Unjuk kerja distilasi air jenis absorber kain dengan spray dan alat penukar kalor - USD Repository

Gratis

0
0
67
2 weeks ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS ABSORBER KAIN DENGAN SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR SKRIPSI Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin Disusun Oleh : SOPHIA BULANTARA NIM : 155214002 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019 i

(2) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PERFORMANCE OF WICK TYPE SOLAR WATER DESTILLATION WITH SPRAY AND HEAT EXCHAGER FINAL PROJECT As Partial Fullfillment of the Requirement to Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering Presented By : SOPHIA BULANTARA STUDENT NUMBER: 155214002 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGI YOGYAKARTA 2019 ii

(3) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(4) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(5) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul : UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS ABSORBER KAIN DENGAN SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR dibuat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Strata 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, 10 Januari 2019 Penulis, Sophia Bulantara (155214002) v

(6) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Sophia Bulantara Nomor Mahasiswa : 155214002 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS ABSORBER KAIN DENGAN SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikan saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyatakan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 10 Januari 2019 Yang Menyatakan Sophia Bulantara (155214002) vi

(7) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRAK Indonesia merupakan salah satu negara dengan iklim tropis dan jika musim kemarau tiba, banyak daerah di Indonesia yang mengalami kekeringan dan juga kekurang air bersih. Air terkontaminasi oleh berbagai kotoran sehingga menjadi tidak layak untuk konsumsi, untuk mengatasi hal ini salah satunya dengan menjernihkan air yang kotor dengan distilasi air menggunakan energi surya. Untuk mengatasi masalah kekurang air layak konsumsi ini maka diperlukan sebuah inovasi baru yang salah satunya dengan cara distilasi energi surya. Terdapat dua proses utama dalam distilasi, yaitu penguapan dan pengembunan. Pengembunan dapat ditingkatkan dengan menurunkan temperatur kaca. Spray merupakan salah satu metode dalam mendinginkan kaca dan alat penukar kalor merupakan salah satu komponen untuk membantu menaikkan temperatur air sehingga lebih cepat terjadi proses penguapan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisi efek pendinginan kaca terhadap efisiensi dan hasil air distilasi serta efek dari penggunaan alat penukar kalor. Beberapa parameter yang akan divariasikan: (1) debit absorber 0,6 liter/jam dengan debit spray 5 liter/jam, (2) debit absorber 0,6 liter/jam dengan debit spray 10 liter/jam, (3) debit absorber 0,6 liter/jam dengan debit spray 15 liter/jam, (4) debit absorber 0,5 liter/jam dengan debit spray 15 liter/jam, (5) debit absorber 1 liter/jam dengan debit spray 15 liter/jam. Parameter yang diukur adalah adalah (1) temperatur air keluar absorber, (2) temperatur air masuk absorber dan kaca, (3) temperatur absorber, (4) temperatur air keluar kaca, (5) temperatur kaca, (6) kelembaban sekitar, (7) temperatur sekitar, dan (8) e-tape. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa efisiensi terbesar didapatkan pada debit absorber 1 liter/jam dan debit spray 16 liter/jam dengan hasil air distilasi sebanyak 0,459 liter dan efisiensi sebesar 83 %. Sedangkan efisiensi terendah didapatkan pada debit absorber 0,6 liter/jam dan debit spray 5 liter/jam dengan hasil air distilasi sebanyak 0,357 liter dan efisiensi sebesar 64 %. Kata kunci: efek pendinginan kaca, alat penukar kalor, hasil air distilasi , efisiensi. vii

(8) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRACT Indonesia is one of the countries with a tropical climate and if the dry season arrives, many regions in Indonesia experience drought and also lack of clean water. Water is contaminated by various impurities so that it is not suitable for consumption, to overcome this one of them is by clearing dirty water by distillation of water using solar energy. To overcome the problem of lack of water that is suitable for consumption, a new innovation is needed, one of which is by distillation of solar energy. There are two main processes in distillation, namely evaporation and condensation. Condensation can be increased by reducing the temperature of the glass. Spray is one method of cooling glass and a heat exchanger is one component to help increase the temperature of the water so that the evaporation process occurs faster. The purpose of this study is to analyze the effect of cooling the glass on the efficiency and yield of distilled water and the effects of the use of heat exchanger. Some parameters that will be varied: (1) discharge of 0.6 liter / hour absorber with 5 liter / hour discharge spray, (2) 0.6 liter / hour absorber discharge with 10 liter / hour discharge spray, (3) absorber discharge 0 , 6 liters / hour with 15 liters / hour discharge spray, (4) 0.5 liter / hour absorber discharge with 15 liter / hour discharge spray, (5) 1 liter absorber discharge / hour with 15 liter / hour discharge spray. The parameters measured are (1) the temperature of the water out of the absorber, (2) the temperature of the absorber and glass water, (3) the temperature of the absorber, (4) the temperature of the water out of the glass, (5) the temperature of the glass, (6) the surrounding humidity ( 7) ambient temperature, and (8) e-tape. The results of this study indicate that the greatest efficiency is obtained at 1 liter / hour absorber discharge and 16 liter / hour spray discharge with distillation water results of 0.459 liters and efficiency of 83%. While the lowest efficiency is obtained at 0.6 liter / hour absorber discharge and 5 liters / hour spray discharge with distillation results of 0.357 liters and efficiency of 64%. Keywords: cooling effect of glass, heat exchanger, results of distillation water, efficiency. viii

(9) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik dan tepat pada waktunya. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib mahasiswa Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, untuk memperoleh ijazah maupun gelar S1 Teknik Mesin. Berkat bimbingan, nasihat dan doa yang diberikan dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan maksimal. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 3. Ir. Fransiscus Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing dalam proses pembuatan alat dan penelitian Tugas Akhir ini. 4. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Energi, Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang mengijinkan dan memfasilitasi dalam melakukan penelitian. 5. Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekaputra, selaku Dosen Pembimbing Akademik. ix

(10) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama kuliah 7. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, yang telah membantu penulis selama perkuliahan hingga selesainya penulisan skripsi ini. 8. Keluarga tercinta, Marius Acai dan Lily Wara Rahayu selaku orang tua, serta Giog Aura Hengrisky yang selalu mendukung, mendoakan, semangat dan bantuan baik berupa moral dan materi kepada penulis 9. Anugrah Aji Pramudia dan Miming Wiyati yang selalu memberikan semangat dan dukungan secara moral. 10. Seluruh teman dan sahabat Teknik Mesin terutama untuk teman-teman TMA 2015 yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 11. Seluruh pihak yang secara langsung maupun tidak langsung memberikan bantuan berupa material maupun moral kepada penulis. Akhir kata, penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidaklah sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun masih sangat diharapkan dari pembaca demi penyempurnaan skripsi ini. Diharapkan skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Yogyakarta, 10 Januari 2019 Penulis, Sophia Bulantara (155214002) x

(11) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii ABSTRACT ........................................................................................................ viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi DAFTAR SIMBOL ........................................................................................... xvii BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................. 3 1.3 Rumusan Masalah .................................................................................... 4 1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 4 1.5 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5 1.6 Manfaat Penelitian .................................................................................... 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6 2.1 Landasan Teori ......................................................................................... 6 2.2 Penelitian Terdahulu ............................................................................... 13 2.3 Hipotesis ................................................................................................. 14 BAB 3 METODE PENELITIAN ...................................................................... 15 3.1 Metode Penelitian ................................................................................... 15 3.2 Skema dan Spesifikasi Alat .................................................................... 16 3.3 Variabel yang divariasikan ..................................................................... 18 3.4 Parameter yang diukur ............................................................................ 19 3.5 Alat ukur yang digunakan ...................................................................... 19 3.6 Langkah Penelitian ................................................................................. 20 3.7 Langkah dan analis data ......................................................................... 21 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 22 xi

(12) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4.1 Hasil Penelitian....................................................................................... 22 4.2 Analisi data ............................................................................................. 33 BAB 5 PENUTUP ............................................................................................... 45 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 45 5.2 Saran ....................................................................................................... 46 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 47 LAMPIRAN ......................................................................................................... 49 xii

(13) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 4. 1 Hasil Penelitian Variasi 1 ..................................................................... 22 Tabel 4. 2 Hasil Penelitian Variasi 2 ..................................................................... 23 Tabel 4. 3 Hasil Penelitian Variasi 3 ..................................................................... 24 Tabel 4. 4 Hasil Penelitian Variasi 4 ..................................................................... 25 Tabel 4. 5 Hasil Penelitian Variasi 5 ..................................................................... 26 Tabel 4. 6 Hasil perhitungan variasi 1 .................................................................. 27 Tabel 4. 7 Hasil perhitungan variasi 2 .................................................................. 28 Tabel 4. 8 Hasil perhitungan variasi 3 .................................................................. 29 Tabel 4. 9 Hasil perhitungan variasi 4 .................................................................. 30 Tabel 4. 10 Hasil perhitungan variasi 5 ................................................................ 31 Tabel 4. 11 Hasil perhitungan APK ...................................................................... 32 xiii

