Dasar-dasar Sistem REFRIGRASI 1

Tekanan, Kerja, Daya, Energi

1.1 Massa dan massa jenis

·         Massa suatu objek pada umumnya dalam satuan massa dalam gram atau kilogram.

·         Volume adalah penghitungan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam suatu benda, biasanya satuan volume dalam m3 ( meter kubik) atau cm3 (sentimeter kubik).

1m3 = 1000000cm3

Bisa juga satuan volume fluida dalam liter (L) atau mililiter (mL)

1 Liter= 1/1000 m3

1mL= 1 cm3

·         Density (Rapat massa) adalah massa per satuan unit volum, umumnya satuan rapat massa dalam kg/m³ (kilogram per meter kubik) atau kg/L (kilogram per liter). rho = m /v

Dimana rho = Rapat massa (kg/m³)

                m= massa (kg)

                V= volum (m³)

·         1 ρ(air) adalah 1000 kg/m³. Ini mendekati massa jenis maksimum untuk air dan terjadi  pada termeratur kurang lebih 4⁰C. Massa jenis dari air menurun kurang lebih 958 kg/m³ pada 100⁰C, yang selanjutnya akan menjadi titik didih dari air dibawah tekanan barometer normal. Jika nilai yang dibutuhkan lebih akurat, itu dapat diambil dari tabel steam.

·         Volume spesifik adalah volum per unit massa, umumnya satuan volume spesifik dalam m³/kg (meter kubik per kilogram) atau L/kg (liter per kilogram).

 v = V/ m

1.2 Gravitasi Spesifik

·         Gravitasi spesifik  adalah perbandingan dari rapat masa suatu zat dengan suatu zat standar, sebagai contoh rapat massa maximum air adalah 1000 kg/m3, jika  rhow adalah rapat massa air, maka spesifik gravitasi suatu zat sebagai berikut rho r = V / rho w

 Gravitasi spesifik adalah sebuah perbandingan, sehingga tidak memiliki dimensi.

1.3 Massa dan Volume laju aliran

1.3.1 Besaran massa adan massa laju aliran

·         Besaran massa pada umumnya dalam satuan gram (g) atau kilogram (kg).

Massa laju aliran pada umumnya dalam satuan gram per detik (g/s) atau kilogram per detik (kg/s)

·         Unit lain dalam massa laju aliran :

kilogaram per menit (kg/min)

kilogram per jam (kg/hour)

m = (V ) (rho ) = V/v

dimana, m= massa atau massa laju aliran

(rho ) = rapat massa

1.3.2 besaran volum laju aliran

·         Besaran  volume dalam satuan liter atau meter kubik(m3).

·         Volume laju aliran pada umumnya dalam unit :

Liter per detik (L/s)

Meter kubik per detik m3/s)

Meter kubik per menit m3/min)

Meter kubik per jam  m3/h)

V = (m) (v) = m/ rho

Dimana, V = volume atau volume laju aliran

1.4 Kecepatan dan kelajuan

·         Kecepatan maupun kelajuan adalah jarak perpindahan suatu benda per unit waktu.

v=  S / t

dimana, V = laju atau kecepatan, dalam unit meter per detik (m/s), meter per  menit (m/min), atau kilogram per jam (kg/h).

s= jarak, dalam unit meter (m), atau kilometer (km)

t= waktu, dalam unit detik (s), menit (min), atau jam (h).

·         Perbedaan kecepatan dan laju, adalah kecepatan dalam besaran vektor, artinya arah dari perpindahan berpengaruh dalam perhitungan kecepatan, dan laju merupakan besaran skalar, artinya arah dari perpindahan tidak berpengaruh pada perhitungan laju.

