UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA ABSORBER KAIN BERSEKAT MENGGUNAKAN KOLEKTOR PIPA PARALEL TUGAS AKHIR - Unjuk kerja distilasi air energi surya absorber kain bersekat menggunakan kolektor pipa paralel - USD Repository

Gratis

0
0
84
2 weeks ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA ABSORBER KAIN BERSEKAT MENGGUNAKAN KOLEKTOR PIPA PARALEL TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan Guna memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Disusun Oleh : WAHYU SETYAJI NIM : 155214069 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 i

(2) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PERFORMANCE OF SOLAR WATER DISTILATION WITH WICK PARTITION ABSORBER USING PARALLEL PIPE COLLECTOR FINAL PROJECT Asked Like One To drive a Bachelor of Engineering degree Mechanical Engineering Study Program Presented by : WAHYU SETYAJI NIM : 155214069 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY UNIVERSITY OF SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 ii

(3) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI iii

(4) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI iv

(5) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Dengan ini saya menyatakan dengan sesunguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul : UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA ABSORBER KAIN BERSEKAT MENGGUNAKAN KOLEKTOR PIPA PARALEL Yang dibuat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Starta-1, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi , Universitas Sanata Dharma. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas akhir atau penelitian yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun. Kecuali bagian informasi yang dicantumkan dalam daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah. Yogyakarta, 26 November 2018 Penulis Wahyu Setyaji (155214069) v

(6) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Nama : Wahyu Setyaji Nomor Mahasiswa : 155214069 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul : UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA ABSORBER KAIN BERSEKAT MENGGUNAKAN KOLEKTOR PIPA PARALEL Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam bentuk pangkalan data, mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin kepada saya selama masih mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 26 November 2018 Yang menyatakan Wahyu Setyaji (155214069) vi

(7) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRAK Air bersih merupakan keperluan sehari-hari masyarakat terutama untuk minum dan memasak. Sumber air yang ada sering terkontaminasi dengan tanah, garam (air laut), logam berat, bakteri atau bahan lain yang merugikan. Air dalam kondisi ini dapat merugikan kesehatan jika digunakan untuk minum atau memasak, untuk itu air tersebut harus dijernihkan lebih dahulu. Banyak cara untuk menjernihkan air yang terkontaminasi, salah satunya dengan cara distilasi. Proses distilasi air memerlukan energi panas untuk menguapkan air yang terkontaminasi sebelum diembunkan dan menghasilkan air jernih. Energi panas untuk proses distilasi dapat berasal dari berbagai sumber, salah satunya adalah energi surya. Pada distilasi hanya ada dua proses yang terjadi yaitu proses penguapan dan pengembunan. Pada penelitian kali ini peneliti akan memperbaiki proses penguapan pada alat distilasi kain bersekat yaitu dengan menambahkan kolektor sebagai pemanasan awal air yang akan didistilasi. Pada penelitian ini terdapat tiga alat yang akan digunakan yaitu alat distilasi kain sebagai pembanding, serta alat distilasi kain bersekat dan alat distilasi kain bersekat menggunakan kolektor pipa paralel sebagai alat penelitian. Laju aliran air masuk pada alat pembanding diatur sebesar 1,8 liter/jam dan pada pada alat penelitian divariasikan sebesar 1,2 liter/jam, 1,8 liter/jam, dan 2,4 liter/jam. Kenaikan hasil air alat distilasi kain bersekat pada variasi laju aliran 1,8 liter/jam adalah sebesar 0,05 liter/0,42m2.8jam atau sebesar 5,6 %, sedangkan pada variasi laju aliran 1,2 liter/jam dan 2,4 liter/jam hasil air alat distilasi kain bersekat lebih kecil dibandingkan dengan alat distilasi kain. Hasil air alat distilasi kain bersekat menggunakan kolektor lebih tinggi dibandingkan dengan alat distilasi kain, pada laju aliran 1,2 liter/jam selisih hasil air sebesar 19 % dan pada laju aliran 1,8 liter/jam sebesar 28%. Dengan menggunakan kolektor pada alat distilasi kain bersekat didapatkan kenaikan hasil air pada laju aliran 1,8 liter/jam sebesar 16,2 % dan pada laju aliran 1,2 liter/jam sebesar 42,2 %. Kata kunci : absorber, kolektor, distilasi vii

(8) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRACT Clean water is a daily necessity for the community, especially for drinking and cooking. The existing water sources are often contaminated with soil, salt (sea water), heavy metals, bacteria or other harmful substances. Water in this condition can be detrimental to health if used for drinking or cooking, for that water must be cleared first. There are many ways to purify contaminated water, one of which is by distillation. The water distillation process requires heat energy to vaporize contaminated water before it is condensed and produces clear water. Heat energy for the distillation process can come from various sources, one of which is solar energy. In distillation there are only two processes that occur, namely the process of evaporation and condensation. In this research, the researcher will improve the evaporation process in the distillation wick of insulated cloth, namely by adding the collector as the initial heating of the water to be distilled. In this study there are three tools that will be used, namely cloth distillation as a comparison, and a distillation apparatus of insulated cloth and distillation cloth wick using parallel pipe collectors as a research tool. The rate of flow of water in the comparator is set at 1.8 liters/hour and the research device varied by 1.2 liters/hour, 1.8 liters/hour, and 2.4 liters/hour. The increase in water yield of the sealed cloth distillation apparatus at a flow rate variation of 1.8 liters/hour is 0.05 liters/0.42m2.8hours or 5.6%, while the flow rate variations are 1.2 liters/hour and 2, 4 liters/hour of water produced by distillation of insulated wick is smaller than that of cloth distillation. The water yield of the insulated distillation apparatus uses a collector higher than the cloth distillation apparatus, at a flow rate of 1.2 liters/hour the water yield difference is 19% and at a flow rate of 1.8 liters/hour by 28%. Using the collector on the insulated cloth distillation apparatus obtained an increase in water yield at a flow rate of 1.8 liters/hour at 16.2% and at a flow rate of 1.2 liters/hour at 42.2%. Keywords: absorber, collector, distillation viii

(9) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KATA PENGANTAR Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terlaksana dengan lancar serta penulis dapat menyelesaikan naskah tugas akhir yang berjudul “Unjuk Kerja Distilasi Air Energi Surya Absorber Kain Bersekat Menggunakan Kolektor Pipa Paralel”. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat kelulusan pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa. 2. Keluarga tercinta Antonius Sunardi (ayah), Yulia Dwi Sugini (ibu), Martinus Andri (kakak), dan Veronica Ana Maria (kakak) yang telah memberikan doa dan dukungan yang diberikan baik secara moral maupun material yang tak ternilai harganya. 3. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si, M.Math.Sc., Ph.D selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 4. Bapak Ir. PK. Purwadi, MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 5. Bapak Ir. Franciscus Asisi Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan dalam proses pengerjaan tugas akhir ini. 6. Bapak Doddy Purwadianto, M.T., Selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan dukungan selama proses pengerjaan tugas akhir ini. 7. Seluruh dosen dan laboran Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, yang telah memberikan pengetahuan selama kuliah. 8. Brigitta Erlien Mutiara Yuliastuti yang selalu memberikan semangat dan dukungan secara moral. ix

(10) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. Teman dan sahabat : Dimas Hanung Pamungkas, Winih Arga Christian, Natanael Simamora, Natan Andang Pratiwan, Daniel Pakpahan, Robertus Landung, Albertus Sigit Adrianto, Julianto Tomas Geraldo, Andriana Nathalia, Gregorius Widyatmoko, Albertus Satrio, Deo, dan teman-teman kelas surya serta teman-teman teknik mesin yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu secara langsung maupun tidak langsung yang telah memberikan dukungan. Tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik sangat diharapkan guna penyempurnaan. Semoga naskah tugas akhir ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya untuk semua pihak. x

(11) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.............................................................................................. i HALAMAN JUDUL............................................................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN................................................................................. vi HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii ABSTRACT ........................................................................................................ viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang........................................................................................ 1 1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................... 4 1.3 Rumusan Masalah .................................................................................. 4 1.4 Batasan Masalah ..................................................................................... 5 1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 6 2.1 Penelitian Terdahulu ............................................................................... 6 2.2 Landasan Teori ....................................................................................... 7 2.3 Hipotesis ............................................................................................... 16 xi

(12) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN ................................................................... 17 3.1 Metodologi Penelitian .......................................................................... 17 3.2 Langkah Penelitian ............................................................................... 20 3.3 Skema dan Spesifikasi Alat .................................................................. 21 3.4 Variabel yang Divariasikan .................................................................. 23 3.5 Parameter yang Diukur ......................................................................... 24 3.6 Alat Ukur yang Digunakan ................................................................... 24 3.7 Langkah Analisis Data.......................................................................... 25 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 26 4.1 Data Penelitian...................................................................................... 26 4.2 Hasil Perhitungan ................................................................................. 31 4.3 Analisis Unjuk Kerja pada Variasi 1, 2, dan 3 ..................................... 39 4.4 Analisis hkonv dan ΔT pada Variasi 1, 2, dan 3 ..................................... 42 4.5 Analisis Unjuk Kerja pada Variasi 4 dan 5 ......................................... 47 4.6 Analisis hkonv dan ΔT Variasi 4 dan 5................................................... 53 4.7 Analisis qc dan quap pada Variasi 1 dan 4 Serta Variasi 2 dan 5 ........... 56 BAB V PENUTUP .............................................................................................. 61 5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 61 5.2 Saran ..................................................................................................... 62 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 63 LAMPIRAN ......................................................................................................... 65 xii

(13) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 1 ........................ 26 Tabel 4.2 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 1 .......... 27 Tabel 4.3 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 2 ........................ 27 Tabel 4.4 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 2 .......... 28 Tabel 4.5 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 3 ........................ 28 Tabel 4.6 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 3 .......... 29 Tabel 4.7 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 4 ........................ 29 Tabel 4.8 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 4 .......... 30 Tabel 4.9 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 5 ......................... 30 Tabel 4.10 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 5 ......... 31 Tabel 4.11 Efisiensi dan hasil air distilasi kain dan distilasi kain bersekat ...... 33 Tabel 4.12 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 1 ..................... 33 Tabel 4.13 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 1 ...... 34 Tabel 4.14 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 2 .................... 34 Tabel 4.15 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 2 ...... 34 Tabel 4.16 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 3 .................... 35 Tabel 4.17 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 3 ...... 35 Tabel 4.18 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 4 .................... 36 Tabel 4.19 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 4 ...... 36 Tabel 4.20 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 5 .................... 37 Tabel 4.21 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 5 ...... 37 Tabel 4.22 Koefisien qc dan ηc pada variasi 4 ................................................ 38 Tabel 4.23 Koefisien qc dan ηc pada variasi 5 ................................................ 38 Tabel 4.24 Perbandingan hasil air teoritis dan aktual distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 2 ................................. 45 xiii

(14) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema alat distilasi air yang umum ............................................... 8 Gambar 2.2 Distilasi air energi surya jenis absorber bak .................................. 9 Gambar 2.3 Distilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain........................... 10 Gambar 2.4 Distilasi air jenis perpaduan ........................................................ 12 Gambar 2.5 Aliran air dalam absorber ............................................................. 16 Gambar 3.1 Tahapan dan langkah-langkah penelitian ..................................... 19 Gambar 3.2 Distilasi air jenis kain bersekat.................................................... 21 Gambar 3.3 Kolektor pipa paralel ................................................................... 22 Gambar 3.4 Alat distilasi air energi surya kain bersekat menggunakan kolektor pipa paralel .................................................................... 23 Gambar 4.1 Perbandingan efisiensi antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 1, 2, dan 3 .......................................... 39 Gambar 4.2 Perbandingan hasil air antara distilasi kain dan distilasi kain bersekat pada variasi 1, 2, dan 3 .................................................. 40 Gambar 4.3 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 1 ........................................................................................ 42 Gambar 4.4 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 1 ........................................................................................ 42 Gambar 4.5 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 2 ........................................................................................ 44 Gambar 4.6 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 2 ........................................................................................ 44 Gambar 4.7 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 3 ........................................................................................ 46 Gambar 4.8 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 3 ........................................................................................ 46 Gambar 4.9 Perbandingan efisiensi distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 dan 5 ....................................................... 47 xiv

