembilasan dari kotoran ) masuk ke dalam tangki yang berisi cat, pada tangki tersebut terjadi proses elektro coating sehingga cat akan menempel pada benda kerja karena cat pada tangki telah diberi muatan arus positif sedangkan benda kerja diberi arus negatif, sedangkan lamanya benda kerja di dalam tangki cat maksimal 2 menit 29 atau tergantung jenis cat yang dipergunakan. Cat di dalam tangki selalu disirkulasikan oleh pompa yang dilewatkan ke penukar panas ( HE ) yang berfungsi untuk menjaga kestabilan temperatur cat supaya cat tidak menggumpal, temperatur cat dalam tangki berkisar 30-35 oC. 29

Nipsea paint and chemical co.LTD, pengecatan dengan cara elektrodeposition , 1995, hal 41

28

Untuk memisahkan cat dan kotoran lain yang terbawa benda kerja maka cat pada tangki ini juga disirkulasikan dan disaring oleh filter UF . Selanjutnya setelah melalui proses pengecatan benda kerja akan masuk ke proses pengeringan dalam oven. Jenis material yang dapat dicat dengan proses celup di antaranya adalah :  Cold Rolled/Hot Rolled Steel  Galvanized Steel  Castings, ZincCastings  Copper/Brass  Conductive Composites  Aluminum Extrusions and Castings  Stainless Steel  Chrome Plate

2.6.2. Pengecatan sistem kering 2.6.2.1. Sistem elektrostatic serbuk gun Sejarah dari pengecatan sistem serbuk dimulai sejak tahun 1940, seorang ilmuwan jerman yang bernama Dr. Erwin Gemmer

telah mempatenkan

pengecatan ini pada bulan mei 1953.30 Rata-rata pertumbuhan sistem pengecatan serbuk ini bertumbuh antara 7- 9 % pertahun sejak 10 tahun terakhir bahkan sistem serbuk ini tidak hanya dapat diaplikasikan untuk mengecat material logam tapi bisa diterapkan pada material gelas, keramik, plastik dan kayu.31

30 31

http://www.interpon.com http://www.interpon.com

29

Keuntungan penggunaan pengecatan sistem ini di antaranya adalah : 

Serbuk selalu siap digunakan



Lebih sedikit serbuk yang terbuang selama proses pengecatan



Tidak mencemari lingkungan



Bahaya kebakaran sangat minimal karena tidak adanya thinner



Kesehatan operator lebih baik dan tidak membahayakan kesehatan.



Ketebalan lapisan serbuk pada benda kerja dapat diatur.



Tidak membutuhkan tenaga kerja ( operator ) yang berpengalaman.

Tipe serbuk terdiri dari berbagai jenis diantaranya adalah : 1. Epoxy powder, memberi permukaan halus/kilap sangat tinggi dan dengan perekatan yang sempurna, fleksibilitas dan ketahanan kimia yang baik. Kekurangan yang utama adalah jika kena temperature panas terlalu lama maka akan menguning. 2. Polyester powder, memiliki daya yang sempurna jika digunakan di luar ruangan dan tahan terhadap panas sinar matahari

serta ultraviolet

sehingga tidak cepat berubah menjadi kuning. Ketahanan terhadap kimia masih di bawah tipe serbuk epoxy. 3. Polyurethane powder, mempunyai sifat kimia dan mekanik yang baik dan memberi ketahanan jika digunakan di luar ruangan. Sistem serbuk ini banyak digunakan di berbagai industri di antaranya untuk : a. Alat rumah tangga

: lemari es, microwave, dan AC

b. Arsitek

: besi –besi untuk rangka pintu dan jendela

c. Perkebunan

: peralatan perkebunan dan traktor

d. Otomotif

: velg, dashbor, bumper. 30

e. Alat-alat kantor

: meja, rak buku, casing komputer

f. Kelistrikan

: komponen kelistrikan , rumah lampu, kabel tray.

Dalam aplikasi penerapan serbuk ini dapat diperoleh dengan 2 ( dua ) cara yaitu 1. Elektrostatic Powder Spray Untuk sistem spray ini ada dua jenis serbuk gun ( penyemprot serbuk ) yaitu sistem korona dan sistem tribo.

Gambar 2.18. Elektrostatic powder gun

Gambar 2.19. Sistem Corona32

32

http://www.interpon.com

31

Prinsip kerja sistem korona : Sistem ini bekerja dengan cara mengionisasi udara ( O2) menjadi bermuatan negatif. Oksigen yang bermuatan negatif ini menyelubungi serbuk sehingga serbuk bermuatan negatif. Proses ionisasi ini terjadi akibat adanya tegangan tinggi ( 80 – 100 kV ) di ujung spray gun sehingga menghasilkan elektron-elektron. Elektron – elektron ini diterima oleh oksigen sehingga oksigen menjadi anion ( ion bermuatan negatif ). Adanya perbedaan muatan listrik antara serbuk dengan benda kerja yang akan dispray menimbulkan tenaga elektrostatik sehingga serbuk menempel.

Gambar 2.20. Sistem tribo33

33


32

Prinsip kerja sistem tribo : Pada sistem tribo ini pemuatan listrik terhadap serbuk dilakukan dengan “ proses gesekan “ yaitu antara serbuk dengan teflon bagian dinding dalam spray gun, sehingga dengan adanya gesekan tersebut serbuk berubah menjadi bermuatan positif. Adanya perbedaan voltase antara serbuk positif dengan benda kerja negatif mengakibatkan adanya tenaga elektrostatik sehingga serbuk menempel pada benda kerja. A. Sistem corona:34 a. Keuntungan -

Output besar, sekali spray tebal

-

Dipakai untuk benda-benda yang luas dan tidak mempunyai lekuk yang dalam

-

Dapat dipakai oleh semua jenis serbuk ( epoxy, polyester & polyurethan ) serta bermacam-macam ukuran partikel serbuk.

-

Bentuk spray gun pada umumnya lebih pendek

-

Ketebalan lapisan serbuk dapat diatur melalui settingan tegangan

-

Kontruksi sederhana dan mudah dalam penggantian warna.

b. Kerugian -

Dipakai untuk permukaan benda kerja yang cenderung luas dan rata dan tidak cocok jika dipakai pada benda kerja yang mempunyai lekukan dalam.

34


33

C. Sistem Tribo : a. Keuntungan -

Keluaran spray lebih kecil, sekali spray cenderung tipis

-

Dipakai untuk benda kerja yang mempunyai lekukan

-

Permukaan lebih smooth, karena ukuran partikel lebih kecil sehingga lebih rata.

