alat penukar kalor

ALAT PENUKAR KALOR

Alat penukar panas (heat exchanger) adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan panas antara dua buah fluida atau lebih yang memiliki perbedaan temperature yaitu fluida yang bertemperatur tinggi kefluida yang bertemperatur rendah. Perpindahan panas teesebut baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Pada kebanyakan sistem kedua fluida ini tidak mengalami kontak langsung. Kontak langsung alat penukar kalor terjadi sebagai contoh pada gas kalor yang terfluidisasi dalam cairan dingin untuk meningkatkan temperatur cairan atau mendinginkan gas. Alat penukar panas banyak digunakan pada berbagai instalasi industri, antara lain pada : boiler, kondensor, cooler, cooling tower. Sedangkan pada kendaraan kita dapat menjumpai radiator yang fungsinya pada dasarnya adalah sebagai alat penukar panas. Tujuan perpindahan panas tersebut di dalam proses industri diantaranya adalah :

a) Memanaskan atau mendinginkan fluida hingga mencapai temperature tertentu yang dapat memenuhi persyaratan untuk proses selanjutnya, seperti pemanasan reaktan atau pendinginan produk dan lain-lain.

 b) Mengubah keadaan (fase) fluida : destilasi, evaporasi, kondensassi dan lain-lain. Proses perpindahan panas tersebut dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Maksudnya adalah :

 1) Pada alat penukar kalor yang langsung, fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruangan tertentu. Contohnya adalah clinker cooler dimana antara clinker yang panas dengan udara pendingin berkontak langsung. Contoh yang lain adalah cooling tower untuk mendinginkan air pendingin kondenser pada instalasi mesin pendingin sentral atau PLTU, dimana antara air hangat yang didinginkan oleh udara sekitar saling berkontak seperti layaknya air mancur.

 2) Pada alat penukar kalor yang tidak langsung, fluida panas tidak berhubungan langsung dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan panas itu mempunyai media perantara, seperti pipa, pelat atau peralatan jenis lainnnya. Untuk meningkatkan efektivitas pertukaran energi, biasanya bahan permukaan pemisah dipilih dari bahan-bahan yang memiliki konduktivitas termal yang tinggi seperti tembaga dan aluminium. Contoh dari penukar kalor seperti ini sering kita jumpai antara lain radiator mobil, evaporator AC. Pertukaran panas secara tidak langsung terdapat dalam beberapa tipe dari penukar kalor diantaranya tipe plat, shell and tube, spiral dll. Pada kebanyakan kasus penukar kalor tipe plat mempunyai efektivitas perpindahan panas yang lebih bagus. Klasifikasi Alat Penukar Kalor Adapun klasifikasi dari alat penukar kalor dapat dibagi dalam beberapa kelompok yaitu : - Berdsarkan konstruksinya

 1) Tabung (tubular)

2) Plate-Type

3) Extended Surface

4) Regenerative

- Berdasarkan pengaturan aliran

 1) Single Pass

2) Multi Pass

- Berdasarkan jenis aliran

1) Aliran Berlawanan Arah (Counter Flow)

2) Alira Sejajar (Parallel Flow)

3) Aliran Silang (Cross Flow)

4) Aliran Terpisah (Split Flow)

5) Aliran Bercabang (Divide Flow)

 - Berdasarkan banyaknya laluan :

1) Seluruh Cross-counter flow

2) Seluruh cross-parallel flow

3) Parallel counter flow

- Berdasarkan mekanisme perpindahan panas

1) Konveksi satu fasa (dengan konveksi paksa atau alamiah)

2) Konveksi dua fasa (dengan konveksi paksa atau alamiah)

 3) Kombinasi perpindahan panas

- Berdasarkan fungsinya dapat digolongkan pada beberapa nama:

1) Exchanger: Memanfaatkan perpindahan kalor diantara dua fluida proses (steam dan air pendingin tidak termasuk sebagai fluida proses, tetapi merupakan utilitas).

2). Heater: Berfungsi memanaskan fluida proses, dan sebagai bahan pemanas alat ini menggunakan steam.

 3) Cooler: Berfungsi mendinginkan fluida proses, dan sebagai bahan pendingin digunakan air.

 4) Condenser: Berfungsi untuk mengembunkan uap atau menyerap kalor laten penguapan

 5) Boiler : Berfungsi untuk membangkitkan uap.

 6) Reboiler : Berfungsi sebagai pensuplai kalor yang diperlukan bottom produk pada distilasi. Steam biasanya digunakan sebagai media pemanas.

7) Evaporator: Berfungsi memekatkan suatu larutan dengan cara menguapkan airnya. 8) Vaporizer: Berfungsi memekatkan cairan selain dari air.

