## Pengaruh Jumlah Sekat Aliran Lapisan Pengisi Terhadap Unjuk Kerja Menara Pendingin
( Cooling Tower )
1 Sumarjianto, 2 Gatut Rubiono, 3 Ikhwanul Qiram
1) Alumni Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi
2) Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi, Jl. Ikan Tongkol 22 Banyuwangi Email: rubionov@yahoo.com

## ABSTRACT
The cooling tower has a working principle for cool the water fluid forcibly using a fan or blower. This Research aims to determine the effect of the number of filler bulkheads and the angle of openingvalve to the cooling tower work efficiency. This research uses type induced draft cooling tower with flow opposite the tool size laboratory scale. Research variables include 3 variations in the  number  of  bulkheads  (2  bulkheads,  3  bulkhead  and  4  bulkheads)  and  3  variations  of  valve opening  angles  (30,  45  and  60).  Result  measurements  in  the  form  of  water  discharge  data,  water temperature  data,  air  temperature  data,  temperature  data  environment  (Twb)  and  temperature difference data. Water discharge data is measured with a flow meter and stop watch. Temperature data  measured  with  a  Digital  Thermometer.  Data  were  collected  5  times  repetition  of  each  data. The measurement results are taken the average value for measures the discharge, temperature, heat transfer rate and efficiency of the cooling tower. The results showed that the number of bulkheads and the angle of the opening valve has an effect on the working efficiency of Cooling Tower which is getting more the greater the number of bulkheads the greater the cooling tower work efficiency and vice versa but the greater the valve opening angle the smaller the cooling tower efficiency. The  maximum  efficiency  obtained  from  this  study  is  at  the  number  of  bulkheads  4  and  the  valve opening angle of 30 with a Cooling Tower efficiency value of 78.40%.

## Keywords:  Cooling  Tower,  Cooling  Tower  Efficiency,  Heat  Transfer  Rate,  Approach  and Cooling Range

## 1. PENDAULUAN
Pada  saat  ini  banyak  sekali  bermunculan  industri besar.  Industri-industri  tersebut  memerlukan  mesin- mesin  besar  sebagai  alat  penunjang  dalam  semua proses  produksinya.  Mesin-mesin  ini    mengeluarkan kalor  sebagai  efek    samping    dari  proses  produksinya, sehingga  dibutuhkan  pendingin  untuk  kelangsungan kerjanya. Pendingin  yang sering  digunakan dan  murah adalah  air.  Air  yang  digunakan  dalam  proses pendinginan  akan  keluar  dalam  kondisi  panas,  dan apabila  air  langsung  dibuang    atau  dikembalikan  ke tempat  asal  air  maka  akan  menimbulkan  polusi thermal.  Polusi  thermal  adalah  meningkatnya  suhu lingkungan  sebagai  akibat  dari  proses  produksinya  ( dalam  hal  ini  air  ).  Solusi  untuk  mengatasi  hal  ini adalah  dengan  menggunakan  sistem  pendingin.  Ada berbagai  macam  sistem  pendingin  yang  digunakan untuk  mendinginkan  air  pendingin  mesin,  salah satunya  adalah  menggunakan  menara  pendingin ( Cooling  Tower ).  Sistem  ini  sangat  efektif  untuk
mendinginkan  air  pendingin  mesin  dengan  kapasitas yang banyak. Berbeda dengan  mesin-mesin kecil  yang hanya memerlukan  Radiator  sebagai sistem pendingin untuk  mendinginkan  air  pendingin  mesin.  Menara pendingin  dilihat  dari  cara  pengaliran  udaranya  ada  2 jenis yaitu Natural Draft dan Mecanical Draft . Natural Draft adalah  aliran  udara  dalam  menara  pendingin karena  perbedaan  suhu  dari  udara  sehingga  akan mengalir secara alami (Natural). Sedangkan Mecanical Draft adalah  sistem  pengaliran  udara  dengan  paksaan atau  menggunakan  kipas  pengalir  udara.  Mecanical Draft    ada  beberapa  macam  salah  satunya  adalah Induced Draft (aliran  yang  belawanan). Induced  Draft adalah arah aliran udara berlawanan dengan arah aliran air  yang  didinginkan,  yaitu  air  mengalir  dari  puncak menara dan udara dialirkan dari bawah menara.
Penelitian  tentang Cooling Tower telah  banyak dilakukan,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  penelitian tentang Cooling Tower sangat penting untuk dilakukan. Mulyono  (Teknik  Mesin  Politeknik  Negeri  Semarang,
2010)  meneliti  tentang  Menara  Pendingin  basah Induced - Draft aliran lawan arah  dengan judul  Analisa Beban  Kalor  Menara  Pendingin  Basah  Induced-Draft Aliran  Lawan  Arah.  Naif  Fuhaid  (Widya  Teknika, 2008)  meneliti    tentang  besar  sudut  kemiringan  bahan pengisi    dengan  judul  Pengaruh  Sudut  Kemiringan Sekat  terhadap  Unjuk  Kerja  Menara  Pendingin  Air. Untuk  mendapatkan  hasil  pertukaran  panas  yang efisien  diperlukan  komponen  tambahan  yang  berupa bahan pengisi atau sekat ( fill ).
Bahan  pengisi  berguna  untuk  memfasilitasi perpindahan  kalor  guna  memaksimalkan  kontak  udara dengan air. Dewasa ini terus dikembangkan besar sudut dari  susunan  bahan  pengisi,  jenis  bahan  pengisi  dan bentuk susunan bahan pengisi yang dapat  memberikan tingkat  keefektifan  pendinginan  yang  memadai.  Fakta ini mendorong peneliti merealisasikan sebuah penelitian  untuk  mendapatkan  suatu    jumlah  susunan bahan  pengisi  atau fill sehingga  akan  didapatkan sebuah Menara Pendingin yang lebih efektif.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
1. Variabel bebas pada penelitian ini yaitu : a. Pengujian  dengan  tiga  macam  jumlah  sekat pengisi
b. 3 macam pembukaan katup aliran air pendingin yaitu sudut 30º, sudut 45º, dan sudut 60º.
c. Pengujian  dilakukan  pada  sudut  kemiringan sekat 5 .
2. Variabel terikat pada penelitian ini adalah:
a. Pengukuran debit air.
b. Pengukuran temperatur air.
c. Pengukuran Temperatur udara.
Gambar 1. Skema alat Menara Pendingin

