Dimensi Kompor Surya 79.75 ANALISIS DATA

36

BAB IV ANALISIS DATA

4.1 Dimensi Kompor Surya

Berikut adalah gambar desain dan dimensi dari kompor surya yang dilengkapi dengan sebuah absorber miring dan sekat pembatas. Gambar 4.1 dimensi kompor surya Keterangan gambar 4.1 : 1 Dinding kayu tebal 15 mm, = 0,19 2 Styrofoam tebal 40 mm, = 0,036 3 Rockwoll tebal 50 mm, = 0,042 4 Plat aluminium tipe A380 tebal 2 mm, = 237 5 Kaca double glass tipe plat tebal 5 mm, = 1,4 6 Sekat pembatas tebal 3 mm 6 Universitas Sumatera Utara 37

4.2 Data Pengujian

Data hasil pengujian dibedakan menjadi dua, yaitu pengujian tanpa sekat dan pengujian dengan penambahan sekat.

4.2.1 Pengujian Kompor Surya Tanpa Sekat

Pengambilan data dalam pengujian ini dilakukan sebanyak tiga kali dan akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik. A. Pengujian Pertama Pengujian pertama kompor surya tanpa sekat dilakukan pada tanggal 11 juni 2014. Berikut akan ditampilkan tabel pencapaian temperatur maksimum dalam pengujian pertama ini. data selangkapnya dapat dilihat pada lampiran. Tabel 4.1 Temperatur maksimum pengujian pertama tanpa sekat No Titik Pengukuran Waktu WIB Temperatur Max °C 1. Plat Datar 12:26 108,23 2. Plat Miring 10:49 112,94 3. Air 12:40 87,83 4. Lingkungan 13:41 37,23 Gambar 4.2 Grafik temperatur vs waktu pengujian pertama tanpa sekat Universitas Sumatera Utara 38 B. Pengujian Kedua Pengujian kedua kompor surya tanpa sekat dilakukan pada tanggal 12 juni 2014. Berikut akan ditampilkan tabel pencapaian temperatur maksimum dalam pengujian kedua tersebut. data selangkapnya dapat dilihat pada lampiran. Tabel 4.2 Temperatur maksimum pengujian kedua tanpa sekat No Titik Pengukuran Waktu WIB Temperatur Max °C 1. Plat Datar 13:11 91,15 2. Plat Miring 10:28 96,65 3. Air 14:20 77,97 4. Lingkungan 13:54 35,05 Gambar 4.3 Grafik temperatur vs waktu pengujian kedua tanpa sekat C. Pengujian Ketiga Pengujian ketiga kompor surya tanpa sekat dilakukan pada tanggal 13 juni 2014. Berikut akan ditampilkan tabel pencapaian temperatur maksimum dalam pengujian kedua tersebut. data selangkapnya dapat dilihat pada lampiran. Universitas Sumatera Utara 39 Tabel 4.3 Temperatur maksimum pengujian ketiga tanpa sekat No Titik Pengukuran Waktu WIB Temperatur Max °C 1. Plat Datar 13:09 104,08 2. Plat Miring 11:36 110,02 3. Air 13:54 88,75 4. Lingkungan 13:36 37,18 Gambar 4.4 Grafik temperatur vs waktu pengujian ketiga tanpa sekat

