tekonologi mekanik

TEKNOLOGI MEKANIK
Makalah Bagian-Bagian Sistem
Pemindahan Panas Pada Kapal
PSD-III TEKNIK PERKAPALAN
UNIVERSITAS DIPONEGORO
Oleh:
Mardisuin Siahaan
Bagus Fahrudin Setyo Aji
Penilai
Sulaiman AT,MT
Kata Pengantar
Puji Syukur kami ucapakan atas kehadirat Tuhan YME, dimana atas
berkat di lindungan nya kami dapat menyelasaikan Tugas Makalah Teknologi
Mekanik I tentang bagian-bagian pemindahan panas pada system Perkapalan .
Turut kami ucapakan terimaksih kepada bapak pembimbing kami bpk Sulaiman
AT,MT yang telah memberikan materi untuk penyelasian Tugas makalah ini.
Kepada Yth Bpk Sulaiman AT,MT Sekiranya memberikan Pengarahan
kepada kami tim penyusun makalah ini agar kedepan nya dapat memberikan hasil
yang lebih baik lagi pada kesempatan berikutnya.Sekian dan Terimakasih.
Daftar Isi
1. BAGIAN-BAGIAN SISTEM PEMINDAHAN PANAS
1.1 Definisi Perpindahan Panas
1.2 Mekanisme Perpindahan Panas
a. Konduksi
b. Konveksi
c. Radiasi
d. Tahan Termal
2. Sistem Boler Kapal
1.3 Definisi Boiler Kapal
1. Definisi Perpindahan Panas
Perpindahan panas dapat didefenisikan sebagai perpindahan energy dari suatu
daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah daerah
tersebut.
Secara pokok ada tiga jenis perpindahan panas yaitu : konduksi,konveksi,dan
radiasi.
Dalam perencanaan yang berhubungan dengan proses pengaturan udara
perpindahan panas merupakan hal yang sangat penting, karena menyangkut
penambahan beban kalor dan kenyamanan kondisi udara.
1. Konduksi
Konduksi atau hantaran adalah proses dimanan panas mengalir dari daerah yang
bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah melalui suatu medium
padat,cair,gas atau medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.
Perpindahan panas dengan cara ini menyatakan qk (laju aliran panas
menghasilkan tiga kali besaran) sebagai berikut
Qcond = -kA
𝛥𝑇
𝑋
Dimana :
K : Konduktivitas termal bahan watt(
𝑤
𝑚0𝑐
)
A: Luas penampang yang dilalui bahan panas secara konduksi diukur tegak lurus
terhadap aliran panas 𝑚2
𝛥T : Beda temperature antara suhu tinggi dan suhu rendah K
X: Tebal Penampang , m
NB ; tanda negatif menunjukkan hokum termodinamikan bahan perpindahan
energy dari medium bertemperature rendah.
2.
KONVEKSI
Konveksi adalah proses transfer energy dengan kerja gabungan dari konduksi
panas, penyimpangan energy dan gerakan mencampur energy konveksi sebagai
mekanisme perpindahan energy antara permukaaan
Energi antara permukaan disimpan didalam pertikel partikel tersebut
Mekanisme ini untuk operasinya tidak berganting hanya pada benda suhu dan
oleh karena tidak secara tepat memenuhi defenisi perpindahan panas laju
perpindahan panas dengan cara konveksi dapat dihitung dengan rumus
Qconv = hcA𝛥T
Dimana :
qconv : laju perpindahan panas dengan cara konveksi (watt atau j/s)
A : Luas perpindhan panas m2
𝛥T: Beda antara suhu permukaan dan suhu fluida T1 di lokasi tersebut dalam
Kelvin. K
Hc : Konduktansitermal satuan konveksi
rata-rata (koefisien permukaan perpindahan panas ) w/m2k
3. RADIASI
Radiasi adalah proses dengan massa panas mengalir dari benda yang bersuhu
tinggi ke benda yang bersuhu rendah, bila benda benda itu terpisah didalam
ruang bahkan bila terdapat jumlah energy yang meninggalkan suatu permukaan
sebagai panas radiasi tergantung pada suhu mutlak dan sifat permukaan tersebut
dapat lebih jelasnya dilihat pada rumus :
4
4
Qr = Σa(∫1 − ∫2
)
Dimana:
qr : energy radiasi dari permukaan , watt
σ : konstanta BLOTZMAN, W/M2K4
A : Luas permukaan m2
T1 : Suhu pada permukaan benda , K
T2 : suhu tertinggi benda, K
TAHANAN TERMAL
Beda suhu antara yang rendah dan suhu yang tinggi adalah penggerak potensial
yang menyebabkan terjadi aliran panas, sehingga dinding yang dipanaskan akan
memberikan tahanan termal.
Jadi tahanan termal adalah tahanan panas yang di timbulkan oleh dinding yang
dipanaskan yang diberikan oleh aliran fluida panas .
Biasanya aliran fluida panas ini dibuka dengan cara konveksi dan dapat di lihat
pada persamaan :
Rk = L/AK
Dimana
Rk : tahan termal K/W
L : panjang pemanasan, m
A : Luas penampang pemanasan m2
K : konduktansi termal w/m.k
SISTEM BOILEER KAPAL
BOILER
Apakah boiler itu?
Boiler adalah suatu peralatan untuk membuat air mendidih yang uapnya
akan dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Sebagai gambaran sederhana,
perhatikan orang memasak air dengan menggunakan Anglo (Bahasa Jawa) yaitu
tungku dari gerabah yang bagian atasnya ada semacam kisi lubang-lubang untuk
tempat arang dan dibawahnya ada ruangan yang diberi pintu dibawah kisi-kisi.
