PERTEMUAN 10 SISTEM TATA UDARA MENARA PENDINGIN (COOLING TOWER) Menara pendingin (cooling tower) berfungsi untuk menurunkan temperatur air pendingin kondenser dari mesin AC berpendingin (water cooled AC System) sehingga dapat digunakan kembali sebagai medium pendingin. Prinsip kerja dari menara pendingin adalah dengan mengontakkan air yang didinginkan dengan udara dan menguapkan sebagian aitr tersebut sehingga setelah keluar dari menara temperatur air menjadi turun. Untuk memperluas bidang kontak antara air dan udara air disemprotkan melalui nozel-nozel atau memercikkan air melalui bafel-bafel 1 (filler). Udara yang dikontakkan dengan air didalam ruang menara pendingin dapat bersirkukasi secara alami atau didorong/ditarik dengan fan. Jenis-jenis Cooling Tower Secara umum ditinjau dari cara mengalirnya udara cooling tower dibagi menjadi dua jenis yaitu : 1. non-mekanis 2. mekanis Pada cooling tower jenis non-mekanis udara lingkungan mengalir kedalam menara secara alami. Sedangkan pada jenis mekanis udara dialirkan keealam ruangan menara secara paksa dengan fan udara. Pada penetrapannya jenis mekanis ini yang paling banyak digunakan. Cooling tower jenis mekanis dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu : 1. Cross Flow (aliran melintang) 2. Counter Flow (aliran berlawanan) Pada jenis counter flow udara dialirkan berlawanan arah dengan arah datangnya air, sedangkan jenis Cross Flow udara dialirkan dengan arah tegak lurus terhaap aliran air. Pada kebanyakan penmakaian, jenis counter flow yang paling banyak digunakan. Performasi Cooling Tower Performasi dari Cooling Tower pada umumnya dimyatakan dalam Range dan Approach. Range adalah selisih antara temperatur air masuk dan keluar dari Cooling Tower. Seangkan approach adalah selisih antara temperatur air yang keluar dari PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
1
Cooling Tower dan temperatur bola basah (wet bulb temperature) udara atmosfer sekitarnya. Range dapat digunakan untuk menyatakan kapasitas pendinginan dari Cooling Tower, yang dapat dihitung dengan persamaan beriku : Qct = 60 x Vw x Tuhan
(4.1)
Dimana Qct
=
kapasitas pendinginan Cooling Tower, kcal/jam
Vw
=
debit aliran pendinginan, liet/menit
T
=
range Cooling Tower , OC
Sehingga untuk debit aliran air yang sama Cooling Tower yang mempunyai range yang lebih besar memiliki kapasitas yang lebih besar pula. Untu mencapai efek tersebut maka kontak antara udara dan air didalam Cooling Tower harus seefektif mungkin. Pencapaian temperatur air pendingin yang paling rendah adalah sama dengan temperatur bola bsah udara. Namun demikian hal ini sangat sulit dicapai. Tetapi pencapaian approach harus dibuat seoptimal mungkin agar Cooling Tower menghasilkan pendinginan yang optimal. Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya turunnya temperatur air pendingin setelah keluar dari Cooling Tower akibat terjadinya proses perpindahan kalor dan massa antara air dan udara. Pada waktu butiran air kontak dengan udara, udara mengambil kalor sensibel dan latent air sehingga temperatur air turun dan sebagian ari butiran dari air tersebut menguap. Jumlah air yang hilang per ton-ref msin AC akibat terjadinya penguapan didalam Cooling Tower dapat diperkirakan dengan a.
Kondenser melepaskan
asumsi :
kalor kira-kira 15.000 Btu/hr untuk setiap ton ref
pendinginan b.
Tiap-tiap pound (1b) air yang menguap menyerap kalor sebesar 1.000 btu
Sehingga Jumlah air yang hilang =
(15.000 Btu/hr./ton) / (1.000 btu/lb)
=
15 lb/hr/ton
=
(15 lb/hr/ton) / (8.3 lb/galon) x 60
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
2
=
0,03 gallon per menit per ton – ref
Bagian-bagian Cooling Tower Komponen-komponen dari Cooling Tower adalah : 1
Motor Pan Motor fan biasanya dari jenis yang tahan air dan dihubungkan langsung dengan fan
2.
Fan Fan udara dibutuhkan untuk memasukkan udara yang diperlukan untuk mendinginkan air dan setelah kontak dengan air udara keluar dalam keadaan panas dan lembab. Jenis dari fan blade adalah propeler, biasanya dihubungkan langsung dengan motor fan.
