Gambar 3.5 Diagram Alir Proses Penelitian
BAB IV ANALISA DATA
4.1 Data Hasil Pengujian
Pengambilan data dilakukan selama tiga hari yang dimulai tanggal 02, 04, dan 05 April 2012. untuk mendapatkan data perubahan temperatur yang akurat,
maka sensor termokopel pada adsorber dipasang 5 titik channel , yaitu T
5,
T
6,
T
7,
dan T
9
,dan T
10
. Adapun data temperatur adsorber yang diperoleh dari hasil pengujian
dilampirkan pada lampiran A. Data tekanan, temperatur dan volume metanol secara ringkas dapat dilihat pada tabel 4.1 dan 4.2.
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Temperatur, Tekanan dan Volume Metanol Proses Desorpsi
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Temperatur, Tekanan dan Volume Metanol Proses Adsorpsi
No Waktu
Proses desorpsi siang-sore hari T
A
C T
C
C T
E
C T
W
C Tekanan cmHg
Volume metanol
kembali liter
Cond-Evap Adsorber
1 02042012
17:01 120.683
30.179 28.494
27.894 -
- -
2 04042012
16:59 118.855
34.978 25.07
23.393 -42
-46 0,3
3 05042012
16:19 119.226
41.207 23.415
21.815 -64
-64 0,2
No Waktu
Proses adsorpsi malam-pagi hari T
A
C T
C
C T
E
C T
W
C Tekanan
Volume metanol
terserap liter
Cond-Evap Adsorbe
r 1
03042012 01:46
26.362 22.212
9.866 9.222
-53 -58
0,5 2
04042012 23:58
31.086 24.615
11.382 11,174
-66 -66
0,3
Universitas Sumatera Utara
4.2 Pengolahan data
Pada pengujian ini adsorber dipanaskan dengan radiasi matahari. Kolektor terbuat dari bahan stainless steel.
Pengujian pada hari pertama
Laju perpindahan panas antar kaca kolektor dan plat penyerap dapat dihitung dengan :
q = =
8 4
4 4
4 2
4
5, 67 10 356, 53
303, 69 1
1 1
0, 98 0,84
W x
K K
m K
−
× −
+ −
= 358,30 Wm
2
Koefisien kerugian puncak pada kolektor dengan sudut 0
o
Ut =
1 2 2
1
1 2
1 0, 33
0, 05 1
p a
p a
p a
O p
p P
g
T T
T T
N T T
h C
N F
N N
T N
F σ
ε ε
ε
−
− −
+ +
+
+ −
+ −
+ −
+
+
C = 250[1-0,00440-90] = 349
h
o
= 5,7 + 3,8 1,03 = 9,614 F = 1- 0,04 h
o
+ 0,0005h
o 2
1+0,091N F = 1- 0,04 9,614+ 0,00059,614
2
1+0,0912 = 0,67
1 8
2 4
2 2
2 2
1
5,67 x1 0 W m K 356,53 303,69
356,53 303,69
2 1
9,614 22 0,67 1
349 356,53 303,69
0,98 0,05 2 1 0,98 2
0,33 0,84
356,53 2 0,67 K
K K
K K
K K
− −
−
+
+
+
=
+
+
−
−
+ −
+ −
+
Ut = 2,43 Wm
2
.K Maka, kerugian koefisien puncak adalah 2,43 Wm
2
K
1 1
1
2 1
4 2
4 1
− +
−
ε ε
σ
T T
A
3 06042012
00:34 28.434
23.482 9.291
9.1 -42
-46 0,5
Universitas Sumatera Utara
Laju perpindahan kalor secara konduksi pada adsorber dapat ditentukan dengan :
Nilai k dapat dicari dari tabel sifat-sifat logam lampiran C. q
konduksi
= -kA
T x
∂ ∂
Luas pelat A = 0,5 m x 0,5 m = 0,25 m
2
Tebal pelat
x ∂
adalah 1 x 10
-3
m
q
konduks i
= -16,5 Wm.K x 0,25 m
2
x
3
356, 53 303, 69 1
x1 m
K K
−
−
= 203590,80Wm
2
Laju perpindahan kalor secara konveksi pada adsorber dapat ditentukan dengan :
q
konveksi
= hAT
w
- T
s
q
konveksi
= 10 Wm
2
K ×0.25× 356,53 K-303,69 K = 132,1Wm
2
Perpindahan panas secara radiasi termal adalah: q
radiasi
=
4 4
a s
A T T
εσ −
T
s
= 0,0552 Ta
32
= 0,0552 303.69
32
= 292,14 K
q
radiasi
=0,98x
8 2
4
5,67 x1 0 W m K
−
x0,25 m
2
x 356,53 K
4
– 292,14 K
4
= 123,27Wm
2
Sehingga, energi panas total yang diserap oleh adsorber adalah :
T konduksi
radiasi
– q
q q
solar konveksi
G q
α −
− =
− q
T
= 0,98 x 246050.9Wm
2
- 203590,80Wm
2
- 132,1 Wm
2
-123,27 Wm
2
q
T
= 37283,71 Wm
2
Maka, panas netto yang dibangkitkan adsorber adalah = 37283,71 Wm
2
Efisiensi kolektor adalah :
2 2
Wm 23327, 042
246050.9W 0,1515
m
T s
q q
η = =
=
Universitas Sumatera Utara
Maka, efisiensi kolektor pada hari pertama adalah 15,15
Pengujian hari kedua
Laju perpindahan panas antar kaca kolektor dan pelat penyerap dapat dihitung dengan :
q =
4 4
1 2
1 2
1 1
1 A T
T σ
ε ε
− +
− =
8 4
4 4
2 4
4
347.05 304.
