EFEK KECEPATAN ANGIN DAN DEBIT AIR MASUK TERHADAP UNJUK KERJA ALAT DISTILASI AIR ENERGI SURYA

Gratis

0
0
67
3 weeks ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI EFEK KECEPATAN ANGIN DAN DEBIT AIR MASUK TERHADAP UNJUK KERJA ALAT DISTILASI AIR ENERGI SURYA SKRIPSI Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S-1 Teknik Mesin Disusun oleh : JOSHUA ABHIMUKTI YOGARINO NIM : 155214073 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019 i

(2) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI EFFECT OF WIND SPEED AND WATER FLOWRATE TO THE PERFORMANCE OF SOLAR WATER DESTILATION FINAL PROJECT As a Fulfillment to Obtain The Bachelor of Engineering Degree Written by : JOSHUA ABHIMUKTI YOGARINO NIM : 155214073 MECHANICAL ENGINEERING 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 Tidak semua daerah di Indonesia memiliki sumber air yang layak konsumsi, seperti masyarakat yang tinggal di daerah pantai. Sumber air yang ada sering kali telah terkontaminasi dengan tanah, bahan kimia, terutama garam (air laut). Distilasi air energi surya adalah alat yang tepat untuk diterapkan pada kondisi tersebut. Alat distilasi energi surya jenis absorber kain memiliki kekurangan yaitu rendahnya unjuk kerja yang disebabkan karena kurang maksimalnya proses penguapan dan pengembunan. Proses penguapan dapat dimaksimalkan dengan penambahan alat penukar kalor (APK) yang diikuti pengaturan debit aliran air masuk, sedangkan proses pengembunan dapat dimaksimalkan dengan mendinginkan kaca penutup. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efek dari kecepatan angin pendingin kaca dan efek pegaturan debit aliran air pada proses pemanasan awal terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber kain. Penelitian ini dilakukan selama 2 jam di dalam Laboratorium Mekanika Fluida Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dengan metode eksperimental menggunakan model alat distilasi energi surya jenis absorber kain dengan menggunakan lampu infrared sebagai sumber energi panas pengganti matahari. Variabel yang divariasikan diantaranya sebagai berikut : (1) debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, (2) debit aliran air masuk 3 liter/jam dengan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, (3) debit aliran air masuk 3 liter/jam dengan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, (4) debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dengan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, (5) debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dengan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Variasi 1 menghasilkan air distilasi sebesar 0,483 kg/m2.2jam (0,241 kg/m2.jam) dengan efisiensi 50 %. Variasi 2 menghasilkan air distilasi sebanyak 0,574 kg/m2.2jam (0,287 kg/m2.jam) dengan efisiensi 60 %. Variasi 3 menghasilkan air distilasi sebanyak 0,574 kg/m2.2jam (0,287 kg/m2.jam) dengan efisiensi 61 %. Variasi 4 menghasilkan air distilasi sebanyak 0,590 kg/m2.2jam (0,295 kg/m2.jam) dengan efisiensi 62 %. Variasi 5 menghasil air distilasi sebanyak 0,574 kg/m2.2jam (0,287 kg/m2.jam) dengan efisiensi 61 %. Kata kunci : distilasi air, energi surya, absorber, alat penukar kalor, pendinginan kaca vii

(8) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRACT Not all regions in Indonesia have a water sources that are suitable for consumption, such as people living in coastal areas. Existing water sources are often contaminated with soil, chemicals, especially salt (sea water). Solar energy water distillation is the right device to be applied to these conditions. The fabrictype solar energy water distillation device has a low of performance due to the evaporation and condensation that is not optimal. The evaporation process can be maximized by adding a heat exchanger (HE) followed by adjusting the flow rate of the incoming water, while the condensation process can be maximized by cooling the glass cover. This study aims to analyze the effect of glass cooling and the effect of water flow adjustment on the preheating process to the performance of fabric-type solar energy water distillation device. This research is implemented with experimental methods and conducted for 2 hours in the Fluid Mechanics Laboratory of Sanata Dharma University, Yogyakarta using a model of fabrictype solar energy water distillation device that is equiped with infrared lights as a source of heat energy instead of the sun. The following variables that will be varied are: (1) 3 liters/hour inlet water flow rate without cooling wind, (2) 3 liters/hour inlet water flow rate with 2 m/s of glass cooling wind speed, (3) 3 liters/hour inlet water flow rate with 3.5 m/s of glass cooling wind speed, (4) 2.7 liters/hour inlet water flow rate with 3.5 m/s of glass cooling wind speed, (5) 3.3 liters/hour inlet water flow rate with 3.5 m/s of glass cooling wind speed. The first variation produces 0,483 kg/m2.2hour (0,241 kg/m2.hour) of distilled water with 50% efficiency. The second variation produces 0,574 kg/m2.2hour (0.287 kg/m2.hour) of distilled water with 60% efficiency. The third variation produces 0,574 kg/m2.2hour (0.287 kg/m2.hour) of distilled water with 61% efficiency. The fourth variation produces 0,590 kg/m2.2hour( 0.295 kg/m2.hour) of distilled water with 62% efficiency. The fifth variation produces 0,574 kg/m2.2hour (0.287 kg/m2.hour) of distilled water with 61% efficiency. Keywords : water distillation, solar energy, absorber, heat exchanger, glass cooling viii

(9) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik dan tepat pada waktunya. Tujuan dari penyusunan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat wajib mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta untuk memperoleh ijazah dan gelar S1 Teknik Mesin. Dalam pengerjaan skripsi ini telah melibatkan banyak pihak yang sangat membantu dan memberikan bimbingan, nasihat, dan doa. Yang 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, 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 Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. Ir. FA Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing skripsi. 4. Nugroho dan Pitayani Situmorang sebagai orang tua penulis yang selalu memberikan semangat baik yang berupa materi dan doa bagi penulis. 5. Amelia Dwi Nugraheni, Olivia Avrilgreet Nugraheni, dan Elyanna Hasian Nugraheni sebagai adik penulis yang selalu mendukung penulis dalam mengerjakan skripsi. ix

(10) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(11) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMISI.............................................. vi ABSTRAK ..................................................................................................................... vii ABSTRACT ...................................................................................................................viii KATA PENGANTAR .................................................................................................. ix DAFTAR ISI .................................................................................................................. xi DAFTAR TABEL ........................................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................xiv DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xvii BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1 1.2. Identifikasi Masalah ............................................................................ 3 1.3. Rumusan Masalah................................................................................ 3 1.4. Batasan Masalah .................................................................................. 3 1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................ 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 5 2.1 Penelitian Terdahulu ............................................................................ 5 2.2 Landasan Teori .................................................................................... 7 2.3 Hipotesis ............................................................................................ 12 BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................... 13 3.1 Metodologi Penelitian........................................................................ 13 3.2 Skema dan Spesifikasi Alat ............................................................... 14 3.3 Variabel yang Divariasikan ............................................................... 15 3.4 Parameter yang Diukur ...................................................................... 16 xi

(12) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3.5 Alat yang Mendukung Pengambilan Data ......................................... 17 3.6 Langkah Penelitian ............................................................................ 17 3.7 Langkah Analisis Data....................................................................... 18 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 20 4.1 Hasil Penelitian .................................................................................. 20 4.2 Pembahasan ....................................................................................... 28 4.2.1. Analisis Efek Kecepatan Angin terhadap Unjuk Kerja Variasi 1, 2, dan 3 ............................................................................. 28 4.2.2. Analisis Efek Debit Aliran Air Masuk terhadap Unjuk Kerja Variasi 3, 4, dan 5 ................................................................... 35 BAB V PENUTUP ........................................................................................................ 43 5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 43 6.2 Saran .................................................................................................. 43 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 44 LAMPIRAN................................................................................................................... 46 xii

(13) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Tabel hasil pengambilan data pada debit 3 liter/jam tanpa angin pendingin (Variasi 1). ............................................................................20 Tabel 4.2. Tabel hasil pengambilan data pada debit 3 liter/jam angin pendingin 2.5 m/s (Variasi 2). ................................................................................21 Tabel 4.3. Tabel hasil pengambilan data pada debit 3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 3). ................................................................................21 Tabel 4.4. Tabel hasil pengambilan data pada debit 2.7 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 4). ...............................................................22 Tabel 4.5. Tabel hasil pengambilan data pada debit 3.3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 5). ...............................................................22 Tabel 4.6. Tabel hasil perhitungan pada debit 3 liter/jam tanpa angin pendingin (Variasi 1). ............................................................................23 Tabel 4.7. Tabel hasil perhitungan pada debit 3 liter/jam angin pendingin 2.5 m/s (Variasi 2). ......................................................................................23 Tabel 4.8. Tabel hasil perhitungan pada debit 3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 3). ......................................................................................24 Tabel 4.9. Tabel hasil perhitungan pada debit 2.7 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 4). ......................................................................................24 Tabel 4.10. Tabel hasil perhitungan pada debit 3.3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 5). ..............................................................................25 Tabel 4.11. Hasil perhitungan efektivitas APK data pada debit 3 liter/jam tanpa angin pendingin (Variasi 1). ......................................................25 Tabel 4.12. Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 3 liter/jam angin pendingin 2.5 m/s (Variasi 2). ............................................................ 26 Tabel 4.13. Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 3). ............................................................ 26 Tabel 4.14. Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 2.7 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 4). ............................................................ 27 Tabel 4.15. Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 3.3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 5). ............................................................ 27 xiii