4.2.2 Pengujian Kompor Surya Dengan Penambahan Sekat

Pengambilan data dalam pengujian ini dilakukan sebanyak tiga kali dan akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik. A. Pengujian Pertama Pengujian pertama kompor surya dengan penambahan sekat dilakukan pada tanggal 7 juni 2014. Berikut akan ditampilkan tabel pencapaian temperatur maksimum dalam pengujian pertama ini. data selangkapnya dapat dilihat pada lampiran. Universitas Sumatera Utara 40 Tabel 4.4 Temperatur maksimum pengujian pertama dengan penambahan sekat No Titik Pengukuran Waktu WIB Temperatur Max °C 1. Plat Datar 14:13 99,98 2. Plat Miring 12:03 88,82 3. Air 14:24 88,90 4. Sekat 12:00 106,97 5. Lingkungan 14:19 38,73 s Gambar 4.5 Grafik temperatur vs waktu pengujian pertama dengan sekat B. Pengujian Kedua Pengujian kedua kompor surya dengan penambahan sekat dilakukan pada tanggal 8 juni 2014. Berikut akan ditampilkan tabel pencapaian temperatur maksimum dalam pengujian kedua tersebut. data selangkapnya dapat dilihat pada lampiran. Universitas Sumatera Utara 41 Tabel 4.5 Temperatur maksimum pengujian kedua dengan sekat No Titik Pengukuran Waktu WIB Temperatur Max °C 1. Plat Datar 13:00 99,15 2. Plat Miring 13:02 90,15 3. Air 13:39 85,65 4. Sekat 12:59 106,37 5. Lingkungan 13:51 38,25 Gambar 4.6 Grafik temperatur vs waktu pengujian kedua dengan sekat C. Pengujian Ketiga Pengujian ketiga kompor surya dengan penambahan sekat dilakukan pada tanggal 14 juni 2014. Berikut akan ditampilkan tabel pencapaian temperatur maksimum dalam pengujian kedua tersebut. data selangkapnya dapat dilihat pada lampiran. Universitas Sumatera Utara 42 Tabel 4.6 Temperatur maksimum pengujian ketiga dengan penambahan sekat No Titik Pengukuran Waktu WIB Temperatur Max °C 1. Plat Datar 12:36 105,65 2. Plat Miring 12:27 97,80 3. Air 13:14 81,68 4. Sekat 12:19 111,05 5. Lingkungan 14:30 36,96 Gambar 4.7 Grafik temperatur vs waktu pengujian ketiga dengan sekat

4.3 Analisis Energi Panas

4.3.1 Analisis Energi Panas Kompor Surya Tanpa Sekat

Energi panas yang terdapat pada pengujian ini adalah terdiri dari energi panas yang diserap kolektor, energi panas yang lepas, dan energi panas yang digunakan. Universitas Sumatera Utara 43

