PERANCANGAN KONDENSOR BENTUK SPIRAL PADA ALAT PENGHASIL ASAP CAIR
PROYEK AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Ahli Madya
Disusun Oleh : DIAN ARIE PRASETYA 2011 - 55 - 007
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MURIA KUDUS 2014
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul Proyek Akhir
: Perancangan
Kondensor
Bentuk
Spiral
Pada
Alat
Penghasil Asap Cair. Nama
: Dian Arie Prasetya
NIM
: 201155007
Konsentrasi
: Teknik Produksi
Telah layak mengikuti ujian proyek akhir pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.
Kudus,6 September 2014
Pembimbing I
Pembimbing II
Taufiq Hidayat,ST.,MT
Sugeng Slamet,ST.,MT
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Proyek Akhir
: Perancangan
Kondensor
Bentuk
Spiral
Pada
Alat
Penghasil Asap Cair. Nama
: Dian Arie Prasetya
NIM
: 201155007
Konsentrasi
: Teknik Produksi
Telah diujikan pada ujian Proyek Akhir Ahli Madya pada tanggal 8 September 2014 dan dinyatakan LULUS pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus. Kudus,8 September 2014
Penguji Utama
Penguji I
Penguji II
(Rochmad W.,ST.,MT) (Rianto W.,ST.,M.Eng) (Taufiq Hidayat, St.,MT)
Mengetahui, Ka.Progdi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus
Taufiq Hidayat, St.,MT
iii
PERSEMBAHAN
Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati puji syukur kehadirat Allah SWT, serta shalawat dan salam kita haturkan pada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW atas tersusunnya laporan ini. Penulis mempersembahkan laporan Proyek akhir ini kepada : 1. Kedua orang tua saya, yang telah mendidik dan membiayai kuliah saya. 2. Kedua saudara saya Kak Bowo dan Dek Dita yang telah memberikan motivasi dan semangat. 3. Sayangku Rika Novitasari yang telah memberikan semangat yang lebih selama penulis menyusun laporan Proyek akhir ini. 4. Sahabat seperjuanganku (Adi, Richo, Wawan dan Agus) yang sekaligus menjadi patner dalam proyek akhir ini. 5. Seluruh Dosen dan Laboran Teknik Mesin yang selalu saya hormati dan yang selalu mendidik serta membimbing penulis dalam menuntut ilmu.
iv
MOTTO
1. Tiada do’a yang lebih indah selain do’a agar proyek akhir ini cepat selesai. 2. Ku olah kata, kubaca makna, kuikat dalam alenia, kubingkai dalam empat bab, jadilah mahakarya, gelar Ahli Madya kuterima, orang tua, calon Istri dan calon mertua pun bahagia 3. Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya revisi dan saya menang. 4. Sesali masa lalu karena ada kekecewaan dan kesalahan-kesalahan, tetapi jadikan penyesalan itu sebagai senjata untuk masa depan agar tidak terjadi kesalahan lagi. 5. Tanah yang digadaikan bisa kembali dalam keadaan lebih berharga, tetapi kejujuran yang pernah digadaikan tidak pernah bisa ditebus kembali.
v
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, dan tak lupa ucapan terima kasih tak henti-hentinya penulis berikan kepada kedua orang tua dan semua pihak yang telah membantu terselesainya laporan Proyek Akhir dengan judul “Perancangan Kondensor Bentuk Spiral Pada Alat Penghasil Asap Cair”. Laporan ini disusun sebagai pertanggung jawaban penulis atas pelaksanaan Proyek Akhir dan juga sebagai persyaratan guna memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Ahli Madya. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya laporan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan mendalam kepada : 1. Bapak Rochmad Winarso,ST.,MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. 2. Bapak Taufiq Hidayat,ST.,MT selaku Dosen Pembimbing I sekaligus Kaprogdi Teknik Mesin yang banyak memberikan pengarahan, masukan, dan ilmunya serta membantu penyusunan laporan Proyek Akhir ini. 3. Bapak Sugeng Slamet,ST.,MT selaku Dosen Pembimbing II juga yang banyak membantu memberikan pengarahan dan masukan dalam Proyek Akhir ini.
vi
4. Bapak
Kurniawan Rahmat Widodo,ST.,MT yang telah banyak
memberikan pengetahuan dan masukan. 5. Segenap dosen Teknik Mesin Universitas Muria Kudus yang telah banyak memberikan ilmu, pengetahuan, dan pegalamannya kepada para mahasiswa. 6. Segenap tim Laborat Teknik Mesin yang banyak membantu dalam proses perkuliahan dari awal sampai akhir dan dicapainya derajat Ahli Madya. 7. Rekan-rekan mahasiswa seperjuangan Teknik Mesin yang banyak membantu sehingga dapat tersusunlah laporan Proyek Akhir ini. 8. Semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan Proyek Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangannya, oleh karenanya penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca sekalian yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini.
