Mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dilengkapi dengan humidifier

Gratis

0
0
92
2 years ago
Preview
Full text

MESIN PENGHASIL AIR AKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS KOMPRESI UAP DILENGKAPI DENGAN HUMIDIFIER SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapaiDerajat Sarjana S-1 Teknik Mesin Oleh EKO ROMADHONI NIM : 135214093 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017 ACCU WATER-PRODUCING MACHINE USES A VAPOR COMPRESSION CYCLE EQUIPPED WITH A HUMIDIFIER

FINAL PROJECT

  (b) Mengetahui karakteristik mesin penghasil air aki yang Coefficient of Performance Coefficient telah dibuat meliputi: COP aktual ( ), COP ideal ( of Performance ), efisiensi dari mesin siklus kompresi uap dan mengetahui jumlah air aki yang dihasilkan oleh mesin penghasil air aki per jamnya. Mesin mampu menghasilkan air akidengan laju aliran volume air untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal humidifier sebesar 1,41 liter/jam, untuk kipas pada kecepatan satu sebesar 1,35 humidifier liter/jam dan untuk kipas pada off sebesar 1,28 liter/jam.

KATA PENGANTAR

  Seluruh Staf Pengajar dan Tenaga Kependidikan Prodi Teknik Mesin,Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangatmembantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkanmasukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Desalinisasi dengan proses humidifikasi dan dehumidifikasi dianggap Dengan latar belakang tersebut, penulis terpancing untuk mendalami pembuatan air aki dari mesin siklus kompresi uap dengan merancang danmelakukan penelitian tentang mesin pembuat air aki dari mesin siklus kompresi uap. Diharapkan nilai efisiensi dari mesin pembuatan air aki yang dihasilkan dapatbersaing dengan proses pembuat air aki yang sudah ada di pasaran, sehingga bisa menjadi alternatif untuk menghasilkan air aki yang berkualitas.

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

  2.1.1 Air akiaquadest Air aki berasal dari air destilasi ( ), air aki adalah air murni tidak mengandung logam, berbahan dasar air PDAM atau sumur tapi telah melewatiproses pemurnian dengan cara penyulingan atau proses demineralisasi. Proses ini mampu ultrapure menghasilkan air aki dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi ( water ) dengan jumlah kandungan ionik dan an-ionik nya mendekati angaka nol, sehingga mencapai batas yang hamper tidak dapat dideteksi lagi.

2.1.3 Komponen-komponen mesin

  Mesin pembuat air aki menggunakan mesin kompresi uap merupakan sebuah sistem yang menghasilkan air aki dengan mengembunkan uap air yang adadi udara. Oleh sebab itulah mesin ini membutuhkan tambahan rangkaian pencurah air untuk menghasilkankandungan uap air yang banyak di udara, sehingga air aki yang dihasilkan akan bertambah.

2.1.4 Humidifier

  adalah perangkat yang digunakan untuk menambah kadar air atau kandungan air di dalam udara. humidifier Perangkat diperlukan untuk menjaga udara dalam ruangan memiliki kelembaban dan suhu udara yang sesuai dengan kebutuhan.

2.1.5 Siklus kompresi uap

  Gambar 2.15 menunjukkan rangkaiankomponen siklus kompresi uap, Gambar 2.16 menunjukkan siklus kompresi uap pada diagram P-h dan Gambar 2.17 pada diagram T-s. Q out 2 W in 3 1 4 Q in Gambar 2.15 Siklus kompresi uap Pada Gambar 2.15, Q in adalah besarnya kalor yang dihisap evaporator dari udara persatuan massa refrigeran.

1 T e

  ss re 1 P 4 Q inEnthalpy h 1 h = h 4 h h 3 2 Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram P-h T 2 re Q out tu T 3acra e W in p m 2a e T 3 T e 1 4 1aQ in s Entropy Gambar 2.17 Siklus kompresi uap pada diagram T-s Proses kompresi (proses 1 – 2) Proses kompresi ini dilakukan oleh kompresor terjadi pada tahap 1 Gambar 2.16 dan Gambar 2.17. Dalam fase campuran cair dan gas, refrigeran yang mengalir ke evaporator memiliki tekanan dan temperatur rendah sehingga ketika menerimakalor dari lingkungan, akan mengubah seluruh fase fluida refrigeran menjadi gas jenuh.