A. Energi panas yang diserap kolektor

Panas yang diserap oleh permukaan kolektor dalam pengujian ini merupakan penjumlahan dari penyerapan kolektor bidang datar dan penyerapan kolektor bidang miring. Selama 8 jam pengujian per harinya panas total yang diserap oleh kolektor dihitung dengan persamaan 2.11 sebagai berikut : Q datar = ∑I. A. Dimana : Q datar I = Intensitas radiasi rata-rata hari selama pengujian Wm = Energi panas yang diserap kolektor datar J 2 A = Luas penampang = 0,59 x 0,59 = 0,3481 m 2 = Waktu = Selama 8 jam pengujian s = Efisiensi Kaca = 90  Pengujian Pertama Pengujian pertama dilakukan pada tanggal 11 juni 2014 dimana hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.7 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa sekat pada pengujian pertama untuk bidang datar. Waktu WIB T plat datar T °C air Radiasi Matahari Wm °C 2 I datar MJm 2 09:01-10:00 67,16 53,75 519,15 1,87 10:01-11:00 89,52 73,42 658,11 2,37 11:01-12:00 102,46 85,30 723,47 2,60 12:01-13:00 107,26 87,64 766,15 2,76 13:01-14:00 100,57 86,89 640,50 2,31 14:01-15:00 78,04 80,17 297,24 1,07 15:01-16:00 68,20 72,11 271,29 0,98 16:01-17:00 50,05 57,26 148,79 0,54 TOTAL 14,49 Universitas Sumatera Utara 44 Q datar = 14,49 MJm 2 x 0,3481 m 2 x 0,9 = 4,54 MJ Q miring = ∑ I T . A. Dimana : I T = Radiasi matahari pada bidang miring sudut 60 o A = Luas penampang = 0,903 x 0,59 = 0,5327 m 2 = Waktu = Selama 8 jam pengujian s = Efisiensi Kaca = 90 Menentukan I 23,086 365 162 284 360 sin 45 , 23 365 284 360 sin 45 , 23 =       + =       + = δ δ δ n T Menentukan sudut deklinasi δ Menentukan radiasi ekstraterestial pada permukaan horizontal 2 6 MJm 3,6544 086 , 23 sin 43 , 3 sin 360 45 30 2 45 sin 30 sin 086 , 23 cos 43 , 3 cos 1353 10 2 3600 24 =     − − − + − − − = o o I x x x x I π π Menentukan radiasi sebaran bidang miring Dari pengukuran HOBO di dapat I = 1,869 MJm Maka, dari grafik fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global untuk II 2 o = 1,8693,6544 = 0,511, fraksi sebarannya adalah IdI = 0,625, Sehingga diperoleh Id = 1,168 MJm 2 Sehingga didapat radiasi sebaran untuk bidang miring       + = 2 cos 1 β d dT I I     − + − = δ φ ω ω π ω ω δ φ π sin sin 360 2 sin sin cos cos 10 2 3600 24 1 2 1 2 6 x xG x x I sc o Universitas Sumatera Utara 45 2 876 , 2 60 cos 1 168 , 1 m MJ I I dT dT =       + = Gambar 4.8 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global pengujian pertama tanpa sekat Menentukan radiasi sorotan terhadap bidang miring I b = I – I d = 1,1869 – 1,168 = 0,7008 MJm 2 2 . 0324 , 45 cos 43 , 3 cos 086 , 23 cos 43 , 3 sin 086 , 23 sin 45 cos 60 43 , 3 cos 086 , 23 cos 60 43 , 3 sin 086 , 23 sin 7008 , cos cos cos sin sin cos cos cos sin sin m MJ I I I I bT bT b bT = − + − − + − = + − + − = ω φ δ φ δ ω β φ δ β φ δ . Menentukan radiasi pantulan terhadap bidang miring reflektansi α=0,2 2 . 