31 Gambar 26. Keeratan hubungan antara data dan hasil perhitungan suhu air dalam konsentrator di
pengujian II
4.3.2. Simulasi distribusi suhu air dalam pipa Heat Exchanger
Simulasi distribusi suhu air dalam pipa heat exchanger menggunakan pendekatan Persamaan 5 dan Persamaan 7. Data simulasi distribusi suhu air direplika terhadap data distribusi
suhu air pada pengujian III dan IV disajikan pada Gambar 27. parameter input simulasi perhitungan yang digunakan dalam simulasi pengujian pada penukar panas disajikan pada Tabel
6. Tabel 6. Parameter simulasi pada pengujian IV
Parameter Nilai
Satuan Keterangan
Beda Waktu Δt 2,5
detik Diukur
Massa air di bak m 25
kg Diukur
Masa air di konsentrator m 0,3
kg Diukur
Cp
air
4,18 kJkg.
o
C Culp 1979
Cp
udara
1 kJkg.
o
C Culp 1979
Laju aliran massa air m
air
0,768 kgs
Diukur Suhu awal air di bak T
w
29.1
o
C Diukur
Suhu awal air masuk bak T
w 1
29.1
o
C Diukur
Koeff. PP HE U
L
0,01 kWm
2
.
o
C Agung2008
Koeff. Pindah panas Bak U
L
0,0005 kWm
2
.
o
C Agung2008
Luasan PP Bak A
b
0,84 m
2
Diukur Luasan Pipa HE A
HE
0.768 m
2
Diukur Transimivitas
0,9 -
Gupta1986 Absorsivitas
0,9 -
Gupta1986 Suhu lingkungan rerata T
a
24.5
o
C Diukur
Perubahan suhu air dalam bak selama 480 menit pada percobaan adalah 29,4
o
C sampai 60.9
o
C sedangkan dari hasil simulasi perhitungan berkisar antara 30
o
C sampai 65,8
o
C. Nilai ketepatan pengukuran yang diperoleh sebesar 0.98 dan error sebesar 2,0 . Selang error tersebut
sebabkan oleh pemilihan asumsi faktor kehilangan panas U dan energi berguna dari heater yang
y = 1,9974x - 37,23; R² = 0,5787
30,0 35,0
40,0 45,0
33 34
35 36
37 38
39 40
Tk Ukur Linear Tk Ukur
o
32 salah. Faktor lain yang dapat membuat gap antara data pengukuran dan data perhitungan karena
energi hilang dari bak penampung yang tidak dihitung. Gambar 28. merupakan perbandingan suhu air di HE antara suhu pengukuran di lapang dan pengujian.
Gambar 27. Perbandingan pada Pemanasan Air di Bak Penampung antara Perhitungan dan Pengukuran pada Pengujian IV saat Pengujian HE
Perubahan suhu air selama 480 menit pada pengujian IV adalah antara 28,7
o
C sampai 53,9
o
C sedangkan hasil simulasi perhitungan berkisar antara 30
o
C sampai 65,6
o
C. Nilai R
2
yang dihasilkan dari perpaduan suhu yang dihitung dan terukur sebesar 0,9691 dan error sebesar 9,0 .
Faktor yang mempengaruhi kesalahan error disebabkan pemakaian asumsi faktor kehilangan panas U
L
dari referensi. Pengujian ini menggunakan tambahan pemanas supaya dapat meningkatkan suhu air secara berkala dalam kondisi malam hari, grafik simulasi membentuk
grafik eksponensial terbalik dikarenakan pengukuran variabel yang berubah selalu diiringi dengan perubahan kondisi suhu lingkungan. Selain itu laju massa air yang relatif tinggi dengan
penggunaan pompa berakibat energi yang terlepas ke lingkungan juga semakin besar yang tidak dapat dihitung. Trenline y = 0,8764x + 1,7073 bisa dilihat pada Gambar 29.
Gambar 28. Perbandingan pada Pemanasan Air di Heat Exchanger antara Perhitungan dan Pengukuran pada Pengujian IV saat Pengujian HE
25 35
45 55
65
Suhu
o
C
Waktu menit
Tb Hitung Tb Ukur
25,0 35,0
45,0 55,0
65,0
Suhu
o
C
Waktu menit
TH Hitung TH Ukur
33 Gambar 29. Keeratan hubungan antara data dan hasil perhitungan suhu air dalam konsentrator HE di
pengujian IV
4.3.3. Simulasi pada Bak Penampung
Kategori