SEMINAR NASIONAL V SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
RANCANG BANGUN SISTEM PENGERING FILM RADIOGRAFI DJOKO MARJANTO, BANGUN PRIBADI, SUHARTONO Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN Abstrak RANCANG BANGUN SISTEM PENGERING FILM RADIOGRAFI. Telah dibuat alat pengering film radiografi dengan bentuk fisik berukuran Panjang 90 cm, Lebar 50 cm dan Tinggi 85 cm, memiliki kapasitas 15 film ukuran 25cm x 10 cm, dilengkapi dengan blower isap dan blower buang untuk mensirkulasi udara panas. Alat dilengkapi dengan pengatur suhu berkisar 30 – 50 0C. Waktu pengeringan film dengan suhu 30oC dengan beban maksimum (15 buah) sekitar 32 menit sedangkan pada beban minimum ( 1 buah) sekitar 15 menit. Waktu pengeringan pada pada kondisi beban masimum pada temperatur 500C adalah 22 menit, pada kondisi beban minimum adalah 9 menit. Kata kunci : Film radiografi, alat pengering
Abstract DESIGN OF RADIOGRAPHY FILM DRYER SYSTEM. It have been made a radiography film dryer with physical dimensions Length 90 cm, Width 50 cm and High 85 cm, with capacities 15 film of 25cm x 10 cm size. This apparatus is provided by suck and throw blowers to circulate hot of air that generated by the dryer and it is provided by temperature regulator about 30 - 500 C. Drying Time of film at temperature 30oC on maximum capacities (15 sheet of film) about 32 minutes and on minimum capacity ( 1 sheet of film) about 15 minutes. Drying Time of film at temperature 50oC on maximum capacities (15 sheet of film) about 22 minutes and on minimum capacity ( 1 sheet of film) about 9 minutes Keywords: Radiographic film, drying apparatus
PENDAHULUAN Radiografi industri dilakukan untuk memeriksa cacat fisik suatu logam yang tidak dapat dilihat dengan indera secara langsung, dalam aplikasinya, dilakukan untuk memeriksa cacat hasil pengelasan. Radiografi industri yang konvensional menggunakan film sebagai rekaman untuk melihat keadaan bahan yang diperiksa. Proses radiografi akan menghasilkan film negatif, dengan bayangan putih dan gelap sesuai dengan kondisi bahan uji yang diradiografi. Pembacaan film dilakukan setelah proses film dengan kondisi film kering. Dalam kegiatan radiografi yang dilakukan dalam laboratorium, peranan pengering film sangat penting karena kegiatan ini dibatasi dengan waktu. Untuk memperoleh radiograp yang tahan lama dalam penyimpanan Djoko Marjanto, dkk
serta tidak mudah rusak dalam pembacaan, radiograp tersebut harus benar benar kering Proses pengeringan dapat dilakukan secara alamiah, dengan dijemur dan dianginkan dalam ruang terbuka atau dengan menggunakan alat bantu pengering film. Proses pengeringan film yang baik, perlu dipertahankan jangkauan suhu, sehingga penguapan berlangsung secara kontinyu dan merata diseluruh permukaan film. Selama prose pengeringan film berlangsung, terjadi proses termodinamika, perpindahan panas antara panas udara lingkungan dengan film. Dengan dasar proses temodinamika ini akan dibuat alat pengering film yang aman, mudah dioperasikan, dapat diatur suhu ruang pengeringnya serta mempunyai kapasitas film yang memadai untuk kegiatan radiografi dengan karakteristik waktu
285
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
SEMINAR NASIONAL IV SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA,5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
pengeringan yang eksak pada suatu temperatur untuk beban yang minimum dan maksimum.
Pada perpindahan konduksi, nilai kalor yang merambat mengikuti persamaan :
TEORI
q k . A.