-

Baik digunakan untuk sistem otomatis

c. Kerugian -

Bentuk spray gun cenderung panjang

-

Dibutuhkan waktu yang lama jika mau melakukan penggantian warna

-

Dengan kapasitas yang sama harga lebih mahal dibandingan dengan korona

2.6.2.2. Sistem fluidized

Gambar 2.21. Sistem fluidized35

35


34

Prinsip kerja pada gambar 2.21 diatas adalah: Benda kerja masuk ke dalam suatu ruangan, di mana di dalam ruangan tersebut penuh dengan kabut cat serbuk, karena serbuk diberi muatan positif sehingga cat serbuk akan menempel pada benda kerja yang diberi muatan negatif. Cat serbuk dalam ruangan itu selalu ditiup oleh angin dari bawah sehingga terus melayang layang memenuhi ruangan yang akhirnya menempel pada benda kerja. Perbedaan kekurangan dan kelebihan pengecatan dengan elektostatic powder gun dan fluidized bed36 :

Spray gun Bentuk-bentuk sulit dapat dilapisi

fluidized Ketebalan film sangat tinggi, (>250 micron) dapat diterapkan dalam satu siklus

Ketebalan film antara 30-250

Ketebalan film yang seragam dapat dicapai

Biaya rendah dan sederhana untuk

Investasi awal dan perawatan murah

automasi Penggantian cat serbuk relatif

Bentuk ruangan relatif besar

sederhana Ongkos peralatan lebih tinggi dari

Komponen-komponen itu harus dari

sistem fluidized

bentuk yang sederhana Penggantian warna cukup sulit

36


35

BAB III PENGECATAN DENGAN SISTEM POWDER

3.1. Proses pengecatan powder Dalam satu sistem pengecatan dengan powder akan berbeda-beda prosesnya tergantung daripada jenis material yang akan dicat ( plastik, besi, kaca,dll ) kualitas yang ingin dihasilkan, banyaknya produk serta jenis powder yang akan digunakan. Dalam satu sistem pengecatan yang komplit semi otomatis akan terdiri dari : 1.

Transfer conveyor Sistem pemindahan benda kerja

2. Pre-treatment Persiapan material sebelum dicat 3. Drying oven Pengeringan awal 4. Powder booth Pengecatan powder 5. Baking oven Pengeringan akhir Berikut ini adalah salah satu flow sheet untuk pengecatan plat besi yang akan digunakan sebagai parabola :

36

Gambar 3.1. Flow sheet pengecatan dengan powder

37

Gambar 3.2. Layout pengecatan dengan powder 38

Prinsip kerja gambar 3.1. dan 3.2. di atas adalah : Proses di atas dimulai pada posisi loading, di mana pada posisi tersebut operator akan menggantungkan benda kerja yang akan dicat pada konveyor. Kemudian benda kerja dibawa oleh konveyor menuju proses pertama ( Pre-treatment ) yaitu pembersihan benda kerja dari kotoran debu, oli, grease dll yang masih menempel dan persiapan permukaan material benda kerja supaya proses penempelan cat powder pada benda kerja sempurna. Proses pembilasan dan persiapan permukaan yang akan dicat dilakukan secara otomatis. Selesai dari

proses Pre-treatment benda kerja akan masuk ke dalam

pengering pertama ( drying oven ) dengan tujuan mengeringkan benda kerja dari sisa-sisa air yang masih menempel, supaya pada saat masuk ke proses pelapisan cat powder tidak terdapat air sisa, sehingga cat powder menempel sempurna. Setelah dikeringkan pada pengering pertama ( drying oven ) benda kerja masuk ke dalam ruangan pengecatan powder (powder room), di sinilah proses pengecatan atau pelapisan benda kerja dengan powder, di dalam ruangan ini pengecatan dilakukan secara otomatis oleh robot dan dibantu oleh dua orang operator, fungsi operator di sini adalah untuk mengecat bagian-bagian yang sulit dijangkau oleh robot. Keluar dari ruangan cat ( powder room ) benda kerja sebenarnya telah menempel tetapi belum menempel sempurna dan jikalau kena tiupan angin kencang maka powder yang menempel pada benda kerja akan beterbangan. Untuk menyempurnakan proses penempelan cat benda kerja maka benda kerja dimasukkan ke dalam ruangan pengering akhir ( baking oven ).

39

Jika selesai dari proses pengeringan tahap akhir, maka benda kerja sudah siap untuk diturunkan dari konveyor, dan proses ini berakhir pada posisi unloading.

3.1.1. Sistem pemindahan benda kerja ( transfer conveyor ) Konveyor berfungsi untuk memindahkan benda kerja dari suatu tempat ke tempat lain dalam satu sistem. Dalam dunia industri konveyor tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk tergantung pada kebutuhan dan produk yang harus ditangani oleh konveyor itu sendiri. Konveyor ini juga telah dirancang sedemikian rupa sehingga konveyor bisa dirancang untuk berjalan naik, turun maupun berbelok. Dalam satu sistem, konveyor biasanya telah dilengkapi dengan sistem pelumasan rantai, baik yang beroperasi secara manual ataupun otomatis. Tetapi intinya konveyor harus dapat menangani berbagai macam produk dari proses awal sampai akhir. Adapun spesifikasi konveyor yang digunakan pada gambar 3.1 di atas adalah : A. Jenis konveyor

: Over head

B. Type

: Shunfu – 5T

C. Material

: Cast iron

D. Kecepatan tranfer - Design

: 5 m/min

- Range

: 3-5 m/min

E. Panjang konveyor

: 310 m

F. Jarak hanger

: 0.6 m 40

G. Total hanger

:

310m  517 buah 0.6m

H. Lama benda kerja digantung :

310 m  62 menit 5m menit

I. Kapasitas

517 buah  8 buah  480 buah menit jam 62 menit

J. Jumlah

: unit

parabola

(Satu

parabola

6

bagian)

:

480 buah

=

jam  80 parabola jam 6bagian

3.1.1.1.Rel dan rantai

Gambar 3.3. Benda kerja

41

Gambar 3.3 di atas menunjukkan benda kerja yang akan dicat, dalam proses pengecatannya parabola dibagi menjadi 6 bagian yang sama yaitu A. Seperti terlihat pada gambar 3.4, benda kerja digantung dan dipasang secara bolak balik. Dipasang bolak balik ini bertujuan supaya jarak satu benda kerja terhadap benda kerja lainnya lebih dekat tanpa bersentuhan sehingga kapasitas produksi yang dihasilkan lebih banyak.

Gambar 3.4. Transfer konveyor

Tipe over head konveyor ini digunakan untuk menangani benda-benda yang ringan, karena itu relnya berbentuk tabung segi empat berongga di mana bagian bawah tabung tersebut berlubang sabagai tempat munculnya hanger dari rantai. Rel di sini berfungsi sebagai jalur atau tempat berjalannya rantai. Walaupun rel berbentuk segi empat tetapi rel ini bisa dibentuk untuk berbelok, menanjak dan menurun dengan sudut dan kemiringan tertentu.

42

Rantai konveyor terletak di dalam rel yang berbentuk segi empat dan mengikuti arah dan belokan rel. Rantai ini terdiri dari roda-roda yang disusun bergandengan dan merupakan rangkaian tertutup. Sedangkan hanger di sini berfungsi untuk menggantungkan benda kerja.

3.1.1.2. Penggerak rantai ( drive unit )

Gambar 3.5. Penarik rantai

Supaya rantai dapat bergerak membawa benda kerja dengan kecepatan tertentu sesuai dengan rancangan yang diinginkan, maka dibutuhkan mekanisme penarik rantai. Penarik rantai dalam satu sistem bisa berjumlah satu atau dua penarik, hal itu tergantung pada beban benda kerja dan panjang konveyor. Dalam sistem penarik rantai ( drive unit ) ini terdiri dari beberapa komponen di antaranya adalah: 43

a. Gear motor berfungsi untuk mengubah gaya

listrik

menjadi gaya mekanik dengan putaran tertentu. b. Torque limiter berfungsi untuk membatasi putaran torsi motor dengan jalan memutuskan putaran dari speed reducer ke motor apabila konveyor tiba-tiba macet atau ada benda kerja tersangkut. Dengan adanya torque limiter motor tidak akan terbakar akibat beban torsi berlebih. c. Speed reducer berfungsi untuk mereduksi putaran motor apabila putaran keluaran dari motor masih terlalu cepat. d. Chain ( rantai ) berfungsi sebagai penerus putaran dari speed reducer ke sprocket. Di mana sprocket tersebut akan menarik rantai konveyor.

