Distribusi suhu dan vektor arah kecepatan hasil simulasi CFD diperlihatkan pada Gambar V-36 dan Gambar V-37. Rata-rata suhu dan kecepatan serta nilai ragam masing-masing
diperlihatkan pada Tabel V-10 dan Tabel V-11. Tabel V-10. Nilai ragam suhu udara pengering pada simulasi malam hari
Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4 Rak 5 Rak 6 Rak 7 Rak 8 Rata-rata seluruh rak
Ketinggian m 0.4
0.6 0.8
1.0 1.2
1.4 1.6
1.8 Suhu rata-rata
mdt 41.3
42.0 43.4
44.5 44.9
44.3 43.0
42.0 43.2
Standar deviasi suhu
o
C 0.9
1.1 2.2
2.9 0.7
1.9 1.1
0.8
2.2
Tabel V-11. Nilai ragam kecepatan udara pengering pada simulasi malam hari Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4 Rak 5 Rak 6 Rak 7 Rak 8 Rata-rata
dari rak 1 hingga rak 8
Ketinggian m 0.4
0.6 0.8
1.0 1.2
1.4 1.6
1.8 Kecepatan rata-
rata mdt 0.16
0.16 0.16
0.17 0.16
0.16 0.17
0.17 0.17
Standar deviasi kecepatan mdt
0.03 0.02
0.02 0.03
0.02 0.02
0.02 0.0 2
0.02
Tabel V-12. Nilai ragam RH udara pengering pada simulasi malam hari Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4 Rak 5 Rak 6 Rak 7 Rak 8 Rata-rata
dari rak 1 hingga rak 8
Ketinggian m 0.4
0.6 0.8
1.0 1.2
1.4 1.6
1.8 RH rata-rata 33.6
32.8 31.4
30.4 30.1
30.5 31.8
32.9 31.7
Standar deviasi RH
1.0 1.2
2.2 2.7
2.6 1.8
1.1 0.8
2.2
Gambar V-36. Distribusi suhu udara simulasi pengering pada malam hari, pada bidang XY pada Z = 1.8 m.
Gambar V-37. Vektor kecepatan udara simulasi pengering pada malam hari, pada bidang XY pada Z = 1.8 m.
Gambar V-38. Distribusi suhu udara simulasi pengering pada malam hari, pada rak 4.
Gambar V-39. Vektor kecepatan udara simulasi pengering pada malam hari, pada rak 4.
Perhitungan nilai ragam suhu, kecepatan dan RH udara pengering dari seluruh skenario dalam simulasi CFD ini dinyatakan dalam Gambar V-40, V-41 dan V-42.
0.5 1
1.5 2
2.5 3
Skenario 1 Skenario 2
Skenario 3 Malam
Percobaan lapang
N il
a i r
a g
a m s
uh u
o C
Gambar V-40. Perbandingan nilai ragam suhu antara disain skenario 1, 2, 3, skenario malam hari dan percobaan lapang Bab. IV
0.005 0.01
0.015 0.02
0.025 0.03
0.035 0.04
Skenario 1 Skenario 2
Skenario 3 Malam
N il
a i r
a g
a m k
e cep
at a
n m
dt
Gambar V-41. Perbandingan nilai ragam kecepatan pada skenario 1, 2, 3 dan skenario malam hari.
1 2
3 4
5 6
Skenario 1 Skenario 2
Skenario 3 Malam
N il
a i r
a g
a m
RH
Gambar V-42. Perbandingan nilai ragam RH pada skenario 1, 2, 3 dan skenario malam hari. Berdasarkan hasil ini, maka dapat disimpulkan bahwa disain skenario 3 dipilih karena
memiliki keragaman yang lebih baik dibandingkan dengan disain skenario 1 dan 2. Nilai ragam suhu yang diperoleh dari hasil simulasi lebih kecil dibandingkan dengan nilai ragam suhu hasil
percobaan uji lapang yang telah dilakukan pada Bab 4 dari disertasi ini, yaitu 2.4
o
C Gambar V- 39.
5.6. KESIMPULAN DAN SARAN
Aliran udara, suhu dan RH memegang peranan penting dalam proses pengeringan produk. Kombinasi nilai optimal dari ketiga parameter di atas akan memberikan performansi pengeringan
yang efisien. Pada penelitian ini telah dilakukan simulasi CFD yang menggambarkan distribusi aliran, suhu dan RH udara pengering. Validasi simulasi menggunakan pengering ERK skala
laboratorium menunjukkan hasil bahwa model memberikan kecenderungan yang sama dengan kenyataan, baik untuk suhu, kecepatan maupun RH udara di dalam ruang pengering.
