SISTEM REFRIGERASI TABUNG           VORTEX                 Di susun oleh:         M.Serbu.Yudas Y     101611085           ...
SISTEM REFRIGERASI TABUNG VORTEX PENDAHULUAN Tabung vortex ditemukan oleh G.J. Ranque pada tahun 1931 dan kemudian dikemb...
Bagian bagian tabung vortex   Aliran udara panas dan dingin yang di keluarkan oleh  tabung vortex dapat bervariasi. Sebaga...
 Katup menjaga laju aliran udara pada sisi panas dan juga  mengontrol jumlah udara panas yang keluar dari tabung  vortex....
Cara kerja tabung vortex Udara terkompresi di lewatkan melalui nozzle sehingga udaraberekspansi pada kecepatan tinggi. Ali...
Penomena Transfer Energi pada Tabung                   Vortex   Ada beberapa teori yang mencoba menerangkan transfer ener...
Teori Prof. Parulekar: Udara memasuki tabung secara tangensial dan membentuk arus pusar bebas. Arus pusar tersebut bergera...
Analisa tabung vortex Jika system adalah isentropic jika ,
 Jika proses mengalami ekspansi insentropik dari tekanan inlet Pi ke  tekanan atmosfir Pa di ujung dingin, maka drop temp...
Efek pendinginanWork input untuk compressor udara Dimana        efisiensi adiabatic compressor udaraMaka:Jika
 Jika Sehingga : 0.2>COP>0.15 pada kondisi normal
Keuntungan-keuntungan dan kerugian-kerugiantabung vortex Keuntungan-keuntungan system refrigerasi tabung vortex adalah se...
Kerugian-kerugian system refrigerasi tabung vortex COP nya sangat rendah Kapasitas terbatas, dan hanya sebagian kecil da...
Aplikasi-aplikasi tabung vortex Penggunaan tabung vortex untuk aplikasi-aplikasi kapasitas kecil    selalu di tinjau apak...
2. Penerbangan  Kabin pesawat biasa didinginkan dengan menggunakan  system refrigerasi siklus udara Bootstrap. Tabung Vort...
4. Pendinginan di Laboratorium  Kotak penyimpanan yang didinginkan dengan  menggunakan tabung vortex juga dapat digunakan ...
6. Alat-alat Pemotong  Tabung vortex juga dapat digunakan mendinginkan  alat-alat pemotong seperti: Drilling Milling Tu...
7.Pendinginan setempat (Spot Cooling):  Pendinginan setempat mislanya untuk instrument-  instrumen elektronik pada pesawat...
Contoh soal 1.7. Soal-soal1. Apa yang dimaksud dengan Tabung Vortex?  Jawab: Tabung Vortex (Vortex Tube) adalah tabung ya...
2. Bagaimana cara kerja dari Tabung Vortex?    Jawab: Prinsip kerja dari Tabung Vortex adalah pemasukan udara(sebagai flui...
4. turunkanlah rumus dari efisiensi adiabatik tabung vortex !Jawab:
REFERENSI http://en.wikipedia.org/wiki/Vortex..tube http://digilib.tf.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbtf-...
Sistem Refrigerasi Tabung Vortex
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Sistem Refrigerasi Tabung Vortex

5,063
-1

Published on

Published in: Technology, Business
1 Comment
1 Like
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
5,063
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
215
Comments
1
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Sistem Refrigerasi Tabung Vortex

  1. 1. SISTEM REFRIGERASI TABUNG VORTEX Di susun oleh: M.Serbu.Yudas Y 101611085 Kelas 2.CJURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2011
  2. 2. SISTEM REFRIGERASI TABUNG VORTEX PENDAHULUAN Tabung vortex ditemukan oleh G.J. Ranque pada tahun 1931 dan kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh prof.Hilsch. Tabung Vortex adalah salah satu alat yang dapat dipakai untuk pendinginan atau pemanas. Sumber energinya adalah udara yang terkompresi atau bertekanan. Tabung Vortex merubah udara bertekanan menjadi dua aliran udara, yaitu aliran udara panas dan aliran udara dingin.