44

3.1.1.3.Penegang rantai ( tensioning unit )

Gambar 3.6. Tensioning unit

Tensioning unit berfungsi untuk menjaga rantai tetap tegang dan untuk menjaga apabila tiba-tiba rantai mendapat beban kejut sehingga jalannya akan tersendat, maka rantai pada sistem ini akan bekerja

dengan cara maju atau

mundur menyesuaikannya. Balancer ( penyeimbang ) dihubungkan oleh kawat baja ( sling ) yang berfungsi untuk menjaga ketegangan rantai sehingga rantai akan berjalan halus tidak tersendat-sendat.

45

3.1.2. Persiapan permukaan (Pre-treatment) Proses persiapan permukaan ini bertujuan untuk menghilangkan sisa-sisa oli, debu dll yang masih menempel, serta untuk melapisi permukaan benda kerja dengan cairan zat kimia khusus yang bertujuan supaya cat powder akan menempel lebih sempurna.

Gambar 3.7. Proses Pre-treatment 46

Benda kerja yang digantungkan pada konveyor di area loading kemudian bergerak memasuki terowongan ( tunel ), di dalam terowongan ini benda kerja akan disemprot secara otomatis dari berbagai arah dan posisi dengan nozzle, dengan cara mensirkulasikan air oleh pompa. Pada proses pre degrease, degrease dan phosphate dipasang exhaust fan yang berfungsi untuk membuang uap air, karena pada proses ini air yang digunakan untuk menyemprot benda kerja adalah air panas pada temperatur 50-60 oC.

Gambar 3.8. Tunel

Gambar 3.9. Nozzle didalam tunnel36

36


47

Adapun fungsi dari masing-masing proses tersebut adalah sbb : a. Pre degreasing yaitu proses pembilasan benda kerja tahap awal dari kotoran, debu, oli, sisa kotoran las, dll. Proses pembilasan ini menggunakan air panas dicampur dengan bahan kimia khusus dengan temperatur 50-60 oC. Cairan pada proses ini bersifat basa. b.

Degreasing adalah pembilasan tahap kedua atau pembilasan lanjutan, dengan adanya proses ini benda kerja diharapkan sudah jauh lebih bersih. Untuk cairan yang dan temperatur yang digunakan adalah sama dengan yang dipakai di proses pre degreasing yaitu 50-60 oC. Temperatur pada proses pre degrease dan degrease dapat berubah-ubah sesuai dengan jenis chemical yang digunakan ( rekomendasi dari supplier chemical).Cairan bersifat basa.

c. Water rinse #1 dan #2,adalah suatu proses yang bertujuan untuk membilas sisa-sisa kotoran/ chemical yang masih menempel pada benda kerja. Cairan yang dipakai adalah air biasa pada temperatur ruangan. d. Surface conditioning bertujuan untuk menutup pori-pori permukaan benda kerja, sehingga permukaan yang akan dicat akan lebih rata. Cairan yang dipakai adalah air biasa ditambah chemical pada temperatur ruang. e. Phosphating adalah proses yang bertujuan untuk memperkuat daya lekat cat ke benda kerja. Temperatur pada proses ini berkisar 50-60 oC ( rekomendasi dari supplier chemical). Cairan bersifat asam.

48

f. Water rinse #3 dan #4 berfungsi untuk membilas cairan phosphate yang menempel tidak sempurna atau tidak rata. Sehingga diharapkan ketika masuk ke poses pengecatan dengan powder permukaannya sudah rata.

3.1.3. Hot water generator ( pembangkit air panas ) Pembangkit air panas berfungsi untuk menyediakan air panas yang akan disirkulasikan oleh pompa ke proses pre-degrease,degrease, dan phosphate sehingga temperatur air pada tangki tersebut akan tercapai antara 50-60 oC . Sistem pembangkit air panas ini terdiri dari beberapa komponen yaitu : 3.1.3.1 . Tangki Tangki hot water generator pada bagian dindingnya dilapisi dengan isolasi glasswool setebal 50 mm dengan kerapatan 24 kg/m3 serta ditutup dengan lapisan plat mild steel setebal 1 mm yang bertujuan untuk mengurangi panas yang hilang dari dalam tangki.

3.1.3.2. Ruang pembakaran ( combustion chamber ) Ruangan ini berfungsi untuk membakar bahan bakar gas dengan udara supaya bisa memanaskan air pada tangki hot water. Ruang pembakaran ini terdiri dari tabung besar terbuat dari material SUS 304 dengan ketebalan 3 mm yang berfungsi sebagai tempat pembakaran utama dan tabung-tabung kecil terbuat dari pipa-pipa SUS 304 Ø 2 inch yang berfungsi untuk keluarnya gas sisa pembakaran gas LPG serta untuk memperluas perpindahan panasnya.

49

Gambar 3.10. Ruang pembakaran ( combustion chamber )

3.1.3.3. Burner Burner sendiri berfungsi sebagai alat untuk membakar bahan bakar dengan udara. Bahan bakar untuk burner sendiri bermacam-macam, ada yang dengan bahan bakar solar, minyak tanah, gas LPG, gas LNG dan minyak mentah ( crude oil ).

Gambar 3.11. Burner

50

Pada sistem pembakaran kali ini bahan bakar yang akan digunakan adalah gas LPG dengan pengaturan besarnya nyala api pada burner berjenis quick capacity regulation two stage.

Gambar 3.12. Burner two stage regulation

SV1, SV2, SV3

: Solenoid valve

K

: Beban sebagian

G

: Beban penuh

Burner dengan type quick capacity regulation

two stage maksudnya

adalah ada 2 (dua) tahap dalam pengaturan supply bahan bakar pada nozzle. Pada tipe ini terdiri dari 1 pompa, 3 solenoid valve dan 2 nozzle. Prinsip kerja pada gambar 3.9 adalah sebagai berikut: 51

-

Tahap pertama pada saat ON Bahan bakar masuk ke nozzle dengan cara dipompa kemudian melewati solenoid valve 1 ( SV1) dan solenoid valve 2 ( SV2) maka nozzle 1 akan menyala. Pada kondisi SV1 dan SV2 terbuka penuh maka burner akan bekerja pada beban setengah ( K ) dari kapasitas maksimumnya.