## Alat
Alat yang digunakan antara lain
1. Pompa  air,  dengan  spesifikasi  tegangan  220- 240volt/50  Hz,  Daya  23  watt,  Head  maksimal  1,2 m,  Q  maksimal  1200  L/h)  untuk  mensirkulasikan air.
2. Flow  meter ,  dengan  spesifikasi:  diameter  ½”,  Q maksimal 1,5 /h, ketelitian 0,0001 untuk mengukur volume air.
3. Stop Watch dari Aplikasi Hand Phone merk Cross type G900T  untuk mengukur waktu alir air.
4. Kran  air  jenis  Ball  ½”,  merek  Blitz  untuk mengatur jumlah debit yang divariasi.
5. Water Heater, ( merek Automatic, tegangan 220 – 240  volt/  50  Hz,  Daya  23  watt  )  untuk memanaskan air.
6. Kipas  angin  listrik,  (merek  Winner,  tegangan  220 – 240 volt/50-60 Hz, 14/12 W, 0,08/0,07 A ) untuk mengalirkan udara dalam sistem.
7. Thermometer  digital  untuk  mengukur  temperatur air, temperatur udara dan temperatur lingkungan.
a.
b. Bahan Adapun bahan yang digunakan antara lain 1. Air.
2. Cat. 3. Lem kaca ( sealant )
4. Pipa air.
5. Acrilic tebal 2 mm.
6. Plat besi tebal 0,8 mm.
7. Baut, mur dan bahan lainnya.
III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN TABEL 1 DATA HASIL PENGUKURAN DEBIT AIR
TABEL 2 DATA HASIL PENGUKURAN TEMPERATUR AIR
Gambar 2. Grafik variasi debit air Grafik  variasi  debit  air  seperti  pada  gambar  2 menunjukkan  bahwa  besar  debit    air  cenderung  selalu sama  pada  variasi  jumlah  sekat  pengisi,  namun  akan cenderung  berubah  pada  variasi  sudut  bukaan  katup. Debit  air  akan  naik  apabila  sudut  bukaan  katup bertambah besar dan akan turun pada saat sudut bukaan katup  diperkecil.  Debit  air  maksimum  terjadi  pada bukaan  katup  60  yaitu  sebesar  0,062  l/dt,  sedangkan debit  air  terkecil  berada  pada  bukaan  katup  30  yaitu sebesar 0,025 l/dt.
Gambar 3. Gafik perhitungan laju perpindahan panas Grafik  hasil  perhitungan  laju    perpindahan  panas seperti  pada  gambar  3  menggambarkan  bahwa  laju perpindahan  panas  cenderung  naik  pada  setiap  variasi jumlah  sekat  yang  semakin  banyak  dan  variasi  besar sudut  bukaan  katup  yang  semakin  besar  Laju perpindahan  panas  tertinggi  berada  pada  vaariasi jumlah  sekat  4  dan  variasi  bukaan  katup  60  yaitu sebesar  4.919,04  watt,  sedangkan  laju  perpindahan panas yang terendah berada pada variasi jumlah sekat 2 dan  variasi  bukaan  katup  30  yaitu  sebesar  2.267,67 watt.
Gambar 4. Grafik perhitungan efisiensi cooling tower