(14) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema alat distilasi sederhana jenis bak. ......................................... 7 Gambar 2.2 Alat distilasi energi surya jenis absorber kain ................................. 8 Gambar 2.3 Skema alat penukar panas. .............................................................. 9 Gambar 3.1. Skema posisi lampu infra merah. .................................................. 13 Gambar 3.2. Skema alat distilasi air energi surya jenis absorber kain dengan tambahan APK................................................................................14 Gambar 3.3. Skema aliran air pada APK. .......................................................... 15 Gambar 4.1. Grafik perbandingan efisiensi dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca (variasi 1), variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. .....................................................................28 Gambar 4.2. Grafik perbandingan hasil air bersih pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. .............................................................28 Gambar 4.3. Grafik perbandingan ∆T pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. .....................................................................30 Gambar 4.4. Grafik perbandingan hkonveksi pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ......................................................................31 Gambar 4.5. Grafik perbandingan ΔT . hkonveksi pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ..............................................................32 xiv

(15) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 4.6. Grafik perbandingan quap pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. .....................................................................32 Gambar 4.7. Grafik perbandingan temperatur kaca dan temperatur absorber pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ..............33 Gambar 4.8. Grafik perbandingan Efektivitas APK pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ..............................................................34 Gambar 4.9. Grafik perbandingan efisiensi pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ..............................................................35 Gambar 4.10. Grafik perbandingan hasil air bersih pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s...........................................35 Gambar 4.11. Grafik perbandingan ∆T pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ...................................................................37 Gambar 4.12. Grafik perbandingan hkonveksi pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s...........................................38 xv

(16) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 4.13. Grafik perbandingan ΔT . hkonveksi pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s...........................................39 Gambar 4.14. Grafik perbandingan quap pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ...................................................................40 Gambar 4.15. Grafik perbandingan temperatur kaca dan temperatur absorber pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ....41 Gambar 4.16. Grafik efektivitas APK pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. ...................................................................41 xvi

(17) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Gambar alat distilasi air energi surya jenis absorber kain .............................................................................47 Lampiran 2 Alat Ukur yang Digunakan ........................................... 47 Lampiran 3 Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ...................................... 48 Lampiran 4 Tabel Sifat Air............................................................... 49 Lampiran 5 Sertifikat seminar nasional Re-TII ke 13. ..................... 50 xvii

(18) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air merupakan kebutuhan manusia yang penting, terutama untuk minum. Tidak semua daerah di Indonesia memiliki sumber air yang layak konsumsi, seperti masyarakat yang tinggal di daerah pantai. Sumber air yang ada sering kali telah terkontaminasi dengan tanah, bahan kimia, terutama garam (air laut). Air dalam kondisi tersebut tentu tidak dapat digunakan secara langsung, untuk itu air tersebut harus dimurnikan terlebih dahulu. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk memperoleh air yang bebas dari kontaminasi adalah dengan cara distilasi. Dalam distilasi air hanya ada dua proses yang di lakukan yaitu penguapan dan pengembunan. Proses penguapan adalah proses perubahan fase air menjadi uap yang berarti zat pengotor akan tertinggal, dan proses pengembunan adalah proses dimana uap air terkondensasi menjadi air layak konsumsi. Proses penguapan membutuhkan energi panas untuk mengubah molekul air menjadi uap air dan sumber energi panas yang mudah untuk diperoleh adalah energi surya. Alat distilasi energi surya memiliki 2 komponen utama yakni absorber dan kaca penutup. Bagian absorber berfungsi sebagai penyerap panas matahari sehingga menjadi media bagi air kotor untuk dapat menguap. Kaca penutup berfungsi untuk melapisi alat distilasi agar uap air dapat mengembun, dan juga sebagai pencegah agar energi panas tidak terbuang kembali ke lingkungan. 1

(19) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2 Unjuk kerja alat distilasi energi surya ditentukan oleh efisiensi dan jumlah massa air bersih yang dapat dihasilkan. Beberapa faktor yang akan mempengaruhi unjuk kerja alat distilasi diantaranya adalah daya serap panas absorber, luas permukaan absorber, jumlah massa/volume air yang terdapat pada alat distilasi, temperatur air yang masuk kedalam alat distilasi, lama waktu pemanasan, dan kemampuan kaca penutup untuk mengembunkan uap. Jumlah massa/volume air dalam alat distilasi tidak boleh terlalu besar karena akan menghambat proses penguapan. Alat distilasi energi surya yang umum digunakan adalah yang berjenis absorber kain. Lapisan kain memungkinkan air yang mengalir akan meresap di absorber secara merata, sehingga penguapan akan mudah terjadi. Absorber dapat menggunakan bahan dengan daya serap panas yang tinggi dan juga dapat di cat dengan warna hitam agar penangkapan panas lebih maksimal. Penambahan alat penukar kalor (APK) juga dapat mempercepat proses penguapan dengan memanaskan terlebih dahulu air yang akan masuk ke absorber. Dengan langkah yang telah ditempuh seperti diatas ternyata masih ditemukan suatu permasalahan, yaitu kurang maksimalnya proses pengembunan. Kaca penutup yang panas menghambat uap air untuk berkondensasi sehingga air hasil distilasi sedikit dan berdampak pada unjuk kerja alat distilasi yang rendah. Hal ini dapat diatasi dengan mengupayakan pendinginan kaca penutup. Langkah ini masih belum banyak diteliti, sehingga masih perlu ditinjau lebih dalam untuk mengetahui perubahan hasil air distilasi dan efisiensi aktualnya.

(20) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3 1.2. Identifikasi Masalah Pada alat distilasi energi surya terdapat dua proses yang utama yaitu penguapan dan pengembunan. Proses penguapan dimaksimalkan dengan penambahan APK yang diikuti dengan pengaturan laju aliran air yang akan masuk ke absorber, dan proses pengembunan dibantu dengan mengatur kecepatan angin pendingin kaca penutup. Penelitian ini difokuskan untuk mencari kecepatan angin pendingin dan laju aliran air masuk yang menghasilkan unjuk kerja paling baik. 1.3. Rumusan Masalah Berdasarkan dari pemaparan identifikasi masalah dapat dirumuskan rumusan masalah sebagai yaitu : 1. Bagaimana efek laju aliran air terhadap unjuk kerja alat distilasi energi surya jenis kain? 2. Bagaimana efek kecepatan angin terhadap unjuk kerja alat distilasi energi surya jenis kain? 1.4. Batasan Masalah Batasan-batasan masalah yang diterapkan dalam penelitian ini adalah: 1. Luasan destilator sebesar 0,89 m2. 2. Nilai emisifitas (ԏα) dari alat sebesar 0,81. 3. Pengujian dilakukan selama 2 jam untuk setiap variasi. 4. Temperatur absorber dianggap sebagai temperatur air yang masuk. 5. Temperatur pada kaca dianggap merata. 6. Temperatur pada absorber dianggap merata. 7. Aliran air pada absorber dianggap merata.

(21) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4 8. Energi panas dari lampu pada setiap pengujian sama. 9. Proses penguapan dan pengembunan dianalisis menggunakan persamaan Darcy Weisbach. 1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian adalah : 1. Menganalisis efek laju aliran air masuk terhadap unjuk kerja alat distilasi energi surya jenis kain . 2. Menganalisis efek kecepatan angin terhadap unjuk kerja alat distilasi energi surya jenis kain . Manfaat yang diperoleh adalah: 1. Dapat dikembangkan untuk membuat prototype dan produk teknologi alat distilasi air energi surya, sehingga membantu memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat khususnya di daerah yang kesulitan air bersih. 2. Menambah kepustakaan teknologi distilasi air energi surya.

(22) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu Distilasi merupakan proses untuk memisahkan air dengan kandungan berbahaya yang ada di dalamnya. Distilasi energi surya dapat menjadi salah satu cara untuk mendapatkan air bersih yang akan sangat berguna di masa depan. Penggunaan sirip dapat menambah luas area disitilasi sehingga temperatur dan air hasil distilasi meningkat. Material absorber menjadi salah satu hal yang harus diperhatikan untuk meningkatkan temperatur dan hasil air distilasi (Mohan, dkk., 2017). Untuk mengetahui kemampuan alat desalinasi tipe solar still dalam menyerap energi kalor matahari dan penggunaannya dalam proses kondensasi dibuat alat distiller dengan plat penyerap panas dan kain di dalamnya serta akrilik sebagai pentransmisi. Sistem kerja berawal dari air diteteskan melalui pipa dan jatuh pada kain yang akan menyerap air. Radiasi akan memanaskan plat penyerap panas melalui akrilik kemudian panas pelat memanaskan air pada kain hingga menjadi uap dan menempel pada permukaan dalam akrilik hingga terkondensasi menjadi air suling. Pengukuran volume alat sebesar 6 liter dengan luasan plat penyerap panas 900 x 550 mm. Alat ini memiliki efisiensi teoritis maksimum 25,10% dan efisiensi aktual maksimum 14.33% (Dewantara, dkk., 2018) Untuk membandingkan performansi alat distilasi air laut yang menggunakan bahan dasar kaca dan bahan dasar papan mika maka dibuat alat distilasi dengan dimensi luas alat 100 x 40 cm, tinggi dinding 20 cm, dan kemiringan penutup 30 o 5

(23) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6 yang dapat menampung air sebanyak 20 liter. Alat distilasi surya dengan bahan dasar kaca memiliki hasil lebih banyak dengan rata-rata sebesar 324 mL per hari (Adhie, dkk., 2017). Kaca penutup merupakan komponen penting dalam kolektor yang dapat mempengaruhi unjuk kerja kolektor. Secara umum diperoleh hasil bahwa dengan menggunakan dua buah kaca penutup diperoleh hasil efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan satu kaca penutup. Perbedaan suhu antara digunakan satu kaca penutup dan dua kaca penutup dapat mencapai 17 oC (Tirtoatmodjo dan Handoyo, 1999). Penelitian menggunakan pendingin udara dengan tipe kolektor plat datar, dilakukan dengan cara simulasi. Efisiensi terbaik diperoleh dengan kecepatan udara 11,76 m/s sebesar 61% (Catur, 2014). 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 (Damar, 2011).

