UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS KAIN MENGGUNAKAN PIPA PEMANAS

Gratis

0
0
68
2 weeks ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS KAIN MENGGUNAKAN PIPA PEMANAS TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Disusun oleh : NATAN ANDANG PRATIWAN NIM : 155214052 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019 i

(2) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PERFORMANCE SOLAR WATER DISTILASTION OF WICK TYPES USING HEATING PIPES FINAL PROJECT Presented as partitial fullfilment of the requirement to obtain Bachelor Degree Presented by : NATAN ANDANG PRATIWAN NIM : 155214052 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2019 ii

(3) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(4) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(5) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(6) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(7) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRAK Air merupakan salah satu kebutuhan pokok makhluk hidup. Sumber air yang ada sering kali terkontaminasi oleh zat kimia dari limbah pabrik. Salah satu cara untuk mendapatkan air bersih dari air yang terkontaminasi adalah dengan didistilasi. Pada proses distilasi membutuhkan energi panas, energi panas dapat diperoleh dari energi surya. Unjuk kerja distilasi dipengaruhi oleh proses penguapan dan pengembunan. Faktor yang mempengaruhi proses penguapan adalah lama waktu pemanasan dan tempratur air, yang mempengaruhi proses pengembunan adalah temperatur dan tekanan. Pada penelitian ini peneliti akan memperbaiki proses penguapan pada alat distilasi jenis kain yaitu dengan menambahkan pipa pemanas sebagai pemanasan awal air yang akan didistilasi, dan memvariasikan debit sebagai lama waktu pemanasan air. Pipa pemanas yang digunakan berdiametern 3 mm panjang 140 cm, dan 80 cm. Variasi debit yang digunakan adalah 0,6 liter/jam tanpa menggunakan pipa pemas (variasi 1), 0,4 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2), 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3), 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 4), 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 5). Pada penelitian ini digunakan 6 lampu pemanas ruangan berdaya 375 Watt (1 lampu) untuk menggantikan energi surya.Secara keseluruhan berdasarkan efek debit air masukan dan temperatur air masukan, unjuk kerja tertinggi pada alat distilasi air absorber jenis kain ada pada variasi debit air masukan 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3). Pada variasi 3 didapatkan efisiensi sebesar 48,5 % dan hasil air 0,330 liter (0,383 liter/m2.jam). Kata kunci : Absorber, pipa pemanas, distilasi vii

(8) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRACT Water is one of the basic needs of living things. Existing water sources are often contaminated with chemicals from factory waste. One way to get clean water from contaminated water is to be distilled. Distillation process requires heat energy, heat energy can be obtained from solar energy. Distillation performance is influenced by evaporation and condensation processes. Factors that influence the evaporation process are the length of heating time and water temperature, which affects the condensation process is temperature and pressure of the water. In this study the researchers will improve the evaporation process on wick distillation type devices, by adding a heating pipe as the initial heating of the water to be distilled, and varying the discharge as the length of time for heating the water. The heating pipe used are 3 mm in length 140 cm and 80 cm. The variation of the discharge used are 0.6 liters / hour without using a pipeline (variation 1), 0.4 liters / hour using a heating pipe 140 cm (variation 2), 0.6 liters / hour using a heating pipe 140 cm (variation 3 ), 0.8 liters / hour using 140 cm heating pipe (variation 4), 0.6 liters / hour using 80 cm heating pipe (variation 5). In this study 6 lamps of 375 Watt (1 lamp) were used to change the solar energy from the sun. Overall, based on the effect of input water discharge and input water temperature, the highest performance on wick type water absorber distillation devices is in the variation of 0.6 liter / hour input water discharge using 140 cm heating pipe (variation 3). In variation 3 the efficiency is 48.5% and the clean water is 0.330 liters (0,383 liters/m2.hour). Keywords : Absorber, heating pipe, distillation viii

(9) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KATA PENGANTAR Puji syukur senantiasa penulis panjatkan keapada 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 Jenis Kain Menggunakan Pipa Pemanas”. 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. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si, M.Math.Sc., Ph.D selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 2. Bapak Ir. PK. Purwadi, MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 3. Bapak Ir. Franciscus Asisi Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan dalam proses pengerjaan tugas akhir ini. 4. Bapak Doddy Purwadianto, M.T., Selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan dukungan selama proses pengerjaan tugas akhir ini. 5. Seluruh dosen dan laboran Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, yang telah memberikan pengetahuan selama kuliah. 6. Keluarga tercinta Rikel Tiwan, Sri Suprapti, Kenzie Filbert Pratiwan yang telah memberikan doa dan dukungan yang diberikan baik secara moral maupun material yang tak ternilai harganya. 7. Kadwi Mentari yang selalu memberikan semangat dan dukungan secara moral. 8. Teman dan sahabat : Wahyu Setyaji, Ganang Darmanto Winih Arga Christian, Gregorius Widyatmoko, Johua Abhimukti, Daniel Pakpahan, Robertus Landung, Albertus Sigit Adrianto, Julianto Tomas Geraldo, Andriana Nathalia, dan teman-teman kelas surya serta teman-teman teknik mesin yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu. ix

(10) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. 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 PERSETUJIAN ................................................................................. iii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iv 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 PNDAHULUAN ........................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1 1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................................ 3 1.3 Rumusan Masalah ............................................................................................... 3 1.4 Batasan Masalah .................................................................................................. 4 1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian .......................................................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 5 2.1 Penelitian Terdahulu ........................................................................................... 5 2.2 Landasan Teori .................................................................................................... 6 2.3 Hipotesis ............................................................................................................. 11 BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 12 3.1 Metode Penelitian .............................................................................................. 12 3.2 Variabel yang Divariasikan .............................................................................. 15 3.3 Langkah Penelitian ............................................................................................ 15 3.3 Skema dan Spesifikasi Alat .............................................................................. 16 3.5 Parameter yang Diukur ..................................................................................... 18 xi

(12) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3.6 Alat Ukur yang Digunakan .............................................................................. 19 3.7 Langkah Analisi Data ....................................................................................... 20 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 21 4.1 Data Penelitian ................................................................................................... 21 4.2 Hasil Penelitian dan Perhitungan .................................................................... 24 4.3 Hasil Unjuk Kerja .............................................................................................. 26 4.3.1. Efek Debit Air Masukan Terhadap Unjuk kerja .................................. 26 4.3.2. Efek Temperatur Air Masukan Terhadap Unjuk Kerja ....................... 27 4.4 PEMBAHASAN ................................................................................................ 27 4.4.1 Efek Debit Air Masukan Terhadap Unjuk kerja .................................. 27 4.4.1 Efek Temperatur Air Masukan Terhadap Unjuk Kerja ....................... 35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 45 5.1 Kesimpulan......................................................................................................... 45 5.2 Saran .................................................................................................................... 46 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 47 LAMPIRAN ......................................................................................................... 48 xii

(13) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel variasi efek debit air masukan terhadap efisiensi dan hasil air pada alat distilasi. ................................................................................. 15 Tabel 3.2 Tabel variasi efek temperatur air masukan terhadap efisiensi dan hasil air pada alat distilasi. ............................................................................ 15 Tabel 4.1 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,6 liter/jam tanpa menggunakan pipa pemanas (variasi 1) .................................. 21 Tabel 4.2 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,4 liter/jam 22 Tabel 4.3 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3) ............................... 22 Tabel 4.4 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 4) ............................... 23 Tabel 4.5 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 5) ................................. 23 Tabel 4.6 Data hasil perhitungan debit 0,6 liter/jam tanpa menggunakan pipa pemanas (variasi 1) ............................................................................... 24 Tabel 4.7 Data hasil perhitungan debit 0,4 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 1) ................................................................. 24 Tabel 4.8 Data hasil perhitungan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3) ................................................................. 25 Tabel 4.9 Data hasil perhitungan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 40 cm (variasi 4) ................................................................... 25 Tabel 4.10 Data hasil perhitungan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 5) ................................................................... 26 Tabel 4.11 Unjuk kerja pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm(variasi 2, 3, dan 4) ................ 26 Tabel 4.12 Unjuk kerja pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm dan 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) ................. 27 xiii

