investigasi eksperimental pengaruhrepository.usd.ac.id/36916/2/165214030_full.pdf · gambar 2.5...

i

INVESTIGASI EKSPERIMENTAL PENGARUH

CONVERGENT LENGTH PADA MIXING CHAMBER

TERHADAP PERFORMA STEAM EJECTOR

SKRIPSI

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Strata 1 (S1) Pada Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma

Oleh :

DWI MEILIANTO

165214030

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2020

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CONVERGENT

LENGTH EFFECT ON MIXING CHAMBER TO STEAM

EJECTOR PERFORMANCE

FINAL PROJECT

To Fulfill One of the Requirements to Obtain

Strata (S1) Bachelor Degree in the Department of Mechanical Engineering

Sanata Dharma University

DWI MEILIANTO

165214030

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2020


ix

Filipi 4:13

Segala perkara dapat kutanggung di dalam Dia yang memberi

kekuatan kepadaku.


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................. v

LEMBAR PENYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................... vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................ ix

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv

NOMENKULATUR ............................................................................................. xv

ABSTRAK ........................................................................................................... xvi

ABSTRACT ........................................................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang.......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 6

2.1 Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 6

2.2 Aplikasi Steam Ejector ............................................................................. 6

2.3 Komponen-komponen Steam Ejector....................................................... 7

2.3.1 Nozzle .................................................................................................... 8

2.3.2 Suction Chamber .................................................................................. 8

2.3.3 Mixing Chamber ................................................................................... 8

2.3.4 Diffuser ................................................................................................. 8

2.4 Prinsip Kerja Steam Ejector ..................................................................... 8

2.5 Kondisi Pengoperasian Steam Ejector...................................................... 9

2.5.1 Chocked Flow Region ......................................................................... 10


xi

2.5.2 Unchocked Flow Region ..................................................................... 10

2.5.3 Reverse Flow Region .......................................................................... 10

2.6 Fenomena Aliran dalam Steam Ejector .................................................. 11

2.6.1 Compressible Flow ............................................................................. 11

2.6.1.1 Chocking ...................................................................................... 11

2.6.1.2 Shock Wave (Normal Shock Wave) ............................................. 12

2.7 Converging Nozzle.................................................................................. 13

2.8 Expansion Wave & Angle ....................................................................... 14

2.9 Velocity Countours Along Ejector .......................................................... 14

2.10 Parameter Performa Steam Ejector ........................................................ 15

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 17

3.1 Tahapan Penelitian ................................................................................. 17

3.2 Parameter Penelitian ............................................................................... 19

3.3 Rancangan Rangkaian Peralatan Penelitian ........................................... 19

3.4 Alat Penelitian ........................................................................................ 22

3.4.1 Steam Ejector ...................................................................................... 22

3.5 Prosedur Penelitian ................................................................................. 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 26

4.1 Pengaruh Primary Pressure Terhadap Primary Mass Flow Rate .......... 26

4.2 Pengaruh Primary Pressure dan Secondary Pressure Terhadap

Entrainment Ratio ..................................................................................... 28

4.3 Pengaruh Variasi Convergent Length Terhadap Entrainment Ratio pada

Setiap Primary Pressure dan Secondary Pressure ................................... 31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 35

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 35

5.2 Saran ....................................................................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Steam Ejector Refrigeration System .................................................. 2

Gambar 1.2 Komponen Steam Ejector ................................................................. 2

Gambar 2.1 Pengaruh convergent angle terhadap entrainment ratio. .................. 7

Gambar 2.2 Komponen steam ejector. .................................................................. 8

Gambar 2.3 Grafik kecepatan aliran dan tekanan pada setiap komponen steam

ejector ............................................................................................... 9

Gambar 2.4 Kondisi pengoperasian pada steam ejector ...................................... 11

Gambar 2.5 Hubungan area ratio dan karakteristik fluida versus Mach number

untuk aliran isentropik dari gas dengan k=1,4 ................................. 12

Gambar 2.6 Normal shock wave ......................................................................... 12

Gambar 2.7 Kondisi pengoperasian converging nozzle. ...................................... 13

Gambar 2.8 Expansion wave dan angle (a) kondisi primary pressure rendah

(b)kondisi primary pressure tinggi. ................................................. 15

Gambar 2.9 Velocity contours pada convergent length yang berbeda-beda

sepanjang ejector ............................................................................. 16

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian. .................................................................... 17

Gambar 3.2 Skematik sistem steam ejector. ........................................................ 20

Gambar 3.3 Detail geometri steam ejector. ......................................................... 20

Gambar 3.4 Detail geometri convergent length (a) 51 mm, (b) 69 mm,

(c) 75 mm ......................................................................................... 21

Gambar 3.5 Steam Ejector. .................................................................................. 22

Gambar 3.6 Skema prosedur penelitian. .............................................................. 25

Gambar 4.1 Grafik pengaruh primary pressure dan secondary pressure terhadap

primary mass flow rate pada variasi convergent length 51 mm. ..... 26





Gambar 4.4 Grafik pengaruh primary pressure dan variasi convergent length

terhadap primary mass flow rate pada secondary pressure 95 psi. . 28


xiii


entrainment ratio pada variasi convergent length 51 mm. .............. 29





Gambar 4.8 Grafik pengaruh primary pressure dan secondary pressure 95 psi

terhadap entrainment ratio pada setiap variasi convergent length... 31

Gambar 4.9 Grafik pengaruh convergent length terhadap entrainment ratio pada

setiap primary pressure dan secondary pressure 55 psi. ................. 32


setiap primary pressure dan secondary pressure 65 psi................. 33


setiap primary pressure dan secondary pressure 75 psi. ............... 33






xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi steam ejector. ...................................................................... 23

Tabel 3.2 Tekanan dan temperatur kerja pada ejector. ......................................... 23


xv

NOMENKULATUR

Lambang Nama Satuan Halaman

Sudut convergent ° 6

A Luas penampang saluran m2 12

∗ Luas penampang saluran kritis m2 12

k Specific heat ratio 12

L/d Rasio convergent length dengan

diameter throat nozzle

3

Ma Mach number 11

Mach Number saluran masuk 12

Mach Number saluran keluar 12

Primary mass flow rate kg/s 15

Secondary mass flow rate kg/s 15

Viskositas dinamik N.s/ m2 18

NXP Nozzle Exit Position mm 6

P Pressure Pa 13

P0 Stagnation pressure Pa 13

Pb Back pressure Pa 13

P* Critical pressure Pa 13

Pe Nozzle outlet pressure Pa 13

T Tempertature K 12

T0 Stagnation Temperature K 12

Density Kg/m3 12

V Kecepatan aliran m/s 18

Entrainment ratio 15


xvi

ABSTRAK

Performa ejector sangat dipengaruhi oleh kondisi pengoperasian dan

geometri ejector itu sendiri. Dalam hal ini, salah satu geometri yang berpengaruh

terhadap performa steam ejector adalah mixing chamber. Perubahan dari

convergent length pada mixing chamber mempunyai efek yang signifikan pada

performa steam ejector karena adanya fenomena double shock wave dan energy

losses.