(24) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7 2.2 Landasan Teori Sederhananya, alat distilasi energi surya memiliki dua bagian utama yaitu absorber dan kaca penutup. Bagian pendukung lainnya adalah saluran air masuk, air limbah, dan saluran air hasil distilasi. Air yang terkontaminasi yang masuk lalu menggenang di atas absorber dan energi panas matahari kemudian memanaskan air sehingga terjadi penguapan. Uap air kemudian akan terkondensasi ketika mengenai permukaan kaca penutup dan perlahan mengalir ke saluran keluar distilasi. Gambar 2.1 Skema alat distilasi sederhana jenis bak. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya proses penguapan air diantaranya adalah luasan permukaan, lama waktu pemanasan, dan temperatur air. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengembunan antara lain adalah temperatur, tekanan, dan kelembaban dari udara di sekitar. Distilasi energi surya dengan jenis absorber bak seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 merupakan jenis alat distilasi yang paling umum digunakan. Alat ini memiliki desain yang sederhana dan tidak memerlukan adanya pengatur aliran air, karena air yang terkontaminasi akan dibiarkan menggenang pada permukaan

(25) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8 absorber. Panas dari sinar matahari pun tidak ada yang terbuang karena akan terakumulasi pada air yang ada didalamnya. Namun kelemahan dari alat distilasi jenis ini adalah unjuk kerjanya yang rendah karena penguapan yang tidak efektif. Penguapan kurang efektif disebabkan karena jumlah massa air yang besar tiap satuan luas absorber. Selain itu, posisi kaca penutup dan absorber yang tidak sejajar menimbulkan adanya efek bayangan sehingga energi panas yang masuk kedalam alat menjadi berkurang. Gambar 2.2 Alat distilasi energi surya jenis absorber kain Distilasi energi surya dengan jenis absorber kain memiliki keunggulan dibanding jenis absorber bak, yaitu proses penguapan yang lebih baik. Air kotor yang masuk akan meresap ke kain dan merata di setiap bagian absorber sehingga jumlah massa air tiap satuan luasnya dapat lebih kecil dan penguapan akan mudah terjadi. Energi panas yang diterima jenis absorber kain juga lebih besar karena posisi absorber dan kaca penutup yang sejajar. Alat ini memiliki kekurangan yaitu adanya kerugian energi panas karena tidak semua air terkontaminasi yang dialirkan di absorber dapat menguap. Air yang tidak menguap akan keluar sebagai air panas dan ini merupakan kerugian

(26) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9 energi panas yang cukup besar. Diperlukan adanya pengatur laju aliran air masuk absorber agar jumlah air yang masuk dapat optimal dan meminimalisir kerugian energi panas sehingga laju penguapan lebih cepat. Air panas yang tersisa dapat dimanfaatkan untuk memanaskan air terkontaminasi yang akan masuk ke absorber. Perbedaan temperatur antara air keluar yang panas dan air masuk yang dingin memungkinkan adanya perpindahan kalor, maka dapat dilakukan penambahan penukar panas antara saluran air yang keluar dari absorber dengan saluran air yang akan masuk ke absorber (Gambar 2.3). Gambar 2.3 Skema alat penukar panas. Unjuk kerja dari alat jenis ini dapat ditingkatkan lagi dengan cara mendinginkan kaca penutup. Secara alami angin dapat membantu proses pendinginan kaca penutup karena angin dapat berhembus dan mengambil panas dari kaca. Kaca penutup dengan temperatur yang rendah dapat memaksimalkan proses pengembunan karena uap air akan dengan mudah mengembun pada permukaan yang lebih dingin. Pada kondisi penguapan dan pengembunan yang lebih cepat maka akan dihasilkan air distilasi yang lebih banyak.

(27) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10 Efisiensi alat distilasi energi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi surya yang datang selama waktu tertentu (Arismunandar, 1995) dan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : (1) ∫ dengan η adalah efisiensi distilasi (%), Ac adalah luasan kolektor (m2), dt adalah lama waktu pemanasan (detik), G adalah energi surya yang datang (Watt/m2), hfg adalah panas laten penguapan air (kJ/kg), dan m adalah massa air hasil distilasi (kg). Massa air hasil distilasi dapat diperkirakan dengan persamaan matematis berikut (Arismunandar, 1995) : ( ) (2) dengan quap adalah energi panas dari proses penguapan yang dipindahkan ke kaca (W/m2). Pw adalah tekanan parsial uap air pada temperatur air (N/m2), Pc adalah tekanan parsial uap air pada temperatur kaca (N/m2). Tw adalah temperatur air (0C). Tc adalah temperatur kaca (0C). Sedangkan energi panas dari air di absorber yang dipindahkan ke kaca secara konveksi dapat dihitung dengan persamaan : * + ⁄ (3) dengan qkonv adalah energi panas yang dipindahkan ke tutup secara konveksi (W/m2). Koefisien konveksi dapat dicari dengan persamaan : (4)

(28) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11 dengan hkonv adalah koefisien konveksi (W/m2.oC). Perpindahan energi panas dari air di absorber ke kaca secara radiasi dapat dicari dengan persamaan : (5) dengan qradiasi adalah perpindahan energi panas dari air ke kaca secara radiasi (W/m2). Panas total yang dapat dipindahkan dari air di absorber ke kaca dapat dicari dengan persamaan : (6) dengan qtotal adalah jumlah energi panas yang dapat dipindahkan dari air di absorber ke kaca (W/m2). Efektivitas dari APK yaitu perbandingan perpindahan panas aktual dengan panas maksimum yang dapat dipindahkan. Secara matematis dituliskan sebagai berikut (pane, 2014): (7) (8) (9) (10) 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/ oC). Cc adalah kapasitas panas air dingin (J/ oC). cc adalah kalor jenis air dingin (J/kg. oC). ch adalah kalor jenis air panas (J/kg. oC). Th.in adalah temperatur air panas masuk APK (oC). Th.out adalah temperatur air panas keluar APK (oC). Tc.in adalah temperatur air dingin masuk APK (oC). Tc.out adalah temperatur air dingin keluar APK (oC).

(29) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12 Pengaturan laju aliran air masuk dapat memaksimalkan proses penyerapan kalor oleh air yang mengalir pada APK maupun pada absorber, sementara angin dapat membantu pendinginan kaca. Dual hal tersebut dapat mempengaruhi nilai ΔT, semakin besar nilai ΔT maka akan semakin mudah perpindahan kalornya. Nilai qkonveksi yang membesar akan mempengaruhi nilai quap, semakin besar nilai quap maka akan semakin banyak air bersih yang dihasilkan dan berujung pada kenaikan unjuk kerja alat distilasi energi surya. 2.3 Hipotesis Bertambahnya kecepatan angin dan pengaturan laju aliran air masuk absorber dapat menghasilkan air distilasi yang lebih banyak. Angin dapat menurunkan temperatur kaca sehigga pengembunan lebih cepat. Pengaturan laju aliran air masuk absorber dilakukan agar jumlah air yang masuk dapat optimal dan laju penguapan lebih cepat. Pada kondisi penguapan dan pengembunan yang lebih cepat maka akan dihasilkan air distilasi yang lebih banyak.

(30) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metodologi Penelitian Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang didahului dengan studi literatur dari jurnal tentang penelitian yang pernah dilakukan pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain. Sumber energi panas yang digunakan pada saat penelitian adalah 6 buah lampu infrared Philips berdaya 375 Watt dengan temperatur benda hitam 2450 ᵒK yang setara energi surya sebesar 384 W/m2. Selain itu digunakan juga 3 buah kipas angin dengan pengatur kecepatannya sebagai upaya untuk mendinginkan kaca penutup. Pengambilan data dilakukan selama dua jam untuk tiap variasinya, kemudian dilanjutkan dengan pengolahan data . Gambar 3.1 Skema posisi lampu infra merah. 13

(31) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 3.2 Skema dan Spesifikasi Alat Gambar 3.2 Skema alat distilasi air energi surya jenis absorber kain dengan tambahan APK. Berdasarkan Gambar 5, berikut adalah keterangan dari skema alat distilasi energi surya yang digunakan : 1. Tangki penampungan air yang akan di distilasi 2. Alat distilasi air energi surya jenis absorber kain 3. Alat penukar kalor 4. Kerangka pendukung alat distilasi energi surya Spesifikasi dari alat distilasi energi surya jenis absorber kain adalah sebagai berikut : 1 Alat distilasi yang digunakan memiliki luasan 0,89 m2. 2 Kaca berukuran 82 cm x 121 cm dengan ketebalan 3 mm. 3 Absorber yang digunakan memiliki luasan 0,89 m2.