 Adapun bentuk dari alat penukar kalor pada industri antara lain :

1. Alat Penukar Kalor Shell dan Tube

2. Alat Penukar Kalor Coil dan Box

3. Alat Penukar Kalor Double dan Pipe

4. Alat Penukar Kalor type Plate

Klasifikasi penukar kalor berdasarkan susunan aliran fluida Yang dimaksud dengan susunan aliran fluida di sini adalah berapa kali fluida mengalir sepanjang penukar kalor sejak saat masuk hingga meninggalkannya serta bagaimana arah aliran relatif antara kedua fluida (apakah sejajar/parallel, berlawanan arah/counter atau bersilangan/cross).

a.    Pertukaran panas dengan aliran searah (co-current/parallel flow) yaitu apabila arah aliran dari kedua fluida di dalam penukar kalor adalah sejajar. Artinya kedua fluida masuk pada sisi yang satu dan keluar dari sisi yang lain mengalir dengan arah yang sama. Karakter penukar panas jenis ini temperatur fluida yang memberikan energi akan selalu lebih tinggi dibanding yang menerima energi sejak mulai memasuki penukar kalor hingga keluar

b. Pertukaran panas dengan aliran berlawanan arah (counter current / flow) yaitu bila kedua fluida mengalir dengan arah yang saling berlawanan dan keluar pada sisi yang berlawanan. Pada tipe ini masih mungkin terjadi bahwa temperatur fluida yang menerima panas (temperatur fluida dingin) saat keluar penukar kalor (T4) lebih tinggi dibanding temperatur fluida yang memberikan kalor (temperatur fluida panas) saat meninggalkan penukar kalor. 

c. Pertukaran panas dengan aliran silang ( cross flow ) Artinya arah aliran kedua fluida saling bersilangan. Contoh yang sering kita lihat adalah radiator mobil dimana arah aliran air pendingin mesin yang memberikan energinya ke udara saling bersilangan. Apabila ditinjau dari efektivitas pertukaran energi, penukar kalor jenis ini berada diantara kedua jenis di atas. Dalam kasus radiator mobil, udara melewati radiator dengan temperatur rata-rata yang hampir sama dengan temperatur udara lingkungan kemudian memperoleh panas dengan laju yang berbeda di setiap posisi yang berbeda untuk kemudian bercampur lagi setelah meninggalkan radiator sehingga akan mempunyai temperatur yang hampir seragam

 

Heat Exchanger Tipe Plat Heat exchanger tipe plat adalah jenis penukar panas yang menggunakan pelat logam untuk mentransfer panas antara dua cairan. Ini memiliki keuntungan besar atas suatu penukar panas konvensional dalam bahwa cairan yang terkena luas permukaan jauh lebih besar karena cairan menyebar di plat. Ini memfasilitasi transfer panas, dan sangat meningkatkan kecepatan perubahan suhu. Plat penukar panas yang sekarang umum dan versi dibrazing sangat kecil yang digunakan dalam air panas bagian dari jutaan kombinasi boiler. Konsep di balik penukar panas adalah penggunaan pipa atau pembuluh penahanan lain untuk panas atau dingin satu cairan dengan mentransfer panas antara itu dan cairan lain. Dalam kebanyakan kasus, penukar terdiri dari pipa melingkar berisi satu fluida yang melewati ruang berisi cairan lain. Dinding pipa biasanya terbuat dari logam, atau zat lain dengan konduktivitas panas yang tinggi, untuk memfasilitasi pertukaran, sedangkan casing luar ruang yang lebih besar adalah terbuat dari plastik atau dilapisi dengan isolasi termal, untuk mencegah panas dari melarikan diri dari exchanger. Kontruksi Heat Exchanger Tipe Plat Pelat penukar panas (PHE) adalah desain khusus cocok untuk mentransfer panas antara cairan menengah dan tekanan rendah. Dilas, semi-dilas dan penukar panas dibrazing digunakan untuk pertukaran panas antara cairan bertekanan tinggi atau di mana produk yang lebih kompak diperlukan. Untuk konstruksi heat exchanger tipe plat yang dibuat, dapat ditunjukan pada gambar dibawah; 

Read More

Read More

PENERAPAN KALOR

Aplikasi Kalor Dalam kehidupan Sehari-hari

1.      Termos

Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Dinding termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara:

permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos,

dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan

ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi.

2.      Setrika

Setrika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. Adapun, pegangan seterika terbuat dari bahan yang bersifat isolator.

3.      Panci Masak

Panci masak terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari bahan yang bersifat isolator untuk menahan panas.

Read More

PRINSIP KERJA BOILER

BOILER

Boiler adalah sebuah wadah tertutup berisi air atau fluida lain untuk dipanaskan. Sekalipun sebuah boiler tidak harus berfungsi untuk mendidihkan fluida, namun kita lebih familiar dengan boiler yang berfungsi untuk mendidihkan air sehingga memproduksi uap air. Sehingga pada umumnya kita lebih memahami bahwa boiler adalah sebuah alat untuk memproduksi uap air. 

Prinsip kerja boiler sebenarnya cukup sederhana sama seperti pada saat kita sedang mendidihkan air menggunakan panci. Proses pendidihan air tersebut akan selalu diiringi proses perpindahan panas yang melibatkan bahan bakar, udara, material wadah air, serta air itu sendiri. Proses perpindahan panas ini mencakup tiga jenis perpindahan panas yang sudah sangat kita kenal yakni konduksi, konveksi, dan radiasi.