Perpindahan panas dapat berlangsung secara konveksi, konduksi dan radiasi. Pada perpindahan panas secara konveksi, nilai kalor yang mengalir mengikuti persamaan :
Q = H A T (1) Dengan: q = kalor yang merambat per satuan waktu per satuan luas (W) h = koefisien konveksi termal (Wm-2 0C-1) A = Luas penampang (m2) T = beda suhu (oC)
T L
(6)
dengan : q = kalor yang merambat per satuan waktu per satuan luas (W) k = Konduktivitas panas (W/m oC) T = Perbedaan suhu (oC) L = Tebal (m) Bila suatu bahan terpasang berurutan, seperti Gambar 1., quantitas perpindahan panas secara konduksi dapat diselesaikan menggunakan persamaan (1).
menurut Housen nilai h diperoleh dengan menggunakan rumus:
N u xk d
h
(2)
dengan: k = Konduktivitas termal (W/m oC) d = Diameter ekivalen (m) Nu = bilangan Nusselt (Nusselt Number) Gambar 1. Gabungan bahan berurutan
Untuk kondisi aliran laminer ( Re <2000), nilai Nu dihitung dengan persamaan:
Re
v.d .
R, R
(3)
Re = bilangan Reynold V = Kecepatan aliran (ms-1) = densitas (kg m-3) = viskositas (kg m-1s-1) Pr = Bilangan Prundtl L = Panjang (m) Untuk kondisi aliran Turbulen (Re >2000), nilai Nu dihitung dengan persamaan:
2/3
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
termis
x ; A.k
Rt R1 R2 R3
dengan:
resistensi
dengan x adalah tebal bahan dan k konduktivitas bahan. Dari susunan bahan seperti gambar 1., maka resistensi termik total dituliskan sebagai:
d 0,0668( Re .Pr . ) L N u 3,65 (4) d 2/3 1 0,045( Re .Pr ) L
Nu 0,116 Re2 / 3 125 Pr1 / 3 1 dL
Didefinisikan
t1 t t 2 3 (7) Ak1 Ak2 Ak3
dengan ti adalah tebal masing masing bahan dan ki adalah konduktivitas masing masing bahan dan A adalah penampang bahan. Laju konduksi termis I dituliskan sebagai persamaan :
I
Q T t Rt
(8)
(5) 286
Djoko Marjanto, dkk
SEMINAR NASIONAL V SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
Kalor (Q) yang dibangkitkan dari elemen pemanas, yang dituliskan dengan persamaan:
Q 0,24.V .I .t 0,24.I 2 R.t
T
(9)
V tegangan (volt; I arus (ampere ) dan t waktu ( detik); 0,24 adalah konversi kalori ke joule. Nilai kalor yang diserap suatu benda memenuhi persamaan: Q = m c T, (10) sedangkan kapasitas termal (H) adalah
H =Q/ T = m c
(11)
dengan : c = panas jenis benda (kJ/kg oC); m = massa benda (kg) dan T = perubahan temperatur (0C) Dalam merancang alat pengering, perlu dilakukan pertimbangan: Sumber panas, Kontrol suhu, alat pengaman serta ukuran dan jenis kabel, agar alat bekerja optimal. Sensor Suhu Pemilihan sensor suhu sangat penting, agar suhu dapat diatur sebagaimana yang diperlukan dan akan memberikan efisiensi yang maksimal. Secara garis besar ada 5 jenis sensor suhu yang sering digunakan untuk pengatur suhu: 1. Thermokopel; terdiri sepasang kawat logam tidak sama yang dihubungkan bersama pada satu ujung yang berakhir pada ujung lain yang dipertahankan pada temperatur tetap sebagai referensi. Bila antara ujung (sensor dan referensi) terdapat perbedaan temperatur, suatu ggl termal yang membangkitkan arus didalam rangkaian. Besarnya ggl termal dipengaruhi oleh jenis bahan yang digunakan dan perbedaan temperatur yang terjadi. 2. RTD (Resistance Temperature Detector) terbuat dari elemen yang sensitif dari suatu bahan yang memberikan nilai hambatan yang terbatas untuk suatu nilai temperatur, yang dinyatakan dengan persamaan:
Rt Rref (1 .T ) dengan: Rt = hambatan konduktor pada temperatur T(0C) Djoko Marjanto, dkk
Rref
= Hambatan pada temperatur referensi, biasanya 00C = Koefisien temperatur hambatan = perbedaan temperatur kerja dengan temperatur referensi.