5.67 10 1
1 1
0.98 0.
7 84
1 W
x K
K m K
−
× −
+ −
= 275.61 Wm
2
Koefisien kerugian puncak pada kolektor dengan sudut 0
o
Ut =
1
1 0, 33
p a
O P
N T T
h C
T N
F
−
−
+
+
+
2 2 1
2 1
0, 05 1
p a
p a
p p
g
T T T
T N
F N
N σ
ε ε
ε
+ −
+
+ −
+ −
+ −
C = 250[1-0,00440-90] = 349 h
o
= 5,7 + 3,8 1,04 = 9,652 F = 1- 0,04 h
o
+ 0,0005h
o 2
1+0,091N F = 1- 0,04 9,652+ 0,00059,652
2
1+0,0912 = 0,67 Kerugian puncak Ut adalah :
1 8
2 4
2 2 1
5.67 x1 0 W m . K 347,05 304,71
347,05 304,71
2 1
347,05 304,71 349
9,652 22 0,67 1
0,33 0,98 0,05 2 1 0,98
2 347,05 2 0,67
0,84 K
K K
K K
K K
− −
−
+ +
= +
− +
−
+
− +
−
+
+
Ut = 2,34 Wm
2
.K Maka, kerugian koefisien puncak adalah 2,34 Wm
2
.K
Universitas Sumatera Utara
Laju perpindahan kalor secara konduksi pada adsorber dapat ditentukan dengan :
Nilai k dapat dicari dari tabel sifat-sifat logam lampiran C. q
konduksi
= -kA
T x
∂ ∂
Luas pelat A = 0,5 m x 0, 5 m = 0,25 m
2
Tebal pelat
x ∂
adalah 1 x 10
-3
m
q
konduksi
= -15,76 Wm.K x 0,25 m
2
x
3
347, 05 304, 71
1 x1
m K
K
−
−
= 162373,48 Wm
2
Laju perpindahan kalor secara konveksi pada adsorber dapat ditentukan dengan : q
konveksi
= hA T
w
- T
s
q
konveksi
= 10 Wm
2
0,25 347,05 K-304,71 K = 105,85 Wm
2
Perpindahan panas secara radiasi termal adalah: q
radiasi
=
4 4
a s
A T T
εσ −
T
s
= 0,0552 Ta
32
= 0,0552 304,71
32
= 293,6 K
q
radiasi
=0,98x
8 2
4
5, 67 x1 0 W m . K
−
x0,25m
2
x347,05
4
K
4
– 293,6
4
K
4
=98,30Wm
2
Sehingga, energi panas total yang diserap oleh adsorber adalah : q
T
=
konduks i
q –
solar
G α
radiasi
q
konveksi
q −
− q
T
= 0,98 x 310651.50Wm
2
–162373,48 Wm
2
- 105,85 Wm
2
– 98,30 Wm
2
q
T
= 141860,84 Wm
2
Maka, panas netto yang dibangkitkan adsorber adalah 141860,84Wm
2
Efisiensi kolektor adalah :
2 2
W m 141860,84
310651.50W m
T s
q q
η = =
= 0,4566
Maka, efisiensi kolektor pada hari kedua adalah 45,66
Universitas Sumatera Utara
Pengujian pada hari ketiga
Laju perpindahan panas antar kaca kolektor dan pelat penyerap dapat dihitung dengan :
q = =
8 4
4 4
4 2
4
5.67 10 303.48
1 1
1 0.98
0.8 362
4 W
x K
K m K
−
− +
−
= 406,92 Wm
2
Koefisien kerugian puncak pada kolektor dengan sudut 0
o
Ut =
1
1 0, 33
p O
P a
N T
h C
T F
T N
−
+
+
−
+
2 2 1
2 1
0, 05 1
p a
p a
p p
g
T T
T T
N F
N N
σ ε
ε ε
−
+
+ −
+ −
+ −
+
C = 250[1-0,00440-90] = 349 h