3.
Sprinker/Nozel Fungsi dari splinker/nozel ini aalah untuk menyemprotkan air menjadi butiranbutiran kecil dengan tujuan untuk memperlebar luas bidang kontak antara air dan udara serta agar air dapat terdistribusi secara merata keseluruh ruang didalam Cooling Tower. Pada umumnya Cooling Tower dari mesin AC berkapasitas lebih besar dari 50TR, pemipaan sprinker/nozel dibuat berputar .]
4.
Filling Filling inui merupakan komponen Cooling Tower yang sangat penting, dimana udara lingkungan mengalir dan diarahkan oleh filling ini sehingga kontak antara air dan udara terjadi secara efisien. Butiran air yang disemprotkan dari atas oleh sprinkler jatuh dan mengalir disela-sela filling sedang udara yang dihisap oleh fan masuk dari bagian bawah Cooling Tower. Selama perjalanan dari atas, ke bawah butiran air mengalami proses pendinginan oleh udara, sehingga pada waktu berada dibagian bawah Cooling Tower (penampung) temperatur air tersebut lebih rendah dibandingkan pada waktu masuk Cooling Tower.
1.Filter Air Filter air ini diletakkan di bagian lubang keluar dari Cooling Tower . Fungsinya adalah untuk menyaring kotoran-kotoran atau partikel-partikel dari air yang akan masuk ke kondenser.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
3
Menara pendingin Menara pendingin mendinginkan air dengan mengkontakkannya dengan udara dan menguapkan sebagian air tersebut. Dalam kebanyakan menara pendingin yang melayani sistem refrigerasi dan penyamanan-udara, menggunakan satu atau lebih kipas propeler atait centrifugal untuk menggerakkan udara vertikal ke atas atau horisontal melintasi menara. Luas permukaan air yang besar dibentuk dengan me nyemprotkan air lewat nosey atau memercikkan air ke bawah dari suatu bafel ke bafel lainnya. Bafel-bafel atau bahan-bahar. pengisi biasanya terbuat dari kayu tetapi bisa juga dibuat dari plastik atau keramik. Konfigurasi menara pendingin yang digunakan untuk pemakaian mesin-daya kapasitas-besar biasanya berbentuk hiperbola, yang diperlengkapi dengan cerobong setinggi 50 hingga 100 meter dimana di dalamnya berlangsung aliran udara konveksi secara alami. Gambar 19-1 memperlihatkan sebuah menara pendingin dimana udara ditarik kedalam menara dari dua sisi yang berlawanan dan dilepaskan keluar pada bagian puncaknya. Air masuk ke bagian puncak lewat kotak-kotak empat persegi yang mendistribusikan air secara merata ke bagianbagian pengqi yang tepat berada di bawah pendistribusi tersebut.
Prestasi menara pendingin biasanya dinyatakan dalam 'range' dan approach Seperti diperlihatkan pads Gambar 19-2, range adalah pengurangan suhu air yang melalui menara pendingin; approach adalah selisih antara suhu bola-basah udara PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
4
yang masuk dan suhu air yang keluar. Dalam menara pendingin, perpindahan kalor berlangsung dari air ke udara-takjenuh. Ada dua penyebab terjadinya perpindahar kalor; yaitu perbedaan suhu bolakering dan perbedaan tekanan uap aaara permukaan air dan udara. Dua penyebab ini berkombinasi membentuk potensial intalpi, seperti diterangkan pada Sub bab-sub bab 3-8. 3-14, dan 3-15.