  3. 3. Bagian bagian tabung vortex Aliran udara panas dan dingin yang di keluarkan oleh tabung vortex dapat bervariasi. Sebagai contoh: udara masukan pada 100psi dan 21oC dapat diatur untuk mendinginkan sebagian udara menjadi -34oC dan memanaskan sebagian udara hingga 33oC. Bagian suatu tabung vortex dapat digambarkan sebagai berikut: Nozzle dapat berjenis konvergen, divergen atau konvergen-divergen, tergantung dari kebutuhan. Suatu nozzle yang efisien adalah yang mempunyai kecepatan yang tinggi dan sekecil mungkin rugi-rugi masukan. Chamber adalah bagian dari nozzle dan memberikan masukan udara secara tangensial terhadap sisi udara panas..
  4. 4.  Katup menjaga laju aliran udara pada sisi panas dan juga mengontrol jumlah udara panas yang keluar dari tabung vortex. Diafragma adalah potongan silinder yang tipis dan mempunyai lubang dengan diameter yang spesifik di tengahnya
  5. 5. Cara kerja tabung vortex Udara terkompresi di lewatkan melalui nozzle sehingga udaraberekspansi pada kecepatan tinggi. Aliran udara pusat kemudiandihasilkan di “Chamber” dan udara bergerak secara spiral sepanjangsisi tabung. Aliran tersebut terhambat oleh katup. Ketika tekananudara di dekat katup dibuat lebih tinggi dari tekan udara luar denganmenutup katup sebagian, suatu laju aliran udara balik akan mengalirpada bagian sumbu tabung mulai dari sisi tekanan tinggi ke sisitekanan rendah. Selama proses ini, perpindahan energy berlangsungantara udara balik dan udara maju sehingga aliran udara balik yangterdapat di sumbu tabung mempunyai temperature jauh lebih rendahdari temperature inlet sedangkan aliran udara maju akan memanasdan bertemperatur jauh lebih tinggi dari temperature inlet. Aliranudara dingin akan keluar melalui lubang diafragma ke sisi udaradingin sedangkan aliran udara panas akan keluar melalui bukaankatup. Dengan mengatur bukaan katup, kuantitas dan temperatureudara dingin dapat divariasi.
  6. 6. Penomena Transfer Energi pada Tabung Vortex Ada beberapa teori yang mencoba menerangkan transfer energy dari aliran udara dingin ke aliran udara panas, meskipun demikian tak satupun teori memberikan jawaban yang sempurna dan memuaskan. Berikut ada 2 teori yang coba diketengahkan: Teori Van Deemter: Udara memasuki tabung melalui nozzle dan membentuk suatu arus pusar bebas. Disebabkan oleh percepatan sentripetal, arus pusar bergerak sepanjang sisi tabung dan pada saat mencapai katup, rotasi udara hampir berakhir sehingga terdapat suatu titik stagman pada daerah ini. Pada saat tekanan (dekat katup) pada daerah ini melebihi tekanan atmosfir, suatu aliran udara axial balik mulai terbentuk. Aliran udara tersebut berkontak langsung dengan arus pusar bebas yang bergerak dengan kecepatan yang makin meninggi sehingga aliran udara axial (pada sumbu tabung) akan membentuk arus pusar paksa. Energy yang dibutuhkan untuk membentuk dan menjaga arus pusar paksa balik di sumbu tabung diperoleh dari arus pusar pada sisi tabung. Akibatnya terdapat laju aliran energy (momentum) dari lapisan udara sisi tabung ke arus pusar balik di sumbu tabung. Kecepatan rotasi dari arus pusar pada sisi tabung berkurang secara perlahan dari bidang nozzle ke bidang katup, sehingga terdapat bidang-bidang geser relative yang bergerak menuju katup. Akibatnya terdapat perpindahan energy yang kontinyu dari bidang nozzle ke bidang katup. Itu sebabnya pemanasan udara berlangsung pada udara yang menuju katup.