-

Ketika bebannya terus bertambah maka akan berlanjut pada tahap kedua yaitu dengan cara membuka solenoid valve SV3. Hal ini otomatis pasokan bahan bakar ke nozzle akan bertambah sehingga nozzle 2 akan menyala, pada kondisi ini dinamakan beban maksimal ( G ). 37

Di bawah ini gambar proses aliran air panas:

Gambar 3.13. Sirkulasi air panas

37

Weishaupt, monarch gas burner manual book

52

Prinsip kerja pada gambar 3.13 adalah sebagai berikut: Pada tangki hot water generator di atas terjadi perpindahan panas antara pembakaran gas LPG oleh burner di dalam ruangan bakar ( combustion chamber ) dengan air pada tangki. Selanjutnya air panas pada tangki hot water generator akan disirkulasikan oleh pompa melalui pipa supply menuju coil pada masing-masing tangki yang diisolasi oleh lapisan asbes setebal 6 mm. Sebelum air memasuki coil pada masing masing tangki, maka dipasanglah yang namanya temperatur regulator valve yang berfungsi untuk menjaga temperatur air di dalam tangki supaya tetap pada temperatur 50 oC, tetapi sebelumnya telah dipasang strainer yang berfungsi untuk menyaring kotoran sebelum masuk ke dalam coil. Prinsip kerjanya dari temperatur regulator adalah dengan cara membuka dan menutup valve regulator. Ketika temperatur air didalam tangki sudah melebihi 50 oC maka sensor pada tangki akan memerintahkan supaya menutup atau memperkecil aliran air panas yang masuk ke dalam coil. Jika aliran yang menuju masing-masing coil menjadi kecil maka pada pipa supply akan terjadi kenaikan tekanan. Ketika tekanan pada pipa saluran bertambah akibat adanya valve regulator tertutup maka pressure relief valve akan membuka dengan sendirinya sesuai dengan tekanan yang diinginkan, sehingga air akan kembali ke tangki melalui pipa bypas.

53

3.1.4. Drying oven (pengeringan awal) Setelah melalui proses Pre-treatment atau perlakuan material, maka proses selanjutnya adalah proses pengeringan awal. Pengeringan awal ini bertujuan untuk menghilangkan kadar air yang bercampur dengan zat kimia yang masih terkandung atau tersisa pada sudut-sudut atau lekukan benda kerja.

Gambar 3.14. Flow sheet drying oven

Komponen sistem pengeringan awal ini terdiri dari: 1. Drying oven berfungsi sebagai tempat untuk menguapkan sisa kandungan air yang masih menempel pada benda kerja. Temperatur di dalam ruangan ini mencapai 120 0C dengan waktu 10 menit. Supaya kerugian panas yang keluar dari dinding ruangan kecil maka ruangan

54

ini diisolasi dengan glasswool dengan density 24 kg/m3 dengan ketebalan isolasi 150 mm. Lamanya benda kerja di dalam pengering ini sekitar 10 menit pada kecepatan konveyor 5 m /menit. 2. Supply dan return duct berfungsi sebagai saluran udara panas yang masuk dan kembali dari ruangan pengering ke ruangan circulating fan untuk dipanaskan kembali. Saluran udara ini juga diisolasi dengan glasswool dengan density 24 kg/m3 setebal 100 mm dan ditutup dengan plat setebal 1 mm. 3. Circulating fan box sebagai tempat atau ruangan fan yang digunakan untuk mensuplai udara panas ke ruangan pengering. Ruangan circulating box ini diisolasi dengan lapisan rockwool 80 kg/m3 setebal 50 mm dan dirangkap dengan glasswool 24 kg/m3 dengan tebal 100 mm. Circulating fan itu sendiri berjenis backward centrifugal dengan kapasitas 500 m3/menit dengan tekanan static 80 mmAq. 4. Combustion chamber sebagai ruang pembakaran antara gas LPG dengan udara. Combustion chamber untuk pengering kali ini berbeda dengan yang digunakan untuk pembangkit panas pada proses treatment di atas. Combustion chamber ini hanya terdiri dari satu ruangan silinder besar yang ujung-ujungnya berlubang, dengan arti kata pada ruangan pembakaran ini akan terjadi perpindahan panas langsung (bercampur) dari api pembakaran gas dengan udara 5. Natural exhaust berfungsi untuk membuang uap air, menjaga ruangan di dalam pengering supaya tidak terjadi tekanan berlebih serta untuk menyeimbangkan temperatur di dalam oven.

55

3.1.5. Proses pengecatan dengan powder Untuk pengecatan dengan sistem powder kali ini akan menggunakan sistem elektrostatic powder gun sistem tribo. Karena benda kerja di dalam ruangan tidak dapat berputar maka penyemprotan powder ke benda kerja itu sendiri terdiri dari 2 robot dan dua orang operator, jadi dari sisi depan terdiri dari 1 orang operator dan 1 buah robot yang berfungsi untuk menyemprot permukaan bagian depan dan sisi belakang terdiri dari 1 operator dan 1 robot yang berfungsi untuk meyemprot bagian belakang benda kerja. Robot hanya bisa menyemprot bagian bagian yang rata dan datar sedangkan operator bertugas untuk menjangkau bagian-bagian sudut yang tidak terjangkau oleh robot seperti gambar 3.15 di bawah ini :

Gambar 3.15. Posisi pengecatan powder

56

Gambar 3.16. Flow sheet pengecatan powder

Prinsip kerja dari gambar 3.16 di atas adalah : Karena tidak semua cat powder menempel pada benda kerja maka powder yang tidak menempel ( over spray ) tersebut akan dihisap oleh exhaust fan yang disaring dahulu oleh filter, sehingga udara yang keluar dari ruangan sudah bersih. Pada filter dipasang saluran pipa yang bertujuan untuk meniup bagian dalam filter dengan udara bertekanan, sehingga powder yang menempel pada bagian luar filter akan berjatuhan ke powder bin. Udara bertekanan ini akan beroperasi sekitar tiap 5 menit sekali.

57

Powder yang tidak terhisap oleh fan akan jatuh ke bawah ke powder bin. Powder bin sendiri berfungsi sebagai tempat untuk menambah cat baru yang akan bercampur dengan cat yang lama dari powder booth. Pada bagian bawah powder bin ini selalu ditiupkan udara yang bertujuan supaya powder tidak menempel pada bagian bawah dan dinding powder bin. Dengan selalu ditiupkannya udara pada powder bin ini maka powder yang ada di dalamnya akan selalu bergerak acak dan melayang-layang, sehingga memudahkan untuk dihisap dan dipakai lagi.

3.1.6. Baking oven (pengering akhir). Setelah benda kerja dilapisi cat powder maka selanjutnya akan masuk ke proses pengering akhir yang bertujuan untuk proses penempelan cat pada benda kerja. Karena sebelum dimasukkan ke pengering akhir powder yang menempel pada benda kerja kalau tertiup angin akan mudah rontok. Ketika benda kerja di dalam oven pengering akhir akan terjadi proses penempelan powder ke benda kerja secara sempurna. Temperatur di dalam ruangan ini mencapai 2200C dengan waktu 15 menit. Temperatur dan waktu pengeringan akan tergantung pada jenis powder dan material yang digunakan. Dalam komponen pengeringan akhir ini terdiri dari : 1. Baking oven, ruangan ini diisolasi dengan jenis dan ketebalan sama dengan yang di drying oven yang membedakannya adalah temperaturnya 2200C dan waktunya 15 menit .Dimensinya lebih besar dari drying oven

58

2. Supply dan return duct fungsi serta isolasinya sama dengan yang di drying oven. 3. Circulating fan box, circulating fan box ini mempunyai jenis dan ketebalan sama dengan circulating box pada drying . Circulating fan ini mempunyai kapasitas 700 m3/menit dengan tekanan static 80 mmAq. 4. Combustion chamber bentuk dan isolasinya sama dengan proses di combustion chamber drying oven, hanya dimensi yang berbeda. 5. Natural exhaust fungsinya sama dengan di proses drying oven.