(14) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Distilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain ................................. 7 Gambar 2.2 Aliran air dalam absorber .................................................................... 11 Gambar 3.1 Lampu Pemanas Ruangan ................................................................... 13 Gambar 3.2 Tahapan dan langkah-langkah penelitian .......................................... 14 Gambar 3.3 Alat distilasi dan pipa pemanas........................................................... 16 Gambar 3.4 Skema alat distilasi ............................................................................... 17 Gambar 4.1 Perbandingan efisiensi pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)27 Gambar 4.2 Perbandingan hasil air pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)28 Gambar 4.3 Perbandingan ∆T (°C) pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)29 Gambar 4.4 Perbandingan ∆T (°C) pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)29 Gambar 4.5 Perbandingan h konveksi pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)30 Gambar 4.6 Perbandingan h konveksi pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)31 Gambar 4.7 Perbandingan h.∆T pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)32 Gambar 4.8 Perbandingan h.∆T pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)32 Gambar 4.9 Perbandingan q uap pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)33 Gambar 4.10 Perbandingan q uap pada pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) .............................................................................................................. 34 Gambar 4.11 Perbandingan efisiensi pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............................................................................................................. 35 xiv

(15) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 4.12 Perbandingan hasil air pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............................................................................................................. 36 Gambar 4.13 Perbandingan q pemanas dan q keluar pada debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm dan 0,6 liter/jam ................. 36 Gambar 4.14 Perbandingan ∆T (°C) pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............................................................................................................. 38 Gambar 4.15 Perbandingan ∆T pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, .. 38 Gambar 4.16 Perbandingan h konveksi pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............................................................................................................. 40 Gambar 4.17 Perbandingan h konveksi pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............................................................................................................. 40 Gambar 4.18 Perbandingan h.∆T pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............. 41 Gambar 4.19 Perbandingan h.∆T pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............. 42 Gambar 4.20 Perbandingan q uap pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............. 43 Gambar 4.21 Perbandingan q uap pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) .............. 44 xv

(16) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Foto Alat Penelitian Distilasi.............................................................. 48 Lampiran 2. Tabel Uap A-8 ...................................................................................... 49 Lampiran 2. Lanjutan Tabel Uap A-8 ..................................................................... 50 Lampiran 3. Sifat Air ................................................................................................. 51 Lampiran 4. Sertifikat Seminar Nasional ................................................................ 52 xvi

(17) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan salah satu kebutuh pokok untuk berlangsungnya kehidupan. Sumber air yang ada sering kali terkontaminasi karena banyak faktor, contohnya seperti zat-zat kimia dari limbah pabrik. Untuk mendapatkan air yang bersih kita bisa menggunakan air yang sudah terkontaminasi itu dengan cara didistilasi. Energi yang dibutuhkan dalam proses distilasi adalah energi panas. Energi panas untuk proses distilasi dapat berasal dari berbagai sumber, salah satunya adalah energi surya. Dalam distilasi air terdapat ada dua proses yang di lakukan yaitu penguapan dan pengembunan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya proses penguapan di antaranya adalah luasan permukaan zat cair, aliran udara di atas permukaan, mengurangi tekanan, lama waktu pemanasan, dan pemanasan awal zat cair. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi pengembunan antara lain adalah temperatur, 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 digunakan kebutuhan sehari-hari. 1

(18) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2 Permasalahan yang ada dalam distilasi air adalah masih rendahnya unjuk kerja. Hal tersebut disebabkan karena kurang efektifnya proses penguapan dan pengembunan. Maka pada penelitian ini akan memperbaiki proses penguapan dengan cara memberikan perlakuan pemanasan awal pada air yang akan didistilasikan. Perlakuan pemanasan awal ini yaitu dengan ditambahkan pipa pemanas yang diletakan pada kaca. Dengan adanya perlakuan pemanasan awal terhadap air tersebut diharapkan air yang akan didistilasikan akan mendapatakan tempartur yang tinggi sehingga proses penguapan diharapkan lebih baik. Pada dasarnya penelitian ini bertujuan untuk menganalisi unjuk kerja dari alat distilasi jika dengan ditambahkannya pipa pemanas. Unjuk kerja yang dihasilkan ditentukan oleh jumlah air bersih yang dapat dihasilkan dan efisiensi. Banyak faktor yang mempengaruhi jumlah air distilasi yang dasilkan diantaranya: jumlah massa/volume air yang terdapat pada alat distilasi, luas permukaan air yang akan didistilasi, keefektifan absorber dalam menyerap energi panas yang diterima oleh energi surya, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, lama waktu pemanasan, dan temperatur air yang masuk kedalam alat distilasi. Jumlah massa/volume air yang akan didistilasikan diusahakan tidak terlalu banyak, jika massa air/volume terlalu banyak maka waktu pemasan untuk air yang akan didistilasi semakin lama dan membuat proses penguapan semakin lama. Absorber harus terbuat dari bahan dengan absorbtivitas energi panas yang baik, untuk meningkatkan absorbtivitas umumnya absorber dicat dengan warna hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas karena jika kaca terlalu

(19) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3 panas maka uap akan sukar untuk mengembun. Jumlah massa/volume air dalam alat distilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan. 1.2 Identifikasi Masalah Dalam latar belakang telah dijelaskan bahwa pada alat distilasi air, ada dua proses yang terjadi yaitu penguapan dan pengembunan. Proses penguapan di antaran dipengaruhi oleh lama waktu pemanasan dan temperatur. Waktu pemanasan dan penguapan dapat diperlama dengan sekat dan pengaturan debit air masuk. Pada penelitian ini akan diteliti debit air masuk yang menghasilkan unjuk kerja terbaik. Temperatur air masukan alat distilasi kain akan divariasi dengan menggunakan pipa pemanas. 1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan dari pemaparan identifikasi masalah dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana efek temperatur air masukan terhadap efisiensi dan hasil air pada alat distilasi kain? 2. Bagaimana efek debit air masukan terhadap efisiensi dan hasil air pada alat distilasi kain?

(20) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4 1.4 Batasan Masalah Agar topik tidak meluas penulis membatasi penelitian. Batasan-batasan masalah yang diterapkan dalam penelitian ini adalah : 1. Temperatur absorber dan kaca di asumsikan merata 2. Energi panas yang diterima dari absorber di asumsikan konstan dengan lampu pemanas ruangan 3. Luasan alat distilasi kain sebesar 0,43 m2 4. Proses penguapan dan pengembunan dianalisis dengan menggunakan persamaan Darcy Weisbach 1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Menganalisis temperatur air masukan alat distilasi terhadap unjuk kerja alat distilasi distilasi kain 2. Menganalisis efek debit air masuk Manfaat yang diperoleh dari penelitian adalah : 1. Dapat dikembangkan untuk membuat prototype, sehingga membantu kebutuhan air bersih masyarakat khususnya di daerah yang masih kesulitan mendapatkan air bersih. 2. Menambah kepustakaan teknologi distilasi air energi surya.

(21) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan, faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi alat distilasi air energi surya diantaranya pengaruh temperatur udara sekitar, jumlah energi surya yang diterima alat distilasi (Arunkumar, et al., 2010), pengaruh bahan dan bentuk absorber (Mona M. Naim, 2002), pengaruh tebal dan kemiringan kaca penutup (Ahmed Z Al-Garni, et al., 2011; Hitesh N Panchal, 2011), pengaruh ketinggian air di bak air (Anil Kr. Tiwari, 2006 ), pengaruh beda temperatur air dalam bak distilasi dengan temperatur kaca (Pr. Kaabi Abdenacer, 2007 ), pengaruh temperatur air masuk ke alat distilasi (Ali A. Badran, 2005), pengaruh jenis dan konsentrasi zat kontaminasi, warna air yang akan didistilasi (Mitesh I. Patel, n.d.) dan pengaruh penggunaan kondensor pasif eksternal maupun internal pada alat distilasi (Hassan E.S. Fath, 1993). Penelitian pendinginan kaca pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain dengan kaca tunggal diperoleh adanya laju alir massa air pendingin optimum sebesar 1,5 m/s. Laju alir di bawah atau di atas nilai optimum tersebut akan menyebabkan turunnya efisiensi (Janarthanan, et al., 2006). Penelitian pendinginan kaca pada jenis konvensional menggunakan kaca penutup tunggal menunjukkan efek pendinginan kaca dapat menaikkan efisiensi sebesar 6%. Pada penelitian ini, diperoleh adanya laju alir massa air pendingin optimum. 5

(22) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6 2.2 Landasan Teori Dalam distilasi air ada dua proses yang terjadi yaitu penguapan dan pengembunan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya proses penguapan di antaranya adalah luasan permukaan zat cair, aliran udara di atas permukaan, mengurangi tekanan, lama waktu pemanasan, dan pemanasan awal zat cair. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi pengembunan antara lain adalah temperatur, tekanan dan kelembaban. Distilasi air energi surya jenis absorber kain (Gambar 2.1) merupakan jenis alat distilasi air energi surya yang banyak digunakan untuk mendapatkan air bersih 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 pada proses pengembunan uap air akan dihasilkan air bersih. 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.