  7. 7. Teori Prof. Parulekar: Udara memasuki tabung secara tangensial dan membentuk arus pusar bebas. Arus pusar tersebut bergerak sepanjang dinding tabung yang disebabkan karena gaya sentrifugal. Udara hampir berhenti berputar pada daerah mendekati katup dan tekanan pada daerah ini melebihi tekanan udara luar di ujung yang lain sehingga aliran udara balik di sumbu tabung mulai terbentuk. Aliran udara balik tersebut berkontak langsung dengan arus pusar bebas yang bergerak maju sepanjang permukaan bagian dalam arus pusar sehingga arus pusar bebas memaksa aliran udara axial di sumbu tabung untuk berotasi seperti arus pusar tersebut yang berotasi pada kecepatan tinggi membentuk arus pusar paksa. Energy yang dibutuhkan untuk membentuk arus pusar paksa pada aliran di sumbu tabung diperoleh dari arus pusar bebas di sisi tabung. Meskipun demikian, aliran energy tersebut jauh lebih kecil dibandingkan dengan perpindahan energy dari sumbu tabung ke sisi tabung, sehingga akibatnya terdapat netto perpindahan energy radial keluar dan menuju katup. Jadi aliran udara disisi tabung akan menjadi panas sedangkan aliran udara di sumbu tabung akan menjadi dingin.
  8. 8. Analisa tabung vortex Jika system adalah isentropic jika ,
  9. 9.  Jika proses mengalami ekspansi insentropik dari tekanan inlet Pi ke tekanan atmosfir Pa di ujung dingin, maka drop temperature statik karena ekspansi dapat di jabarkan sebagai berikut: sehingga Maka efesiensi adiabatic tabung vortex dapat di jabarkan sebagai berikut: =
  10. 10. Efek pendinginanWork input untuk compressor udara Dimana efisiensi adiabatic compressor udaraMaka:Jika
  11. 11.  Jika Sehingga : 0.2>COP>0.15 pada kondisi normal
  12. 12. Keuntungan-keuntungan dan kerugian-kerugiantabung vortex Keuntungan-keuntungan system refrigerasi tabung vortex adalah sebagai berikut: Hanya menggunakan udara sebagai refrigerant, dan sifatnya adalah system terbuka, sehingga tak ada masalah kebocoran Tabung vortex bersifat sederhana sehingga terhindar dari system control yang rumit. Tabung vortex tidak memiliki bagian-bagian yang bergerak atau bergetar Memiliki bobot yang sangat ringan dan membutuhkan ruangan yang sangat kecil (kecuali kompresor udara). Murah pada biaya awal dan juga biaya operasional dimana udara terkompresi sudah tersedia bebas Perawatannya sangat sederhana dan tak dibutuhkan ahli untuk operasionalnya sehari- hari Tabung vortex sangat kecil dan menghasilkan udara panas sekaligus udara dingin. Sangat berguna bagi industry-industri dimana membutuhkan kedua-duanya secara simultan. Temperature -50oC dapat mudah dicapai dan lebih berguna diaman udara kering terkompresi sudah tersedia bebas dan dimana pendinginan setempat diperlukan seperti instrument elektronik
  13. 13. Kerugian-kerugian system refrigerasi tabung vortex COP nya sangat rendah Kapasitas terbatas, dan hanya sebagian kecil dari udara terkompresi yang diubah menjadi udara dingin. Karena udara meninggalkan tabung pada kecepatan sonic, maka tabung vortex beroperasi dengan suara mendesis. Ada kemungkinan tersumbat oleh kumpulan-kumpulan salju tipis yang terbentuk akibat udara mengandung uap air terutama pada aplikasi-aplikasi temperature sangat rendah
  14. 14. Aplikasi-aplikasi tabung vortex Penggunaan tabung vortex untuk aplikasi-aplikasi kapasitas kecil selalu di tinjau apakah udara terkompresi sudah tersedia. Berikut diberikan beberapa aplikasi yang umum di pakai.p Pakaian Udara Pakaian tersebut digunakan oleh para operator atau pekerja Yang memasuki tangki, lubang, tabung untuk perbaikan dll, atau hal- hal yang dapat membahayakan seperti gas-gas beracun, debu-debu kimiawi dll. Sebagai pelindungan dan helm untuk pekerjaan-pekerjaan seperti sand blasting, las, penanganan bahan-bahan beracun. Yang bekerja di tambang-tambang Syarat-syarat design: Nyaman, ringan, kompak, dan sederhana
  15. 15. 2. Penerbangan Kabin pesawat biasa didinginkan dengan menggunakan system refrigerasi siklus udara Bootstrap. Tabung Vortex juga dapat dipergunakan, hanya saja dengan efisiensi lebih rendah membutuhkan udara yang lebih banyak untuk kapasitas yang sama. Yang terpenting adalah bahwa penggunaan tabung vortex dapat mengurangi berat yang cukup berarti.3. Pendinginan Pisan-pisan Rotor Turbin Gas Pendinginan pisan-pisan rotor turbin gas pada pesawat dan kapal dapat menggunakan tabung vortex dengan mengalirkan udara ke sejumlah lubang radial pada pisan- pisan rotor tersebut sehingga meningkatkan efisiensi dan spesifik output.