2803 , 2 60 cos 1 168 , 1 7008 , 2 , 2 cos 1 m MJ I I I I I rT rT d b rT =       − + =       − + = β α Sehingga didapat : 2 1888 , 1 2803 , 876 , 0324 , m MJ I I I I I I T T rT dT bT T = + + = + + = 0,625 Universitas Sumatera Utara 46 Selanjutnya dilakukan perhitungan I T total perhari selama 8 jam pengujian mulai pukul 09:01 WIB sampai dengan pukul 17:00 WIB dengan menggunakan M.s excel, sehingga dapat ditabelkan sebagai berikut. Tabel 4.8 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa sekat pada pengujian pertama untuk bidang miring. Waktu WIB θz °C Io MJm 2 I dt MJm 2 I bt MJm 2 I rt MJm 2 I T MJm 2 09:01-10:00 47.72 3.65 0.88 0.03 0.28 1.19 10:01-11:00 35.04 4.24 0.93 0.15 0.36 1.44 11:01-12:00 24.43 4.54 0.93 0.24 0.39 1.56 12:01-13:00 19.66 4.54 0.83 0.32 0.41 1.56 13:01-14:00 24.43 4.24 0.86 0.21 0.35 1.42 14:01-15:00 35.04 3.65 0.74 0.01 0.16 0.91 15:01-16:00 47.72 2.83 0.54 0.01 0.15 0.70 16:01-17:00 61.15 1.82 0.38 -0.01 0.08 0.45 TOTAL 9.23 Maka, Q miring = ∑ I T . A. = 9,23 MJm 2 x 0,5327 m 2 = 4,428 MJ x 0,9 Sehingga didapat total energi panas yang diserap kolektor perhari pada pengujian pertama kompor surya tanpa sekat adalah : Q serap = Q datar + Q miring = 8,968 MJ = 4,54 MJ + 4,428 MJ  Pengujian Kedua Pengujian pertama dilakukan pada tanggal 12 juni 2014 dimana hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut. Universitas Sumatera Utara 47 Tabel 4.9 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa sekat pada pengujian kedua untuk bidang datar. Waktu WIB T plat datar T °C air Radiasi Matahari Wm °C 2 I datar MJm 2 09:01-10:00 54.92 36.83 470.79 1.69 10:01-11:00 73.79 51.20 505.44 1.82 11:01-12:00 78.09 62.97 532.52 1.92 12:01-13:00 84.75 70.83 606.44 2.18 13:01-14:00 84.43 76.32 554.56 2.00 14:01-15:00 76.76 77.50 398.29 1.43 15:01-16:00 69.54 74.77 313.79 1.13 16:01-17:00 60.19 69.42 175.58 0.63 TOTAL 12.81 Q datar = 14,81 MJm 2 x 0,3481 m 2 x 0,9 = 4,01 MJ Q miring = ∑ I T . A. Dimana : I T = Radiasi matahari pada bidang miring sudut 60 o A = Luas penampang = 0,903 x 0,59 = 0,5327 m 2 = Waktu = Selama 8 jam pengujian s = Efisiensi Kaca = 90 Menentukan I 23,153 365 163 284 360 sin 45 , 23 365 284 360 sin 45 , 23 =       + =       + = δ δ δ n T Menentukan sudut deklinasi δ Menentukan radiasi ekstraterestial pada permukaan horizontal     − + − = δ φ ω ω π ω ω δ φ π sin sin 360 2 sin sin cos cos 10 2 3600 24 1 2 1 2 6 x xG x x I sc o Universitas Sumatera Utara 48 2 6 MJm 3,6529 153 , 23 sin 43 , 3 sin 360 45 30 2 45 sin 30 sin 153 , 23 cos 43 , 3 cos 1353 10 2 3600 24 =     − − − + − − − = o o I x x x x I π π Menentukan radiasi sebaran bidang miring Dari pengukuran HOBO di dapat I = 1,695 MJm Maka, dari grafik fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global untuk II 2 o = 1,6953,6529 = 0,464, fraksi sebarannya adalah IdI = 0,701, Sehingga diperoleh Id = 1,188 MJm 2 Sehingga didapat radiasi sebaran untuk bidang miring       + = 2 cos 1 β d dT I I 2 88 , 2 60 cos 1 188 , 1 m MJ I I dT dT =       + = Gambar 4.9 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global pengujian kedua tanpa sekat Menentukan radiasi sorotan terhadap bidang miring I b = I – I d = 1,695 – 1,188 = 0,506 MJm 2 . 