19-3 Analisis menara pendingin aliran berlawanan. Salah satu rancang bangun menara pendingin yaitu menara pendingin aliranberlawanan, di dalatmiya udara berger.qk ke alas melalui semburan air yang jatuh..Gambar 19-3 memperlihatkan volume diferensial sebuah menara pendtngin aliran berlawanan dengan laju air yang masuk dari bagian puncak sebesarL kg/detik danl-ju udara yang masuk dari bagian dasar sebesar G kg/detik. Untuk mudahnya, sejumlah keel air yang menguap diabaikan, sehingga L ~ dan G tetap konstan di segenap bagian menara. Air masuk ke suatu bagian pads suhu t 'C dan meninggalkan bagian tersebut pada suhu yang sedikit lebih rendah yaitu t - dt. Udara masuk bagian itu dengan entalpi ha kJ per kilogram udara keying dan meninggalkan dengan entalpi ha + dha. Total area permukaan basah mencakup lugs permukaan fetes-fetes air termasuk pula kepingankepingan logam basah atau bahan pengisi lainnya. Laju kalor yang dilepaskan dari air, dq, sama dengan laju kalor yang diterima udara:
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
5
ari prinsip-prinsip tentang potensial entalpi dalam Sub bab 3-15, persamaan lain untuk dq yaitu :
dq
hc dA ( hi ha ) c pm
h c = koefisien konveksi, kW/m2= K
dengan
h i = entalpi udara jenuh pada suhu air, kJ,/(kg udara keying) h a = entalpi udara, kJ/(kg udara keying) c pm = kalor jenis udara lembab, kJ/kg • K 19-4 Integrasi stepwise. Untuk mencari besamya laju kalor yang dipindahkan oleh seluruh bagian menara pendingin, Persamaan (19-2) harus diintegrasikan. Balk h i maupun h Q be_:rbah-ubah menurut variabel integrasi A. Dengan mengkombinasikan Persamaan (19-1) dan (192), menyusun kembali, dan kemudian mengintegrasinya akan menghasilkan 4,19 L
t in
t out
dengan tin dan
tout
di hi ha
A
O
hc dA hc A c pm c pm
berturut-turut adalah suhu air yang masuk dan yang meninggalkar:
menara pendingin.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
6
Visualisasi grafik suhu-suhu dan entalpi dapat dibuat seperti pada Gambar 194. Air masuk menara pada suhu t in dan meninggalkannya pada t o„ r, dan entalpi udara jenuh pada suhu-suhu ini berturut-turut adalah h im dan hi,out . Nyatakan entalpi udara yang masuk sebagai ha
in
dan entalpi udara yang keluar sebagai ha out.
Garis jenuh pada'Gambar 19-4 menyatakan suhu air dan entalpi udara jenuh pada suhu air tersebut. Tetapi hanya koordinat entalpi saja yang berlaku bagi garis-kerja udara. Kemiringan garis-kerja udara yaitu 4,19 L/G', dapat diperlihatkan dari persamaan (19-1). Satu cara tradisional dalam melakukan integrasi terhadap persamaan (19-1) adalah dengan proses numerik yang ditunjukkan oleh hc A 1 4,19 L t ( hi ha ) m c pm
dengan (hi - h a)m adalah perbedaan harga-tengah entalpi untuk suatu bagian kecil dari volume. Prosedurnya akan diberikan pada Contoh 19-1. Contoh 19-1 Sebuah mesa*a pendingin aliran berlawanan bekerja dengan laju aliran air sebesar 18,8 kg/detik dan laju aliran udara sebesar 15,6 Yg/detik. Pada waktu suhu bola-basah udara yang masuk 25 °C dan suhu air yang masuk 34°C, suhu air yang keluar 29°C. Hitung h~,4/cpm menara pendingin ini. Penyeles¢ian Menara pendingin dianggap terbagi-bagi menjadi 10 bagian seperti pada Gambar 19-5, penurunan suhu air O,SK pada tiap-tiap bagian. Misalkan, karena air jatuh melalui bagian dasar (paling bawah), t turun dari 29,5 ° menjadi 29,0 °C. Suhu bola-basah udara yang masuk hampir secara tepat menunjukkan entalpi udara. Jika udara jenuh, maka entalpinya 76,5 kJ/kg (dari Tabel A2), tetapi jika kelembaban relatifnya berorde 50%, entalpinya mendekati 76,1 kJ/kg (dari bagan psikrometrik Gambar 3-1). Harga yang terakhir ini akan digunakan dalam perhitungan.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
7
Keseimbangan energi pada bagian paling bawah akan memberikan hasil : ha ,1 ha , 0
L 4,19(0,5) 2,53 kJ kg G