(14) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Alat Penukar Kalor A (Tampak Luar) dan B (Tampak Dalam) ........ 7 Gambar 2. 2 Skema Energi Panas Dalam Alat Distilasi ........................................ 9 Gambar 2. 3 Aliran pendingin spray ..................................................................... 11 Gambar 3. 1 Skema posisi lampu inframerah ........................................................15 Gambar 3. 2 Alat distilasi absorber kain ............................................................... 16 Gambar 3. 3 Skema alat distilasi absorber kain .................................................... 17 Gambar 3. 4 Absorber kain ................................................................................... 18 Gambar 4. 1 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Efisiensi.......................................33 Gambar 4. 2 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Efisiensi ...................................... 33 Gambar 4. 3 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Hasil Air Destilasi ...................... 34 Gambar 4. 4 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Hasil Air Destilasi ...................... 34 Gambar 4. 5 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT ............................................... 35 Gambar 4. 6 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT ............................................... 36 Gambar 4. 7 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi .................................. 36 Gambar 4. 8 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi .................................. 37 Gambar 4. 9 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ......................... 37 Gambar 4. 10 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ....................... 38 Gambar 4. 11 Efek Laju Air Di Absorber Pada Efisiensi ..................................... 38 Gambar 4. 12 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Efisiensi .......................... 39 Gambar 4. 13 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Hasil Air Destilasi .......... 40 Gambar 4. 14 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Hasil Air Destilasi .......... 40 Gambar 4. 15 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada ΔT ................................... 41 xiv

(15) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 4. 16 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada ΔT ................................... 41 Gambar 4. 17 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi ................................ 42 Gambar 4. 18 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi ................................ 42 Gambar 4. 19 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ....................... 43 Gambar 4. 20 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ....................... 43 Gambar 4. 21 Efektivitas APK.............................................................................. 44 xv

(16) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ......................................................... 49 Lampiran 2.Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh (Lanjutan)......................................... 50 Lampiran 3. Gambar Absorber Kain ..................................................................... 50 xvi

(17) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR SIMBOL No Simbol 1 ԏα 2 3 4 5 6 7 Ɛ ṁh ṁc Ch Cc Thout Keterangan Nilai emisivitas adalah kemampuan suatu benda untuk meradiasikan energi yang di serapnya Efektivitas penukar panas Debit air panas (liter/detik) Debit air dingin (liter/detik). Kapasitas panas air panas (J/kg.℃). Kapasitas panas air dingin (J/kg.℃). Temperatur air panas keluar APK (˚C) 8 Thin Temperatur air panas masuk APK (˚C) 9 Tcin Temperatur air dingin masuk APK (˚C) 10 Tcout Temperatur air dingin keluar APK (˚C) 11 η 12 TW Temperatur air di absorber (temperatur absorber) (˚C) 13 TC Temperatur kaca (˚C) 14 Ta Udara sekitar (˚C) 15 16 17 GT md ΔT Energi panas lampu (watt/m2) Kenaikan hasil air distilasi Akumulasi temperatur dari awal sampai akhir (˚C) Efisiensi adalah perbandingan antara jumlah energi matahari yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi panas lampu inframerah yang datang selama waktu pemanasan xvii

(18) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan, terutama bagi manusia. Sebagai mahluk hidup, manusia membutuhkan air sebagai penunjang hidupnya. Penggunaan air yang utama adalah sebagai air minum. Air dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pembentuk sel, cairan tubuh, pengatur suhu tubuh dan sebagai pelarut makanan. Oleh karena itu, air yang dikonsumsi harus terbebas dari zat-zat lain yang berbahaya bagi tubuh manusia. Indonesia merupakan salah satu negara dengan iklim tropis. Pada musim kemarau, banyak daerah di Indonesia yang mengalami kekeringan dan juga kekurang air bersih. Air terkontaminasi oleh berbagai kotoran sehingga menjadi tidak layak untuk konsumsi, untuk mengatasi hal ini salah satunya dengan menjernihkan air yang kotor dengan distilasi air menggunakan energi surya. Untuk mengatasi masalah kekurang air layak konsumsi ini maka digunakan alat distilasi air yang akan mengubah air kotor menjadi air yang bersih sehingga layak untuk dikonsumsi. Penelitian kali ini menggunakan alat distilasi air energi matahari jenis absorber kain. Alat distilasi air memiliki dua komponen penting yaitu absorber dan kaca penutup. Absorber berfungsi sebagai tempat air kotor yang akan di distilasi sekaligus sebagai penyerap energi matahari 1

(19) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2 yang akan membantu proses penguapan. Kaca penutup berfungsi sebagai tempat pengembunan uap air dimana setelah air menguap maka embun akan terbentuk pada kaca penutup dan dialirkan ke tempat penampungan air. Pada penelitian ini pendinginan kaca dilakukan menggunakan spray. Spray merupakan salah satu metode dalam mendinginkan kaca menggunakan air. Pada percobaan sebelumnya diperoleh efisiensi sebesar 46,35 % dengan hasil air distilasi 2,39 L/m2.hari (Dwi, 2011). Efisiensi yang diperoleh tidak maksimal, karena pendinginan spray tidak dapat menurunkan temperatur kaca secara baik dan merata maka penelitian kali ini akan ditambahkan alat penukar kalor agar efisiensi menjadi lebih maksimal. Unjuk kerja dari alat distilasi energi surya dapat diukur dari efisiensi dan banyaknya hasil air yang terdetilasi. Banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi dari alat distilasi air energi surya diantaranya yaitu keefektifan absorber dalam menyerap panas, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa air di alat distilasi, dan temperatur awal air yang masuk kedalam destilator. Absorber yang digunakan harus memilki absorbtivitas energi surya yang baik. Untuk meningkatkan absorbtivitas pada umumnya digunakan absorber berwarna hitam, hal ini karena warna hitam mempunyai nilai absorbtivity sebesar 0,97 (Cengel, 1998) maka pada penelitian ini absorber diberikan kain berwarna hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, karena jika temperatur kaca terlalu tinggi maka uap air akan sulit untuk mengembun didinding kaca maka

(20) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3 pada penelitian ini kaca penutup akan diberikan spray guna mendinginkan kaca penutup. Air yang masuk kedalam destilator diusahakan memiliki suhu yang tinggi untuk mempercepat proses penguapan. Semakin cepat proses penguapan maka air hasil distilasi akan semakin banyak dan efisiensi dari alat distilasi energi surya juga akan meningkat maka pada penelitian ini digunakan alat penukar kalor (APK) untuk menaikian temperatur air sebelum masuk ke dalam absorber kain. Permasalahan dari alat distilasi air energi surya jenis absorber kain saat ini yaitu rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Penelitian ini akan meneliti pengaruh aliran air pada absorber, debit pendinginan kaca, dan penggunaan alat penukar kalor (APK). APK sendiri ada dua jenis berdasarkan arah aliran yaitu aliran berlawanan arah dan aliran searah. Pada penelitian ini menggunakan APK jenis aliran berlawanan arah, dimana kedua fluida mengalir dengan arah yang saling berlawanan dan keluar pada sisi yang berlawanan. Pada APK jenis ini masih mungkin didapatkan temperatur fluida yang menerima panas (temperatur fluida dingin) saat keluar penukar panas lebih tinggi dibanding temperatur fluida yang memberikan panas (temperatur fluida panas) saat meninggalkan APK. 1.2 Identifikasi Masalah Pada latar belakang telah dijelaskan bahwa unjuk kerja alat distilasi dipengaruhi oleh dua faktor yaitu penguapan dan pengebunan. Dapat

(21) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4 disimpulkan bahwa semakin besar penguapan dan pengembunan maka akan menghasilkan air distilasi yang lebih banyak. Agar penguapan dan pengembunan semakin membesar, digunakan pendingin kaca dan APK (alat penukar kalor). Pendingin kaca digunakan untuk menurunkan temperatur kaca agar pengembunan lebih besar. APK digunakan untuk menaikkan temperatur air yang akan masuk ke absorber agar punguapan lebih cepat. 1.3 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada penelitian ini yaitu bagaimana efek dari aliran pendingin kaca dan temperatur air masukan dengan memanfaatkan energi panas air limbah menggunakan alat penukar kalor. 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Luasan destilator sebesar 0,49 m2 . 2. Nilai emisivitas (ԏα) dari alat sebesar 0,81. 3. Pengujian dilakukan selama 2 jam untuk setiap variasi. 4. Laju aliran air dianggap konstan pada variasi 1, 2 dan 3 menggunakan laju aliran absorber kain sebesar 0,6 liter/ jam, pada variasi 4 menggunakan laju aliran absorber kain sebesar 0,5 liter/jam dan pada variasi 5 menggunakan laju aliran absorber kain sebesar 1 liter/jam

(22) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5 5. Temperatur absorber dianggap sebagai temperatur air yang akan didistilasi. 6. Temperatur pada luasan kaca dianggap merata. 7. Temperatur pada luasan absorber dianggap merata. 8. Aliran air pada absorber dianggap merata. 9. Energi panas dari lampu pada setiap pengujian sama. 1.5 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis efek pendinginan kaca terhadap unjuk kerja dengan fluida pendingin air dan efek dari penggunaan APK. 1.6 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah menambah kepustakaan tentang efek pendinginan kaca pada distilasi air jenis absorber kain dan efek dari penggunaan APK yang dapat digunakan sebagai referensi bagi peneliti sejenis berikutnya.