(15) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 4.10 Perbandingan hasil air distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 dan 5 ..................................................... 48 Gambar 4.11 Perbandingan hasil air tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 ............................. 49 Gambar 4.12 Perbandingan ΔT tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 ......................................... 50 Gambar 4.13 Perbandingan hasil air tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 5 ............................. 51 Gambar 4.14 Perbandingan ΔT tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 5 ......................................... 52 Gambar 4.15 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 ............................................................................. 53 Gambar 4.16 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 ..................................................................................... 53 Gambar 4.17 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 5 ............................................................................. 54 Gambar 4.18 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 5 ..................................................................................... 55 Gambar 4.19 Grafik perbandingan qc terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 dan 5 ................................................................... 56 Gambar 4.20 Perbandingan energi berguna distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 dan 5 ............................................. 57 Gambar 4.21 Perbandingan energi berguna distilasi kain dengan distilasi kain bersekat tanpa adanya penambahan qc .............................. 58 Gambar 4.22 Perbandingan energi berguna dan hasil air antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat menggunakan kolektor dan tanpa kolektor ..................................................................... 59 xv

(16) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar Alat Distilasi Kain dan Distilasi Kain Bersekat ............. 65 Lampiran 2. Gambar Alat Ukur yang Digunakan ............................................. 66 Lampiran 3. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ..................................................... 67 Lampiran 4. Tabel Sifat Air .............................................................................. 68 xvi

(17) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 1 BAB 1 I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia yang digunakan terutama untuk minum. Tidak semua daerah di Indonesia mempunyai sumber air yang layak konsumsi, seperti di pulau Nipah (Kepulauan Riau) mengalami kesulitan air bersih (garudamiliter.blogspot.com). Sumber air yang ada sering kali telah terkontaminasi dengan tanah, garam (air laut) atau bahan lain. Air dalam kondisi tersebut dapat mengganggu kesehatan jika digunakan secara langsung, untuk itu air tersebut harus dijernihkan terlebih dahulu. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk memperoleh air bersih dari air yang terkontaminasi adalah dengan distilasi air. Dalam distilasi air hanya ada dua proses yang di lakukan yaitu penguapan dan pengembunan. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya proses penguapan di antaranya adalah memperluas permukaan zat cair, meniupkan udara di atas permukaan, mengurangi tekanan dan memanaskan zat cair. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi pengembunan antara lain adalah suhu, tekanan dan kelembaban. Proses distilasi air dimulai dari penguapan air kotor (air terkontaminasi) kemudian mengembunkan kembali uap tersebut. Uap yang berasal dari air kotor tidak membawa zat-zat yang mencemarinya sehingga air yang dihasilkan dari pengembunan uap ini sudah layak untuk dikonsumsi. Pada proses penguapan air kotor diperlukan energi panas, Salah satu sumber energi panas yang murah dan mudah didapat di Indonesia adalah energi surya. Alat 1

(18) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2 distilasi air energi surya terdiri dari 2 (dua) komponen utama yakni absorber dan penutup kaca. Absorber berfungsi sebagai tempat air kotor yang akan didistilasi sekaligus sebagai penyerap energi surya. Penutup kaca berfungsi untuk mencegah energi panas dari energi surya yang sudah masuk ke dalam kotak distilasi tidak mudah terbuang ke lingkungan. Penutup kaca juga berfungsi sebagai tempat mengembunnya uap dari proses penguapan air kotor. Unjuk kerja suatu alat distilasi energi surya ditentukan oleh jumlah air bersih yang dapat dihasilkan, unjuk kerja kolektor dan unjuk kerja destilator. Banyak faktor yang mempengaruhi jumlah air distilasi yang di hasilkan diantaranya: keefektifan absorber dalam menyerap energi surya, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa/volume air yang terdapat pada alat distilasi, luas permukaan air yang akan didistilasi, lama waktu pemanasan, dan temperatur air yang masuk kedalam alat distilasi. Absorber harus terbuat dari bahan dengan absorbtivitas energi surya yang baik, untuk meningkatkan absorbtivitas umumnya absorber dicat dengan warna hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas karena jika kaca terlalu panas maka uap akan sukar untuk mengembun. Jumlah massa/volume air dalam alat distilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan. Tetapi jika massa/volume air dalam alat distilasi terlalu sedikit maka alat distilasi akan mudah rusak karena terlalu panas (umumnya kaca penutup akan pecah). Temperatur air yang masuk alat distilasi harus di usahakan sudah tinggi. Semakin tinggi temperatur air yang masuk maka proses penguapan akan semakin cepat dan air distilasi yang di hasilkan akan semakin banyak sehingga unjuk kerja alat distilasi semakin besar. Cara yang dapat

(19) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3 digunakan untuk membuat temperatur air menjadi tinggi adalah dengan pemanasan awal air yang akan di distilasi misalnya dengan menggunakan kolektor plat datar pipa paralel. Unjuk kerja alat distilasi yang mengunakan kolektor plat datar pipa paralel di Indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan penelitian tentang hal ini. Permasalahan yang ada dalam distilasi air energi surya adalah masih rendahnya unjuk kerja. Hal tersebut disebabkan karena kurang efektifnya proses penguapan dan pengembunan. Jenis distilasi yang banyak dipakai adalah jenis absorber bak dan jenis absorber kain. Jenis absorber bak adalah jenis distilasi yang paling sederhana tetapi unjuk kerja yang dihasilkan jenis ini termasuk yang terendah. Rendahnya unjuk kerja distilasi jenis absorber bak disebabkan jumlah massa air yang cukup banyak di bak mengakibatkan proses penguapan tidak cepat berlangsung. Jenis absorber kain bersekat mempunyai unjuk kerja yang lebih baik dibandingkan jenis absorber bak. Hal tersebut disebabkan pada jenis absorber kain bersekat air yang akan di distilasi dialirkan pada kain dan tertampung pada sekat sehingga akan menghasilkan lapisan air yang tipis pada kain dan menyebabkan air lebih cepat menguap. Proses penguapan ini akan semakin cepat jika air yang di alirkan pada kain dan tertampung pada sekat bertemperatur tinggi, maka sebelumnya air yang didistilasi akan dipanaskan terlebih dahulu dengan kolektor pipa paralel energi surya.

(20) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4 1.2 Identifikasi Masalah Dalam latar belakang telah dijelaskan bahwa pada alat distilasi air energi surya, hanya ada dua proses yang terjadi yaitu penguapan dan pengembunan. Proses penguapan di antaranya dipengaruhi oleh waktu dan temperatur. Waktu pemanasan dan penguapan dapat diperlama dengan sekat dan pengaturan laju aliran. Temperatur dapat di naikkan dengan kolektor dan pengaturan laju aliran. Pada penelitian ini akan diteliti laju aliran yang menghasilkan unjuk kerja terbaik pada alat distilasi kain bersekat menggunakan kolektor paralel. Dalam penelitian ini lama waktu pemanasan akan divariasikan dengan penambahan kain, sekat, dan pengaturan laju aliran air masukan. Temperatur air masukan alat distilasi kain bersekat akan di variasi dengan menggunakan kolektor. 1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan dari pemaparan identifikasi masalah dapat dirumuskan rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana efek temperatur air masukan terhadap unjuk kerja (efisiensi dan hasil air) distilasi kain bersekat? 2. Bagaimana efek laju aliran (hkonv dan ΔT) terhadap unjuk kerja distilasi kain bersekat?

(21) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5 1.4 Batasan Masalah Agar topik tidak meluas penulis membatasi penelitian. Batasan-batasan masalah yang diterapkan dalam penelitian ini adalah: 1. Alat distilasi kain dengan laju aliran 1,8 l/jam digunakan sebagai pembanding 2. Temperatur absorber dan kaca di asumsikan merata 3. Luasan alat distilasi kain dan distilasi kain bersekat sebesar 0,42 m2, dan luasan kolektor sebesar 0,43 m2 4. Proses penguapaan dan pengembunan dianalisis menggunakan persamaan Darcy Weisbach 1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian adalah menganalisis efek laju aliran air masuk dan temperatur air masukan alat distilasi terhadap unjuk kerja relatif antara alat distilasi kain dan distilasi kain bersekat. Manfaat yang diperoleh dari penelitian adalah : 1. Dapat dikembangkan untuk membuat prototype dan produk teknologi alat distilasi air energi surya, sehingga membantu memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat khususnya di daerah yang kesulitan air bersih. 2. Menambah kepustakaan teknologi distilasi air energi surya.

(22) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6 2 II BAB TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu Beberapa penelitian tentang faktor yang mempengaruhi unjuk kerja alat distilasi air enegi surya diantaranya: Pengaruh temperatur sekitar, jumlah energi surya yang diterima alat distilasi [1]. Pengaruh bahan dan bentuk absorber [2], pengaruh tebal dan kemiringan kaca penutup [3], pengaruh ketinggian air di bak air [4], pengaruh kondensor pasif eksternal maupun internal pada distilasi [5]. Penelitian pendinginan kaca pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain dengan kaca tunggal mendapatkan adanya laju alir massa air pendingin optimum sebesar 1,5 m/s dibawah atau di atas nilai optimum tersebut akan menyebabkan turunnya unjuk kerja [6]. Penelitian yang sama pada jenis konvensional dengan kaca tunggal mendapatkan bahwa dengan mengikut sertakan efek penguapan unjuk kerja dapat naik sampai 20% [7]. Penelitian pendinginan kaca pada jenis konvensional dengan cara penyemprotan air dapat menaikkan unjuk kerja 15,7% sampai 31,8% dengan interval penyemprotan 20 dan 10 menit [8]. Penelitian pendinginan kaca pada jenis konvensional dengan mevariasikan laju alir massa air pendingin antara 100 ml/menit sampai 1800 ml/menit mendapatkan nilai optimum laju aliran pada 250 ml/menit dan menghasilkan kenaikkan unjuk kerja sebesar 30,5% [9]. Keuntungan alat distilasi energi surya sebagai penjernih air diantaranya tidak memerlukan biaya tinggi dalam pembuatannya, pengoperasian dan perawatannya mudah [10]. Alat distilasi air laut energi surya menggunakan arang 6

(23) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7 sebagai absorber sekaligus sebagai sumbu menghasilkan efisiensi 15% diatas alat distilasi jenis sumbu. Pada penelitian ini alat distilasi diposisikan miring dan air laut dialirkan dari satu sisi alat kesisi lain yang lebih rendah [11]. Penelitian alat distilasi energi surya menggunakan penyimpan panas dengan material berubah fasa menghasilkan air distilasi 4,536 l/m2 dalam 6 jam atau setara dengan efisiensi 36,2%. Material penyimpan panas yang digunakan adalah air, lilin parafin dan minyak parafin. Dengan menggunakan bahan penyimpan panas alat distilasi ini dapat bekerja siang dan malam [12]. Penelitian alat distilasi surya satu tingkat menggunakan aspal sebagai penyimpan panas dapat bekerja siang dan malam. Efisiensi yang dihasilkan sampai 51%. Proses distilasi pada malam hari memberikan kontribusi sebanyak 16% dari total air distilasi yang dihasilkan. Alat distilasi ini dilengkapi dengan penyembur air [13]. Penelitian alat distilasi energi surya jenis kolam tunggal seluas 3 m2 di Amman, Jordania menggunakan campuran garam, pemberian warna lembayung dan arang untukmeningkatkan daya serap air terhadap energi surya menghasilkan peningkatan efisiensi sebesar 26% [14]. 2.2 Landasan Teori Dalam distilasi air hanya ada dua proses yang dilakukan yaitu penguapan dan pengembunan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya proses penguapan air diantaranya adalah luasan permukaan, lama waktu pemanasan, dan temperatur air. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengembunan antara lain adalah suhu, tekanan, dan kelembaban. Komponen utama yang terdapat pada sebuah alat distilasi energi surya pada umumnya adalah bak air dan kaca

(24) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8 penutup (Gambar 2.1). Bak air juga berfungsi sebagai absorber yakni sebagai penyerap energi surya untuk memanasi air yang akan di distilasi. Kaca penutup juga berfungsi sebagai kondenser yang berfungsi mengembunkan uap air. Bagian lain yang umum terdapat pada alat distilasi adalah saluran masuk air terkontaminasi dan saluran keluar air bersih. Komponen penting lainnya adalah pengatur jumlah massa air dalam alat distilasi agar tidak terlalu banyak dan konstan. Gambar 2.1 Skema alat distilasi air yang umum Distilasi air energi surya jenis absorber bak (Gambar 2.2) dan distilasi air energi surya jenis absorber kain (Gambar 2.3) merupakan dua jenis alat distilasi air energi surya yang banyak digunakan untuk mendapatkan air layak minum dari air yang terkontaminasi. Proses penguapan air yang terkontaminasi dan proses pengembunan uap air merupakan dua proses utama pada alat distilasi air energi surya. Pada proses penguapan air yang terkontaminasi bagian yang menguap hanya air dan zat-zat yang mengkontaminasi air tertinggal di absorber. Oleh sebab itu