Pada boiler pipa air di atas misalnya, sumber panas didapatkan dari pembakaran bahan bakar di dalamfurnace. Energi panas ini sebagian akan terpancar secara radiasi ke pipa-pipa evaporator sehingga memanaskan pipa-pipa tersebut. Panas yang terserap oleh permukaan pipa akan secara konduksi berpindah ke sisi permukaan dalam pipa. Di dalam pipa, mengalir air yang terus-menerus menyerap panas tersebut. Proses penyebaran panas antar molekul air di dalam aliran ini terjadi secara konveksi. Perpindahan panas konveksi antar molekul air, seakan-akan menciptakan aliran fluidatersendiri terlepas dengan aliran air di dalam pipa-pipa boiler.

 Gas hasil pembakaran yang mengandung energi panas akan terus mengalir mengikuti bentuk boiler hingga ke sisi keluaran. Di sepanjang perjalanan, panas yang terkandung di dalam gas buang akan diserap oleh permukaan tubing boiler dan diteruskan secara konduksi ke air di dalam pipa. Secara bertahap, air akan berubah fase menjadi uap basah (saturated steam) dan dapat berlanjut hingga menjadi uap kering (superheated steam).

Read More

EKSPANSI TERMAL

Ekspansi Termal Zat Padat dan Cair

Diskusi kita tentang termometer cair memanfaatkan salah satu perubahan paling terkenal dalam suatu zat: dengan meningkatnya suhu, volumenya meningkat. Fenomena ini, dikenal sebagai ekspansi termal, memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi teknik. Misalnya, ekspansi termal sambungan seperti yang ditunjukkan pada Gambar yang harus disertakan dalam bangunan, jalan raya beton, rel kereta api, dinding bata, dan jembatan untuk mengkompensasi perubahan dimensi yang terjadi karena perubahan suhu

Ekspansi termal merupakan konsekuensi dari perubahan pemisahan rata-rata antara atom dalam suatu objek. Untuk memahami konsep ini, mari kita modelkan atom sebagaimana yang terhubung dengan pegas kaku seperti yang dibahas dalam Bagian 15.3 dan ditunjukkan pada Gambar 15.11b. Pada suhu biasa, atom dalam benda padat berosilasi di sekitar posisi keseimbangannya dengan amplitudo sekitar 10-11 m dan frekuensi sekitar 1013 Hz. Rata-rata jarak antara atom adalah sekitar 10-10 m. Ketika suhu benda padat meningkat, atom berosilasi dengan amplitudo yang lebih besar, sebagai akibatnya, pemisahan rata-rata antara mereka meningkat. Akibatnya, objek mengembang. Jika ekspansi termal relatif cukup kecil untuk dimensi awal obyek, perubahan dalam dimensi apapun, untuk pendekatan yang baik, sebanding dengan daya pertama dari perubahan suhu. Misalkan sebuah benda memiliki panjang awal Li sepanjang beberapa arah pada beberapa suhu dan panjang meningkat sebesar ∆L untuk perubahan suhu ∆T. Karena lebih mudah untuk mempertimbangkan perubahan fraksional panjang per derajat perubahan suhu, kita mendefinisikan rata-rata koefisien ekspansi linear sebagai: Percobaan menunjukkan bahwa α konstan untuk perubahan kecil pada suhu. Untuk tujuan perhitungan, persamaan ini biasanya ditulis sebagai: ∆L = αLi ∆T (19.4) atau seperti: Lf - Li = α Li (Tf - Ti) (19.5) dimana Lf adalah panjang akhir, Ti dan Tf , masing-masing adalah suhu awal dan akhir, dan proporsionalitas konstanta α adalah rata-rata koefisien ekspansi linear untuk bahan tertentu dan memiliki satuan (0C)-1. Persamaan 19.4 dapat digunakan untuk kedua ekspansi termal, ketika suhu material meningkat, dan kontraksi termal, jika suhunya menurun. 

 

Ini mungkin membantu untuk berpikir dari ekspansi termal sebagai perbesaran efektif atau sebagai pembesaran fotografi obyek. Misalnya, ketika pencuci logam dipanaskan (Gambar. 19,8), semua dimensi, termasuk jari-jari lubang, meningkat sesuai dengan Persamaan 19.4. Sebuah rongga dalam sepotong kain mengembang dengan cara yang sama seperti jika rongga diisi dengan materi. Tabel 19.1 daftar koefisien rata-rata ekspansi linear untuk berbagai bahan. Untuk materi ini, α adalah positif, menunjukkan peningkatan panjang seiring dengan meningkatnya suhu. Namun, itu tidak selalu terjadi. Beberapa zat-kalsit (CaCO3) adalah salah satu contoh-mengembang seiring satu dimensi (α positif) dan menyusut bersama yang lain (α negatif) karena suhu mereka meningkat. 