(32) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15 4 Jarak antara kaca dan absorber 5 cm. 5 Destilator terbuat dari mal triplek dengan tebal 12 mm. 6 Pada bagian sisi dalam dan sisi luar destilator dilapisi karet dengan tebal 5 mm. 7 Talang penampung air distilasi dan sekat kaca menggunakan plat alumunium berbentuk L dengan ukuran 1 cm x 1 cm x 117 cm. 8 Jarak antar kipas pendingin dan alat distilasi yaitu 15 cm. Gambar 3.3 Skema aliran air pada APK. Alat penukar kalor yang digunakan memiliki diameter pipa untuk saluran air panas sebesar 13 mm dengan panjang lintasan 4,75 meter. Diameter pipa untuk saluran air dingin sebesar 8,2 mm dengan panjang lintasan 4,75 meter. Aliran air dibuat berlawanan satu sama lain. 3.3 Variabel yang Divariasikan Pada penelitian ini terdapat beberapa parameter yang akan divariasikan diantaranya sebegai berikut: 1. Variasi 1 adalah variasi dengan debit aliran air masuk absorber sebesar 3 liter/jam dan kecepatan angin pendingin kaca 0 m/s.

(33) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16 2. Variasi 2 adalah variasi dengan debit aliran air masuk absorber sebesar 3 liter/jam dan kecepatan angin pendingin kaca 2 m/s. 3. Variasi 3 adalah variasi dengan debit aliran air masuk absorber sebesar 3 liter/jam dan kecepatan angin pendingin kaca 3.5 m/s. 4. Variasi 4 adalah variasi dengan debit aliran air masuk absorber sebesar 2.7 liter/jam dan kecepatan angin pendingin kaca 3.5 m/s. 5. Variasi 5 adalah variasi dengan debit aliran air masuk absorber sebesar 3.3 liter/jam dan kecepatan angin pendingin kaca 3.5 m/s. 3.4 Parameter yang Diukur Parameter yang diukur saat melakukan penelitian pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain adalah sebagai berikut : 1. Temperatur air di absorber (temperatur absorber) (TW). 2. Temperatur kaca (TC). 3. Temperatur air dari sumber (T1). 4. Temperatur air masuk absorber (T2). 5. Temperatur air limbah (T3). 6. Temperatur sekitar (Ta). 7. Temperatur air panas yang masuk ke APK (Th.in). 8. Temperatur air panas yang keluar dari APK (Th.out). 9. Temperatur air dingin yang masuk ke APK (Tc.in). 10. Temperatur air dingin yang keluar dari APK (Tc.out). 11. Air distilasi (md). 12. Energi panas dari lampu (GT).

(34) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 3.5 Alat yang Mendukung Pengambilan Data Beberapa alat yang digunakan untuk mendukung penelitian ini, antara lain. 1. Dallas Semiconductor Temperature Sensor (TDS) yang digunakan untuk mengukur temperatur pada alat distilasi. 2. Microcontroller Arduino-1.5.2 merupakan aplikasi software yang digunakan untuk pembacaan hasil dalam pengambilan data alat distilasi energi surya. 3. Sensor Level (Etape) merupakan alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air didalam penampungan air hasil terdistilasi. 4. Solarmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur intensitas energi matarari yang datang. Tetapi pada penelitian ini digunakan untuk mengukur intensitas energi lampu. 5. Gelas Ukur digunakan untuk mengukur volume air saat mengatur debit air yang akan masuk ke alat distilasi dan mengukur volume air hasil distilasi. 6. Stopwacth digunakan untuk menghitung waktu saat mengukur debit air yang akan masuk ke alat distilasi. 3.6 Langkah Penelitian Secara berurutan langkah-langkah yang dilakukan pada saat melakukan penelitian yaitu sebagai berikut: 1. Penelitian diawali dengan menyiapkan alat destiasi air energi surya jenis absorber kain (Gambar 5). 2. Mengatur debit aliran masuk ke absorber sebesar 3 liter/jam.

(35) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 3. Mengatur kecepatan angin pendingin sebesar 0 m/s. 4. Menyalakan lampu inframerah. 5. Pengambilan data dilakukan setiap 10 detik selama 2 jam. 6. Data yang diukur adalah temperatur kaca (TC), temperatur absorber (TW), temperatur air dari sumber (T1), temperatur air masuk absorber (T2), temperatur air limbah (T3), temperatur air panas yang masuk ke APK (Th.in), temperatur air panas yang keluar dari APK (Th.out), temperatur air dingin yang masuk ke APK (Tc.in), temperatur air dingin yang keluar dari APK (Tc.out), temperatur sekitar (Ta), jumlah air distilasi yang dihasilkan (mD) dan energi panas dari lampu (GT). 7. Sebelum melakukan penelitian untuk variasi yang berikutnya alat destiasi didiamkan selama 5 jam agar alat distilasi kambali dingin (temperatur awal sebelum penelitian). 8. Mengulang langkah 2 sampai 6 dengan mengubah kecepatan angin pendingin kaca 2 m/s dan 3.5 m/s. 9. Mengulang langkah 2 sampai 6 dengan menetapkan kecepatan angin pendingin sebesar 3.5 m/s dan mengubah debit aliran masuk ke absorber sebesar 2.7 liter/jam dan 3.3 liter/jam. 3.7 Langkah Analisis Data Langkah analisis efek pendinginan kaca terhadap unjuk kerja distilasi kain dilakukan dengan: 1. Analisis unjuk kerja pada variasi 1, 2, dan 3 2. Analisis hkonv dan ΔT pada variasi 1, 2, dan 3

(36) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19 Analisis efek pengaturan debit air masukan distilasi terhadap unjuk kerja distilasi kain dilakukan dengan: 1. Analisis unjuk kerja pada variasi 3, 4 dan 5 2. Analisis hkonv dan ΔT pada variasi 3, 4 dan 5

(37) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Pada saat melakukan penelitian didapatkan rata-rata energi lampu yang terukur sebesar 309.69 W/m2. Data dicatat setiap 10 detik untuk semua parameter dan dirata-rata tiap 10 menit. Rata-rata data tiap 10 menit pada semua variasi dapat dilihat pada : Tabel 4.1 Tabel hasil pengambilan data pada debit 3 liter/jam pendingin (Variasi 1). Waktu Temperatur APK Temperatur Destilator Tw Tc T1 T2 T3 Ta 0 0 0 0 0 0 C tanpa angin Th.in Th.out Tc.in Tc.out md C kg/m2 27,25 27,60 0,000 27,74 27,26 30,16 0,000 33,82 27,81 27,42 33,28 0,000 28,09 35,97 28,00 27,50 35,59 0,032 37,69 28,00 37,69 28,25 27,50 37,35 0,059 38,17 38,41 28,27 38,41 28,47 27,50 38,17 0,116 27,73 38,69 38,55 28,75 38,55 28,50 27,73 38,69 0,162 71,19 27,75 38,97 39,15 28,60 39,15 28,50 27,75 38,97 0,215 C C C C C 0 C 0 C Menit 10 43,94 41,55 27,25 27,60 27,85 27,76 27,85 27,50 20 61,37 56,18 27,26 30,16 30,71 28,02 30,71 30 67,34 62,51 27,42 33,28 33,82 27,79 40 70,60 65,95 27,50 35,59 35,97 50 73,31 68,11 27,50 37,35 60 75,44 69,78 27,50 70 76,33 70,68 80 75,65 0 C 0 90 76,26 71,65 27,75 39,00 39,50 28,93 39,50 28,50 27,75 39,00 0,265 100 78,16 72,01 27,92 38,83 39,41 28,96 39,41 28,67 27,92 38,83 0,311 110 78,76 72,67 28,00 38,52 39,25 28,91 39,25 28,70 28,00 38,52 0,399 120 79,03 73,11 28,00 38,27 39,07 28,93 39,07 28,75 28,00 38,27 0,483 20