Hampir semua konduktor logam mempunyai koefisien hambatan temperatur yang positif, sehingga nilai tahanan bertambah dengan kenaikan temperatur. 3. Termistor adalah alat yang dibuat dari oksida logam yang diendapkan atau dari semikonduktor yang berkelakuan sebagai hambatan dengan koefisien hambatan temperatur yang tinggi dan biasanya negatif, sehingga hambatan berkurang dengan kenaikan temperatur. Karakter termistor yang banyak digunakan pengukuran dan pengendalian meliputi:. a. Karakteristik hambatan temperatur menjadikan termistor banyak digunakan sebagai tranduser temperatur yang baik . b. Karakteristik tegangan arus, termistor mempunyai karakteristik hambatan negatif, dengan memperlihatkan penurunan tegangan termistor yang besar, mengakibatkan kenaikan arus hingga pada suatu nilai puncak yang selanjutnya penurunan tegangan yang rendah telah memperlihatkan kenaikan arus. c. Karakteristik arus-waktu, termistor membutuhkan waktu yang cukup untuk mencapai arus yang besar, yang dipengaruhi oleh nilai tegangan yang dimasukkan. Semakin besar tegangan masukan yang digunakan, untuk memperoleh arus (stabil) yang besar diperlukan waktu yang lebih pendek. d. Dalam pemakiannya, termistor yang digunakan dalam sistem kontrol memiliki sifat sensitif, stabil dan bekerja cepat serta hanya perlu rangkaian yang sederhana. 4. IC sensor, merupakan sensor suhu dalam rangkaian terpadu yang menggunakan chip silikon. Ic sensor mempunyai konfigurasikeluaran tegangan dan arus yang linier. 5. Bulb Thermostat, merupakan sensor suhu yang bekerja oleh aliran fluida (air raksa) yang memuai akibat kenaikan suhu pada pipa kapiler, yang menimbulkan tekanan
287
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
SEMINAR NASIONAL IV SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA,5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
pada kapiler tersebut yang akan menekan saklar mikro “ON-OFF” pada sensor.
Cara Kerja Perancangan
Pertimbangan penggunaaan didasarkan pada persamaan,
kabel Sumber Panas dan Kontrol suhu
A
2.cos Q I . .U
(12)
I
P V cos Q
(13)
dengan : A = Luas penampang kabel (mm2) = Hambatan jenis tembaga ( 50x 106 S/m) U = Disipasi tegangan yang diijinkan ( kurang dari 5%) I = Arus yang mengalir (Ampere) P = Beban Daya (Watt) V = Tegangan (Volt) = Panjang kabel (m) Sedangkan pengaman didasarkan pada persamaan
I nom
P V cos Q
Sumber panas yang digunakan dalam pengering film adalah kompor listrik dengan daya 600 watt, dengan tegangan masukan 220VAC. Sedangkan sensor panas dipasang pada ruang pengering, agar sensor memberikan respon ke sakelar pengatur suhu untuk menjalankan fungsi sebagai pengatur suhu. Proses pengaturan suhu sistem pengering film seperti diagram alir pada Gambar 2.
(14)
Isekring = 1,5 ~ 2.5 Inom , atau Isekring > Inom (15) METODA PENELITIAN BAHAN : Kayu, Styrofoam, Lembaran Seng, Kaca, Paku Dan Lem ALAT : Pengatur suhu (“bulb thermostat tipe KMF-1-U), Elemen Pemanas (600 watt), Blower, Saklar (220,6A), Sekring 6A, Timer, Kabel serabut2.5 mm dan lampu indikator.