(23) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7 Gambar 2.1 Distilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain Keunggulan distilasi air energi surya jenis absorber kain adalah proses penguapan. Hal tersebut disebabkan karena 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. Kelemahan distilasi jenis absorber kain adalah diperlukannya pengaturan aliran air masukkan dan adanya kerugian 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.

(24) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8 q pemanas adalah energi panas yang diberikan oleh pipa pemanas yang akan mempengaruhi ∆T, h konveksi, ∆T · h, dan q uap. mc untuk mencari q pemanas adalah debit air masukan pada alat distilasi. Cp merupakan kapasitas jenis panas pada debit air yang masuk (kJ/kg.oC), dan ΔT selisih antara temperatur air keluar pemanas dengan temperatur air masuk pemanas : q keluar q pemanas = mc . cp . ∆𝑇 (1) adalah energi panas yang ikut terbuang oleh air yang tidak dapat menguap. mc untuk mencari q keluar adalah jumlah air yang tidak dapat menguap pada alat distilasi. Cp merupakan kapasitas jenis panas pada debit air yang masuk (kJ/kg.oC), dan ΔT selisih antara temperatur air keluar distilasi dengan temperatur air keluar pemanas : q keluar = 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 : 𝜂= 𝑚 . ℎ𝑓𝑔 𝑡 𝐴𝑐 . ∫0 𝐺 .𝑑𝑡 (3) Sebagian energi panas dari absorber akan dikonveksikan ke kaca. Energi yang dikonveksikan dihitung menggunakan :

(25) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9 ∆T = 𝑇𝑤 − 𝑇𝑐 (4) Energi yang dikonveksikan dihitung menggunakan : Dengan q 𝑞 𝑘𝑜𝑛𝑣 = ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 × (𝑇𝑊 − 𝑇𝐶 ) konv (5) adalah bagian energi matahari 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 1 3 × 𝑇𝑊 ) (6) Energi penguapan dapat dihitung dengan persamaan : 𝑞 𝑢𝑎𝑝 = (16,27 × 10−3 ). 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 . ( 𝑃𝑊 −𝑃𝐶 𝑇𝑊 −𝑇𝐶 ) (7) Selain Persamaan 6 energi penguapaan dapat dihitung dengan persamaan : 𝑞 𝑢𝑎𝑝 = 𝑚 . ℎ𝑓𝑔 𝑑𝑡 (8) 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).

(26) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10 𝑚= 𝑞 𝑢𝑎𝑝 .𝑑𝑡 (9) ℎ𝑓𝑔 Hasil air distilasi dapat dihitung menggunakan persamaan 9. Efisiensi alat distilasi (Persamaan 3) salah satunya dipengaruhi oleh hasil air distilasi, secara teoritis hasil air distilasi (Persamaan 9) dipengaruhi oleh quap. quap atau energi berguna dari alat distilasi dipengaruhi oleh q konv (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 ang paling besar adalah secara konveksi. qkonv dipengaruhi oleh h (Persamaan 4), h konv konv dan ΔT 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 dibuat seri (Gambar 2.2). Dengan semakin tingginya hkonv dan ΔT maka akan membuat q konv menjadi lebih besar. q konv yang semakin besar mengidentifikasi bahwa quap juga semakin besar, dengan membesarnya quap maka hasil air dan efisiensi alat distilasi akan semakin besar.

(27) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11 Distilasi kain Gambar 2.2 Aliran air dalam absorber. 2.3 Hipotesis Hitpotesis pada penelitian ini adalah : 1. Penggunaan pipa pemanas dapat meningkatkan unjuk kerja 2. Pengaruh debit air masukan dapat meningkatkan unjuk kerja.

(28) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Untuk mencapai tujuan, pengambilan data pada penelitian ini akan digunakan alat distilasi kain dengan menggunakan tambahan 2 pipa pemanas. Penggunaan dari pipa pemanas ini adalah peneliti akan membandingkan alat distilasi kain ini dengan menggunakan pipa pemanas tersebut dan tanpa menggunakan pipa pemanas untuk debit air masuk. Tujuan dari penggunaan pipa pemanas ini adalah untuk memberikan perlakuan pemanasan awal pada air masukan alat distilasi, panjang dari kedua pipa pemanas ini dibedakan. Pipa pemanas yang digunakan mempunyai ukuran panjang 80 cm, dan 140 cm dan berdiameter 3 mm yang terbuat dari pipa tembaga. Pengambilan data berlangsung di Laboratorium Mekanika Fluida Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, karena pengambilan data berlangsung di dalam ruangan maka sumber panas yang digunakan adalah dengan menggunakan lampu pemanas ruangan. Lampu pemanas yang digunakan adalah seperti pada (Gambar 3.1). Pada proses pengambilan data, lampu pemanas yang digunakan yaitu berjumlah enam buah lampu dengan daya 375 watt untuk satu lampunya. Pengambilan data dilakukan selama dua jam, maka dalam satu hari peneliti dapat mengambil data dua kali dengan jangka waktu pengambilan data minimal enam sampai tujuh jam. Hal ini dilakukan karena pada saat pengambilan data berlangsung temperatur pada alat distilasi diharapakan kembali pada temperatur awal sebelum alat distilasi kain ini digunakan sehingga 12

(29) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13 pada pengambilan data yang kedua berlangsung nilai temperatur pada alat distilasi ini sama dengan pengambilan data sebelumnya. Gambar 3.1 Lampu Pemanas Ruangan. 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 dan langkah untuk mencapai tujuan tersebut dapat dilihat pada diagram alir (Gambar 3.2)

(30) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 Penelitian dimulai Studi literatur d istribusi energi surya, kapilaritas kain, perinsip penguapan dan pengembunan serta proses pada distilasi air energi surya Lokasi : Lab. Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Pengadaan bahan penelitian dan pembuatan model distilasi air kain Lokasi : Lab. Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Pengujian dan perbaikan model distilasi air kain Lokasi : Lab. Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Pengambilan dan analisis data Lokasi : Lab. Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Variasi belum selesai Variasi Debit dan penambahan pipa pemanas Lokasi : Lab. Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Penyusunan artikel ilmia h dan publikasi jurnal atau diseminasi seminar Lokasi : Lab. Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Penyusunan tugas akhir atau skripsi Lokasi : Lab Mekanika Fluida Teknik Mesin USD Luaran : Artikel ilmiah dalam prosiding seminar atau jurnal dan naskah tugas akhi r Penelitian Selesai Gambar 3.2 Tahapan dan langkah-langkah penelitian.