Read More

TEKANAN DIDALAM KANDUNG KEMIH

Tekanan di dalam kandung kemih

Satu dari tekanan internal tubuh yang juga sangat penting adalah tekanan yang terjadi pada kandung kemih (bladder). Peningkatan tekanan yang terjadi pada kandung kemih adalah akibat adanya akumulasi (pertambahan terus menerus) volume air kencing (urine). Untuk orang dewasa volume maksimum kandung kemih adalah 500 ml dengan tekanan rata-rata 30 cmH2O. Jika kontraksi dinding kandung kemih terjadi, tekanan ini dapat ditingkatkan sampai mencapai 150 cmH2O. Anak-anak lelaki kadang-kadang sering menggunakan cara klasik untuk mengukur seberapa besar tekanan kandung kemihnya dengan melakukan kencing secara vertikal mengarah ke suatu tembok dan mengukur tinggi maksimum semburan yang dicapai. Untuk orang penderitaprostatic (saluran kandung kemihnya tersumbat), tekanan kandung kemihnya dapat mencapai lebih 100 cmH2O. Tekanan di dalam kandung kemih dapat diukur dengan memasukkan suatu catheter yang dilengkapi dengan sensor tekanan ke dalam kandung kemih melalui urethra (saluran keluarurine). Tekanan pada kandung kemih dapat bertambah pada saat batuk, saat duduk dan pada saat dalam keadaan tegang. Khusus untuk wanita hamil, tekanan pada kandung kemihnya akan bertambah dengan bertambah beratnya janin yang dikandung dan biasanya oleh karena itu ia sering buang air kecil. Pada situasi yang stress pun juga dapat meningkatkan tekanan pada kandung kemih, belajar saat mau ujian membuat anda sering buang air kecil ke toilet. Hal ini disebabkan karena “nerves”.

Read More

TEKANAN PADA TUBUH

Tekanan (disimbolkan dengan huruf P) didefenisikan sebagai gaya per satuan luas. Satuannya adalah N/m2, yang di dalam sistim satuan SI dinyatakan dengan Pascal atau Pa. Di dalam dunia medis satuan tekanan dinyatakan dalam millimeter mercuri atau disingkat dengan mmHg. Tekanan atmosfer lingkungan kita adalah 760 mmHg. Atmosfer memiliki tekanan sebesar 1 atm (atm adalah singkatan dari atmosfer). Jadi 1 atm = 760 mmHg. Karena kita hidup di lingkungan atmosfer, maka pengukuran tekanan apapun dihitung relatif terhadap tekanan atmosfer. Ada sejumlah tempat di dalam tubuh yang tekanannya relatif lebih kecil dari tekanan atmosfer (atau bernilai negatif). Sebagai contoh, ketika kita bernafas (menarik nafas), tekanan di dalam paru-paru kita harus lebih kecil dari tekanan udara luar (atmosfer) agar supaya udara di lingkungan kita dapat mengalir ke dalam paru-paru. Ketika seseorang minum air dari sebuah gelas dengan menggunakan sedotan, tekanan di dalam mulutnya harus jauh lebih kecil dari tekanan atmosfer di sekitar gelas agar air di dalam gelas tersebut dapat mengalir ke dalam mulut. Di dalam tubuh kita, jantung berperan sebagai sebuah pompa yang dapat menghasilkan tekanan yang betul-betul tinggi (~100 sampai 140 mmHg) untuk menghasilkan gaya dorong yang besar agar darah dapat didorong mengalir dari paru-paru ke seluruh tubuh melalui arteri. Darah yang telah dialirkan ke seluruh tubuh akan dialirkan kembali ke paru-paru melalui venous (pembuluh darah), oleh karena itu tekanan pada venous harus betul-betul cukup kecil agar darah (khususnya pada bagian tubuh yang paling bawah seperti kaki) dapat disedot kembali ke dalam jantung. Kegagalan dalam menyedot kembali darah yang telah dialirkan ke wilayah kaki ini sering menghasilkan pembengkakan pada pembuluh darah (veins). 