(23) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori Distilasi merupakan proses penjernihan air kotor menjadi air bersih. Pada distilasi, terdapat dua proses utama, yaitu penguapan dan pengembunan. Perbedaan temperatur menjadi faktor utama agar kedua proses tersebut dapat berlangsung. Proses tersebut berlangsung secara berututan, berawal dari energi panas yang masuk ke dalam alat distilasi dan memanaskan absorber yang berisi air, sehingga lapisan air kotor diatas absorber akan menguap kemudian berubah fase menjadi embun dan menempel pada kaca penutup, sedangkan kotoran tidak ikut menguap. Proses penguapan dan pengembunan yang meningkat akan menghasilkan unjuk kerja yang maksimal. Alat penukar kalor (APK) adalah alat bantu yang digunakan untuk memindahkan energi panas dari fluida panas ke fluida yang dingin. Banyak sekali pengaplikasian alat penukar kalor (APK) yang digunakan dalam kehidupan seharihari, seperti condenser atau evaporator pada AC, radiator pada mobil, dll. Pada eksperimen ini APK digunakan untuk membantu mempercepat proses pemanasan air, diharapkan air dapat panas sebelum masuk ke absorber dan mempercepat proses penguapan. 6

(24) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7 (A) (B) Gambar 2. 1 Alat Penukar Kalor A (Tampak Luar) dan B (Tampak Dalam) Pada Gambar 2.1 warna merah menandakan bahwa temperatur air panas yang berasal dari sisa air pada absorber, nantinya akan dimanfaatkan untuk membantu menaikkan temperatur air sebelum masuk ke absorber. Sedangkan warna biru merupakan aliran air dari bak penampung menuju absorber yang akan dipanaskan terlebih dahulu di APK sebelum masuk ke absorber.

(25) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8 Efektivitas dari APK yaitu perbandingan perpindahan panas aktual dengan panas maksimum yang dapat dipindahkan. Secara matematis dituliskan sebagai berikut (Pane, 2014): Ɛ𝐴𝑃𝐾 = 𝑄𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑄 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 = 𝐶𝑐 . ((𝑇𝑐.𝑜𝑢𝑡 −𝑇𝑐 𝑖𝑛 ) 𝐶𝑚𝑖𝑛. (𝑇ℎ.𝑖𝑛 −𝑇𝑐 𝑖𝑛 ) = 𝐶ℎ. (𝑇ℎ.𝑖𝑛 −𝑇ℎ.𝑜𝑢𝑡 𝐶𝑚𝑖𝑛 . (𝑇ℎ.𝑖𝑛 −𝑇𝑐.𝑖𝑛 ) 𝐶𝑐 = 𝑚𝑐 × 𝑐𝑐 𝑑𝑎𝑛 𝐶ℎ = 𝑚ℎ × 𝑐𝑐 𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶ℎ = 𝑚ℎ × 𝑐ℎ → 𝑎𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎 𝐶ℎ < 𝐶𝑐 𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶𝑐 = 𝑚𝑐 × 𝑐𝑐 → 𝑎𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎 𝐶𝑐 < 𝐶ℎ (1) (2) (3) (4) dengan Ɛ adalah efektivitas penukar panas (%). ṁh dan ṁc adalah debit air panas dan dingin yang mengalir didalam penukar panas (liter/detik). Ch adalah kapasitas panas air panas (J/kg.℃). Cc adalah kapasitas panas air dingin (J/kg.℃). Thin adalah temperatur air panas masuk APK (℃). Thout adalah temperatur air panas keluar APK (℃). Tcin adalah temperatur air dingin masuk APK (℃). Tcout adalah temperatur air dingin keluar APK (℃). Distilasi dengan energi surya memiliki beberapa faktor yang sangat mempengaruhi diantara lain yaitu radiasi, penguapan dan pengembunan.

(26) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9 Gambar 2. 2 Skema Energi Panas Dalam Alat Distilasi Radiasi adalah perpindahan panas yang tidak memerlukan perantara dalam memindahkan panas dari suatu benda ke benda lain. Pada alat distilasi air energi surya memanfatkan panas dari radiasi matahari sebagai energi panas untuk memanasi destilator. Radiasi dari matahari yang diterima bumi pada bagian luar atmosfer bumi adalah 1353 W/m2. Tidak semuanya energi panas dari matahari akan sampai ke permukaan bumi. Radiasi dari matahari khususnya radiasi ultraviolet akan di serap oleh ozon dan radiasi inframerah akan diserap oleh karbon dioksida dan uap air. Radiasi matahari yang masuk ke permukaan bumi ada dua macam yaitu radiasi sorotan dan radiasi sebaran (Arismunandar, 1995). Konveksi merupakan perpindahan panas yang disertai dengan berpindahnya zat penghantar panas. Terjadinya perpindahan panas secara konveksi kerana perbedaan temperatur antara dua medium. Perpindahan panas antara air di

(27) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10 absorber dan kaca penutup secara konveksi mengakibatkan udara di antara air di absorber dan kaca penutup menjadi panas. Panasnya udara dalam destilator mengakibatkan terjadinya penguapan pada air di absorber. Penguapan adalah proses perubahan fase dari cair menjadi uap. Penguapan dapat ditingkatkan dengan menaikkan temperatur dari fluida cair. Selain dengan menaikkan temperatur, penguapan dapat ditingkatkan dengan memperbesar luas permukaan fluida cair, mengalirkan udara kering di atas permukaan fluida cair dan memperkecil tekanan di atas permukaan fluida cair. Pengembunan atau kondensasi adalah perubahan fase dari uap air menjadi embun. Kondensasi terjadi ketika uap air didinginkan sehingga menjadi embun, tetapi juga dapat terjadi ketika uap air diberikan tekanan. Embun yang telah terkondensasi dari uap air disebut kondensat. Untuk meningkatkan pengembunan yaitu dengan mendinginkan kaca penutup. Pendinginan kaca dapat dilakukan dengan air atau udara. Pada pendinginan air, dapat dilakukan dengan metode spray (Gambar 2.3). Metode spray, memiliki kelemahan yaitu luasan kontak air pada kaca yang kecil, sehingga waktu kontak air pada kaca menjadi lebih cepat. Hal ini mengakibatkan dalam mendinginkan kaca membutuhkan waktu yang lebih lama. Pendinginan yang lama akan berdampak pada proses pengembunan yang rendah.

(28) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11 Gambar 2. 3 Aliran pendingin spray Pada Gambar 2.3 merupakan bentuk pendinginan air menggunakan spray. Terlihat bahwa luasan kontak air pada kaca penutup menjadi lebih besar, sehingga waktu kontak air pada kaca menjadi lebih lama. Waktu kontak air pada kaca yang lebih lama akan mempengaruhi proses pengembunan menjadi lebih baik. Efisiensi alat distilasi energi matahari (η) merupakan perbandingan antara jumlah energi matahari yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi panas lampu inframerah yang datang selama waktu pemanasan (Arismunandar, 1995). 𝜂= 𝑚 𝑥 ℎ𝑓𝑔 𝐴𝑐 𝑥 𝐺𝑇𝑚𝑎𝑡𝑎𝑟𝑎ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 𝑑𝑡 𝑥 100% (1) dengan m adalah hasil air distilasi (kg), hfg adalah panas laten air (J/kg), Ac adalah luasan alat distilasi (m2), GTmatahari adalah energi panas lampu inframerah (W/m2) dan dt adalah lama waktu pemanasan (detik).