Penelitian ini dilakukan dengan metode experimental. Tujuannya adalah

untuk mengetahui pengaruh convergent length terhadap nilai entrainment ratio.

Panjang convergent length yang digunakan dalam penelitian ini yaitu convergent

length 51 mm, 69 mm, dan 75 mm dengan variasi primary pressure dan secondary

pressure.

Hasil menunjukkan bahwa semakin panjang convergent length maka

entrainment ratio akan meningkat hingga nilai maksimum dan akan menurun pada

nilai convergent length yang lebih panjang. Nilai maksimum entrainment ratio akan

menurun seiring peningkatan primary pressure. Convergent length 69 mm

memiliki nilai entrainment ratio maksimum tertinggi pada setiap kondisi

pengoperasian.

Kata kunci : steam ejector, entrainment ratio, convergent length, double shock

wave.


xvii

ABSTRACT

Ejector’s performance is depends on the operating condition and

geometric. In this case, one of the geometric which has an effect in ejector

performance is mixing chamber. The changes from convergent length at mixing

chamber has a significant effect to ejector’s performance because of a energy loss

and double shock wave phenomenon.

This research was conducted with the experimental method. The purpose

is to find out the effect of convergent length to the entrainment ratio. Convergent

length that used in this research is convergent length 51 mm, 69 mm, and 75 mm

with the variation of primary pressure and secondary pressure.

The results show that the increasing convergent length will increase

entrainment ratio to the maximum value and will decrease at the longer convergent

length. The maximum entrainment ratio will decrease with increasing primary

pressure. Convergent length 69 mm has the highest maximum entrainment ratio

value for each operating condition.

Keywords : steam ejector, entrainment ratio, convergent length, double shock

wave.


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Steam ejector refrigeration system (SERS) dikenal sebagai teknologi hemat

energi yang secara luas digunakan di industri nuklir (Reddick, Sorin, Sapoundjiev,

& Aidoun, 2018). SERS adalah sistem refrigerasi yang digunakan dengan

memanfaatkan waste heat sebagai fluida kerja. SERS pertama kali ditemukan oleh

Charles Peterson pada awal tahun 1901 dan digunakan untuk membuang udara

panas dari kondensor mesin uap (Dong et al., 2017). Komponen-komponen dalam

steam ejector refrigeration system terdiri dari generator, kondensor, evaporator,

ejector, pompa dan katup ekspansi seperti pada Gambar 1.1 (Chandra & Ahmed,

2014). Steam ejector refrigeration system bekerja secara siklus dengan

mencampurkan fluida dari generator dan evaporator untuk mendinginkan

kondensor yang nantinya fluida tersebut akan kembali menuju generator oleh

pompa dan menuju evaporator melalui katup ekspansi (F. Li, Li, Li, & Tian, 2018).

Aplikasi SERS banyak dipakai dibidang industri, power plant, maupun kimia. Pada

sistem power plant, waste heat dari berbagai macam proses industri dimanfaatkan

untuk mendinginkan uap panas bertemperatur tinggi yang menyebabkan beban

kerja kondesor berkurang.

Ejector merupakan bagian dari steam ejector refrigeration system. Oleh

karena itu, optimalisasi performa ejector merupakan hal yang penting. Ejector

dapat bekerja sebagai pompa aliran tanpa komponen penggerak yang terdiri dari

beberapa komponen antara lain; nozzle, suction chamber, mixing chamber, dan

diffuser seperti pada Gambar 1.2.

SERS adalah sistem refrigerasi yang ramah lingkungan yakni menggunakan

fluida refrigeran pada umumnya, konstruksinya simple, biayanya rendah (baik

produksi maupun perawatan), tidak membutuhkan listrik untuk mengoperasikannya

karena memanfaatkan waste heat sebagai sumber utama (Tang, Liu, Li, Shi, & Wu,

2017).


2

Gambar 1.1 Steam Ejector Refrigeration System. (Ma, Zhang, Omer, & Riffat, 2010)

Gambar 1.2 Komponen Steam Ejector (Ma et al., 2010)


3

SERS memanfaatkan fluida dari kompresor atau boiler atau generator

bertekanan dan bertemperature tinggi (primary fluid). Primary fluid melewati

nozzle sehingga bertekanan rendah dan berkecepatan tinggi (supersonic velocity)

(J. Chen et al., 2018). Ketika melewati suction chamber, secondary fluid terhisap

akibat adaya perbedaan tekanan dan temperature yang lebih tinggi dari kondisi

primary fluid saat melewati ujung nozzle. Kemudian secondary fluid bercampur

dengan primary fluid pada mixing chamber ejector menghasilkan tekanan konstan.

Campuran fluida tersebut berekspansi melewati diffuser sehingga bertekanan tinggi

dan berkecepatan rendah (subsonic velocity). Nozzle memegang kunci dalam

kecepatan primary flow dan entrainment dari secondary flow, serta mendominasi

performa dari ejector (J. Chen et al., 2018).

Salah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui performa SERS

adalah nilai entrainment ratio. Entrainment ratio merupakan rasio pencampuran

kedua fluida yang dinyatakan dalam perbandingan laju aliran massa secondary fluid

terhadap primary fluid (Lu & Chen, 2018). Dalam hal ini, salah satu aspek yang

mempengaruhi peningkatan nilai entraiment ratio adalah desain dari ejector.