Tekanan di dalam tengkorak

 Ruang di sekitar otak di dalam tengkorak memiliki sekitar 150 cm3 cairan otak (cerebrospinal fluid disingkat dengan CSF). Cairan otak ini dapat mengalir keluar dari wilayah otak melalui saluran ventrikel (venticle). Ventricles adalah rongga-rongga berukuran sangat kecil yang menghubungkan ruang otak dengan rongga tulang belakang (spinal column). Aliran secara sirkulatif (bersirkulasi) cairan CSF melalui ventricles dari ruang otak ke rongga tulang belakang dan sebaliknya terjadi secara terus menerus. Jika ventricles mengalami penyumbatan, cairan CSF akan terjebak di dalam ruang otak (tengkorak) sehingga akan meningkatkan tekanan internal tengkorak. Peningkatan tekanan internal tengkorak, pada taraf yang berlebihan akan menyebabkan terjadinya pembesaran tengkorak (kepala membesar secara tidak normal). Pembesaran kepala yang tidak normal ini disebut sebagai hydrocephalus. Kondisi ini sering terjadi pada bayi, dan menjadi permasalahan yang sangat serius. Namun jika gejala ini secara dini dapat diketahui, penanggulangannya dapat dilakukan melalui pembedahan dengan mem-by-pass sistim aliran CSF yang tersumbat dengan teknologi yang ada. Pengukuran penambahan tekanan CSF tidak dapat dilakukan secara langsung. Metode pengukuran yang lazim dilakukan adalah dengan mengukur panjang lingkaran keliling kepala (tengkorak) yang terletak tepat sedikit di atas kuping. Nilai normal panjang keliling kepala untuk bayi adalah 32 sampai 37 cm. Apabila ukuran ini dilebihi, maka bayi tersebut memiliki kecenderungan terseranghydrocephalus. Tekanan Pada Mata Cairan bening di dalam bola mata yang terdapat antara permukaan mata dan retina memiliki tekanan tertentu sehingga dapat menjaga bola mata pada bentuk dan ukuran yang tetap. Dimensi atau bentuk mata sangatlah kritis. Bila dimensinya tidak tepat, mata menjadi tidak dapat melihat. Perubahan 0,1 mm pada diameternya menghasilkan efek (pengaruh) terhadap kejelasan penglihatan. Jangan sekali-kali menekan bola mata terlalu keras karena dapat berakibat fatal dimana tekanan internal mata tidak dapat mengembalikan bola mata ke dalam bentuk semula dan oleh karena itu dapat menyebabkan kebutaan. Tekanan normal cairan bening mata (tekanan mata) berada pada interval 12 sampai 23 mmHg. Cairan di bagian depan mata tersusun sebagaian besar dari air. Mata secara kontinu menghasilkan cairan, dan oleh sistim pengaliran yang dimilikinya membuat cairan yang berlebihan dapat dibuang dengan baik. Apabila sistim pengaliran ini mengalami penyumbatan sehingga sirkulasi tidak berjalan dengan sewajarnya, maka akan mengakibatkan tekanan di dalam mata menjadi meningkat (bertambah). Peningkatan tekanan ini dapat membatasi suplai darah ke retina mata sehingga mempengaruhi kejelasan penglihatan. Kondisi seperti ini disebut dengan glaucoma. Bila kondisi seperti ini sudah pada taraf yang sangat parah dapat menyebabkan kebutaan. Tekanan yang dihasilkan cairan mata ini (tekanan mata) dapat diukur dengan alat yang diberi namatonometer. Tekanan Pada Sistem Pencernaan Sistim pencernaan memiliki pintu masukan, yaitu melalui mulut dan menuju ke persambungan antara kerongkongan dan lambung (stomach-esophagus junction), dan pintu pengeluaran melalui anus (anal sphincter). Panjang sistim pencernaan manusia dari mulut sampai anus lebih kurang 6 m. Sistim pencernaan dilengkapi dengan katub-katub (valves) yang berperan sebagai pembuka dan penutup sehingga sistim pencernaan berproses dengan sempurna. Katub di dalam usus berperan untuk meratakan penyaluran (pengaliran) makanan di dalamnya. Katub-katub terdapat pada antara lambung dan usus kecil (pylorus; yang berperan untuk menghidari aliran makanan dari usus kecil kembali ke lambung) dan antara usus kecil dan usus besar (valve between small and large intestine). Pada beberapa kejadian aliran penyaluran terbalik dapat saja terjadi, seperti pada saat muntah, aliran makanan berbalik dari yang normalnya. Tekanan di dalam lambung dan usus (bagian-bagian dari sistim pencernaan) lebih besar dari pada tekanan atmosfer. Makanan yang dimakan (setelah kenyang) meningkatkan tekanan pada sistim pencernaan. Pertambahan tekanan ini ditandai dengan semakin tegangnya kulit perut. Di samping itu, pada saat makan biasanya udara yang sempat dihirup melalui pernafasan tertahan dan terjebak di dalam tubuh. Udara yang terjebak ini menambah tekanan secara signifikan pada sistim pencernaan. Tekanan di dalam sistim pencernaan dapat juga dibangkitkan oleh gas-gas yang dihasilkan oleh bakteri-bakteri yang terdapat di dalam usus. Gas-gas ini umumnya dikeluarkan dalam bentuk kentut (flatus). Kadang-kadang suatu bentuk penyumbatan terjadi pada katub antara usus besar dan usus kecil dan membangkitkan tekanan yang berlebihan sehingga menghalangi organ pembuluh darah yang ada di perut untuk mengalirkan darah ke organ-organ penting di dalamnya. Jika tekanan yang terjadi ini menjadi cukup besar akan menghentikan mekanisme sistim aliran darah di dalam perut yang dapat berakibat pada kematian. Suatu teknik intubation(memasukkan pipa kecil melalui hidung, lambung dan usus) biasanya dilakukan untuk mengurangi tekanan tersebut. Jika usaha ini gagal, selanjutnya diatasi dengan melakukan pembedahan. Penambahan tekanan yang besar di dalam usus akan menyebabkan resiko infeksi pada dinding usus, karena tekanan yang besar akan menyebabkan dinding usus cenderung robek atau retak-retak seperti teriris terluka kecil, dan gas-gas yang terjebak di dalam usus akan dengan cepat menyebar dan memasuki luka-luka tersebut. Resiko ini dapat direduksi dengan melakukan pembedahan di ruangan bertekanan tinggi, dimana tekanan ruangan lebih tinggi dari tekanan usus penderita.

Read More

ANIMASI HUKUM BOYLE

Read More

ANIMASI PENERAPAN TERMODINAMIKA

Read More

SIKLUS RANKINE

SIKLUS RANKINE

Siklus Rankine merupakan siklus tenaga uap paling sederhana yang merupakan modifikasi dari siklus Carnot, di mana proses pemanasan dan pendinginan pada siklus ini terjadi pada tekanan yang tetap. Siklus Rankine ideal digambarkan sebagai berikut (Li dan Triddy, 1985) :

Gambar 1. Siklus rankine. 