  16. 16. 4. Pendinginan di Laboratorium Kotak penyimpanan yang didinginkan dengan menggunakan tabung vortex juga dapat digunakan di laboratorium-laboratorium dan institusi riset.5.Pendinginan dan pemanasan secara simultan Tabung vortex paling baik digunakan dimana pendinginan sekaligus pemanasan dibutuhkan secara simultan, seperti misalnya pada pesawat untuk memanaskan rati atau kue dan minuman penumpang pesawat.
  17. 17. 6. Alat-alat Pemotong Tabung vortex juga dapat digunakan mendinginkan alat-alat pemotong seperti: Drilling Milling Turning Reclaiming Sawing Apalagi untuk benda-benda kerja yang tebut dari bahan-bahan tertentu yang paling baik dipotong tanpa adanya lubrikasi.
  18. 18. 7.Pendinginan setempat (Spot Cooling): Pendinginan setempat mislanya untuk instrument- instrumen elektronik pada pesawat-pesawat supersonic dapat menggunakan tabung vortex karena ringan, tidak makan tempat, sederhan baik konstruksi maupun control.8.Pendinginan Box Panel Pada pabrik-pabrik peleburan dimana temperature sekitar tinggi, akan berakibat buruk pada alat-alat, instrument- instrumen, alat-alat elektronik dll dan juga control- kontrol motor. Pada musim panas, control motor sering terputus bahkan jika motor tidak melampaui beban (overload). Hal tersebut dapat di tanggulangi dengan Tabung Vortex
  19. 19. Contoh soal 1.7. Soal-soal1. Apa yang dimaksud dengan Tabung Vortex? Jawab: Tabung Vortex (Vortex Tube) adalah tabung yang digunakan untuk mendapatkan efek pendinginan dan pemanasan pale saat yang bersamaan.
  20. 20. 2. Bagaimana cara kerja dari Tabung Vortex? Jawab: Prinsip kerja dari Tabung Vortex adalah pemasukan udara(sebagai fluida kerja) bertekanan tinggi pada nosel yang terpasang dalamarah tangensial dibagian tabungnya. Dengan adanya "efek throttling "darinosel dan "aliran udara berbentuk vortex" yang terjadi didalamtabungnya, maka udara tersebut akan terpisah menjadi 2 bagian. Bagianpertama luar melalui orifice yang menghasilkan efek pendinginan sedangbagian kedua keluar melalui katup pengatur dengan suhu yang lebihtinggi dari suhu ruangan.3. Berapakah selisih suhu dingin apabila suhu keluaran yang dinginnya-5°Cdan suhu inletnya 20°C? Jawab : ∆Tc = Ti – Tc = 20 – (- 5) = 25°C
  21. 21. 4. turunkanlah rumus dari efisiensi adiabatik tabung vortex !Jawab:
  22. 22. REFERENSI http://en.wikipedia.org/wiki/Vortex..tube http://digilib.tf.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbtf-gdl-s1-2007- misbachulm-1462&PHPSESSID=dc3c05fda22217039401a15ced56 http://www.energeticforum.com/renewable-energy/4202-bernoulli-principal- vortex.html http://www.isccompressedair.com/products/vortex-spot-cooling/vortex-tubes/ http://www.kimbersafety.com/products.php?cat=97&pg=6
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×