Hasil simulasi menggambarkan beberapa pola aliran udara dan suhu yang diakibatkan oleh perubahan posisi inlet dan outlet. Simulasi CFD pada prototipe pengering ERK skala lapang
menunjukkan bahwa disain skenario 3 merupakan disan terpilih, karena memiliki nilai keragaman suhu, kecepatan dan RH terendah dibandingkan kedua skenario disain lainnya. Disain skenario 3
memberikan gambaran aliran udara seperti yang diharapkan, dimana udara selain untuk menghilangkan uap air dari produk juga berfungsi sebagai perata panas.
Disarankan bagi para penguna untuk menggunakan disain skenari 3 untuk mengeringkan produk-produk pertanian. Disain skenario 3 adalah pengering berukuran 3.6 x 3.6 x 2.4 m
3
. Dua buah inlet masing-masing berukuran 0.1 m x 1 m pada ketinggian 1.4 m. Dua buah outlet masing-
masing berukuran 0.2 m x 0.8 m pada ketinggian 0.8 m pada dinding yang berseberangan dengan inlet. Tiga buah kipas dengan diameter masing-masing 0.2 m digunakan sebagai perata udara
pengering. Kipas 1 kipas bawah terletak 0.2 m di depan penukar panas pada ketinggian 0.4 m dari lantai bangunan dengan daya 100 W. Kipas 2 kipas tengah terletak di tengah bangunan di
atas rak paling atas dengan daya 40 W. Kipas 3 kipas atas terletak di atas penukar panas pada ketinggian 1.8 m sejajar dengan posisi rak paling atas rak 8 dengan daya 100 W. Penukar panas
seluas 1.2 m
2
terletak 0.2 m dari dinding pada ketinggian 0.4 m dari lantai pengering. Dengan disain tersebut, dan nilai parameter kondisi awal dan kondisi batas yang sesuai
dengan hasil optimisasi maka diperoleh nilai rata-rata suhu pada seluruh rak sebesar 45.4
o
C dengan nilai ragam sebesar 1.6
o
C, dan nilai rata-rata kecepatan 0.05 mdt dengan nilai ragam 0.03 mdt, serta nilai rata-rata RH 45.6 dan nilai ragam 3.7 .
Pada malam hari disarankan hanya menggunakan kipas bawah untuk meratakan suhu dan kecepatan udara. Kipas tengah dan kipas atas sebaiknya tidak dinyalakan. Dengan kondisi
tersebut, maka diperoleh nilai rata-rata suhu pada seluruh rak sebesar 43.2
o
C dengan nilai ragam sebesar 2.2
o
C, dan nilai rata-rata kecepatan 0.17 mdt dengan nilai ragam 0.02 mdt, serta nilai ragam RH 31.7 dan nilai ragam 2.2. .
5.7. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. ASAE Standard. 1994. USA. Butts, C.L. dan D.H. Vaughan. 1987. Modeling solar heat from covered plate attic collectors.
Transaction of ASAE, vol. 306. USA. Condori, M. dan L. Saravia. 1998. The performance of forced convection greenhouse driers.
Renewable Energy, vol. 13, no. 4, pp 453-469. Britain. Dyah W. 1997. Analisis Pengeringan pada Alat Pengering Kopi Efek Rumah Kaca Berenergi
Surya. Tesis. Program Pascasarjana IPB. Bogor. Dymond, C. dan C. Kutscher. 1997. Development of flow distribution and design model for
transpired solar collectors. Solar Energy, vol. 60, no. 5, pp. 291-300. Britain. Holman, J.P. 1997. Perpindahan Kalor. Edisi keenam. Alih Bahasa: Jasjfi, E.. Penerbit Erlangga.
Jakarta. Kamaruddin A., A.H. Tambunan, Thamrin, F. Wenur, dan Dyah W. 1994. Optimisasi dalam
perencanaan alat pengering hasil pertanian dengan energi surya. Laporan Penelitian Hibah Bersaing. Bogor.
Karwito. 1998. Kajian distribusi aliran dan suhu udara dalam model alat pengering. FATETA, IPB, Bogor.
Lesmana, I. 2001. Mempelajari keseimbangan energi dan kecepatan aliran udara berdasarkan letak kipas pada model alat pengering. Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian. IPB. Bogor.
Mursalim. 1995. Uji performansi sistem pengeringan energi surya dan tungku batubara dengan bangunan tembus cahaya sebagai pembangkit panas untuk pengeringan panili Vanilla
Planifolia . FATETA IPB Bogor.