Gambar 2. Diagram alir pengaturan suhu sistem pengering film
Sensor panas dan kontrol suhu digunakan jenis bulb thermostat tipe KMF-1-U, yang
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
288
Djoko Marjanto, dkk
SEMINAR NASIONAL V SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
bekerja sebagai kendali “ON-OFF” pada nilai setting point suhu. Pertimbangan penggunaan sensor suhu ”bulb thermostat” adalah: Kehandalan tinggi, Kemungkinan kebocoran fluida kecil, Penempatan sensor mudah, Harga relatif murah, meskipun sensor ini mempunyai nilai sensitivitas yang rendah dan bila rusak tidak dapat diperbaiki. Dalam pengaturan suhu ruang pengering, tidak diperlukan suatu nilai yang tepat, hanya kisaran suhu antara 40 50O C, maka penggunaan sensor ini sudah mencukupi
Gambar 3. Skema sistem kontrol pengering film radiografi
Jenis Kabel dan pengaman Dengan menggunakan persamaan (13), dengan nilai cos = 0,8, dapat dihitung arus (I) pada pemanas sebesar
I
650 =3,69 A 220 x0,8
Sedangkan dari literatur diperoleh hambatan jenis tembaga () sebesar 50 106 dengan menggunakan persamaan (12), diperoleh nilai penampang kabel (A)
A
2 x 0,8 x3,69 x1 = 0,0134mm2 6 50 x10 x8,8
Dalam rangkaian digunakan dengan penampang 2,5 mm2, berdasarkan PUIL 1977, maka kabel yang digunakan telah mencukupi nilai keamanan. Berdasarkan persamaan (15), maka untuk pengamanan alat digunakan sekring dengan arus Isekring = (1,5)x3,69=5,535 A. Dalam rancangan dipasang sekring dengan pembatas arus 6A, sehingga persyaratan besarnya arus pengaman harus lebih besar arus nominal telah terpenuhi. Instalasi listrik alat pengering film Berdasarkan diagram alir pengaturan suhu sistem pengering film seperti Gambar 2., selanjutnya dilakukan membuat instalasi rangkaian listrik alat pengering film. Secara skematis, sistem kontrol alat pengering film radiografi seperti Gambar 3. Untuk memudahkan dalam mengoperasikan alat, pengoperasian diatur dengan panel kontrol seperti gambar 4.
Djoko Marjanto, dkk
Gambar 4. Panel kontrol pengering film radiografi
Kriteria Alat Pengering Film Radiografi Alat pengering film dirancang memiliki kapasitas 15 film ukuran 25cm x 10 cm, dilengkapi dengan blower isap dan blower buang untuk mensirkulasi udara panas, dan suhu ruang pengering berkisar 30 – 50 0C yang dapat diatur. Pengaturan suhu menggunakan bulb thermostaat dengan daerah kerja suhu (0100)0C yang dapat diatur, serta kasis terbuat dari dengan bahan kayu. Panas yang dibangkitkan oleh suatu pemanas, sebagian besar akan hilang akibat kebocoran dan diserap oleh dinding. Untuk mengurangi panas yang hilang, bahan dinding dilapis dengan styrofoam dan seng. Penggunaan seng dimaksudkan agar panas merambat keseluruh ruangan dan suhunya terjaga. Bahan styrofoam bersifat isolator yang digunakan untuk menahan perambatan panas dari seng ke kayu, sehingga permukaan luar pengering tidak begitu panas. Wadah/khasis Berdasarkan kriteria alat pengering yang diharapkan, sumber panas yang digunakan, rangkaian sistem kontro dan kontrol panel yang telah dirancang, diperoleh bentuk fisik alat pengering dengan ukuran Panjang 90 cm, Lebar 50 cm dan Tinggi 85 cm.