(31) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15 3.2 Variabel yang Divariasikan Untuk mengetahui efek debit air masukan dan temperatur air masukan alat distilasi terhadap efisiensi dan hasil air alat distilasi kain maka dilakukan beberapa variasi. Untuk mengetahui efek debit air masuk alat distilasi dengan pipa pemanas 140 cm terhadap efisiensi dan hasil air akan dilakukan variasi sebagai berikut : Tabel 3.1 Tabel variasi efek debit air masukan terhadap efisiensi dan hasil air pada alat distilasi. Debit air masukan Variasi liter/jam 0,4 0,6 0,8 2 3 4 Untuk mengetahui efek temperatur air masukan alat distilasi terhadap efisiensi dan hasil air akan dilakukan variasi sebagai berikut : Tabel 3.2 Tabel variasi efek temperatur air masukan terhadap efisiensi dan hasil air pada alat distilasi. Variasi 1 3 5 3.3 Debit air masukan Pipa pemanas liter/jam Panjang (cm) 140 80 0,6 0,6 0,6 Langkah Penelitian Penelitian akan dimulai dengan membuat alat penelitian dan berakhir dengan analisis data. Secara terinci, langkah-langkah penelitian ini adalah sebagai berikut:

(32) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16 1. Penelitian diawali dengan menyiapkan alat distilasi kain dan ditambahkan variasi dengan menggunakan pipa pemanas. 2. Mempersiapkan alat-alat ukur yang akan digunakan diantaranya adalah sensor temperatur, sensor etape, solar meter, microcontroller arduino, gelas ukur, dan stopwatch. 3. Melakukan variasi satu sampai lima. 4. Menyiapkan sensor yang digunakan untuk mencatat parameter yang akan diukur. 5. Proses pengambilan data dilakukan dalam waktu 2 jam. 6. Melakukan analisis data dengan persamaan satu sampai sembilan. 3.3 Skema dan Spesifikasi Alat Gambar 3.3 Alat distilasi dan pipa pemanas.

(33) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 Gambar 3.4 Skema alat distilasi. Berikut adalah bagian-bagian dari skema alat distilasi : 1. Lampu pemanas berdaya 375 Watt (1 lampu). 2. Alat distilasi kain. 3. Bak hasil air yang telah terdistilasi. 4. Bak air yang tidak dapat menguap (limbah). 5. Bak air masukan. 6. Pipa pemanas dengan panjang 80 cm (b). 7. Pipa pemanas dengan panjang 140 cm (a). 8. Pompa.

(34) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 Spesifikasi alat distilasi kain adalah sebagai berikut : 1. Kemiringan absorber, yakni 15 derajat. 2. Absorber terbuat dari multiplek 60 cm x 80 cm dengan ketebalan 4,5 cm 3. Luasan absorber alat distilasi adalah 55,4 cm x 76 cm 4. Absorber terbuat dari alumunium plat dengan tebal 1,5 mm 5. Tebal dinding adalah 3 cm 6. Dinding alat dilapisi dengan karet hitam dengan ketebalan 0,3 cm 7. Pipa pemanas yang terbuat dari tembaga dengan panjang 80 cm dan 140 cm 8. Penutup alat mengunakan kaca dengan ketebalan 3 mm 3.5 Parameter yang Diukur Pada penelitian ini parameter-parameter yang akan diukur diantaranya adalah: temperatur absorber distilasi kain (Tw), temperatur kaca distilasi kain (Tc), temperatur air masuk distilasi kain (Tin), temperatur air kelur distilasi kain (Tout), kenaikan dan jumlah air distilasi yang dihasilkan (m), dan energi panas yang datang dari energi lampu pemanas ruangan (G). Dengan temperatur akan diukur dalam satuan oC, jumlah air distilasi yang dihasilkan dalam satuan liter, dan energi panas yang datang dari energi lampu pemanas dalam satuan watt/m2.

(35) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19 3.6 Alat Ukur yang Digunakan Alat-alat pendukung untuk pengambilan data pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Solar meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya radiasi matahari yang datang dalam satuan watt/m2. Berikut ini adalah solar meter yang digunakan dalam penelitian. 2. Gelas ukur adalah alat yang digunakan untuk menampung dan sekaligus digunakan untuk melihat jumlah air hasil distilasi. Berikut ini adalah gelas ukur yang digunakan dalam penelitian. 3. Sensor temperatur digunakan untuk mengetahui temperatur absorber, temperatur kaca, temperatur air masuk, temperatur air keluar, temperatur sekitar. Berikut ini adalah sensor temperatur yang digunakan dalam penelitian. 4. Sensor etape digunakan untuk melihat kenaikan hasil air distilasi. Berikut adalah sensor etape yang digunakan dalam penelitian. 5. Stopwatch digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam berbagai kegiatan atau pekerjaan. Stopwatch pada penelitian ini digunakan untuk mengukur debit air. Berikut ini adalah stopwatch yang digunakan dalam penelitian. 6. Microcontroller Arduino digunakan untuk pengambilan data selama penelitian dengan cara kerja menangkap sinyal dari sensor-sensor yang telah dipasang pada alat. Berikut ini adalag microcontroller arduino yang digunakan pada penelitian.

(36) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20 3.7 Langkah Analisi Data Langkah analisis efek debit air masuk alat distilasi terhadap efisiensi dan hasil air akan di buat grafik perbandingan sebagai berikut : 1. Grafik perbandingan efisiensi dan hasil pada variasi 2, 3, dan 4 2. Grafik perbandingan ΔT, koefisien konveksi (hkonv), ΔT.h, dan q uap pada variasi 2, 3, dan 4 Untuk menganalisis efek temperatur air masukan alat distilasi terhadap efisiensi dan hasil air akan di buat grafik perbandingan sebagai berikut : 1. Grafik perbandingan efisiensi dan hasil air per 10 menit maupun total selama 2 jam pada variasi 1, 3, dan 5 2. Grafik perbandingan ΔT, koefisien konveksi (hkonv), ΔT.h, dan q uap pada variasi 1, 3, dan 5

(37) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Penelitian Berikut ini adalah data-data yang diperoleh selama selama penelitian. Data- data hasil penelitian akan ditampilkan dalam rata-rata per 10 menit dan ditampilkan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.10. Tabel 4.1 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,6 liter/jam tanpa menggunakan pipa pemanas (variasi 1) T. In T. Out T. Absorber T. Kaca G M °C °C °C °C Watt/m² liter 10 27,75 29,03 41,36 38,39 219 0,00 20 28,25 32,00 48,86 45,19 219 0,00 30 28,42 34,43 54,13 49,97 219 0,00 40 28,75 36,21 58,08 53,53 219 0,00 50 28,95 37,65 61,20 56,29 219 0,00 60 29,08 39,00 63,73 58,50 219 0,01 70 29,32 39,96 65,81 60,27 219 0,02 80 29,50 40,56 67,55 61,80 219 0,03 90 29,64 40,97 69,07 63,18 219 0,04 100 29,85 41,15 70,44 64,44 219 0,06 110 31,75 41,29 71,65 65,53 219 0,08 120 30,17 41,32 72,74 66,46 219 0,10 Rata-rata 30,17 41,32 72,74 66,46 219 0,10 Menit 21

(38) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22 Tabel 4.2 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,4 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2) T. In T. Out T. Absorber T. Kaca G m °C °C °C °C Watt/m² liter 10 32,26 31,35 44,19 40,87 219 0,01 20 35,62 37,15 51,52 47,77 219 0,01 30 38,08 36,32 56,49 52,38 219 0,01 40 40,03 37,98 60,28 55,83 219 0,01 50 41,65 39,26 63,29 58,62 219 0,01 60 43,00 40,22 65,74 60,87 219 0,02 70 44,14 40,95 67,76 62,74 219 0,03 80 45,12 41,54 69,50 64,39 219 0,04 90 45,95 41,89 71,01 65,76 219 0,05 100 46,65 42,27 72,32 66,95 219 0,07 110 47,28 42,51 73,45 67,98 219 0,09 120 47,83 42,69 74,44 68,89 219 0,11 Rata-rata 47,83 42,69 74,44 68,89 219 0,11 Menit Tabel 4.3 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3) T. In T. Out T. Absorber T. Kaca G m °C °C °C °C Watt/m² liter 10 30,25 28,34 44,30 40,76 219 0,00 20 32,86 30,59 51,59 47,68 219 0,00 30 35,00 34,28 56,64 52,30 219 0,03 40 36,76 36,84 60,49 55,83 219 0,05 50 38,26 38,87 63,56 58,65 219 0,06 60 39,54 40,32 66,06 60,91 219 0,07 70 40,63 41,61 68,16 62,85 219 0,09 80 41,56 42,86 69,96 64,52 219 0,10 90 100 42,35 43,68 71,52 65,91 219 0,11 43,03 44,35 72,87 67,13 219 0,13 110 43,64 44,94 74,07 68,20 219 0,14 120 44,17 5,65 75,11 69,13 0,16 Rata-rata 44,17 5,63 75,11 69,13 219 219 Menit 0,16

