Waktu dan Tempat Alat dan Bahan .1 Alat

32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Pengujian dilakukan di Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Waktu pelaksanaan penelitian adalah bulan September 2015 sampai dengan November 2015. 3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1. Tangki Air Laut, Konsentrat Garam, dan Air Bersih Tangki yang berfungsi sebagai penampung air laut, konsentrat garam dan air bersih yang dipasang di bawah 10 meter dari evaporator dan kondensor agar proses pemvakuman dapat berlangsung. Tangki yang akan digunakan mempunyai volume masing-masing 20 liter. 2. Evaporator Dalam penelitian ini, akan digunakan evaporator sebagai ruang pemanasan air laut dimana pemanasnya adalah elemen pemanas. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa tujuan penggunaan elemen pemanas adalah agar suplai panas ke dalam evaporator stabil dan konstan sehingga dapat menyederhanakan analisis. Alat ini merupakan alat yang sangat penting dalam penentuan laju produksi air bersih. Material evaporator, volume air laut di evaporator, dan isolasi panas evaporator sangat mempengaruhi laju penguapan air laut. Spesifikasi evaporator yang akan digunakan adalah sebagai berikut : 33 Spesifikasi ruang evaporator : Material : Stainless Steel 304 Diameter Alas : 500 mm Luas Alas: 0.2 m 2 Tinggi : 0.2 m Gambar 3.1 Evaporator Spesifikasi elemen pemanas: Material : Stainless Steel Diameter Pemanas: 10 mm Panjang total Elemen : 2970 mm Daya Elemen: 2500 Watt 220 V Gambar 3.2. Elemen Pemanas 34 3. Kondensor Kondensor pada sistem ini berbentuk tabung yang dimiringkan dan di sepanjang tabung terdapat sirip fin yang berfungsi mempercepat proses kondensasi di kondensor. Semakin cepat proses kondensasi, semakin cepat pula air bersih yang dihasilkan. Spesifikasi kondensor yang digunakan adalah sebagai berikut : Material : Stainless Steel 304 Panjang Tabung : 0.5 m Ketebalan Tabung: 0.25 cm Diameter Tabung: 4 inci Untuk sirip fin yang dipasang di permukaan luar tabung memilki spesifikasi sebagai berikut : Jumlah fin : 10 buah Diameter fin : 25.4 cm Ketebalan fin : 0.0635 cm Jarak antar fin : 4 cm Gambar 3.3. Kondensor dan Sirip fin beserta Flange 4. Alat Penukar Kalor Tube-in-Tube Konsentrat garam yang berada pada evaporator tidak dapat berevaporasi karena titik didih konsentrat garam lebih tinggi daripada titik didih air bersih, sehingga konsentrat garam yang tidak mendidih akan dialirkan ke tangki konsentrat garam. Oleh karena temperatur konsentrat garam masih relatif tinggi saat dipanaskan di evaporator, maka sebelum dialirkan ke 35 tangki konsentrat garam, terlebih dahulu konsentrat garam akan dialirkan ke alat penukar kalor untuk mengalirkan sebagian kalor terhadap air laut yang mengalir di pipa dalam. Sehingga pemanasan di evaporator dapat berlangsung dengan cepat. Spesifikasi alat penukar kalor adalah sebagai berikut : Material pipa luar : Stainless Steel 304 Material pipa dalam : Stainless Steel 304 Diameter pipa luar : 2.54 cm Diameter pipa dalam : 1.27 cm Gambar 3. 4. Alat Penukar Kalor Tube-in-Tube 5. Thermocontrol dan Termokopel Penggunaan elemen pemanas pada evaporator akan memakan banyak energi listrik jika dioperasikan terlalu lama. Material evaporator stainless steel yang mampu menjebak panas lebih lama, aluminium foil yang melapisi bagian luar evaporator yang mampu menahan panas keluar lingkungan tidak akan cukup membuat sistem lebih efisien apabila penggunaan elemen pemanas tidak dibatasi waktu penggunaannya. Oleh karena sistem berada dalam tekanan vakum tekanan dibawah tekanan udara, tentunya air laut yang dipanaskan akan berevaporasi pada temperatur di bawah 100 o C. Berdasarkan tabel tekanan cair-uap saturasi, 36 bahwa pada tekanan 8 kPa air dapat berevaporasi pada temperatur 40,29 o C. Karena temperatur penguapan yang kecil ini, maka elemen pemanas dapat diatur lama pemanasannya berdasarkan temperatur fluida di evaporator. Pengaturan lama pemanasan ini diatur oleh sebuah sensor temperatur yang disebut Thermocontrol, sedangkan pengukur temperatur dalam evaporator disebut Termokopel. Gambar 3.5. Panel Thermocontrol Spesifikasi Thermocontrol : Sampling rate : 2.5 timessecond Analog Output : 1 loop 4-20 mA; load resistance 600Ωmax Auxiliary voltage output : DC 24V Capacity : 30mA max 37 Control output : Relay output load capability:3A250VAC Resolution : Display ± 0.1 ℃ Power consumption : ≤ 5 W Working environment : 0~50 ℃ 85 RH Storange environment : -20~60 ℃ 85 RH Gambar 3.6. Termokopel Spesifikasi Termokopel : Bahan Konduktor Positif: Tembaga Bahan Konduktor Negatif: Konstantan Range Temperatur: 0 – 350 o C Batasan Ralat: ±1 o C atau ±1.5 Material: Stainless Steel 304 38

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air laut yang berasal dari pantai Ocean Pacific Belawan dengan asumsi temperatur awal 25 o C dan konsentrasi 3.5.

3.2.3 Alat Ukur

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur variabel-variabel dalam penelitian antara lain : 1. Agilent Agilent digunakan untuk mengukur temperatur pada titik-titik sistem, dimana alat ini bekerja secara otomatis dan mencatat hasil pengukuran per menitnya dalam bentuk file Ms. Excel. Pada percobaan ini kabel agilent atau selanjutnya disebut termokopel berwarna merah pada gambar 3.3 yang digunakan berjumlah tujuh titik yang dipasang pada alat penelitian tersebut. Gambar 3.7 Agilent Spesifikasi Tipe: Agilent 34970A Buatan: Belanda Jumlah sensor termokopel: 20 channels multiplexer Volt: 250 V 2. Laser Distance Meter Laser distance meter adalah alat pengukur jarak dengan menggunakan laser sebagai media pengukurannya. Alat ukur ini digunakan untuk 39 mengukur jarak yang cukup jauh seperti sistem yang diharuskan berada pada ketinggian minimal 10,3 meter dari tanah, panjang kabel yang dibutuhkan untuk dapat menyuplai listrik dari panel listrik lokasi pengujian ke panel kontrol temperatur dan lain-lain. Gambar 3.8. Laser Distance Meter Extech DT300 Spesifikasi Type : Extech DT300 Laser diode : Class 2 red laser wavelength: 635nm Battery : Two 2 ‘AAA’ alkaline batteries DustSplash Proof : IP 54 Operating conditions : 0 to 40°C 32 to 104°F Storage conditions : -10 to 60°C 14 to 140°F Dimensions : 115 x 48 x 28mm 4.5 x 1.9 x 1.1” Weight : 150 g 5.3 oz Distance Range : 0.5 to 50 m 2” to 164’ Resolution : 0.001 inches, feet, or meters Accuracy : ±1.5 mm ± 0.06” Length : 99.99 m 99’ 11” Area : 999.99 m 2 999.99 sq. ft Volume : 999.99 m 3 999.99 cu. ft 40

3.3 Prosedur Pengujian