Siklus Rankine ideal tidak melibatkan irreversibel internal dan terdiri dari 4 tahapan proses yang diterangkan sebagai berikut : 

1-2 : Merupakan proses kompresi isentropik dalam kompressor, kondisi 1 adalah udara atmosfer. Temperatur udara hasil kompresi T2 dapat diketahui dari persamaan : 

rp = rasio tekanan

γ = Perbandingan panas spesifik pada tekanan konstan dan panas spesifik pada volume konstan,

untuk udara  

Proses penambahan panas pada tekanan konstan dalam ruang bakar. Panas yang ditambahkan dalam ruang bakar adalah

Proses ekspansi isentropik dalam turbin. Temperatur gas keluaran dihitung melalui persamaan : 

 

Merupakan proses pelepasan kalor (heat rejection) ke lingkungan pada tekanan konstan. Hal ini dapat dihitung melalui persamaan   

 

Berikut adalah lay-out fisik dari siklus Rankine ::

 

Gambar 2. Lay out khusus Siklus Rankine. Air masuk pompa pada kondisi 1 sebagai cairan jenuh dan dikompresi sampai tekanan operasi boiler. Temperatur air akan meningkat selama kompresi isentropik melalui sedikit pengurangan dari volume spesifik air. Jarak vertikal antara 1 – 2 pada diagram T – s diatas biasanya dilebihkan untuk menjaga agar proses lebih aman. Air memasuki boiler sebagai cairan terkompresi pada kondisi 2 dan akan menjadi uap superheated pada kondisi 3. Dimana panas diberikan oleh boiler ke air pada temperatur yang tetap. Boiler dan seluruh bagian yang menghasilkan uap ini disebut sebagai generator uap. Uap superheated pada kondisi 3 kemudian akan memasuki turbin untuk diekspansi secara isentropik dan akan menghasilkan kerja untuk memutar shaft yang terhubung dengan generator listrik sehingga dihasilkanlah listrik. P dan T dari uap akan turun selama proses ini menuju keadaan 4 dimana uap akan masuk kondensor dan biasanya sudah berupa uap jenuh. Uap ini akan dicairkan pada P konstan didalam kondensor dan akan meninggalkan kondensor sebagai cairan jenuh yang akan masuk pompa untuk melengkapi siklus ini. Sehingga data dibawah kurva proses pada diagram T – s menunjukkan transfer panas untuk proses reversibel internal. Area dibawah kurva proses 2 – 3 menunjukkan panas yang ditransfer ke boiler, dan area dibawah kurva proses 4 – 1 menunjukkan panas yang dilepaskan di kondensor. Perbedaan dari kedua aliran ini adalah kerja netto yang dihasilkan selama siklus. 

Read More

TEKNIK RADIASI

PENGAWET MAKANAN DENGAN TEKNIK RADIASI

Radiasi adalah tenaga dalam bentuk sinar atau partikel yang dipancarkan dari zat radioaktif. Radiasi sinar Gama atau Partikel Elektron dapat digunakan untuk mensterilkan benda tertentu karena energi radiasi yang tinggi dapat membunuh mikroba seperti bakteri, jamur (kapang), atau virus. Benda-benda yang perlu disterilkan misalnya alat-alat kedokteran, obat-obatkan, kosmetik, bahan pangan, jaringan biologi, kondom dan lain-lain. Dosis radiasi yang digunakan dalam proses sterilisasi akan tergantung kepada jenis bahan yang disterilkan, jenis mikroba, dan tingkat populasi mikroba. Keunggulan teknik sterilisasi dengan radiasi di antaranya: 

• Tidak merusak bahan yang disterilkan 

• Lebih efektif karena dapat mencapai 100% steril pada dosis tinggi

 • Dapat mesterilkan bahan dalam jumlah banyak untuk sekali proses radiasi

 • Ramah lingkungan karena tidak menghasilkan limbah Radiasi pengion dapat dimanfaatkan Radiasi pengion dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan/kepentingan antara lain untuk menghambat pertunasan, menunda pematangan, disinfestasi serangga/hama gudang, dekontaminasi bakteri patogen dan mensterilkan produk dari segala bentuk cemaran mikroba. Kondisi iradiasi (dosimeter, dosis lingkungan/suhu); bahan pengemas; kondisi penyimpanan (suhu dan kelembaban ruang) sangat berpengaruh pada kualitas produk pangan iradiasi sehingga tetap aman, berkualitas dan tahan lama. Pengawetan bahan makanan dapat dilakukan dengan cara iradiasi, radiasi yang dipaparkan pada bahan makanan tersebut akan membunuh mikroorganisme pembusuk sehingga pembusukan makanan dapat diperlambat. Tanggal 29 Desember 1987 Departemen Kesehatan RI telah memberikan izin PERMENKES No. : 826/MENKES/PER/XII/1987 untuk beberapa jenis produk bahan pangan iradiasi dan telah diperbaharuhi pada tahun 1995 yaitu PERMENKES No. : 152/MENKES/SK/II/1995 untuk dosis maksimum 10 kGy). Adapun JECFI (Joint Expert Committee on Food Irradiation) pada tahun 1980 telah merekomendasi bahwa dosis sampai 10 kGy aman untuk dikonsumsi. Jenis komoditas bahan pangan segar dan olahan yang telah dan sedang diteliti di BATAN: 1. Makanan siap saji steril: Pepes Ikan mas, pepes ayam, kare ayam, semur ayam, rendang, daging sapi, empal daging sapi, semur daging sapi. 2. Makanan olahan/makanan ringan: dodol, bakpia. 3. Buah dan Sayuran: mangga, pepaya, tomat apel, pisang ambon, brokolli, asparagu.