Desain tersebut dapat berupa convergent angle, jarak nozzle terhadap mixing

chamber, diameter mixing chamber, dan panjang dari mixing chamber. Wu et al,

2014 mensimulasi geometri mixing chamber pada ejector. Hubungan antara

entrainment ratio dan convergent length untuk variasi primary pressure yang

berbeda menunjukkan bahwa meningkatnya rasio L/d akan mengakibatkan

entrainment ratio meningkat. Akan tetapi pada rasio L/d tertentu nilai entrainment

ratio akan menurun drastis setelah melewati titik optimumnya. Hubungan antara

entrainment ratio dan convergent angle untuk variasi rasio L/d yang berbeda

menunjukkan bahwa entrainment ratio meningkat dengan nilai tanθ untuk

convergent angle yang kecil. Semakin meningkatnya convergent angle

mengakibatkan diameter inlet mixing chamber meningkat (Wu, Liu, Han, & Li,

2014a).

Dari kajian pustaka yang telah diteliti, convergent length menjadi menarik

untuk diteliti, hal ini dikarenakan besarnya convergent length akan mempengaruhi


4

fenomena double shock wave pada area mixing chamber. Semakin panjang

convergent length akan meningkatkan nilai energy loss. Pada penelitian ini akan

diteliti mengenai convergent length dengan menggunakan fluida kerja berupa

refrigerant untuk mengetahui performa dari steam ejector. Masih sedikitnya

penelitian terkait pengaruh geometri convergent length pada steam ejector dan

belum terdapat penelitian convergent length dalam metode experimental.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang penelitian, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh primary pressure terhadap primary mass flow rate?

2. Bagaimana pengaruh primary pressure dan secondary pressure terhadap

entrainment ratio?

3. Bagaimana pengaruh convergent length terhadap entrainment ratio pada

1.3 Tujuan Penelitian

Sesuai dengan rumusan masalah yang ditujukan, maka tujuan dari penelitian

ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh primary pressure terhadap primary mass flow rate.

2. Mengetahui pengaruh primary pressure dan secondary pressure terhadap

entrainment ratio.

3. Mengetahui pengaruh convergent length terhadap entrainment ratio pada

setiap primary pressure dan secondary pressure.

1.4 Batasan Masalah

Batasan-batasan yang ditentukan dalam melakukan eksperimen steam

ejector adalah:

1. Primary fluid dikondisikan pada tekanan [psi] 100, 125, 150, 175, 200.

2. Secondary fluid dikondisikan pada tekanan [psi] 55, 65, 75, 85, 95.

3. Temperatur kerja primary fluid dan secondary fluid dikondisikan pada

temperatur 70⁰C dan 32°C.

4. Variasi convergent length pada mixing chamber menggunakan panjang 51

mm, 69 mm, dan 75 mm.


5

5. Tidak memperhitungkan rugi-rugi gesekan pada dinding.

6. Tidak memperhitungkan pressure losses pada sambungan dan belokan.

7. Pengambilan data dan analisis menggunakan kondisi isothermal.

1.5 Manfaat Penelitian

Beberapa manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini antara

lain:

1. Menambah ilmu dan wawasan tentang pemanfaatan waste heat yang dapat

digunakan untuk melakukan efisiensi energi sehingga dapat menjaga

kelestarian lingkungan.

2. Mengetahui performa kerja steam ejector terhadap variasi yang dilakukan

pada primary pressure dan secondary pressure untuk setiap convergent

length.

3. Dapat digunakan sebagai referensi untuk melakukan penelitian tentang

selanjutnya steam ejector.


6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Ejector merupakan komponen statik tanpa komponen pengerak. Performa

ejector dipengaruhi oleh kondisi pengoperasian dan bentuk geometrinya. Terdapat

tiga parameter pada kondisi pengoperasiannya, yaitu tekanan boiler, tekanan

evaporator dan tekanan kondensor. Sedangkan bentuk geometri ejector seperti NXP

(Nozzle Exit Position), area ratio (perbandingan area mixing chamber dan primary

nozzle throat), suction chamber, mixing chamber length, convergent angle, diffuser

angle, dan area ratio primary nozzle.

Mixing chamber merupakan salah satu bagian dari steam ejector dimana

terjadi pencampuran antara primary fluid dan secondary fluid. Berdasarkan

penelitian terdahulu bahwa ejector memiliki variasi bentuk geomtri yang

mempengaruhi performa steam ejector.

Penelitian yang dilakukan oleh Wu (2014) mengenai “Numerical

investigation of the influences of mixing chamber geometries on steam ejector

performance” menunjukkan efek geometri mixing chamber pada performa steam

ejector untuk multi-effect distillation systems. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

penting untuk mendesain ejector yang sesuai dengan bentuk geometri. Hasil

penelitian menunjukkan hubungan antara convergent angle dengan nilai

entrainment ratio. Terkait dengan geometri, ditemukan bahwa convergent angle,

nilai entrainment ratio meningkat secara drastis untuk tan yang kecil, ketika

mencapai nilai maximum pada tan = 0.04-0.05, entrainment ratio menurun secara

perlahan untuk nilai tan berikutnya seperti pada Gambar 2.1 (Wu et al., 2014a)

2.2 Aplikasi Steam Ejector

Steam ejector pertama kali ditemukan oleh Le Blanc dan Charles Peterson

pada tahun 1901 digunakan untuk membuang udara dari kondensor mesin uap

(Dong et al., 2017). Ejector menjadi populer pada tahun 1930 digunakan sebagai

system pendigin udara pada gedung-gedung besar (Chunnanond & Aphornratana,


7

2004). Ejector secara luas digunakan dalam industry kimia untuk menghisap dan

memompa cairan korosif, yang susah dikendalikan (Yadav & Patwardhan, 2008).

Dalam industry nuklir ejector digunakan untuk menghapuskan gas yang tidak

terkondensasi dari reactor air panas (off-gas system) (Reddick et al., 2018). Ejector

digunakan untuk proses pendinginan pada liquid rocket engine. Dalam bidang

destilasi, ejector digunakan dalam multi-effect distillation (MED) untuk

mendinginkan sistem pemanas dan aliran massa dari cairan pendingin pada destilasi

air laut. Ejector digunakan juga pada proton exchange membrane fuel cell

(PEMFC) untuk meningkatkan efisiensi energi dan menurunkan tingkat emisi dari

anode/ hydrogen recirculation (Tang et al., 2017) (C Li & Li, 2011) (Cui Li, Li, &

Wang, 2012).

Gambar 2.1 Pengaruh convergent angle terhadap entrainment ratio (Wu et al., 2014a).