59

BAB IV PERHITUNGAN SISTEM PEMANAS AIR PADA PROSES PRE-TREATMENT

Berikut ini adalah data-data yang diketahui :  Temperatur air dalam semua tangki yang diinginkan adalah Tw = 500 C  Asumsi udara luar adalah Too = 300 C.  Tangki pre degrease o Pompa sirkulasi=1100 l/min = 0.018 m3/s o Dinding dalam= Mild steel plate 2 mm, A= 6.5 m2 o Dinding luar = Mild steel plate 1 mm, A= 8.5 m2 o Isolasi

= Glasswool 32 kg/m3, t = 50 mm A= 8.5 m2

o Tinggi

= 0.67 m

o Volume air

= 5000 liter

 Tangki degrease o Pompa sirkulasi=1500 l/min x 2 pompa = 3000 l/min = 0.05 m3/s o Dinding dalam= Mild steel plate 2 mm, A= 16 m2 o Dinding luar = Mild steel plate 1 mm A= 21 m2 o Isolasi

= Glasswool 32 kg/m3, t = 50 mm A= 21 m2

o Tinggi

= 0.67 m

o Volume air

= 7500 liter

60

 Tangki phosphate: o Pompa sirkulasi= 1500 l/min x 2 pompa = 3000 l/min = 0.05 m3/s o Dinding dalam= SUS 304 plate 2 mm, A= 16 m2 o Dinding luar = Mild steel plate 1 mm, A= 21 m2 o Isolasi

= Glasswool 32 kg/m3, t = 50 mm A= 21 m2

o Tinggi

= 0.67 m

o Volume air

= 7.5 m3

 Pipa heating coil o

Pipa sus 304  1 inch

o ID = 0.0276 m, OD=0.034 m

 Pipa supply untuk air panas o Pipa mild steel sch 40  2 inch o ID = 0.0529, OD= 0.0605. o Isolasi menggunakan asbes pita t = 6mm, k = 0.161 w/m2 o Panjang pipa sebelum masuk heating coil

= 75 m

o Panjang pipa setelah keluar heating coil

= 75 m

61

Gambar 4.1.Sirkulasi pompa spray pada tanki pretreatment

62

Gambar 4.2. Sirkulasi Air panas

63

Berikut ini adalah contoh tahanan termal pada tangki degrease:

A = Mild steel, t= 2 mm , k=54 w/m2 B= Glasswool t = 50 mm, k= 0.038 w/m2 C= Mild steel t = 1 mm, k= 54 w/m2 K (mild steel) = 54 w/m2 K (sus 304)

= 16.27 w/m2

K (glasswool) = 0.038 w/m2

Gambar 4.3. Penampang tangki degrease

Gambar 4.4. Analogi tahanan untuk dinding tangki degrease

64

Tabel 4.1. Energi yang hilang pada tangki pre degrease, degrease dan phosphate ENERGI MEMANASKAN NO

TANK

LAJU U

LOSSES

PANJA

PADA

NG

hi

ho

ALIRAN AIR

ALIRAN

(w/m2)

(w/m2)

DALAM COIL

MASA

TANKI

COIL

(m3/s)

( kg/s)

(Watt)

( m)

Nu AIR (kW)

PRE

LAJU

57.5

0.938

0.903

2.800

0.00069

0.69

0.559

22.661

23

172.4

0.996

0.959

2.800

0.00208

2.07

0.654

57.398

65

2.800

0.00208

2.07

0.654

57.456

65

-

0.00485

4.83

222.74

153

1 DEGREASE

2

DEGREASE

172.4 3

PHOSPHATE

TOTAL

402.5

0.996

0.959

-

-

65

4.2. Energi yang hilang pada pipa supply. Sebelum menghitung energi yang hilang di sepanjang pipa supply  2 inch, maka terlebih dahulu harus diketahui temperatur fluida bagian dalam pipa tersebut. Jika diasumsikan tidak ada penurunan temperatur sepanjang jalur pipa maka temperatur air dalam pipa supply akan sama dengan temperatur air di dalam pipa coil  1 inch ( ID= 0.0276 m), temperatur air dalam pipa coil dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengasumsikan nilai koefisien perpindahan panas keseluruhan, untuk perpindahan panas dari air ke air didapat U = 150 w/m2.K36, sehingga temperatur bagian dalam pipa air coil didapat sebagai berikut: Too= 50 0C = 323 K

q  UxAx(TW  T00 ) (J.P Holman, perpindahan kalor, hal 481) q (TW  323)  UxA 172.45 (TW  323)  . 150 xx.0.0276 TW  336 K  630 C



36

Sifat- sifat air pada temperatur 63 oC Cp

= 4.182 Kj/kg.0 C



= 985.00 kg/m3



= 5.418x10-4 kg/m.s

K

= 0.657w/m2

Pr

= 3.501

Chemical engineer , “ www.cheresources.com”

66

Tw=630C

Gambar 4.5. Penampang pipa supply air panas

Gambar 4.6. Analogi tahanan untuk pipa supply air panas

-

Pipa mild steel SCH 40  2 inch ( ID = 0.0529 m, OD=0.0605 m).

-

K asbes =0.161 w/m2, tebal asbes = 6 mm

-

K pipa sch 40 = 54 w/m2

-

ri = 0.02645 m, r2= 0.03025 m, r3=0.03325 m

67

 Dari tabel 4.1. di atas diketahui kapasitas aliran di dalam heating coil yang dibutuhkan adalah : o

Pre degrease = 0.00069 m3/s

o

Degrease

= 0.00208m3/s

o

Phosphate

= 0.00208m3/s

Jumlah totalnya adalah = 0.00485 m3/s Sehingga kapasitas pompa dapat ditentukan minimal mempunyai kapasitas sebesar 291 liter/ menit.



Sehingga kecepatan air di dalam pipa supply adalah : *

V 0.00485 m u   2.2 A  s x0.0529 2 4 

Laju aliran massa air dalam pipa supply adalah sama dengan jumlah dari laju aliran massa air panas pada tiap-tiap pipa heating coil yang terdapat pada tabel 4.1. o Pre degrease

= 0.69 kg/s

o Degrease

= 2.07 kg/s

o Phosphate

= 2.07 kg/s

Jumlah totalnya



= 4.83 kg/s

Bilangan Reynoldnya menjadi :

Re 

 .u.d 985.00 x 2.2 x0.0529   211580 (J.P Holman, perpindahan kalor, hal 481)  5.4180x10 -4

68



Bilangan Nusseltnya menjadi :

Nu  0.023 x Re 0.8 x Pr 0.4

(J.P Holman, perpindahan kalor, hal 252)

 0.023 x 2115800.8 x3.5010.4  691 

Tahanan pipanya adalah :

ln(r 2 ) ln(0.03025 0.02645 ) r1  RA   3.958 x10  4 2k 2 .54



Tahanan isolasi asbesnya adalah :

) ln(0.03325 0.03025) r2   0.0935 2k 2 .0.161

ln(r 3 RB  

Koefisien perpindahan kalor pada bagian dalam pipa adalah :

k d 0.657  691 0.0529 W  8582 2 m

hi  Nu




Tahanan termal pada bagian dalam adalah : Ri 

1 1 1    7.015 x10 4 hixAi hi x 2ri 8582 xx0.0529

(J.P Holman, perpindahan kalor, hal 483) 