(38) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21 Tabel 4.2 Tabel hasil pengambilan data pada debit 3 liter/jam angin pendingin 2.5 m/s (Variasi 2). Waktu Temperatur APK Temperatur Destilator Tw Tc T1 T2 T3 Ta 0 0 0 0 0 0 Th.in Th.out Tc.in md Tc.out C kg/m2 26,75 29,46 0,000 27,69 26,77 31,56 0,000 33,40 27,82 26,96 33,20 0,043 28,05 33,49 28,00 26,96 33,77 0,062 33,53 28,04 33,53 28,02 27,00 33,78 0,135 34,05 33,97 28,15 33,97 28,25 27,00 34,05 0,173 27,01 34,25 34,42 28,51 34,42 28,25 27,01 34,25 0,246 27,24 34,14 34,59 28,87 34,59 28,25 27,24 34,14 0,292 45,11 27,25 34,12 34,79 31,27 34,79 28,39 27,25 34,12 0,357 68,85 45,65 27,25 33,76 34,32 28,93 34,32 28,50 27,25 33,76 0,463 110 68,75 45,81 27,26 33,40 34,10 28,96 34,10 28,50 27,26 33,40 0,506 120 68,75 45,48 27,38 33,15 33,90 28,93 33,90 28,50 27,38 33,15 0,574 C C C C C C 0 C 0 C Menit 10 55,09 41,05 26,75 29,46 29,82 27,98 29,82 27,50 20 59,88 42,98 26,77 31,56 31,51 27,96 31,51 30 62,73 43,70 26,96 33,20 33,40 27,98 40 64,31 44,44 26,96 33,77 33,49 50 65,47 44,90 27,00 33,78 60 66,23 45,18 27,00 70 67,06 45,29 80 67,73 44,96 90 68,14 100 0 C 0 Tabel 4.3 Tabel hasil pengambilan data pada debit 3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 3). Waktu Temperatur APK Temperatur Destilator Tw Tc T1 T2 T3 Ta 0 0 0 0 0 0 Th.in Th.out Tc.in md Tc.out C kg/m2 27,50 27,67 0,000 27,77 27,50 28,96 0,000 31,04 27,75 27,50 30,10 0,000 30,71 27,75 27,50 30,13 0,055 27,93 30,35 27,75 27,50 30,00 0,104 30,19 28,27 30,19 27,61 27,57 29,77 0,162 29,66 29,87 27,76 29,87 27,37 27,68 29,66 0,227 27,75 29,29 29,56 27,07 29,56 27,25 27,75 29,29 0,272 37,98 27,75 29,11 29,50 27,00 29,50 27,34 27,75 29,11 0,318 62,90 38,08 27,75 29,00 29,45 27,00 29,45 27,50 27,75 29,00 0,463 110 62,97 37,63 27,75 28,80 29,15 27,00 29,15 27,35 27,75 28,80 0,490 120 63,07 37,51 27,75 28,62 28,91 27,05 28,91 27,18 27,75 28,62 0,574 C C C C C C 0 C 0 C Menit 10 40,46 32,59 27,50 27,67 28,00 28,00 28,00 27,75 20 55,38 36,39 27,50 28,96 30,20 27,98 30,20 30 59,48 37,58 27,50 30,10 31,04 28,02 40 60,88 37,97 27,50 30,13 30,71 27,87 50 61,64 38,16 27,50 30,00 30,35 60 62,15 37,91 27,57 29,77 70 62,31 37,73 27,68 80 62,50 37,61 90 62,59 100 0 C 0

(39) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22 Tabel 4.4 Tabel hasil pengambilan data pada debit 2.7 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 4). Waktu Temperatur APK Temperatur Destilator Tw Tc T1 T2 T3 Ta 0 0 0 0 0 0 C C C C C C Th.in 0 C Th.out 0 C Tc.in 0 C Tc.out 0 C md kg/m2 Menit 10 51,49 36,64 28,24 28,41 28,75 30,29 28,75 28,26 28,24 28,41 0,000 20 58,38 38,38 28,25 30,01 30,68 28,59 30,68 28,46 28,25 30,01 0,000 30 60,58 38,78 28,25 31,25 32,06 28,21 32,06 28,50 28,25 31,25 0,047 40 61,99 39,16 28,25 31,71 32,59 28,61 32,59 28,50 28,25 31,71 0,097 50 62,88 39,65 28,25 31,66 32,29 28,71 32,29 28,57 28,25 31,66 0,158 60 63,35 39,69 28,25 31,34 32,18 28,80 32,18 28,67 28,25 31,34 0,204 70 63,70 39,71 28,25 31,19 31,99 28,91 31,99 28,75 28,25 31,19 0,257 80 63,93 39,75 28,25 31,00 31,76 28,85 31,76 28,75 28,25 31,00 0,322 90 64,23 39,75 28,25 30,78 31,57 28,96 31,57 28,75 28,25 30,78 0,463 100 64,40 39,80 28,25 30,50 31,08 28,98 31,08 28,75 28,25 30,50 0,494 110 64,54 39,96 28,25 30,15 30,89 28,95 30,89 28,75 28,25 30,15 0,574 120 63,67 39,15 28,30 29,94 30,74 28,87 30,74 28,75 28,30 29,94 0,590 Tabel 4.5 Tabel hasil pengambilan data pada debit 3.3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 5). Waktu Temperatur APK Temperatur Destilator Tw Tc T1 T2 T3 Ta 0 0 0 0 0 0 C C C C C C Th.in 0 C Th.out 0 C Tc.in 0 C Tc.out 0 C md kg/m2 Menit 10 51,06 36,00 27,00 28,21 28,73 28,39 28,73 27,66 27,00 28,21 0,000 20 57,25 37,52 27,00 30,48 31,02 28,04 31,02 27,75 27,00 30,48 0,000 30 59,37 38,15 27,09 31,91 32,22 27,98 32,22 27,95 27,09 31,91 0,032 40 60,40 38,57 27,25 32,85 33,06 30,29 33,06 28,04 27,25 32,85 0,066 50 61,29 38,77 27,25 33,14 33,47 28,00 33,47 28,25 27,25 33,14 0,123 60 61,97 38,95 27,25 33,35 33,61 28,36 33,61 28,25 27,25 33,35 0,169 70 62,32 39,07 27,25 33,50 33,71 28,80 33,71 28,28 27,25 33,50 0,238 80 62,61 39,23 27,33 33,35 33,77 28,87 33,77 28,49 27,33 33,35 0,265 90 62,78 39,44 27,50 33,47 33,85 28,87 33,85 28,50 27,50 33,47 0,330 100 63,09 39,54 27,50 33,10 33,45 29,40 33,45 28,50 27,50 33,10 0,460 110 63,67 39,80 27,50 32,67 33,38 28,84 33,38 28,73 27,50 32,67 0,494 120 61,64 38,25 27,50 32,32 33,26 28,98 33,26 28,75 27,50 32,32 0,574

(40) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23 Menggunakan Persamaan (1), (2), (3), (4), (5) dan (6), dari data penelitian didapatkan hasil perhitungan quap, qkonv, qradiasi, qtotal, hkonv, hasil distilasi setiap 10 menit (md) dan efisiensi (ƞ) dan disajikan pada tabel : Tabel 4.6 Tabel hasil perhitungan pada debit 3 liter/jam tanpa angin pendingin (Variasi 1). Waktu Menit Tw Tc ΔT 0 0 0 C C md C 2 kg/m md kg/m2 quap W/m2 Rata - rata per 10 menit qkonveksi qradiasi qtotal 2 2 W/m W/m W/m2 hkonveksi W/m2.oC η % 10 43,94 41,55 2,39 0,000 0,000 0,00 0,00 15,36 15,36 0,00 0% 20 61,37 56,18 5,20 0,000 0,000 0,00 0,00 27,05 27,05 0,00 0% 30 67,34 62,51 4,82 0,000 0,000 0,00 0,00 30,69 30,69 0,00 0% 40 70,60 65,95 4,64 0,032 0,032 30,89 1,43 32,43 64,75 0,31 10% 50 73,31 68,11 5,20 0,059 0,027 45,44 2,02 34,57 82,02 0,41 15% 60 75,44 69,78 5,66 0,116 0,057 74,78 3,15 36,76 114,70 0,61 24% 70 76,33 70,68 5,65 0,162 0,046 89,39 3,68 38,36 131,44 0,69 29% 80 75,65 71,19 4,46 0,215 0,053 104,06 4,22 38,30 146,58 0,83 34% 90 76,26 71,65 4,61 0,265 0,050 113,81 4,56 38,41 156,78 0,91 37% 100 78,16 72,01 6,15 0,311 0,046 120,10 4,76 39,87 164,72 0,93 39% 110 78,76 72,67 6,09 0,399 0,088 139,95 5,43 41,03 186,41 1,03 45% 120 79,03 73,11 5,93 0,483 0,084 155,25 5,94 41,90 203,09 1,10 50% Tabel 4.7 Tabel hasil perhitungan pada debit 3 liter/jam angin pendingin 2.5 m/s (Variasi 2). Waktu Menit Tw Tc ΔT 0 0 0 C C Rata - rata per 10 menit md C 2 kg/m md kg/m2 quap W/m2 qkonveksi W/m2 qradiasi W/m2 qtotal W/m2 hkonveksi W/m2.oC η % 10 55,09 41,05 14,04 0,000 0,000 0,00 0,00 94,91 94,91 0,00 0% 20 59,88 42,98 16,90 0,000 0,000 0,00 0,00 106,38 106,38 0,00 0% 30 62,73 43,70 19,02 0,043 0,043 56,50 4,70 115,89 177,09 0,25 18% 40 64,31 44,44 19,87 0,062 0,019 61,06 5,00 122,53 188,59 0,26 20% 50 65,47 44,90 20,58 0,135 0,073 105,57 8,31 127,74 241,62 0,42 34% 60 66,23 45,18 21,05 0,173 0,038 112,83 8,77 131,91 253,52 0,44 36% 70 67,06 45,29 21,77 0,246 0,073 137,16 10,46 135,74 283,36 0,51 44% 80 67,73 44,96 22,77 0,292 0,046 142,35 10,76 139,55 292,66 0,52 46% 90 68,14 45,11 23,04 0,357 0,065 154,65 11,57 142,78 308,99 0,54 50% 100 68,85 45,65 23,20 0,463 0,107 180,83 13,29 145,58 339,70 0,61 58% 110 68,75 45,81 22,94 0,506 0,042 179,26 13,12 147,70 340,08 0,60 58% 120 68,75 45,48 23,26 0,574 0,069 186,64 13,58 149,64 349,86 0,62 60%

