rancang bangun sistem pengering film radiografi

advertisement
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 x10m / s x0,5m x1,1578kg / 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
0,5m 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
Download