Tahanan termal untuk bagian luar pipa : R0 

1 h0 xA0

69



Hubungan sederhana untuk h0 untuk aliran laminer pada luar permukaan pipa (T  T00 ) h0  1.32 0 d R0 

1

4


1 1  h0 xA0 ho x 2ro

Di mana T0 adalah suhu permukaan luar pipa, yang tidak diketahui. Suhu permukaan dalam pipa kita namakan Ti dan suhu air adalah Tw lalu neraca energi mensyaratkan bahwa :

Tw T i T 1T2 T2  To T O TOO    ..........(a) Ri RA RB R0

Ti T o Ti T o T T o   i 4 RA  RB 3.958 x10  0.0935 0.094

5 TO T OO 1.32  2rO 1 (TO T OO ) 4 ..............(b) RO d 4


Persamaan (a) dan persamaan (b) dapat digabungkan untuk mencari Ti dan To yang belum diketahui sehingga menghasilkan persamaan di bawah ini : 63 T i T T o  i 4 7.015 x10 0.094

70

Ti T o  (0.0605) x(1.32) x(To  30)  1 0.094 (0.0605) 4

5

4

Persamaan di atas adalah persamaan non linear dan dapat diselesaikan dengan metode iterasi, atau dengan bantuan program komputer seperti MathLab dan MathCad. Penulis kali ini menggunakan software MathCad 14 untuk menghitung nilai Ti dan To ( lihat lampiran ) sehingga didapat: Ti = 62,986 oC To= 59,69 oC

 Koefisien perpindahan kalor pada bagian luar pipa bisa dihitung :

(59.69  30) h0  1.32 0.0605  38.58 w 2 m

1

4


 Tahanan termal pada bagian luar pipa didapat : R0 

1 1   0.136 h0 xA0 38.58 xx0.0605

 Koefisien perpindahan kalor secara keseluruhan pada bagian luar isolasinya ( Uo ) adalah :

71

Uo 

1 AA Ri x  AA .RA  AB .RB  RO AI

(J.P Holman, perpindahan kalor, hal 482) 1



3

60.5 x10 )   (60.5 x10 3 ) x(3.958 x10 4 )   (66.5 x10 3 ) x(0.0935)  0.136 3 52.9 x10 1  -4 8.0228x10  7.52 x10 5  0.0195  0.136 1  0.156 watt  6.39 o C.m. panjang (7.015 x10 4 ) x(



Laju aliran kalor dari dalam ke luar pipa adalah : q 2 (Ti  To )  L ln( r2 ) ln( r3 ) r1 r2  KA KB


2 (62.986  59.69 ) 33.25 x10 3 30.25 x10 3 ln( ) ln( ) 3 26.45 x10 3  30.25 x10 54 0.161 20.7  2.486 x10 3  0.587 w  35 m 

Panjang pipa supply air panas = 75 m

watt x75m m  2625 watt  2.6 kW

q  35

72

4.3. Energi yang hilang pada pipa return. Yang dimaksud pipa return adalah pipa yang digunakan oleh air yang keluar dari heating coil, di mana temperatur air yang keluar dari tangki coil akan lebih rendah daripada temperatur masukannya. Neraca energi mensyaratkan :  Panas yang diserap air pada tangki = panas yang dilepas oleh air panas pada coil. Sifat- sifat air pada temperatur 62.986 oC Cp

= 4.182 Kj/kg.0 C



= 985.00 kg/m3 *

Laju aliran air panas total pada pipa return adalah ( m ) = 4.83 kg/s ( dengan asumsi laju aliran pada pipa return sama dengan laju pada pipa supply ) *

*

q  mc xCpc x(Tc )  mh xCph x(Th)  172.45 kj

s

 4.83

kg kj x 4.177 0 (62.986  Tout ) s kg C 172.45

(62.986  Tout ) 

kj s

kg kj x 4.177 0 s kg C kj 172.45 s (62.986  Tout )  kj 20.17 0 sC 0 (62.986  Tout )  8.55 C 4.83

Tout  54.440 C

73

Sifat-sifat air pada temperatur 54.44 0C



Cp

= 4.174 Kj/kg.0 C



= 985.70 kg/m3



= 5.130x10-4 kg/m.s

K

= 0.649w/m2

Pr

= 3.30

Bilangan Reynoldnya menjadi :

Re  

 .u.d 985.70 x 2.2 x0.0529   223617  5.130x10 -4

Bilangan Nusseltnya menjadi :

Nu  0.023 x Re0.8 x Pr 0.4


 0.023 x 223617 0.8 x3.300.4  706 

Tahanan pipanya adalah :

RA  

ln(r 2 ) ln(0.03025 0.02645 ) r1   3.958 x10  4 2k 2 .54

Tahanan isolasi asbesnya adalah :

) ln(0.03325 0.03025) r2   0.0935 2k 2 .0.161

ln(r 3 RB 

74



Koefisien perpindahan kalor pada bagian dalam pipa adalah :

k (J.P Holman, perpindahan kalor, hal 260) d 0.649  706 0.0529 W  8662 2 m

hi  Nu



Tahanan termal pada bagian dalam adalah : Ri 



Tahanan termal untuk bagian luar pipa : R0 



1 1 1    6.95 x10 4 hixAi hi x 2ri 8662 xx0.0529

1 h0 xA0

Hubungan sederhana untuk h0 untuk aliran laminer pada luar permukaan pipa (T  T00 ) h0  1.32 0 d R0 

1

4

1 1  h0 xA0 ho x 2ro

Di mana T0 adalah suhu permukaan luar pipa, yang tidak diketahui. Suhu permukaan dalam pipa kita namakan Ti dan suhu air adalah Tw lalu neraca energi mensyaratkan bahwa :

75

Tw T i T 1T2 T2  To T O TOO    ..............................(a) Ri RA RB R0

Ti T o Ti T o T T o   i 4 RA  RB 3.958 x10  0.0935 0.094 5 TO T OO 1.32  2rO 1 (TO T OO ) 4 ...................................(b) RO d 4


Persamaan (a) dan persamaan (b) dapat digabungkan untuk mencari Ti dan To yang belum diketahui sehingga menghasilkan persamaan di bawah ini : 54.44 T i Ti T o  6.67 x10 4 0.094

Ti T o  (0.0605) x(1.32) x(To  30)  1 0.094 (0.0605) 4

5

4

Persamaan di atas adalah persamaan non linear dan dapat diselesaikan dengan metode iterasi, atau dengan bantuan program komputer seperti MathLab dan MathCad. Penulis kali ini menggunakan software MathCad 14 untuk menghitung nilai Ti dan To sehingga didapat : Ti = 54.424 oC To= 52.140 oC

76

 Koefisien perpindahan kalor pada bagian luar isolasi pipa bisa dihitung :

(52.14  30) h0  1.32 0.0605  47.32 w 2 m

1

4

 Tahanan termal pada bagian luar pipa didapat : R0 

1 1   0.111 h0 xA0 47.32 xx0.0665

 Koefisien perpindahan kalor secara keseluruhan pada bagian luar isolasinya ( Uo ) adalah : 1

Uo  Ri x

AA  AA .RA  AB .RB  RO AI 1



3

60.5 x10 )   (60.5 x10 3 ) x(3.958 x10 4 )   (66.5 x10 3 ) x(0.0935)  0.111 52.9 x10 3 1  4 7.948 x10  7.52 x10 5  0.0195  0.111 1  0.131 watt  7.61 o C.m. panjang (6.95 x10 4 ) x(