Entalpi udara yang meninggalkan bagian paling bawah ha,1 adalah 76,1 + 2,53 = 78,63 kJ/kg, dan entalpi rata-rata dalam bagian ini yaitu 77,63 kJ/kg. Airnya mempunyai suhu rata-rata 29,25 °C dalam bagian paling bawah, dan entalpi udara jenuh pada suhu ini adalah 96,13 kJ/kg. Harga (h i -ha) m dalam bagian paling bawah ini yaitu 96,13 - 77,36 = 18,77 kJ/kg Bergerak ke atas menuju bagian kedua dari bawah, untuk mencari (hi - ha)m dilakukan prosedur yang lama. Entalpi udara yang masuk ke bagian kedua dari bawah lama dengan entalpi udara yang meninggalkan bagian pertama yaitu 78,63 kJ/kg. Perh ungan-perhitungar. untuk mencari jumlah 1/(h t -ha) m diberikan pada Tabel 19-1. Harga h cA/c pm kini dapat dihitung dari Persamaan (19-4) sebagai berikut: hc A = (18,8 kg/detik) (4,19) (O,SK) (O,S097) c pm
= 20,08 kW/(kJ/kg beda entalpi)
Harga h cAlc pm merupakan fungsi dari dinamika poly aliran-udara dan dinamika PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
8
tetesan air di dalam menara pendingin2,3, tetapi besarnya harga tersebut pada dasarnya tetap konstan untuk sebuah menara pendingin terter.tu asalkan laju aliranudara dan laju aliran-airn,s tetap ko,Wtan, karena kedua-duanyalah yang menentukan h e dan Was permukaan perpindahan kalor A. Harga h,A/c prt dengan demikian menentukan karakteristik menara pe_ndingin dan merupakan dasar untuk meramalkan prestasi (performansnya) pada suhu air masuk lain dan suhu bola-basah udara masuk lainnya. Perhitungan yang diperlihatkan pada Contoh 19-1 sangat memungkinkan danat Tabel 19-1. Integrasi stepwise untuk menyelesaikan Contoh 19-1
diselesaikan komputer dengan memakai suatu persamaan yang menghubungkan antara entalpi udara jenuh dan suhu air; hi = 4,7926 + 2,568t - 0,029834 2 + 0,0016657t 3 (19-5) Persamaan ini menunjukkan data dengan kesalahan sekitar 0,1% pcd¢ suhu antara
11
dan
40 °C.
Hasil
perhitungan
komputer
Contoh
19-1
dengan
menggunakan rugs kecil PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
9
suhu sebesar 0,1 K ditunjukkan pads Tabel 19-2 Dengan memakai persamaan (194) kita akan peroleh hc A = (18,8 kg/s) (4,19) (0,1 K) (2,5450) = 20,047 c pm
yang sesuai dengan perhitungan tangan pada Contoh 19-1. Metoda yang baru lalu secara samar menganggap bahwa suhu permukaan tetestetes air berlaku untuk segenap bagian dari tetes-tetes air itu. Padahal sesungguhnya bagian dalam dari tetes air mempunyai suhu lebih tinggi daripada permukaannya, dan kalor mengalir secara konduksi ke permukaan dimana terjadi proses perpindahan kalor dan massa. Harga hcA/cpm-yang ditentukan secara eksperimantal mencakup pula pengaruh konduksi internal ini. Para pengusaha pabrik dan perancang menara pendingin Bering kali menggunakan bilangan unit perpindahan'(BUP) (=number of transfer units = NTU) untuk menyatakan besaian h cAlcpm. Lebih besar harga BUP lebih dekat suhu air yang meninggalkan menara pendingin dengan suhu bola-basah udara yang masuk menara pendingin. 19-5 Uji penerimaan. Pengusaha pabrik menara pendingin mungkin menjamin bahwa menara dapat mendinginkan suatu laju aliran air tertentu dari, katakan, 350 r^ enjadi 30° pada saat suhu bola-basah udara yang masuk 25°C. Mungkin sekali pada waktu uji penerimaan berlangsung, suhu bola-basah udara tidak 25°C dan air yang masuk menara tidak 35°C. Tetapi meskipun begitu, uji penerimaan dilakukan pada laju-laju air tertentu dan aliran udara tertentu serta dengan suhu-suhu air dan udara sembarang yang ada. Harga h,A/c pm dihitung seperti pada Contoh 19-1, dan akan lama dengan harga F.cA/cpm yang dapat dihitung dari data prestasi yang disertakan oleh pabrik pada kondisi-kondisi yang disyaratkan. 19-6 Meramal kondisi saluran-keluar dari sebuah menara pendingin. Jika harga h cA/cpm diketahui d.:n laju serta kondisi aliran udara dan air yang masuk juga diketahui, maka kits dapat meramalkan suhu air keluaran. Prosedur membuat ramalan dalam sebuah menara pendingin aliran berlawanan tidak mudah melainkan memetiukan per}ritunganperhitungan iteratif. Karena suhu air yang meninggalkan menara asalnya tak diketahui, dapat diasumsikan suatu suhu dan harga cobs-cobs PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
10
h,A/c pm dapat dihitung seperti pada Contoh 19-1. Apabila h cA/cpm yang dihasiikan terla.u tinggi, maka suhu air yang keluar harus dinaikkan untuk perhitungan baru.