(41) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24 Tabel 4.8 Tabel hasil perhitungan pada debit 3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 3). Waktu Menit Tw Tc ΔT 0 0 0 C C md C 2 kg/m md kg/m2 quap W/m2 Rata - rata per 10 menit qkonveksi qradiasi qtotal 2 2 W/m W/m W/m2 hkonveksi W/m2.oC η % 10 40,46 32,59 7,87 0,000 0,000 0,00 0,00 47,63 47,63 0,00 0% 20 55,38 36,39 18,98 0,000 0,000 0,00 0,00 86,69 86,69 0,00 0% 30 59,48 37,58 21,90 0,000 0,000 0,00 0,00 107,39 107,39 0,00 0% 40 60,88 37,97 22,91 0,055 0,055 53,71 5,28 119,77 178,76 0,23 17% 50 61,64 38,16 23,48 0,104 0,050 81,93 7,97 128,13 218,03 0,34 26% 60 62,15 37,91 24,25 0,162 0,057 105,72 10,20 134,61 250,54 0,43 34% 70 62,31 37,73 24,58 0,227 0,065 126,99 12,21 139,58 278,78 0,51 41% 80 62,50 37,61 24,89 0,272 0,046 133,58 12,81 143,58 289,97 0,53 43% 90 62,59 37,98 24,61 0,318 0,046 138,70 13,27 146,51 298,48 0,55 45% 100 62,90 38,08 24,82 0,463 0,145 181,70 17,23 149,04 347,97 0,71 59% 110 62,97 37,63 25,35 0,490 0,027 174,71 16,56 151,41 342,67 0,68 56% 120 63,07 37,51 25,56 0,574 0,084 187,58 17,75 153,51 358,83 0,72 61% Tabel 4.9 Tabel hasil perhitungan pada debit 2.7 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 4). Waktu Menit Tw Tc ΔT 0 0 0 C C md Rata - rata per 10 menit qkonveksi qradiasi qtotal W/m2 W/m2 W/m2 C kg/m2 md kg/m2 quap W/m2 0,00 0,00 96,67 hkonveksi W/m2.oC η % 96,67 0,00 0% 10 51,49 36,64 14,85 0,000 0,000 20 58,38 38,38 20,00 0,000 0,000 0,00 0,00 116,14 116,14 0,00 0% 30 60,58 38,78 21,80 0,047 0,047 61,63 6,01 127,32 194,96 0,28 20% 40 61,99 39,16 22,83 0,097 0,050 94,91 9,04 135,00 238,95 0,41 31% 50 62,88 39,65 23,24 0,158 0,061 123,82 11,55 140,39 275,76 0,51 40% 60 63,35 39,69 23,66 0,204 0,046 133,11 12,29 144,54 289,93 0,54 43% 70 63,70 39,71 23,99 0,257 0,053 144,00 13,17 147,87 305,04 0,57 46% 80 63,93 39,75 24,18 0,322 0,065 157,77 14,30 150,56 322,64 0,61 51% 90 64,23 39,75 24,48 0,463 0,141 201,68 18,05 152,92 372,66 0,76 65% 100 64,40 39,80 24,60 0,494 0,031 193,47 17,28 154,91 365,66 0,73 62% 110 64,54 39,96 24,58 0,574 0,080 204,41 18,16 156,54 379,10 0,76 66% 120 63,67 39,15 24,51 0,590 0,015 192,36 17,09 157,75 367,20 0,72 62%

(42) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25 Tabel 4.10 Tabel hasil perhitungan pada debit 3.3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 5). Waktu Menit Tw Tc ΔT 0 0 0 C C Rata - rata per 10 menit md C kg/m2 md kg/m2 quap W/m2 qkonveksi W/m2 qradiasi W/m2 qtotal W/m2 hkonveksi W/m2.oC η % 10 51,06 36,00 15,06 0,000 0,000 0,00 0,00 97,57 97,57 0,00 0% 20 57,25 37,52 19,73 0,000 0,000 0,00 0,00 115,07 115,07 0,00 0% 30 59,37 38,15 21,22 0,032 0,032 41,68 4,25 124,86 170,79 0,19 13% 40 60,40 38,57 21,83 0,066 0,034 65,02 6,51 131,05 202,58 0,29 21% 50 61,29 38,77 22,52 0,123 0,057 96,99 9,51 135,87 242,37 0,42 31% 60 61,97 38,95 23,02 0,169 0,046 110,79 10,73 139,76 261,28 0,46 36% 70 62,32 39,07 23,25 0,238 0,069 133,47 12,76 142,82 289,05 0,54 43% 80 62,61 39,23 23,39 0,265 0,027 129,89 12,36 145,27 287,52 0,52 42% 90 62,78 39,44 23,35 0,330 0,065 143,73 13,56 147,18 304,47 0,57 46% 100 63,09 39,54 23,55 0,460 0,130 180,24 16,77 148,88 345,89 0,70 58% 110 63,67 39,80 23,87 0,494 0,034 176,09 16,32 150,54 342,95 0,67 57% 120 61,64 38,25 23,40 0,574 0,080 187,64 17,48 151,41 356,53 0,72 61% Menggunakan Persamaan (7), (8), (9), dan (10) dari data penelitian didapatkan hasil perhitungan terhadap efektivitas APK pada tabel : Tabel 4.11 Hasil perhitungan efektivitas APK data pada debit 3 liter/jam tanpa angin pendingin (Variasi 1). Temperatur APK Waktu Th,in Tc,out Qmax ε W W % 27,85 27,50 27,25 27,60 1,22 2,09 58% 20 30,71 27,74 27,26 30,16 10,36 12,00 86% 30 33,82 27,81 27,42 33,28 20,89 22,26 94% 40 35,97 28,00 27,50 35,59 27,72 29,47 94% 50 37,69 28,25 27,50 37,35 32,81 35,43 93% 60 38,41 28,47 27,50 38,17 34,59 37,95 91% 70 38,55 28,50 27,73 38,69 34,96 37,63 93% 80 39,15 28,50 27,75 38,97 37,04 39,65 93% 90 39,50 28,50 27,75 39,00 38,26 40,85 94% 100 39,41 28,67 27,92 38,83 37,34 39,95 93% 110 39,25 28,70 28,00 38,52 36,70 39,13 94% 120 39,07 28,75 28,00 38,27 35,89 38,50 93% C 0 Qh 0 C 0 Tc,in C Menit 10 0 Th,out C

(43) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26 Tabel 4.12 Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 3 liter/jam angin pendingin 2.5 m/s (Variasi 2). Temperatur APK Waktu Th,in Qh Qmax ε W W % Tc,out 0 29,82 27,50 26,75 29,46 8,07 10,68 76% 20 31,51 27,69 26,77 31,56 13,28 16,48 81% 30 33,40 27,82 26,96 33,20 19,40 22,37 87% 40 33,49 28,00 26,96 33,77 19,08 22,70 84% 50 33,53 28,02 27,00 33,78 19,18 22,72 84% 60 33,97 28,25 27,00 34,05 19,92 24,25 82% 70 34,42 28,25 27,01 34,25 21,45 25,76 83% 80 34,59 28,25 27,24 34,14 22,06 25,59 86% 90 34,79 28,39 27,25 34,12 22,28 26,23 85% 100 34,32 28,50 27,25 33,76 20,24 24,59 82% 110 34,10 28,50 27,26 33,40 19,49 23,78 82% 120 33,90 28,50 27,38 33,15 18,79 22,71 83% C 0 Tc,in C Menit 10 0 Th,out C 0 C Tabel 4.13 Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 3). Temperatur APK Waktu Th,in Tc,out Qmax ε W W % 28,00 27,75 27,50 27,67 0,58 1,76 33% 20 30,20 27,77 27,50 28,96 5,12 9,41 54% 30 31,04 27,75 27,50 30,10 9,11 12,32 74% 40 30,71 27,75 27,50 30,13 9,20 11,16 82% 50 30,35 27,75 27,50 30,00 8,73 9,91 88% 60 30,19 27,61 27,57 29,77 7,70 9,12 84% 70 29,87 27,37 27,68 29,66 6,94 7,62 91% 80 29,56 27,25 27,75 29,29 5,40 6,28 86% 90 29,50 27,34 27,75 29,11 4,77 6,09 78% 100 29,45 27,50 27,75 29,00 4,38 5,90 74% 110 29,15 27,35 27,75 28,80 3,67 4,87 75% 120 28,91 27,18 27,75 28,62 3,03 4,04 75% C 0 Qc 0 C 0 Tc,in C Menit 10 0 Th,out C

(44) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27 Tabel 4.14 Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 2.7 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 4). Temperatur APK Waktu Th,in Tc,out Qmax ε W W % 28,75 28,26 28,24 28,41 1,69 1,77 96% 20 30,68 28,46 28,25 30,01 7,72 8,46 91% 30 32,06 28,50 28,25 31,25 12,40 13,27 93% 40 32,59 28,50 28,25 31,71 14,23 15,10 94% 50 32,29 28,57 28,25 31,66 12,94 14,06 92% 60 32,18 28,67 28,25 31,34 12,20 13,66 89% 70 31,99 28,75 28,25 31,19 11,26 13,00 87% 80 31,76 28,75 28,25 31,00 10,47 12,21 86% C 0 Qh 0 C 0 Tc,in C Menit 10 0 Th,out C 90 31,57 28,75 28,25 30,78 9,82 11,56 85% 100 31,08 28,75 28,25 30,50 8,11 9,85 82% 110 30,89 28,75 28,25 30,15 7,43 9,17 81% 120 30,74 28,75 28,30 29,94 6,91 8,49 81% Tabel 4.15 Hasil perhitungan efektivitas APK pada debit 3.3 liter/jam angin pendingin 3.5 m/s (Variasi 5). Temperatur APK Waktu Th,in Tc,out Qmax ε W W % 28,73 27,66 27,00 28,21 3,73 6,03 62% 20 31,02 27,75 27,00 30,48 11,37 13,98 81% 30 32,22 27,95 27,09 31,91 14,86 17,87 83% 40 33,06 28,04 27,25 32,85 17,47 20,24 86% 50 33,47 28,25 27,25 33,14 18,17 21,63 84% 60 33,61 28,25 27,25 33,35 18,66 22,13 84% 70 33,71 28,28 27,25 33,50 18,89 22,47 84% 80 33,77 28,49 27,33 33,35 18,39 22,40 82% 90 33,85 28,50 27,50 33,47 18,62 22,10 84% 100 33,45 28,50 27,50 33,10 17,22 20,70 83% 110 33,38 28,73 27,50 32,67 16,17 20,44 79% 120 33,26 28,75 27,50 32,32 15,70 20,05 78% C 0 Qh 0 C 0 Tc,in C Menit 10 0 Th,out C