(25) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9 pada proses pengembunan uap air akan dihasilkan air bersih yang layak diminum. Proses penguapan pada distilasi air energi surya terjadi di absorber dan proses pengembunan terjadi di kaca penutup. Semakin tinggi temperatur kaca maka proses pengembunan akan semakin buruk begitu juga sebaliknya, semakin rendah temperatur kaca maka proses pengembunan akan menjadi lebih baik Gambar 2.2 Distilasi air energi surya jenis absorber bak Keunggulan distilasi air energi surya jenis absorber bak diantaranya: tidak memerlukan pengaturan aliran air masukkan dan tidak ada kerugian energi panas karena keluarnya air yang tidak menguap dari alat distilasi. Sedangkan kelemahannya adalah unjuk kerja distilasi jenis absorber bak merupakan yang terendah dibandingkan distilasi jenis lainnya, misalnya jenis absorber kain. Rendahnya unjuk kerja pada distilasi air energi surya jenis absorber bak diantaranya disebabkan proses penguapan yang kurang efektif. Kurang efektifnya proses penguapan disebabkan jumlah massa air yang besar tiap satuan luas

(26) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10 absorber. Selain itu, posisi absorber yang tidak sejajar dengan kaca penutup menyebabkan terjadinya efek bayangan pada permukaan air sehingga jumlah energi surya yang dapat diterima menjadi berkurang. Gambar 2.3 Distilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain Keunggulan distilasi air energi surya jenis absober kain adalah proses penguapan yang lebih baik dibandingkan jenis absorber bak. Hal tersebut disebabkan karena jumlah massa air tiap satuan luas absorber yang jauh lebih kecil dibandingkan jenis absorber bak. Selain itu posisi absorber yang sejajar dengan kaca penutup menyebabkan jumlah energi surya yang diterima jenis absorber kain lebih besar dibandingkan jenis absorber bak. Kelemahan distilasi jenis absorber kain adalah diperlukannya pengaturan aliran air masukkan dan adanya kerugian

(27) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11 energi panas yang keluar alat distilasi karena tidak semua air terkontaminasi yang dialirkan di absorber dapat menguap. Air yang tidak menguap akan keluar sebagai air panas dan ini merupakan kerugian energi panas yang cukup besar. Distilasi jenis perpaduan (Gambar 2.4) yang di tambah sekat memiliki keunggulan dari jenis distilasi sebelumnya, keunggulannya adalah penguapan yang lebih baik disebabkan jumlah massa air tiap satuan luas absorber yang jauh lebih kecil. Selain itu posisi absorber yang sejajar dengan kaca penutup menyebabkan jumlah energi surya yang diterima jenis absorber kain lebih besar, dan yang terpenting adalah tidak adanya kerugian energi panas yang keluar alat distilasi hal ini karena disebabkan oleh sekat yang terpasang pada absorber kain, sekat berfungsi sebagai penahan air pada absorber agar air yang mengalir pada alat distilasi ini tidak terbuang mengalir, kain berfungi sebagai media untuk menambah laju kecepatan penguapan, karena jumlah massa air tiap satuan luas diperkecil dengan kain maka membuat proses penguapan akan lebih cepat, sementara itu air akan selalu merembes ke dalam kain karena memanfaatkan sifat kapilaritas, dengan kata lain air akan sepenuhnya menguap.

(28) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12 Gambar 2.4 Distilasi air jenis perpaduan Efisiensi alat distilasi energi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi surya yang datang selama waktu tertentu (Arismunandar, 1995). Efisiensi alat distilasi dengan menggunakan kolektor terdiri dari efisiensi sensibel kolektor dan efisiensi laten destilator. Efisiensi kolektor didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam kolektor terhadap jumlah energi yang datang. Efisiensi kolektor dapat dihitung dengan persamaan: 𝜂𝑐 = 𝑞𝑐 𝐴𝑐 . 𝐺 (1)

(29) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13 Dengan ηc adalah efisiensi kolektor (%), qc adalah energi berguna kolektor (Watt/m2), Ac adalah luasan kolektor (m2), dan G adalah energi surya yang datang (Watt/m2). Pada alat distilasi yang menggunakan kolektor energi panas yang diberikan kolektor sangat membantu dalam proses penguapan air didalam absorber. Semakin besarnya qc maka akan membuat hasil air distilasi semakin banyak. Untuk menghitung energi berguna kolektor dapat menggunakan Persamaan 2. Dimana mc adalah laju aliran massa fluida (kg/s), Cp adalah kalor spesifik pada tekanan konstan (kJ/kg.oC), dan ΔT adalah selisih tempetaur air masuk dan air keluar kolektor atau Tout3 – Tin3 (oC). 𝑞𝑐 = 𝑚𝑐 . 𝐶𝑝 . ∆𝑇 (2) Efisiensi distilasi didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi yang datang selama waktu tertentu. Efisiensi distilasi dapat dihitung dengan meggunakan persamaan : 𝜂𝑑 = 𝑚 . ℎ𝑓𝑔 𝑡 𝐴𝑐 . ∫0 𝐺 .𝑑𝑡 (3) Dengan ηd adalah efisiensi distilasi (%), Ac adalah luasan kolektor (m2), dt adalah lama waktu pemanasan (detik), G adalah energi surya yang datang (Watt/m 2), hfg adalah panas laten penguapan air (kJ/kg), dan m adalah hasil air distilasi (kg).

(30) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 Sebagian energi panas dari absorber akan dikonveksikan ke kaca. Energi yang dikonveksikan dihitung menggunakan : 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 = ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 × (𝑇𝑊 − 𝑇𝐶 ) (4) Dengan qkonv adalah bagian energi surya yang hilang karena konveksi (Watt/m2), TW adalah temperatur air (oC) , TC adalah temperatur kaca penutup (oC), dan hkonv adalah koefisien konveksi (Watt/m2.oC). Koefisien konveksi ini dapat dihitung dengan: ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 = 88,84 × 10 −3 . (𝑇𝑊 − 𝑇𝐶 + 𝑃𝑊 −𝑃𝐶 268,9×10−3 −𝑃𝑊 × 𝑇𝑊 ) 1 3 (5) Energi untuk proses penguapan dapat dihitung dengan persamaan : 𝑞𝑢𝑎𝑝 = (16,27 × 10−3 ) . 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 . ( 𝑃𝑊 −𝑃𝐶 𝑇𝑊 −𝑇𝐶 ) (6) Selain Persamaan 6 energi penguapaan dapat dihitung dengan persamaan : 𝑞𝑢𝑎𝑝 = 𝑚 . ℎ𝑓𝑔 𝑑𝑡 (7)

(31) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15 Dengan quap adalah bagian energi surya yang digunakan untuk proses penguapan (Watt/m2), PW adalah tekanan parsial uap air pada temperatur air (N/m2), dan PC adalah tekanan parsial uap air pada temperatur kaca penutup (N/m2). 𝑚= 𝑞𝑢𝑎𝑝 . 𝑑𝑡 ℎ𝑓𝑔 (8) Hasil air distilasi juga dapat dihitung menggunakan Persamaan 8. Efisiensi alat distilasi (Persamaan 3) salah satunya dipengaruhi oleh hasil air distilasi, secara teoritis hasil air distilasi (Persamaan 8) dipengaruhi oleh quap. quap atau energi berguna dari alat distilasi dipengaruhi oleh qkonv (Persamaan 5). Dalam teknologi distilasi ada tiga proses perpindahan panas yaitu secra konveksi, purging, dan difusi. Perpindahan panas konveksi dapat terjadi karena adanya beda temperatur antara absorber dan kaca, perpindahan panas purging dapat terjadi karena adanya beda tekanan antara absorber dan kaca, dan perpindahan panas difusi dapat terjadi karena adanya beda konsentrasi massa. Pada alat distilasi proses perpindahan panas yang paling besar adalah secara konveksi. qkonv dipengaruhi oleh hkonv dan ΔT (Persamaan 4), hkonv dipengaruhi oleh faktor temperatur absorber dan kaca sedangkan ΔT dipengaruhi oleh faktor temperatur dan lama waktu pemanasan. Untuk mencapai faktor-faktor tersebut aliran air pada alat distilasi kain bersekat di buat seri (Gambar 2.5). Dengan semakin tingginya hkonv dan ΔT maka akan membuat qkonv menjadi lebih besar. qkonv yang semakin besar mengidentifikasi

(32) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16 bahwa quap juga semakin besar, dengan membesarnya quap maka hasil air dan efisiensi alat distilasi akan semakin besar. Gambar 2.5 Aliran air dalam absorber 2.3 Hipotesis Hipotesis pada penelitian ini adalah : 1. Pengunaan kolektor dapat meningkatkan unjuk kerja 2. Penggunaan sekat akan berpengaruh terhadap unjuk kerja.

(33) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 BAB3 III METODE PENELITIAN 3.1 Metodologi Penelitian Untuk mencapai tujuan, pengambilan data pada penelitian ini akan digunakan tiga alat yaitu (1) alat pembanding (destilasi kain), (2) alat penelitian (destilasi kain bersekat), dan (3) kolekor pipa paralel. Pengambilan data kedua alat destilasi tersebut dilakukan pada waktu yang bersamaan hal ini dilakukan karena energi surya akan berubah setiap harinya. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen lapangan yang didahului dengan studi literatur dari jurnal tentang penelitian distilasi air energi surya yang pernah dilakukan. Selain itu, dilakukan juga studi literatur diantaranya distribusi energi surya seperti energi berguna destilasi dan energi konveksi, proses penguapan dan pengembunan serta tentang teori-teori dasar yang mendukung hipotesis dan analisis data. Eksperimen diawali dengan mempersiapkan bahan dan membuat model distilasi air energi surya. Model destilasi yang akan dibuat adalah destilasi kain (Gambar 2.3) dan destilasi kain bersekat (Gambar 3.2). Model kolektor yang akan digunakan pada penelitian ini adalah kolektor dengan susunan pipa paralel (Gambar 3.4). Setelah kedua model alat eksperimen dan model kolektor selesai di buat maka langkah selanjutnya adalah melakukan pengujian. Pengujian yang dilakukan diantaranya adalah uji kebocoran untuk memastikan bahwa tidak terjadi kebocoran air pada semua alat, dan uji aliran untuk memastikan laju aliran air masuk alat selalu konstan pada semua variasi. langkah selanjutnya adalah pengambilan dan analisis data. Pengambilan data 17

(34) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 dilakukan selama delapan jam (satu hari) yaitu pada jam 08:00 sampai jam 16:00. Pengambilan data dilakukan secara urut mulai dari variasi 1 sampai variasi 5. Setelah pengambilan data selesai selanjutnya akan dilakukan pengolahan data dan penyusunan artikel ilmiah. Artikel ilmiah yang telah disusun akan diseminasi seminar dan akan diperbaiki untuk menjadi naskah tugas akhir. Tahapan untuk mencapai tujuan tersebut dapat dilihat pada diagram alir (Gambar 3.1).