(29) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12 Proses penguapan dari absorber menuju kaca dapat dicari dengan persamaan Darcy Weishbach: 𝑞𝑢𝑎𝑝 = 𝑚 𝑥 ℎ𝑓𝑔 = [𝑃𝑤−𝑃𝑐] 16.27𝑥10−3 𝑥 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 𝑥 [𝑇𝑤−𝑇𝑐] 𝑥 1000 𝑊⁄𝑚2 (2) dengan quap adalah laju penguapan air ke permukaan kaca (W/m2), qkonv adalah laju perpindahan panas secara konveksi (W/m2), Pw adalah tekanan parsial uap (Pa), Pc adalah tekanan parsial udara (Pa), Tw adalah temperatur absorber (K), Tc adalah temperatur kaca (K). Laju perpindahan panas secara konveksi (qkonv) dapat dicari dengan persamaan: 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 = 8.84𝑥10−4 𝑥 [𝛥𝑇 + 1 3 𝑥𝑇𝑤] 𝑥 𝛥𝑇 𝑊⁄𝑚2 268.9𝑥103 −𝑃𝑤 𝑃𝑤−𝑃𝑐 (3) dengan ΔT (delta T) adalah perbedaan temperatur absorber dengan kaca (°C). Laju perpindahan panas secara radiasi (qrad) dapat dihitung berdasar persamaan : 𝑞𝑟𝑎𝑑 = 5,67 𝑥 10−11 𝑥 0,9 𝑥 (𝑇𝑤 4 − 𝑇𝑐 4 ) 𝑥 1000 𝑊⁄𝑚2 (4) Laju perpindahan panas total (qtotal) merupakan penjumlahan dari qkonveksi, qradiasi dan quap dari air ke kaca (W/m2): 𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑞𝑢𝑎𝑝 + 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 + 𝑞𝑟𝑎𝑑 𝑊⁄𝑚2 (5) Terdapat juga faktor yang mempengaruhi qkonv, yaitu hkonveksi, yang merupakan koefisien konveksi (W/m2°C), dapat dilihat pada persamaan : −4 ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 = 8.84𝑥10 𝑥 [𝑇𝑤 − 𝑇𝑐 + 𝑃𝑤−𝑃𝑐 268.9𝑥103 −𝑃𝑤 𝑥𝑇𝑤] 1 3 𝑊⁄ 𝑚2 °𝐶 (6)

(30) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13 2.2 Penelitian Terdahulu Penelitian tanpa pendingin kaca jenis absorber bak, memperoleh hasil air distilasi sebesar 1,5 liter/6jam dilakukan di India (Prof. Alpesh, 2011). Penelitian serupa, menggunakan pendingin spray memperoleh hasil air distilasi sebesar 3,6 kg/m2.hari (Agboola, 2016). Penggunaan jenis absorber kain dengan berpendingin spray akan memperoleh hasil air distilasi sebesar 1,7 kg/m2.hari dilakukan di India (A.K. Rai, 2013) dan 2,39 kg/m2.hari dilakukan di Indonesia (Dwi, 2011). Penelitian mengenai peningkatan efisiensi dari sistem STEG (Solar Thermoelectric Generation) berpendingin spray, memperoleh efisiensi terbaik sebesar 31,3% dengan debit kain 0,35 L/min (M. Ge, 2018). Efek pendinginan kaca pada distilasi air jenis absorber kain menggunakan lampu yang memiliki energi panas sebesar 384 W/m2 dengan luasan alat 0,89 m2 . Pada kondisi volume air pendingin kaca disetiap sekat 500 ml dihasilkan rata-rata temperatur kaca dan temperatur absorber selama 2 jam sebesar 48,50o C dan 55,2 o C. Menghasilkan air distilasi sebanyak 0,101 kg/m2 dengan efisiensi 11 %. Pada kondisi volume air pendingin kaca 500 ml menghasilkan air distilasi yang sedikit selama 2 jam. Hal ini dikarenakan energi panas total dari air ke kaca yang dihasilkan destilator sebesar 84 W/m2 (Agung, 2018). Efek pendinginan kaca dan penukar kalor terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya. Penelitian tersebut bertujuan untuk menganalisis

(31) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 efek dari aliran pendinginan kaca, debit aliran pendingin kaca dan penggunaan alat penukar kalor (APK) terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain. menghasilkan unjuk kerja dengan hasil distilasi sebesar 0,091 Kg/m2 .2 jam dengan efisiensi 10,9 %. Pada kondisi menggunakan APK terjadi peningkatan kinerja dari alat distilasi. Terjadi peningkatan hasil distilasi 42 sebesar 0,055 kg/m2 dengan efektivitas APK 59 % (Roni, 2018) 2.3 Hipotesis Dengan menggunakan air pendingin kaca dan APK dapat menghasilkan air distilasi yang lebih banyak. Air pendingin kaca digunakan untuk menurunkan temperatur kaca agar pengembunan lebih cepat. APK digunakan untuk menaikkan temperatur air di absorber agar penguapan lebih cepat. Pada kondisi penguapan dan pengembunan yang lebih cepat maka akan dihasilkan air distilasi yang lebih banyak dan diharapkan efisiensi alat distilasi semakin baik.

(32) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan menggunakan alat distilasi yang disimulasikan menggunakan lampu sebagai pengganti energi surya. Lampu yang digunakan berjumlah 6 buah lampu inframerah agar mempermudah dalam melakukan pengamatan dan kontrol alat. Lampu yang digunakan lampu dengan daya sebesar 375 Watt dengan temperatur benda hitam 2450 K, sehingga memiliki energi panas lampu sebesar 384 W/m2 dan energi panas lampu yang masuk alat distilasi sebesar 309,69 W/m2. Gambar 3. 1 Skema posisi lampu inframerah 15

(33) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16 3.2 Skema dan Spesifikasi Alat Gambar 3. 2 Alat distilasi absorber kain Pada Gambar 3.2 merupakan alat distilasi secara keseluruhan, (1) lampu yang digunakan sebagai pengganti energi matahari, (2) spray, (3) absorber kain dan kaca penutup, (4) bak penampung air hasil distilasi, (5) alat penukar kalor, (6) bak penampung air yang akan di distilasi, (7) bak pembuangan sisa air spray.

(34) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 Gambar 3. 3 Skema alat distilasi absorber kain Pada Gambar 3.3 menunjukkan skema alat distilasi dimana (1) merupakan bak penampung air yang akan di distilasi, (2) merupakan kran, (3) merupakan alat penukar kalor, (4) merupakan absorber kain, (5) merupakan bak penampung air hasil distilasi, (6) merupakan bak penampun air sisa spray, (7) merupakan bak penampung air sisa dari alat penukar kalor, (8) merupakan penampung air spray, (9) merupakan aliran masuk spray, (10) merupakan aliran masuk ke absorber kain Penelitian ini menggunakan alat distilasi air jenis absorber kain yang terbuat dari mal triplek dengan ketebalan 12 mm. Absorber kain terbuat dari karet dan memiliki ukuran panjang x lebar sebesar 81 cm x 61 cm, sehingga luasan absorber sebesar 0,49 m2. Kaca penutup memiliki panjang 82 cm x lebar 62 cm dengan ketebalan 3 mm. Sekat yang digunakan terbuat dari plat aluminium berbentuk “L” dengan ukuran panjang x lebar x tinggi berturut-turut 60 cm x 1 cm x 1 cm.

(35) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 Gambar 3. 4 Absorber kain 3.3 Variabel yang divariasikan Pada penelitian ini terdapat beberapa parameter yang akan divariasikan diantaranya sebegai berikut: 1. Variasi 1 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain 0,6 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 5 liter/jam menggunakan APK. 2. Variasi 2 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain 0,6 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 10 liter/jam menggunakan APK. 3. Variasi 3 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain 0,6 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 15 liter/jam menggunakan APK.

(36) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19 4. Variasi 4 adalah variasi dengan massa air mengisi absorber kain 0,5 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 15 liter/jam menggunakan APK. 5. Variasi 5 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain 1 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 15 liter/jam menggunakan APK. 3.4 Parameter yang diukur Parameter yang diukur saat melakukan penelitian pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain : 3.5 1. TW (°C) : Temperatur air di absorber (temperatur absorber). 2. TC (°C) : Temperatur kaca. 3. T1 (°C) : Air panas masuk APK. 4. T2 (°C) : Air panas keluar APK. 5. T3 (°C) : Air dingin masuk APK. 6. T4 (°C) : Air dingin keluar APK. 7. Ta (°C) : Udara sekitar. 8. GT : Energi panas lampu (watt/m2) 9. md : Kenaikan hasil air distilasi Alat ukur yang digunakan Adapun alat ukur yang digunakan pada penelitian ini adalah : Berikut merupakan alat ukur yang digunakan:

(37) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20 1. Solar Meter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya energi panas matahari dalam satuan W/m2. 2. Microcontroller Arduino digunakan untuk pengambilan data selama penelitian dengan cara kerja menangkap sinyal dan mencatat dalam bentuk data. 3. Dallas Semiconductor Temperature Sensor (TDS) digunakan untuk mengukur temperatur absorber, temperatur kaca, temperatur air masuk dan temperatur air keluar. 4. Electrical Tape Sensor (E-tape) digunakan untuk membaca dan mengetahui kenaikan hasil air distilasi. 3.6 Langkah Penelitian Langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah : a. Menyiapkan alat distilasi kain, air, sensor, serta lampu. b. Mengatur debit aliran pada absorber kain dan juga spray. c. Menyiapkan tempat penampungan air hasil distilasi dan juga tempat penampuang air sisa spray yang tidak terpakai. d. Menyiapkan sensor untuk mengukur temperatur pada alat distilasi. e. Setelah semua siap maka lampu dihidupkan dan data mulai tercatat. Pengambilan data akan secara otomatis setiap 10 detik dan tercatat menggunakan solar meter.