(45) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28 4.2 Pembahasan 4.2.1. Analisis Efek Kecepatan Angin terhadap Unjuk Kerja (variasi 1, 2, Efisiensi (%) dan 3). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 60 61 2 Variasi 3 50 1 Gambar 4.1 Grafik perbandingan efisiensi dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca (variasi 1), variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Air Hasil Destilasi (kg/m2. jam) 0.5 0.4 0.3 0.287 0.287 2 Variasi 3 0.241 0.2 0.1 0.0 1 Gambar 4.2 Grafik perbandingan hasil air bersih pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s.

(46) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29 Pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 menunjukkan bahwa pada variasi 1 dengan tanpa angin pendingin menghasilkan efisiensi sebesar 50% dan air bersih sebanyak 0.483 kg/m2.2jam (0.241 kg/m2.jam), variasi 2 dengan angin pendingin 2.5 m/s menghasilkan efisiensi sebesar 60% dan air bersih sebanyak 0.574 kg/m2.2jam (0.287 kg/m2.jam), dan variasi 3 dengan angin pendingin 3.5 m/s menghasilkan efisiensi sebesar 61% dan air bersih sebanyak 0.574 kg/m2.2jam (0.287 kg/m2.jam). Variasi 1 memiliki unjuk kerja yang paling rendah, karena selisih temperatur antara absorber dan kaca yang rendah. Kaca sebagai media pengembunan suhunya terlampau tinggi sehingga uap air sulit untuk mengembun. Namun terjadi kenaikan unjuk kerja yang signifikan dari variasi 1 jika dibandingkan dengan variasi 2 dan variasi 3, hal ini menunjukkan bahwa angin pendingin kaca membawa dampak positif terhadap unjuk kerja alat distilasi. Angin dapat mendinginkan permukaan kaca dan membantu proses pengembunan, sehingga uap air dapat dengan mudah mengembun. Semakin besar kecepatan angin maka semakin rendah temperatur kaca dan berdampak pada kenaikan unjuk kerja.

(47) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30 30 25 ΔT (0C) 20 Variasi 1 15 Variasi 2 10 Variasi 3 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Waktu (menit) Gambar 4.3 Grafik perbandingan ∆T pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Pada Gambar 4.3 menunjukkan bahwa adanya kenaikan nilai ∆T yang signifikan dari variasi 1 ke variasi 2 disusul dengan yang paling tinggi yaitu variasi 3. ∆T pada variasi 1 terlihat stagnan pada nilai rata-rata 5.07 0C karena temperatur kaca yang ikut memanas seiring naiknya temperatur absorber. Lalu terjadi kenaikan signifikan akibat adanya angin pendingin kaca yang menyebabkan temperatur kaca menurun, semakin tinggi kecepatan angin maka semakin menurun temperatur kacanya. Pada variasi 2 nilai ∆T memiliki rata-rata 20.70 0C yang diiringi dengan kenaikan unjuk kerja. Pada variasi 3 nilai ∆T terus bertambah hingga memiliki rata-rata 22.43 0C, namun tidak ada kenaikan pada unjuk kerja.

(48) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31 1.00 0.90 h konveksi (W/m2 0C) 0.80 0.70 0.60 0.57 0.50 0.40 0.39 2 Variasi 3 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 1 Gambar 4.4 Grafik perbandingan hkonveksi pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Gambar 4.4 menunjukkan bahwa variasi 1 memiliki hkonveksi paling tinggi yaitu 0.57 W/m2.0C. Pada variasi 2 nilai hkonveksi menjadi sebesar 0.40 W/m2.0C dan terus menurun pada variasi 3 menjadi 0,39. W/m2.0C Besarnya nilai hkonveksi menunjukkan seberapa banyak kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur sebuah bidang seluas 1m2 sebesar 10C secara konveksi. Besarnya nilai hkonveksi dipengaruhi oleh geometri alat destilasi, faktor geografis, dan masih banyak faktor lainnya.

(49) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ΔT . hkonveksi (W/m2) 32 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9.44 8.30 2.93 1 2 Variasi 3 q uap (W/m2) Gambar 4.5 Grafik perbandingan ΔT . hkonveksi pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 109.74 98.72 72.81 1 2 Variasi 3 Gambar 4.6 Grafik perbandingan quap pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s.

(50) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33 Gambar 4.5 menunjukkan bahwa adanya kenaikan jumlah kalor yang dipindahkan secara konveksi akibat proses pendinginan kaca. Semakin besar kecepatan angin maka semakin banyak kalor yang berpindah secara konveksi, besarnya ∆T menyebabkan adanya perbedaan temperatur antara absorber dan kaca, sehingga panas akan dengan mudah berpindah dan uap air semakin mudah untuk mengembun dan berimbas pada kenaikan unjuk kerja alat. Pada gambar 4.6 menunjukkan bahwa nilai quap pada variasi 1 adalah 72.81 W/m2, kemudian nilai paling tinggi terdapat pada variasi 2 yaitu 109.74 W/m2, pada variasi 3 terjadi penurunan menjadi 98.72 W/m2. Besarnya nilai menunjukkan seberapa banyak kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan air. 80 70 71.35 66.28 65.25 Temperatur (0C) 59.69 60 50 44.55 37.26 40 30 T.Absorber T.Kaca 20 10 0 1 2 Variasi 3 Gambar 4.7 Grafik perbandingan temperatur kaca dan temperatur absorber pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s.

(51) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34 100 90 90 83 75 Efektivitas APK (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 Variasi Gambar 4.8 Grafik perbandingan Efektivitas APK pada variasi 1 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam tanpa menggunakan angin pendingin kaca, variasi 2 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 2 m/s, variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Pada gambar 4.7 menunjukkan bahwa efektivitas APK menurun seiring bertambahnya kecepatan angin. Pada variasi 1 efektivitas APK 90%, pada variasi 2 menurun menjadi 83%, dan kembali menurun pada variasi 3 menjadi 75%. Hal ini dapat terjadi karena angin yang berhembus tidak hanya mengambil panas dari kaca,tetapi juga mengambil panas dari absorber, terlihat pada Gambar 4.7 bahwa temperatur absorber menurun seiring dengan bertambahnya kecepatan angin. Absorber dengan temperatur yang rendah menyebabkan air limbah yang keluar dari absorber dan akan masuk ke APK menjadi rendah, sehingga tidak banyak kalor yang berguna untuk memanaskan air dari sumber.

(52) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35 Efisiensi (%) 4.2.2. Analisis Efek Debit Aliran Air Masuk terhadap Unjuk Kerja (variasi 3, 4, dan 5) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 62 61 3 61 4 Variasi 5 Gambar 4.9 Grafik perbandingan efisiensi pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Air Hasil Destilasi (kg/m2) 0.5 0.4 0.3 0.287 0.295 0.287 0.2 0.1 0.0 3 4 Variasi 5 Gambar 4.10 Grafik perbandingan hasil air bersih pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s.

(53) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36 Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 menunjukkan bahwa terjadi kenaikan unjuk kerja dari variasi 3 sebesar 61% dengan hasil air 0.574 kg/m2.2jam (0.287 kg/m2.jam), menjadi sebesar 62% dengan hasil air 0.590 kg/m2.2jam (0.295 kg/m2.jam) pada variasi 4 dan pada variasi 5 kembali turun ke angka 61% dengan hasil air 0.574 kg/m2.2jam (0.29 kg/m2.jam). Hal ini menunjukkan bahwa pengaturan debit aliran air yang masuk ke absorber berdampak pada unjuk kerja alat distilasi. Semakin besar debit aliran air maka semakin besar juga kecepatan air yang mengalir pada alat distilasi, hal ini mmenyebabkan kuragnya energi panas yang dapat terserap kedalam air. Air yang hanya menerima sedikit energi panas akan menyebabkan kerugian panas, karena air tidak sempat menguap dan panas akan terbuang. Dalam hal ini debit yang menghasilkan unjuk kerja palig baik adalah variasi 3 dengan debit aliran air sebesar 2.7 liter/jam, karena air mengalir dengan kecepatan rendah sehingga banyak energi panas yang diserap dari APK dan absorber sehingga air mudah menguap.

(54) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37 30 25 ΔT (0C) 20 Variasi 3 15 Variasi 4 10 Variasi 5 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Waktu (menit) Gambar 4.11 Grafik perbandingan ∆T pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Pada Gambar 4.9 menunjukkan adanya kenaikan nilai ∆T dari variasi 3 dengan rata-rata sebesar 22.43 0C menjadi 22.73 0C pada variasi 4, dan menurun menjadi rata-rata sebesar 22.02 0C pada variasi 5. Hal ini dapat terjadi karena adanya kerugian panas akibat aliran air yang besar. Air yang masuk memiliki temperatur yang rendah mengalir dengan kecepatan yang tinggi menyebabkan panas dari APK dan absorber tidak dapat diserap secara maksimal. Laju aliran air dingin yang tinggi menyebabkan turunnya temperatur dari absorber dan APK.