(35) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19 Penelitian dimulai Studi literatur distribusi energi surya, perinsip penguapan dan pengembunan serta proses pada destilasi air energi surya Lokasi : Lab. Perpindahan panas Teknik Mesin USD Pengadaan bahan penelitian dan pembuatan model eksperimen destilasi air energi surya Lokasi : Lab. Perpindahan panas Teknik Mesin USD Pengujian dan perbaikan model eksperimen destilasi air energi surya Lokasi : Lab. Perpindahan panas Teknik Mesin USD Pengambilan dan analisis data eksperimen Lokasi : Lab. Perpindahan panas dan lapangan Teknik Mesin USD Variasi belum selesai Variasi laju aliran massa dan penambahan kolektor Lokasi : Lab. Perpindahan panas dan lapangan Teknik Mesin USD Penyusunan artikel ilmiah dan publikasi jurnal atau diseminasi seminar Lokasi : Lab. Perpindahan panas Teknik Mesin USD Penyusunan tugas akhir atau skripsi Lokasi : Lab. Perpindahan panas Teknik Mesin USD Luaran : Artikel ilmiah dalam prosiding seminar atau jurnal dan naskah tugas akhir Penelitian Selesai Gambar 3.1 Tahapan dan langkah-langkah penelitian

(36) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20 3.2 Langkah Penelitian Penelitian akan dimulai dengan pembuatan alat dan berakhir dengan analisis data. Secara terinci langkah-langkah penelitian adalah: 1. Membuat alat distilasi kain, distilasi kain bersekat, dan kolektor pipa paralel 2. Menyiapkan alat distilasi kain bersekat (Gambar 3.2) dan distilasi kain (Gambar 2.3) serta mempersiapkan alat ukur 3. Mengatur kemiringan alat penelitian dan pembanding sebesar 15 derajat serta mengatur laju aliran air masuk alat distilasi kain yaitu 1,8 l/jam 4. Melakukan variasi alat distilasi kain bersekat tanpa menggunakan kolektor (Gambar 3.2) dan memvariasikan laju aliran air masukan sebesar 1,2 l/jam, 1,8 l/jam, dan 2,4 l/jam 5. Menyiapkan alat distilasi kain bersekat menggunakan kolektor pipa parelel (Gambar 3.4) dan memvariasikan laju aliran air masukan sebesar 1,2 l/jam dan 1,8 l/jam 6. Melakukan analisis data dengan Persamaan (1) sampai (8).

(37) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21 3.3 Skema dan Spesifikasi Alat Gambar 3.2 Distilasi air jenis kain bersekat Bak penampungan air pada alat distilasi kain bersekat terbuat dari multiplek 60 cm x 80 cm dengan ketebalan 4,5 cm dan Absorber terbuat dari alumunium plat dengan tebal 1,5 mm dengan luasan absorber adalah 55,4 cm x 76 cm. Tebal dinding adalah 3 cm dan dinding dilapisi dengan karet hitam dengan ketebalan 3 mm untuk isolasi. Sekat yang yang digunakan berjumlah 6, sekat terbuat dari alumunium plat dengan tebal 0,75 mm, lebar 2,75 cm, panjang 55,4 cm dan jarak

(38) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22 antar sekat adalah 11,45 cm. Penutup alat mengunakan kaca dengan ketebalan 3 mm. Gambar 3.3 Kolektor pipa paralel Dinding dan alas kolektor terbuat dari multiplek 60 cm x 80 cm dengan ketebalan 4,5 cm dengan luasan absorber kolektor adalah 55,4 cm x 76 cm. Tebal dinding adalah 3 cm dan dinding dilapisi dengan karet hitam dengan ketebalan 3 mm untuk isolasi. Sirip pada kolektor mengunakan plat tembaga dengan tebal 0,75 mm. Pipa tembaga yang digunakan berjumlah 9 dengan diameter 1 cm dan panjang 56 cm, sambungan antara plat dan pipa mengunakan las. Penutup kolektor mengunakan kaca dengan ketebalan 3 mm dan kemiringan kolektor adalah 30o.

(39) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23 Gambar 3.4 Alat distilasi air energi surya kain bersekat menggunakan kolektor pipa paralel 3.4 Variabel yang Divariasikan Untuk mengetahui efek laju aliran air masuk dan temperatur air masukan alat distilasi terhadap unjuk kerja alat distilasi kain bersekat maka dilakukan beberapa variasi. Untuk mengetahui efek laju aliran air masuk alat distilasi terhadap unjuk kerja akan dilakukan variasi sebagai berikut : 1. Distilasi kain bersekat tanpa menggunakan kolektor dengan variasi laju aliran air masukan 1,2 l/jam (variasi 1), 1,8 l/jam (variasi 2), dan 2,4 l/jam (variasi 3) Untuk mengetahui efek temperatur air masukan alat distilasi terhadap unjuk kerja akan dilakukan variasi sebagai berikut :

(40) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24 2. Memvariasikan air masukan dengan menambahkan kolektor dan memvariasi laju aliran air masukan sebesar 1,2 l/jam (variasi 4) dan 1,8 l/jam (variasi 5) Pada semua variasi alat distilasi kain bersekat, laju aliran yang digunakan pada alat distilasi kain dibuat kostan yaitu 1,8 l/jam. 3.5 Parameter yang Diukur Pada penelitian ini parameter-parameter yang akan di ukur diantaranya adalah: temperatur absorber distilasi kain (Tw1), temperatur kaca distilasi kain (Tc1), temperatur absorber distilasi kain bersekat (Tw2), temperatur kaca distilasi kain bersekat (Tc2), temperatur absorber kolektor (Tw3), temperatur kaca kolektor (Tc3), temperatur air masuk distilasi kain (Tin1), temperatur air kelur distilasi kain (Tout1), temperatur air masuk distilasi kain bersekat (Tin2), temperatur air kelur distilasi kain bersekat (Tout2), temperatur air masuk kolektor (Tin3), temperatur air kelur kolektor (Tout3), kenaikan dan jumlah air distilasi yang dihasilkan (m), dan energi panas yang datang dari energi surya (G). Dengan temperatur akan diukur dalam satuan oC, jumlah air distilasi yang dihasilkan dalam satuan liter, dan energi panas yang datang dari energi surya dalam satuan Watt/m2. 3.6 Alat Ukur yang Digunakan Alat-alat pendukung untuk pengambilan data pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

(41) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25 1. Solar meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya energi surya yang datang dalam satuan Watt/m2. 2. Dallas semiconductor temperatur sensor (TDS) digunakan untuk mengetahui temperatur absorber, temperatur kaca, temperatur air masuk, dan temperatur air keluar. 3. Microcontrollel adruino digunakan untuk pengambilan data selama penelitian dengan cara kerja menangkap sinyal dari sensor-sensor yang telah dipasang pada alat. 4. Sensor E-Tape ini digunakan untuk membaca dan mengetahui kenaikan hasil air distilasi. 3.7 Langkah Analisis Data Langkah analisis efek laju aliran air masukan distilasi terhadap perbandingan unjuk kerja distilasi kain dan distilasi kain bersekat dilakukan dengan: 1. Analisis unjuk kerja pada variasi 1, 2, dan 3 2. Analisis hkonv dan ΔT pada variasi 1, 2, dan 3 Analisis efek temperatur air masukan distilasi terhadap unjuk kerja distilasi kain dan distilasi kain bersekat dilakukan dengan: 1. Analisis unjuk kerja pada variasi 4 dan 5 2. Analisis hkonv dan ΔT pada variasi 4 dan 5 3. Analisis qc dan quap antara variasi 1 dan 4 serta variasi 2 dan 5

(42) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26 BAB 4 IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Penelitian Data pencatatan setiap 10 detik untuk semua parameter dirata-rata tiap 1 jam. Rata-rata data tiap jam pada semua variasi dapat dilihat pada Tabel 4.1 sampai 4.10. Tabel 4.1 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 1 hasil Jam Temperatur pada distilasi kain air air absorber kaca masuk keluar Energi surya m₁ Tin₁ Tout₁ Tw₁ Tc₁ G liter °C °C °C °C Watt/m² 8 0,00 24,78 34,46 38,35 31,00 172,45 9 10 0,03 0,12 25,41 26,24 42,36 51,02 49,07 60,99 35,29 39,02 377,41 508,18 11 12 13 0,36 0,45 0,53 27,15 28,02 28,96 57,26 55,73 56,16 68,53 65,76 65,51 41,17 39,60 33,89 640,57 518,69 375,65 14 15 0,67 0,95 29,58 29,65 48,05 38,14 56,10 43,76 32,72 30,79 240,69 48,01 29,50 27,70 35,70 46,54 40,08 54,24 30,85 34,93 21,45 322,57 16 1,05 Rata-rata perhari 26

(43) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27 Tabel 4.2 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 1 hasil Jam Temperatur pada distilasi kain bersekat air air absorber kaca masuk keluar Energi surya m₂ Tin₂ Tout₂ Tw₂ Tc₂ G liter °C °C °C °C Watt/m² 24,78 25,41 26,24 27,15 28,02 28,96 29,58 29,65 29,50 27,70 31,76 36,00 39,90 43,24 42,23 41,61 38,63 33,89 32,26 37,73 37,36 47,39 58,46 65,24 62,73 61,79 52,93 41,36 37,86 51,68 35,17 43,64 52,08 57,60 55,19 54,08 46,31 37,53 34,51 46,23 172,45 377,41 508,18 640,57 518,69 375,65 240,69 48,01 21,45 322,57 8 0,00 9 0,01 10 0,04 11 0,09 12 0,31 13 0,72 14 0,83 15 0,88 16 0,91 Rata-rata perhari Tabel 4.3 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 2 hasil Jam m₁ liter 8 0,00 9 0,09 10 0,18 11 0,28 12 0,42 13 0,55 14 0,69 15 0,77 16 0,85 Rata-rata perhari Temperatur pada distilasi kain air air absorber kaca masuk keluar Tin₁ Tout₁ Tw₁ Tc₁ °C 24,66 25,16 26,10 27,10 28,07 29,02 29,49 29,59 29,51 27,63 °C 28,96 37,32 50,00 55,20 56,68 53,90 43,75 37,96 35,69 44,39 °C 31,25 41,84 58,08 64,21 65,50 61,62 49,19 41,41 38,69 50,20 °C 28,91 34,79 44,23 47,93 49,49 47,81 41,93 36,98 35,51 40,84 Energi surya G Watt/m² 86,20 406,62 543,45 606,58 611,88 345,68 124,87 100,24 29,31 317,20

(44) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28 Tabel 4.4 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 2 hasil Jam m₂ liter 8 0,00 9 0,04 10 0,06 11 0,10 12 0,30 13 0,64 14 0,73 15 0,78 16 0,90 Rata-rata perhari Temperatur pada distilasi kain bersekat air air absorber kaca masuk keluar Energi surya Tin₂ Tout₂ Tw₂ Tc₂ G °C 24,66 25,16 26,10 27,10 28,07 29,02 29,49 29,59 29,51 27,63 °C 28,44 31,31 36,15 40,85 42,37 41,93 37,66 33,59 32,64 36,10 °C 31,76 43,41 59,12 64,22 65,45 60,41 48,03 40,69 38,35 50,16 °C 29,77 39,76 52,03 57,22 57,57 53,09 43,26 37,69 34,29 44,96 Watt/m² 86,20 406,62 543,45 606,58 611,88 345,68 124,87 100,24 29,31 317,20 Tabel 4.5 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 3 hasil Jam m₁ liter 8 0,00 9 0,03 10 0,11 11 0,45 12 0,65 13 0,67 14 0,68 15 0,69 16 0,70 Rata-rata perhari Temperatur pada distilasi kain air air absorber kaca masuk keluar Energi surya Tin₁ Tout₁ Tw₁ Tc₁ G °C 24,74 25,43 26,19 27,01 27,95 28,65 29,00 29,00 29,00 27,44 °C 32,51 44,00 47,47 52,08 55,07 51,17 40,00 38,31 36,56 44,13 °C 33,60 49,77 54,90 59,52 62,98 57,66 46,02 41,52 39,67 49,52 °C 29,86 38,34 41,60 44,37 46,88 44,71 39,43 36,01 34,94 39,57 Watt/m² 192,50 446,42 394,76 580,00 443,62 369,24 49,60 131,95 62,50 296,73

(45) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29 Tabel 4.6 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 3 hasil Jam m₂ liter 8 0,00 9 0,11 10 0,19 11 0,20 12 0,23 13 0,29 14 0,52 15 0,62 16 0,64 Rata-rata perhari Temperatur pada distilasi kain bersekat air air absorber kaca masuk keluar Tin₂ Tout₂ Tw₂ Tc₂ °C 24,74 25,43 26,19 27,01 27,95 28,65 29,00 29,00 29,00 27,44 °C 29,83 39,03 42,83 44,67 47,37 43,75 38,03 34,63 33,76 39,32 °C 33,88 47,47 49,57 55,93 58,28 54,15 43,21 39,75 38,08 46,70 °C 33,01 44,80 45,77 50,69 52,00 48,56 38,29 35,87 33,99 42,55 Energi surya G Watt/m² 192,50 446,42 394,76 580,00 443,62 369,24 49,60 131,95 62,50 296,73 Tabel 4.7 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 4 Temperatur pada distilasi kain hasil air masuk air keluar absorber kaca m₁ Tin₁ Tout₁ Tw₁ Tc₁ G °C 24,38 24,97 25,94 26,69 27,43 28,23 28,82 29,38 29,50 27,26 °C 27,21 31,16 35,72 34,42 31,91 51,44 47,88 45,79 40,87 38,49 °C 32,89 43,41 60,31 66,43 64,00 56,15 54,46 47,08 39,27 51,56 °C 30,98 38,88 50,88 56,15 54,75 51,25 49,22 42,58 35,30 45,55 Watt/m² 129,35 346,33 583,63 531,11 530,40 407,54 399,92 151,31 41,02 346,73 Jam liter 8 0,00 9 0,03 10 0,28 11 0,57 12 0,62 13 0,67 14 0,69 15 0,75 16 0,77 Rata-rata perhari Energi surya