Laju aliran kalor dari dalam ke luar pipa adalah :

77

q 2 (Ti  To )  L ln( r2 ) ln( r3 ) r1 r2  KA KB 2 (54.42  52.14) 33.25 x10 3 30.25 x10 3 ln( ) ln( ) 3 26.45 x10 3  30.25 x10 54 0.161 14.34  2.486 x10 3  0.587 w  24.33 m 

Panjang pipa return air panas = 75 m

watt x75m m  1825 watt  1.82 kW

q  24.33

4.4. Total kebutuhan energi I 1. Energi untuk memanaskan air pada tangki

- Pre degrease - Degrease - Phosphate Total

= = = =

57.5 172 172 402

kW kW kW kW

2. Energi yang hilang pada dinding ke luar tangki :

- Pre degrease - Degrease - Phosphate Total

= = = =

0.0227 0.0574 0.0575 0.1375

kW kW kW kW

78

3. Energi yang hilang pada pipa supply air panas : = 2.6 kW 4. Energi yang hilang pada pipa return : = 1.82 kW 5. Total Energi yang hilang adalah :

q1 = 402 + 0.1375 + 2.6 + 1.82 = 407 kW Total energi yang hilang ini merupakan nilai dasar dalam pemilihan ukuran dan kapasitas burner.

79

4.5. Pemilihan burner Kebutuhan energi untuk sistem pemanas tersebut di atas adalah 407 kW, dengan diketahuinya energi yang dibutuhkan tersebut maka kita bisa memilih burner sebagai sumber panasnya. Pada kali ini burner yang akan dipakai adalah merek “weishaupt germany” dengan bahan bakar LPG. Di bawah ini tipe dan ukuran burner serta kapasitasnya :

407 kW

Gambar 4.7. Ukuran burner 1 - 5 80

Gambar 4.8. Ukuran burner 7 – 9

Pada gambar di atas kita pilih burner dengan size 5 dengan kapasitas 175940 kW karena kapasitas maksimalnya dua kali lipat dari perhitungan kebutuhan energi awal yaitu 407 kW. Setelah tipe burner diketahui maka kita akan menentukan besar dan panjangnya ruang pembakaran burner ( combustion chamber ). 81

Tetapi sebelum menentukan besar dan panjangnya ruang pembakaran maka kita harus mengetahui karakteristik

dari burner yang kita pilih tadi,

terutama panjang dan diameter api maksimal saat menyala ketika terjadi beban penuh. Di bawah ini adalah grafik untuk menentukan ruang pembakarannya :

Panjang api 2.25 meter

Diameter api 0.65 meter

Cap maximal 940 kW

Gambar 4.9. Ukuran panjang dan diameter api

Pada grafik di atas kita bisa mengetahui panjang dan diameter api saat menyala pada beban maksimum, untuk ukuran burner seri 5 mempunyai kapasitas maximumnya adalah 940 kW. Dengan demikian diameter api diperoleh 0.65 m dan panjang api 2.25 m. 82

4.6. Energi untuk memanaskan ruang bakar Dari data di atas diperoleh: - Panjang api = 2.25 m x 1.2 =2.6 m - Diameter api = 0.65 m x 1.2 = 0.8 m Angka 1.2 diatas adalah nilai safety factor ( 20 %). Sehingga ukuran ruang bakar dapat ditentukan. Material ruang bakar menggunakan : -

Plat SUS 304 3 mm ( Cp = 0.5 kj/kg0C,  = 7920 kg/m3)

-

Pipa SUS 304 sch 10  2 inch

Gambar 4.10. Ruang bakar  Pada tabung besar ruang bakar mempunyai volume: V   .r 2 .L  3.14x0.4 2 x 2.6  1.3m 3

 Jumlah volume udara dalam pipa-pipa sama dengan volume udara pada tabung besar sehingga volume totalnya adalah : 83

Vtot  2 xV  2 x1.3  2.6m 3

 Luasan plat dan pipa ruang pembakarannya adalah

A  DxL  3.14 x.0.8 x 2.60  6.6m 2  Luasan keseluruhan menjadi 2 kali luasan pada tabung Atot  2 xA  2 x6.6  13m 2

 Apabila diasumsikan tebal pipa sama dengan ketebalan plat ( 3 mm ) pada ruang bakar, maka beratnya menjadi :

m  Axtx  13m 2 x0.003mx7920

kg m3

 309 kg  Temperatur udara dalam ruang bakar pasti lebih besar dari temperatur air di dalam pipa yaitu kita asumsikan saja 100 0C. Dan temperatur udara awal adalah 30 0C. T rata-rata = (100+30)/2 = 650 C Sifat sifat udara pada T = 650 C 

= 1.134 kg/m3

Cp

= 1.008 Kj/kg.0 C



= 1.9010x10 5 kg/m.s

k

= 0.029w/m2

Pr

= 0.705 84

 Energi yang diperlukan untuk memanaskan udara pada ruang bakar : Q  m.Cp x T  2.6 m 3 x1.134

kg kj x1.008 0 x(100  30) 0 C 3 m kg. C

 208 kj  208000 joule  0.06kWh

1 joule = 2.77778 x 10-7 kWh  Waktu yg dibutuhkan untuk memanaskan udara sampai mencapai 1000 C adalah 1 jam, sehingga energi yang dibutuhkan menjadi : 

0.06 kWh  0.06kW 1h

 Energi untuk memanaskan plat pada ruang bakar : Q  m.Cp x T  309 kg x0.5

kj x(100  30) 0 C 0 kg. C

 10815 kj  10815000 joule  3kWh

 Waktu yg dibutuhkan untuk memanaskan plat sus 304 sampai mencapai 1000 C adalah 1 jam, sehingga energi yang dibutuhkan menjadi : 

3 kWh  3kW 1h

4.7. Perhitungan tangki untuk air panas ( hot water ) Setelah ukuran ruang bakar untuk burner diketahui maka ukuran tangki hot water dapat ditentukan ukurannya : Data yang diketahui : o Pompa sirkulasi = 0.00485m3/s. 85

o Dinding dalam = Mild steel plate 3 mm o Dinding luar = Mild steel plate 1 mm = Glasswool 32 kg/m3, t = 50 mm

o Isolasi

Dari tabel perhitungan di atas diketahui :



o Panjang total pipa coil  1 inch ( ID=0.0276 m)

= 153 meter

o Panjang pipa supply  2 inch ( ID=0.0529m )

= 75 meter

o Panjang pipa return  2 inch ( ID=0.0529m )

= 75 meter

Volume air di dalam pipa coil  1 inch V1   .r 2 .L  3.14 x 0.01382 x 153  0.09 m3



Volume air didalam pipa supply  2 inch V2   .r 2 .L  3.14 x 0.026452 x 75  0.2 m3



Volume air didalam pipa return  2 inch V3   .r 2 .L  3.14 x 0.026452 x 75  0.2 m3



Volume air total dalam pipa Vtotal  V1  V2  V3  0.09  0.2  0.2  0.49 m3  0.5m3

86

Volume total yang ada di dalam pipa mencapai 0.5 m3, dan volume air di dalam tangki harus lebih besar 0.5 m3 dan juga harus lebih besar dari volume udara di dalam tabung ruang bakar ( 2.6 m3). Kita tentukan volume air pada hot waternya adalah = 2.6 m3 x 1.5 = 3.9 m3 =4 m3  Volume total benda di dalam tangki hot water menjadi : Vtan gki  Vruangbakar  Vair  2.6 m 3  4 m 3  6.7 m 3 ~ 7m 3

 Untuk menghitung tinggi tangki hot water maka harus ada parameter yang harus ditetapkan lebih dahulu. Pada kali ini yang jadi patokan adalah lebar tangki 1.2 m dan panjang tangki 3 m, tetapi panjang dan lebar ini tidak mutlak menjadi patokan. Hal ini tergantung daripada lokasi dan peletakan tangki hot water di lokasi pemasangan.

