Kajian Analisa Proses Distilasi Air Laut Menjadi Air Bersih (Untuk Konsumsi) Lokasi Belawan

KARYA AKHIR

KAJIAN ANALISA PROSES DISTILASI AIR LAUT

MENJADI AIR BERSIH (UNTUK KONSUMSI)

LOKASI BELAWAN

DANI HUNI ARMANSYAH MANURUNG NIM : 035202053

KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU SYARAT MEMPEROLEH IJASAH SARJANA SAINS TERAPAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA - IV FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

JURUSAN TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI PROGRAM DIPLOMA-IV (D-IV)

FAKULTAS TEKNIK USU

AGENDA : /KA/2008 DITERIMA TGL. : / /2008

PARAF :

KARYA AKHIR

NAMA : DANI HUNI ARMANSYAH MANURUNG

NIM : 035202053

MATA PELAJARAN : KONVERSI ENERGI

SPESIFIKASI : KAJIAN ANALISA PROSES DISTILASI AIR LAUT

MENJADI AIR BERSIH, LOKASI BELAWAN. - LAKUKAN SURVEY DATA

- BUAT ANALISA DATA

- BUAT ALAT DISTILASI DAN GAMBAR TEKNIK

DIBERIKAN TANGGAL : / /2008 SELESAI TANGGAL : / /2008

KETUA JURUSAN, MEDAN, Mei 2008 DOSEN PEMBIMBING,

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA-IV FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN

KARTU BIMBINGAN

KARYA AKHIR

No. /JO5.1.2/D-IV/AK/2007

Sub Program studi : Konversi Energi Bidang Tugas : KONVERSI ENERGI

Judul Tugas : KAJIAN ANALISA PROSES DISTILASI AIR LAUT MENJADI AIR

BERSIH (UNTUK KONSUMSI) LOKASI BELAWAN.

Diberikan tanggal : 17 Januari 2008 Selesai Tgl. : Mei 2008

Dosen pembimbing : Ir. Isril Amir Nama Mhs. : Dani Huni A. Manurung

N.I.M. : 035202053

No Tanggal KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN Tanda Tangan

Dosen Pemb. 1 17-01-08 Spesifikasi Karya Akhir

2 25-01-08 Study literature

3 31-01-08 Bab I Pendahuluan, perbaikan dan lanjutkan 4 11-02-08 Buat Sistematika Penulisan

5 27-02-08 Bab II Tinjauan pustaka, perbaikan dan lanjutkan

6 03-03-08 Bab III Alat dan Pengujian Sistem Distilator Energi Surya 7 27-03-08 Diagram Alir Pengujian

8 02-04-08 Perbaiki Bab III dan Lanjutkan

9 15-04-08 BAB IV. Buat grafik dan Tambahkan Lampiran 10 28-04-08 Tambahkan Gambar Teknik Distilasi dan Lampiran 11 05-05-08 Perbaiki

12 14-05-08 ACC Karya Akhir dan siap untuk Sidang

CATATAN : Diketahui

1. Kartu ini harus diperlihatkan kepada Dosen Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri

Pembimbing setiap Asistensi Program Diploma-IV F.T USU

2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi

3. Kartu ini harus dikembalikan ke Program Studi, bila

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan keselamatan dan kesehatan serta lindunganNya yang selalu menyertai penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat beserta salam kita sampaikan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita dari alam jahiliyah kepada alam yang yang berilmu pengetahuan.

Pada penulisan Karya Akhir ini penulis dituntut untuk dapat menyelesaikannya dengan penuh tanggung jawab dan dengan disiplin, sehingga dapat dipertanggung jawabkan pada saat sidang nantinya. Karya Akhir ini adalah tugas terakhir yang wajib dipenuhi oleh setiap mahasiswa Program Studi Teknologi Mekanik Industri, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Serjana Sains Terapan (Diploma IV).

Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang bertanggung jawab, membantu dan mendukung khususnya kepada :

1. Bapak Ir. Isril Amir, yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan Karya Akhir serta memberikan nasehat, sarta, memberikan sumbangan pikiran dan juga telah meluangkan waktunya dalam memberikan bimbingan.

2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakulras Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Ayah dan Ibu yang tercinta yang telah memberikan segalanya, baik kasih sayang,dorongan dan arahan-arahan baik dalam bentuk moril maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Kakak Yayuk dan adek yang telah memberikan nasehat dan motivasi kepada saya selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Kepada Ibu Norma Pardede yang telah memberikan masukan-masukan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan Karya Akhir ini.

6. Kepada saudari Suhariati (Yatie) yang talah membantu dan memberi semangat dan motivasi kepada penulis selama penulis menyelesaikan Karya Akhir ini.

7. Kepada Saudari Mairah Syarqi (Mrs Hendrik), Hendrik, Ery Indramala (Iin), Yettie, dan Alamsyah yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Karya akhir ini.

8. Rekan satu tim dalam Pembuatan Distilasi Energi Surya yang telah banyak membantu penulis dalam pengerjaan Sikripsi Karya akhir ini.

9. Teman-teman Mahasiswa Program Studi Teknologi Mekanik Industri Khususunya anak “2003”. Alwi Hasibuan, Desman, Dani Marulitua, Andi (JB), Didi Dharwan, Tamba (AMBON), Wirya Prayudi, Feri, Arbi dan teman-teman lainnya.

Penulis menyadari bahwaKarya Akhir ini belumlah sempurna sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnan Karya Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini dapat berguna dan bermanfaat.

Medan, April 2008

Penulis,

(Dani Huni Armansyah Manurung ) Nim: 035202053

ABSTRAK

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapt dimusnahkan. Tetapi dapat digunakan dengan sebaik-baiknya. Untuk mengubah energi kalor menjadi energi air, digunakan penukar kalor dengan berbagai macam bentuk dan fungsinya.

Pengujian ini mencoba memanfaatkan energi Surya yang diterima bumi untuk menyuling air laut menjadi air bersih yang dapat digunakan oleh masyarakat untuk mandi, mencuci, masak dan khususnya sangat dibutuhkan dibidang kesehatan.

Pada pengujian digunakan bak Fiber Glass dengan ukuran yang didesain dengan sudut 350 dan digunakan proses konveksi bebas yang dipengaruhi oleh dengan bilangan Grasholf (Gr) dan bilangan Prandtl (Pr). Percobaan dilakukan dua kali, yang pertama selama dua hari dan yang kedua selama dua jam.

Pengukuran temperatur digunakan alat sensor yang dihubungkan dengan software Visual Basic 6.0 ke komputer. Dari hasil pengujian temperatur air laut 27C0 dan temperatur air hasil pengujian 300C dan hasil air bersih (Distilasi) sebanyak 540 ml/hari.

DAFTAR

ISI

Kata Pengantar ………...………. i

Abstrak……….. iii

Daftar Isi ………...……….. iv

Daftar Gambar ………. v

Daftar Grafik …… ………. vi

Daftar Tabel ……… vii

Daftar Notasi ……… viii

BAB I PENDAHULUAN ……… 1

1.1. Latar Belakang ………. 1

1.2. Batasan Masalah………. 2

1.3. Tujuan ……… 2

1.4. Waktu dan Tempat………. 3

1.5. Sistematika Penulisan ……… ………... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……… 5

2.1. Radiasi Matahari ………...………. 5

2.1.1 Geometri Radiasi Matahari………....…….. . 5

2.2. Intensitas Radiasi Surya ………... 6

2.2.1. Intensitas Radiasi Surya Pada Bidang Permukaan … 10 2.2.2. Data Radiasi Matahari Di Wilayah Indonesia.……. 12

2.3.Dasar-Dasar Perpindahan Kalor ..………. 13

2.4. Penguapan pada Distilasi ……… 15

2.5. Sifat-Sifat Radiasi …………. ………. 16

2.6 Karakteristik Radiasi dari Permkaan yang Bertingkahlaku Seperti Benda Hitam……….………. 16

2.7. Sistem Distilasi ……… 18

2.7.1. Konsep Dasar Sistem Distilasi……….… 18

2.7.2. Teori Dasar Perhitungan Sistem Distilasi ……….... 20

BAB III ALAT DAN PENGUJIAN SISTEM DISTILATOR ENERGI

SURYA TIPEATAP………...… 24

3.1. Alat-Alat pada Sistem Distilasi……….... 24

3.2. Titik-Titik Pengukuran ………..…………. 31

3.3. Bagan Alir Sistem Distilasi... 33

3.4. Pengujian ……….. 35

3.4.1. Data Perancangan dan Keadaan Lingkungan ….… 35 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA ... 36

4.1. Perhitungan Radiasi ………. 36

4.2. Perpindahan Kalor pada Bak Penampung (Wadah) ……. 38

4.3. Hasil Pengujian dan Perhitungan Data Pengujian………. 39

4.3.1. Perhitungan Konveksi………... 39

4.3.2. Perhitungan Konduksi ……… 40

4.3.3. Perhitungan Pengauapan ……… 41

4.3.4. Perhitungan Effisiensi ……… 42

4.3.5. Perhitungan Radiasi ……… 42

4.3.6. Perhitungan Debit Air ………. 42

4.4. Grafik, Tabel dan Analisa grafik ……… 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……… 92

5.1. Kesimpulan……… 92

5.2. Saran ……….. 92

Daftar Pustaka ……….. 94 Lampiran

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis – Jenis Radiasi………...…7

Gambar 2.2. Piranometer (kiri) dan Piranograp (kanan) ………..8

Gambar 2.3 Bola Surya ...8

Gambar 2.4 Deklinasi Matahari, Posisi pada Musim Panas ……….………...10

Gambar 2.5. Nilai Total, normal emisivitas dari beberapa benda ……...…….17

Gambar 2.6 Proses Kerja………..18

Gambar 2.7. Distilator ...………..19

Gambar 2.8. Lautan di muka Bumi ...22

Gambar 2.9. pH air pada lautan di permukaan Bumi ...23

Gambar 3.1 Ruang Distilator ...…………..25

Gambar 3.2. Penampung Kondesat...25

Gambar 3.3. Besar Sudut yang dibentuk...…...………...26

Gambar 3.4. Dimensi Wadah Distilasi ...……….…26

Gambar 3.5. Window Glass...………28

Gambar 3.6. Saluran masuk air laut (kiri), Saluran pembuangan untuk perawatan basin (kanan)…………...28

Gambar 3.7. Saluran Air Keluar……….……….28

Gambar 3.8. Penampung air bersih setelah didistilasi...29

Gambar 3.9. Satu set peralatan komputer ...29

Gambar 3.10. Data Logger...31

Gambar 3.11. Penempatan Sensor ...32

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Waktu (t) Vs Temperatur T1 (Kaca Dalam) Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 47 Grafik 4.2. Waktu (t) Vs Temperatur T2 (Ruang Distilasi) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 48 Grafik 4.3. Waktu (t) Vs Temperatur T3 (Dasar Air) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 49 Grafik 4.4. Waktu (t) Vs Temperatur T4 (Permukaan Air) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 50 Grafik 4.5. Waktu (t) Vs Temperatur T5 (Dinding Distilasi Dalam) Data hari

Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 51 Grafik 4.6. Waktu (t) Vs Temperatur T6 (Dinding Luar) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 52 Grafik 4.7. Waktu (t) Vs Temperatur T7 (Lingkungan) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

Grafik 4.8. Waktu (t) Vs Temperatur keseluruhan Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 54 Grafik 4.9. Waktu (t) Vs Kalor Konveksi Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 61 Grafik 4.10. Waktu (t) Vs Kalor Konduksi Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 68 Grafik 4.11. Waktu (t) Vs q uap

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 75 Grafik 4.12. Effisiensi Distilasi terhadapWaktu (t)