(46) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30 Tabel 4.8 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 4 Temperatur pada Kolektor air keluar absorber kaca air masuk air keluar absorber kaca Energi surya hasil air masuk Temperatur pada distilasi kain bersekat m₂ Tin₂ Tout₂ Tw₂ Tc₂ Tin₃ Tout₃ Tw₃ Tc₃ G liter °C °C °C °C °C °C °C °C Watt/m² 8 0,00 24,29 26,85 33,25 31,30 24,38 31,76 37,01 30,79 129,35 9 0,00 26,56 33,50 42,95 40,19 24,97 42,94 50,09 39,10 346,33 10 0,01 42,98 39,36 59,51 52,87 25,94 56,65 71,90 49,78 583,63 11 0,10 42,67 32,02 65,95 56,09 26,69 58,75 89,19 56,03 531,11 12 0,23 53,75 37,43 64,99 55,11 27,43 62,01 81,24 53,27 530,40 13 0,66 56,78 49,27 61,11 52,94 28,23 66,59 71,45 49,59 407,54 14 0,77 46,36 42,81 58,07 49,27 28,82 61,52 66,63 47,27 399,92 15 0,83 40,92 37,04 49,39 42,43 29,38 51,60 58,44 41,70 151,31 16 0,96 36,25 33,20 41,32 36,07 48,35 35,50 41,17 36,83 52,95 46,25 29,50 27,26 43,21 52,78 63,81 44,78 41,02 346,73 Jam Rata-rata perhari Tabel 4.9 Data rata-rata tiap jam distilasi kain pada variasi 5 Temperatur pada distilasi kain hasil air masuk air keluar absorber kaca m₁ Tin₁ Tout₁ Tw₁ Tc₁ G °C 24,13 24,84 25,62 26,42 27,36 28,20 28,82 29,23 29,12 27,08 °C 33,09 42,03 45,35 46,78 53,75 50,56 46,47 41,71 37,97 44,19 °C 44,43 56,76 60,66 65,75 63,34 59,75 53,79 44,23 38,79 54,16 °C 43,71 53,23 56,50 61,07 58,82 56,33 51,06 44,69 39,76 51,69 Watt/m² 362,31 528,24 512,60 662,73 592,83 496,02 296,60 107,26 54,90 401,50 Jam liter 8 0,00 9 0,04 10 0,14 11 0,21 12 0,35 13 0,46 14 0,69 15 0,93 16 0,95 Rata-rata perhari Energi surya

(47) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31 Tabel 4.10 Data rata-rata tiap jam distilasi kain bersekat pada variasi 5 Temperatur pada distilasi kain bersekat air masuk air keluar absorber kaca air masuk air keluar absorber kaca Energi surya hasil m₂ Tin₂ Tout₂ Tw₂ Tc₂ Tin₃ Tout₃ Tw₃ Tc₃ G liter °C °C °C °C °C °C °C °C Watt/m² 8 0,00 40,55 37,04 41,79 40,71 24,13 45,85 46,73 38,98 362,31 9 0,09 57,54 47,22 56,83 52,05 24,84 64,98 68,04 48,99 528,24 10 0,20 60,43 50,37 61,34 54,54 25,62 68,96 72,18 50,76 512,60 11 0,33 61,97 51,64 67,29 58,26 26,42 71,87 78,60 54,66 662,73 12 0,82 62,67 55,49 67,62 56,49 27,36 69,88 73,23 50,27 592,83 13 1,00 54,33 45,92 62,95 52,14 28,20 66,64 79,33 50,70 496,02 14 1,15 53,06 44,93 54,89 46,18 28,82 60,01 58,87 43,47 296,60 15 1,20 42,32 39,66 45,31 40,19 29,23 47,65 47,04 37,58 107,26 16 1,22 35,67 34,49 39,75 35,49 29,12 41,40 42,75 34,05 54,90 52,06 45,20 55,31 48,45 27,08 59,69 62,98 45,50 401,50 Jam Rata-rata perhari 4.2 Temperatur pada Kolektor Hasil Perhitungan Efisiensi distilasi pada variasi 1 dapat dihitung dari Tabel 4.1 menggunakan Persamaan 3. 𝜂𝑑 = 1,05 kg . 1000 . 2300 Watt . m2 0,43 m2 . 317,20 kJ kg 28800 detik × 100 = 62,6 %

(48) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32 Hasil perhitungan efisiensi kolektor dapat dilihat pada Tabel 4.11. Koefisien hkonv, qkonv, dan quap pada variasi 1 dapat dihitung dari Tabel 4.1 menggunakan Persamaan 4, 5 dan 7. ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 1 3 𝑁 𝑁 7413,7 2 − 4442,57 2 𝑚 𝑚 −3 × 40,08 ℃) = (88,84 × 10 ). (40,08 °𝐶 − 30,85 °𝐶 + (268,9 × 10−3 ) − 7413,7℃ ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 = 0,00187 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 = 1,87 𝑞𝑢𝑎𝑝 = 2,50 𝑘𝑊 𝑚2 .℃ 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑚2 . ℃ ≈ 1,87 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑚2 .℃ × (40,08 ℃ − 30,85 ℃) = 17,26 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑚2 𝑘𝑔 𝑘𝐽 . 2373 . 1000 2 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑘𝑔 𝑚 = 206 (8 × 3600) 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑚2 Koefisien hkonv, qkonv, dan quap pada variasi 2, 3, 4, dan 5 dihitung dengan cara yang sama dan dapat dilihat pada Tabel 4.12 sampai Tabel 4.21. Efisiensi kolektor pada variasi 4 dapat dihitung dari Tabel 4.8 menggunakan Persamaan 1 dan 2. 𝑞𝑐 = (1,2 𝜂𝑐 = 𝑘𝑔 𝐽 × 3600) . 4180,70 . 25,52 ℃ = 29,69 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑗𝑎𝑚 𝑘𝑔. ℃ 29,69 𝑊𝑎𝑡𝑡 0,43 𝑚2 . 347,72 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑚2 × 100 = 25 %

(49) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33 Efisiensi kolektor pada variasi 5 dihitung dengan cara yang sama dan dapat dilihat pada Tabel 4.22 dan Tabel 4.23. Tabel 4.11 Efisiensi dan hasil air distilasi kain dan distilasi kain bersekat Variasi 1 2 3 4 5 G Watt/m² m1 Kg m2 Kg η1 % η2 % 322,57 317,20 296,73 346,73 401,50 1,05 0,85 0,70 0,77 0,95 0,91 0,90 0,64 0,96 1,22 63 52 45 43 46 54 55 42 27 29 Tabel 4.12 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 1 Jam m₁ G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2.°C Watt/m2 Watt/m2 8 0,00 172,45 38,35 31,00 7,35 1,73 12,74 0,00 9 0,07 377,41 49,07 35,29 13,78 2,16 29,73 47,33 10 0,29 508,18 60,99 39,02 21,97 2,57 56,47 140,33 11 0,87 640,57 68,53 41,17 27,36 2,82 77,04 378,20 12 1,08 518,69 65,76 39,60 26,16 2,75 71,97 139,03 13 1,26 375,65 65,51 33,89 31,62 2,91 92,11 119,76 14 1,59 240,69 56,10 32,72 23,38 2,59 60,55 214,22 15 2,25 48,01 43,76 30,79 12,97 2,10 27,23 441,89 16 2,50 Rata-rata 21,45 322,57 40,08 54,24 30,85 34,93 9,23 19,31 1,87 2,39 17,26 49,45 166,59 205,92

(50) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34 Tabel 4.13 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 1 m2 G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2.°C Watt/m2 Watt/m2 Jam 8 0,00 172,45 37,36 35,17 2,19 1,16 2,54 0,00 9 0,02 377,41 47,39 43,64 3,76 1,41 5,29 15,61 10 0,10 508,18 58,46 52,08 6,38 1,72 10,98 50,32 11 0,21 640,57 65,24 57,60 7,64 1,87 14,27 74,42 12 0,74 518,69 62,73 55,19 7,54 1,84 13,89 345,58 13 1,71 375,65 61,79 54,08 7,72 1,85 14,28 635,64 14 1,97 240,69 52,93 46,31 6,61 1,71 11,34 172,10 15 2,10 48,01 41,36 37,53 3,83 1,40 5,37 80,29 16 2,16 21,45 37,86 34,51 3,35 1,34 4,49 44,23 322,57 51,68 46,23 5,45 1,59 9,16 177,27 Rata-rata Tabel 4.14 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 2 Jam m₁ G Tw₁ Tc₁ ΔT °C hkonv qkonv 2 Watt/m .°C quap Watt/m 2 Watt/m2 kg/m² Watt/m² °C °C 8 0,00 86,20 31,25 28,91 2,35 1,18 2,78 0,00 9 0,21 406,62 41,84 34,79 7,04 1,72 12,08 143,01 10 0,43 543,45 58,08 44,23 13,85 2,20 30,53 140,74 11 0,67 606,58 64,21 47,93 16,28 2,36 38,48 155,43 12 1,00 611,88 65,50 49,49 16,01 2,36 37,83 217,32 13 1,31 345,68 61,62 47,81 13,81 2,23 30,75 202,58 14 1,64 124,87 49,19 41,93 7,26 1,75 12,73 220,86 15 1,83 100,24 41,41 36,98 4,43 1,47 6,52 127,17 16 2,02 Rata-rata 29,31 38,69 35,51 3,18 1,32 4,19 127,51 317,20 50,20 40,84 9,36 1,84 19,54 166,83 Tabel 4.15 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 2 m2 G Jam 8 Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv 2 kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m .°C Watt/m 0,00 86,20 31,76 29,77 1,99 1,12 2,23 quap 2 Watt/m2 0,00

(51) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35 Tabel 4.15 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 2 (Lanjutan) Jam m2 G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv 2 quap 2 Watt/m2 kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m .°C Watt/m 9 0,09 406,62 43,41 39,76 3,64 1,38 5,04 61,20 10 0,15 543,45 59,12 52,03 7,09 1,78 12,64 40,12 11 0,24 606,58 64,22 57,22 7,00 1,81 12,67 55,36 12 0,71 611,88 65,45 57,57 7,88 1,89 14,89 305,85 13 1,52 345,68 60,41 53,09 7,32 1,81 13,26 532,02 14 1,75 124,87 48,03 43,26 4,77 1,52 7,27 152,90 15 1,87 100,24 40,69 37,69 3,00 1,29 3,88 77,47 16 2,14 29,31 38,35 34,29 4,07 1,43 5,81 185,90 317,20 50,16 44,96 5,20 1,56 8,63 176,35 Rata-rata Tabel 4.16 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 3 m₁ G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2.°C Watt/m2 Watt/m2 8 0,00 192,50 33,60 29,86 3,74 1,38 5,16 0,00 9 0,07 446,42 49,77 38,34 11,43 2,03 23,24 47,30 10 0,26 394,76 54,90 41,60 13,31 2,16 28,72 125,50 11 1,07 580,00 59,52 44,37 15,15 2,28 34,51 530,92 12 1,55 443,62 62,98 46,88 16,11 2,35 37,79 311,23 13 1,60 369,24 57,66 44,71 12,95 2,16 27,91 31,29 14 1,62 49,60 46,02 39,43 6,59 1,69 11,14 15,82 15 1,64 131,95 41,52 36,01 5,51 1,58 8,72 13,99 16 1,66 62,50 39,67 34,94 4,73 1,50 7,11 13,61 296,73 49,52 39,57 9,95 1,90 20,48 136,21 Jam Rata-rata Tabel 4.17 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 3 m2 G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2.°C Watt/m2 Watt/m2 8 0,00 192,50 33,88 33,01 0,86 0,85 0,74 0,00 9 0,27 446,42 47,47 44,80 2,67 1,26 3,36 177,05 10 0,46 394,76 49,57 45,77 3,80 1,42 5,40 126,23 Jam