(39) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23 Tabel 4.4 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 4) T. In T. Out T. Absorber T. Kaca G m °C °C °C °C Watt/m² liter 10 32,07 31,34 42,98 39,83 219 0,00 20 35,25 35,12 50,63 47,08 219 0,00 30 37,55 37,94 55,91 51,86 219 0,00 40 39,39 40,10 59,96 55,41 219 0,00 50 40,88 41,82 63,18 58,25 219 0,00 60 42,13 43,37 65,78 60,69 219 0,00 70 43,19 44,67 67,93 62,69 219 0,01 80 44,10 45,79 69,76 64,42 219 0,02 90 100 44,87 46,80 71,32 65,87 219 0,04 45,52 47,68 72,69 67,12 219 0,05 110 46,10 48,46 73,87 68,21 219 0,07 120 46,64 49,16 74,92 69,14 0,09 Rata-rata 46,64 49,16 74,92 69,14 219 219 Menit 0,09 Tabel 4.5 Data rata-rata per 10 menit distilasi kain dengan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 5) Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Rata-rata T. In T. Out T. Absorber T. Kaca G m °C °C °C °C Watt/m² liter 30,64 33,71 35,89 37,43 38,71 39,61 40,32 40,93 41,47 41,97 42,39 42,78 30,68 33,61 35,78 37,48 38,86 40,04 40,86 41,43 41,74 41,77 41,85 42,05 44,12 51,77 56,94 60,84 63,97 66,53 68,66 70,47 72,03 73,39 74,59 75,64 40,55 47,79 52,54 56,06 58,91 61,28 63,20 64,81 66,21 67,44 68,50 69,43 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,05 0,06 0,08 0,10 0,12 42,72 42,05 75,64 69,43 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 0,12

(40) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24 4.2 Hasil Penelitian dan Perhitungan Tabel 4.6 Data hasil perhitungan debit 0,6 liter/jam tanpa menggunakan pipa pemanas (variasi 1) Menit 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Rata-rata ΔT G h konv 2o q konv q uap 2 m 2 Watt/m² °C Watt/m . C Watt/m Watt/m liter/m2 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 219 2,97 3,68 4,16 4,55 4,91 5,22 5,53 5,75 5,89 6,00 6,12 6,28 6,28 1,29 1,40 1,48 1,54 1,59 1,64 1,69 1,72 1,75 1,77 1,79 1,81 1,81 3,83 24,91 0 5,16 6,16 7 7,83 8,58 9,33 9,89 10,29 10,61 10,96 11,39 11,39 46,44 69,17 92,08 115,88 139,16 162,82 183,26 200,81 216,99 233,18 251,00 251,00 0 0 0 0 0,01 0,03 0,07 0,10 0,13 0,18 0,22 0,22 Tabel 4.7 Data hasil perhitungan debit 0,4 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 1) ΔT h konv q konv q uap m ΔT pemanas Cp q pemanas q keluar °C Watt/m2.oC Watt/m2 Watt/m2 liter/m2 °C J/liter·°C Watt Watt 10 3,31 1,34 4,45 32,70 0,03 5,01 4,21 8,43 1,91 20 3,75 1,42 5,33 53,89 0,03 8,37 4,20 14,06 3,24 30 4,11 1,48 6,10 75,79 0,03 10,83 4,20 18,17 3,69 40 4,45 1,54 6,86 98,74 0,03 12,78 4,19 21,44 4,30 50 4,67 1,58 7,38 118,93 0,03 14,40 4,19 24,14 5,02 60 4,86 1,62 7,87 138,55 0,04 15,75 4,19 26,39 5,83 70 5,03 1,65 8,29 156,85 0,06 16,89 4,19 28,29 6,68 1,67 8,55 171,66 0,09 17,87 4,19 29,93 7,49 1,70 8,91 188,19 0,13 18,70 4,19 31,30 8,50 1,72 9,24 203,79 0,16 19,40 4,18 32,48 9,16 218,32 0,21 20,03 4,18 33,52 9,98 Menit 80 90 100 5,11 5,25 5,37 110 5,48 1,74 9,55 120 Ratarata 5,56 1,76 9,79 231,04 0,25 20,58 4,18 34,44 10,77 5,56 1,76 9,79 231,04 0,25 20,58 4,18 34,44 10,77

(41) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25 Tabel 4.8 Data hasil perhitungan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3) ΔT h konv q konv q uap m ΔT pemanas Cp q pemanas q keluar °C Watt/m2.oC Watt/m2 Watt/m2 liter/m2 °C J/liter·°C Watt Watt 10 3,53 1,32 4,85 35,60 0 3,25 4,21 8,20 1,61 20 3,92 1,73 5,64 57,06 0 5,86 4,21 14,78 1,90 2,21 6,55 81,55 0,07 8,00 4,20 20,17 0,61 105,38 0,11 9,76 4,20 24,59 0,08 Menit 30 4,34 40 4,66 2,63 7,29 50 4,91 2,99 7,89 127,98 0,14 11,26 4,20 28,35 0,51 60 5,15 3,35 8,50 150,83 0,17 12,54 4,19 31,56 0,65 170,59 0,20 13,63 4,19 34,27 0,83 70 5,31 3,62 8,94 80 5,45 3,87 9,32 189,19 0,23 14,56 4,19 36,61 1,09 90 100 5,60 4,14 9,75 208,30 0,26 15,35 4,19 38,59 1,12 5,74 4,39 10,13 226,20 0,29 16,03 4,19 40,29 1,10 110 5,87 4,62 10,49 243,28 0,32 16,64 4,19 41,82 1,109 120 Ratarata 5,99 4,85 10,84 259,80 0,36 17,17 4,19 43,14 5,38 5,99 4,85 10,84 259,80 0,36 17,17 4,19 43,14 5,38 Tabel 4.9 Data hasil perhitungan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 40 cm (variasi 4) ΔT h konv q konv q uap m ΔT pemanas Cp q pemanas q keluar °C Watt/m2.oC Watt/m2 Watt/m2 liter/m2 °C J/liter·°C Watt Watt 10 3,15 1,01 4,16 29,04 0 4,07 4,21 13,70 4,00 20 3,55 1,39 4,94 48,25 0 7,25 4,20 24,37 0,68 30 4,04 1,91 5,95 72,28 0 9,55 4,20 32,09 2,13 40 4,55 2,49 7,04 99,88 0 11,39 4,20 38,24 3,87 50 4,93 3,00 7,93 126,63 0 12,88 4,19 43,22 5,13 60 5,09 3,27 8,36 146,83 0,01 14,13 4,19 47,38 6,74 70 5,24 3,52 8,76 166,08 0,02 15,19 4,19 50,93 8,04 80 5,34 3,72 9,06 182,96 0,04 16,10 4,19 53,96 9,16 90 5,46 3,94 9,40 199,98 0,08 16,87 4,19 56,50 10,51 100 5,57 4,15 9,72 216,40 0,12 17,52 4,19 58,68 11,76 110 5,67 4,35 10,01 231,53 0,16 18,10 4,19 60,62 12,84 120 Ratarata 5,77 4,55 10,32 246,53 0,2 18,64 4,19 62,40 13,74 5,77 4,55 10,32 246,53 0,2 18,64 4,19 62,40 13,74 Menit