o
= 5,7 + 3,8 0,47 = 7,486 F = 1- 0,04 h
o
+ 0,0005h
o 2
1+0,091N F = 1- 0,04 7,486+ 0,00057,486
2
1+0,0912 = 0,73
1 8
2 4
2 2
2 2
1
5.67 x1 0 W m . K
362 303, 48
362 303, 48
2 1
362 303, 48
316 7, 486
22 0, 73 1 0, 33
0, 98 0, 05 2 1 0, 98 2
349 2 0, 73 0,84
K K
K K
K K
K
− −
−
+ +
= +
− +
+ −
+ −
+ −
+
Ut = 2,44 Wm
2
.K Maka, kerugian koefisien puncak adalah 2,44 Wm
2
.K
1 1
1
2 1
4 2
4 1
− +
−
ε ε
σ
T T
A
Universitas Sumatera Utara
Laju perpindahan kalor secara konduksi pada adsorber dapat ditentukan dengan :
Nilai k dapat dicari dari tabel sifat-sifat logam lampiran C. q
konduksi
= -kA
T x
∂ ∂
Luas pelat A = 0,5 m x 0, 5 m = 0,25 m
2
Tebal pelat
x ∂
adalah 1 x 10
-3
m
q
konduksi
= -15,48 Wm.K x 0,25 m
2
x
3
362 303, 48
1 x1
m K
K
−
−
= 226129,77Wm
2
Laju perpindahan kalor secara konveksi pada adsorber dapat ditentukan dengan : q
konveksi
= hA T
w
-T
s
q
konveksi
= 10 Wm
2
x 0,25 362 K-303,48 K = 146,3 Wm
2
Perpindahan panas secara radiasi termal adalah: q
radiasi
=
2 2
a s
A T T
εσ −
T
s
= 0,0552 Ta
32
= 0,0552 303,48
32
= 291,83 K
q
radiasi
= 0,98x
8 2
4
5, 67 x1 0 W m . K
−
x0,25 m
2
x362 K
4
-291,83 K
4
= 137,8 Wm
2
Sehingga, energi panas total yang diserap oleh adsorber adalah : q
T
=
konduksi radi si
a
q q
–
konveks s a
i ol r
G q
α −
− −
q
T
= 0,98 x 252402,7Wm
2
– 226129,77Wm
2
- 146,3 Wm
2
– 137,8 Wm
2
q
T
=20940,78 Wm
2
Maka, panas netto yang dibangkitkan adsorber adalah 21021,506 Wm
2
Efisiensi kolektor adalah :
2 2
W m 20940, 78
252402, 0, 0829
W 7
m
T s
q q
η = =
=
Maka, efisiensi kolektor pada hari ketiga adalah 0,08313 = 8,29
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Parameter yang Dihitung pada Pengolahan Data
Parameter yang dihitung Pengujian Hari I
Pengujian Hari II Pengujian Hari III
q kaca kolektor - pelat penyerap 358,30 Wm
2
275.61 Wm
2
406,92 Wm
2
Ut Koefisien kerugian puncak sudut 0
2,43 Wm
2
.K 2,34 Wm
2
.K 2,44 Wm
2
.K q
konduksi
203590,8 Wm
2
162373,48 Wm
2
226129,77 Wm
2
q
konveksi
132,1 Wm
2
105,85 Wm
2
146,3 Wm
2
q
radiasi
123,27 Wm
2
98,30 Wm
2
137,8 Wm
2
qs atau Gsolar 246050,9 Wm
2
310651,50 Wm
2
252402,7 Wm
2
q
T
energi panas total diserap adsorber
37283, 71 Wm
2
141860,84 Wm
2
20940,78 Wm
2
Ƞ 15,15
45,66 8,29
4.3 Radiasi Matahari dan Temperatur Lingkungan
Kategori