(52) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36 Tabel 4.17 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 3 (Lanjutan) Jam m2 G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv 2 quap Watt/m2 kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m .°C 11 0,48 580,00 55,93 50,69 5,23 1,60 8,38 12,41 12 0,55 443,62 58,28 52,00 6,28 1,71 10,74 46,87 13 0,70 369,24 54,15 48,56 5,59 1,63 9,10 100,23 14 1,23 49,60 43,21 38,29 4,92 1,53 7,52 356,59 15 1,48 131,95 39,75 35,87 3,88 1,41 5,47 167,33 16 1,52 62,50 38,08 33,99 4,09 1,43 5,85 24,97 296,73 46,70 42,55 4,15 1,43 6,28 126,46 Rata-rata Watt/m 2 Tabel 4.18 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 4 m₁ G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2 8 0,00 129,35 32,89 30,98 1,91 Watt/m2.°C 1,108 2,12 Watt/m2 0,00 9 0,07 346,33 43,41 38,88 4,53 1,488 6,75 46,43 10 0,68 583,63 60,31 50,88 9,43 1,963 18,51 398,89 11 1,37 531,11 66,43 56,15 10,28 2,062 21,20 449,22 12 1,47 530,40 64,00 54,75 9,25 1,976 18,27 65,55 13 1,59 407,54 56,15 51,25 4,91 1,569 7,70 81,43 14 1,65 399,92 54,46 49,22 5,24 1,596 8,37 36,84 15 1,80 151,31 47,08 42,58 4,50 1,494 6,73 98,37 1,83 Rata-rata 41,02 39,27 35,30 3,98 1,417 5,63 23,78 346,73 51,56 45,55 6,00 1,630 10,59 150,06 Jam 16 Tabel 4.19 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 4 m₂ G Tw2 Tc2 ΔT kg/m² Watt/m² °C °C °C 8 0,00 129,35 33,25 31,30 9 0,00 346,33 42,95 10 0,03 583,63 Jam 11 hkonv qkonv 2 quap 2 Watt/m 1,96 Watt/m .°C 1,116 2,18 Watt/m2 0,00 40,19 2,76 1,263 3,48 1,59 59,51 52,87 6,64 1,749 11,62 20,11 65,95 56,09 0,23 531,11 9,86 2,031 20,02 126,12 12 0,55 530,40 64,99 55,11 9,88 2,025 20,00 212,46 13 1,56 407,54 61,11 52,94 8,17 1,879 15,35 659,98

(53) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37 Tabel 4.19 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 4 (Lanjutan) Jam m2 G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv 2 quap 2 Watt/m2 kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m .°C Watt/m 14 1,83 399,92 58,07 49,27 8,80 1,907 16,79 179,61 15 1,99 151,31 49,39 42,43 6,96 1,729 12,03 100,41 2,29 Rata-rata 41,02 41,32 36,07 5,25 1,557 8,17 205,45 346,73 52,95 46,25 6,70 1,700 12,18 188,22 16 Tabel 4.20 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain pada variasi 5 m₁ G Tw₁ Tc₁ ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2 0,00 362,31 44,43 43,71 0,72 Watt/m2.°C 0,812 0,58 Watt/m2 2,68 9 0,10 528,24 56,76 53,23 3,52 1,411 4,97 63,66 10 0,34 512,60 60,66 56,50 4,16 1,508 6,27 155,72 11 0,49 662,73 65,75 61,07 4,67 1,597 7,47 98,83 12 0,83 592,83 63,34 58,82 4,51 1,564 7,06 219,59 13 1,10 496,02 59,75 56,33 3,43 1,412 4,83 180,61 14 1,64 296,60 53,79 51,06 2,73 1,287 3,51 355,25 15 2,22 107,26 44,23 44,69 0,45 0,662 0,30 387,46 2,27 Rata-rata 54,90 38,79 39,76 0,98 0,861 0,84 29,73 401,50 54,16 51,69 2,80 1,230 3,98 186,36 Jam 8 16 Tabel 4.21 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 5 m₂ G Tw2 Tc2 ΔT hkonv qkonv quap kg/m² Watt/m² °C °C °C Watt/m2 0,00 362,31 41,79 40,71 1,08 Watt/m2.°C 0,926 1,00 Watt/m2 0,00 9 0,22 528,24 56,83 52,05 4,77 1,558 7,44 142,79 10 0,48 512,60 61,34 54,54 6,80 1,773 12,06 170,57 11 0,79 662,73 67,29 58,26 9,02 1,986 17,92 200,58 12 1,96 592,83 67,62 56,49 11,13 2,126 23,66 763,47 13 2,39 496,02 62,95 52,14 10,81 2,068 22,35 280,35 Jam 8

(54) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38 Tabel 4.21 Koefisien qkonv dan quap distilasi kain bersekat pada variasi 5 (Lanjutan) m₂ G Tw2 Tc2 ΔT kg/m² Watt/m² °C °C °C 14 2,75 296,60 54,89 46,18 8,71 15 2,86 107,26 45,31 40,19 5,12 2,89 Rata-rata 54,90 39,75 35,49 4,25 1,450 6,17 23,98 401,50 55,31 48,45 6,86 1,700 12,77 236,41 Jam 16 hkonv qkonv quap Watt/m2.°C Watt/m2 1,884 16,40 1,553 7,96 Watt/m2 237,73 71,80 Tabel 4.22 Koefisien qc dan ηc pada variasi 4 Jam 8 9 10 11 12 13 14 15 16 mc G ΔT Cp qc qc ηc % kg/jam Watt/m² °C J/kg.°C watt watt/m2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 129,35 346,33 583,63 531,11 530,40 407,54 399,92 151,31 41,02 346,73 7,39 17,97 30,71 32,05 34,58 38,36 32,71 22,23 13,71 25,52 4203,31 4185,96 4173,99 4173,29 4172,28 4171,48 4173,00 4180,88 4192,13 4180,70 10,35 25,07 42,73 44,59 48,09 53,34 45,50 30,97 19,16 38,68 24,64 59,69 101,73 106,17 114,50 127,00 108,32 73,75 45,62 92,09 7 17 29 30 32 36 31 21 13 24 Rata-rata Tabel 4.23 Koefisien qc dan ηc pada variasi 5 Jam 8 9 10 11 12 13 14 15 16 mc G ΔT Cp qc qc ηc kg/jam Watt/m² °C J/kg.°C watt watt/m2 % 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 362,31 528,24 512,60 662,73 592,83 496,02 296,60 107,26 54,90 401,50 21,72 40,14 43,34 45,46 42,53 38,43 31,19 18,42 12,27 32,61 4181,42 4171,40 4171,74 4172,29 4171,59 4171,47 4173,73 4185,37 4194,46 4177,05 45,42 83,71 90,41 94,83 88,70 80,16 65,09 38,55 25,74 68,07 108,14 199,31 215,25 225,78 211,19 190,86 154,97 91,79 61,29 162,06 26 48 52 55 51 46 38 22 15 39 Rata-rata

(55) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39 4.3 Analisis Unjuk Kerja pada Variasi 1, 2, dan 3 Perbandingan unjuk kerja distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 1, 2, dan 3 berdasarkan Tabel 4.11 dapat dilihat pada Gambar 4.1 Gambar 4.1 Perbandingan efisiensi antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 1, 2, dan 3 Gambar 4.1 menunjukan pada laju aliran 1,2 l/jam dan 2,4 l/jam efisiensi distilasi kain lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Pada laju aliran 1,2 l/jam efisiensi distilasi kain adalah 63% dan efisiensi distilasi kain bersekat adalah 54 %, sehingga selisih efisiensinya adalah 9 %. Pada laju aliran 2,4 l/jam efisiensi distilasi kain adalah 45 % dan efisiensi distilasi kain bersekat adalah 42 %, sehingga selisih efisiensinya adalah 3 %. Pada laju aliran 1,8 l/jam efisiensi distilasi kain bersekat lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain. efisiensi

(56) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40 distilasi kain bersekat adalah 52 % dan distilasi kain adalah 55 %, sehingga selisih efisiensinya adalah 3 %. Gambar 4.2 Perbandingan hasil air antara distilasi kain dan distilasi kain bersekat pada variasi 1, 2, dan 3 Gambar 4.2 menunjukan pada laju aliran 1,2 l/jam (variasi 1) dan laju aliran 2,4 l/jam (variasi 3) hasil air distilasi kain bersekat lebih rendah dibandingkan dengan distilasi kain. Pada variasi 1 air yang di hasilkan distilasi kain bersekat adalah 0,91 liter dan distilasi kain adalah 1,05 liter, sehingga selisih hasil airnya adalah 0,14 liter atau 13,3 %. Kemudian pada variasi 3 hasil air distilasi kain bersekat adalah 0,64 liter dan distilasi kain adalah 0,70 liter, sehingga selisih hasil airnya adalah 0,06 liter atau 8,6 %. Pada laju aliran 1,8 l/jam (variasi 2) hasil air distilasi kain bersekat lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain. Hasil air

(57) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41 distilasi kain bersekat adalah 0,9 liter dan distilasi kain adalah 0,85 liter, sehingga selisih hasil airnya adalah 0,05 liter atau 5,6 %. Unjuk kerja distilasi kain pada variasi 1 dan 3 lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Hal ini terjadi karena aliran air distilasi kain bersekat berkelok sehingga air akan memenuhi sekat yang paling atas sebelum turun kesekat dibawahnya, dan pada distilasi kain aliranya langsung sehingga air dapat secara langsung menyebar. Dengan penampang aliran distilasi kain bersekat yang lebih kecil dibandingkan dengan distilasi kain maka aliran air akan menjadi lebih cepat. Selain itu kapilaritas kain kebawah pada distilasi kain lebih baik dibandingkan kapilaritas kain keatas pada distilasi kain bersekat. Kedua hal tersebut yang membuat unjuk kerja distilasi kain lebih baik dibanding distilasi kain bersekat. Aliran air pada variasi 3 lebih cepat daripada variasi 1, dengan aliran air yang lebih cepat maka energi panas yang terbuang pada variasi 3 lebih besar. Dengan laju aliran air yang lebih cepat maka kapilaritas kain pada variasi 3 lebih baik dibandingkan dengan variasi 1. Hal tersebut yang membuat selisih unjuk kerja antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 1 lebih besar dibandingkan variasi 3. Unjuk kerja distilasi kain bersekat pada variasi 2 justru lebih baik dibandingkan distilasi kain. Hal ini dapat terjadi karena kapilaritas kain pada variasi 2 lebih baik dibandingkan variasi 1, dan energi panas yang terbuang lebih kecil dibandingkan variasi 3. Dengan kapilaritas kain yang lebih baik maka jumlah air yang akan diuapkan menjadi lebih banyak, dan dengan energi yang terbuang lebih kecil maka proses penguapan menjadi lebih baik.

(58) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42 4.4 Analisis hkonv dan ΔT pada Variasi 1, 2, dan 3 hkonv (Watt/m2.°C) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.3 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 1 35 30 ΔT (°C) 25 20 15 10 5 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.4 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 1

(59) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43 Gambar 4.3 menunjukan bahwa hkonv distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang, hkonv distilasi kain lebih besar dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Gambar 4.4 menunjukan bahwa ΔT distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang, kenaikan ΔT distilasi kain lebih tinggi dibandingkan distilasi kain bersekat. Hal ini menunjukan proses penguapan dan pengembunan distilasi kain lebih baik dibandingkan distilasi kain bersekat. Gambar 4.3 dan 4.4 menunjukan adanya kesamaan fenomena yaitu hkonv dan ΔT distilasi kain yang lebih besar dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Pada Persamaan 4 qkonv adalah perkalian antara hkonv dan ΔT, maka dari Gambar 4.3 dan 4.4 dapat disimpulkan bahwa energi konveksi detilasi kain lebih besar dibandingkan distilasi kain bersekat. Maka berdasarkan Persamaan 6 dapat dipastikan bahwa energi berguna distilasi kain terhadap energi surya yang datang lebih besar dibandingkan distilasi kain bersekat. Hal tersebut menyebabkan ujuk kerja distilasi kain lebih baik dibandingkan distilasi kain bersekat. Gambar 4.5 menunjukan hkonv distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan menurun bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang, hkonv distilasi kain bersekat lebih besar dibandingkan distilasi kain. Gambar 4.6 menunjukan ΔT distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang, ΔT distilasi kain lebih tinggi dibandingkan distilasi kain bersekat. Selisih hkonv antara destilasi kain dan destilasi kain bersekat lebih kecil dibandingkan selisih ΔT. Hal ini menunjukan bahwa proses penguapan dan pengembunan distilasi kain lebih baik dibandingkan distilasi kain bersekat.