1.5   Percepatan

Percepatan adalah kecepatan rata-rata per satuan waktu. Percepatan bisa dalam positif maupun negatif, tergantung pada peningkatan dan penurunan kecepatan. Dalam gerak lurus bergerak beraturan terdapat persamaan

Vt = Vo + (a) (t)

Ketika suatu benda diam maka kecepatan  adalah O, sehingga

Vt = (a) (t)

Lalu,

t= Vt / a

sehingga mencari percepatan didapat,

a=  Vt / t

hubungan jarak, kecepatan, dan percepatan dibuktikan dengan persamaan :

s= (vi)(t)/2 = (a.t)(t)/2 = (a)(t2)/2

1.6 Percepatan garvitasi

·         Percepatan grafitasi rata-rata 9.807 m/s setiap detik benda yang jatuh. Ini adalah hasil dari percepatan grafitasi standar, atau gravitasi universal konstan, dan yang menjadi acuan (standar) yang dipakai untuk percepatan garvitasi pada sea level.

·         Karena efek dari gravitasi mengurangi jarak antara suatu bentuk dengan pusat bumi mengalami kenaikan, itu membuktikan bahwa percepatan gravitasi lokal bergantung pada ketinggian dan karena bumi bumi berada pada garis equator, itu akan merubah beberapa kejadian pada sea level pada garis lintang yang berbeda. Nilai yang diberikan adalah untuk garis lintang 45⁰ tetapi cukup akurat dalam beberapa lintang untuk jumlah biasa.

1.7   Gaya

·         Gaya (F) didefinisikan sebagai gerakan gerakan menekan atau menarik, sebuah gaya dapat membuat benda bergerak, menjadikan benda bergerak menjadi diam, mengubah arah pergerakan, serta dapat merubah bentuk atau ukuran dari suatu benda.

·         Unit gaya adalah newton

·         Persamaan Gaya :

F=(m) (a)

Dimana, F= gaya dalam Newton (N)

m=massa dalam kilogram (kg)

a=percepatan dalam meter per sekon kuadrat (m/s²)

1.8   Gaya Grafitasi

·         Gaya gravitrasi digunakan dalam suatu bentuk yang dapat ditentukan dengan mensubstitusi gaya gravitasi setempat (g) untuk percepatan (a). Akibatnya ketika digunakan untuk menghitung

·         Persamaan Gaya Grafitasi :

F=(m)(g)

Dimana, F= gaya dalam Newton (N)

m=massa dalam kilogram (kg)

g = gaya gravitas lokal dalam  newton per kilogram (N/kg)

·         Seperti yang telah ditetapkan sebelumnya nilai standar yang digunakan untuk percepatan lokal atau gaya gravitasi (g) pada sea level adalah 9,807 m/s².

1.9   Tekanan

·         Tekanan adalah gaya per satuan luas.

·         Kapanpun gaya didistribusikan pada sebuah area yang diberikan, tekanan pada beberapa poin dalam permukaan sentuh adalah sama dan dapat dikalkulasikan dengan membagi gaya total yang digunakan dengan total area dimana gaya di aplikasikan.

 ·         Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan :

 P=  F / A

Dimana:

 Ρ = tekanan dalam newton per meter kuadrat (N/m²) atau pascal (Pa)

F = gaya dalam newton (N)

A = luas daerah dalam meter kuadrat (m²)

Juga, jika F = (m) (a). Kemudian

Ρ =  (m)(a)/ A                                              

Dan dalam  kasus dimana a mendekati g,

Ρ = (m)(g) /A

·         satuan tekanan adalah pascal (Pa).

·         Tekanan 1Pa digunakan ketika gaya dari 1N diaplikasikan pada area 1m². Dalam kenyataan, beberapa lebih menyukai  (N/m²) daripada pascal untuk menyatakan satuan tekanan.

·         Satuan tekanan yang lain adalah bar. 1bar=100000 Pa atau N/m².

·         Tekanan dapat  juga diukur melalui hubungannya dengan kolom fluida, biasanya bisa air atau raksa. Ketika raksa adalah fluida yang digunakan, tekanan yang diberikan dalam mm Hg. Ketika air yang digunakan, tekanan dinyatakan dalam mm H₂O.

1.10            Tekanan Atmosfer

·         Karena udara mempunyai massa dan bergantung pada  aksi gravitasi. Hal itu menunjukan tekanan yang diketahui sebagai tekanan atmosfir.

·         Tekanan dinyatakan oleh atmosfir dari permukaan laut adalah 101,325 N/m² atau Pa.