2.3 Komponen-komponen Steam Ejector

Ejector terdiri atas beberapa komponen yaitu, nozzle; suction chamber;

mixing chamber; dan diffuser (Cui Li et al., 2012) (J. Chen, Jarall, Havtun, & Palm,

2015) seperti pada Gambar 2.2.


8

2.3.1 Nozzle

Nozzle merupakan bagian petrtama dari ejector yang berfungsi

mengkonversi aliran berkecepatan rendah dan bertekanan tinggi (primary flow)

menjadi aliran yang kecepatan tinggi (supersonic) dan bertekanan rendah (J. Chen

et al., 2018).

2.3.2 Suction Chamber

Pada bagian suction Chamber, secondary flow masuk ke dalam ejector

karena aksi dari primary flow menyebabkan kedua aliran bertemu. Masuknya

secondary flow disebabkan karena adanya perbedaan tekanan antara primary flow

dan secondary flow (J. Chen et al., 2015).

2.3.3 Mixing Chamber

Bagian ini dikenal dengan constant-area, disini terjadi pencampuran antara

primary fluid dan secondary fluid yang bertekanan konstan dan berkecepatan sonic.

Pada bagian ini terjadi shock wave yang menyebabkan kecepatan primary flow

turun drastis ketika bercampur dengan secondary flow (J. Chen et al., 2015).

2.3.4 Diffuser

Diffuser merupakan bagian outlet yang berfungsi mengkonversi energi

kinetik menjadi energi tekanan. Hasilnya campuran fluida bertekanan tinggi dan

berkecepatan rendah (sonic).

Gambar 2.2 Komponen steam ejector (J. Chen et al., 2018).

2.4 Prinsip Kerja Steam Ejector

Steam ejector bekerja seperti pompa atau kompresor tanpa komponen

penggerak (J. Chen et al., 2018). Steam ejector bekerja dengan memanfaatkan waste


9

heat untuk menghasilkan uap bertekanan dalam boiler (primary fluid). Primary

fluid tersebut berekspansi melewati nozzle sehingga bertekanan sangat rendah dan

berkecepatan sangat tinggi (supersonic velocity). Perbedaan tekanan antara ujung

nozzle dan evaporator menyebabkan fluida dalam evaporator yang bertemperatur

rendah (sencondary fluid) terhisap ke dalam suction chamber. Kemudian

Secondary fluid bercampur dengan primary fluid di dalam mixing chamber ejector

pada tekanan konstan. Karena momentum yang tinggi dari primary fluid, campuran

fluida tetap berkecepatan supersonic. Campuran fluida berekspansi melewati

diffuser dan terjadi shock wave sehingga bertekanan tinggi dan berkecepatan rendah

(subsonic velocity). Profil tekanan dan kecepatan dalam steam ejector ditunjukan

pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Grafik kecepatan aliran dan tekanan pada setiap komponen steam ejector (Ruangtrakoon & Aphornratana, 2019; Sriveerakul, Aphornratana, &

Chunnanond, 2007b)

2.5 Kondisi Pengoperasian Steam Ejector

Berdaasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ruangtrakoon et al, 2011 dan

Ma et al, 2011 bahwa kondisi pengoperasian steam ejector dapat dikelompokkan

menjadi 3 yaitu chocked flow region, unchocked flow region, dan reverse flow


10

region seperti pada Gambar 2.4 (Ruangtrakoon & Aphornratana, 2019;

Ruangtrakoon, Aphornratana, & Sriveerakul, 2011; Sriveerakul, Aphornratana, &

Chunnanond, 2007a; Sriveerakul et al., 2007b).

2.5.1 Chocked Flow Region

Pada chocked flow region, ejector beroperasi dengan tekanan dibawah

tekanan kritis (critical back pressure). Ejector menghisap sejumlah secondary fluid

dan menujukkan bahwa entrainment ratio bernilai konstan. Ini menunjukkan bahwa

terjadi choked pada area mixing chamber. Pada area ini, transverse shock

menyebabkan efek kompresi, yang diketahui muncul pada area mixing chamber

throat. Lokasi shock tergantung pada back pressure. Ketika back pressure

meningkat, shock akan berjalan menuju primary nozzle tanpa mengganggu proses

pencampuran.

2.5.2 Unchocked Flow Region

Pada unchocked flow region, back pressure lebih besar dari critical back

pressure. Kenaikan nilai back pressure menurunkan nilai dari entrainment ratio

secara drastis. Tidak ditemukan adanya chocked pada area mixing chamber.

Transverse shock menuju upstream memasuki mixing chamber (coverging duct

section) dan menggangu proses pencampuran antara primary fluid dan secondary

fluid.

2.5.3 Reverse Flow Region

Pada reverse flow region, back pressure lebih besar dari break down back

pressure. Pada area ini campuran fluida akan mengalir balik menuju secondary flow

inlet atau evaporator yang menyebabkan ejector mengalami malfungsi.


11

Gambar 2.4 Kondisi pengoperasian pada steam ejector (Ruangtrakoon & Aphornratana, 2019; Ruangtrakoon et al., 2011)

2.6 Fenomena Aliran dalam Steam Ejector

2.6.1 Compressible Flow

Ketika fluida bergerak pada kecepatan yang mendekati kecepatan suara,

density akan berubah secara signifikan dan aliran tersebut dinamakan Compressible

flow. Tetapi compressible flow sulit untuk dicapai pada fluida berwujud cair, karena

dibutuhkan tekanan tinggi sebesar 1000 atm untuk membangkitkan kecepatan aliran

sonic. Pada fluida berwujud gas, untuk mencapai aliran sonic hanya dibutuhkan

perbandingan tekanan 2:1 (White, 2011).

Terdapat dua efek penting dalam compressible flow antara lain:

a. Shock wave, parameter yang selalu berubah pada aliran supersonic.

b. Chocking, dimana laju aliran saluran terbatas pada kondisi aliran

supersonic.

2.6.1.1 Chocking

Hubungan antara area ratio dan Mach number. Area ratio meningkat dari

nol pada Ma = 0 menjadi Ma =1 dan kembali nol pada Ma yang semakin besar yang

ditunjukkan pada Gambar 2.5. Kondisi ini dinamakan dengan stagnation condition,

dimana kemungkinan maksimum laju aliran massa yang mengalir sepanjang

saluran throat berada pada kondisi kritis (sonic condition). Chocking terjadi ketika

saluran tidak dapat membawa laju aliran massa yang lebih banyak kecuali dengan


12

memperbesar luas area throat. Jika dimensi throat ditetapkan, maka laju aliran

massa yang melewati saluran harus diperkecil.