(60) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44 hkonv (Watt/m2.°C) 6 5 4 3 2 1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi Kain Destilasi Kain Bersekat ΔT (°C) Gambar 4.5 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 2 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.6 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 2 Berdasarkan Gambar 4.5 dan 4.6 dapat disimpulkan bahwa energi konveksi dan energi berguna distilasi kain terhadap energi surya yang datang lebih besar dibandingkan distilasi kain bersekat. Berdasarkan pemaparan tersebut maka

(61) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45 seharusnya hasil air distilasi kain lebih baik dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Secara aktual hasil air distilasi kain bersekat lebih tinggi 50 ml dari distilasi kain, sedangkan dari hasil perhitungan teoritis hasil air distilasi kain lebih besar sebanyak 105 ml dari distilasikain bersekat (Tabel 24). Hasil air (m) teoritis dapat dihitung menggunakan Persamaan 7 dan nilai quap dihitung menggunakan Persamaan 6. Karena pengambilan data jumlah air distilasi dilakukan secara manual dengan gelas ukur maka kemungkinan ada kesalahan saat membaca indikator mengingat selisih hasilnya hanya 50 ml (Tabel 4.24). Tabel 4.24 Perbandingan hasil air teoritis dan aktual distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 2 Jam TEORITIS m1 quap quap kw/m 2 ml kw/m AKTUAL 2 m2 m1 m2 ml ml ml 8 0,01 0 0,01 0 0 0 9 10 11 12 13 0,04 0,18 0,27 0,28 0,20 27 145 319 500 631 0,04 0,16 0,20 0,25 0,18 22 128 258 416 533 90 180 280 420 550 39 64 100 297 638 14 0,08 679 0,06 572 690 735 15 0,03 698 0,02 587 770 783 16 0,02 712 0,03 607 850 900 607 850 900 Total 712

(62) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 hkonv (Watt/m2.°C) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat ΔT (°C) Gambar 4.7 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 3 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.8 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 3 Gambar 4.7 menunjukan bahwa hkonv distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang, hkonv distilasi kain lebih besar dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Gambar 4.8

(63) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47 menunjukan bahwa ΔT distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang, kenaikan ΔT distilasi kain lebih tinggi dibandingkan distilasi kain bersekat. Hal ini menunjukan proses penguapan dan pengembunan distilasi kain lebih baik dibandingkan distilasi kain bersekat, sehingga hasil air destilasi kain lebih baik dibandingkan destilasi kain bersekat. 4.5 Analisis Unjuk Kerja pada Variasi 4 dan 5 Gambar 4.9 Perbandingan efisiensi distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 dan 5 Gambar 4.9 menunjukan bahwa efisiensi distilasi kain pada variasi 4 dan 5 lebih tinggi dibandingkan distilasi kain bersekat. Pada variasi 4 laju aliran 1,2 l/jam efisiensi distilasi kain adalah 43 % dan efisiensi distilasi kain bersekat adalah 27 % sehingga selisih efisiensinya adalah 16 %. Pada variasi 5 laju aliran 1,8 l/jam

(64) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48 efisiensi distilasi kain adalah 46 % dan efisiensi distilasi kain bersekat adalah 29 % sehingga selisih efisiensinya adalah 17 %. Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 dapat disimpulkan bahwa efisiensi berbanding terbalik dengan hasil air. Hal ini terjadi karena dengan penambahan kolektor maka energi surya yang diterima distilasi kain bersekat lebih besar dibandingkan detilasi kain. Hal tersebut yang menyebabkan efisiensi distilasi kain bersekat lebih kecil dibandingkan dengan distilasi kain. Gambar 4.10 menunjukan bahwa hasil air distilasi kain bersekat lebih tinggi dibandingkan distilasi kain, pada laju aliran 1,2 l/jam (variasi 4) hasil air distilasi kain bersekat adalah 0,95 liter dan distilasi kain adalah 0,77 liter, sehingga selisih hasil airnya adalah 0,18 liter atau sebesar 19%. Sedangkan pada laju aliran 1,8 l/jam (variasi 5) hasil air distilasi kain bersekat adalah 1,22 liter dan distilasi kain adalah 0,96 liter, sehingga selisih hasil airnya adalah 0,28 liter atau sebesar 28%. Gambar 4.10 Perbandingan hasil air distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 dan 5

(65) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49 Tujuan dari penambahan kolektor pada distilasi kain bersekat adalah untuk memperbesar proses penguapan dengan pemanasan awal air masukan. Sehingga ketika air yang masuk kedalam distilasi kain bersekat memiliki temperatur tinggi maka proses penguapan akan menjadi lebih cepat dan hasil air distilasi juga akan menjadi lebih tinggi. Gambar 4.10 menunjukkan bahwa selisih hasil air tertinggi antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat menggunakan kolektor terjadi pada variasi 5 dengan selisih hasil air sebesar 0,28 liter. Sedangkan pada variasi 4 selisih hasil air antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat sebesar 0,18 liter. 1,2 m (liter) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Jam Distilasi kain Distilasi kain bersekat Gambar 4.11 Perbandingan hasil air tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 Gambar 4.11 menunjukan bahwa pada laju aliran 1,2 l/jam di jam 8 sampai jam 12 kenaikan hasil air distilasi kain lebih baik dibandingkan distilasi kain bersekat. Hal ini terjadi karena pada laju aliran yang relatif kecil air akan mengalir

(66) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 50 lebih lama pada kolektor sehingga air yang masuk distilasi kain bersekat akan lebih lama dibandingkan distilasi kain. Hal tersebut yang menyebabkan di jam 8 sampai jam 10 kenaikan hasil air yang terjadi pada distilasi kain bersekat sangat kecil, namun di jam 10 sampai jam 16 hasil air distilasi kain bersekat terus mengalami kenaikan dan membuat hasil air total lebih tinggi dibandingkan distilasi kain. Hal tersebut terjadi karena setelah jam 10 sekat-sekat yang terdapat pada absorber telah teraliri air dan karena air masukan distilasi kain bersekat telah mengalami proses pemanasan di kolektor maka proses penguapan menjadi lebih cepat. 12 10 ΔT (°C) 8 6 4 2 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Jam Distilasi Kain Distilasi Kain Bersekat Gambar 4.12 Perbandingan ΔT tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 Gambar 4.12 menunjukan bahwa pada jam 8 sampai jam 11 ΔT distilasi kain lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain bersekat. Hal ini terjadi karena pada distilasi kain air terlebih dahulu mengalir pada kolektor, sehingga dengan waktu

(67) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51 yang bersamaan didalam absorber distilasi kain sudah terdapat air namun pada distilasi kain bersekat belum, sehingga proses penguapan dan pengembunan pada distilasi kain sudah terjadi namun pada distilasi kain bersekat belum terjadi. Pada jam 11 sampai jam 16 ΔT distilasi kain bersekat lebih tinggi dibandingkan distilasi kain. Hal ini terjadi karena air yang masuk telah mengalami proses pemanasan pada kolektor, jika pada jam 8 sampai jam 11 air belum mengalir kesemua sekat maka di jam 11 sampai jam 16 semua sekat telat teraliri air sehingga kapilaritas kain akan maksimal. Dengan ΔT distilasi kain bersekat yang lebih tinggi dari distilasi kain maka proses penguapan dan pengembunan yang terjadi lebih baik. 1,4 1,2 m (liter) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Jam Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.13 Perbandingan hasil air tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 5 Gambar 4.13 dan 4.14 menunjukan kenaikan hasil air dan ΔT distilasi kain bersekat pada jam 8 sampai jam 16 selalu lebih tinggi dibandingkan distilasi kain.

(68) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 52 Jika pada variasi 4 hasil air dan ΔT di jam 8 sampai jam 11 distilasi kain bersekat lebih rendah disebabkan karena air terlebih dahulu mengalir pada kolektor, sehingga dengan waktu yang bersamaan didalam absorber alat distilasi kain sudah terdapat air namun di alat distilasi kain bersekat belum. Ketika laju aliran air di naikkan menjadi 1,8 l/jam maka fenomena yang terjadi pada variasi 4 di jam 8 sampai jam 11 sudah tidak terjadi, sehingga membuat kenaikan hasil air dan ΔT distilasi kain bersekat selalu lebih tinggi dari jam 8 sampai jam 16. 12 ΔT (°C) 10 8 6 4 2 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Jam Distilasi Kain Distilasi Kain Bersekat Gambar 4.14 Perbandingan ΔT tiap jam antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 5

(69) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 53 Analisis hkonv dan ΔT Variasi 4 dan 5 hkonv (W/m2.°C) 4.6 2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.15 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 12 ΔT (°C) 10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.16 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 Gambar 4.15 menunjukan bahwa hkonv distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat dengan meningkatnya energi surya yang datang, namun h konv

(70) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 54 distilasi kain bersekat lebih besar dibandingkan distilasi kain. Gambar 4.16 menunjukan bahwa ΔT distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat bersamaan dengan meningkatnya energi surya yang datang. Kenaikan ΔT rata-rata distilasi kain bersekat lebih tinggi dibandingkan distilasi kain. Hal ini menunjukan bahwa proses penguapan dan pengembunan distilasi kain bersekat lebih baik dibandingkan distilasi kain. Gambar 4.15 dan 4.16 menunjukan adanya kesamaan proses yaitu hkonv dan ΔT rata-rata distilasi kain bersekat lebih besar dibandingkan distilasi kain. Dari Persamaan 4 qkonv adalah perkalian antara hkonv dan ΔT, maka dari Gambar 4.15 dan 4.16 dapat disimpulkan bahwa energi konveksi detilasi kain bersekat lebih besar dibandingkan distilasi kain. Maka berdasarkan Persamaan 6 dapat dipastikan bahwa energi berguna distilasi kain bersekat terhadap energi surya yang datang lebih besar dibandingkan distilasi kain bersekat. hkonv (W/m2.°C) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.17 Perbandingan hkonv terhadap energi surya yang datang pada variasi 5

(71) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 55 12 ΔT (°C) 10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Destilasi kain Destilasi kain bersekat Gambar 4.18 Perbandingan ΔT terhadap energi surya yang datang pada variasi 5 Proses yang terjadi pada Gambar 4.15 dan 4.16 hampir sama dengan proses yang terjadi Pada Gambar 4.17 dan 4.18 yaitu hkonv dan ΔT distilasi kain dan distilasi kain bersekat akan meningkat dengan meningkatnya energi surya yang datang. Selisih hkonv dan ΔT rata-rata pada variasi 5 lebih besar dibandingkan variasi 4. Pada variasi 4 selisih hkonv dan ΔT rata-rata adalah 10 % dan 15 % sedangkan pada variasi 5 selisih hkonv dan ΔT adalah 25 % dan 55 %. Dengan hkonv dan ΔT rata-rata pada variasi 5 lebih besar dibandingkan variasi 4 sebesar 15 % dan 35 %, maka dapat disimpulkan bahwa qkonv dan quap pada variasi 5 lebih besar dibandingkan variasi 4. Hal inilah yang membuat pada variasi 5 hasil air alat distilasi kain bersekat lebih baik dibandingkan distilasi kain, dan selisih hasil air distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 5 lebih besar dibandingkan variasi 4.

(72) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 56 4.7 Analisis qc dan quap pada Variasi 1 dan 4 Serta Variasi 2 dan 5 120 qC (Watt) 100 80 60 40 20 0 0 100 200 300 400 500 600 700 G (Watt/m2) Variasi 4 Variasi 5 Gambar 4.19 Grafik perbandingan qc terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 dan 5 Gambar 4.19 menunjukan perbandingan qc terhadap energi surya yang datang pada variasi 4 dan 5, terlihat bahwa qc pada variasi 4 dan 5 akan meningkat dengan meningkatnya energi surya yang datang. Pada variasi 5 kenaikan qc lebih besar dibandingkan variasi 4. Dengan qc yang relatif lebih tinggi terhadap peningkatan energi surya yang datang, maka hal ini memungkinkan bahwa hasil air pada variasi 5 lebih baik dibandingkan variasi 4. Dengan semakin tingginya qc maka proses pengupan akan menjadi lebih baik.