2.1.6 Perhitungan-perhitungan pada siklus kompresi uap

  Diagram tekanan-entalpi siklus kompresi uap dapat digunakan untuk menganalisa unjuk kerja mesin kompresi uap yang meliputi kerja kompresor,energi yang dilepas kondensor, energi yang diserap evaporator, COP aktual , COP ideal efisiensi, dan laju aliran massa refrigeran. Efisiensi mesin kompresi uap (  ) Efisiensi mesin kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.6): COP a ktua l 100 % , …(2.6)   COP idea l COP Coefficient Of dengan aktual adalahη adalah efisiensi mesin kompresi uap, Performance COP Coefficient Of aktual mesin kompresi uap, dan ideal adalah Performance ideal mesin kompresi uap.

2.1.7 Psychrometric chart merupakan grafik yang digunakan untuk mengetahui

  Entalpi (h) Entalpi adalah jumlah kalor total dari campuran udara dan uap air yang nilainya tergantung suhu dan tekanannya. Volume spesifik (SpV) Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan meter kubik udara kering atau Kelembaban relatif (%RH) Kelembaban relatif adalah persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam satu meter kubik dengan jumlah air maksimal yang dapatterkandung dalam satu meter kubik tersebut.

2.1.7.1 Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart

  ) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban ( Proses pendinginan dan penurunan kelembaban adalah proses penurunan panas sensibel dan penurunan panas laten ke udara. ) Proses pemanasan dan penurunan kelembaban ( Proses ini menunjukkan kenaikan temperatur bola kering dan penurunan kandungan uap air pada udara.

2.1.7.2 Proses-proses pada mesin penghasil air aki

  Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki dapat dilihat pada Gambar 2.21. Titik A pada , diperoleh dengan melihat temperatur bola kering dan temperatur bola basah yang tertera pada .

2.1.7.3 Perhitungan pada psychrometric chart

  Laju aliran volume air yang diembunkan Laju aliran volume air yang diembunkan dapat dihitung menggunakanPersamaan (2.9): V a ir V , a ir…(2.9) t V V dengan air adalah laju aliran volume air, air adalah jumlah air yang dihasilkan, dan t  adalah selang waktu yang dibutuhkan. Pertambahan kandungan uap air Pertambahan kandungan uap air pada proses penghasilan air aki (lihatGambar 2.21) dapat dihitung dengan Persamaan (2.10): W W W , …(2.10)   a  b dengan W W adalah kelembabana  adalah pertambahan kandungan uap air,W spesifik udara sebelum masuk evaporator, dan adalah kelembaban spesifik b udara setelah keluar evaporator.

2.2 Tinjauan Pustaka

  Hasil penelitian ini menunjukkan unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikas dengan HCR-134a menggunakan refrigeran menghasilkan produksi air tawar sebesar 25,6 liter/hari COP aktual dan 5.5, lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan HCR-12 HFC-134a liter/hari refrigeran dan berturut-turut adalah 24,4 , 22,1 liter/hari dan 5,4 dan 5,2. Yaningsih dan Istanto (2014), melakukan penelitian tentang desalinasi dengan proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang dianggap sebagai cara condenser evaporator efisien dan menjanjikan dimana memanfaatkan dan dari pompa kalor untuk menghasilkan air tawar dari air laut.

BAB II I METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alur Pelaksanaan Penelitian

  MulaiPerancangan mesin penghasil air aki Menyiapkan alat dan bahanPembuatan mesin penghasil air aki Tidak baikUji coba BaikLakukan variasi dari percobaan 1 sampai dengan 3 Pengambilan dataSelanjutnya LanjutanPengolahan, analisa data/pembahasan, kesimpulan dan saran Selesai humidifier . Variabel terikat pada penelitian ini adalah nilaiCOP aktual , COP ideal , efisiensi mesin kompresi uap dan jumlah air aki yang dihasilkan.

3.5 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Penghasil Air Aki

Dalam proses pembuatan mesin penghasil air aki diperlukan alat dan bahan sebagai berikut:

3.5.1 Alat

  Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan mesin penghasil air aki, antara lain:a. Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga yang digunakan agar potongan pada pipa tembaga menjadi lebih baik dan mengurangi resiko kebocoranrefrigeran.