Gambar 2.5 Hubungan area ratio dan karakteristik fluida versus Mach number untuk aliran isentropik dari gas dengan k=1,4(M.White, 2011)

2.6.1.2 Shock Wave (Normal Shock Wave)

Peruahan kecepatan aliran dari supersonic dengan nilai Mach number lebih

dari satu (Ma > 1) menjadi subsonic dengan nilai Mach number kurang dari satu

(Ma <1) seperti pada gambar 2.6 menyebabkan terjadinya Normal Shock Wave.

Normal shock wave dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.1.

)1(.2

2).1(2

1

2

12

2

kk

k

MaMaMa

[2.1]

Gambar 2.6 Normal shock wave (Cengel & Cimbala, 2006).


13

Dimana adalah nilai Mach number pada saluran masuk dengan kecepatan

aliran supersonic, adalah nilai Mach number pada saluran keluar dengan

kecepatan aliran subsonic, dan k adalah nilai specific heat ratio pada gas yang

bernilai 1,4.

2.7 Converging Nozzle

Gambar 2.7 Kondisi pengoperasian converging nozzle (M.White, 2011).

Sketsa dari converging nozzle ditunjukkan pada Gambar 2.7 (a) dimana aliran

mengalir dengan stagnation pressure (P0) menuju outlet nozzle yang mengalami

pengecilan penampang. Akibat adanya pengecilan penampang, maka tekanan aliran

akan menurun pada bagian outlet nozzle (Pe) sehingga keluar sebagai aliran dengan

tekanan back pressure (Pb). Back pressure bernilai lebih kecil daripada tekanan

stagnasi (Pb < P0). Distribusi tekanan sepanjang converging nozzle ditunjukkan

pada Gambar 2.7 (b). Pada titik a dan b, tekanan nozzle throat lebih tinggi dari

tekanan kritis (P*) yang menyebabkan throat sonic dan aliran keluar nozzle


14

berkecepatan subsonic dan besarnya tekanan outlet nozzle (Pe) sama dengan back

pressure (Pb). Pada kondisi titik c nilai tekanan back pressure sama dengan tekanan

kritis (P*) yang menyebabkan throat sonic, dan nilai tekanan outlet nozzle (Pe) sama

dengan back pressure (Pb). Sedangkan pada kondisi titik d dan e, back pressure

lebih kecil dari tekanan kritis (P*) menyebabkan nozzle tidak dapat beroperasi lebih

lanjut karena terjadi chocking pada kondisi maximum throat mass flow rate

sehingga tekanan akan menurun dari tekanan kritis (P*) menuju tekanan back

pressure (Pb) dan aliran akan keluar dengan kecepatan supersonic. Gambar 2.7 (c)

menunjukkan hubungan antara mass flow rate dengan back pressure sepanjang

converging nozzle.

2.8 Expansion Wave & Angle

Expansion wave dan expansion angle dibentuk ketika primary fluid keluar

melewati nozzle menuju mixing chamber tanpa bercampur dengan secondary fluid.

Expansion wave dan expansion angle ini menghasilkan entrained duct untuk aliran

secondary fluid. Ketika ejector beroperasi dengan primary pressure yang rendah,

primary mass flow rate yang melewati nozzle akan berjumlah lebih kecil dan

berkecepatan lebih rendah. Hal ini menyebabkan expansion wave yang keluar

dengan momentum kecil, expansion angle yang kecil dan menghasilkan entrained

duct yang lebih besar dan panjang, serta sebaliknya. Luas entrained duct yang besar

ini menyebabkan jumlah secondary fluid yang keluar dari evaporator dan masuk ke

dalam ejector lebih banyak. Sehingga nilai performa steam ejector akan meningkat.

2.9 Velocity Countours Along Ejector

Gambar 2.9 menunjukkan kontur kecepatan sepanjang ejector pada

convergent length yang berbeda-beda. Terdapat double shock wave yang ditemukan

pada convergent length dengan L/d 11, 13, 17, dan 21. Shock wave pertama adalah

diamond shock wave yang terjadi mulai dari keluaran nozzle dan berekspansi ke

throat. Sedangkan shock wave kedua adalah normal shock wave yang terjadi di

diffusion chamber. Namun, pada convergent length dengan L/d 23 dan 25 hanya

terjadi single shock wave yaitu diamond shock wave yang terjadi sepenuhnya di

dalam mixing chamber. Convergent length dengan L/d 11 dan 13 meunjukkan


15

shock wave yang sangat jelas. Shock wave tersebut mengindikasi campuran aliran

yang terdistribusi sempurna, energy loss yang rendah, dan menyebabkan

entrainment ratio meningkat dengan L/d pada area ini. Sedangkan pada convergent

length dengan L/d 17 dan 21 normal shock wave yang terjadi di diffusion chamber

melemah sehingga fluida mengalir dengan lancar sepanjang mixing chamber dan

diffusion chamber.

Gambar 2.8 Expansion wave dan angle (a) kondisi primary pressure rendah (b)

kondisi primary pressure tinggi(Chunnanond & Aphornratana, 2004).

2.10 Parameter Performa Steam Ejector

Parameter penting yang menunjukkan performa steam ejector adalah

entrainment ratio. Entrainment ratio merupakan perbandingan antara laju aliran

massa secondary fluid dengan laju aliran massa primary fluid, yang dinyatakan

dalam Persamaan 2.2 (Chandra & Ahmed, 2014).

mm

p

s

[2.2]


16

Gambar 2.9 Velocity contours pada convergent length yang berbeda-beda sepanjang ejector (Wu, Liu, Han, & Li, 2014b).


17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

Pada penelitian ini menggunakan langkah-langkah penelitian seperti di

Gambarkan dalam diagram alir simulasi berikut ini:

START

Studi Pustaka dan Pembuatan Desain Steam Ejector

Konsultasi Desain Steam Ejector dengan Dosen Pembimbing

Persiapan Alat dan Bahan Pembuatan Sistem dan Komponen Steam Ejector

Proses Pembuatan Komponen Steam Ejector:1. Kompresor 2. Evaporator3. Ejector4. Condenser

Set Up Experiment

A


18

Pengambilan Data Dengan Variasi Convergent Length

Data Penelitian yang Dibutuhkan Sudah Lengkap?