(38) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21 3.7 Langkah dan analis data Analisis data dilakukan dengan 2 langkah, yaitu : 1. Menganalisis efek laju aliran pendingin pada unjuk kerja, dengan debit air pendingin sebanyak 5 liter/jam, 10 liter/jam, dan 15 liter/jam. 2. Menganalisis efek alat penukar kalor, dengan debit air masukkan sebanyak 0,5 liter/jam, 0,6 liter/jam, dan 1 liter/jam.

(39) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Pada saat melakukan penelitian didapatkan rata-rata energi lampu yang terukur sebesar 384 W/m2 . Data pengukuran alat distilasi air energi surya jenis absorber kain disajikan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.5. Tabel 4. 1 Hasil Penelitian Variasi 1 Temperatur Menit Tw (°C) Tc (°C) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 42,7 55,5 60,9 64,1 66,1 67,8 69,2 70,4 71,4 72,5 73,4 73,8 38,2 48,6 51,7 54,0 55,9 57,6 55,9 57,4 56,7 56,8 57,9 58,2 GT T1 T2 T3 T4 (°C) 28,5 29,7 30,8 31,2 31,7 32,3 32,8 32,9 32,7 32,5 32,5 32,3 (°C) 28,5 28,8 29,0 29,2 29,7 30,0 30,3 30,5 30,7 30,7 30,6 30,6 (°C) 29,1 31,0 32,4 33,1 33,2 33,5 33,5 33,5 33,6 34,1 34,4 34,5 (°C) 29,2 31,2 32,5 33,2 33,8 34,5 34,9 35,3 35,6 35,9 36,2 36,5 22 Ts in (°C) 31,9 36,5 38,9 40,6 41,1 42,6 42,9 43,0 43,3 45,3 45,9 45,9 Ts out (°C) 27,5 27,5 27,6 27,8 27,8 28,0 28,0 28,2 28,3 28,5 28,5 28,6 Ta Lampu ΔT Etape (°C) (°C) Watt/m² 27,9 218,7 430,4 4,5 28,1 218,7 431,8 6,9 28,4 218,7 440,1 9,3 28,4 218,7 450,1 10,1 28,7 218,7 459,4 10,2 28,8 218,7 474,6 10,2 29,0 218,7 495,6 13,3 29,4 218,7 508,9 13,0 29,0 218,7 521,1 14,6 29,0 218,7 537,4 15,7 28,8 218,7 560,0 15,5 31,2 218,7 573,1 15,7

(40) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23 Tabel 4. 2 Hasil Penelitian Variasi 2 Temperatur Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tw (°C) Tc (°C) 42,8 55,1 60,4 62,9 64,3 64,8 64,8 65,4 65,8 66,7 67,7 67,5 33,7 39,3 41,7 43,6 44,6 42,0 43,4 44,4 44,0 44,7 44,8 50,0 GT T1 T2 T3 T4 (°C) 28,9 29,7 30,8 33,6 35,0 35,1 34,9 34,9 35,1 35,4 35,5 35,2 (°C) 29,3 30,8 31,6 32,3 32,7 33,0 33,4 33,7 33,8 34,1 34,0 34,2 (°C) 28,7 28,9 29,1 29,4 29,7 30,1 30,3 30,5 30,7 30,8 30,8 30,8 (°C) 27,7 27,8 27,8 28,0 28,0 28,2 28,3 28,3 28,5 28,5 28,7 28,8 Ts in (°C) 32,1 36,2 38,1 39,4 40,1 40,4 40,6 40,9 41,0 41,4 41,8 41,0 Ts out (°C) 27,7 27,8 27,8 28,0 28,0 28,2 28,3 28,3 28,5 28,5 28,7 28,8 Ta Lampu ΔT Etape (°C) (°C) Watt/m² 28,0 218,67 437,0 9,1 28,0 218,67 437,6 15,8 28,0 218,67 448,7 18,7 28,1 218,67 458,0 19,3 29,5 218,67 475,5 19,7 28,5 218,67 496,7 22,8 28,9 218,67 507,5 21,4 28,8 218,67 509,3 21,0 28,8 218,67 528,2 21,8 28,9 218,67 554,9 22,1 28,9 218,67 569,1 22,8 29,1 218,67 581,8 17,5

(41) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24 Tabel 4. 3 Hasil Penelitian Variasi 3 Temperatur Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tw (°C) Tc (°C) 44,0 53,9 58,3 60,5 62,1 63,1 63,5 63,7 63,9 64,2 64,4 64,5 34,2 39,5 41,5 43,9 47,0 47,3 47,1 47,3 47,1 47,2 47,3 46,9 GT T1 T2 T3 T4 (°C) 29,5 31,9 32,6 33,4 34,0 34,3 34,5 34,7 34,5 34,3 34,1 33,6 (°C) 30,0 31,8 32,6 33,3 33,9 34,2 34,5 34,7 34,8 35,0 35,1 35,0 (°C) 28,8 29,2 29,7 30,0 30,3 30,4 30,5 30,7 30,8 30,8 30,8 30,8 (°C) 30,0 32,2 33,4 34,0 34,2 34,3 34,3 34,5 34,3 34,3 34,1 33,9 Ts in (°C) 32,9 36,3 38,0 39,0 39,4 40,0 40,3 40,5 40,6 40,9 41,1 41,2 Ts out (°C) 28,0 28,2 28,3 28,3 28,4 28,5 28,5 28,7 28,8 28,8 28,9 29,0 Ta Lampu ΔT Etape (°C) (°C) Watt/m² 28,0 218,67 436,2 9,8 28,6 218,67 438,5 14,5 28,2 218,67 449,5 16,9 28,1 218,67 456,1 16,6 28,3 218,67 473,3 15,2 28,4 218,67 495,4 15,8 28,4 218,67 506,3 16,4 28,5 218,67 513,9 16,4 28,9 218,67 531,4 16,8 28,8 218,67 556,9 17,0 28,8 218,67 570,0 17,2 28,9 218,67 585,7 17,6

(42) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25 Tabel 4. 4 Hasil Penelitian Variasi 4 Temperatur Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tw (°C) Tc (°C) 41,7 53,1 57,5 60,1 61,6 62,4 63,0 63,8 64,2 64,1 64,4 64,4 35,4 45,4 49,8 52,8 55,0 56,3 57,8 59,6 61,0 61,8 63,0 62,7 GT T1 T2 T3 T4 (°C) 27,5 28,4 28,9 29,2 29,9 30,8 32,2 33,3 34,0 34,3 34,0 33,7 (°C) 28,9 31,1 31,8 32,3 32,6 32,8 33,1 33,3 33,7 33,8 34,0 34,1 (°C) 28,3 28,4 28,5 28,7 28,8 29,0 29,2 29,4 29,7 29,8 30,0 30,0 (°C) 29,3 31,3 32,6 32,9 32,9 33,2 33,4 33,6 34,2 34,4 34,5 34,5 Ts in (°C) 31,2 34,4 36,1 36,8 37,1 37,5 37,9 38,2 39,5 39,5 39,5 39,5 Ts out (°C) 27,5 27,5 27,5 27,7 27,8 27,8 27,9 28,0 28,0 28,1 28,3 28,3 Ta Lampu Etape ΔT (°C) Watt/m² 27,9 218,67 430,9 6,3 27,9 218,67 433,1 7,8 27,9 218,67 445,4 7,7 27,9 218,67 452,2 7,3 27,9 218,67 466,0 6,6 28,0 218,67 490,0 6,1 28,1 218,67 505,0 5,2 27,9 218,67 516,4 4,2 28,0 218,67 531,5 3,1 28,1 218,67 559,6 2,3 30,5 218,67 573,3 1,4 28,3 218,67 588,5 1,7

(43) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26 Tabel 4. 5 Hasil Penelitian Variasi 5 Temperatur Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tw (°C) Tc (°C) 42,0 52,8 56,9 59,0 60,3 60,9 60,8 61,2 61,7 61,8 61,9 62,1 31,9 34,9 36,3 37,0 37,5 37,6 38,1 38,7 38,9 39,0 37,9 36,1 GT T1 T2 T3 T4 (°C) 27,5 28,3 29,7 34,7 36,2 36,4 36,4 36,5 36,5 36,6 36,6 36,3 (°C) 28,7 29,7 30,2 30,7 31,4 32,0 32,4 32,7 33,0 33,0 33,1 33,3 (°C) 27,5 27,5 27,8 28,1 28,7 29,3 29,6 29,9 29,9 30,0 30,0 30,0 (°C) 29,0 31,4 32,1 32,5 32,6 32,9 33,0 33,2 33,4 33,5 33,5 33,5 Ts in (°C) 31,6 35,2 36,5 37,2 37,0 37,4 37,6 38,0 38,2 38,3 38,2 37,5 Ts out (°C) 27,3 27,3 27,5 27,5 27,5 27,6 27,8 27,8 27,8 28,0 28,0 28,1 Ta Lampu ΔT Etape (°C) (°C) Watt/m² 27,9 218,67 427,2 10,1 28,1 218,67 429,7 17,9 28,4 218,67 442,2 20,6 28,4 218,67 450,9 22,1 28,7 218,67 468,0 22,8 28,8 218,67 493,4 23,2 29,0 218,67 505,6 22,7 29,4 218,67 514,7 22,5 29,0 218,67 534,7 22,8 29,0 218,67 561,3 22,8 28,8 218,67 574,0 24,0 31,2 218,67 589,8 26,0