0,701 Universitas Sumatera Utara 49 2 . 0226 , 45 cos 43 , 3 cos 153 , 23 cos 43 , 3 sin 153 , 23 sin 45 cos 60 43 , 3 cos 153 , 23 cos 60 43 , 3 sin 153 , 23 sin 7008 , cos cos cos sin sin cos cos cos sin sin m MJ I I I I bT bT b bT = − + − − + − = + − + − = ω φ δ φ δ ω β φ δ β φ δ Menentukan radiasi pantulan terhadap bidang miring reflektansi α=0,2 2 . 254 , 2 60 cos 1 188 , 1 506 , 2 , 2 cos 1 m MJ I I I I I rT rT d b rT =       − + =       − + = β α Sehingga didapat : 2 168 , 1 254 , 891 , 0226 , m MJ I I I I I I T T rT dT bT T = + + = + + = Selanjutnya dilakukan perhitungan I T Tabel 4.10 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa sekat pada pengujian kedua untuk bidang miring. total perhari selama 8 jam pengujian mulai pukul 09:01 WIB sampai dengan pukul 17:00 WIB dengan menggunakan M.s excel, sehingga dapat ditabelkan sebagai berikut. Waktu WIB θz °C Io MJm 2 I dt MJm 2 I bt MJm 2 I rt MJm 2 I T MJm 2 09:01-10:00 47.74 3,65 0.89 0.02 0.25 1.17 10:01-11:00 35.08 4,24 1.06 0.06 0.27 1.39 11:01-12:00 24.49 4,54 1.14 0.07 0.29 1.50 12:01-13:00 19.72 4,54 1.11 0.13 0.33 1.57 13:01-14:00 24.49 4,24 1.05 0.11 0.30 1.46 14:01-15:00 35.08 3,65 0.90 0.03 0.22 1.15 15:01-16:00 47.74 2,83 0.70 0.01 0.17 0.88 16:01-17:00 61.16 1,82 0.43 -0.01 0.09 0.52 TOTAL 9.62 Universitas Sumatera Utara 50 Maka, Q miring = ∑ I T . A. = 9,62 MJm 2 x 0,5327 m 2 = 4,612 MJ x 0,9 Sehingga didapat total energi panas yang diserap kolektor perhari pada pengujian kedua kompor surya tanpa sekat adalah : Q serap = Q datar + Q miring = 8,624 MJ = 4,012 MJ + 4,612 MJ  Pengujian Ketiga Pengujian ketiga dilakukan pada tanggal 13 juni 2014 dimana hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.11 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa sekat pada pengujian ketiga untuk bidang datar. Waktu WIB T plat datar T °C air Radiasi Matahari Wm °C 2 I datar MJm 2 09:01-10:00 62.23 39.92 534.23 1.92 10:01-11:00 79.71 52.87 595.23 2.14 11:01-12:00 95.39 66.46 736.67 2.65 12:01-13:00 102.69 78.95 772.15 2.78 13:01-14:00 100.64 87.17 691.60 2.49 14:01-15:00 86.48 87.36 402.73 1.45 15:01-16:00 73.75 83.17 295.73 1.06 16:01-17:00 67.41 78.14 199.71 0.72 TOTAL 15.22 Q datar = 15,22 MJm 2 x 0,3481 m 2 = 4,77 MJ x 0,9 Universitas Sumatera Utara 51 Q miring = ∑ I T . A. Dimana : I T = Radiasi matahari pada bidang miring sudut 60 o A = Luas penampang = 0,903 x 0,59 = 0,5327 m 2 = Waktu = Selama 8 jam pengujian s = Efisiensi Kaca = 90 Menentukan I 23,214 365 164 284 360 sin 45 , 23 365 284 360 sin 45 , 23 =       + =       + = δ δ δ n T Menentukan sudut deklinasi δ Menentukan radiasi ekstraterestial pada permukaan horizontal 