19-7 Titik-titik Keadaan udara sepanjang menara pendingin. Integrasi stepwise seperti pada Contoh 19-1 memberikan beberapa informasi tentang keadaan udara ketika melalui sebuah menara pendingin aliran berlawanan. Entalpi udara pada perbatasan setiap bagian menara ditentukan di dalam perhitungan, dan titik-titik keadaan udara akan teiletak pada suatu tempat pada garis entalpi konstan, seperti diperlihatkan pada Ganibar 19-6. Harga-harga entalpinya' berturut-turut h. ,o = 76,10, ha , 0 = 78,63, hq2 =-81,06 kJ/kg, dan seterusnya. Untuk menentukan kondisikondisi udara secara lengkap, beberapa sifat lainnya selain entalpi harus juga dihitung. Suatu sifat yang mudah ditentukan adalah suhu udara. Untuk menghitung suhu bolabasah udara (tQ) yang melalui menara, suhu udara yang masuk harus diketahui.
Suatu keseimbangan laju perpindahan kalor sensibel di dalam setiap bagian menara memungkinkan kits melakukan perhitungan suhu udara keluar, aoabila suhu masuk diketahui. Untuk suatu bagian sembarang n sampai n + 1 keseimbangan sensibelnya adalah Gc pm (t a ,n t a ,n 1 )hc A
t a ,n t a ,n 1 2
t n t n 1 2
dengan ∆A yaitu luas permukaan perpindahan-kalor di dalam bagian menara n sampai n + 1. Dengan memecahkan pers. diatas untuk t a , n 1 didapat
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
11
t a,n t a ,n 1
hcA t a,n t n t n1 2Gc pm h A 1 c 2Gc pm
Besarnya h c ∆A/c pm untuk bagian n sampai n + 1 adalah
hc A 1 4,19 L ∆t ha , n ha , n 1 hi .n hi , n 1 c pm
2
2
Bentuk matematik dalam kurung pada Persamaan (19-7) adalah 1/(hi - ha)m suatu besaran-yang dihitung dengan integrasi stepwise sepert: pada Tabel 191. Contoh 19-2. Hitung suhu bola kering udara keti-Ka melalui menara pendingin Contoh 19-1 jika udara masuk bersuhu 35'C. Penyelesaian Untuk bagian 0-1, 1/(hi-ha)m = 0,05328. Dengan membagi Persamaan (19-7) dengan 2G menghasilkan hc A ( 4,19)18,8(0,5)(0,05328) 0,06726 2Gc pm 2(15,6)
Dari Persamaan (19-6) t a ,1
35,0 (0,06726)(35,00 29,0 29,5) 34,28 1 0,06726
Ikhtisar perhitungan berikutnya diberikan pada Tabel 19-3
Tabel 19-3 Suhu-suhu bola-kering segenap bagian menara pendingin pada Contoh 19-2
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
12
Gambar 19-7 Grafik lintasan udara sepanjang sebuah menara pendingin aliran berlawanan Grafik kondisi udara pads umumnya tantpak lama dengan yang diperlihatkan pada bagan psikrometrik dari Gambar 19-7. Kurvanya mengambil arch sesuai dengan hokum garis-lurus (Sub bab 3-8) dimana kurva bergerak menuju garis jenuh pada suhu air t,t, pada kontaknya dengan udara pada posisi tersebut. Suhu udara bukan tidak um um pertama futon hingga mencaFai harga minimum ini, kemudian naik kembali hingga meninggalkan menara. Kecenderungan tersebut terjadi paca Contoh 19-2. 19-8 Menara pendingin aliran silang Walaupun menara pendingin aliran berlawanan yang dibicarakan selama ini digunakan secara luas dalam berbagai keperluan industri, namon terdapat konfigurasi lain yaitu menara pendingin aliran bersilang, di dalamnya udara melintas secara horisontal melalui semburan air jatuh. Menara-menara pendingin yang dipergunakan untuk sis~tem pengkondisian udara Bering ditempatkan di atas bangunan, dan menara pendingin aliran bersilang biasanya mempunyai bentuk yang lebih sederhana, yang memungkinkan lebih mudah untuk perubahan arsitektural. Prinsip-prinsip perpindahan kalor dan massa, dan keseimbangan •energi untuk menara pendingin aliran berlawanan berlaku pula untuk menara pendingin aliran PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
13
bersilang,
tetapi
penggarapan
geometriknya
berbeda 4°5.