(42) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26 Tabel 4.10 Data hasil perhitungan debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 5) ΔT h konv q konv q uap m ΔT pemanas Cp q pemanas q keluar °C Watt/m2.oC Watt/m2 Watt/m2 liter/m2 °C J/liter·°C Watt Watt 10 3,58 4,93 4,93 35,88 0,03 3,64 4,21 9,19 1,59 20 3,98 5,76 4,76 58,64 0,03 6,71 4,20 16,92 3,75 30 4,41 6,69 6,69 84,23 0,03 8,89 4,20 22,40 4,06 40 4,79 75,56 7,5 110,56 0,04 10,43 4,20 26,28 1,57 8,23 8,23 135,18 0,05 11,71 4,20 29,47 5,69 157,47 0,05 12,61 4,19 31,74 15,73 Menit 50 5,06 60 5,25 8,74 8,74 70 5,46 9,28 9,28 179,98 0,08 13,32 4,19 33,50 19,94 80 5,66 9,82 9,82 202,19 0,11 13,93 4,19 35,04 18,39 90 100 5,83 10,28 10,28 222,84 0,15 14,47 4,19 36,38 10,23 10,66 10,66 241,39 0,19 14,97 4,19 37,63 7,25 11,05 11,05 259,74 0,24 15,39 4,19 38,68 19,77 6,21 11,42 11,42 277,44 0,28 15,78 4,19 39,65 26,83 6,21 11,42 11,42 227,44 0,28 15,78 4,19 39,65 26,83 110 120 Ratarata 4.3 5,95 6,09 Hasil Unjuk Kerja 4.3.1. Efek Debit Air Masukan Terhadap Unjuk kerja Perhitungan unjuk kerja variasi 2, 3, dan 4 diambil data selama 2 jam pengambilan data. Tabel 4.11 Unjuk kerja pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm(variasi 2, 3, dan 4) Variasi 2 3 4 G Hasil air Efisiensi Watt/m liter % 291 291 291 0,316 0,330 0,295 46,4 48,5 43,3 2

(43) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27 4.3.2. Efek Temperatur Air Masukan Terhadap Unjuk Kerja Perhitungan unjuk kerja variasi 1, 3, dan 5 diambil data selama 2 jam pengambilan data. Tabel 4.12 Unjuk kerja pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm dan 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) G Variasi 1 3 5 4.4 Hasil air Efisiensi Watt/m liter % 291 291 291 0,310 0,330 0,300 45,5 48,5 44,1 2 PEMBAHASAN Dari tabel data Tabel 4.11 dan 4.12 maka dapat dilakukan perbandingan unjuk kerja tiap variasi pada alat distilasi. Perhitungan unjuk kerja variasi 1 sampai 5 diambil dari 2 jam pengambilan data. Berikut analisis tiap variasi yang telah dilakukan pada alat distilasi. 4.4.1 Efek Debit Air Masukan Terhadap Unjuk kerja 48,5 Efisiensi (%) 50 48 46 44,1 43,3 44 42 40 2 3 4 Variasi Gambar 4.1 Perbandingan efisiensi pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)

(44) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28 Perbandingan dilakukan pada variasi 2, 3, dan 4 untuk mengetahui efisiensi terbaik. Gambar 4.1 menunjukkan efisiensi tertinggi ada pada variasi 3 sebesar 48,5 %. Efisiensi terendah pada variasi 2 sebesar 43,3%. Variasi 4 memiliki efisiensi sebesar 44,1 %. 0,330 Hsail Air (liter) 0,330 0,320 0,310 0,300 0,295 0,300 0,290 0,280 0,270 2 3 4 Variasi Gambar 4.2 Perbandingan hasil air pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Perbandingan dilakukan pada variasi 2, 3, dan 4 untuk mengetahui hasil air terbaik. Gambar 4.2 menunjukkan hasil air tertinggi ada pada variasi 3 sebesar 0,330 liter (0,383 liter/m2.jam). Hasil air terendah pada variasi 2 sebesar 0,295 liter. Variasi 4 memiliki hasil air sebesar 0,300 liter.

(45) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29 5,99 6,0 ∆T (°C) 5,9 5,77 5,8 5,7 5,56 5,6 5,5 5,4 5,3 2 3 4 Variasi Gambar 4.3 Perbandingan ∆T (°C) pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Gambar 4.3 menunjukkan perbandingan ΔT dari setiap variasi. Pada variasi 3 didapatkan ΔT yang paling besar yaitu 5,99 °C. Pada variasi 2 didapatkan ΔT ∆T (°C) yang terendah yaitu 5,56 °C. Variasi 4 menunjukkan nilai ΔT sebesar 5,77 °C. 7 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) variasi 2 variasi 3 variasi 4 Gambar 4.4 Perbandingan ∆T (°C) pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Setelah pengambilan data selama 2 jam ΔT pada variasi 3 cenderung naik dari pada ΔT pada variasi 2 dan 4. Kenaikan ΔT pada setiap variasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu penyerapan energi panas yang diterima oleh lampu pemanas dan temperatur air yang akan didistilasi. Pada variasi 3 diperoleh

(46) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30 ΔT yang paling besar dikarenakan lama waktu pemanasan air masukan pada variasi 3 telah cukup terpanaskan oleh energi surya yang datang. Lama waktu pemanasan dapat dipengaruhi oleh variasi debit air masukan pada alat distilasi, semakin kecil debit air masukan maka semakin lama waktu pemanasan air masukan terhadap alat distilasi. Pada variasi 2 diperoleh ΔT yang paling kecil dikarenakan lama waktu pemanasan air masukan pada variasi 2 lebih lama terpanaskan oleh energi surya yang datang, hal ini menyebabkan temperatur air masukan pada variasi 2 tinggi sehingga absorber lebih banyak dapat menyerap energi panas dari air masukan dan membuat selisih perbedaan temperatur absorber dengan kaca tidak besar. Pada variasi 4 diperoleh ΔT lebih kecil dari variasi 3 dikarenakan air masukan pada variasi 4 menggunakan debit air masukan yang lebih besar jika dibandingkan dengan variasi 3. Hal ini menyebabkan lama waktu pemanasan air masukan tidak lebih lama jika dibandingkan dengan variasi 3, maka temperatur air masukan pada variasi 4 tidak lebih tinggi sehingga penyerapan energi panas pada absorber tidak lebih baik jika dibandingkan dengan variasi 3. h konveksi (Watt/m2.°C) 4,85 4,55 5 4 3 1,76 2 1 0 2 3 4 Variasi Gambar 4.5 Perbandingan h konveksi pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)

(47) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31 Gambar 4.5 menunjukkan perbandingan h konveksi dari setiap variasi. Pada variasi 3 didapatkan h konveksi yang paling besar yaitu 4,85 Watt/m2.°C. Pada variasi 2 didapatkan h konveksi yang terendah yaitu 1,75 Watt/m2.°C. Variasi 4 menunjukkan h konveksi (Watt/m2. oC) nilai h konveksi 4,55 Watt/m2.°C. 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) variasi 2 variasi 3 variasi 4 Gambar 4.6 Perbandingan h konveksi pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Gambar 4.6 menunjukkan kenaikan h kenaikan h konveksi konveksi. Pada variasi 3 terlihat yang besar dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. Hal ini menunjukkan hambatan yang terjadi pada variasi 3 lebih kecil dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. Artinya proses penguapan pada variasi 3 akan lebih baik dibandingkan dengan variasi 2 dan 4, hal ini disebabkan h konveksi merupakan salah satu fungsi q uap.

(48) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32 29,06 h.∆T (Watt/m2) 30 25 20 11,42 9,79 15 10 5 0 2 3 4 Variasi Gambar 4.7 Perbandingan h.∆T pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Gambar 4.7 menunjukkan perbandingan h.∆T dari setiap variasi. Pada variasi 3 didapatkan h.∆T yang paling besar yaitu 29,06 watt/m2. Pada variasi 2 didapatkan h.∆T yang terendah yaitu 9,79 watt/m2. Variasi 4 menunjukkan nilai 11,42 watt/m2. Kenaikan h.∆T pada variasi 3 merupakan kenaikan nilai tertinggi dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. 35 h.∆T (°C) 30 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) Gambar 4.8 Perbandingan h.∆T pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4)

(49) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33 Gambar 4.8 menunjukkan h.∆T pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. Hal ini berarti energi yang digunakan untuk memanaskan air yang terjadi pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan varisasi 2 dan 4. Nilai h.∆T adalah nilai yang menggambarkan energi yang digunakan untuk memanaskan air, h.∆T juga merupakan salah satu faktor perpindahan panas dari absorber menuju kaca. Artinya proses penguapan pada variasi 3 akan lebih baik dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. 259,8 q uap (Watt/m2) 260 246,5 250 231,0 240 230 220 210 2 3 4 Variasi Gambar 4.9 Perbandingan q uap pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Gambar 4.9 menunjukkan perbandingan nilai q variasi 3 didapatkan q uap uap setiap variasi. Pada yang paling besar yaitu 259,8 watt/m2. Pada variasi 2 didapatkan q uap yang terendah yaitu 231 watt/m2. Variasi 4 menunjukkan nilai q uap 246,5 watt/m2.