2 6 MJm 3,651 214 , 23 sin 43 , 3 sin 360 45 30 2 45 sin 30 sin 214 , 23 cos 43 , 3 cos 1353 10 2 3600 24 =     − − − + − − − = o o I x x x x I π π Menentukan radiasi sebaran bidang miring Dari pengukuran HOBO di dapat I = 1,923 MJm Maka, dari grafik fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global untuk II 2 o = 1,9233,651 = 0,527, fraksi sebarannya adalah IdI = 0,595, Sehingga diperoleh Id = 1,144 MJm 2 Sehingga didapat radiasi sebaran untuk bidang miring       + = 2 cos 1 β d dT I I 2 858 , 2 60 cos 1 144 , 1 m MJ I I dT dT =       + =     − + − = δ φ ω ω π ω ω δ φ π sin sin 360 2 sin sin cos cos 10 2 3600 24 1 2 1 2 6 x xG x x I sc o Universitas Sumatera Utara 52 Gambar 4.10 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global pengujian ketiga tanpa sekat Menentukan radiasi sorotan terhadap bidang miring I b = I – I d = 1,923 – 1,144 = 0,779 MJm 2 2 . 0337 , 45 cos 43 , 3 cos 214 , 23 cos 43 , 3 sin 214 , 23 sin 45 cos 60 43 , 3 cos 214 , 23 cos 60 43 , 3 sin 214 , 23 sin 779 , cos cos cos sin sin cos cos cos sin sin m MJ I I I I bT bT b bT = − + − − + − = + − + − = ω φ δ φ δ ω β φ δ β φ δ . Menentukan radiasi pantulan terhadap bidang miring reflektansi α=0,2 2 . 2884 , 2 60 cos 1 144 , 1 779 , 2 , 2 cos 1 m MJ I I I I I rT rT d b rT =       − + =       − + = β α Sehingga didapat : 2 1804 , 1 2884 , 858 , 0337 , m MJ I I I I I I T T rT dT bT T = + + = + + = Selanjutnya dilakukan perhitungan I T total perhari selama 8 jam pengujian mulai pukul 09:01 WIB sampai dengan pukul 17:00 WIB dengan menggunakan M.s excel, sehingga dapat ditabelkan sebagai berikut. 0,595 Universitas Sumatera Utara 53 Tabel 4.12 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa sekat pada pengujian ketiga untuk bidang miring. Waktu WIB θz °C Io MJm 2 I dt MJm 2 I bt MJm 2 I rt MJm 2 I T MJm 2 09:01-10:00 47.76 3.65 0.86 0.03 0.29 1.18 10:01-11:00 35.11 4.23 1.02 0.10 0.32 1.45 11:01-12:00 24.53 4.53 0.94 0.25 0.40 1.59 12:01-13:00 19.78 4.53 0.82 0.32 0.42 1.55 13:01-14:00 24.53 4.23 0.89 0.23 0.37 1.49 14:01-15:00 35.11 3.65 0.91 0.03 0.22 1.16 15:01-16:00 47.76 2.83 0.60 0.01 0.16 0.77 16:01-17:00 61.17 1.82 0.46 -0.02 0.11 0.55 TOTAL 9.74 Maka, Q miring = ∑ I T . A. = 9,74 MJm 2 x 0,5327 m 2 = 4,668 MJ x 0,9 Sehingga didapat total energi panas yang diserap kolektor perhari pada pengujian ketiga kompor surya tanpa sekat adalah : Q serap = Q datar + Q miring = 9,438 MJ = 4,77 MJ + 4,668 MJ  Perbandingan Besar Radiasi Bidang Datar dan Bidang Miring Besar radiasi matahari yang mampu diserap oleh kolektor bidang datar dan bidang miring tentu berbeda karena dipengaruhi oleh sudut kemiringan terhadap bidang horizontal. Berikut tabel perbandingan antara radiasi yang mampu diserap bidang datar dan bidang miring. Universitas Sumatera Utara 54 Tabel 4.13 Perbandingan radiasi yang diserap kolektor bidang datar dan bidang miring kompor surya tanpa sekat.