(73) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 57 Gambar 4.20 Perbandingan energi berguna distilasi kain dengan distilasi kain bersekat pada variasi 4 dan 5 Gambar 4.20 menunjukan pada variasi 4 dengan quap sebesar 150 Watt/m2 distilasi kain menghasilkan air sebanyak 1832 ml/m2 dan pada distilasi kain bersekat membutuhkan quap sebesar 188 Watt/m2 untuk menghasilkan air sebanyak 2293 ml/m2. Pada variasi 5 dengan quap sebesar 186 Watt/m2 distilasi kain menghasilkan air sebanyak 2267 ml/m2 dan pada distilasi kain bersekat membutuhkan quap sebesar 236 Watt/m2 untuk menghasilkan air sebanyak 2893 ml/m2. Gambar 4.20 menunjukan quap distilasi kain bersekat lebih tinggi dari distilasi kain karena penambahan energi panas dari kolektor. Energi berguna dari kolektor (qc) yang yang diterima distilasi kain bersekat dapat di hitung dengan Persamaan 2 (Tabel 4.22 dan 4.23). Tabel 4.22 dan 4.23 menunjukan qc pada variasi 5 lebih besar dibandingkan variasi 4. Pada variasi 5 qc adalah sebesar 162 Watt/m2 dan pada variasi 4 adalah sebesar 92 Watt/m2. Dengan qc pada variasi 5 lebih besar dibandingkan variasi 4, maka Selisih hasil air antara distilasi kain dan distilasi kain

(74) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 58 bersekat pada variasi 5 lebih tinggi dibandingkan variasi 4. Selisih hasil air pada variasi 5 sebesar 22 % dan pada variasi 4 sebesar 20%. Gambar 4.21 Perbandingan energi berguna distilasi kain dengan distilasi kain bersekat tanpa adanya penambahan qc Tanpa adanya penambahan qc (Gambar 4.21) ditunjukan bahwa pada variasi 5 quap destilasi kain bersekat turun sebesar 162 Watt/m2 atau sebesar 68 %, dan pada variasi 4 turun sebesar 92 Watt/m2 atau sebesar 49 %. Dengan dikurangi penambahan energi berguna dari kolektor sebesar 49 % hasil air pada variasi 4 turun sebesar 1121 ml/m2, sedangkan pada variasi 5 dengan dikurangi penambahan energi berguna dari 68 % hasil air distilasi turun sebesar 1967 ml/m2 .

(75) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 59 Gambar 4.22 Perbandingan energi berguna dan hasil air antara distilasi kain dengan distilasi kain bersekat menggunakan kolektor dan tanpa kolektor Gambar 4.22 menunjukan perbandingan kenaikan hasil air terhadap energi berguna dari alat distilasi kain bersekat menggunakan kolektor dan tanpa kolektor. Tujuan dari pembandingan ini adalah untuk mengetahui kenaikan hasil air terhadap kenaikan quap yang di akibatkan dari penambahan kolektor. variasi 1 akan dibandingkan dengan variasi 4 karena laju alirannya sama yaitu 1,2 l/jam, dan variasi 2 akan dibandingkan dengan variasi 5 karena laju alirannya sama yaitu 1,8 l/jam. Pada variasi 1 hasil air destilasi kain lebih tinggi dibandingkan distilasi kain bersekat. Hasil air destilasi kain adalah sebanyak 2503 ml/m2 dan distilasi kain bersekat sebanyak 2161 ml/m2 sehingga selisih hasil airnya adalah 14 %. Setelah adanya penambahan kolektor hasil air distilasi kain bersekat pada variasi 4 lebih tinggi dibandingkan distilasi kain. Distilasi kain menghasilkan air sebanyak 1832 ml/m2 dan distilasi kain bersekat menghasilkan air sebanyak 2293 ml/m2 sehingga selisih hasil airnya adalah 20 %. Dapat disimpulkan bahwa pada variasi laju aliran

(76) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 60 1,2 l/jam kenaikan hasil airnya adalah 34 % dengan penambahan energi berguna dari kolektor sebesar 92 Watt/m2 atau sebesar 49 %. Pada variasi 2 hasil air destilasi kain bersekat lebih tinggi dibandingkan distilasi kain. hasil air destilasi kain adalah sebanyak 2024 ml/m2 dan distilasi kain bersekat sebanyak 2143 ml/m2 sehingga selisih hasil airnya adalah 6 %. Setelah ditambahkan kolektor pada variasi 5 hasil air distilasi kain bersekat semakin meningkat dari peningkatan sebelumnya. Hasil air destilasi kain sebanyak 2267 ml/m2 dan distilasi kain bersekat menjadi sebanyak 2893 ml/m2 sehingga kenaikan hasil air bertambah sebesar 16 % (21 % dikurang 6 %). Dapat disimpulkan bahwa pada variasi laju aliran 1,8 l/jam hasil air akan meningkat sebesar 16 % dengan penambahan energi berguna dari kolektor sebesar 162 Watt/m2 atau sebesar 68 %. Dengan penambahan kolektor kenaikan hasil air pada laju aliran 1,2 l/jam lebih tinggi dibandingkan laju aliran 1,8 l/jam.

(77) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 61 5 V BAB PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari analisis yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Secara aktual hasil air distilasi kain lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain bersekat tanpa menggunakan kolektor, pada laju aliran air masukan 1,2 liter/jam selisih hasil airnya sebesar 13,3 % dan pada laju aliran air masukan 2,4 liter/jam selisih hasil airnya sebesar 8,6 %. Pada laju aliran air masukan 1,8 liter/jam hasil air distilasi kain bersekat tanpa menggunakan kolektor lebih tinggi dibandingkan distilasi kain dengan selisih sebesar 5,6 %. 2. Dari hasil penelitian diketahui hasil air distilasi kain bersekat menggunakan kolektor lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi kain, pada laju aliran air masukan 1,2 liter/jam selisih hasil airnya sebesar 19% dan pada laju aliran air masukan 1,8 liter/jam selisih hasil airnya sebesar 28%. 3. Dengan memvariasikan temperatur air masukan pada distilasi kain bersekat didapatkan kenaikan hasil air pada laju aliran air masukan 1,8 lliter/jam sebesar 16,2 % dan pada laju aliran air masukan 1,2 liter/jam sebesar 42,2 %. 61

(78) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 62 5.2 Saran 1. Penelitian selanjutnya disarankan untuk menggunakan alat ukur yang lebih presisi agar dalam membacaan data lebih valid 2. Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang kapilaritas kain

(79) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 63 DAFTAR PUSTAKA [1] Arunkumar, T. et al., 2010. Study of thermo physical properties and an improvement in production of distillate yield in pyramid solar still with boosting mirror. Indian Journal of Science and Technology, 3(8), pp.879-84. [2] Mona M. Naim, M.A.A.E.K., 2002. Non-conventional solar stillsPart 1. Nonconventional solar stills with charcoal particles as absorber medium. Desalination, 153, pp.55-64. [3] Ahmed Z Al-Garni, A.H.K.F.S.a.F.A. et al., 2011. Effect of glass slope angle and water depth on productivity of double slope solar still. Journal of Scientific & Industrial Research, 70, pp.884-90. [4] Anil Kr. Tiwari, G.N.T., 2006. Effect of water depths on heat and mass transfer in a passive solar still: in summer climatic condition. Desalination , 195 , p.78–94. [5] Hassan E.S. Fath, S.M.E., 1993. Effect of adding a passive condenser on solar still performance. Energy Conversion and Management, 34(1), pp.63-72. Hitesh N Panchal, D.P.K.S., 2011. Effect of Varying glass cover thickness on performance of Solar still: in a Winter Climate Conditions. International Journal Of Renewable Energy Research, 1(4), pp.212-23. [6] Janarthanan, B., Chandrasekaran, J. & Kumar, S., 2006. Performance of floating cum tilted-wick type solar still with the effect of water flowing over the glass cover. Desalination, 190, pp.51-62. [7] Abu-Hijleh, B.A.K. & Mousa, H.A., 1997. Water film cooling over the glass cover of a solar still including evaporation effects. Energy, 22, pp.43-48 [8] Ahmed Z Al-Garni, A.H.K.F.S.a.F.A. et al., 2011. Effect of glass slope angle and water depth on productivity of double slope solar still. Journal of Scientific & Industrial Research, 70, pp.884-90. [9] Rajamanickam, M.R. & Ragupathy, A., 2013. Enhanced performance of a single basin double slope solar still with thin film of water flowing over the cover plate. Journal of Energy Tecnologies and Policy, 3(1) [10] Kunze, H. H., A New Approach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In RemoteAreas, Desalination, 139, pp 35–41, 2001. [11] Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., Non-Conventional Solar Stills Part 1. Non-Conventional Solar StillsWith Charcoal Particles As Absorber Medium, Desalination, 153, pp 55–64, 2002. [12] Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., Non-Conventional Solar Stills Part 2. Non-Conventional Solar Stills With Energy Storage Element, Desalination, 153, pp 71–80, 2002. 63

(80) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 64 [13] Badran, O.O Experimental Study Of The Enhancement Parameters On A Single Slope Solar Still Productivity,Desalination, 209, pp 136–143, 2007. [14] Nijmeh, S.; Odeh, S.; Akash, B.,Experimental And Theoretical Study Of A Single-Basin Solar Still In Jordan, International Communications in Heat and Mass Transfer, 32, pp 565–572, 2005. [15] Ted. J. Jansen, 1995, Teknologi Rekayasa Surya, jilid 1, PT. PRADNYA PARAMITA Jalan Bunga 8 – A8 Jakarta 13140.

(81) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 65 LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar Alat Distilasi Kain dan Distilasi Kain Bersekat Distilasi kain bersekat Distilasi kain dan kain bersekat Distilasi kain Kolektor pipa paralel 65

(82) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 66 Lampiran 2. Gambar Alat Ukur yang Digunakan Solar Meter Stopwatch Gelas Ukur Sensor E-Tape Microcontrollel Adruino TDS

(83) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 67 Lampiran 3. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh

(84) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 68 Lampiran 4. Tabel Sifat Air

(85)

Dokumen baru

Download (84 Halaman)
Gratis

Tags

Dokumen yang terkait

PEMANAS AIR ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PIPA PARALEL Tugas Akhir - Pemanas air energi surya dengan kolektor pipa parallel - USD Repository
0
0
74
POMPA AIR ENERGI SURYA DENGAN FLUIDA KERJA ALKOHOL TUGAS AKHIR - Pompa air energi surya dengan fluida kerja alkohol - USD Repository
0
0
173
PEMANAS AIR ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PIPA SERI Tugas Akhir - Pemanas air energi surya dengan kolektor pipa seri - USD Repository
0
0
74
Pemanas air energi surya menggunakan kolektor pelat datar dengan diameter pipa 3/4\" dan 5/8\" - USD Repository
1
1
66
Pemanas air energi surya menggunakan kolektor CPC 0 derajat, diameter pipa 3/4\" dan 5/8\" - USD Repository
0
0
73
POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN DUA EVAPORATOR PARALEL DENGAN VOLUME 155 CC TUGAS AKHIR - Pompa air energi termal menggunakan dua evaporator paralel dengan volume 155 cc - USD Repository
0
0
91
Peningkatan unjuk kerja destilasi air energi surya menggunakan kolektor pelat datar pipa paralel - USD Repository
0
0
74
Peningkatan unjuk kerja alat destilasi air energi surya dengan kolektor pelat datar pipa seri - USD Repository
0
0
80
UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS VERTIKAL MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS ABSORBER KAIN LAPIS GANDA TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda - USD Repository
0
0
55
Destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan absorber kain tunggal dengan aliran paksa - USD Repository
0
0
64
UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA BERKONDENSOR PASIF DENGAN HEAT RECOVERY MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS SATU KAIN TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilasi air energi surya berkondensor pasif dengan heat recovery menggunakan efek kapilaritas satu kain - USD
0
0
79
UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN PENAMBAHAN KONDENSOR PASIF PADA POSISI DI BELAKANG BAK DESTILATOR TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilasi air energi surya dengan penambahan kondensor pasif pada posisi di belakang bak destilator - USD Repository
0
0
86
DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS VERTIKAL DENGAN MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS ABSORBER KAIN TUNGGAL TUGAS AKHIR - Destilasi air energi surya jenis vertikal dengan menggunakan efek kapilaritas absorber kain tunggal - USD Repository
0
0
50
UNJUK KERJA DESTILATOR AIR ENERGI SURYA DENGAN KONDENSER PASIF BELAKANG ATAS TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas - USD Repository
0
0
117
UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PIPA SERI SKRIPSI
0
0
81
Show more