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Besar  sudut  bukaan  katup  berpengaruh  terhadap besarnya  debit  air,  dimana  semakin  besar  sudut bukaan  katup  semakin  besar  debit  air  dan  semakin kecil bukaan katup juga semakin kecil debit airnya
2. Besar  sudut  bukaan  katup  juga  berpengaruh terhadap  laju  perpindahan  panas  dan  efisiensi cooling tower yaitu    semakin  besar  sudut  bukaan katup  semakin  besar  laju  perpindahan  panasnya akan  tetapi  apabila  semakin  besar  sudut  bukaan katupnya  maka  semakin  kecil  efisiensi cooling towernya dan demikian pula sebaliknya.
3. Jumlah  sekat  pengisi  tidak  berpengaruh  terhadap debit air.
4. Jumlah sekat pengisi mempengaruhi laju perpindahan  panas  dan  efisiensi cooling tower , dimana    semakin  banyak  jumlah  sekat  pengisi  laju perpindahan  panas  semakin  besar  dan  semakin banyak sekat efisiensi cooling tower juga semakin tinggi.
5. Laju perpindahan panas terbesar berada pada posisi jumlah  sekat 4 dan sudut  bukaan katup 60º dengan nilai  sebesar  4.919,04  watt,  sedangkan  laju perpindahan  panas  terkecil  berada  pada  posisi jumlah  sekat  pengisi  2  dan  bukaan  katup  30º dengan nilai sebesar 2.267,67 watt.
6. Efisiensi cooling tower maksimum  dengan  nilai efisiensi 78,40%  berada pada posisi jumlah sekat 4 dan  sudut  bukaan  katup  30º,  sedangkan  nilai efisiensi  minimum    dengan  nilai  efisiensi  58,15  % berada pada jumlah sekat 2 dan sudut bukaan katup 60º
7. Saran
1. Untuk  peneliti  selanjutnya    dapat  mengadakan penelitian dengan variasi bentuk sekat pengisi yang berbeda misalnya bentuk V, dan bentuk dobel zig – zag.
2. Bahan  sekat  pengisi  sebaiknya  digunakan  bahan yang tahan terhadap panas serta mudah menghantarkan panas agar nilai efisiensi lebih baik.
3. Sebaiknya heater yang  digunakan  adalah heater yang berkapasitas besar agar panas yang dihasilkan dapat lebih cepat.
4. Bahan  yang  didinginkan  dapat  pula  divariasi misalkan  digunakan  bahan  air,  campuran  air dengan Water Radiator Coolant dan Water Radiator Coolant murni.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Walujodjati  ,  2005, Pengaruh  Kecepatan Udara  terhadap  Temperatur  bola  Basah,  Bola Kering pada Menara Pendingin .
[2] El-Wakil,  M.M.,  diterjemahkan  Jasjfi,  E,  1992, Instalasi  Pembangkit  Daya (Judul  asli  :  Power Plant Technology) Penerbit Erlangga, Jakarta.
[3] Fuhaid,  Naif,  2008, Pengaruh  Sudut  Kemiringan Sekat  terhadap  Unjuk  Kerja  Menara  Pendingin Air
[4] Haar,  L,  Gallagher,  J.S.,  dan  Kell,  G.S.,  1984, NBS/NRC  SteamTables,  The  United  States Secretary of Commerce, USA
[5]  J.P.  Holman,  Perpindahan  Kalor,  Edisi  keenam. Erlangga: 1997
[6] Kreith,Frank  dan  Arko  prijono.  Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas.Edisi ketiga. Erlangga: Jakarta.1997
[7]  Mulyono,  2010, Analisa  Beban  Kalor  Menara Pendingin  Basah  Induced-Draft  Aliran  Lawan Arah
[8]  Ramarao;  Shivaraman  ,2004; Ministry  of  Power India.  Cooling  Tower  In  Energy  Efficiency in
Electricity  Utilitas .  Chapter  7  ,  135-151  ,  India Bureau of Energy Efficiency.
[9]  Stoecker,  F.W;  Jerold,  W.J  ,  alih  bahasa Supratman  Hara,  1987,    Refrigerasi  dan Pengkondisian  Udara,  Edisi  ke  2,  Penerbit Erlangga, Jakarta.