·         Tekanan satu atmosfir mendekati sama dengan tekanan 1 bar.

1.11            Barometer

·         Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan dari atmosfir dan beberapa tipe lain.

·         Tekanan dinyatakan dengan atmosfir diatas  air raksa dalam sajian terbuka akan menyebabkan air raksa naik keatas dalam tabung evakuasi ke ketinggian yang tergantung pada jumlah tekanan yang dinyatakan.

·         Tekanan atmosfir normal dari permukaan laut (101,325 Pa) dinyatakan dalam sajian terbuka akan menyebabkan air raksa di tabung naik hingga ketinggian 760 mm. Dibawah ini hubungan dapat dinyatakan dengan pasti :

cm Hg  = (Pa)/(1333.2)                  

mm Hg = (Pa)/(133.32)                 

Pa = (cm Hg) (1333.2)                    

Pa = (mm Hg) (133.32)                  

·         Dibawah ini hubungan antara tekanan dalam Pa dan ketinggian dari kolom terdiri atas air dinyatakan dengan pasti:

m H₂O = (Pa)/(9806.65)                

mm H₂O = (Pa)/(9.807)                 

Pa = (m H₂O) (9806.65)                 

Pa = (mm H₂O) (9.807)                  

1.12            Tekanan Gage

·         Tekanan gage adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan  fluida (gas atau cair) dalam bejana tertutup.

·         Tekanan gage yang digunakan pada industri refrigerasi biasanya terdiri dari 2 type utama : manometer dan tabung bourdon.

1.13            Manometer

·         Manometer adalah tipe alat ukur yang bekerja menggunalkan  kolom cairan untuk mengukur tekanan,tinggi kolom indikasi pada jarak tekanan tertentu.

·         Cairan yang digunakan pada manometer adalah mercury dan disebut manometer mercury.

·         Manometer sederhana berupa pipa U terbuka pada tiap ujungnya dan di isi menggunakan mercury.

1.14               Tabung Bourdons

·         Tabung bourdon yang lebar digunakan untuk mengukur tekanan yang lebih tinggi pada saat kita berjumpa pada latihan pendinginan.

·         Direksi dan besarnya pergerakan pointer bergantung pada direksi dan besarnya perubahan yang pada lengkungan dalam tabung.

·         Tabung bourdon dirancang untuk mengukur tegangan di atas tekanan atmosfer yang dikenal juga sebagai pressure gages, padahal rancangan itu untuk membaca tekan di bawah tekanan atmosfer yang desebut vakum gages. Normalnya pressure gages dikalibrasi untuk digunakan pada tekanan 0 sampai dengan 2000 kpa. Sedangkan vacuum gages biasanya digunakan pada tekanan 0 – 100 kpa.

·         Compound gages biasa digunakan untuk membaca tekanan antara -100 kpa – 1500 kpa.

1.15            Tekanan Absolute dan Gage

·         Tekanan Absolute dapat diartikan sebagai tekanan total atau tekanan sebenarnya dari sebuah fluida,

·         Tekanan Gage adalah tekanan yang diindikasikan sebagai jaminan. Itu sangat penting untuk mengerti tentang kalibrasi yang terbaca 0 pada tekanan atmosphere.

·         Manometer dan tabung bourdon keduanya tidak mengukur tekanan gage total atau sebenarnya dari fluida di dalam bejana.

1.16            Kerja

·         Kerja mekanik yang dilakukan ketika ada gaya yang bekerja pada perubahan jarak.

·         Aksi yang diasumsikan sebagai gaya adalah pergerakan yang bercabang, jumlah kerja yang dilakukan (w) adalah hasil kali antara gaya (f) yang bekerja dengan jarak yang ditempuh (s).

w = (F) (s)                                           

dimana,  w = kerja yang dilakukan dalam joule (J)

                  F = gaya dalam newton (N)

                  s  = jarak dalam mter (m)

·         Karena F = (m)(a) maka,

w = (m) (a) (s)                   

·         Dalam hal ini dimana a sama dengan g

w= (m)(g)(s)

1.17            Daya

·         Daya adalah kerja per satuan waktu. Satuan daya adalah watt (w).