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 80 Grafik 4.13. Waktu (t) Vs Temperatur Keseluruhan Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

tanggal 23 April 2008 ... 83 Grafik 4.14. Waktu (t) Vs Kalor Konveksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

tanggal 23 April 2008 ... 85 Grafik 4.15. Waktu (t) Vs Kalor Konduksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

Grafik 4.16. Waktu (t) Vs quap Data hari Rabu pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

tanggal 23 April 2008 ... 89 Grafik 4.17. Effisiensi Distilasi terhadap Waktu (t) Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Satuan lain untuk Konstanta Surya ………..10

Tabel 2.2 Radiasi Penyinaran Matahari di Indonesia ………..12

Tabel 2.3 Elemen – elemen yang dikandung air laut ...21

Tabel 3.1 Letak titik pengukuran ……….32

Tabel 4.1. Data Temperatur keseluruhan hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008 ... 43

Tabel 4.2. Perhitungan Konveksi dari Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008 ...56

Tabel 4.3. Perhitungan Perpindahan Kalor Konduksi Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008... 63

Tabel 4.4. Perhitungan quap dan muap Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008... 70

Tabel 4.5. Tabel qkonveksi, qKonduksi, quap, GT dan Effisiensi Distilasi pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008... 77

Tabel 4.6. Data Temperatur keseluruhan Data hari Rabu pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib Tanggal 23 April 2008 ...82

Tabel 4.7. Perhitungan Kalor Konveksi Data hari Rabu pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

Tanggal 23 April 2008 ...84 Tabel 4.8. Perhitungan Kalor Konduksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

Tanggal 23 April 2008 ...86 Tabel 4.9. Perhitungan quap, muap Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

Tanggal 23 April 2008 ...88 Tabel 4.10. qKonveksi, qKonduksi, quap, GT dan Effisiensi Distilasi

Data hari Rabupukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

DAFTAR NOTASI

GT = Intensitas Radiasi Surya yang diterima oleh permukaan bumi (W/m2). GR = Radiasi Surya (4500 W/m2).

n = Jumlah hari, dihitung mulai 1 januari.

 = Sudut sinar datang terhadap garis Normal permukaan.

 = Sudut deklinasi ( 0 )

 = Garis lintang dari posisi alat.

 = Kemiringan sudut permukaan dan alat.

 = Sudut waktu. q = Laju energi ( W ).

A = Satuan luas pada bidang (m2).

qkond = Laju perpindahan kalor dengan cara konduksi ( W ). k = Konduktivitas thermal (W/m.K).

Akond = Luas penampang tegak lurus pada aliran kalor (m2).

dx

dT _{= Gradien temperatur dalam arah aliran kalor}

qkonv = Laju perpindahan kalor dengan cara konveksi ( W ). Akonv = Luas permukaan perpindahan kalor (m2).

h = Koefesien konveksi (W/m2.K). Tf = Temperatur fluida ( K ). Tw = Temperatur dinding ( K ).

 = Emivitas benda (0<<1). T

 = Perbedaan temperatur ( K ).

 = Konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 W/m2.K4). qrad = Laju perpindahan kalor radiasi ( W ).

muap = Laju Distilasi (Kecepatan Perpindahan massa penguapan), (liter/jam. m2).

quap = Kecepatan perpindahan panas oleh penguapan (W/m2) hfg = Panas laten penguapan (2308kJ/kg).

Gr = Bilangan Grasholfr (Grasholf Number). Pr = Bilangan Prandtl (Prandtl Number). Nu = Bilangan Nuselt (Nuselt Number). Pwd = Panjang wadah (m).

Pkaca = Panjang kaca (m). Lwd = Lebar wadah (m). Lkaca = Lebar kaca (m). S = Faktor bentuk (m)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Sejak zaman dahulu kala hingga kini manusia telah memanfaatkan panas dari sinar matahari yang diperoleh secara cuma-cuma. Panas dari sinar matahari ini telah memenuhi kebutuhan hidup manusia dalam banyak hal, contohnya dalam kehidupan sehari-hari manusia menggunakan panas dari sinar matahari untuk mengeringkan pakaian basah, mengeringkan bahan makanan, memperoleh garam dari laut, hingga saat ini masih digunakan untuk memperoleh listrik dan lain sebagainya.

Panas dari matahari ini sangat menguntungkan, baik dari segi ketersediaannya yang tak terbatas juga posisi geografis Indonesia yang strategis karena letaknya yang berada di daerah khatulistiwa. Energi surya dapat mengganti keperluan 20 – 60 % dari pemakaian bahan bakar. Bedasarkan letak lintang, bumi yang mengalami rotasi dapat menerima radiasi energi surya sebesar 751 x 1015 kWh/tahun. Sebagai negara dengan dua musim, Indonesia mempunyai keuntungan lebih besar dari segi lamanya musim kemarau berlangsung (dengan radiasi matahari lebih lama), jika di bandingkan dengan negara-negara yang memiliki empat musim dalam setahun. Di Indonesia setiap tahunnya musim panas berkisar 200 – 250 hari.

Dalam hal konversi energi, energi matahari tidak akan pernah habis selama keberadaan manusia, khususnya dengan kepedulian kita semua terhadap lingkungan untuk memeliharanya dengan baik. Hal ini juga dimaksudkan untuk mengantisipasi menipisnya cadangan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui, seperti gas alam, minyak bumi, batu bara dan lain sebagainya. Di lain pihak, masyarakat di beberapa kawasan di Indonesia mengalami kendala untuk memperoleh air bersih yang diperlukan sebagai salah satu sumber kebutuhan sehari-hari.

Salah satu dari sekian pemanfaatan energi matahari yang dapat diaplikasikan adalah sistem pengadaan atau produksi air bersih. Dengan memanfaatkan proses pembuatan atau pemisahan garam dari air laut, maka telah

dikembangkan suatu proses dengan sistem yang berfungsi memisahkan air bersih dari kandungan kotoran yang terdapat dalam air, yang tidak terbatas hanya dari air laut saja akan tetapi dapat berasal dari air sungai, air tanah, air kali maupun air lainnya dengan menggunakan tekhnologi sederhana. Tekhnologi ini akan terasa lebih berguna baik bagi masyarakat di pesisir pantai untuk memproduksi garam dan sekaligus air bersih khususnya untuk kebutuhan operasional klinik kesehatan (puskesmas). Dan kegunaan alat ini sangat dibutuhkan di daerah (Belawan) kawasan pesisir laut bila pasokan PDAM belum masuk didaerah tersebut, dan untuk kebutuhan operasional klinik kesehatan (Puskesmas) didaerah tersebut.

Di sini diaplikasikan ilmu pengetahuan secara nyata dalam bidang pemanfaatan energi surya untuk proses distilasi air. Suatu prototipe distilasi air energi surya tipe atap telah dibuat dan diujicobakan untuk keperluan pengembangannya lebih lanjut.

.

1.2.Batasan Masalah

Dengan keterbatasannya baik kondisi maupun keadaan, maka penulis hanya membatasi masalah pada ANALISA DAN UNJUK KERJA SISTEM

DISTILASI AIR LAUT DENGAN ENERGI SURYA TIPE ATAP MIRING

berdasarkan kebutuhan air bersih (aquabides) pada beberapa klinik kesehatan di daerah-daerah di tepi laut. Dan untuk mendapatkan unjuk kerja sistem, penulis telah melaksanakan pengujian terhadap prototipe distilasi energi surya yang telah dibuat.

Batasan Masalah dalam perencanaan distilasi air energi surya ini terdapat beberapa permasalahan antara lain :

1. Penentuan jenis sistem distilasi air energi surya yang akan dibuat. 2. Penentuan waktu untuk pengambilan data Distilasi.

3. Sudut kemiringan kaca atap.

1.3. Tujuan

Adapun tujuan dibuat Karya Akhir ini antara lain :

1. Mengetahui kerja dari Sistem Distilasi Energi Surya Tipe Atap, agar memperoleh air bersih yang baik dengan volume yang besar.

2. Mengaplikasiakan ilmu-ilmu yang telah diperoleh selama perkuliahan digunakan dalam perencanaan Sistem Distilasi Energi Surya Tipe Atap sebagai prototipe Kerja Akhir nantinya.

3. Mengetahui tentang cara perawatan dan perbaikan (maintenance) dari Sistem Distialsi Energi Surya Tipe Atap dengan bahan uji coba air laut. 4. Mengoptimalakan sudut kemiringan atap dan tipe-tipe isolator yang baik

supaya alat dapat menghasilakan air distilasi terbanyak.

1.3.Waktu dan Tempat

Waktu yang dibutuhkan untuk membuat alat ini serta melakukan pengujian dan analisa lebih kurang 2 bulan. Pengujian pertama dilakukan di Rumah kediaman Ibu Norma Pardede Jl. Karya No.9 Sei Agul, Medan selama dua hari dan pengujian kedua dilakukan di Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara selama dua jam.

1.4Sistematika Penulisan

Bab I. Pendahuluan 1.1Latar Belakang 1.2Batasan Masalah 1.3Tujuan

1.4Waktu dan Tempa 1.5Sistematika Penulisan Bab II. Tinjauan Pustaka 2.1 Radiasi Matahari

2.2 Intensitas Radiasi Surya

2.3 Dasar-Dasar Perpindahan Kalor 2.4 Sifat-sifat Radiasi

2.5 Karakteristik Radiasi dari Permukaan yang Bertingkahlaku Seperti Benda Hitam

2.6 Sistem Distilasi 2.7 Kandungan Air Laut

Bab III. Perancangan Dan Pengujian Sistem Distilator Energi Surya Tipe Atap 3.1Alat-Alat pada Sistem Distilasi

3.2Titik-Titik Pengukuran. 3.3Bagan Alir sistem Distilasi 3.4Pengujian

Bab IV. Analisa Dan Perhitungan 4.1 Perhitungan Radiasi Matahari

4.2 Perpindahan Kalor pada Bak Penampung (Wadah) 4.3 Hasil Pengujian dan Perhitungan Data Pengujian 4.4 Analisa data hasil pengujian, Tabel dan Grafik Bab V. Kesimpulan dan Saran

Daftar Pustaka Lampiran-Lampiran

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Radiasi Matahari

Radiasi matahari adalah sinar yang dipancarkan dari matahari kepermukaan bumi, yang disebabkan oleh adanya emisi bumi dan gas pijar panas matahari. Radiasi dan sinar matahari dipengaruhi oleh berbagai hal sehingga pancarannya yang sampai dipermukaan bumi sangat bervariasi. Penyebabnya adalah kedudukan matahari yang berubah-ubah, revolusi bumi, dan lain sebagainya. Walaupun cuaca cerah dan sinar matahari tersedia banyak, besarnya radiasi supaya tiap harinya selalu berubah-ubah.

2.1.1. Geometri Radiasi Matahari

Untuk mengetahui energi radiasi yang jatuh pada permukaan bumi dibutuhkan beberapa parameter letak kedudukan dan posisi matahar, hal ini perlu untuk mengkonversikan harga fluks berkas yang diterima dari arah matahari menjadi hubungan harga ekivalen ke arah normal permukaan.

Berikut ini adalah beberapa definisi yang digunakan, antara lain :

1. Sudut datang  adalah sudut antara sinar datang dengan normal pada permukaan pada sebuah bidang

2. Sudut latitude  pada suatu tempat adalah sudut yang dibentuk oleh garis radial ke pusat bumi pada suatu lokasi dengan proyeksi garis pada bidang equator. Sudut deklinasi berubah harga maksimum +23,450 pada tanggal 21 juni ke harga minimum -23,450 pada tanggal 21 desember. Deklinasi 00 terjadi pada tanggal 21 maret dan 22 desembar.