(55) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38 0.80 h konveksi (W/m2 0C) 0.70 0.60 0.49 0.50 0.40 0.42 0.39 0.30 0.20 0.10 0.00 3 4 Variasi 5 Gambar 4.12 Grafik perbandingan hkonveksi pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Gambar 4.12 menunjukkan bahwa variasi 3 memiliki hkonveksi sebesar 0.39 W/m2.0C. Pada variasi 2 nilai hkonveksi naik menjadi sebesar 0.49 W/m2.0C dan menurun pada variasi 3 menjadi 0,42. W/m2.0C. Besarnya nilai hkonveksi menunjukkan seberapa banyak kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur sebuah bidang seluas 1m2 sebesar 10C secara konveksi. Besarnya nilai hkonveksi dipengaruhi oleh geometri alat destilasi, faktor geografis, dan masih banyak faktor lainnya

(56) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39 ΔT . hkonveksi (W/m2) 15 11.41 12 10.02 9.44 9 6 3 0 3 4 Variasi 5 Gambar 4.13 Grafik perbandingan ΔT . hkonveksi pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Pada Gambar 4.13 terlihat bahwa variasi 3 memiliki ΔT . hkonveksi sebesar 9.44 W/m2. Pada variasi 4 nilai ΔT . hkonveksi naik menjadi sebesar 11.41 W/m2 dan menurun pada variasi 5 menjadi 10.02. W/m2. Nilai ΔT . hkonveksi paling tinggi terdapat pada variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam, ini berarti variasi 4 merupakan yang paling optimal. Debit yang rendah memungkinkan perpindahan kalor yang lebih optimal karena air akan mengalir lebih lama dalam melewati bidang alat destilasi.

(57) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40 300 250 quap (W/m2) 200 187.58 192.36 187.64 3 4 5 150 100 50 0 Variasi Gambar 4.14 Grafik perbandingan quap pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. Pada Gambar 4.14 terlihat bahwa variasi 3 memiliki quap sebesar 187.58 W/m2. Pada variasi 4 nilai quap naik menjadi sebesar 192.36 W/m2 dan menurun pada variasi 5 menjadi 187.64 W/m2. Nilai quap paling tinggi terdapat pada variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam, ini berarti variasi 4 merupakan yang paling optimal. Debit yang rendah memungkinkan perpindahan kalor yang lebih optimal karena air akan mengalir lebih lama dalam melewati bidang alat destilasi.

(58) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41 70 Temperatur (0C) 61.93 59.69 60 60.62 50 39.20 37.26 40 38.61 T.Absorber 30 T.Kaca 20 10 0 3 4 Variasi 5 Efektivitas APK (%) Gambar 4.15 Grafik perbandingan temperatur kaca dan temperatur absorber pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 88 81 75 3 4 Variasi 5 Gambar 4.16 Grafik efektivitas APK pada variasi 3 dengan debit aliran air masuk 3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 4 dengan debit aliran air masuk 2.7 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s, variasi 5 dengan debit aliran air masuk 3.3 liter/jam dan angin pendingin kaca berkecepatan 3.5 m/s.

(59) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42 Pada gambar 4.16 menunjukkan bahwa efektivitas APK menurun seiring bertambahnya kecepatan angin. Pada variasi 1 efektivitas APK 90%, pada variasi 2 menurun menjadi 83%, dan kembali menurun pada variasi 3 menjadi 75%. Hal ini dapat terjadi karena angin yang berhembus tidak hanya mengambil panas dari kaca,tetapi juga mengambil panas dari absorber, terlihat pada Gambar 4.7 bahwa temperatur absorber menurun seiring dengan bertambahnya kecepatan angin. Absorber dengan temperatur yang rendah menyebabkan air limbah yang keluar dari absorber dan akan masuk ke APK menjadi rendah, sehingga tidak banyak kalor yang berguna untuk memanaskan air dari sumber.

(60) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari analisis yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1 Efisiensi dan hasil air tertinggi di antara variasi 1, 2, dan 3 diperoleh variasi 3 dengan efisiensi sebesar 61% dan hasil air sebanyak 0.574 kg/m2.2 jam (0.287 kg/m2.jam). Angin dapat menaikkan unjuk kerja alat distilasi. 2 Efisiensi dan hasil air tertinggi di antara variasi 3, 4, dan 5 diperoleh variasi 4 dengan efisiensi sebesar 62% dan hasil air sebanyak 0.590 kg/m2.2 jam (0.295 kg/m2.jam). Pengaturan debit dapat menaikkan unjuk kerja alat distilasi, tetapi debit air masuk absorber tidak boleh terlalu besar. 5.2 Saran 1 Penelitian selanjutnya disarankan untuk menggunakan alat ukur yang lebih presisi agar dalam membacaan data lebih valid 2 Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai jenis kain dan daya kapilaritasnya 43

(61) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA Agung, S., 2018. Efek Pendinginan Kaca Pada Destilasi Air Jenis Absorber Kain, Skripsi. Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. A. K. Rai, N. Singh, and V. Sachan, “Experimental Study of A Single Basin Solar Still With Water Cooling of The Glass Cover”, International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), vol.4, no.6, hal.01-07, 2013. Arismunandar, W., 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta, Pradnya Paramita. Astawa, K., 2008. Pengaruh Penggunaan Pipa Kondensat Sebagai Heat Recovery Pada Basin Type Solar Still Terhadap Efisiensi. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM, Vol 2, No. 1, hal 34-41, Juni 2008. C. Catur E. M,, Sukmawaty, M. Sumarsono dan M. Rizkawati, “Karakterisasi Kolektor Tenaga Surya Tipe Pelat Datar”. Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian dan Biosistem, vol 2, no. 1, hal. 1-8, 2014. Cengel, Y.A., 1998. Heat Trasnfer, A Practical Approach. Boston, Mc Graw Hill. D. Damar, “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, 2011. Dewantara, I. G. Y., Suyitno B. M. dkk. 2018. Desalinasi Air Laut Berbasis Energi Surya sebagai Alternatif Penyediaan Air Bersih. Jakarta : Jurnal Teknik Mesin (JTM). Vol. 07. No. 1 Mohan, I., Yadav, S., dkk. 2017. A review on solar still : A Simple Desalination Technology to obtain Potable Water. India : International Journal of Ambient Energy. 44

(62) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45 Pane, A.H., 2014. Model Contoh Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor, Heat Exchanger. Medan, Juni 2014. P. O. Agboola and Ibrahim S. Al-Mutaz, “Effect of Cooling The Glass Cover of an Inclined Solar Water Distillation Under The Climatic Condition of Riyadh, Saudi Arabia”, Desalination and Water Treatment, vol 76, hal. 1-18, 2016. Pratama, Adhie Wisnu.Nurdiana, Juli. Meicahayanti, Ika. 2017. “Pengaruh Perbedaan Jenis Plat Penyerap Kaca dan Papan Mika Terhadap Kualitas dan Kuantitas Air Minum pada Proses Destilasi Energi Surya”. Prosiding Seminar Nasional Teknologi IV Samarinda 9 November 2017 Purwadianto, D., dkk, 2017. Efek Kapilaritas Absorber Pada Unjuk Kerja Destilasi Air Energi Surya Jenis Vertikal. Jurnal Ilmiah Widya Teknik, Vol. 16, No 2, hal 67-75. Purwadianto, D., dkk, 2017. Pemodelan dan Analisis Termaldestilasi Air Energi Surya dengan Kaca Penutup Berpenampung Air. Media Teknika Jurnal Teknologi, Vol. 12, No. 2, hal 104-114, Desember 2017. Tirtoadmodjo, R., Handoyo, E. A., 1999. Unjuk Kerja Pemanas Air Jenis Kolektor Surya Plat Datar dengan Satu atau Dua Kaca Penutup. Surabaya : Jurnal Teknik Mesin Vol. 1 No. 2, hal 112-121. T. J. Jansen, Teknologi Rekayasa Surya. Bandung: PT Pradnya Paramita, 1995. Tyas, M.W., dkk, 2014. Analisis Nomografi Suhu, Laju Penguapan Dan Tekanan Udara Pada Alat Desalinasi Tenaga Surya Dengan Pengaturan Vakum. Jurnal Sumber daya Alam dan Lingkungan, Vol. 1, No. 3, hal 55-61.

(63) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar alat distilasi air energi surya jenis absorber kain. Tampak depan Permukaan kaca Tampak samping Tampak belakang 46

(64) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47 Lampiran 2. Alat Ukur yang Digunakan Gelas Ukur Sensor level (etape) Dallas Semiconductor Temperatur Sensor Microcontroller Arduino (TDS) Solar meter Stopwatch

(65) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48 Lampiran 3. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh (Sumber : T. J. Jansen : Teknologi Rekayasa Surya)

(66) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49 Lampiran 4. Tabel Sifat Air (Sumber : T. J. Jansen : Teknologi Rekayasa Surya)

(67) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 50 Lampiran 5 Sertifikat seminar nasional Re-TII ke 13.

(68)

Dokumen baru

Download (67 Halaman)
Gratis

Tags