289
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
SEMINAR NASIONAL IV SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA,5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
Dinding dibuat dari kayu yang dilapisi dengan styrofoam setebal 1 cm dan seng tebal 0,2 mm. Styofoam bertindak sebagai isolator, sehingga panas tidak hilang, sedangkan seng sebagai konduktor panas untuk mempercepat distribusi panas sehingga memudahkan pengkontrolan suhu ruang pengering. Penampang dinding pengering film seperti Gambar 5
Gambar 5. Susunan dinding pengering film
Tata penempatan film diatur sedemikian hingga udara panas bersirkulasi dengan baik sehingga proses pengeringan berlangsung merata.
dengan posisi film digantung pada penjepit yang telah disediakan. Bagan sirkulasi panas alat pengering film seperti Gambar 6. Prinsip kerja dari sistem kontrol pengering film radiografi adalah sebagai berikut: a. Pengatur suhu pada panel kontrol diatur pada nilai yang diinginkan (50O C ) sebagai setting point ruang pemanas film. b. Saklar utama diaktifkan, pemanas dan blower akan akan bekerja, yang ditandai dengan lampu kontrol menyala, lampu indikator blower warna hijau dan lampu indikator pemanas warna hijau menyala. c. Bila suhu set point tercapai, pemanas akan otomatis dimatikan, lampu indikator pemanas warna merah akan menyala. Blower tetap aktif, lampu indikator hijau tetap menyala. Blower akan “OFF tergantung pengaturan timer (5 10 menit) dengan tujuan panas dari alat pemanas masih disrkulaikan. d. Bila suhu ruangan pengering sudah turun, pemanas akan dinyalakan dan blower juga dinyalakan. Perhitungan dan analisis
Gambar 6. Bagan sirkulasi panas alat pengering film
Dalam perancangan ini, kapasitas ruang pengering untuk 15 film yang ditempatkan dalam 3 deret, dengan setiap deret tersusun untuk 5 buah film yang dipasang berjajar,
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
Pada dasarnya alat pengering film merupakan alat yang dapat menyediakan udara panas ke ruang pengering dengan aliran yang kontinyu serta suhu ruang pengering yang relatif konstan. Dalam upaya untuk mencapai kriteria seperti di atas, serta untuk menghasilkan perancangan alat pengering film yang efisien dengan keamanan yang handal, perlu dilakukan beberapa asumsi dan perhitungan. Dalam perancangan ini, dilakukan beberapa perhitungan yang meliputi: perhitungan terhadap kuantitas kalor yang dibangkitkan eleh elemen panas, kuantitas kalor yang merambat, kuantitas perpindahan panas secara konveksi dan konduksi pada alat pengering, kuantitas kalor yang diserap film, dan penampang kabel yang digunakan serta pengamanan alat. Kuantitas kalor yang dibangkitkan oleh pemanas tiap detik adalah:
290
Q 0,24.V .I .t
Djoko Marjanto, dkk
SEMINAR NASIONAL V SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
1,18 x10m / s x0,5m x1,1578kg / m3 Re 1,8599 x10 5 kg / m.s
= 0,24 x 220 x 3.69 x 1 = 194,832 Watt
Re = 3,672x10-9
Perpindahan panas secara konveksi pada alat pengering film Diasumsikan suhu ruang pengering film 30oC, dengan nilai , dan Pr dari tabel (lampiran 1), dengan menggunakan persamaan (3), diperoleh:
Karena nilai Re kurang dari 2000, maka aliran udara pada ruang opengering adalah aliran laminer. Nilai bilangan Nusselt (Nu) menurut persamaan (4) adalah :
0,5 9 0 , 0668 x ( 3 , 672 x 10 x 0 , 70734 x ) 0,9 N u 3,65 0,5 2 / 3 9 1 0,045 x(3,672 x10 x0,70734 x ) 0,9 Nu = 3,65 Dari persamaan (2), koefisien konveksi termal (h) adalah:
h
0
3,65 x0,02646 W / m. C 0,5m d
Tabel 1. Nilai konduktivitas panas berbagai bahan
Bahan Kayu Busa Seng
= 0,193 (W/m 0C) Bila luas film radiografi (A) = 0,1m x 0,25m = 0,025 m2, dan dengan asumsi temperatur film 27 oC , selisih temperatur (T) yang merupakan selisih temperatur dalam ruang pengering dan temperatur film, (Tdalam- Tfilm) = (30-27)0C =3 0C Dengan persamaan (1) dapat dihitung kalor yang merambat per satuan waktu per satuan luas, sehingga kuantitas perpindahan panas pada ruang pengering pada setiap lembar film, adalah: q = 0,193 (W/m 0C)x0,025 (m2)x3 0C = 0,0145 (Watt)
Djoko Marjanto, dkk
Tebal (cm) 0,02 0,01 2.10-5
Tabel 2. Hasil perhitungan nilai resistensi panas dinding alat pengering Resistensi termis R (0C/W) Kayu Busa Seng Total 0,47 0,8 7,27 10-7 1,27
Dengan menganggap suhu udara luar 270C, berdasarkan persamaan (8), laju konduksi termis (I) dari dinding seperti gambar 4 adalah:
I
Kuantitas perpindahan panas konduksi Proses perpindahan panas konduksi berlangsung dari pemanas dengan dinding pengering film. Susunan dinding pengering film seperti Gambar 5. Dari literatur diperoleh harga konduktivitas bahan seperti Tabel 1. Perpindahan panas secara konduksi yang berlansung pada dinding seperti gambar 4, diselesaikan dengan menggunakan persamaan (7) diperoleh seperti Tabel 2.