3. Sudut Zenit _Zadalah sudut yang dibuat oleh garis vertikal ke arah zenit dengan garis ke arah titik pusat matahari.

4. Sudut Azimuth _Z adalah sudut yang dibuat oleh garis bidang horizontal antara garis selatan dengan proyeksi garis normal pada bidang horizontal. Sudut azimut posotif jika normal adalah sebelah timur dari selatan dan negatif pada sebelah barat dan selatan.

5. Sudut latitude  adalah sudut yang di buat oleh garis ke titik pusat matahari dengan garis proyeksinya pada bidang horizontal.

6. Sudut kemiringan (slope)  adalah sudut kemiringan yang di buat oleh permukaan bidang dengan horizontal.

2.2. Intesitas Radiasi Surya

Karena adanya perubahan letak matahari terhadap bumi maka intensitas radiasi surya yang tiba di permukaan buni juga berubah-ubah. Maka berkaitan dengan hal tersebut di atas radiasi surya yang tiba pada suatu tempat di permukaan bumi dapat kita bedakan menjadi 3 jenis. Ketiga jenis radisi itu adalah

1. Radiasi Lansung (direct radiation)

Intensitas radiasi lansung atau sorotan per jam pada sudut masuk normal Ibn dari persamaan berikut ini

z b bn I I  cos

 ………. (2.1)

dimana Ib adalah radiasi sorotan pada sumbu permukaan horisontal dan cos_z adalah sudut zenit. Dengan demikian, untuk suatu permukaan yang dimiringkan dengan sudut  terhadap bidang horisontal, intensitas dari komponen sorotan adalah

z T b T bn

bT I I

I    cos cos cos 

 ……… (2.2)

Dimana _T disebut sudut masuk, dan didefinisikan sebagai sudut antara arah sorotan pada sudut masuk normal dan arah komponen tegak lurus (900) pada permukaan bidang miring.

2. Radiasi Sebaran (diffuse radiation)

Radiasi sebaran yang disebut juga radiasi langit (sky radiation), adalah radiasi yang dipancarkan ke permukaan penerima oleh atmosfer, dan karena itu berasal dai seluruh bagian hemisfer langit. Radiasi sebaran (langit) didistribusikan merata pada hemisfer (disebut distribusi isotropik), maka radiasi sebaran pada permukaan miring dinyatakan dengan :

      2 cos 0 , 1  d dT I

Dimana  adalah sudut miring dari permukaan miring dan Id menunjukan besarnya radiasi sebaran per jam pada suatu permukaan horisontal.

3. Radiasi Pantulan

Selain komponen radiasi lansung dan sebaran, permukaan penerima juga mendapatkan radiasi yang dipantulkan dari permukaan yang berdekatan, jumlah radiasi yang dipantulkan tergantung dari reflektansi  (albeldo) dari permukaan yang berdekatan itu, dan kemiringan permukaan yang menerima .Radiasi yang dipantulkan per jam, juga disebut radiasi pantulan.







_  _ 

2 cos

1 

 b d

rT I I

I ………. (2.4)

Dimana reflektansi  dianggap 0,20 – 0,25 untuk permukaan-permukaan tanpa salju dan 0,7 untuk lapisan salju yang baru turun, kecuali jika tersedia data yang lain.

Gambar 2.1..Jenis-jenis radiasi

Indonesia yang terletak di daerah tropis memiliki keadaan cuaca yang cukup berawan sehingga porsi radiasi hambur cukup besar. Alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran terhadap besarnya radiasi global di sebut Piranometer. Alat inimengukur besarnya radiasi matahari yang datang dan segala arah. Sedangkan untuk mengukur radiasi lansung kita menggunakan alat yang

Gambar 2.2. Piranometer (kiri) dan Piranograp (kanan)

Lapisan luar dari matahari yang disebut fotosfer memancarkan suatu spektrum radiasi yang kontinu. Untuk pembahasan ini cukup dianggap matahari sebagai sebuah benda hitam, sebuah radiator sempurna pada 5762 K. Dalam ilmu fotovoltaik dan studi mengenai permukaan tertentu, distribusi spektral adalah penting.

Gambar 2.3. Bola Surya Dimana :

ds = Diameter matahari

R = Jarak rata-rata matahari – bumi.

Radiasi yang dipancarkan oleh permukaan matahari, ES, adalah sama dengan hasil perkalian konstanta Stefan-Bolzman , pangkat empat temperatur permukaan absolut TS4 dan luas permukaan ds2,

W T d

Es s s

4 2

.



Dimana  = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4), temperatur permukaan Ts dalam K, dan diameter matahari ds dalam meter.dari gambar di atas dapat dilihat jari-jari R adalah sama dengan jarak rata-rata antara matahari dan bumi. Luas permukaan bumi adalah sama dengan 4R2, dan fluksa radiasi pada satu satuan luas dari permukaan bola tersebut yang dinamakan iradiansi, menjadi

2 4 2 4R T d

G  s s W/m2 ……….... (2.6)

Dengan garis tengah matahari 1,39 x 109 m, temperatur permukaan matahari 5762 K, dan jarak rata-rata antara matahari dan bumi sebesar 1,5 x 1011 m, maka fluksa radiasi persatuan luas dalam arah yang tegak lurus pada radiasi tepat diluar atmosfer bumi adalah

2 2 11 4 4 3 2 2 9 4 2 8 ) 10 5 , 1 ( 4 ) 10 762 , 5 ( ) 10 39 , 1 ( ) . /( 10 67 , 5 m x x K x x m x x K m W x G  

= 1353 W/m2

Radiasi surya yang diterima pada satuan luasan di luar atmosfir tegak lurus permukaa matahari pada jarak rata-rata antara matahari dengan bumi disebut konstanta surya adalah 1353 W/m2 dikurangi intesitasnya oleh penyerapan dan pemantulan atmosfer sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek (ultraviolet), karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang gelombang yang lebih panjang (inframerah). Selain pengurangan radiasi bumi yang lansung atau sorotan oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan oleh molekul-molekul gas, debu, dan uap air dalam atmosfer sebelum mencapai bumi sebagai radiasi sebaran, Pengukuran berikutnya terjadi apabila permukaan penerima radiasi itu tidak pada kedudukan tegak-lurus sorotan radiasi yang masuk.

Tabel 2.1 Satuan lain untuk Konstanta Surya Konstanta Surya ( Gsc )

1353 W/m2 429 Btu/(hr.ft2) 116.4 Langley/hr

4.871 MJ/m2.hr

(sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh Prof. Wiranto Arismunandar,)

Konstanta surya (G) adalah konstanta yang digunakan sebagai dasar acuan untuk mengetahui besarnya intensitas radiasi surya sebelum mengalami penurunan karena berbagai macam hambatan dalam perjalanannya menuju permukaan bumi. Hambatan yang timbul itu adalah seperti, ketika radiasi surya melewati lapisan-lapisan atmosfir, itu terjadinya yang mempengaruhi posisi matahari, posisi dan letak permukaan pada bumi, dan kondisi-kondisi lainnya.

Dari tabel diatas memuat konstanta surya dalam satuan lain. Satuan

langley sama dengan 1 kalori/cm2, adalah satuan yang umumnya dapat dijumpai dalam literatur mengenai radiasi surya, dimana 1 kalori = 4,187 Joul, maka 1 langley = 1 kalori/cm2 = 0,04187 MJ/m2, suatu faktor konversi yang sering digunakan.

2.2.1 Intensitas Radiasi Surya Pada Bidang Permukaan

Bumi berevolusi pada sumbunya selama 365 hari, bumi juga berrotasi pada sumbunya selama satu hari. Selama berevolusi dan berrotasi pada sumbunya bumi mengalami kemiringan terhadap sumbu vertikalnya sebesar 23,5O.

Pada gambar diatas (gambar 2.4) dapat dinyatakan di dalam suatu hubungan persamaan sebagai berikut :

























sin cos .cos .cos

cos     ……… (2.7)

(sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh prof. Wiranto Arismunandar)

Dimana :

 : Sudut sinar datang terhadap garis normal permukaan  : Sudut deklinasi

 : Garis lintang dari posisi alat

 : Kemiringan sudut permukaan dan alat  : Sudut waktu

Besarnya sudut yang dialami bumi terhadap sumbu vertikalnya di sebut deklinasi. Dan deklinasi inilah yang mempengaruhi terjadinya distribusi sinar matahari dan energi panas surya pada bidang permukaan bumi.

Bila hasil perkalian intensitas surya yang diterima bumi dengan cosinus sudut sinar datang, maka besarnya laju energi yang diterima oleh suatu permukaan di bumi dengan luasan persegi dapat ditulis dengan persamaan.



cos .

/A G_T

q  ……… (2.8) (sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh prof. Wiranto Arismunandar)

Dimana :

q : Laju energi, (W)

A : Satuan luas pada bidang, (m2)

GT : Intensitas radiasi surya yang diterima oleh permukaan bumi, (W/m2)  : Sudut sinar dating

2.2.2. Data Radiasi Matahari di Wilayah Indonesia

Bedasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari beberapa lokasi di Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

 Untuk Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 10 %.

 Untuk Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m2/hari dengan variasi bulanan 9 %.

 Dengan demikian, kecepatan angin rata-rata di Indonesia sekitar 4,8kWh/m2/hari dengan variasi bulanan 9 %.

Catatan :

Pada tengah hari yang cerah radiasi sinar matahari di bumi mampu mencapai nilai 1000 W/m2 = 1 kW/m2 = 100mW/cm2.

Tabel 2.2 Radiasi Penyinaran Matahari di Indonesia Pebruari 2008

WILAYAH POTENSI RADIASI VARIASI

BULANAN Kawasan Barat

Indonesia (KBI) Per hari 4,5 kWh/m2 10 %

Kawasan Timur

Indonesia (KTI) Per hari 5,1 kWh/m2 9 %

Rata-Rata Wilayah

Indonesia 4,5 – 4,8 kWh/m2/hari 9,5 %

(sumber “htp;//theindonesiannoor.com/index2.html”.)

Kemudian diadakan suatu pendekatan Intensitas radiasi surya (GT) yang diterima oleh permukaan atmosfir bumi sesuai tanggal dan bulan sebagai waktu pelaksanaan, sehingga pada akhirnya radiasi surya yang tiba pada permukaan bumi akan berkurang. Intensitas surya yang diterima oleh permukaan atmosfir bumi dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

GT = GR     _       25 . 365 360 cos 033 . 0

1 xn ………. (2.9)

(sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”. Diterjemahkan oleh prof. Wiranto Arismunandar)

Dimana :

GT : Intensitas radiasi surya yang diterima oleh permukaan bumi. GR : Konstanta surya (4500 W/m2). (sumber tabel 2.2)

n : Jumlah hari, dihitung mulai 1 januari

2.3 Dasar-Dasar Perpindahan Kalor

Definisi dari perpindahan kalor adalah berpindahnya energi dari suatu daerah ke daerah lainya sebagai akibat perbedaan suhu antara daerah-daerah tersebut. Secara umum perpindahan kalor dapat dukategorikan dalam tiga cara yang berbeda , yaitu :

a) Perpindahan kalor secara konduksi

Konduksi adalah suatu proses dimana kalor mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi menuju daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam satu media (padat, cair dan gas), atau antara media-media yang berlainan yang bersinggungan secara lansung. Untuk menghitung laju aliran secara konduksi dapat dijabarkan dalam suatu persamaan yang dinyatakan dengan hukum Fourier, yaitu :

      dx dT kA

q_kond ……….. (2.11)

(Sumber Holman, J.P Perpindahan Panas, hal. 2) Dimana :

qkond : Laju perpindahan kalor dengan cara konduksi, (W) k : Konduktivitas thermal, (W/m.K)

Ε : Luas penampang tegak lurus pada aliran kalor, (m2)

dx dT

Dalam aliran kalor konduksi, perubahan energi terjadi karena hubungan molekul secara lansung tanpa adanya perpindahan molekul-molekul yang cukup besar.

b) Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Konveksi adalah proses perpindahan kalor dengan kerja gabungan dan kalor konduksi, menyimpan energi dan gerakan mencampur. Perpindahan kalor secara konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan kalor antara permukaan benda padat dan cairan atau gas.