(44) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4. 1 Hasil perhitungan variasi 1 Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Ratarata TW TC °C 42,68 55,52 60,92 64,08 66,14 67,82 69,21 70,35 71,35 72,49 73,37 73,83 °C 38,23 48,59 51,67 53,99 55,94 57,61 55,94 57,38 56,73 56,76 57,89 58,17 ΔT Rata-Rata Setiap 10 Menit md °C kg/m2 4,45 0,00 5,69 0,00 6,88 0,03 7,68 0,05 8,18 0,08 8,52 0,12 9,20 0,18 9,67 0,22 10,22 0,25 10,77 0,29 11,20 0,36 11,57 0,39 65,65 54,07 11,57 Qkonv quap qradiasi W/m2 0,58 0,80 2,76 3,84 4,27 5,10 6,20 6,38 6,45 6,72 7,22 7,19 W/m2 3,55 7,48 35,20 53,39 62,63 79,45 100,28 105,52 108,33 114,90 126,42 127,47 W/m2 28,02 38,32 48,07 54,92 59,48 62,73 68,42 72,54 77,20 81,87 85,60 88,87 qtotal hkonv md W/m2 W/m2.°C kg/m2 32,16 0,13 0,00 46,60 0,14 0,00 86,03 0,33 0,02 112,14 0,43 0,03 126,37 0,46 0,03 147,28 0,53 0,04 174,90 0,59 0,06 184,45 0,59 0,04 191,99 0,58 0,03 203,49 0,58 0,04 219,24 0,60 0,06 223,53 0,59 0,04 ΔT x hkonv W/m2 0,58 0,71 2,13 2,94 3,32 4,05 4,74 4,86 4,86 5,00 5,35 5,33 η % 2% 4% 18% 27% 31% 40% 50% 53% 54% 58% 64% 64% 0,04 27

(45) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4. 2 Hasil perhitungan variasi 2 Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Ratarata TW TC °C 42,81 55,06 60,35 62,88 64,31 64,76 64,77 65,38 65,81 66,74 67,65 67,50 °C 33,75 39,29 41,68 43,61 44,57 41,98 43,41 44,40 43,98 44,67 44,80 50,02 ΔT Rata-Rata Setiap 10 Menit md qkonv quap °C kg/m2 W/m2 W/m2 9,06 0,00 0,04 0,21 12,42 0,00 0,39 3,41 14,51 0,04 4,36 46,77 15,70 0,06 5,56 62,67 16,51 0,12 7,74 91,89 17,55 0,18 9,89 118,63 18,10 0,21 9,93 119,89 18,46 0,22 8,90 107,59 18,83 0,28 9,83 120,68 19,16 0,36 11,19 140,27 19,49 0,40 11,28 142,81 19,32 0,44 11,17 143,44 62,34 43,01 19,32 qradiasi qtotal hkonv md W/m2 55,81 80,78 97,12 107,02 113,94 121,93 126,33 129,43 132,52 135,28 138,13 137,49 W/m2 W/m2.°C kg/m2 56,06 0,00 0,00 84,57 0,03 0,00 148,25 0,24 0,03 175,26 0,30 0,03 213,57 0,40 0,05 250,45 0,49 0,06 256,14 0,49 0,03 245,91 0,43 0,01 263,03 0,47 0,06 286,75 0,53 0,08 292,22 0,53 0,04 292,09 0,54 0,04 ΔT x hkonv W/m2 0,04 0,39 4,36 5,56 7,74 9,89 9,93 8,90 9,83 11,19 11,28 11,17 η 0% 2% 24% 32% 46% 60% 60% 54% 61% 71% 72% 72% 0,04 28

(46) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4. 3 Hasil perhitungan variasi 3 Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Ratarata TW TC °C 44,03 53,93 58,34 60,45 62,12 63,11 63,50 63,73 63,91 64,21 64,40 64,54 °C 34,19 39,46 41,48 43,88 46,95 47,31 47,10 47,30 47,06 47,16 47,25 46,92 ΔT Rata-Rata Setiap 10 Menit md qkonv quap °C kg/m2 W/m2 W/m2 9,84 0,00 -0,11 -0,65 12,16 0,01 1,62 14,23 13,72 0,04 5,49 54,76 14,44 0,06 5,91 61,50 14,58 0,12 8,06 91,39 14,79 0,19 10,17 121,29 15,02 0,22 10,17 123,06 15,19 0,24 9,78 119,34 15,38 0,30 10,50 129,99 15,54 0,38 11,79 148,26 15,69 0,42 11,80 149,34 15,85 0,47 12,02 152,96 60,52 44,67 15,85 qradiasi W/m2 61,10 78,84 91,20 97,51 99,77 102,16 104,50 106,31 108,05 109,61 110,97 112,38 ΔT x hkonv W/m2 W/m2.°C kg/m2 W/m2 60,34 -0,01 0,00 -0,11 94,69 0,11 0,01 1,62 151,46 0,34 0,03 5,49 164,92 0,36 0,02 5,91 199,22 0,51 0,05 8,06 233,62 0,64 0,07 10,17 237,73 0,64 0,03 10,17 235,43 0,61 0,02 9,78 248,54 0,65 0,05 10,50 269,67 0,72 0,08 11,79 272,11 0,72 0,04 11,80 277,36 0,73 0,05 12,02 qtotal hkonv md η % 0% 7% 28% 31% 46% 61% 62% 60% 65% 75% 75% 77% 0,05 29

(47) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4. 4 Hasil perhitungan variasi 4 Menit ΔT TW TC 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Ratarata °C 42,81 55,06 60,35 62,88 64,31 64,76 64,77 65,38 65,81 66,74 67,65 67,50 62,34 °C 33,75 39,29 41,68 43,61 44,57 41,98 43,41 44,40 43,98 44,67 44,80 50,02 43,01 md qkonv quap °C kg/m2 W/m2 W/m2 9,06 0,00 0,12 0,63 12,42 0,01 1,42 12,46 14,51 0,04 5,24 54,94 15,70 0,06 5,52 60,32 16,51 0,10 6,88 79,59 17,55 0,17 9,43 111,34 18,10 0,21 10,02 119,75 18,46 0,25 10,00 120,86 18,83 0,29 10,34 126,25 19,16 0,37 11,65 145,31 19,49 0,41 11,60 146,11 19,32 0,45 11,57 148,19 19,32 Rata-Rata Setiap 10 Menit qradiasi qtotal hkonv md W/m2 55,89 80,89 97,26 107,17 114,10 122,10 126,50 129,61 132,70 135,47 138,32 137,67 ΔT x hkonv W/m2 W/m2.°C kg/m2 W/m2 56,64 0,01 0,00 0,12 94,77 0,09 0,01 1,42 157,44 0,29 0,04 5,24 173,01 0,30 0,02 5,52 200,57 0,37 0,04 6,88 242,87 0,47 0,07 9,43 256,27 0,49 0,04 10,02 260,46 0,49 0,03 10,00 269,28 0,50 0,04 10,34 292,43 0,56 0,08 11,65 296,03 0,55 0,04 11,60 297,44 0,56 0,04 11,57 0,04 η % 0% 6% 28% 30% 40% 56% 60% 61% 63% 73% 73% 75% 30

(48) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4. 5 Hasil perhitungan variasi 5 Menit TW TC ΔT md qkonv 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Ratarata °C 42,02 52,84 56,91 59,05 60,25 60,85 60,78 61,24 61,66 61,79 61,91 62,12 58,45 °C 31,95 34,93 36,26 36,99 37,48 37,64 38,08 38,75 38,87 38,95 37,95 36,12 37,00 quap °C kg/m2 W/m2 W/m2 10,07 0,00 0,03 0,17 13,99 0,01 2,00 15,13 16,21 0,05 7,17 61,31 17,67 0,07 8,17 72,48 18,69 0,13 10,76 99,80 19,45 0,21 14,09 134,84 19,91 0,24 14,17 136,85 20,23 0,27 13,73 133,61 20,52 0,33 14,77 145,88 20,75 0,42 16,35 163,79 21,04 0,46 16,21 163,01 21,45 0,51 16,44 165,45 21,45 Rata-Rata Setiap 10 Menit qradiasi qtotal hkonv md W/m2 61,35 88,97 105,28 116,29 124,11 129,93 133,61 136,30 138,67 140,60 142,83 145,76 W/m2 W/m2.°C kg/m2 61,56 0,00 0,00 106,10 0,11 0,01 173,76 0,36 0,04 196,94 0,39 0,03 234,67 0,50 0,05 278,86 0,64 0,08 284,63 0,64 0,04 283,65 0,62 0,03 299,31 0,66 0,06 320,74 0,73 0,08 322,05 0,72 0,04 327,65 0,72 0,05 0,05 ΔT x hkonv W/m2 0,03 2,00 7,17 8,17 10,76 14,09 14,17 13,73 14,77 16,35 16,21 16,44 η % 0% 8% 31% 36% 50% 68% 69% 67% 73% 82% 82% 83% 31