YA

TIDAK

Analisis Data Penelitian

Hasil Analisis Data Penelitian Sudah Benar?

TIDAK

YA

Pembahasan Hasil Analisis Data Penelitian

Kesimpulan dan Saran

END

A

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.


19

3.2 Parameter Penelitian

Dalam penelitian ini, peneliti memilih Variabel bebas dan variabel terikat

sebagai berikut:

Variabel bebas:

1. Primary pressure [psi] 100, 125, 150, 175, 200.

2. Secondary pressure [psi] 55, 65, 75, 85, 95.

3. Primary temperature [°C] 70.

4. Secondary temperature [°C] 32.

5. Convergent length [mm] 51, 69, 75.

Variabel terikat:

1. Viskositas dinamik (μ)

2. Massa Jenis (ρ)

3. Kecepatan (V)

4. Reynold Number (Re)

5. Mass flow rate primary ( )

6. Mass flow rate secondary ( )

7. Primary pressure (Pp)

8. Secondary pressure (Ps)

9. Pressure outlet steam ejector (Pout)

10. Temperatur outlet steam ejector (Tout)

11. Entraiment ratio (ω)

3.3 Rancangan Rangkaian Peralatan Penelitian

Steam ejector yang digunakan pada penelitian ini tersusun seperti pada

Gambar berikut ini:


20

P

Primary pressure

T

Primary temperature

P

Secondary pressure

T

Secondary temperature

P

Outlet pressureT

Outlet temperature

flowmeter

check valve

condensor

evaporator

compressor

steam ejector

major pipeline

regulator valve

Gambar 3.2 Skematik sistem steam ejector.

Gambar 3.3 Detail geometri steam ejector.


21

(a)

(b)

(c)

Gambar 3.4 Detail geometri convergent length (a) 51 mm, (b) 69 mm, (c) 75 mm.


22

3.4 Alat Penelitian

Alat – alat yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut:

1. Steam ejector single phase dengan konfigurasi horizontal.

2. Compressor dengan daya 1 dan 0,5 PK.

3. Alat ukur temperatur (thermocoupel) dipasang pada input evaporator, input

kondensor, dan output Ejector.

4. Alat pengukur tekanan manometer bourdon tube (pressure gauge) pada

evaporator, kompresor, pada ejektor, dan kondensor.

5. Alat pengukur debit aliran dengan orifice plate pada inlet primary dan inlet

secondary.

6. Temperature controller Autonics T4YI.

3.4.1 Steam Ejector

Steam ejector yang digunakan pada penelitian ini berjenis single phase

ejector dengan konfigurasi horizontal, dapat dilihat pada Gambar 3.5. Spesifikasi

steam ejector dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Gambar 3.5 Steam Ejector.


23

Tabel 3.1 Spesifikasi steam ejector.

Parameter Ukuran

Diameter all nozzle 3 mm

Jarak NXP 0 mm

Diameter suction chamber 26,5 mm

Sudut konvergen suction chamber 18º

Diameter mixing chamber 8 mm

Sudut divergen diffuser 18,5º

Diameter diffuser 24 mm

Panjang steam ejector (tanpa mixing

chamber)

218,8 mm

Panjang mixing chamber 150 mm

3.5 Prosedur Penelitian

Skema Prosedur Penelitian ditunjukkan pada ditampilkan pada Gambar 3.6.

Tekanan kerja primary dan secondary ditampilkan pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Tekanan dan temperatur kerja pada ejector.

Primary Pressure (psi) Primary

Temperature (°C) Secondary Pressure (psi)

Secondary Temperature (°C)

100

70

55

32 125 65 150 75 175 85 200 95


24

(a)

START

Setting hingga tekanan primary dan secondary, temperatur primary dan secondary.

Hidupkan kompresor. Konfigurasi Convergent Length: 51 mm

Injeksikan refijerant ke dalam kompresor dan evaporator

Tekanan dan Temperatur sesuai? No

Primary regulator dibuka, selisih ketinggian oli pada pipa U diukur untuk menghitung debit (Q). Primary temperature diukur dengan temperature controller.

Yes

Secondary regulator dibuka, selisih ketinggian oli pada pipa U diukur untuk menghitung debit (Q). Secondary temperatur diukur dengan

temperature controller.

A

Tekanan pada outlet ejektor diukur dengan pressure gauge. Temperatur pada outlet ejektor diukur dengan temperature controller


25

(b)

Gambar 3.6 (a) Skema prosedur penelitian (b) lanjutan.

Mengganti convergent length 69 mm dan 75 mm.

END

Mengganti konfigurasi tekanan kerja ejektor sesuai dengan variasi.

A

Setting ulang tekanan dan temperatur kompresor, evaporator. Kemudian mengulang langkah percobaan dari awal untuk setiap

variasi nozzle.


26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Primary Pressure Terhadap Primary Mass Flow Rate

Pengaruh primary pressure terhadap primary mass flow rate pada setiap

variasi convergent length ditunjukkan pada Gambar 4.1, Gambar 4.2, Gambar 4.3

dan Gambar 4.4. Hasil percobaan menunjukkan peningkatan primary pressure

menyebabkan primary mass flow rate meningkat pada semua kondisi secondary

pressure. Hal tersebut disebabkan karena primary mass flow rate sangat

dipengaruhi oleh massa jenis dan kecepatan fluida kerja yang selalu berubah

terhadap tekanan dan temperatur. Semakin tinggi primary pressure maka pressure

difference yang dibaca oleh alat ukur orifice meter akan cenderung semakin besar.

(White, 2011). Gambar 4.4 menunjukkan tidak terjadi perubahan primary mass flow

rate yang signifikan untuk ketiga variasi convergent length.

Gambar 4.1 Grafik pengaruh primary pressure dan secondary pressure terhadap primary mass flow rate pada variasi convergent length 51 mm.


27




28

Gambar 4.4 Grafik pengaruh primary pressure dan variasi convergent length terhadap primary mass flow rate pada secondary pressure 95 psi.

4.2 Pengaruh Primary Pressure dan Secondary Pressure Terhadap

Entrainment Ratio

Pengaruh primary pressure dan secondary pressure pada steam ejector

terhadap entrainment ratio dengan variasi panjang convergent length ditunjukkan

pada Gambar 4.5, Gambar 4.6, Gambar 4.7, dan Gambar 4.8. Hasil percobaan pada

peningkatan primary pressure pada setiap secondary pressure menurunkan nilai

entrainment ratio untuk setiap variasi convergent length. Hal ini disebabkan karena

peningkatan primary pressure menyebabkan kenaikan primary mass flow rate.