Panas secara konveksi menurut cara menggeraknnya dibagi dua bagian yaitu :

 Konveksi alamiah (free convection) terjadi jika gerakan mencampur berlansung, semata-mata akibat dari perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh gradien massa jenis.

 Konveksi paksa (forced convection) terjadi jika gerakan mencampur di sebabkan oleh suatu alat dari luar, seperti pompa atau kipas.

Pada umumnya,. Perpindahan kalor dengan cara konveksi antara suatu permukaan dengan suatu fluida dapat dihitung dengan suatu persamaan, yaitu :



W f



konv hAT T

q   ……… (2.12)

(Sumber Holman, J.P Perpindahan Panas, hal. 11)

Dimana :

qkonv : Laju perpindahan panas dengan cara konveksi, (W) A : Luas permukaan perpindahan kalor, (m2)

h : Koefesien konveksi, (W/(m2.K)) Tf : Temperatur fluida, (K)

c) Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Radiasi adalah proses dimana kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi menuju ke suatu benda yang bersuhu lebih rendah, bila benda-benda itu terpisah dalam ruangan dan bahkan bila terdapat ruang hampa di antara benda-benda tersebut. Untuk menghitung laju pancaran radiasi pada suatu permukaa dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

4

. . .  

 A T

q  ………... (2.13)

(Sumber Holman, J.P Perpindahan Panas, hal 11)

Dimana :

q : Laju perpindahan kalor radiasi, (W)  : Emisivitas benda, (0<<1)

 : Konstanta Stefan-Boltzznann, 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

T

 : Perpindahan temperatur, (K)

A : Luas permukaan bidang, (m2)

2.4. Penguapan pada Distilasi

Panas yang dipindahkan ke tutup oleh penguapan dinyatakan dengan persamaan berikut :

2 3 / 10 27 ,

16 kW m

T T P P q x q C W C W konv uap      

  _{…………..(2.14)}

Dimana :

quap : Kalor penguapan (kW/m2) Pw dan Pc : Tekanan parsial uap air (N/m2) TW : Temperatur permukaan air (0C) TC : Temperatur Kaca (0C)

Untuk PW dan PC adalah tekanan parsial uap air (N/m2) yang diperoleh dari tabel uap (lihat Lampiran) pada temperature air TW dan TC.

2.5. Sifat-Sifat Radiasi

Pada gelombang elektromagnet berjalan melalui suatu medium (vakum) dan mengenai suatu permukaan atau medium lain maka sebagian gelombang akan dipantulkan, sedangkan gelombang yang tidak dipantulkan akan menembus ke dalam medium atau permukaan yang dikenainya. Pada saat melalui medium gelombang secara berkelanjutan akan mengalami pengurangan. Jika pengurangan tersebut berlansung sampai tidak ada lagi gelombang yang akan menembus permukaan yang dikenainya maka permukaan itu disebut sebagai benda yang bertingkahlaku seperti benda hitam.

Jika gelombang melalui suatu medium tanpa mengalami pengurangan hal ini disebut sebagai benda (permukaan) transparan dan jika hanya sebagian dari gelombang yang mengalami pengurangan hal ini disebut sebagai permukaan semi transparan. Suatu benda bertingkahlaku seperti benda hitam, transparan atau semi transparan tergantung kepada ketebalan lapisan materialnya. Benda logam biasanya bersifat seperti benda hitam. Benda non logam umumnya memerlukan ketebalan yang lebih besar sebelum benda ini bersifat seperti benda hitam.

Permukaan yang bersifat seperti benda hitam tidak akan memantulkan cahaya radiasi yang diterimanya, oleh karena itu kita sebut sebagai penyerap paling baik atau permukaan hitam. Jadi permukaan yang tidak memantulkan radiasi akan terlihat hitam oleh kita karena tidak ada sinar radiasi yang dipantulkan mengenai mata kita. Benda hitam merupakan penyerap dan penghasil energi yang baik pada setiap panjang gelombang dan arah radiasi.

2.6. Karakteristik Radiasi dari Permukaan yang Bertingkahlaku Seperti Benda Hitam

Sifat dari permukaan radiasi (emisivitas) didefinisikan sebagai perbandingan radiasi yang dihasilkan oleh permukaan terhadap radiasi yang dihasilkan oleh permukaan benda hitam pada temperatur yang sama. Emisivitas mempunyai nilai yang berbeda tergantung kepada panjang gelombang dan arahnya. Nilai emisivitas bervariasi dari 0 sampai dengan 1, dimana benda hitam mempunyai nilai emisivitas 1.

Gambar 2.5 Nilai total, normal emisivitas dari beberapa benda

Beberapa kesimpulan yang dapat diperoleh dari gambar tersebut adalah :  Emisivitas dari permukaan metalic umumnya kecil, hanya sekitar 0,02

untuk emas dan perak yang dilapisi.

 Keberadaan dari layers oxide sangat penting dalam meningkatkan emisivitas dari permukaan metalic. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan nilai 0,1 untuk stainless steel yang teroksidasi ringan dengan nilai yang hampir mendekati 0,5 untuk stainless steel yang teroksidasi berat.

 Emisivitas dari non konduktor umumnya besar, melebihi nilai 0,6.

 Emisivitas dari konduktor meningkat dengan peningkatan temperatu, walaupun demikian emisivitas juga tergantung kepada sifat-sifat khusus dari material. Emisivitas dari non konduktor mungkin meningkat atau menurun dengan peningkatan temperatur.

Kesimpulan terakhir yang dapat diambil bahwa emisivitas dari suatu materi sangat tergantung kepada sifat atau ciri khas dari permukaan material tersebutyang dipengaruhi oleh proses manupacturing, perlakuan panas, serta reaksi kimia dengan lingkungan sekitarnya.

2.7 Sistem Distilasi

2.7.1 Konsep Dasar Sistem Destilasi

Diantara beberapa pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber energi, sistem distilasi adalah salah satu sistem sederhana yang berguna untuk memenuhi salah satu kebutuhan pokok manusia.

Dalam menghasilkan atau memproduksi garam dari air laut digunakan energi/tenaga surya untuk menguapkan airnya dan menghasilkan butiran garam, cara ini telah dilakukan sejak zaman dahulu kala oleh manusia. Dengan prinsip dasar menghasilkan garam ini, digunakan juga prinsip yang sama namun disini adalah untuk menghasilkan air bersih.

Gambar 2.6 Proses Kerja

Semua sistem distilasi menggunakan prinsip yang sama, yaitu air (air payau, air laut) ditampung pada penampung dasar yang berwarna hitam, yang berfungsi untuk mengabsorbsi/menyerap energi surya/kalor untuk pemanasan sehingga dapat terjadi penguapan cairan yang akan menghasilkan air hasil distilasi (aquabides). Uap air hasil distilasi kemudaian menempel pada bagian dalam dari kaca penutup yang temperaturnya lebih rendah dari pada uap air itu sendiri dan kemudian terkondensasi dan ditampung pada bagian penampung hasil distilasi, kemudian dialirkan tempat penampung hasil distilasi.

Dengan pemikiran dasar pada sistem distilasi (penyulingan air laut), yakni memisahkan garam dan air laut yang didesalinasikan maka dimulailah perkembangan yang lebih luas, salah satunya adalah sistem distilasi. Berikut ini adalah suatu bentuk awal dari alat desalinasi yang mana juga diterapkan pada sistem distilasi.

Gambar 2.7 Distilator

Sistem distilasi atau juga biasa disebut Distilator mempunyai perbedaan dalam hal produksi, sistem distilasi berorientasi pada produksi air bersih sehingga air yang dimasukan (input) ke dalam distilator dapat berasal dari mana saja, sedangkan desalinasi inputnya hanya berasal dari air laut karena tujuannya adalah memperoleh garam. Sistem desalinasi dan sistem distilasi dapat disamakan sehingga untuk teori distilasi dapat digunakan teori desalinasi dan juga sebaliknya.

Maka dapat disimpulkan bahwa distilasi adalah sistem sistem yang digunakan untuk memperoleh air bersih dengan cara memisahkan air dari kandungan kotoran-kotoran pada air yang didistilasikan (air kotor).

2.7.2. Teori Dasar Perhitungan Sistem Distilasi

Didalam sistem distilasi terjadi proses penguapan air dengan cara pemanasan menggunakan energi surya, sehingga dihasilkan uap air yang terpisah dari kandungan unsur-unsur lainnya. Dalam menghasilkan uap air pada sistem distilasi ada empat temperatur yang terkait dalam proses distilasi. Yaitu temperatur permukaan air, termperatur dasar air, temperatur kaca dalam ruang distilasi dan temperatur ruang distilasi.

Tapi di sub ini yang akan dibahas adalah untuk menghitung massa uap air dan effsiensi distilasi. Untuk menghitung massa uap air digunakan rumus :

fg uap uap

h q

m  Liter/(jam.m2) ……… (2.15)

Sedangkan untuk effisiensi digunakan rumus :

% 100

x G q

R uap 

 ……….. (2.16)

Keterangan :

muap :Laju Distilasi (Kecepatan perpindahan massa penguapan),

(Liter/(jam.m2))

hfg : Panas laten penguapan, (2308 kJ/kg) GR : Radiasi surya, (W/m2)

 : Effisiensi, (%)

2.8. Kandungan Air Laut

Pada suatu air laut mempunyai berbagai macam kandungan elemen yang berbentuk ion-ion,dan air laut mempunyai pH berkisar 7,5 – 8,4. Pada tabel berikut ini dapat dilihat kandungan yang dimiliki air laut.

Tabel 2.3. Elemen-elemen yang dikandung air laut

(sumber : www.seafriend.org.nz/oceano/seawater html)

Chemical ion valence concentration ppm, mg/kg

part of salinity %

molecular weight

mmol/ kg

Chloride Cl -1 19345 55.03 35.453 546

Sodium Na +1 10752 30.59 22.990 468

Sulfate SO4 -2 2701 7.68 96.062 28.1

Magnesium Mg +2 1295 3.68 24.305 53.3

Calcium Ca +2 416 1.18 40.078 10.4

Potassium K +1 390 1.11 39.098 9.97

Bicarbonate HCO3 -1 145 0.41 61.016 2.34

Bromide Br -1 66 0.19 79.904 0.83

Borate BO3 -3 27 0.08 58.808 0.46

Strontium Sr +2 13 0.04 87.620 0.091

Dan Disepanjang ekpedisi Challengerpada tahun1870, ditemukan bahwa perbandingan antara elemen-elemen hampir konstan walaupun kadar garam (pada jumlah H2O dapat bervariasi. Perhatikan bahwa dari table diatas membedakan secara sekilas dalam publikasi yang berbeda. Begitu juga pada laut yang terkurung oleh daratan seperti laut hitam dan laut Baltik memiliki konsentrasi yang berbeda.

Gambar 2.8. Lautan di muka Bumi

(sumber : www.seafriend.org.nz/oceano/seawater html)

Peta dunia ini menunjukan kadar air laut samudra sedikit berubah mulai dari 32ppt (3,2%) sampai dengan 40ppt (4,0%). Kadar air garam yang rendah ditemukan pada air laut dingin, khususnya selama musim panas ketika es mencair kadar garam tinggi ditemukan pada hamparan laut pada samudra Continental. Berhubungan dengan penurunan udara yang kering dan sejuk dan juga pemanasan daerah padang pasir laut ini memiliki sangat sedikit curah hujan dan penguapan yang tinggi.

