Menghitung Kecepatan Dalam Kolektor � Menghitung Kehilangan Panas Pada Dinding

4.3.1 Menghitung Kecepatan Dalam Kolektor �

Pada perancangan kolektor ini kecepatan profil dalam kolektor tidak dihitung karena pada kolektor ditambahkan blower sehingga kecepatan udara di dalam kolektor dapat diperoleh dari alat ukur. Kecepatan udara di dalam kolektor 1 � adalah 0,735 ms, dan kecepatan kolektor 2 � adalah 0.385 ms

4.3.2 Menghitung Kehilangan Panas Pada Dinding

1. Menghitung Koefisien Konveksi Permukaan Luar Koefisien konveksi melalui udara lingkungan terhadap permukaan polyurethane, h 1 koefisien konveksi natural. Temperatur lingkungan T r vs Temperatur permukaan polyurethane T s . Penyelesaian : Diketahui : Temperatur Lingkungan T r = 35.19 o C = 308.19 K Temperatur polyurethane T s = 39.60 o C = 312.60 K Temperatur Film T f = + = 310.391 K Sifat fisik udara pada temperatur 37.391 o C :  Menghitung bilangan Grashof Gr L : Rumus: 2 3 2 cos    L T T g Gr r s L   Dimana : � = Massa jenis = 1.12682 kgm 3 � = Gravitasi = 9.81m s Ө = Kemiringan kolektor = 0 o Tf K ρ kgm 3 Cp Jkg K � x 10 7 N.sm 2 k x10 3 Wm.k α x10 6 m 2 s Pr 310.391 1.12682 1.00742 189.50455 27.06893 24.03787 0.70555 Universitas Sumatera Utara = Koefisien udara = = . = 0.003221743 1K L = Panjang kolektor = 3 m � = Viskositas = 189.50455 x 10 -7 N.sm 2 Maka : Gr L = . kg m x . m s xcos x . K x . K− . K x . − N.s Gr L = 1.3306 x 10 10  Menghitung bilangan Rayleigh Ra L : Rumus: Ra L = Gr L x Pr Dimana: Ra L = Bilangan Rayleigh Gr L = Bilangan Grashoff = 1.3306 x 10 +10 � = Bilangan Prandt = 0.70555 Maka: Ra L = 1.3306 x10 10 x 0.70555 Ra L = 9.3877 x10 9  Menghitung bilangan Nusselt Nu x : Rumus: 25 , 59 , Nu L x Ra  untuk 9 4 10 10   L Ra 3 1 1 , Nu L x Ra  untuk 13 9 10 10   L Ra Karena Ra L diantara 10 9 Ra L 10 13 maka bilangan Nusselt yang dipakai adalah: Nu x = 0.1 Ra L 13 Dimana: Universitas Sumatera Utara Nu x = Bilangan Nusselt Ra L = Bilangan Rayleigh Maka: Nu x = 0.1 x 9.3877 x10 9 13 Nu x = 210.9534419  Menghitung koefisien konveksi h 1 : Rumus: � = h . Dimana : Nu x = Bilangan Nusselt = 210.9534419 = Lebar penampang kayu = 0.145 m = Konduktivitas termal udara = 27.06893 x10 -3 Wm.K Maka: h 1 = . . . x − W .K . h 1 = 39.38126863 Wm 2 K 2. Menghitung Koefisien Konveksi Permukaan Dalam Koefisien konveksi melalui udara dalam kolektor terhadap permukaan plat, h 2 koefisien konveksi paksa. Temperatur udara dalam kolektor T r vs Temperatur permukaan Plat T s . Penyelesaian : Diketahui : Temperatur Udara Kolektor T r = 69.64 o C = 342.64 K Temperatur Plat T s = 109.21 o C = 382.21 K Temperatur Film T f = + = 362,424 o C h 1 = � . Universitas Sumatera Utara Sifat fisik udara pada temperatur 89.424 o C :  Menghitung bilangan reynold Rumus : Re L = . Dimana : Re L = Bilangan Reynold v = Kecepatan udara = 0.735 ms L = Panjang kolektor = 3 m ν = Viskositas kinematic = 22.16985 x 10 -6 m 2 s maka : Re L = . . . − Re L = 9.9459 . 10 4  Menghitung bilangan Nussel Rumus : Nu L = 0.664 . Re L 12 . Pr 13 Dimana : Nu L = Bilangan Nussel Re L = Bilangan Reynold = 9.9459 . 10 4 Pr = Bilangan Prandl = 0.69826 Maka : Tf K ν x 10 6 m 2 s k x10 3 Wm.k Pr 362.424 22.16985 30.91938 0.69826 Universitas Sumatera Utara Nu L = 0.664 . 9.9459 . 10 4 12 . 0.69826 13 Nu L = 185.801  Menghitung koefisien konveksi h 2 Rumus : h L = . � Dimana : h L = koefisien konveksi k = konduktifitas = 30.91938 . 10 -3 Wm.K Nu L = Bilangan Nussel = 185.801 L = panjangng kolektor = 3 m Maka : h L = . . − . . h L = 1.91495 Wm 2 .K 3. Perhitungan Kehilangan Panas Pada Sisi Dinding Rumus: Q = �. � � − = ℎ + ℎ� + � + � � + � � � + ℎ Dimana : h 1 = Koefisien konveksi permukaan luar Wm 2 .K k polyurethane = Konduktifitas termal polyurethane Wm.K k sterofoam = Konduktifitas termal sterofoam Wm.K k rockwoll = Konduktifitas termal rockwoll Wm.K k aluminium = Konduktifitas termal aluminium Wm.K h 2 = Koefisien konveksi permukaan dalam Wm 2 .K t 1 = Tebal polyurethane m Universitas Sumatera Utara t 2 = Tebal sterofoam m t 3 = Tebal rockwoll m t 4 = Tebal plat aluminium m A = Luas total sisi dinding Penyelesaian : = − .� + .� + .� + �.� � + � �� + .�� Keterangan : � = ℎ . .� = . W .K x . = 0.05837 KW .� = .� = . , . . = 0.499750125 KW .� = .� = . , . . = 3.295110057 KW � .� � = �.� = . , . . = 4.384811015 KW � � � = � .� = . . . = 1.73638 .10 -5 KW � = ℎ .� = . . x . = 4.297990839 KW Maka : = . K − . K . K W + . K W + . K W + . K W + . x − K W + . KW = . Karena bagian dinding boks terdiri dari 2 sisi maka total kehilangan panas dinding adalah . x 2 = � � = 11.80914 Watt Tiap 15 menit.

4.3.3 Perhitungan Kehilangan Panas Pada Sisi Alas