Primary mass flow rate berbanding terbalik dengan entrainment ratio. (Ma et al.,

2010) (Wu et al., 2014a) (Tashtoush, Alshare, & Al-rifai, 2015)(Ruangtrakoon et

al., 2011).

Primary flow akan mengalami shock wave ketika melewati nozzle. Jumlah

primary flow yang mengalami shock wave akan meningkat seiring dengan kenaikan

nilai primary pressure. [Tashtoush et al, 2015]. Primary pressure yang semakin

meningkat ketika keluar dari ujung nozzle menghasilkan low pressure region yang


29

tinggi dengan aliran berkecepatan tinggi, expansion wave yang pendek dan

expansion angle yang besar. [Chandra and Ahmed, 2014]. Sehingga terbentuk

entrained duct yang lebih kecil dan lebih pendek serta jumlah secondary mass flow

rate yang masuk ke dalam ejector akan lebih kecil dan sebaliknya. Momentum

aliran campuran akan menurun dengan banyaknya secondary flow yang masuk ke

dalam ejector (Chandra & Ahmed, 2014; Chunnanond & Aphornratana, 2004; Jia

& Wenjian, 2012; Ruangtrakoon et al., 2011; Selvaraju & Mani, 2006; Tashtoush

et al., 2015).

Gambar 4.9 menunjukkan semakin panjang convergent length

meningkatkan nilai entrainment ratio, tetapi terdapat nilai entrainment ratio

maksimum sebelum nilai tersebut menurun pada convergent length yang lebih

panjang. Panjang convergent length untuk mencapai nilai entrainment ratio

maksimum tersebut dipengaruhi oleh kondisi pengoperasian ejector. Convergent

length optimum adalah panjang dimana entrainment ratio tertinggi dicapai. Nilai

entrainment ratio maksimum tersebut akan menurun seiring peningkatan primary

pressure. (W. Chen, Chong, Yan, & Liu, 2013; Wu et al., 2014a)

100 125 150 175 2000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Ent

rain

men

t R

atio

Primary Pressure (psi)

Convergent Length 51 mm Secondary Pressure 55 psi

Secondary Pressure 65 psi





entrainment ratio pada variasi convergent length 51 mm.


30

100 125 150 175 2000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6






En

tra

inm

en

t Ra

tio


Gambar 4.6 Grafik pengaruh primary pressure dan secondary pressure terhadap entrainment ratio pada variasi convergent length 69 mm.

100 125 150 175 2000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Ent

rain

men

t Ra

tio







Gambar 4.7 Grafik pengaruh primary pressure dan secondary pressure terhadap entrainment ratio pada variasi convergent length 75 mm.


31

100 120 140 160 180 2000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6 Secondary Pressure 85 psi Convergent Length 51 mm

Convergent Length 69 mm

Convergent Length 75 mmi

Ent

rain

men

t Ra

tio


Gambar 4.8 Grafik pengaruh primary pressure dan secondary pressure 85 psi terhadap entrainment ratio pada setiap variasi convergent length.

4.3 Pengaruh Variasi Convergent Length Terhadap Entrainment Ratio

pada Setiap Primary Pressure dan Secondary Pressure

Pengaruh variasi convergent length terhadap nilai entrainment ratio pada

setiap primary pressure dan secondary pressure ditunjukkan pada Gambar 4.9

Gambar 4.10, Gambar 4.11, Gambar 4.12 dan Gambar 4.13. Hasil menunjukkan

bahwa peningkatan panjang convergent length menyebabkan nilai entrainment

ratio meningkat dan kemudian menurun pada convergent length yang lebih

panjang. Panjang convergent length untuk mencapai nilai entrainment ratio

maksimum tersebut dipengaruhi oleh kondisi pengoperasian ejector. Nilai

entrainment ratio maksimum tersebut akan menurun seiring peningkatan primary

pressure.

Convergent length 69 mm memiliki nilai entrainment ratio tertinggi pada

setiap kondisi pengoperasian. Terdapat double shock wave, yaitu diamond shock

wave dan normal shock wave. Diamond shock wave terjadi mulai dari saluran keluar

nozzle dan berekspansi sampai ke ejector throat. Sedangkan normal shock wave


32

50 55 60 65 70 750.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Ent

rain

men

t Ra

tio

Convergent Length (mm)

Secondary Pressure 55 psi Primary Pressure 100 psi Primary Pressure 125 psi Primary Pressure 150 psi Primary Pressure 175 psi Primary Pressure 200 psi

terjadi di diffusion chamber dan biasanya dinamakan shock position. Shock position

yang hanya terjadi pada convergent length 51 mm dan 69 mm. Diamond shock wave

terjadi ketika primary flow keluar menuju mixing chamber dan berekspansi karena

tekanan yang lebih tinggi dari tekanan mixing chamber. Diamond shock wave

terbentuk karena expansion wave pada area mixing chamber. Tingginya perbedaan

kecepatan antara dua aliran mengandung semi separasi, dan lapisan tegangan geser

dihasilkan. Panjang dari diamond shock wave meningkat dengan peningkatan

panjang convergent length. Karena adanya dua buah shock wave menyebabkan

osilasi tekanan yang derastis.

Namun, pada convergent length 75 mm tidak terdapat fenomena double

shock wave yang berdampak pada penurunan performa ejector secara derastis.

Diamond shock wave terjadi sepenuhnya di mixing chamber sehingga

menyebabkan penurunan entrainment ratio. Convergent length yang lebih panjang

menyebabkan shock position mendekati inlet diffuser. Hal ini dikarenakan

peningkatan panjang convergent length berdampak pada meningkatnya energy loss.

Ejector akan memiliki nilai entrainment ratio yang tinggi apabila beroperasi pada

double-shock wave mode. (W. Chen et al., 2013; Wu et al., 2014a)

Gambar 4.9 Grafik pengaruh convergent length terhadap entrainment ratio pada setiap primary pressure dan secondary pressure 55 psi.