(49) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4. 6 Hasil perhitungan APK VARIASI 1 2 3 4 5 T1 T2 T3 T4 ᵒC ᵒC ᵒC ᵒC 30,55 33,66 32,32 29,47 31,60 29,26 29,96 29,65 28,69 28,23 31,75 33,17 32,66 31,83 31,52 32,26 32,74 32,45 31,40 30,43 ch cc kj/kg.oc kj/kg.oc 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 Ch Cc Qh QC AKTUAL AKTUAL Qmaks Ɛ kj/s.oc kj/s.oc W W W % 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0006 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0006 0,17 -0,15 -0,07 0,12 0,63 0,45 1,29 0,93 0,23 1,95 0,42 0,17 -0,12 0,68 1,95 41% 19% 60% 19% 55% 32

(50) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33 4.2 Analisi data Dari hasil perhitungan unjuk kerja alat destilasi absorber kain air energi matahari, dapat dianalisis menggunakan Gambar 4.1 sampai Gambar 4.21 4.1.1 Analisis Efek Laju Aliran Pendingin Pada Unjuk Kerja 80% 77% 72% 64% 60% η variasi 1 40% variasi 2 variasi 3 20% 0% 1 2 3 Gambar 4. 1 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Efisiensi 80% η 60% Poly. (variasi 1) 40% Poly. (variasi 2) 20% Poly. (variasi 3) 0% 0 50 100 Waktu (menit) Gambar 4. 2 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Efisiensi Pada Gambar 4.1 dapat dilihat pada variasi 1 mendapatkan efisiensi sebesar 64%, variasi 2 72%, dan variasi 3 77%. Dengan debit aliran pendingin yang dinaikkan maka efisiensi semakin besar juga, dimana pada variasi 1 debit spray sebesar 5 liter, variasi 2 debit spray sebesar 10 liter,

(51) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34 dan variasi 3 sebesar 15 liter, dimana ketiga variasi ini menggunakan debit kain pada absorber sebesar 0,6 liter. Semakin tinggi debit spray yang diberikan maka penutup kaca akan semakin dingin dan pengembunan juga semakin cepat. Dapat dilihat dari Gambar 4.2 dimana kenaikan efisiensi yang terbaik ada pada variasi ke 3, kenaikan efisiensi stabil dan semakin tinggi. Hasil Air Destilasi (liter/m².jam) 0,50 0,44 0,47 0,39 0,40 0,30 variasi 1 variasi 2 0,20 variasi 3 0,10 0,00 1 2 3 Gambar 4. 3 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Hasil Air Destilasi HAsil Air Destilasi (liter) 0,60 0,50 0,40 0,30 Poly. (variasi 1) 0,20 Poly. (variasi 2) 0,10 Poly. (variasi 3) 0,00 0 50 100 150 waktu (menit) Gambar 4. 4 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Hasil Air Destilasi Pada Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa variasi 1 mendapatkan hasil air destilasi sebanyak 0,350 liter (0,39 liter/m².jam) , variasi 2 sebanyak

(52) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35 0,392 liter (0,44 liter/m².jam) , dan variasi ketiga sebanyak 0,417 liter (0,47 liter/m².jam) dimana pengambilan data masing-masing variasi dilakukan selama 2 jam. Dapat dilihat dari hasil destilasi maka semakin jelas bahwa dengan bertambahnya debit spray pada pendingin kaca maka hasil air destilasi semakin banyak karena proses pengembunan menjadi semakin cepat. Dilihat dari Gambar 4.4 terlihat bahwa hasil air destilasi paling banyak pada variasi 3. 25 19,32 20 ΔT (°C) 15,85 15 variasi 1 11,57 variasi 2 10 variasi 3 5 0 1 2 3 ΔT (°C) Gambar 4. 5 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Poly. (variasi 1) Poly. (variasi 2) Poly. (variasi 3) 0 50 100 150 Waktu (menit) Gambar 4. 6 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT

(53) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36 Pada Gambar 4.5 perbedaan temperatur pada variasi 1 adalah 11,573 °C, kemudian perbedaan temperatur pada variasi 2 adalah 19,323 °C, dan perbedaan temperatur pada variasi 3 adalah 15,851 °C. Suhu perbedaan temperatur tertinggi ada pada variasi 2 yaitu 19,323 °C hal ini bisa terjadi karena debit spray yang diberikan sebagai pendingin sesuai dengan kemampuan absorber menguap dan mengembun. 0,80 0,73 h konveksi (W/m2.°C) 0,70 0,59 0,60 0,54 0,50 variasi 1 0,40 variasi 2 0,30 variasi 3 0,20 0,10 0,00 1 2 3 Gambar 4. 7 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi h konveksi (W/m2.°C) 1,00 0,80 0,60 Poly. (variasi 1) 0,40 Poly. (variasi 2) 0,20 Poly. (variasi 3) 0,00 0 50 100 150 Waktu (menit) Gambar 4. 8 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi

(54) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37 Pada Gambar 4.7 dan Pada Gambar 4.8 menunjukan bahwa kenaikan koefisien konveksi terbaik adalah 0,729 W/m2 .°C diperoleh pada variasi 3. Ini menunjukan bahwa laju perpindahan panas antara absorber dengan kaca dapat berlangsung dengan baik, karena hambatan menurun. Sedangkan pada variasi 2 merupakan hasil paling kecil dikarenakan perpindahan panas antara absorber dengan kaca berlangsung tidak baik. 14,00 11,17 12,00 12,02 ΔT (°C) 10,00 variasi 1 8,00 5,33 6,00 variasi 2 variasi 3 4,00 2,00 0,00 1 2 3 Gambar 4. 9 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi 14,00 12,00 ΔT (°C) 10,00 8,00 Poly. (variasi 1) 6,00 Poly. (variasi 2) 4,00 Poly. (variasi 3) 2,00 0,00 0 50 100 150 Waktu (menit) Gambar 4. 10 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi

(55) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38 Pada Gambar 4.9 menunjukan bahwa perkalian antara koefisien konveksi dengan perbedaan temperatur (energi konveksi) terbaik terdapat pada variasi 3 dengan hasil sebesar 8,101 °C dimana hasil tersebut stabil tanpa ada penurunan yang berlebih. Hal ini disebabkan oleh hambatan pada variasi 3 lebih sedikit. 4.1.2 Analisis Efek Memafaatkan Alat Penukar Kalor Pada Unjuk Kerja 100% 77% 80% 83% 75% 60% η variasi 3 variasi 4 40% variasi 5 20% 0% 3 4 5 Gambar 4. 11 Efek Laju Air Di Absorber Pada Efisiensi 100% 80% 60% η Poly. (variasi 3) 40% Poly. (variasi 4) 20% Poly. (variasi 5) 0% 0 50 100 Waktu (menit) Gambar 4. 12 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Efisiensi

(56) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39 Pada Gambar 4.11 dapat dilihat pada variasi 3 mendapatkan efisiensi sebesar 77%, variasi 4 sebesar 75%, dan variasi 3 sebesar 83%. Dengan debit aliran pendingin yang dinaikkan maka efisiensi semakin besar juga, dimana pada variasi 3 debit absorber sebesar 0,6 liter/jam, variasi 3 debit absorber sebesar 0,5 liter/jam, dan variasi 3 debit absorber sebesar 1 liter/jam, ketiga variasi ini menggunakan debit spray yang sama yaitu 15 liter/jam. dapat Pada Gambar 4.11 efisiensi paling tinggi di dapat pada variasi 5 dengan debit absorber 1 liter/jam dan debit kain 15 liter/jam. Sedangkan variasi dengan efisiensi terendah adalah variasi 2 dimana hanya Hasil Air Destilasi (liter/m²jam) menghasilkan 75% saja. 0,60 0,47 0,50 0,51 0,45 0,40 variasi 3 0,30 variasi 4 0,20 variasi 5 0,10 0,00 3 4 5 Gambar 4. 13 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Hasil Air Destilasi

(57) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40 HAsil Air Destilasi (liter) 0,50 0,40 0,30 Poly. (variasi 3) 0,20 Poly. (variasi 4) 0,10 Poly. (variasi 5) 0,00 0 50 100 150 waktu (menit) Gambar 4. 14 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Hasil Air Destilasi Pada Gambar 4.13 dapat dilihat bahwa variasi 3 mendapatkan hasil air destilasi sebanyak 0,417 liter (0,47 liter/m²jam), kemudian pada variasi 2 mendapatkan hasil air destilasi sebanyak 0,405 liter (0,45 liter/m²jam), dan variasi ketiga mendapatkan hasil air destilasi sebanyak 0,450 liter (0,51 liter/m²jam), pengambilan data masing-masing variasi dilakukan selama 2 jam. Semakin jelas dapat kita lihat bahwa dengan bertambahnya debit kain yang masuk pada absorber maka hasil air destilasi semakin banyak karena proses penguapan akan menjadi semakin banyak hasilnya. Dilihat dari Gambar 4.13 terlihat bahwa hasil air destilasi paling banyak pada variasi 3.