Laut merah yang berlokasi di daerah padang laut tetapi hampir keseluruhan tertutup menunjukan kadar garam tertinggi dari keseluruhan (40ppt) tetapi laut Mediterania mengikuti laut merah yaitu 38ppt. Kadar garam terendah ditemukan diatas area Laut Baltik (0.5%). Laut mati memiliki Kadar garam 24% dan terdiri atas kebanyakan Magnesium Klorida MgCl2. Area laut dangkal memiliki kadar garam 2,6 – 3,0% dan muara 0 – 3 %.

Pada pH 7,0 (air yang Netral) hanya 0,1 mol /kg(10-7) air dipisahkan kedalam ion hidrogen positif (H+) dan ion hidrosil negatif (OH-). Dilautan dimana pH yang ditemukan sebesar 8. Ini bahkan menjadi lebih kurang dari 0,01 mol /kg yang mana menyebabkan ion hidrogen 20 kali lebih kecil dari pada oksigen dan 200 kali lebih kecil dari pada karbondioksida. Hal ini mernerangkan bahwa betapa pentingnya pH terhadap produktifitas ekosistem air.

Pada pengujian ini diambil air yang berasal dari air laut Belawan yang mempunyai pH 8 yang diukur dengan kertas Lakmus. Pada gambar ini dapat dilihat dilihat ph air pada setiap air laut yang ada dipermukaan bumi.

BAB III

ALAT DAN PENGUJIAN SISTEM DISTILATOR ENERGI SURYA TIPE ATAP

3.1 Alat-Alat pada Sistem Distilasi

Pada sistem distilasi energi Surya dengan menggunakan tipe atap miring mempunyai alat-alat yang sangat penting diantaranya :

1. Distilator

Di dalam memilih bahan yang akan dipergunakan untuk wadah atau penampung ada beberapa kriteria yang dipergunakan, yaitu :

 Daya tahan.

 Kemampuan dan harga.

 Mudah dalam pemakaian dan pemeliharaannya.

Wadah air yang akan dibuat dalam perencanaa sistem distilasi air tenaga surya adalah memiliki panjang wadah (Wadah) 100 cm dan lebar (lWadah) 100 cm serta memiliki kapasitas tampung air (M) yang akan didistilasi sebesar 1 00 liter. Dalam perencanaan ini bahan yang dipilih harus memiliki daya hantar panas yang baik, kuat dan tidak rusak dalam waktu yang lama.

Untuk dipilih fiber glass yang memiliki sifat-sifat :

 Konduktivitas thermal (k) = 0,05 W/m.K

 Massa jenis () = 700 kg/m3

Ada 3 bagian utama dari dinding ruang distilator yaitu : 1. Penampang dasar dengan data sebagai berikut :

 Panjang penampang dasar () = 1 m

 Lebar penampang dasar ( l ) = 1 m

 Tebal penampang dasar ( t ) = 0,002 m 2. Dinding belakang ruang distilator :

 Tinggi dinding dari dasar = 1 m

 Tebal dinding = 0,002 m

Gambar 3.1 Ruang Distilator

2. Tempat penampung kondensat

Tempat penampung kondensat adalah bagian dari sistem distilasi yang akan menampung aliran kondensat, sebelum akhirnya dialirkan ke tempat penampung air bersih. Letak dari penampung kondensat adalah pada bagian bawah dari sambungan kaca penutup. Dimensi yang dipergunakanlah plat alumunium yang dibentuk dengan diameter 0,05 dan panjangnya adalah sepanjang wadah penampung yaitu 1 m.

3. Kaca Transparan (Window Glass)

Pada pembahasan sebelumnya telah diketahui bahwa sudut kemiringan yang dibentuk oleh atap kaca adalah sebesar 350 dan karena luas penampang dasar (Ab) sudah diketahui yaitu 1 m2, maka direncanakan ukuran kaca penutupnya sebagai berikut :

Gambar 3.3. Besar sudut yang dibentuk

Lebar penampang dasar adalah 100 cm maka dengan rumus segitiga istimewa (Salah satu sudutnya memebentuk sudut 900), maka lebar kaca penutup adalah :

Palas = 100 cm sudut yang dibentuk kaca penutup adalah 350 hbak = 100 cm

hair = 30 cm h

 = hbak – hair =100 – 30 = 70cm Jadi panjang kaca adalah :

P2 kaca = h2 P2atas

P2 kaca = 702 + 1002 Pkaca = 14900 Pkaca = 122 cm2 Pkaca = 1,22 m2

Sedangkan lebar kaca penutup adalah panjang wadah ditambah 2 cm pada tiap sisinya, sehingga lebar kaca penutup adalah :

Lkaca = 100 cm + (2 x 2 cm ) = 104cm = 1,4 m

Tebal kaca (tkaca) diambil 5 mm = 0,005 m, hal ini karena kaca penutup cukup luas sehingga rentan terhadap lengkungan dan juga agar kaca penutup kuat ketika ditopang oleh wadah distilasi, yaitu ditopang sepanjang 2 cm pada sisi kanan-kirinya. Dengan pertimbangkan pengadaan bahan dipasaran dan juga dari segi biaya, maka dipilih jenis kaca Window Glass yang memiliki sifat dan spesfikasi sebagai berikut :

 Panjang : 1,22 m

 Lebar : 1,4 m

 Tebal : 0,005 m

 Pembiasan (Transmitansi) : 0,85

 Penyerapan (Absorbtansi) : 0,06

Gambar 3.5. Window Glass

4. Pipa-Pipa pada Distilasi

Untuk saluran air laut dan saluran pembuangan untuk perawatan basin dipergunakan pipa PVC dengan diameter 1 inchi atau 2,54 cm = 0,0254 m dengan jumlah 1 pipa lurus dan 2 pipa siku. Dan untuk saluran air keluar dipergunakan selang dengan diameter ½ inchi = 1,27 cm = 0,0127 m.

Gambar 3.6. Saluran masuk air laut (kiri), Saluran pembuangan untuk perawatan basin (kanan)

5. Tempat Penampungan Air Bersih

Untuk menampung air bersih hasil distilasi dipergunakan jerigen bening, sehingga produk air bersih bisa terlihat. Ukuran jerigen yang dipergunakan adalah yang berkapasitas 4 liter.

Gambar 3.8. Penampung air bersih setelah didistilasi

6. Satu Set Peralatan Komputer

Pada pengujian ini menggunakan satu set peralatan komputer yang berfungsi untuk membaca sensor-sensor yang sudah ditempatkan pada dalam dan luar ruang distilator.

7. Alat-Alat Ukur yang di gunakan.

Pada pengujian ini ada beberapa alat ukur yang akan dipergunakan, diantaranya :

1. Alat ukur temperatur air pada basin

Untuk mengukur temperatur air, dalam pengujian ini dipergunakan sensor yang LM 35. Pada pengujian ini digunakan 2 (dua) buah sensor temperatur jenis LM 35.Alat ukur atau sensor ini ditempatkan di dalam air yang ada pada basin (untuk temperatur air) dan di permukaan air ( untuk temperatur permukaan air ) 2. Alat ukur untuk temperatur kaca penutup

Untuk mengukur temperatur kaca penutup dipergunaka 2 (dua) buah sensor permukaan (surface sensor) LM 35 yang diletakan pada bagian dalam dari kaca penutup (untuk temperatur kaca dalam) dan diletakan pada bagian luar kaca penutup (untuk temperatur kaca luar). Pemasangan sensor ini harus benar-benar rata menempel pada permukaan kaca penutup sehingga tidak terjadi kesalahan pembacaan dan pengukuran.

3. Alat ukur temperatur lingkungan

Untuk pengukuran suhu ambient digunakan 2 (dua) buah sensor LM 35. Yang diletakan di dinding pada bagian dalam ruang distilasi (untuk temperatur ruang distilasi) dan di dinding bagian luar ruang distilasi (untuk temperatur lingkungan). Untuk pengukuran pada keadaan terbuka (outdoor measurement), transducer atau sensor harus dilindungi dari radiasi matahari lansung atau yang terpantulkan, dengan menempatkannya di dalam suatu kotak pelindung yang berventilasi baik serta dicat putih. 4. Data logger

Data logger sangat dibutuhkan pada waktu pengujian, karena dalam pengujian yang dilakukan dengan menggunakan energi listrik sebagai sumber tenaga (power) dan apabila sewaktu-waktu listrik padam, maka data logger akan mengambil alih penyimpanan

data. Di dalam data logger terdapat sebuah baterai dimana baterai ini sebagai energi cadangan pada waktu listrik mati.

Gambar 3.10. Data Logger

5. Alat pembacaan dan hasil pengukuran

Untuk hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat kita lihat/baca pada layar komputer dan kemudian dapat kita simpan di dalam komputer, untuk itu diperlukan satu set peralatan komputer.

3.2. Titik-titik Pengukuran

Dalam melakukan pengujian titik pengukuran sangat penting, yang bertujuan untuk menentukan daerah/letak yang akan diukur temperaturnya pada sistem distilasi melalui sensor pengukur temperatur. Sistem distilasi energi surya yang akan di ukur memiliki 7 (tujuh) titik pengukuran, yaitu :

1. Temperatur air pada basin (Tair) 2. Temperatur permukaan air (T p. air)

3. Temperatur pada permukaan kaca bagian dalam (Tkd) 4. Temperatur pada permukaan dinding bagian luar (Tdl) 5. Temperatur pada permukaan dinding bagian dalam (Tdd) 6. Temperatur ruang distilasi (Trd)

Tabel 3.1 letak titik pengukuran

No Simbol Satuan Keterangan

1 Tair (T3) 0C Temperatur air pada basin

2 Tuda (T4) 0C Temperatur permukaan air

3 Tkd (T1) 0C Temperatur kaca dalam

4 Tkl (T7) 0C Temperatur kaca luar

5 Tamb (T6 ) 0C Temperatur lingkungan

6 Trd (T2) 0C Temperatur ruangan distilasi

`7 Tdd (T5) 0C Temperatur dinding distilasi

dalam

Gambar 3.11. Penempatan Sensor

Keterangan : a : Wadah (basin) b : Kaca

c : Air kotor keluar

d : Air kotor masuk (input) e : Air distilasi keluar (output) ket : 1 – 7 = sensor LM 35

3.3. Bagan Alir Sistem Distilasi

Keterangan :

1a. Saluran air masuk (air laut) tampak dari luar dan pengisian dilakukan dengan manual. Dengan menggunakan corong. Dan diameter pipa saluran masuk (air laut) 1 inchi atau 0,0254m.

1b. Saluran air masuk tampak dari dalam ruang distilator.

2a. Satu set peralatan koputer yang terkoneksi dengan tujuh buah sensor LM 35 melalui kabel LPT 1. Untuk menampilkan hasil (besar suhu ) yang dibaca oleh sensor LM 35, yang bebasis Visual Basic 6.0.

3a. Data Logger yang terhubung lansung dengan sensor LM 35, yang berfungsi membaca suhu yang dideteksi sensor LM 35 dan dikirim ke program Visual Basic 6.0 melalui kabel LPT 1.

4a. Bak penampung air laut yang berukuran 1m x 1m, dan mampu menampung air laut maksimal 200 liter, tetapi yang dikehendaki dalam pengujian ini sebesar 100 liter.

4b. Saluran Kanal sepanjang 1m, yang berfungsi untuk mengumpulkan air yang mengalir dari bawah kaca dalam distilasi yang merupakan hasil dari penguapan yang mengembun dibawah kaca dalam setelah kaca mendapatkan radiasi matahari. Semakin besar radiasi matahari yang diterima oleh permukaan kaca maka semakin besar pula penguapan yang terjadi. Kemudian air hasil distilasi akan disalurkan melalui corong ke pengumpulan air bersih. 4c. Tujuh buah sensor LM 35 yang ditempatkan di tempat yang dikehendaki

dalam pengujian yang selalu terkoneksi dengan Data Logger selama 24 jam. 4d. Saluran keluar air sisa yang tidak terdistilasi, yang bertujuan untuk membuang

air sisa dan sebagai saluran perawatan ruang distilator. Dan pipa saluran keluar berdiameter 1 inchi atau 0,0254m.