·         Satu watt dapat diartikan sebagai kerja yang dilakukan sebesar 1 joule dalam 1 s.

·         Daya diperlukan dalam watt bisa tergantung dari beberapa hubungan dibawah ini :

P  = W/t = (F)(s)/t =  (m)(a)(s)/t  =  (m)(g)(s)/t  

            Dimana, P = daya dalam watt (W)

                                w = kerja dalam joule (J)

                                t  = waktu dalam detik (s)

1.18            Energi

·         Energi dapat digambarkan sebagai kemampuan untuk bekerja.

·         Energi dibutuhkan untuk melakukan kerja dan dapat dikatakan sebuah tubuh memiliki energi ketika dia memiliki kapasitas untuk bekerja.

·         Jumlah energi yang dibutuhkan untuk melakukan kerja selalu sama dengan jumlah kerja yang dilakukan.

·         Persamaannya, jumlah energi yang terdapat dalam tubuh selalu sama dengan jumlah dari kerja yang dapat dilakukan tubuh. Sama seperti kerja energi memiliki satuan juoule (J).

1.19 Energi Kinetik

·         Energi dapat terbagi 2 tipe: energi kinetic dan energi potensial.

·          Energi kinetik adalah energi yang dimiliki sebuah tubuh melalui fingsi dari pergerakan atau kecepatan.Jumlah dari energi kinetic yang dimiliki sebuah tubuh adalah fungsi dari massa dan kecapatan.

KE = (m) (v²)/ (2)                             

Dimana  Ek = energy kinetik dalam joule (J)

                    m = massa dalam kilogram (kg)

                     v = kecepatan dalam meter per detik (m/s)

1.20Energy Potensial

·         Energy potensial adalah energy yang dimiliki benda karena dari posisi atau pengaturan.

·         Energi potensial gravitasi benda oleh sifat baik dari posisi dapat dievaluasi oleh persamaan dibawah:

PE = (m) (g) (z)                 

Dimana Ep = energy potensial dalam joule (J)      

m = massa dalam kilogram (kg)

                                   g  = gaya graviyasi stempat (N/kg)

   z = jarak dalam meter diatas beberapa pembanding atau sewenang – wenang memilih      

         titik referensi (m)

1.21 Hukum Konservasi Energi

·         Hukum pertama termodinamika, jumlah energi  yang terdapat di dalam tiap system termodinamika selalu konstan. Tidak satu pun yang diperoleh kecuali dalam  kasus yang dirubah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya.

·         Energi adalah kerja yang tersimpan. Sebelum sebuah tubuh bisa memiliki energi, kerja harus dilakukan  pada tubuh. Kerja yang dilakukan pada tubuh diperlukan untuk memberikan gerakan pada tubuh itu, posisi atau konfigurasi yang disimpan dalam tubuh sebagai energi.

·          Dalam semua kasus, energi tersimpan sama dengan kerja yang dilakukan. Oleh karena itu energi dapat di klasifikasikan menjadi 2 yaitu kinetic atau energi potensial energi bisa terlihat di dalam salah satu nomor dari perbedaan bentuk. Seperti energi mekanik, energi listrik, energi kimia, energi panas jadi keluar dan siap untuk di ubah menjadi bentuk lain. Energi listrik dengan cepat berubah menjadi energi panas dalam pemanggang roti atau pemanas dan menjadi energi mekanik dalam motor listrik, solinoida dan alat listrik lainnya yang beroperasi secara mekanik, energi mekanik, energi kimia, energi panas akan diubah kedalam energi listrik di dalam generator, baterai dan termokopel. Energi kimia diubah kedalam energi panas dalam reaksi kimia seperti proses kombosi dan oksidasi. Itu hanya beberapa cara yang bisa dihitung mengubah energi. Itu semua merupakan hubungan fundamental yang ditengah – tengahnya terdapat berbagai macam bentuk dari energi dan transformasinya, semua ini sangat penting dalam pelajaran refrigerasi dan kita akan lanjutkan lain waktu.     

      Bersambunggggg yaa minggu depan ..........................................