3.5.2 Bahan

  Lakban dan Lakban dan double tape digunakan untuk merekatkan styrofoam pada dinding mesin serta menutupi celah yang ada pada dinding mesin.j. Gambar 3.12 Kipas angin Pompa air Pompa air digunakan untuk mensirkulasikan air dari bak penampungan air humidifier menuju rangkaian pipa .

3.6 Alat Bantu Penelitian

  Alat bantu yang digunakan untuk mendapatkan data pada penelitian ini adalah hygrometer , thermocouple, stopwatch , gelas ukur dan penampil suhudigital. Gelas ukur Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air yang dihasilkan mesin pada saat pengambilan data.

3.7 Pembuatan Mesin Penghasil Air Aki

  Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin penghasil air aki, sebagai berikut: 1. Pembuatan lubang pada pipa PVC dengan menggunakan mata bor berdiameter 2 mm dan dengan jarak antar lubang 1,5 cm.

3.8 Skema Pengambilan Data Penelitian

  Thermocouple dan penampil suhu digital (T ) 2 Thermocouple dan penampil suhu digital ini digunakan untuk mengukur suhu udara setelah melewati kondensor. Gelas ukur Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air yang berhasil diembunkan oleh evaporator atau air aki yang dihasilkan mesin.

3.9 Cara Mendapatkan Data

  Mencatat data yang pengamatan yang ditunjukan langsung pada penampil suhu digital thermocouple , hygrometer serta jumlah air yang dihasilkan setiap 10 menit sekali selama dua jam. Data yang diukur saat pengambilan data dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut : Tabel 3.1 Tabel pengambilan data penelitian Waktu T1 T2 T3 T4 T T Hasil air aki db wb No o o o o o o Menit ( C) ( C) ( C) ( C) ( C) ( C) Liter 1 2 10 3 20 4 30 5 40 6 50 7 60 8 70 9 80 10 90 11 10012 110 13 120 Keterangan : a.

3.10 Cara Mengolah Data Data yang diperoleh dari hasil pengamatan langsung pada saat penelitian

  Setelah diketahui nilai kelembaban spesifik udara setelah melewatihumidifier (W a ) serta nilai kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W ), kemudian menghitung kandungan uap air yang berhasil b ditambahkan ( ΔW) untuk setiap variasi. V  ),Setelah diketahui laju aliran volume air yang berhasil diembunkan ( a ir kemudian menghitung laju aliran massa udara saat proses pengembunan  terjadi ( m ) untuk setiap variasi percobaan menggunakan Persamaan uda r a (2.11).

3.11 Cara Mendapatkan Kesimpulan

  Dengan pengolahan data dapat dilakukan pembahasan terhadap hasil-hasil penelitian. Kesimpulandiambil dari intisari hasil-hasil pembahasan dan sesuai dengan tujuan penelitian.

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

  Pengujian dilakukan dengan 3 kali percobaan untuk setiap variasi kecepatan kipas, yaitukecepatan kipas 1 (1,28 m/s), kecepatan kipas maksimal (1,62 m/s) dan kipas off. Hasil rata-rata disajikan pada Tabel 4.1 s/d Tabel 4.3.

4.2 Perhitungan

  Coefficient of performance ideal ( COP ideal ) Coefficient of Performance ideal dapat dihitung dengan Persamaan (2.5).maksimum yang dapat dicapai mesin siklus kompresi Coefficient Of Performance uap ( COP ) adalah suhu mutlak evaporator ( T ) dibagi hasil pengurangan suhu ideal e mutlak kondensor ( T c ) dengan suhu mutlak evaporator ( T e ). Laju aliran massa udara saat  proses pengembunan ( m ) adalah laju aliran massa air ( m ) dibagi uda r a a ir kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (  laju aliran massa udara saat proses pengembunan terjadi ( m ) untuk kipas pada uda r a humidifier kecepatan maksimal adalah sebagai berikut: m m m / t uda r a a ir a ir  = W W   1 , 41 kg / jam a ir 3600 s=  , 0022 kg / kg a ir uda r a= 0,179 kg udara /s g.