(58) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41 25 21,45 19,32 20 ΔT (°C) 15,85 15 variasi 3 variasi 4 10 variasi 5 5 0 3 4 5 Gambar 4. 15 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada ΔT 25 ΔT (°C) 20 15 Poly. (variasi 3) 10 Poly. (variasi 4) 5 Poly. (variasi 5) 0 0 50 100 150 Waktu (menit) Gambar 4. 16 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada ΔT Pada Gambar 4.15 perbedaan temperatur pada variasi 3 adalah 19,32°C, kemudian perbedaan temperatur pada variasi 4 adalah 19,32 °C, dan perbedaan temperatur pada variasi 5 adalah 21,45 °C. Suhu perbedaan temperatur tertinggi ada pada variasi 5 yaitu 21,45 °C sedangan pada variasi 3 dan 4 terdapat temperatur yang sama yaitu 19,32 °C. Hal ini disebabkan karena penyerapan panas pada variasi 2 tidak baik.

(59) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42 0,80 0,73 0,72 h konveksi (W/m2.°C) 0,70 0,56 0,60 0,50 variasi 3 0,40 variasi 4 0,30 variasi 5 0,20 0,10 0,00 3 4 5 h konveksi (W/m2.°C) Gambar 4. 17 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Poly. (variasi 3) Poly. (variasi 4) Poly. (variasi 5) 0 50 100 150 Waktu (menit) Gambar 4. 18 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi Pada Gambar 4.17 dan 4.18 menunjukan bahwa kenaikan koefisien konveksi terbaik adalah 0,729 W/m2 .°C diperoleh pada variasi 3. Ini menunjukan bahwa laju perpindahan panas antara absorber dengan kaca dapat berlangsung dengan baik, karena hambatan menurun. Sedangkan pada variasi 4 merupakan hasil paling kecil dikarenakan perpindahan panas antara absorber dengan kaca berlangsung tidak baik.

(60) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43 20 16,44 15 ΔT (°C) 12,02 11,57 variasi 3 10 variasi 4 variasi 5 5 0 3 4 5 Gambar 4. 19 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ΔT (°C) 15 10 Poly. (variasi 3) Poly. (variasi 4) 5 Poly. (variasi 5) 0 0 50 100 150 Waktu (menit) Gambar 4. 20 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi Pada Gambar 4.19 menunjukan bahwa perkalian antara koefisien konveksi dengan perbedaan temperatur terbaik terdapat pada variasi 5 dan hasil tersebut tidak ada penurunan yang berlebih.

(61) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44 70% 60% 55% Efektivitas APK 60% 50% variasi 1 41% variasi 2 40% variasi 3 30% 19% 19% 20% variasi 4 variasi 5 10% 0% 1 2 3 4 5 Gambar 4. 21 Efektivitas APK Pada Gambar 4.21 efektivitas APK pada Variasi 3 lebih besar dibandingkan efektivias APK variasi lainnya karena temperatur air limbah absorber pada Variasi 3 lebih tinggi. Dengan debit air yang masuk ke dalam APK lebih panas dibanding variasi lainnya maka akan membantu menaikkan temperatur air masuk absorber lebih tinggi dan efektivitasnya menjadi cukup tinggi.

(62) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap efek pendinginan kaca menggunakan spray, dapat disimpulkan bahwa: 1. Dari kelima variasi yang ada, unjuk kerja terbaik terdapat pada debit air spray sebanyak 15 liter/jam dan debit absorber sebanyak 1 liter/jam (variasi 5) dengan hasil air distilasi sebesar 0,450 kg/m2.jam dan efisiensi alat distilasi sebesar 83%. Unjuk kerja terendah terdapat pada debit spray 15 liter/jam dan debit absorber 0,6 liter/jam dengan hasil air distilasi sebesar 0,350 kg/m2.jam (variasi 1). Sedangkan variasi lainnya memiliki hasil unjuk kerja yang cukup baik. 2. Efektifitas APK tertinggi ada pada debit spray 15 liter/jam dan debit absorber 0,6 liter/jam (variasi 3) dengan hasil efektifitas APK sebesar 60%, karena panas yang diserap oleh APK baik untuk membantu proses pemanasan air sebelum masuk ke dalam absorber, sehingga membantu proses penguapan dengan cepat. Sedangkan hasil efektivitas APK terendah ada pada debit spray 10 liter/jam dan debit absorber 0,6 liter/jam (variasi 2) dengan hasil 19% dan pada debit spray 15 liter/jam dan debit absorber 0,5 liter/jam (variasi 4) dengan hasil 19% dikarenakan 45

(63) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 pemanasan yang tidak sempurna pada absorber sehingga air sisa absorber tidak terlalu panas. 5.2 Saran 1. Diharapkan peneliti selanjutnya bisa menggunakan debit spray yang lebih besar sehingga proses pengembunan bisa lebih cepat dan hasil air distilasi akan semakin banyak. 2. Diharapakn peneliti selanjutnya bisa menggunakan APK yang lebih baik agar air yang masuk ke dalam absorber memiliki temperatur yang sudah tinggi dan bisa mempercepat proses penguapan menjadi semakin baik.

(64) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA Agboola, P. O. and Ibrahim S. Al-Mutaz, 2016. “Effect of Cooling The Glass Cover of an Inclined Solar Water Distillation Under The Climatic Condition of Riyadh, Saudi Arabia”, Desalination and Water Treatment, 76, pp.1-18. Agung, S., 2018. Efek Pendinginan Kaca Pada Destilasi Air Jenis Absorber Kain, Skripsi. Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Arismunandar, Wiranto., 1995. “Teknologi Rekayasa Surya”, Jakarta : Pradnya Paramita Cengel, Y.A., 1998. Heat Trasnfer, A Practical Approach. Boston, Mc Graw Hill Dwi, Damar, 2011. “Membandingkan Unjuk Kerja Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain Menggunakan Kaca Tunggal Berpendingin Air Dengan Berpendingin Udara”. Skripsi. Sarjana Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Ge, M., Z.Wang, L.Liu & J.Zhao, 2018. “Performance Analysis of A Solar Thermoelectric Generation (STEG) System With Spray Cooling”, Energy Conversion and Management, 177, pp.661-670. Pane, A.H., 2014. Model Contoh Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor, Heat Exchanger. medan, juni 2014. Rai, A. K., N. Singh, and V. Sachan, 2013. “Experimental Study of A Single Basin Solar Still With Water Cooling of The Glass Cover”, International 47

(65) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48 Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), vol.4, no.6, pp.01-07. Roni, M. 2018. Efek Pendinginan Kaca Dan Penukar Kalor Terhadap Unjuk Kerja Alat Destilasi Air Energi Surya, Skripsi. Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

(66) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh 49

(67) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 50 Lampiran 2.Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh (Lanjutan) Lampiran 3. Gambar Absorber Kain

(68)

Dokumen baru

Download (67 Halaman)
Gratis

Tags

Dokumen yang terkait

Membandingkan unjuk kerja alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dengan berpendingin udara.
0
0
72
Unjuk kerja America Wind Mill dengan variasi jumlah sudu - USD Repository
0
0
71
Unjuk kerja Dutch Windmill dengan variasi lebar sudu - USD Repository
0
0
79
Unjuk kerja kincir air breastshot dengan kimiringan sudu 45 derajat - USD Repository
0
0
78
Peningkatan unjuk kerja alat destilasi air energi surya dengan kolektor parabola silinder - USD Repository
0
0
81
Unjuk kerja kincir air undershot dengan sudu setengah lingkaran - USD Repository
0
0
71
Peningkatan unjuk kerja alat destilasi air energi surya dengan kolektor pelat datar pipa seri - USD Repository
0
0
80
Unjuk kerja kincir angin jenis \" WEPOWER \" sudu pipa pvc dengan variasi kemiringan sudu - USD Repository
0
0
77
Unjuk kerja kincir angin jenis " WEPOWER " sudu pipa pvc dengan variasi kemiringan sudu - USD Repository
0
0
77
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
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 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
0
0
84
Unjuk kerja distilasi air absorber kain dengan kaca penutup berpendingin spray dan alat penukar kalor - USD Repository
0
0
65
Efek kolektor terhadap unjuk kerja distilasi air energi surya jenis absorber kain - USD Repository
0
0
73
Show more