(50) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34 q uap (Watt/m2) 300 250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) variasi 2 variasi 3 variasi 4 Gambar 4.10 Perbandingan q uap pada pada debit 0,4 liter/jam, 0,6 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 2, 3, dan 4) Nilai q uap menggambarkan energi yang digunakan untuk menguapkan air. Maka dari itu, q uap dapat digunakan sebagai salah satu indikator untuk mengetahui banyakanya air yang berhasil diuapkan. Gambar 4.10 menunjukkan kenaikan q uap pada variasi 3 sebesar 259,8 watt/m2. Kenaikan q uap pada variasi ini merupakan kenaikan nilai tertinggi dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. Hal ini menunjukkan bahwa energi yang digunakan untuk menguapkan air yang terjadi pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan variasi 2 dan 4. Artinya proses penguapan pada variasi 3 akan lebih baik dibandingkan dengan variasi 2 dan 4, hal ini juga berarti terjadi peningkatan hasil air paling baik dibandingkan dengan 2 dan 4.

(51) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35 4.4.1 Efek Temperatur Air Masukan Terhadap Unjuk Kerja 48,4 Efisiensi (%) 49 48 46,4 47 45,5 46 45 44 1 3 5 Variasi Gambar 4.11 Perbandingan efisiensi pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.11 menunjukkan perbandingan efisieinsi dari setiap variasi. pada variasi 3 didapatkan efisiensi yang paling besar yaitu 48,4 %. Pada variasi 1 didapatkan efisiensi yang terendah yaitu 45,5 %. Variasi 5 menunjukkan nilai efisiensi 46,4 %.

(52) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36 0,330 Hasil Air (liter) 0,33 0,33 0,316 0,32 0,310 0,32 0,31 0,31 0,30 1 3 5 Variasi Gambar 4.12 Perbandingan hasil air pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Perbandingan dilakukan pada variasi 1, 3, dan 5 untuk mengetahui hasil air terbaik. Gambar 4.12 menunjukkan hasil air tertinggi ada pada variasi 3 sebesar 0,330 liter. Hasil air terendah pada variasi 1 sebesar 0,310 liter. Variasi 5 memiliki q pemanas dan q keluar (Watt) hasil air sebesar 0,316 liter. 50 39,7 43,1 40 26,83 30 20 5,38 10 0 3 5 Variasi q pemanas q keluar Gambar 4.13 Perbandingan q pemanas dan q keluar pada debit 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm dan 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 3, dan 5)

(53) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37 Pada gambar 4.13 merupakan energi dalam yang mempengaruhi efisiensi dan hasil air pada alat distilasi. Gambar 4.13 menunjukkan nilai q pemanas variasi 3 dan 5. Variasi 3 memiliki q pemanas sebesar 43,1 watt, q merupakan nilai yang paling tinggi. Nilai q ke dalam alat distilasi. Sementara itu q dengan kata lain q keluar pemanas keluar pemanas pada variasi ini merupakan energi yang masuk adalah energi yang tidak terpakai, merupakan air yang tidak dapat menguap. Pada variasi 5 memiliki q terbuang sebesar 26,83 watt, nilai ini didapatkan dari air yang tidak dapat menguap. Nilai q keluar pada variasi 3 merupakan nilai yang paling rendah dibandingkan dengan variasi 5, hal ini dikarenakan lama waktu pemanasan pada air masukan alat distilasi yang berbeda pada variasi 3 dan 5. Variasi 3 menggunakan pipa yang memiliki panjang 140 cm sedangkan variasi 5 menggunakan pipa pemanas dengan panjang 80 cm. Semakin lama waktu pemanasan air masukan maka akan kecil q keluar. Penambahan energi dalam (q pemanas) yang juga berarti penambahan temperatur air ke dalam distilasi. Penambahan energi dalam akan mempengaruhi faktor penguapan yaitu ∆T, h konveksi, h.∆T, dan q uap.

(54) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38 6,28 6,21 6,30 ∆T (°C) 6,20 5,99 6,10 6,00 5,90 5,80 1 3 5 Variasi Gambar 4.14 Perbandingan ∆T (°C) pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.14 menunjukkan perbandingan nilai ΔT dari setiap variasi. Pada variasi 1 diapatkan ΔT yang paling besar yaitu 6,28 °C. Pada variasi 3 didapatkan ΔT yang terendah yaitu 5,99 °C. Variasi 5 menunjukkan nilai ∆T 6,21 °C. 7 6 ∆T (°C) 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) variasi 1 variasi 3 variasi 5 Gambar 4.15 Perbandingan ∆T pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5)

(55) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39 Setelah pengambilan data selama 2 jam ΔT pada variasi 1 cenderung naik dari pada ΔT pada variasi 3 dan 5. Kenaikan ΔT pada setiap variasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu penyerapan energi panas yang diterima oleh lampu pemanas dan temperatur air yang akan didistilasi. Pada variasi 1 diperoleh ΔT yang paling besar dikarenakan air masukan pada variasi 1 tidak melalui pipa pemanas. Hal ini menyebabkan temperatur air masukan pada variasi 1 rendah sehingga absorber tidak menerima energi panas untuk diserap. Pada variasi 3 diperoleh ΔT yang paling kecil dikarenakan air masukan pada variasi 3 melewati pipa pemanas 140 cm. Hal ini menyebabkan lama waktu pemanasan air masukan akan lebih lama jika dibandingkan dengan variasi 1, maka temperatur air masukan pada variasi 3 tinggi sehingga absorber dapat menyerap energi panas dari air masukan dan membuat selisih perbedaan temperatur absorber dengan kaca tidak besar. Pada variasi 5 diperoleh ΔT lebih kecil dari variasi 3 dikarenakan air masukan pada variasi 5 melewati pipa pemanas 80 cm. Hal ini menyebabkan lama waktu pemanasan air masukan tidak lebih lama jika dibandingkan dengan variasi 3, maka temperatur air masukan pada variasi 5 tidak lebih tinggi sehingga penyerapan energi panas pada absorber tidak lebih baik jika dibandingkan dengan variasi 3.

(56) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40 h konveksi (Watt/m2.°C) 4,85 5 4 3 1,81 1,84 2 1 0 1 3 5 Variasi Gambar 4.16 Perbandingan h konveksi pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.16 menunjukkan perbandingan h konveksi dari setiap variasi. Pada variasi 3 didapatkan h konveksi yang paling besar yaitu 4,85 watt/m2.°C. Pada variasi 1 didapatkan h konveksi yang terendah yaitu 1,81 watt/m2.°C. Variasi 5 menunjukkan h konveksi (Watt/m2.°C) nilai h konvekasi 1,84 watt/m2.°C. 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) variasi 1 variasi 3 variasi 5 Gambar 4.17 Perbandingan h konveksi pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5)

(57) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41 Gambar 4.12 menunjukkan kenaikan h kenaikan h konveksi. Pada variasi 3 terlihat yang besar dibandingkan dengan variasi 1 dan 5. Hal ini konveksi menunjukkan hambatan yang terjadi pada variasi 3 lebih kecil dibandingkan dengan variasi 1 dan 5. Artinya proses penguapan pada variasi 3 akan lebih baik dibandingkan dengan variasi 1 dan 5, hal ini disebabkan hkonveksi merupakan salah satu fungsi q uap. Kenaikan h konveksi pada variasi 3 merupakan kenaikan nilai tertinggi dibandingkan dengan variasi 1 dan 5. Nilai q konveksi adalah nilai yang menggambarkan energi yang digunakan untuk memanaskan air, q konveksi juga merupakan salah satu faktor perpindahan panas dari absorber menuju kaca. 29,06 h.∆T (Watt/m2) 30 25 20 11,39 11,42 15 10 5 0 1 3 5 Variasi Gambar 4.18 Perbandingan h.∆T pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.18 menunjukkan perbandingan h.∆T dari setiap variasi. Pada variasi 3 diapatkan h.∆T yang paling besar yaitu 29,06 watt/m2. Pada variasi 1 didapatkan h.∆T yang terendah yaitu 11,39 watt/m2. Variasi 5 menunjukkan nilai h.∆T 11,42 watt/m2. Kenaikan h.∆T pada variasi 3 merupakan kenaikan tertinggi dibandingkan dengan variasi 1 dan 5.