Konduktivitas panas (Wm-1 0C-1) 0,17 0,05 110
T = 23/1,27 = 18,11(W) Rt
Kuantitas kalor yang diserap oleh film dari literatur diperoleh nilai panas jenis film 0,87 kJ/kg oCn sehingga dengan menggunakan persamaan (10) diperoleh nilai kalor yang diserap (Q) oleh selembar film dengan ukuran 10x25 cm dengan berat 1 gram sebesar 2,61 103 W Pengujian Setelah diselesaikan pembuatan wadah dan instalasi rangkaian listrik, dilakukan
291
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
SEMINAR NASIONAL IV SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA,5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
pengujian alat. Pengujian alat dilakukan dengan 2 metoda. 1. Pengujian tanpa beban, .adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui nilai panas yang dapat dihasilkan oleh alat tersebut. Langkah pengujian meliputi: a. Sambungkan alat dengan jala jala PLN 220 V AC b. Hidupkan saklar utama c. Atur termostat pada suhu yang diinginkan d. Catat waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur yang diinginkan Indikator: Lampu indikator blower “OFF” Lampu Indikator Power “ON” Lampu indikator Pemanas “ON” Setelah suhu yang diinginkan tercapai Indikator: Indikator Blower “ON” Lampu Indikator Power “ON” Lampu indikator Pemanas “OFF” 2. Pengujian dengan Beban, adalah pengujian dengan memasukkan film ke dalam alat. Langkah pengujian dengan beban. a. Masukkan film yang akan dikeringkan b. Sambungkan alat dengan jala jala PLN 220 V AC c. Hidupkan saklar utama d. Atur termostat pada suhu yang diinginkan e. Catat waktu pengeringan HASIL DAN PEMBAHASAN Dari pengujian alat diperoleh hasil yang ditabelkan pada Tabel 3 dan Tabel 4. Dari data pengujian, dibuat kurva antara waktu terhadap suhu, tang diperoleh seperti Gambar 7. Dari hasil perhitungan pada peracangan alat pengering film, diperoleh data kuantitas kalor Q yang dibangkitkan oleh pemanas tiap detik Q = 194,832 Watt
No
Jumlah Film
1 2 3 4
1 5 10 15
Suhu 300C Waktu (menit) 15 30 24 32
Suhu 400C Waktu (menit) 11 15 21 26
Suhu 500C Waktu (menit) 9 12 16 22
Gambar 7. Kurva waktu terhadap suhu dari hasil pengujian alat pengering film
Proses perpindahan panas konveksi, pada suhu ruang pengering film 30oC, diperoleh bilangan reynold (Re )= 3,672x10-9, karena nilai Re kurang dari 2000, maka aliran udara pada ruang pengering adalah aliran laminer Dari perhitungan diperoleh bilangan Nusselt (Nu) = 3,65, sehingga dapat dihitung koefisien konveksi termal (h) = 0,193 (W/m 0C) Kuantitas perpindahan panas (q) di dalamruang pengering untuk setiap lembar film, adalah: 0,0145 (Watt) Proses perpindahan panas konduksi, Hasil resistensi panas secara konduksi yang berlansung pada dinding diperoleh data seperti Tabel 2. Dengan menganggap suhu udara luar 270C, konduksi termis (I) dari dinding adalah: = 18,11(W) Tabel 5. Hasil perhitungan nilai resistensi panas dinding alat pengering
Tabel 3. Data pengjian alat tanpa beban No 1 2 3