Agar arang bisa menyala dalam pembakaran sempurna, maka perlu dihembuskan
udara dari bagian bawah, secara tradisional dengan menggunakan kipas, dalam
boiler industri udara ini disediakan oleh alat yang dikenal dengan “air heater”.
Udara dipanaskan dulu untuk meningkatkan efisiensi. Dapur dibuat dengan
menggunakan batu tahan api.
Teko sebagai tempat air untuk dibuat mendidih, terbuat dari logam untuk
dapat menyalurkan panas sesuai dengan proses perpindahan panas (heat
transfer) ditaruh diatas api arang. Selang beberapa waktu air akan mendidih dan
menguap pada tekanan udara biasa ( 1 atm) dengan temperatur kurang lebih
100º C. Uap yang dihasilkan ini adalah uap yang sifatnya jenuh (saturated).
Representasi teko dalam boiler industri dikenal sebagai “boiler drum” yang
kemudian dilengkapi dengan pipa-pipa (“tube”). Pipa-pipa yang dipasang diatas
dapur dikenal sebagai “water wall”.
Dalam pembangkit listrik, untuk memutar turbin dibutuhkan uap yang
sifatnya kering yang dikenal sebagai “superheating steam”. Hal ini disebabkan
apabila uap mengandung butir-butir air akan merusak sudu-sudu turbin. Untuk
membuat uap kering, maka uap jenuh dimasukkan kedalam “superheater”
beberapa tingkat tergantung kebutuhan. Super heater adalah heat exchanger
yang ditambahkan dan diletakkan dalam ruang bakar untuk menghasilkan uap
kering.
Selanjutnya untuk meningkatkan efisiensi boiler beberapa peralatan ditambahkan
yaitu “economizer”, beberapa fan dan peralatan lainnya. Pengetahuan tentang
perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi dan radiasi dibutuhkan untuk
melakukan perhitungan dalam rekayasa boiler.
JENIS BOILER PADA PEMBANGKIT
Pada pembangkit listrik, ada tiga jenis boiler dengan bahan batu bara yang
umumnya dipakai, yaitu :
- Boiler jenis Stocker yang pembakarannya ditempatkan diatas rantai
seperti rantai tank yang berjalan, serta bentuk-bentuk modifikasinya. Boiler jenis
ini mempunyai efisiensi antara 80% – 85%.
- Boiler jenis pulverize, sering disebut PC (Pulverize Combustion) Boiler.
Batu bara ditepungkan terlebih dahulu kemudian disemprotkan ke ruang bakar
sehingga mengapung dan terbakar ditengah-tengah ruang bakar. Boiler jenis ini
mempunyai efisiensi sekitar 90%.
- Boiler jenis Circulating Fludize Bed (CFB), boiler ini ukuran diameter
batubaranya sekitar 30 mm dan dilengkapi dengan cyclon diantara ruang bakar
dan outlet asapnya. Fungsi Cyclon untuk memisahkan (separator) gas untuk
dibuang melalui cerobong asap dan partikel yang tidak terbakar untuk
dikembalikan ke ruang bakar. Boiler jenis ini efisiensinya sekitar 92%.
OPERASIONAL BOILER
Pada boiler stocker dan modifikasinya operasinya sederhana dan memerlukan
pemeliharaan dalam satu tahun kurang lebih dua minggu, sama dengan PC boiler.
Boiler CFB, sampai saat ini setiap 4 – 6 bulan harus berhenti untuk dilakukan
perbaikan pada pipa yang terkena abrasi akibat kerja cyclon.
Dengan demikian untuk merencanakan pembangkit listrik perlu diperhatikan
pemilihan boiler dengan mempertimbangkan operasionalnya
Jadi dapat disimpulkan bahwa :
Koefisien
U=
Perpindahan panas menyeluruh (u)
1
𝑅
R=
𝑥
𝑘
Rtotal =
1
𝑈
1 𝑥1 𝑥2
𝑥𝑛
1
𝑓1+ 𝑘1+ 𝑘2+ ………….+𝑘𝑛 + 𝑓0
Dimana
R : Total tahanan panas dari material atau bahan
U : koefisien perpindahan panas menyeluruh
k : koefisien perpindahan panas konduksi
x : ketebalan isolasi
fi : koefisien konveksi (konduksi permukaan) oada sisi dinding dalam lantai atau
atap
f0 : koefisien konveksi(konduksi permukaan ) pada sisi dinding luar lantai atau
atap
 Panas masuk ke ruang secara langsung oleh sinar matahari melalui kaca
atau material lain yang transparan
 Panas mengalir kedalam ruang pendingin oleh udara pans masuk melalui
bukaanpintu atau melalui keretakan pada jendela atau pintu
 Panas dari produk ketika temperature produk diturunkan ke tingkat yang
diinginkan
 Panas dari orang pada saat beraktivitas didalam ruang pendingin
 Panas dari perlatan yang terletak didalam ruang produk seperti motor
elektrik,la,pu,peralatan elektronik,table uap,material handlinh
equipment,(dossat).
Daftar Pustaka
http://doinmarine.blogspot.com/2012/12/boiler-kapal.html
www.google.com
digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-19486-4208100022-Paper.pdf - Cached
digilib.its.ac.id/.../ITS-Undergraduate-7465-4204100002-judul.pdf
.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-12497-Paper