Read More

alat penukar kalor

ALAT PENUKAR KALOR

Alat penukar panas (heat exchanger) adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan panas antara dua buah fluida atau lebih yang memiliki perbedaan temperature yaitu fluida yang bertemperatur tinggi kefluida yang bertemperatur rendah. Perpindahan panas teesebut baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Pada kebanyakan sistem kedua fluida ini tidak mengalami kontak langsung. Kontak langsung alat penukar kalor terjadi sebagai contoh pada gas kalor yang terfluidisasi dalam cairan dingin untuk meningkatkan temperatur cairan atau mendinginkan gas. Alat penukar panas banyak digunakan pada berbagai instalasi industri, antara lain pada : boiler, kondensor, cooler, cooling tower. Sedangkan pada kendaraan kita dapat menjumpai radiator yang fungsinya pada dasarnya adalah sebagai alat penukar panas. Tujuan perpindahan panas tersebut di dalam proses industri diantaranya adalah :

a) Memanaskan atau mendinginkan fluida hingga mencapai temperature tertentu yang dapat memenuhi persyaratan untuk proses selanjutnya, seperti pemanasan reaktan atau pendinginan produk dan lain-lain.

 b) Mengubah keadaan (fase) fluida : destilasi, evaporasi, kondensassi dan lain-lain. Proses perpindahan panas tersebut dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Maksudnya adalah :

 1) Pada alat penukar kalor yang langsung, fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruangan tertentu. Contohnya adalah clinker cooler dimana antara clinker yang panas dengan udara pendingin berkontak langsung. Contoh yang lain adalah cooling tower untuk mendinginkan air pendingin kondenser pada instalasi mesin pendingin sentral atau PLTU, dimana antara air hangat yang didinginkan oleh udara sekitar saling berkontak seperti layaknya air mancur.

 2) Pada alat penukar kalor yang tidak langsung, fluida panas tidak berhubungan langsung dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan panas itu mempunyai media perantara, seperti pipa, pelat atau peralatan jenis lainnnya. Untuk meningkatkan efektivitas pertukaran energi, biasanya bahan permukaan pemisah dipilih dari bahan-bahan yang memiliki konduktivitas termal yang tinggi seperti tembaga dan aluminium. Contoh dari penukar kalor seperti ini sering kita jumpai antara lain radiator mobil, evaporator AC. Pertukaran panas secara tidak langsung terdapat dalam beberapa tipe dari penukar kalor diantaranya tipe plat, shell and tube, spiral dll. Pada kebanyakan kasus penukar kalor tipe plat mempunyai efektivitas perpindahan panas yang lebih bagus. Klasifikasi Alat Penukar Kalor Adapun klasifikasi dari alat penukar kalor dapat dibagi dalam beberapa kelompok yaitu : - Berdsarkan konstruksinya

 1) Tabung (tubular)

2) Plate-Type

3) Extended Surface

4) Regenerative

- Berdasarkan pengaturan aliran

 1) Single Pass

2) Multi Pass

- Berdasarkan jenis aliran

1) Aliran Berlawanan Arah (Counter Flow)

2) Alira Sejajar (Parallel Flow)

3) Aliran Silang (Cross Flow)

4) Aliran Terpisah (Split Flow)

5) Aliran Bercabang (Divide Flow)

 - Berdasarkan banyaknya laluan :

1) Seluruh Cross-counter flow

2) Seluruh cross-parallel flow

3) Parallel counter flow

- Berdasarkan mekanisme perpindahan panas

1) Konveksi satu fasa (dengan konveksi paksa atau alamiah)

2) Konveksi dua fasa (dengan konveksi paksa atau alamiah)

 3) Kombinasi perpindahan panas

- Berdasarkan fungsinya dapat digolongkan pada beberapa nama:

1) Exchanger: Memanfaatkan perpindahan kalor diantara dua fluida proses (steam dan air pendingin tidak termasuk sebagai fluida proses, tetapi merupakan utilitas).

2). Heater: Berfungsi memanaskan fluida proses, dan sebagai bahan pemanas alat ini menggunakan steam.

 3) Cooler: Berfungsi mendinginkan fluida proses, dan sebagai bahan pendingin digunakan air.

 4) Condenser: Berfungsi untuk mengembunkan uap atau menyerap kalor laten penguapan

 5) Boiler : Berfungsi untuk membangkitkan uap.