5a. Tempat penampungan hasil air distilasi, dan dipergunakan jerigen yang bening agar produk air bersih dapat dilihat.

6a. Hasil air distilasi yang diukur dalam gelas ukur. Dan air yang dihasilkan sebanyak 460 liter/hari atau 0.02 Liter/jam.

3.4. Pengujian

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui cara kerja alat yang dibuat,dan mengetahui cara membaca data yang dihasilkan data Logger yang digunakan. Pengujian dilakukan sebanyak dua kali pengujian.

Lamanya waktu pengujian yang pertama selama 24 jam yang dilaksanakan di rumah Ibu Norma Pardede dengan alamat Jln. Karya No.9 Sei Agul, Medan. Dimulai pada hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, tanggal 10 – 11 April 2008. Dan pengujian kedua di lakukan di Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara pada hari Rabu tanggal 23 April 2008. Dimulai pada pukul 14:00 Wib – 16:00 Wib.

Sebelum melakukan pengujian perlu dipersiapkan peralatan uji yang akan digunakan, seperti sensor maupun alat ukur lainnya.

3.4.1. Data Perancangan Dan Keadaan Lingkungan

Dengan perkiraan cuaca cerah agak mendung dan sinar matahari terhadap permukaan bumi adalah tegak lurus, dan data lainnya seperti kondisi lingkungan yang diperoleh untuk daerah Universitas Sumatera Utara, Medan adalah berikut :

 Posisi Medan ( ) : 20 27’ – 20 47’ LU 980 35’ – 980 44’BT

 Temperatur ambien : 29 0C

 n (dihitung mulai 1 januari) : 101 hari

 Deklinasi ( ) : 23,450

 Sudut kemiringan distilator () : 35 0

 Sudut sinar matahari () : 0 (matahari tegak lurus bumi)

 Garis lintang letak distilator : 20 27 LU Data lain yang direncanakan adalah :

1. t air (ketinggian permukaan air) = 0,1 m 2. Taa (temperatur awal air) = 27 0C 3. Tak (temperatur awal kaca) = 27 0C 4. Taf (temperatur awal fiber) = 27 0C

BAB IV

PERHITUNGAN DAN ANALISA

4.1. Perhitungan Radiasi Matahari

(Sumber “Teknologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh Prof. Wiranto Arismunandar)

GR = 4500 W/m2 n = 101 hari

Pers 2.9 _

     _        25 , 365 360 cos 033 , 0 1 xn G G_{T R}

_      _        25 , 365 101 360 cos 033 , 0 1 4500 x GT

G_T 4475,36 W/m2

Dengan Pers 2.7 cos sin.sin



 



cos.cos



 



.cos

cos 0,913460492 Maka sudut datang matahari =  = 240

GT = Intensitas radiasi surya yang diterima oleh permukaan bumi = 4465,35 W/m2, sehingga kita dapat menghitung radiasi matahari yang diterima oleh suatu permukaan seluas 1 m2. Dengan sudut sinar datangnya sebesar . Dengan pers (2.8)

 cos . T G A q _ 2 / 06 , 4088 913460492 , 0 36 ,

4475 x W m

A

q _{ }

Sehingga GT yang diterima distilator = 4088,06 W/m2

Maka dapat dihitung radiasi surya yang dibiaskan dan diserap : 1. Radiasi surya yang diserap (qserap kaca)

q

(serap kaca) = Absorbtansi x GT = 0,06 x 4475,36W/m2 = 268,52 W/m2

2. Radiasi surya yang dibiaskan (qserap kaca)

q

(bias kaca) = Transmitansi x GT

q

(bk)= 0,85 x 4475,36 W/m2

q

(bk) = 3804,05 W/m2

3. Radiasi surya yang dipantulkan ( qpantul kaca)

q

pantul kaca

=

reflektansi x GT

q

(p)= 0,09 x 4475,36 W/m2

q

(p)= 402,78 W/m2

Dari data diatas dapat diketahui kalor radiasi dan effisiensi kaca ()

q

rad

= G

R

– q

pantul

– q

serap

q

rad= 4500 W/m2 – 402,78 W/m2– 268,52

W/m2

q

rad =

3828,7

W/m2

Maka effisiensi kaca :

% 100 x G q R rad kaca   % 100 / 4500 / 7 , 3828 2 2 x m W m W kaca   % 08 , 85  kaca 

Dengan adanya pembiasan, penyerapan dan pantulan radiasi surya pada kaca transparan, maka terjadi proses perpindahan panas radiasi dan konveksi menuju kaca sebesar yang diserap kaca.

  = Emisivitas = 0,06

 h = Koefesien konveksi kaca = 0,26 W/(m2.K4)

q

serap kaca

= q

(sk)

= q

radiasi kaca

+ q

konveksi kaca

q

(sk)

= kaca. .A.



Tkaca Tamb



hkaca.Akaca.



TkacaTamb



4

4

 

268,52 = 0,06.(5,67 x 10-8 )W/(m2.K4).(1,22 x 1,04)m2.(Tkaca4-3004)K+ 0,26 W/(m2.K4).(1,22 x 1,04)m2.(Tkaca – 300)K

= 0,4316 x 10-8(Tkaca4 – 3004)K + 0,32988 (Tkaca – 300)K 268,52 = 0,4316 x 10-8 Tkaca – 34,9633 + 0,3298 Tkaca – 98,9664

268,52 + 34,9633 + 98,9664 = 0,4316 x 10-8 Tkaca4 + 0,32988 Tkaca 402,4497 = 0,4316 x 10-8 Tkaca4+ 0,3298 Tkaca

Tkaca = 323,25 K = 50,25 0C Tkaca = 50 0C

4.2. Perpindahan Kalor pada Bak Penampung (Wadah)

Luas bak penampung air adalah 1 m2, dengan panjang bak 1 m dan lebar 1 m. Untuk pembiasannya panas q(bak) yang terdapat pada ruang distilasi saat akan menuju air kotor yang terdapat pada bak penampungan yang besarnya 4793,11W = 47,9311 W/m2, sehingga terjadi suatu perpindahan kalor (heat transfer) secara radiasi dan konveksi menuju air. Maka didapatkan suhu air saat terjadi produksi air (Ta) adalah

Perhitungan suhu air saat terjadi produksi air :

 : Emisivitas = 0,06

h : Koefesien konveksi air = 0,659 W/(m2.K)

 : Konstanta Stefan – Boltzman = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

q

serap air

= q

(sa)

= q

radiasi air

+ q

konveksi air

qsa  air A Tair Tkaca hair Aair.



Tair Tkaca



4

4 )

(  .. .( ) .

4793,11 =0,06 x 5,67 x 10-8 x 1 x (Tair4 – 3234) + 0,659 x 1x (Tair – 323) 4793,11 = 3,042 x 10-9 Tair4 – 37,0292 + 0,659 Tair – 212,857

5042,996206 = 3,402 x 10-9 Tair4 + 0,659 Tair Tair = 322,128 K

4.3. Hasil Pengujian dan Perhitungan Data Pengujian

Pengujian sistem distilasi telah selesai dilakukan dengan tanggal pengujian dari hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, tangga 10 April 2008 – 11 April 2008 yang dilaksanakan di rimah Ibu Norma Pardede di Jln. Karya No.9 Sei Agul. Dan hasil pengujian diambil pada hari Jumat, tanggal 11 April 2008.

4.3.1. Perhitungan Konveksi

Untuk menghitung kalor konveksi (qkonv) diambil data secara acak dari pengambilan data yang dilakukan beberapa hari (Perhitungan konveksi seluruhnya dapat dilihat pada Tabel 4.2.)

Perbandingan konveksi yang diperoleh dari pengambilan data pada tanggal 11 April 2008, antara data pukul 11 :10 Wib dengan data pukul 12 :00 Wib.

Data hari Jumat, tanggal 11 April 2008. Pukul 11.10 Wib sebagai berikut : Tpermukaan air (T4) = 53 0C

Tdasar air (T3) = 40 0C

Truang distilasi (T2) = 50 0C

GR = 4500 W/m2

L (Panjang distilasi) = 1 m

A = 1 m2

Setelah di Interpolasi Maka didapat : Pr (Pranftl Number) = 0,70294

v = 18,022 x 106 m2/s

K = 0,0280 W/m2.0C

C = 0,27

Dari data tersebut dapat dicari qkonv





2 3 2 4 . v L T T g

G_r    ; dimana  = 1/T3 jadi  = 1/ 50 = 0,02

Gr = _{5 2} 7

3 10 22 , 181 ) 10 8022 , 1 ( 1 ) 50 53 ( 02 , 0 81 , 9 x x x x   

Nu = C (Gr x Pr)1/4

2 9 2 8 / 10 428 , 1 1 / 0280 , 0 10 008 , 51 m W x m W x x L Nuxk h     

q

kon = h.A(T )

qkon = 1,428 x 10-9 W/m2 x 1x 3 = 4,284 x 10-9 W/m2

4.3.2. Perhitungan Konduksi

Untuk menghitung kalor induksi diambil data dari hari Jumat, tanggal 11 April pada pukul 11:10 Wib.

Datanya adalah :

T5 (Temperatur dinding distilasi) = 42 0C T6 (Temperatur luar dinding) = 39 0C

k = 0,0279834 W/m.K

Yang harus dikerjakan dahulu adalah menghitung faktor bentuk dari alat distilasi yaitu menjumlahkan faktor-faktor bentuk dinding, tepi dan sudut dinding. Ruang distilasi ini memiliki 2 bentuk yaitu dinding persegi dan dinding segi tiga.

Faktor bentuk dinding persegi :

Dinding : x m

L A S 150 002 , 0 1 3 , 0   

Tepi : S = 0,54.D = 0,54 x 0,3 = 0,162 m Sudut : S= 0,15.L = 0,15 x 0,002 = 0,0003m S persegi : Sp = 150 + 0,162 + 0,0003 = 150,1623 m

Faktor bentuk dinding Segi Tiga :

Dinding : x x m

L xAxt L A S 175 002 , 0 7 , 0 1 5 , 0 2 1    

Tepi : S = 0,54.D = 0,54 x 0,7 = 0,378 m Sudut : S = 0,15.L = 0,15 x 0,002 = 0,0003m S segitiga : Sst = (175 x 0,0003) x 2 = 350 m

S total adalah = Stot = 150,1623 m + 350 m = 500,1623 m Maka konduksinya :

q = k.S.T

q = 0,0279834 x 500,1623 x 3 = 41,9987 W/m.0C

4.3.3. Perhitungan Penguapan

Untuk panas yang dipindahkan ketutup oleh penguapan dengan menggunakan data pada hari jumat pukul 11:10, tanggal 23 April 2008 (lihat Tabel 4.4). Untuk PW dan PC lihat pada Tabel uap pada Lampiran.

Dimana :

T4 (TW) : 530C (PW = 14376 N/m2) T1 (TC) : 460C (PC = 10090 N/m2)

Dengan Pers 2.14, maka di dapat : quap =

       C W C W Konv T T P P x xq x10 3 27 , 16 =          46 53 10090 14376 282 , 4 10 27 ,

16 x 3x x

= 42,67445991 W/m2

Dan laju distilasi (Kecepatan perpindahan massa penguapan) dapat ditentukan dengan persamaan 2.15.

fg uap uap

h q

m  , dimana karena hfg dalam kJ/kg maka quap = 42,67445991 W/m2 dirubah menjadi = 0,04267445991 kW/m2 sehingga :

kg kJ m jam kJ x muap / 2308 ) . /( 3600 1 0426744599 , 0 2 

4.3.4. Perhitungan Efisiensi

Dengan menggunakan data pada hari jumat pukul 11:10 Wib, tanggal 11 April 2008, maka dengan persamaan 2.16 didapat :

Efisiensi ; x100% G

q

T uap





% 100 06

, 4088

1 42,6744599

x





= 1,0438%

Dimana GT adalah radiasi yang diterima distilator.