Wassalualaikum Warrahmatuullahi Wabarakatuh.
Kudus, 06 September 2014
Dian Arie Prasetya
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………………………………….………… i LEMBAR PERSETUJUAN……………………………………………….. ii LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………... iii PERSEMBAHAN…………..……………………………………………… iv MOTTO…………………….……………………………………………… v KATA PENGANTAR……………………………………………………... vi DAFTAR ISI………………………………………………………………. Viii DAFTAR TABEL…………………………………………………………. xi DAFTAR GAMBAR………………………………………………………. xii ABSTRAK…………………………………………………………………. xiii
BAB I PENDAHULUAN………………………………………………….. 1 1.1 Latar Belakang………………………………………………… 1 1.2 Perumusan Masalah…………………………………………… 2 1.3 Batasan Masalah………………………………………………. 2 1.4 Tujuan………………………………………………………..... 2 1.5 Sistematika Penulisan…………………………………………. 2 1.6 Rencana Desain dan Mekanisme Kerja……………………….. 4
BAB II DASAR TEORI…………………………………………………… 6 2.1 Pengertian Asap Cair………………………………………….. 6
viii
2.2 Kondensor dan Evaporator……………………………………. 7 2.3 Koefisien Perpindahan Kalor…………………………………. 9 2.3.1 Cairan Didalam Pipa……………………………………. 12 2.3.2 Cairan Didalam Tabung (shell)…………………………. 13 2.4 Tembaga ……………………………………………………… 15 2.4.1 Tembaga Murni…………………………………………. 15 2.4.2 Pengaruh Oksigen………………………………………. 16 2.4.3 Pengaruh Hidrogen……………………………………... 18 2.4.4 Tembaga Deoksidasi……………………………………. 19 2.5 Pengertian Heat Exchanger…………………………………… 20 2.6 Perpindahan Panas……………………………………………. 23 2.6.1 Aliran Laminar dan Turbulen…………………………… 28 2.7 Dasar Teori Merancang Coiled Heat Exchanger.....................
30
2.7.1 Urutan langkah merancang coiled heat exchanger…….. 30
BAB III PERHITUNGAN DAN PERENCANAAN……………………… 33 3.1 Alur Proses Perancangan Kondensor……………………….... 33 3.2 Perencanaan Sketsa Awal Kondensor………………………… 34 3.3 Proses Perhitungan Dalam Perancangan Kondensor………… 35 3.4 Perhitungan Desain Coil Heat Exchanger …………………… 35 3.5 Perhitungan Ukuran Tabung…………………………………. 39 3.6 Kebutuhan Material Untuk Tabung…………………………... 40 3.7 Kebutuhan Air Dalam Tabung...……………………………... 41
ix
3.8 Perhitungan Debit Air…………………………………………. 43 BAB IV PENUTUP………………………………………………………... 45 4.1 Kesimpulan…………………………………………………….. 45 4.2 Saran…………………………………………………………… 46 DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………… 47 LAMPIRAN……………………………………………………………….. 48
x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Beberapa Jenis Evaporator dan Kondensor…………………… 8
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Desain Kondensor…………………………………………..
4
Gambar 2.1 Perubahan Wujud Zat……………………………………….
6
Gambar 2.2 Kondensor Berpendingin Air……………………………….
9
Gambar 2.3 Kondensor Berpendingin Udara…………………………….
9
Gambar 2.4 Perpindahan Kalor Antara Refrigeran dan Air……………..
10
Gambar 2.5 Aliran Fluida Didalam Tabung (sheel)……………………..
13
Gambar 2.6 Hubungan Antara Laju Pengurangan dan Ketakmurnian…..
17
Gambar 2.7 Diagram Fasa Cu-O………………………………………… 18 Gambar 2.8 Sketsa Heat Exchanger co-current/parallel flow……….….
22
Gambar 2.9 Sketsa Heat Exchanger counter-current flow…………..….
23
Gambar 2.10 Aliran panas……………………………………….………
25
Gambar 2.11 Perpindahan kalor menyeluruh……………………………
26
Gambar 2.12 Analogi tahanan untuk silinder bolong.…………………..
27
Gambar 3.1 Alur proses perancangan kondensor………………………..
33
Gambar 3.2 Perencanaan sketsa kondensor……………………………...
34
Gambar 3.3 Skema gambar perpindahan kalor…………………………..
35
Gambar 3.4 Sketsa ukuran tabung……………………………………….
40
Gambar 3.5 Sketsa kebutuhan ukuran tabung……………………………
41
Gambar 3.6 Sketsa kebutuhan alas tabung………………………………. 41 Gambar 3.7 Sketsa aliran air dalam tabung……………………………… 41 Gambar 3.8 Sketsa kecepatan air dalam tabung………………………….. 43
xii