 6) Reboiler : Berfungsi sebagai pensuplai kalor yang diperlukan bottom produk pada distilasi. Steam biasanya digunakan sebagai media pemanas.

7) Evaporator: Berfungsi memekatkan suatu larutan dengan cara menguapkan airnya. 8) Vaporizer: Berfungsi memekatkan cairan selain dari air.

 Adapun bentuk dari alat penukar kalor pada industri antara lain :

1. Alat Penukar Kalor Shell dan Tube

2. Alat Penukar Kalor Coil dan Box

3. Alat Penukar Kalor Double dan Pipe

4. Alat Penukar Kalor type Plate

Read More

SIKLUS KERJA KOMPRESOR

SIKLUS KERJA KOMPRESOR

Apabila gas refrigerant diisap masuk dan dikompresikan didalam silinder kompresor mesin refrigerasi, perubahan tekanan gas refrigerant terjadi sesuai dengan perubahan volume yang diakibatkan oleh gerak torak didalam silinder tersebut.
Gambar dibawah ini menunjukkan perubahan tekanan gas didalam silinder selama langkah uap dan langkah kompresi.

Langkah Isap

Pada waktu torak berda pada titik mati atas ( titik A) katup buang dan katup isap ada dalam keadaan menutup. Kemudian, pada waktu torak mulai bergerak dari TMA ke TMB katup isap akan membuka.

Selama gerakan torak dariTMA ke titik B, gas yang ada dalam silinder akan berexpansi, tetapi gas sebenarnya baru terisap masuk kedalam silinder. Setelah tekanan dalam silinder tersebut turun mencapai tekanan penguapan. Oleh karena itu, selama gerakan torak dari titik A ke titik B, tidak terjadi pengisapan (langkah bebas/idle stroke).

Maka baru setelah torak mencapai titik B dan meneruskan gerakanya menuju TMB (titik C), gas refrigerant mulai diisap masuk kedalam silinder. Pada waktu torak berada di TMB katup isap menutup dan proses pengisapan gas refrigerant selesai.

Langkah Kompresi

Pada waktu torak berada pada di TMB (titik C), baik katup isap maupun katup buang ada dalam keadaan menutup.

Selanjutnya, selama gerakan total dari TMB ke titik D, gas didalam silinder mengalami proses kompresi sehimgga tekanan gas akan naik secara berangsur-angsur.

Apabila telah dicapai tekanan buang (pengeluaran ), pada titik d, katup buang ,mulai membuka sehingga gas akan keluar dari dalam silinder.

Selama gerakan total dari titik D ke TMA (titik A), pengeluaran gas refrigerant berlangsung pada tekanan konstan. Proses kompresi selesai pada waktu berada di TMA.

Seperti diterangkan diatas, selama langkah hisap terdapat langkah bebas (idle stroke) sehingga jumlah gas yang terisap berkurang. Dengan demikian, efisiensi volumenya akan turun. Oleh karena itu, hendaknya diusahakan agar panjang langkah bebas dapat dibuat sependek-pendeknya sehingga pengisapan gas masuk kompresor dapat dimulai seawal mungkin.
Gambar. Siklus kompresi
Persamaan efisiensi kompresi kompresor:

Makin tinggi kecepatan putar kompresor makin rendah efisiensi kompresi. Oleh karena itu, konstruksi katup harus disesuaikan dengan kondisi operasnya, supaya dapat diperoleh efisiensi kompresi yang tinggi.

Read More

Apa itu kompresor ??

KOMPRESOR

PENGERTIAN KOMPRESOR

Diketahui kompresor adalah alat yang berfungsi untuk penghasil dan penyimpan udara bertekanan. jenis kompresor ini dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu kompresor positif dan kompresor nonpositif. Kompresor positif itu dimana gas diisap masuk kedalam silinder dan dikompresikan., dan untuk kompresor non positif itu dimana gas yang diisap masuk dipercepat aliranya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetic untuk menaikkan tekanan.

Perlu diketahui bahwa dalam kerja kompresor banyak dipengaruhi oleh beberapa penunjang, antara lain tentang:

ü Thermodinamika

ü Perpindahan panas

ü pendingin

Sebelum memahami beberapa penunjang tersebut, terlebih dahulu harus mengetahui tentang arti dari kompresor.

Menurut metode kompresi, kompresor dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

·        metode kompresi positif

·        kompresor torak, bolak-balik

·        kompresi torak tingkat ganda, bolak-balik

·        kompresor putar

·        kompresor sekrup

·        metode kompresi sentrifugal

·        konmpresor centrifugal satu tingkat

·        kompresor sentrifugal tingkat ganda

Menurut penggolongan bentuk kompresor ada tiga jenis kompresor, yaitu:

Ø jenis vertical

Ø jenis horizontal

Ø jenis silinder banyak (jenis –V, jenis –W, dan jenis –VV)

Menurut penggolongan kecepatan putar, yaitu:

v jenis kecepatan rendah

v jenis kecepatan tinggi

Menurut penggolongan gas refrigerant, yaitu:

o   kompresor ammonia

o   kompresor gas Freon

o   kompresor CO2

Menurut penggolongan konstruksi, yaitu:

§  jenis terbuka

§  jenis hermatik

§  jenis semi hermatik

Read More