COOLING TOWER APPARATUS

I. Tujuan

1. Mengetahui prinsip dan cara kerja Cooling Tower Apparatus.

2. Mengetahui perhitungan pada Cooling Tower Apparatus.

3. Mengetahui aplikasi dari Cooling Tower.

II. Tinjauan Pustaka

Heat Exchanger merupakan suatu peralatan, dimana terjadi perpindahan

panas dari suatu fluida yang dengan temperatur lebih tinggi kepada fluida yang

temperaturnya lebih rendah. Berdasarkan kontaknya, maka Heat Exchanger

dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu :

1. Direct Contact Heat Exchanger

Fluida yang panas berhubungan langsung dengan fluida dingin dalam suatu

bejana atau ruangan tertentu. Contoh: Cooling Tower.

2. Indirect Contact Heat Exchanger

Fluida panas tidak berhubungan langsung dengan fluida dingin, tetapi heat

transfer melalui media perantara (wall). Contoh: Shell and Tube Heat

Exchanger.

A. Pengertian Cooling Tower

Cooling Tower adalah suatu alat yang dipergunakan mendinginkan

air proses (cooling water) dengan cara mengkontak air tersebut

dengan udara.

Fungsi cooling tower adalah memproses air (cooling water) yang

panas menjadi air yang dingin, sehingga dapat digunakan kembali dan

untuk mengatasi masalah polusi lingkungan.

B. Prinsip Operasi Cooling Tower

Cooling tower ini beroperasi menurut prinsip difusi, dimana adanya

perubahan temperatur dapat mengakibatkan perbedaan besarnya laju

perpindahan massa dan panas yang terjadi.

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 1

Besarnya laju perpindahan massa dan panas dipengaruhi oleh luas

daerah kontak antara fluida panas dengan fluida dingin, waktu kontak,

kecepatan fluida dan temperatur fluida.

Pada cooling tower sebagian air menguap ke udara dan kalor

sensibel berpindah dari air panas ke udara yang lebih dingin. Kedua proses

itulah yang mengakibatkan turunnya temperatur air dan untuk menjaga

keseimbangan air, kita hanya perlu menambahkan air (make up water) untuk

menggantikan air yang hilang karena penguapan atau terbawa oleh udara.

C. Macam-Macam Cooling Tower

Pada dasarnya cooling tower terbagi beberapa macam antara lain, yaitu:

1. Berdasarkan arah aliran udara masuk

a. Cross flow.

b. Counter current flow.

2. Berdasarkan cara pemakaian alat bantu seperti fan atau blower

a. Induced draf (alat bantu berada dibagian puncak tower)

b. Force draf (alat bantu berada dibagian bawah tower)

3. Berdasarkan kondisi aliran udara bebas tanpa alat pembantu

a. Atmosphere (udara pada kondisi atmosphereric mengalir bebas

tanpa memakai penutup tower).

b. Natural draf (udara mengalir dalam udara pendinginan dari tower

namun kondisi udara belum tentu atmospheric).

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 2

D. Packing Cooling Tower

Jenis bahan isian (packing) pada cooling tower biasanya khusus,

seperti: kayu sipres yang mempunyai daya tahan aksi gabungan air dan

angin. Pengisian packing pada cooling tower harus memenuhi karakteristik

sebagai berikut:

1. Permukaan interfacial antara fuida yang akan didinginkan dengan fluida

yang mendinginkan besar.

2. Memiliki karakteristik aliran fluida yang didinginkan pada packing

harus terjadi pertukaran volume fluida yang besar melalui cross section

tower yang kecil tanpa loading/ fleeding dan presure drop yang rendah

untuk gas.

3. Zat inert fluida dapat diproses secara kimia.

4. Mempunyai kekuatan struktural sehingga mudah dalam penangan

dan instalasi.

5. Biayanya murah.

Terdapat dua cara pengisian packing pada packed tower, yaitu:

1. Random Packing

Jenis random packing yang digunakan, yaitu:

a. Rasching ring.

b. Lessing ring.

c. Partition ring.

d. Belt saddle.

e. Intalox saddle.

f. Tellerate.

g. Pall ring atau flexiring.

2. Regular Packing

Packing jenis ini menguntungkan karena pressure drop yang rendah dan

laju alir fluida yang makin besar, namun packing jenis ini mahal biaya

instalasinya.

Jenis regular packing yang digunakan, yaitu:

a. Rasching ring

b. Double spiral ring

c. Section through expanded metal packing

d. Wood grids

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 3

Gambar Bentuk Packing :

Ceramic Packing

Metal Intalox Metal Pall Ring Metal Hypak®

Plastic Flexiring Chempak® Packing Cascade Mini Packing

Panapak Packing Poly Grid Plastic Cooling Tower PackingGambar bantuk packing di atas kebanyakan ditemukan pada Packed Tower.

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 4

III. Metodologi

A. Alat dan Bahan

Alat dan Bahan yang digunakan, yaitu:

1. Satu unit Cooling Tower Armfiel yang dilengkapi dengan pemanas.

2. Aquadest.

3. Udara bebas (sebagai media pendingin).

B. Prosedur Percobaan

1. Siapkan peralatan cooling tower supaya dapat beroperasi

2. Isi aquadest ke basin

3. Hubungkan cooling tower dengan arus listrik, atur debit air yang

mengalir dan Q sesuai dengan yang dikehendaki

4. Catat temperatur inlet dan outlet untuk dry bulb dan wet bulb (T1 - T6)

tekanan dan presure drop yang ditunjukan. Lakukan pengambilan data

sebanyak lima kali dengan tekanan yang berbeda-beda.

5. Hitung laju alir udara masing-masing data.

IV. Hasil Pengamatan Dan Perhitungan

A. Hasil Pengamatan

Q (kW) Mv (g/ s)X

(mmH2O)Temperatur (oC)

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 5

Dimana:

T1 = Temperatur dry bulb masuk

T2 = Temperatur wet bulb masuk

T3 = Temperatur dry bulb keluar

T4 = Temperatur wet bulb keluar

T5 = Temperatur air masuk

T6 = Temperatur air keluar

B. Perhitungan

1. Perhitungan Kecepatan Udara dan Approach To Wet Bulb

Spesifikasi volumetrik udara keluar dengan menggunakan cara plot

Temperatur dry bulb udara keluar (T3) dan Temperatur wet bulb keluar

(T4) pada physcometric chart, maka diperoleh Vb.

Air mass flowrate (m) =

Air volume flowrate (V) = m Vb

Cross sectional area of empty tower (A) = s2

Kecepatan udara = A

V

2. Perhitungan Laju Pendinginan dan Cooling Range

Laju pendinginan =

Cooling Range = T5 – T6

Gambar Skema Cooling Tower Apparatus:

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 6

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 7