B. Energi panas yang dilepas

Panas yang hilang dari kompor surya ini disebabkan karena adanya perpindahan panas konveksi dan konduksi dari tiap dinding, alas dan kaca penutup kompor surya tersebut. 1. Panas Hilang Melalui Dinding Datar Kehilangan panas total pada dinding merupakan penjumlahan panas yang hilang pada keempat sisi kotak datar, yaitu : Q dinding = Q d1 + Q d2 + Q d3 + Q d4 Dimana : U = Koefisien perpindahan panas menyeluruh A = Luas permukaan bidang m 2 T = Temperatur plat datar °C T = Temperatur lingkungan luar °C t = Tebal lapisan isolasi m h 1 = Koefisien konveksi permukaan dalam Wm 2 h . K 2 = Koefisien konveksi permukaan luar Wm 2 . K Dari hasil pengujian rata-rata perhari, didapat data sabagaimana ditunjukan pada tabel berikut : Tgl Uji ∑I datar MJm 2 ∑I miring MJm 2 Galat 11 juni 14.49 9.23 36.30 12 juni 12.81 9.62 24.90 13 juni 15.22 9.74 36.01 Universitas Sumatera Utara 55 Tabel 4.14 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur bidang datar kompor surya tanpa sekat  Menentukan koefisien konveksi permukaan dalam h 1 Hal ini diukur pada temperatur film, yaitu temperatur rata-rata antara ruang masak dan plat datar. T f = = 79,155 °C = 352,15 K Sifat fisik udara pada T = 352,15 K adalah ρ = 0,9896 kgm 3 , Cp = 1,0092 kJkg.K, µ = 209,14 x 10 -7 N.sm, v = 21,16 m 2 Menentukan Bilangan Reyleigh dengan persamaan 2.12 s, k = 30,16 Wm.K, dan Pr = 0,6996 Dimana : β =1 T r g = percepatan gravitasi 9,81 ms = 1 351,56 K 2 L = panjang karakteristik Luas permukaan keliling permukaan = = 0,1475 m α = difusivitas thermal = = 3,02 x 10 v = viskositas kinematik -5 = = 2,11 x 10 -5 Tgl Uji Volume Truang °C T °C Ta °C 11 juni 1 liter 81.52 33.26 82.91 12 juni 2 liter 71.38 32.98 72.81 13 juni 3 liter 82.78 33.73 83.54 Rata-rata 78.56