(0C)
Suhu 30 40 50
Waktu (menit) 5 16 42
Tabel 4. Data pengjian dengan beban Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
Resistensi termis R (0C/W) Kayu Busa Seng Total 0,47 0,8 7,27 10-7 1,27
Nilai keamanan alat Berdasarkan literatur nilai hambatan jenis tembaga (), untuk instalasi alatdapat digunakan kabel dengan nilai penampang (A) 0,0134mm2 292
Djoko Marjanto, dkk
SEMINAR NASIONAL V SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
, Dalam pembuatan alat digunakan kabel dengan penampang 2,5 mm2, maka kabel yang digunakan telah mencukupi nilai keamanan. Dengan nilai cos = 0,8, arus (I) pada pemanas sebesar =3,69 A, berdasarkan perhitungan untuk pengamanan alat perlu digunakan sekring dengan nilai batas minimum arus (1,5)x3,69=5,535 A.dan nilai batas maksimum arus (2,5)x3,69=9,225 A. Dalam alat yang dibuat, dipasang sekring yang mudah diperoleh dipasaran, dengan pembatas arus 6A, sehingga persyaratan besarnya arus pengaman harus lebih besar arus nominal telah terpenuhi. Berdasarkan kriteria alat pengering yang telah dirancang, diperoleh bentuk fisik alat pengering dengan ukuran Panjang 90 cm, Lebar 50 cm dan Tinggi 85 cm, memiliki kapasitas 15 film ukuran 25cm x 10 cm, dilengkapi dengan blower isap dan blower buang untuk mensirkulasi udara panas, dan suhu ruang pengering berkisar 30 – 50 0C yang dapat diatur. Berdasarkan kurva pengujian alat, untuk pengujian dengan beban 5 film nampak pola yang berbeda dengan pengujian beban yang lain. Untuk pengeringan pada suhu 300C waktu yang diperlukan terlalu lama. Untuk memperoleh pemanasan yang efektif, maka pengurangan kalor yang merambat pada dinding harus diperkecil, hal ini dapat dilakukan dengan menanbah tebal dinding penyekat panas yaitu dengan mempertebal lapisan styrofoam yang digunakan.
22 menit, pada kondisi beban minimum adalah 9 menit DAFTAR PUSTAKA 1. DONALD Q. KERN, “ Proses Heat Transfer” Mc. Graw-Hill Book Company. 2. LEE CHERFF CISCA DAN MUSLIMIN MARPAUNG, “ Rangkaian Listrik”, Armico- Bandung, 1993 3. J.P. HOLMAN, Perpindahan kalor, Erlangga, 1994.
KESIMPULAN Telah dibuat alat pengering film dengan suhu pengering dengan spesifikasi tegaangan kerja 220 Volt, Arus Nominal 3,69 Ampere, daya pemanas 600 Watt, pengatur Suhu (thermostat) (30 50)0C, sensor suhu menggunakan Bulb Thermostaat, daya blower 50 Watt, penampang kabel 2.5 mm2, sekring 6 A, dimensi 90 cm x 50 cm x 85 cm, kapasitas 15 Film, ukuran film 10cm x 25 cm Waktu pengeringan pada pada kondisi beban masimum pada temperatur 500C adalah 32 menit, pada kondisi beban minimum adalah 15 menit Waktu pengeringan pada pada kondisi beban masimum pada temperatur 300C adalah
Djoko Marjanto, dkk
293
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
SEMINAR NASIONAL IV SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA,5 NOVEMBER 2009 ISSN 1978-0176
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
294
Djoko Marjanto, dkk