4.3 Pembahasan

  Mesin penghasil air aki dengan mempergunakan siklus kompresi uap yang dilengkapi dengan humidifier berhasil dirakit dan mesin dapat bekerja sesuaifungsinya. Berdasarkan perhitungan siklus kompresi uap yang telah dilakukan dan mengacu pada data yang tertera di name plate mesin siklus kompresi uap, mesinsiklus kompresi uap yang digunakan pada mesin penghasil air aki ini memiliki nilai COP ideal sebesar 10,6; nilai COP aktual sebesar 7,61 dan nilai efisiensi sebesar71,72%.

0.80 Kipas kec. 1 (1,28 m/s)

e r/jam mKipas off (lite 0.60volu ran 0.40ali u 0.20aj L 0.00 Gambar 4.3 Laju aliran volume air yang dihasilkan perjam Dilihat dari Gambar 4.3, laju aliran volume air yang dihasilkan memiliki nilai yang berbeda-beda untuk setiap variasi nya. Laju aliran volume air yang V dihasilkan ( ) rata-rata, untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal (1,62 a ir m/s) sebesar 1,41 liter/jam, untuk kipas pada humidifier kecepatan 1 (1,28 m/s)sebesar 1,35 liter/jam dan untuk kipas pada humidifier off sebesar 1,28 liter/jam.Maka, laju aliran volume air yang dihasilkan rata-rata adalah 1,35 liter/jam.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  Mesin penghasil air aki dengan sistem kompresi uap yang dilengkapi denganhumidifier memiliki laju aliran volume air yang dihasilkan rata-rata, untuk agar sirkulasi udara pada kondensor lebih baik dan menghindari resiko over heat . Mesin pendingin yang digunakan pada mesin penghasil air aki ini memiliki nilai COP ideal sebesar 10,6, nilai COP aktual sebesar 7,61.

DAFTAR PUSTAKA

  E., & Yaningsih, I., 2015, Refrigeran HCR-12, HFC-134a, dan HCR-134a Terhadap Unjuk Kerja Unit Desalinasi Bebasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan ProsesHumidifikasi Dan Dehumidifikasi, Jurnal Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Mesin Pengering Pakaian Sistem Tertutup Dengan Prabowo, A., 2017, Menggunakan Daya Listrik 1122 Watt , Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 11-14, 16-19.

3 Udara 0,02 m /s

  , Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 14-21. & Istanto, T., 2014, Massa Udara Terhadap Produktivitas Air Tawar Unit Desalinasi Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses Humidifikasi DanDehumidifikasi , Jurnal Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Dokumen baru

Dokumen yang terkait

Mesin penghasil air aki menggunakan siklus kompresi uap dengan pipa pencurah air berjarak 13 mm antar lubang.
2
6
121
Mesin penghasil air aki dengan disertai proses evaporative cooling.
1
5
97
Mesin penghasil air aki dengan siklus kompresi uap menggunakan peralatan curah air dari pipa PVC dengan jarak antar lubang 25 mm.
0
3
114
Mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dilengkapi dengan humidifier.
1
10
94
Mesin penghasil air aki dengan sistem kompresi uap mempergunakan pipa pencurah air dengan jarak antar lubang 8 mm.
1
10
115
Pengering kaos kaki dengan menggunakan mesin siklus kompresi uap.
2
7
82
Pengering kaos kaki menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan dua evaporator tersusun seri.
0
1
98
Mesin penghasil air aki dengan siklus kompresi uap menggunakan peralatan curah air dari pipa PVC dengan jarak antar lubang 25 mm
0
3
112
Mesin penghasil air aki menggunakan siklus kompresi uap dengan pipa pencurah air berjarak 13 mm antar lubang
0
12
119
Mesin pendingin air dengan siklus kompresi uap.
0
1
82
Mesin penghasil air aki dengan sistem kompresi uap mempergunakan pipa pencurah air dengan jarak antar lubang 8 mm
1
3
112
MESIN PENDINGIN SIKLUS KOMPRESI UAP
0
0
10
Pengaruh putaran kipas outlet terhadap karakteristik mesin penghasil aquades dengan siklus kompresi uap - USD Repository
0
0
87
Analisis mesin penghasil aquades menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan pengaruh putaran kipas sebelum evaporator - USD Repository
0
1
92
Mesin penghasil aquades menggunakan siklus kompresi uap dengan variasi kecepatan putar kipas sebelum lintasan curahan air - USD Repository
0
0
83
Show more