Vtan gki  PxLxt t

Vtan gki

PXL 7  3x1.2  2 m ( tinggi tangki )

Dalam perhitungan ini langkahnya sama dengan cara perhitungan pada tangki phosphate seperti pada lampiran. Berikut ini hasil perhitungan pada tangki hot water.

87

Tabel 4.2. Perhitungan tangki hot water ENERGI

LOSSES

MEMANASKAN NO

TANK

hi

ho

(w/m2)

(w/m2)

U

PADA

Nu AIR

TANKI

(kW)

(Watt) 0.131

HOT

92

0.505

0.163

0.938

17.849

1 WATER

4.8.Kebutuhan energi total Kebutuhan energi total ini adalah merupakan koreksi dari kebutuhan energi 1 ( q1 ). Apakah burner yang dipakai cukup atau tidak setelah adanya penambahan energi pada hot water. Pada perhitungan hot water diperoleh data : - Energi pemanasan udara pada ruang bakar = 0.06 kW - Energi pemanasan plat ruang pembakaran = 3 kW - Energi untuk memanaskan air pada tangki = 92 kW - Energi yang keluar dari dalam ke luar tangki = 0.017849 kW Total

q2

= 95.1 kW

Sehingga kebutuhan energi total menjadi :

qtotal  q1  q 2  405 kW  95.1 kW  500 kW

88

Kerugian – kerugian yang lain seperti kerugian penguapan air panas dari permukaan tangki air pre-degrease, degrease, phosphate, dan hot water kita anggap maksimal 30 % dari jumlah energi total. Maka energi yang dibutuhkan sebenarnya menjadi : = 500 x 1.3 = 650 kW

Sedangkan energi yang dibutuhkan pada burner adalah : Asumsi effisiensi (  ) ruang bakar adalah 80 % ( berdasarkan pengalaman )

QBurner 

QBurner 

QTotal  Ruang bakar 650  812.5kW ( masih dalam range kapasitas burner 175-940 kW) 0.8

89

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Setelah melakukan perhitungan pada sistem pemanas ini penulis dapat menyimpulkan beberapa hal di antaranya adalah :

1. Energi yang dibutuhkan paling besar adalah energi untuk memanaskan air dari temperatur 30-50 0C dalam waktu satu jam pada tangki degrease dan phosphate yaitu sebesar 172,4 kW, hal ini dikarenakan volume air dalam tangki tersebut lebih besar 2500 liter daripada tangki predegrease.

2. Kerugian ( losses ) energi yang paling besar ada pada pipa supply yaitu sebesar 2.6 kW & return sebesar 1,82 kW, hal ini disebabkan karena isolasi asbes pada pipa dengan ketebalan 6 mm terlalu tipis.

3. Penggunaan isolasi glasswool dengan tebal 50 mm pada tangki predegrease, degrese dan phosphate yang berisi air panas dengan temperatur 500C dirasa sudah cukup baik untuk mengurangi losses pada tangki, hal ini diketahui dari hasil perhitungan yang penulis lakukan yaitu pada dinding luar tangki temperaturnya hanya 33,0480C.

90

4. Perbedaan material dinding tangki bagian dalam antara degrease yang menggunakan plat mild steel dan phosphate menggunakan plat SUS 304 berpengaruh kecil terhadap kerugian panas yang keluar dari dalam keluar tangki yaitu hanya selisih 0,058 watt.

5. Jika dibandingkan dari hasil perhitungan yang penulis lakukan yaitu antara tangki yang menggunakan plat mild steel dan SUS 304, ternyata penggunaan plat mild steel mengakibatkan losses yang hilang pada dinding tangki sedikit lebih kecil daripada menggunakan plat SUS 304, hal ini disebabkan karena perbedaan nilai konduktivitas termal antara plat mild steel dan SUS 304.

6. Untuk memanaskan air dari temperatur 30-50 0C pada tangki pre-degrease dengan volume air 5 m3, dibutuhkan panjang pipa heating coil 23 m. Dengan kata lain setiap 1 m3 air dibutuhkan panjang pipa = 23/5 =4,6 m

7. Untuk memanaskan air dari temperatur 30-50 0C pada tangki degrease dan phosphate dengan volume air 7,5 m3, dibutuhkan panjang pipa heating coil masing-masing 65 m. Dengan kata lain setiap 1 m3 air dibutuhkan panjang pipa = 65/7,5 =8,7 m

8. Jika diambil nilai rata-ratanya =( 4,6 m +8,7 m)/2 = 6,7 m, maka didapat kesimpulan baru yaitu setiap 1 m3 air dibutuhkan panjang pipa = 6,7 m

91

9. Kapasitas pompa yang dibutuhkan untuk mensirkulasikan air panas dari tangki hot water ke tangki pre-degrease,degrease dan phosphate minimal sebesar 0.00485 m3/s

10. Volume air dalam tangki air panas yang akan disirkulasikan ke tangki predegrease, degrease dan phosphate harus disediakan sebesar 4 m3

11. Kapasitas burner yang harus disediakan supaya kebutuhan energi untuk memanaskan air panas tersebut tercapai adalah sebesar 812.5 kW. Maka type burner weishaupt dengan size 5 dapat dipilih untuk mencukupi kebutuhan energi tersebut.

5.2. Saran 1. Setelah melakukan perhitungan pada pipa supply

dan return ternyata

lossesnya sangat besar, maka penulis menyarankan untuk dilakukan pengisolasian pipa yang berisi air panas di dalamnya menggunakan isolasi dari glasswool dengan density 24 kg/m3 atau rockwool dengan density 32 kg/m3 dengan ketebalan minimal 25 mm, dan sebaiknya pada bagian luar dibungkus oleh alumunium foil atau plat tipis agar terlihat lebih rapi.

2.

Untuk pemilihan ukuran kapasitas burner sebaiknya kapasitas maksimal yang bisa dihasilkan oleh burner harus lebih besar minimal 30% dari perhitungan, hal ini bertujuan untuk mengatasi kerugian-kerugian kecil lain yang sulit untuk dihitung. 92

DAFTAR PUSTAKA

1. Holman, J.P., Perpindahan kalor, Erlangga, Jakarta, 1994 2. Prijono, M.Sc., Prinsip-prinsip perpindahan panas, erlangga, Jakarta, 1985 3. Sitompul, Tunggul, M., Ir.,M.Sc,S.E, Alat penukar kalor (Heat exchanger), PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta, 1993 4. Jasifi, E, Operasi Teknik Kimia jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1999 5. Koestoer Raldi Artono, Perpindahan kalor untuk mahasiswa teknik , Salemba Teknika, 2002

93

PERHITUNGAN SISTEM PEMANAS AIR PADA PROSES PRE-TREATMENT UNTUK PENGECATAN DENGAN SISTEM SERBUK

Recommend Documents