Gambar
19-8
memnerlihatkan sebuah menara pendingin aliran-bersilaag, yang dibagi menjadi 12 bagian untuk analisis. Air masuk dari bagian paling atas pads suhu tin sedangkan udara masuk dari sisi sebelah kiri dengan entalpi h i n Pada bagian 1 udara masuk dengan entalpi hin. dan keluar dengan entalpi h1. Juga pada bagian 1 air masuk pads suhu ti n dan keluar pads suhu ti. Entalpi udara yang maseL ke dalam bagian 2 adalah hl, dan air yang masuk ke bagian 5 bersuhu tr. Suhu-suhu air yang meniggalkan bagian-bagian 9, 10, 11 dan 12 pads bagian paling bawah menara berturut-turut adalah 19', tj o, t„ dan t,
s
. Suhu-
suhu ini berbeda semuanya, dan uap-uap airnya bercampur membentuk satu uap bersuhu tout. Jika diketahui harga hcA/cp„t untuk segenap bagian menara pendingin; make suhu air keluaran dapat diramalkan kalau suhu air masukan, entalpi udara masukan, dan laju . aliran air dan udara diketahui. Menara dapat dibagi-bagi menjadi sejumlah bagian kecil (sebagai contoh, 12 bagian kecil pads Gambar 19-8) dart (h cA/c pm)/12 menyatakan harga hcA/ep n untuk setiap bagian kecil Andaikan bahwa; he DA _ hcA/c pm c pm 12 Pada Gambar 19-8, misalnya, perhitungan dapat dilakukan berturutan dari bagian 1,2,3 dan 4, dengan menghitung tj dan hl, t Z dan hs, to dan h3, dan t4. Selargutnya futon ke baris tengah untuk menghitung bagian-bagian 5, 6, 7 dan 8, dan akli:rnya meaghitung bagian-bagian pads baris bawah, yaitu bagian-bagian 9, 10, 11, dan 12. untuk mempero leh hatga-harga t9, t j o, t r , dan tr =. Prosedur untuk menghitung kondisi keluaran dari satu bapr dWmmbmdtan Pada Contoh 19-3. Contoh 19-3. Pads menara pendingin Gambar 19-8, ti n = 37°C, kin = E0,8 laju aliran air 20 kg/detik, ahran udara 18 kg/detik, dan harp hc.1!cp,r = 21,5 kW/ (kJ/kg beds entalpi). Berapa harga tj dan hr yang meninEplkaa balsa 1? Penyeleasian. Untuk bagian 1, L = 20/4 = 5 kg/det, G = Ii/3 = L 1Wdet, dan he AAlc pm= (hcAlc p„i )/12 = 1,79 kW/(kJ/kg beds entalpi). Peraaaaa yang dapat dipakai diambil dari keseimbangan energi dan pernmun }ajti Carer bspannya cukup kecil, maka dapat diasumsikan bahwa harp teuph beds entalpi akup akurat pads persamaan laju. Persamaan-persamaan tersebak aiNsk aiwpi bea -tuft PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
14
q = (5 kg/s) (4.19) (tin - tl) 4 = (6 kg/s) (h t - hin) q- 79 kW ) ;,in+lr ~t-ham+kt kk (
2
(19.8) (19-9) (19-10)
2)
dimana , q = laju perpindahan kalor, kW let in = entalpi, udara jenuh pads tin =htpada suhu 37°C =143,24 kJ/kg dari Tahel A-2 hi out= entalpi udara jenuh pads tr Ada 4 varizbel tat diketahui dalam petsamaan (19-8), (19A), it (19-10), sehingga diperlukan satu persamaan lagi, yaitu persamaaa bbrpn antara ht
out
danI,tl.
Hubungan tersebut diberikan oleh Pers~ (19-5)- arena persamaan (19-5) tidak tinier, maka cars penyelesaian lethal yaite :cots heratif. Pilih suatu harga cobs-cobs tr, misalkan, 35°C, dan kemudian '--- ---4 kj,, dari persimian (19-5) yaitu 129,54 kJ/kg. 1Combinasikan Peraraa:- i19A) dan (19-10) untuk mendapatkan petsamaan untuk hr
I
h Gh;, + [(h e DAlcp, )/2 ] (143,24+hi out-hi.) I
(hc'4lcpm)12
+G
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Ir. Djuhana, M.Si.
SISTEM TATA UDARA
15