33.32 79.75

Universitas Sumatera Utara 56 Maka : = 166969,8948 Mencari bilangan Nusselt = = 4,47 Maka akan didapat koefisien konveksi udara dalam Rumus : = = = = 0,91 Wm 2 .K  Menentukan koefisien konveksi permukaan luar h 2 Hal ini diukur pada temperatur film, yaitu temperatur rata-rata antara dinding kayu dan udara lingkungan. Temperatur rata-rata perhari untuk dinding kayu dan lingkungan adalah T s T = 41,69 °C, dan T ∞ = 33,32 °C, maka : f = = 37,505 °C = 310,51 K Sifat fisik udara pada T = 310,51 K adalah ρ = 1,1264 kgm 3 , Cp = 1,0074 kJkg.K, µ = 189,56 x 10 -7 N.sm, v = 16,947 m 2 Menentukan bilangan Reynold dengan persamaan 2.6 s, k = 27,077 Wm.K, dan Pr = 0,7055 Re = Dimana : 1,56 ms dari data hobo Universitas Sumatera Utara 57 = 0,785 m Re = Re = 72.769,151 Mencari bilangan Nusselt Karena bilangan Re = 72.769,151 5 x maka tergolong aliran laminar, Sehingga bilangan Nusseltnya adalah : 79,74 Maka didapat : = = 2,75 Wm 2 Untuk dinding 1 .K Dimana : Universitas Sumatera Utara 58 Maka : = 3,0407 W Karena ruang masak kotak datar bebentuk persegi dengan luas sisi yang sama, maka nilai kehilangan panas dari setiap dinding datar adalah sama, kecuali pada dinding yang ada penambahan bidang miringnya. Q d1 = Q d2 = Q d3 dan Q d1 ≠ Q d4 Untuk dinding 4 Dimana : Maka : Universitas Sumatera Utara 59 = 1,3573 W Sehingga di dapat kehilangan panas total untuk dinding datar kompor surya adalah sebagai beriktut : Q dinding total = Q d1 + Q d2 + Q d3 + Q d4 = 3.Q d1 + Q = 3 x 3,0407 W + 1,3573 W d4 = 10,4796 W Maka, Energi panas total yang hilang melalui dinding kompor surya adalah 10,48 W 2. Panas Hilang Melalui Alas Datar Kehilangan panas melalui alas datar merupakan panas hilang yang melalui bawah plat kolektor datar. Kehilangan panas ini akan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Dimana : Maka : Universitas Sumatera Utara 60 = 5,657 W Maka, Energi panas total yang hilang melalui alas bawah kolektor datar kompor surya adalah 5,657 W 3. Panas Hilang Melalui Pintu Kaca Datar Kaca yang digunakan sebagai penutup adalah kaca double glass dengan ukuran 0,59 m x 0,59 m dan tebal kaca 0,005 m. Untuk menghitung panas yang hilang melalui pintu kaca datar terlebih dahulu dicari koefisien konveksi lingkungan luar kaca dan koefisien konveksi antar kedua kaca.  Menentukan koefisien konveksi permukaan luar h 3 Hal ini diukur pada temperatur film, yaitu temperatur rata-rata antara kaca luar dan temperatur lingkungan. Temperatur rata-rata perhari untuk kaca luar dan lingkungan adalah T s T = 46,25°C, dan T ∞ = 33,32 °C, maka : f = = 39,79 °C = 312,79 K Sifat fisik udara pada T = 312,79 K adalah ρ = 1,1188 kgm 3 , Cp = 1,0075 kJkg.K, µ = 190,64 x 10 -7 N.sm, v = 17,177 m 2 Menentukan Bilangan Reyleigh dengan persmaan 2.12 s, k = 27,246 Wm.K, dan Pr = 0,7052 Dimana : β =1 T ∞ = 1 306,32 K Universitas Sumatera Utara 61 L = panjang karakteristik Luas permukaan keliling permukaan = = 0,1475 m α = difusivitas thermal = = 2,42 x 10 v = viskositas kinematik -5 = = 1,7 x 10 Maka : -5 = 3.226.511,989 = 3,2 x 10 Mencari bilangan Nusselt 6 Karena bilangan yang diperoleh memenuhi syarat 10 4 Ra L 10 7 , maka bilangan Nusseltnya dapat dicari dengan persamaan 2.13 = 0,54 x 3,2 x 10 6 0,25 Maka akan didapat koefisien konveksi udara luar = 22,886 Rumus : = = = = 4,227 Wm 2 .K  Menentukan koefisien konveksi antar kaca h Hal ini diukur pada temperatur film, yaitu temperatur rata-rata antara kaca dalam datar dan temperatur ruang antar kaca. Temperatur rata-rata perhari untuk kaca dalam datar dan ruang antar kaca adalah T s = 51,41 °C, dan T ∞ = 48,83 °C, maka : Universitas Sumatera Utara 62 T f = = 50,12 °C = 323,12 K Sifat fisik udara pada T = 323,12 K adalah ρ = 1,0844 kgm 3 , Cp = 1,0079 kJkg.K, µ = 195,51 x 10 -7 N.sm, v = 18,215 m 2 Menentukan Bilangan Reyleigh dengan persamaan 2.12 s, k = 28,01 Wm.K, dan Pr = 0,7037 Dimana : β =1 T ∞ = 1 321,83 K L = panjang karakteristik Luas permukaan keliling permukaan = = 0,1475 m α = difusivitas thermal = = 2,56 x 10 v = viskositas kinematik -5 = = 1,8 x 10 Maka : -5 = 546.247,134 Mencari bilangan Nusselt dengan persamaan 2.23 = = 5,957 Maka akan didapat koefisien konveksi antar kaca Rumus : = = Universitas Sumatera Utara 63 = = 1,131 Wm 2 .K Setelah koefisien konveksi didapat, maka untuk menentukan energi panas yang hilang melalui penutup kaca datar dapat digunakan persamaan sabagai berikut : Dimana : Maka : = 7,173 W Maka, Energi Panas total yang hilang melalui pintu kaca datar kompor surya adalah 7,173 W 4. Total Kehilangan Panas Pada Kotak Datar Universitas Sumatera Utara 64 Total kehilangan panas pada kotak datar kompor surya ini adalah penjumlahan dari kehilangan panas melalui dinding, kehilangan panas melalui alas datar, dan kehilangan panas melalui pintu kaca datar. = + + 10,4796 W + 5,6573 W + 7,173 W = 23,3099 W 5. Panas Hilang Melalui Dinding Miring Kehilangan panas total pada dinding miring merupakan penjumlahan panas yang hilang pada ketigat sisi kotak miring, yaitu : Q dinding = Q d1 + Q d2 + Q d3 Dari hasil pengujian rata-rata perhari, didapat data sabagaimana ditunjukan pada tabel berikut : Tabel 4.15 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur bidang miring kompor surya tanpa sekat.  Menentukan koefisien konveksi permukaan dalam h 4 Hal ini diukur pada temperatur film, yaitu temperatur rata-rata antara ruang miring dan plat miring. Dimana temperatur rata-rata perhari untuk ruang miring dan plat miring adalah T ∞ = 77,11 °C dan T s T = 85,19 °C, maka : f = = 81,15 °C = 354,15 K Tgl Uji Volume T

k.dlm