4.3.5. Perhitungan Radiasi

Radiasi pada pengujian ini tidak dihitung karena radiasi yang diterima oleh permukaan bumi dianggap konstan yaitu 4500 W/m2 (sumber : tabel 2.1)

4.3.6 Perhitungan Debit Air

Debit air maksimal yang dihasilkan perhari adalah 540 ml pada pengambilan data hari Jumat , tanggal 11 April 2008. Rata-rata air yang dihasilkan perjam adalah 0.022 liter/jam.

4.4. Analisa data hasil pengujian, Tabel dan Grafik

A. Hasil data pengujian yang dilakukan di rumah Ibu Norma Pardede di Jln. Karya No.9 Sei Agul.

Berikut merupakan tabel, grafik hasil dari pengujian yang dilakukan dan diambil hasil yang terbaik yaitu dimulai hari Kamis pukul 20:00 Wib – Hari Jumat pukul 20:00 Wib, tanggal 10 – 11 April 2008.

Analisa Grafik

Dari grafik 4.1 dapat disimpulkan bahwa jika semakin siang maka temperatur yang ada di dalam alat Distilasi meningkat.

Temperatur tertinggi terjadi pada pukul 12.10 WIB pada T4 (permukaan air) dengan temperature 59 0C dan terjadi lagi pada pukul 16.00 WIB dengan temperature 59 0C. Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa permukaan air lebih panas disbanding ruang distilasi sehingga uap air akan naik ke kaca.

Pada grafik dapat dilihat pada hari kamis tanggal 10 April, bahwa temperatur kaca pukul 23.20 WIB – 02:00 WIB hari Jumat pagi sebesar 210C karena cuaca agak mendung, 11 April 2008, yang disebabkan suhu yang dingin pada malam hari.

Analisa Grafik 4.9. Waktu Vs Kalor Konveksi.

Dari grafik 4.9 dapat di simpulkan bahwa

 Perpindahan kalor secara konveksi lebih besar tejadi pada malam hari disbanding siang hari,

 Dan perpindahan kalor secara konveksi yang paling besar terjadi terjadi pada hari jumat pukul 04:20 Wib sebesar 53.365 W/m2 disebabkan perbedaan temperatur yang besar antara T4 (Permukaan Air) dan T2 (Ruang Distilasi)

 Dan juga terjadi pada pukul 02:00 Wib sebesar 46.353 W/m2 dan disebabkan perbedaan temperatur yang besar antara T4 (Permukaan Air) dan T2 (Ruang Distilasi)

Analisa Grafik 4.10. Waktu Vs Kalor Konduksi.

 Perpindahan kalor secara konduksi lebih besar pada siang hari dibanding malam hari.

 Pada siang hari perpindahan kalor secara konduksi terjadi perubahan-perubahan yang begitu cepat dibandingkan dengan perpindahan kalor secara konduksi pada malam hari.

 Perpindahan Kalor secara Konduksi yang paling besar terjadi pada pukul 07:00 Wib sebesar 121.1894 W/m2 yang disebabkan perbedaan temperatur yang besar antara T5 (Dinding Distilasi dalam) dan T6 (Dinding Luar)

Analisa Grafik 4.11. Waktu (t) Vs quap

 Dari grafik terlihat pada pukul 04:20 Wib terjadi perubahan yang sangat besar yaitu 307,9494532 W/m2 yang disebabkan perbedaan temperatur antara T4 (Permukaan Air) dan T1 (Kaca Dalam)

 Dan terjadi juga pada pukul 02:00 Wib sebesar 2361695266 W/m2 yang juga disebabkan perbedaan temperatur yang besar antara T4 (Permukaan Air) dan T1 (Kaca Dalam)

Analisa Grafik 4.12. Effisiensi terhadap Waktu.

Pada Grafik. 4.12. dapat disimpulkan :

 Karena cuaca yang tidak stabil pada malam hari pada tanggal 11 April 2008, maka nilai effisiensi distilasinya juga tidak stabil.

 Pada pukul 04:20 WIB terjadi nilai effisiensi yang paling besar yaitu

7.53289955%, namun pad pukul 05:10 WIB terjadi penurunan yang sangat besar menjadi 0.10783689%. Ini disebabkan cuaca yang tidak stabil pada malam hari.

 Dan adapun Effisiensi rata-rata dari keseluruhan effisiensi sebesar

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan.

 Pada pengujian sistem distilasi yang terbuat dari bahan Fiber Glass dengan dimensi panjang wadah (basin) = 1 m dan lebar wadah = 1 m, dimensi panjang kaca penutup 1,22 m dan lebar kaca 1,04 m dan tipe atap dengan sudut kerja 350, volume air setelah distilasi tertinggi untuk satu harinya didapat 540 ml sedangkan yang direncanakan 1,5 liter.

 Air laut yang dimasukan pada pengujian sebanyak 100 liter air dengan pH air 8 yang diukur sebelum dimasukan dalam Distilator.

 Produksi air setelah distilasi sebanyak 0,022 liter/jam atau 20 ml/jam dan mempunyai pH air sebesar 7.

 Data hasil perhitungan selalu lebih besar dari data pengukuran, sehingga dibutuhkan tingkat ketelitian dalam pengukuran.

 Pada malam hari dari pukul 22:00 WIB – 06:00 WIB (8jam), air yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan pada siang hari yang panas. Ini disebabkan karena pada malam hari perbedaan temperatur permukaan air jauh lebih tinggi dibanding temperatur kaca dalam, sehingga memudahkan uap air untuk naik ke atas mencari temperatur yang lebih rendah.

5.2. Saran

 Bedasarkan pengujian, masih terdapat selisih yang sangat jauh dari hasil yang direncanakan maka diperlukan lagi pengembangan-pengembangan sehingga sistem yang dirancang bisa menghasilkan volume air bersih yang ditargetkan.

 Sistem distilasi energi surya yang dirancang memiliki kapasitas wadah sebesar 100 liter dan produk air bersihnya sebanyak 540 ml/hari. Atau 0,54 liter/hari. Sistem distilasi ini sangat cocok untuk daerah Belawan, tepatnya di pesisir pantai yang kesulitan dalam mendapatkan air bersih dan pada kelinik kesehatan/puskesmas yang membutuhkan air bersih tiap saat.

 Ukuran penampang dasar dapat diperbesar dengan ketinggian air kotor antara 1 m hingga 1.5 m, sehingga produk air setelah distilasi akan semakin banyak, karena pemanasan air kotor akan lebih cepat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Jansen, Ted J. “Teknologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh Prof. Wiranto Arismunandar dari “Solar Engineering Technology”, 1995. 2. Holman, JP. “Perpindahan Kalor”, Ahli Bahasa oleh Ir. E. Jasfi, Msc. Dari

“ Heat Transfer”, 1986

3. Koestoer, Dr. Ir. Raldi, Artono. “Perpindahan Kalor” Edisi Pertama, Jakarta : Salemba Teknik, 2002.

4. www.ebook.com (Teknologi Rekayasa Surya)

5. www.ebook.com (Solar Distilation)

6. www.ebook.com (Solar Thermal)

7. www.Solarthermal.com (Grasholf Number and Prandtl Number)

Lampiran 1.

Lampiran 2

Alat-Alat pada Distilasi Energi Surya dengan Tipe Atap Miring

Distilator tampak Depan Distilator tampak Samping

Saluran Air masuk Tutup saluran air masuk dan pembuangan

Saluran air keluar Tutup saluran keluar (pembuangan)

Saluran keluar air bersih Kanal (penampung kondesat)

Kaca transparan (Window Glass) Air bersih hasil distilasi dalam gelas ukur

Lampiran 3

Faktor Konversi

Panjang : Energi :

12 in = 1 ft 1 ft. lbf = 1.356 J

2.54 cm = 1 in 1 kWh = 3413 Btu 1 μm = 10-6 m = 10—4 cm 1 hp. h = 2545 Btu

Massa : 1 Btu = 252 cal

1 kg = 2.205 lbm 1 Btu = 778 ft. lbf

1 slug = 32.16 lbm Tekanan :

450 g = 1 lbfm 1 atm = 14.696 lbf / in 2

= 2116 lbf / ft 2

Gaya : 1 atm = 1.01325 105 Pa

1 dyn = 2.248 10-6 lbf 1 in Hg = 70.73 lbf / ft 2

1 lbf = 4.48 N

105 _{dyn = 1 N}

Konversi ke Satuan SI

Panjang : Volume :

1in = 0.0254 m 1 in3 = 1.63871  10-5 m3 1ft = 0.3048 m 1 ft3 = 0.0283168 m3

1mi = 1.60934 km 1 gal = 231 in3 = 0.0037854 m3

Luas : Massa :

1in2 = 0.0254 m 1 lbm = 0.45359237 kg

1ft2 = 0.3048 m Densitas :

1mi2 = 1.60934 km 1 lbm / in 3

= 2.76799  104 kg / m3

Tekanan : 1 lbm / ft

3

= 16.0185 kg / m3 1 N/m2 = 1 Pa Gaya :

1 atm = 1.01325  105 Pa 1 dyn = 10-5 N 1 lbf / in

2

Lampiran 4

SIFAT – SIFAT UDARA PADA TEKANAN ATMOSFER

T.K  Kg/m3  cp kJ/kg.0C



kg/m.s x105



m2/s x106



W/m.0C





m2/s x104

Pr

100 3.6010 1.0266 0.6924 1.923 0.009246 0.02501 0.77 150 2.3675 1.0099 1.0283 4.434 0.013735 0.05745 0.753 200 1.7684 1.0061 1.3289 7.49 0.01809 0.10165 0.739 250 1.4128 1.0053 1.5990 11.31 0.02227 0.15675 0.722 300 1.1774 1.0057 1.8462 15.69 0.02624 0.2216 0.708 350 0.9980 1.0090 2.075 20.76 0.03003 0.2983 0.697 400 0.8826 1.0140 2.286 25.90 0.03365 0.376 0.689 450 0.7833 1.0207 2.484 31.71 0.03707 0.4222 0.683 500 0.7084 1.0265 2.671 37.90 0.04038 0.5564 0.680 550 0.6423 1.0392 2.848 44.34 0.04360 0.6532 0.680 600 0.5879 1.0551 3.018 51.34 0.04659 0.7512 0.682



TABEL UAP

SIFAT AIR DAN UAP JENUH

hf hfg hg Sf Sfg Sg

t 0 C Ps bar Vg

m3/kg kJ/kg kJ/(kg.K)