33

50 55 60 65 70 750.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6


Ent

rain

me

nt R

atio



50 55 60 65 70 750.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6


En

tra

inm

en

t Ra

tio




34

50 55 60 65 70 750.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6


En

tra

inm

en

t Ra

tio



50 55 60 65 70 750.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6


En

tra

inm

en

t Ra

tio




35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat

diambil kesimpulan sesuai dengan tujuan penelitian yang ingin dicapai sebagai

berikut:

1. Peningkatan primary pressure akan meningkatkan nilai primary mass flow

rate.

2. Peningkatan primary pressure menurunkan nilai entrainment ratio dari

steam ejector, sedangkan peningkatan secondary pressure akan

meningkatkan nilai entrainment ratio.

3. Semakin panjang convergent length akan meningkatkan nilai entrainment

ratio tetapi terdapat panjang maksimum sebelum nilai entrainment ratio

menurun pada convergent length yang lebih panjang.

5.2 Saran

Dari penelitian yang sudah dilakukan ada beberapa hal yang perlu

diperbaiki yaitu:

1. Penelitian dapat dikembangkan lagi dengan Computational Fluid Dynamic

(CFD) yang kemudian dibandingkan hasilnya dengan data experimental.

2. Penelitian dapat dikembangkan lagi dengan ejector multi phase.


36

DAFTAR PUSTAKA

Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2006). FLUID MECHANIC FUNDAMENTAL

AND APPLICATIONS. New York: Mc Graw Hill.

Chandra, V. V., & Ahmed, M. R. (2014). Experimental and computational studies

on a steam jet refrigeration system with constant area and variable area

ejectors. Energy Conversion and Management, 79, 377–386.

Chen, J., Jarall, S., Havtun, H., & Palm, B. (2015). A review on versatile ejector

applications in refrigeration systems. Renewable and Sustainable Energy

Chen, J., Li, Y., Chen, W., Luo, X., Chen, Y., Yang, Z., & Eames, I. W. (2018).

Investigation of the ejector nozzle in refrigeration system. Energy, 157, 571–

587.

Chen, W., Chong, D., Yan, J., & Liu, J. (2013). The numerical analysis of the effect

of geometrical factors on natural gas ejector performance. Applied Thermal

Engineering, 59(1–2), 21–29.

Chunnanond, K., & Aphornratana, S. (2004). An experimental investigation of a

steam ejector refrigerator : the analysis of the pressure profile along the

ejector. 24, 311–322.

Dong, J., Yu, M., Wang, W., Song, H., Li, C., & Pan, X. (2017). Experimental

investigation on low-temperature thermal energy driven steam ejector

refrigeration system for cooling application. Applied Thermal Engineering,

123, 167–176.

Jia, Y., & Wenjian, C. (2012). Area ratio effects to the performance of air-cooled

ejector refrigeration cycle with R134a refrigerant. Energy Conversion and

Management, 53(1), 240–246.

Li, C, & Li, Y. Z. (2011). Investigation of entrainment behavior and characteristics

of gas – liquid ejectors based on CFD simulation. 66, 405–416.


37

Li, Cui, Li, Y., & Wang, L. (2012). Con fi guration dependence and optimization

of the entrainment performance for gas e gas and gas e liquid ejectors. Applied

Thermal Engineering, 48, 237–248.

Li, F., Li, R., Li, X., & Tian, Q. (2018). Experimental investigation on a R134a

ejector refrigeration system under overall modes. Applied Thermal

Engineering, 137(March), 784–791.

Lu, W., & Chen, H. (2018). Design of cylindrical mixing chamber ejector according

to performance analyses. Energy, 164, 594–601.

M.White, F. (2011). FLUID MECHANICS (7th Edition). New York: Mc Graw Hill.

Ma, X., Zhang, W., Omer, S. A., & Riffat, S. B. (2010). Experimental investigation

of a novel steam ejector refrigerator suitable for solar energy applications.

Applied Thermal Engineering, 30(11–12), 1320–1325.

NIST Chemistry WebBook, NIST standard reference database number 69; 2018

(https://webbook.nist.gov/chemistry/)

Reddick, C., Sorin, M., Sapoundjiev, H., & Aidoun, Z. (2018). Effect of a mixture

of carbon dioxide and steam on ejector performance: An experimental

parametric investigation. Experimental Thermal and Fluid Science,

92(September 2017), 353–365.

Ruangtrakoon, N., & Aphornratana, S. (2019). Design of steam ejector in a

refrigeration application based on thermodynamic performance analysis.

Sustainable Energy Technologies and Assessments, 31(February 2018), 369–

382.

Ruangtrakoon, N., Aphornratana, S., & Sriveerakul, T. (2011). Experimental

studies of a steam jet refrigeration cycle : Effect of the primary nozzle

geometries to system performance. Experimental Thermal and Fluid Science,

35(4), 676–683.

Selvaraju, A., & Mani, A. (2006). Experimental investigation on R134a vapour


38

ejector refrigeration system. International Journal of Refrigeration, 29(7),

1160–1166.

Sriveerakul, T., Aphornratana, S., & Chunnanond, K. (2007a). Performance

prediction of steam ejector using computational fluid dynamics : Part 1 .

Validation of the CFD results. 46, 812–822.

Sriveerakul, T., Aphornratana, S., & Chunnanond, K. (2007b). Performance

prediction of steam ejector using computational fluid dynamics : Part 2 . Flow

structure of a steam ejector influenced by operating pressures and geometries.

46, 823–833.

Tang, Y., Liu, Z., Li, Y., Shi, C., & Wu, H. (2017). Performance improvement of

steam ejectors under designed parameters with auxiliary entrainment and

structure optimization for high energy efficiency. Energy Conversion and

Management, 153(September), 12–21.

Tashtoush, B., Alshare, A., & Al-rifai, S. (2015). Performance study of ejector

cooling cycle at critical mode under superheated primary flow. Energy

Conversion and Management, 94, 300–310.

Wu, H., Liu, Z., Han, B., & Li, Y. (2014a). Numerical investigation of the in fl

uences of mixing chamber geometries on steam ejector performance. DES,

353, 15–20.

Wu, H., Liu, Z., Han, B., & Li, Y. (2014b). Numerical investigation of the

influences of mixing chamber geometries on steam ejector performance.

Desalination, 353, 15–20.

Yadav, R. L., & Patwardhan, A. W. (2008). Design aspects of ejectors : Effects of

suction chamber geometry. 63, 3886–3897.


investigasi eksperimental pengaruhrepository.usd.ac.id/36916/2/165214030_full.pdf · gambar 2.5...

Documents