(58) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42 35 h.∆T (Watt/m2) 30 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) Gambar 4.19 Perbandingan h.∆T pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.19 menunjukkan h.∆T pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan variasi 1 dan 5. Hal ini berarti energi yang digunakan untuk memanaskan air yang terjadi pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan varisasi 1 dan 5. Nilai h.∆T adalah nilai yang menggambarkan energi yang digunakan untuk memanaskan air, h.∆T juga merupakan salah satu faktor perpindahan panas dari absorber menuju kaca. Artinya proses penguapan pada variasi 3 akan lebih baik dibandingkan dengan variasi 1 dan 5.

(59) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43 844 1000 646 q uap (watt/m2) 800 520 600 400 200 0 1 3 5 Variasi Gambar 4.20 Perbandingan q uap pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.20 menunjukkan perbandingan nilai q uap dari setiap variasi. Pada variasi 3 diapatkan q uap yang paling besar yaitu 844 watt/m2. Pada variasi 1 diapatkan q uap yang terendah yaitu 520 watt/m2. Variasi 5 menunjukkan q uap sebesar 646 watt/m2. Kenaikan q uap pada variasi 3 merupakan kenaikan nilai tertinggi dibandingkan dengan variasi 1 dan 5.

(60) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI q uap (watt/m2) 44 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 Waktu (menit) variasi 1 variasi 3 variasi 5 Gambar 4.21 Perbandingan q uap pada debit 0,6 liter/jam tanpa pipa pemanas, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm, 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 80 cm (variasi 1, 3, dan 5) Gambar 4.21 menunjukkan q uap pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan variasi 1 dan 5. Hal ini berarti energi yang digunakan untuk memanaskan air yang terjadi pada variasi 3 lebih besar dibandingkan dengan varisasi 1 dan 5. Artinya proses penguapan pada variasi 3 akan lebih baik dibandingkan dengan variasi 1 dan 5. Energi dalam yang masuk ke dalam distilasi telah mempengaruhi nilai ∆T, h konveksi, h.∆T dan q uap. Sehingga didapatkan efisiensi dan hasil air terbaik pada variasi 3 karena mendapatkan energi dalam yang paling besar.

(61) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap variasi debit air masukan dan temperatur air masukan terhadap unjuk kerja, maka dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya adalah : 1. Pada penelitian ini unjuk kerja yang terbaik adalah dengan menggunakan debit air masukan 0,6 liter/jam menggunakan pipa pemanas 140 cm (variasi 3) yaitu dengan hasil 0,330 liter (0,383 liter/m2.jam) dan efisiensi 48,5 %. Hal ini dikarenakan lama waktu pemanasan terhadap air masukan telah cukup untuk alat distilasi. Efek menggunakan pipa pemanas pun akan mempengaruhi lama waktu pemanasan terhadap air masukan. Semakin lama air masukan melewati pipa pemanas maka temperatur air masukan terhadap alat distilasi akan tinggi. Hal ini akan membantu proses penguapan pada alat distilasi. 2. Efek debit air masukan akan mempengaruhi lama waktu pemanasan terhadap air yang akan didistilasi, semakin rendah debit air masukan maka akan membuat temperatur air masukan menjadi lebih tinggi. Hal ini akan mengakibatkan adanya penambahan energi panas yang diserap oleh absorber. 45

(62) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 5.2 Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, ditemukan beberapa hambatan. Untuk penelitian selanjutnya penulis menganjurkan beberapa perbaikan diantaranya : 1. Perlu menggunakan pompa yang dapat mengalirakan debit air masukan yang konstan. 2. Memperlukan debit air masukan yang tepat berpengaruh terhadap lama waktu pemanasan.

(63) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA Ahmed Z Al-Garni, et al., 2011. Effect of glass slope angle and water depth on productivity of double slope solar still. Journal of Scientific & Industrial Research, October, Volume 70, pp. 884-890. Ali A. Badran, et al. 2005. A solar still augmented with a flat-plate collector. Desalination, Volume 172, pp. 227–234. Anil Kr. Tiwari, G. T., 2006 . Effect of water depths on heat and mass transfer in a passive solar still: in summer climatic condition. Desalination , Volume 195 , pp. 78–94. Arismunandar, Wiranto. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta: PT. Pradnya Paramita 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, August, 3(8), pp. 879-884. Hassan E.S. Fath, S. M. E., 1993. Effect of adding a passive condenser on solar still performance. Energy Conversion and Management, January, 34(1), pp. 63-72. Hitesh N Panchal, D. 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. 212-223. 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, Volume 190, pp. 51-62. Mitesh I. Patel. Effect of dye on distillation of a single slope active solar still coupled with evacuated glass tube solar collector. International Journal of Engineering Research and Applications, 1(3), pp. 456-460. Mona M. Naim. 2002. Non-conventional solar stillsPart 1. Non-conventional solar stills with charcoal particles as absorber medium. Desalination, Volume 153, pp. 55-64. Pr. Kaabi Abdenacer, S. N., 2007 . Impact of temperature difference (water-solar collector) on solar-still global efficiency. Desalination , Volume 209 , pp. 298–305. T. j. Jansen , Teknologi Rekayasa Energi Surya. Bandung: PT Pradnya Paramita, 1995 47

(64) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LAMPIRAN Lampiran 1. Foto Alat Penelitian Distilasi 48

(65) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49 Lampiran 2. Tabel Uap A-8 (T. j. Jansen , Teknologi Rekayasa Energi Surya. Bandung: PT Pradnya Paramita, 1995)

(66) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 50 Lampiran 2. Lanjutan Tabel Uap A-8 (T. j. Jansen , Teknologi Rekayasa Energi Surya. Bandung: PT Pradnya Paramita, 1995)

(67) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51 Lampiran 3. Sifat Air (T. j. Jansen , Teknologi Rekayasa Energi Surya. Bandung: PT Pradnya Paramita, 1995)

(68) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 52 Lampiran 4. Sertifikat Seminar Nasional

(69)

Dokumen baru

Download (68 Halaman)
Gratis

Tags

Dokumen yang terkait

PERANCANGAN PEMANAS AIR TENAGA SURYA DENGAN PIPA BERBENTUK "U"
5
33
21
RANCANG BANGUN PEMANAS AIR MENGGUNAKAN KOLEKTOR SURYA.
3
8
21
ANALISIS THERMAL KOLEKTOR SURYA PEMANAS AIR JENIS PLAT DATAR DENGAN PIPA SEJAJAR.
0
1
8
(ABSTRAK) UNJUK KERJA MOTOR BENSIN EMPAT LANGKAH SATU SILINDER MENGGUNAKAN TORAK JENIS FLAT DIBANDING MENGGUNAKAN TORAK JENIS DOME.
0
0
1
UNJUK KERJA MOTOR BENSIN EMPAT LANGKAH SATU SILINDER MENGGUNAKAN TORAK JENIS FLAT DIBANDING MENGGUNAKAN TORAK JENIS DOME.
0
0
95
UNJUK KERJA SISTEM AIR COOLED CHILLER
0
0
5
RANCANG BANGUN PROTOTIPE ALAT PEMANAS AIR TENAGA SURYA SISTEM PIPA PANAS
0
0
16
UNJUK KERJA PENDINGIN ABSORBSI DENGAN VARIASI KEDALAMAN PIPA CELUP
0
0
63
STUDI EKSPERIMENTAL UNJUK KERJA POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN EVAPORATOR VERTIKAL
0
0
62
UNJUK KERJA POMPA AIR ENERGI TERMAL DENGAN PEMANAS VERTIKAL MENGGUNAKAN DUA PIPA PEMANAS PARALEL
0
0
74
PENINGKATAN UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR
0
0
102
UNJUK KERJA POMPA AIR ENERGI TERMAL DENGAN EVAPORATOR MIRING MENGGUNAKAN DUA PIPA PARALEL
0
0
69
EFEK KECEPATAN ANGIN DAN DEBIT AIR MASUK TERHADAP UNJUK KERJA ALAT DISTILASI AIR ENERGI SURYA
0
0
67
UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PIPA SERI SKRIPSI
0
0
81
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
Show more