0.01 0.006112 206.1 0 2500.8 2500.8 0 9.155 9.155 1 0.006566 192.6 4.2 2498.3 2502.5 0.015 9.113 9.128 2 0.007054 179.9 8.4 2495.9 2504.3 0.031 9.071 9.102 3 0.007575 168.2 12.6 2493.6 2506.2 0.046 9.030 9.076 4 0.008129 157.3 16.8 2491.3 2508.1 0.061 8.989 9.05 5 0.009346 147.1 21.0 2488.9 2509.9 0.076 8.948 9.024 6 0.01001 137.8 25.2 2486.6 2511.8 0.091 8.908 8.999 7 0.01072 129.1 29.4 2484.3 2513.7 0.106 8.868 8.974 8 0.01147 121.0 33.6 2481.9 2515.5 0.121 8.828 8.949 9 0.01227 113.4 37.8 2479.6 2517.4 0.136 8.788 8.924 10 0.01312 106.4 42.0 2477.2 2519.2 0.151 8.749 8.900 11 0.01401 99.9 46.2 2474.9 2521.1 0.166 8.710 8.876 12 0.01497 93.83 50.4 2472.5 2522.9 0.180 8.671 8.851 13 0.01597 88.17 54.6 2470.2 2524.8 0.195 8.633 8.828 14 0.01704 82.89 58.8 2467.8 2526.6 0.210 8.594 8.804 15 0.01817 77.97 62.9 2465.5 2528.4 0.224 8.556 8.780 16 0.01936 73.38 67.1 2463.1 2530.2 0.239 8.518 8.757 17 0.02063 69.09 71.3 2460.8 2532.1 0.253 8.481 8.734 18 0.02196 65.08 75.5 2458.4 2533.9 0.268 8.444 8.712 19 0.02337 61.34 79.7 2456.0 2535.7 0.282 8.407 8.689 20 0.02337 57.84 83.9 2453.7 2537.6 0.296 8.37 8.666 21 0.02486 54.56 88.0 2451.4 2539.4 0.310 8.334 8.644

22 0.02642 51.49 92.2 2449.0 2541.2 0.325 8.297 8.622 23 0.02808 48.62 96.4 2446.6 2543.0 0.339 8.261 8.600 24 0.02982 45.92 100.6 2444.2 2544.8 0.353 8.226 8.579 25 0.03166 43.4 104.8 2441.8 2546.6 0.367 8.19 8.557 26 0.0336 41.03 108.9 2439.5 2548.4 0.381 8.145 8.526 27 0.03564 38.81 113.1 2437.2 2550.3 0.395 8.12 8.515 28 0.03778 36.73 117.3 2434.8 2552.1 0.409 8.085 8.494 29 0.04004 34.77 121.5 2432.4 2553.9 0.423 8.05 8.473 30 0.04242 32.93 125.7 2430 2555.7 0.436 8.016 8.452 32 0.04754 29.57 134.0 2425.3 2559.3 0.464 7.948 8.412 34 0.05318 26.6 142.4 2420.5 2562.9 0.491 7.881 8.372 36 0.0594 23.97 150.7 2415.8 2566.5 0.518 7.814 8.332 38 0.06624 21.63 159.1 2411.0 2570.1 0.545 7.749 8.294 40 0.07375 19.55 167.5 2406.2 2573.7 0.572 7.684 8.256 42 0.08198 17.69 175.8 2401.4 2577.2 0.599 7.62 8.219 44 0.091 16.03 184.2 2396.6 2580.8 0.625 7.557 8.182 46 0.1009 14.56 192.5 2391.8 2584.3 0.651 7.494 8.145 48 0.01116 13.23 200.9 2387.0 2587.9 0.678 7.433 8.111 50 0.1233 12.04 209.3 2382.1 2591.4 0.704 7.371 8.075 55 0.1574 9.578 230.2 2370.1 2600.3 0.768 7.223 7.991 60 0.1992 7.678 251.1 2357.9 2609.0 0.831 7.078 7.909 65 0.2501 6.201 272.0 2345.7 2617.7 0.893 6.937 7.830 70 0.3116 5.045 293 2333.3 2626.3 0.955 6.800 7.755 75 0.3855 4.133 313.9 2320.8 2634.7 1.015 6.666 7.681 80 0.4736 3.408 334.9 2308.3 2643.2 1.075 6.536 7.611 85 0.578 2.828 355.9 2295.6 2651.5 1.134 6.410 7.544 90 0.7011 2.361 376.9 2282.8 2659.7 1.192 6.286 7.478 95 0.8453 1.982 398 2269.8 2667.8 1.250 6.166 7.416 100 0.01325 1.673 419.1 2256.7 2675.8 1.307 6.048 7.355

Lampiran 2

Alat-Alat pada Distilasi Energi Surya dengan Tipe Atap Miring

Distilator tampak Depan Distilator tampak Samping

Saluran Air masuk Tutup saluran air masuk dan pembuangan

Saluran air keluar Tutup saluran keluar (pembuangan)

Saluran keluar air bersih Kanal (penampung kondesat)

Kaca transparan (Window Glass) Air bersih hasil distilasi

dalam gelas ukur

Lampiran 3

Faktor Konversi

Panjang : Energi :

12 in = 1 ft 1 ft. lbf = 1.356 J

2.54 cm = 1 in 1 kWh = 3413 Btu

1 μm = 10-6 m = 10—4 cm 1 hp. h = 2545 Btu

Massa : 1 Btu = 252 cal

1 kg = 2.205 lbm 1 Btu = 778 ft. lbf

1 slug = 32.16 lbm Tekanan :

450 g = 1 lbfm 1 atm = 14.696 lbf / in 2

= 2116 lbf / ft 2

Gaya : 1 atm = 1.01325



105 Pa 1 dyn = 2.248



10-6 lbf 1 in Hg = 70.73 lbf / ft

2

1 lbf = 4.48 N 105 _{dyn = 1 N}

Konversi ke Satuan SI

Panjang : Volume :

1in = 0.0254 m 1 in3 = 1.63871



10-5 m3 1ft = 0.3048 m 1 ft3 = 0.0283168 m3

1mi = 1.60934 km 1 gal = 231 in3 = 0.0037854 m3

Luas : Massa :

1in2 = 0.0254 m 1 lbm = 0.45359237 kg

1ft2 = 0.3048 m Densitas :

1mi2 = 1.60934 km 1 lbm / in 3

= 2.76799



104 kg / m3

Tekanan : 1 lbm / ft

3

= 16.0185 kg / m3

1 N/m2 = 1 Pa Gaya :

1 atm = 1.01325



105 Pa 1 dyn = 10-5 N 1 lbf / in

2

SIFAT – SIFAT UDARA PADA TEKANAN ATMOSFER

T.K



Kg/m

3



cp

kJ/kg.

0

C



kg/m.s

x10

5





m

2

/s

x10

6





W/m.

0

C





m

2

/s

x10

4



Pr

100 3.6010 1.0266 0.6924 1.923 0.009246 0.02501 0.77 150 2.3675 1.0099 1.0283 4.434 0.013735 0.05745 0.753 200 1.7684 1.0061 1.3289 7.49 0.01809 0.10165 0.739 250 1.4128 1.0053 1.5990 11.31 0.02227 0.15675 0.722 300 1.1774 1.0057 1.8462 15.69 0.02624 0.2216 0.708 350 0.9980 1.0090 2.075 20.76 0.03003 0.2983 0.697 400 0.8826 1.0140 2.286 25.90 0.03365 0.376 0.689 450 0.7833 1.0207 2.484 31.71 0.03707 0.4222 0.683 500 0.7084 1.0265 2.671 37.90 0.04038 0.5564 0.680 550 0.6423 1.0392 2.848 44.34 0.04360 0.6532 0.680 600 0.5879 1.0551 3.018 51.34 0.04659 0.7512 0.682



TABEL UAP

SIFAT AIR DAN UAP JENUH

h

f

h

fg

h

g

S

f

S

fg

S

g

t 0

C

P

s bar

V

g

m

3

/kg

kJ/kg kJ/(kg.K)

0.01 0.006112 206.1 0 2500.8 2500.8 0 9.155 9.155 1 0.006566 192.6 4.2 2498.3 2502.5 0.015 9.113 9.128 2 0.007054 179.9 8.4 2495.9 2504.3 0.031 9.071 9.102 3 0.007575 168.2 12.6 2493.6 2506.2 0.046 9.030 9.076 4 0.008129 157.3 16.8 2491.3 2508.1 0.061 8.989 9.05 5 0.009346 147.1 21.0 2488.9 2509.9 0.076 8.948 9.024 6 0.01001 137.8 25.2 2486.6 2511.8 0.091 8.908 8.999 7 0.01072 129.1 29.4 2484.3 2513.7 0.106 8.868 8.974 8 0.01147 121.0 33.6 2481.9 2515.5 0.121 8.828 8.949 9 0.01227 113.4 37.8 2479.6 2517.4 0.136 8.788 8.924 10 0.01312 106.4 42.0 2477.2 2519.2 0.151 8.749 8.900 11 0.01401 99.9 46.2 2474.9 2521.1 0.166 8.710 8.876 12 0.01497 93.83 50.4 2472.5 2522.9 0.180 8.671 8.851 13 0.01597 88.17 54.6 2470.2 2524.8 0.195 8.633 8.828 14 0.01704 82.89 58.8 2467.8 2526.6 0.210 8.594 8.804 15 0.01817 77.97 62.9 2465.5 2528.4 0.224 8.556 8.780 16 0.01936 73.38 67.1 2463.1 2530.2 0.239 8.518 8.757 17 0.02063 69.09 71.3 2460.8 2532.1 0.253 8.481 8.734 18 0.02196 65.08 75.5 2458.4 2533.9 0.268 8.444 8.712 19 0.02337 61.34 79.7 2456.0 2535.7 0.282 8.407 8.689 20 0.02337 57.84 83.9 2453.7 2537.6 0.296 8.37 8.666 21 0.02486 54.56 88.0 2451.4 2539.4 0.310 8.334 8.644

22 0.02642 51.49 92.2 2449.0 2541.2 0.325 8.297 8.622 23 0.02808 48.62 96.4 2446.6 2543.0 0.339 8.261 8.600 24 0.02982 45.92 100.6 2444.2 2544.8 0.353 8.226 8.579 25 0.03166 43.4 104.8 2441.8 2546.6 0.367 8.19 8.557 26 0.0336 41.03 108.9 2439.5 2548.4 0.381 8.145 8.526 27 0.03564 38.81 113.1 2437.2 2550.3 0.395 8.12 8.515 28 0.03778 36.73 117.3 2434.8 2552.1 0.409 8.085 8.494 29 0.04004 34.77 121.5 2432.4 2553.9 0.423 8.05 8.473 30 0.04242 32.93 125.7 2430 2555.7 0.436 8.016 8.452 32 0.04754 29.57 134.0 2425.3 2559.3 0.464 7.948 8.412 34 0.05318 26.6 142.4 2420.5 2562.9 0.491 7.881 8.372 36 0.0594 23.97 150.7 2415.8 2566.5 0.518 7.814 8.332 38 0.06624 21.63 159.1 2411.0 2570.1 0.545 7.749 8.294 40 0.07375 19.55 167.5 2406.2 2573.7 0.572 7.684 8.256 42 0.08198 17.69 175.8 2401.4 2577.2 0.599 7.62 8.219 44 0.091 16.03 184.2 2396.6 2580.8 0.625 7.557 8.182 46 0.1009 14.56 192.5 2391.8 2584.3 0.651 7.494 8.145 48 0.01116 13.23 200.9 2387.0 2587.9 0.678 7.433 8.111 50 0.1233 12.04 209.3 2382.1 2591.4 0.704 7.371 8.075 55 0.1574 9.578 230.2 2370.1 2600.3 0.768 7.223 7.991 60 0.1992 7.678 251.1 2357.9 2609.0 0.831 7.078 7.909 65 0.2501 6.201 272.0 2345.7 2617.7 0.893 6.937 7.830 70 0.3116 5.045 293 2333.3 2626.3 0.955 6.800 7.755 75 0.3855 4.133 313.9 2320.8 2634.7 1.015 6.666 7.681 80 0.4736 3.408 334.9 2308.3 2643.2 1.075 6.536 7.611 85 0.578 2.828 355.9 2295.6 2651.5 1.134 6.410 7.544 90 0.7011 2.361 376.9 2282.8 2659.7 1.192 6.286 7.478 95 0.8453 1.982 398 2269.8 2667.8 1.250 6.166 7.416 100 0.01325 1.673 419.1 2256.7 2675.8 1.307 6.048 7.355