Hasil Pengujian k HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

36

BAB V HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian water heater dengan panjang pipa 14 meter, diameter 0,5 inchi dan bersirip, meliputi : debit air, suhu air masuk T in , suhu air keluar T out disajikan pada Tabel 5.1. Pengujian dilakukan pada kondisi tekanan udara luar, dengan suhu air berkisar pada suhu 25,9 ºC. Pemanasan yang terjadi menggunakan kerja maksimal pembakar kompor dengan menggunakan pasokan air dari kran. Tabel 5.1 Hasil pengujian dengan posisi penutup tertutup rapat No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 1 42 25,9 27 1,1 2 33,6 25,9 29,3 3,4 3 24 25,9 31,3 5,4 4 16,2 25,9 35 9,1 5 10,8 25,9 41 15,1 6 9,96 25,9 44 18,1 7 5,76 25,9 51,8 25,9 8 3,6 25,9 67,3 41,4 9 2,4 25,9 87 61,1 10 1,5 25,9 98 72,1 Tabel 5.2 Hasil pengujian dengan posisi penutup dinaikan sebesar 10 putaran 17,5 mm No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 1 48,4 25,9 29,4 3,5 2 36 25,9 30,5 4,6 No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 3 32 25,9 30,6 4,7 4 18,4 25,9 32,2 6,3 5 15 25,9 36,3 10,4 6 8,88 25,9 40,4 14,5 7 6,36 25,9 48,3 22,4 8 4,56 25,9 60,3 34,4 9 3,72 25,9 64,7 38,8 10 1,44 25,9 98,3 72,4 Tabel 5.3 pengujian dengan posisi penutup dinaikan sebesar 20 putaran 35mm No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 1 40 25,9 29,6 3,7 2 34 25,9 30,5 4,6 3 26,4 25,9 32,1 6,2 4 22 25,9 32,8 6,9 5 13,4 25,9 37,7 11,8 6 8,4 25,9 42,3 16,4 7 6,84 25,9 47,4 21,5 8 5,04 25,9 50,9 25 9 3,6 25,9 75,3 49,4 10 2,1 25,9 87,7 61,8

5.2 Perhitungan

Perhitungan kecepatan air rata rata U m , laju aliran massa air m dan laju aliran kalor q yang diserap air dilakukan dengan mempergunakan data data seperti tersaji pada Tabel 5.1-5.3. Data lain yang dipergunakan adalah : Kalor jenis air cp = 4179 Jkg o C Laju aliran massa m gas = 0,044 kgmenit Massa jenis air ρ = 1000 kgm 3 Diameter pipa tembaga = 0,5 inchi 0,0127 meter Kapasitas panas gas C gas = 11900 kkal =11900 x 4186,6 Jkg

5.2.1 Perhitungan Kecepatan air rata rata u

m Perhitungan kecepatan air rata rata u m yang mengalir di dalam saluran pipa air tembaga berukuran 0,5 inchi menggunakan persamaan 5.1     s m r air debit m pipa penampang luas s m air debit u m 2 2 3    5.1 Sebagai contoh perhitungan, untuk debit air = 24 litermenit Tabel 5.1. Satuan debit air dikonversi menjadi satuan m 3 s.     s m x s m x menit liter air debit 10 4 , 60 10 24 24 3 3 3 3      Kecepatan air rata rata u m : s m r air debit u m 2   s m m x s m x u m 1656 , 3 00635 , 14 , 3 10 4 , 2 2 3 3    Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap terdapat pada Tabel 5.4 – 5.6.

5.2.2 Perhitungan laju aliran massa air

̇ Perhitungan laju aliran massa air m air di dalam saluran pipa mempergunakan persamaan 2.3     air kecepatan penampang luas jenis massa m air       m u r 2    Sebagai contoh perhitungan, untuk debit air = 24 litermenit Tabel 5.1       s kg x m air 1656 , 3 00635 , 14 , 3 1000 2   s kg 401 ,  Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap terdapat pada Tabel 5.4 – 5.6.

5.2.3 Perhitungan laju aliran kalor yang diterima air

Perhitungan laju aliran kalor yang diserap oleh air di dalam saluran pipa mempergunakan persamaan 2.2 air q      watt T T air jenis kalor air massa aliran laju ni out     watt T T c m in out air air   .  Sebagai contoh perhitungan, untuk debit air = 24 litermenit Tabel 5.1     9 , 25 3 , 31 4179 4 ,   air q kW watt 027 , 9 4 , 5 9 , 1671   Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap terdapat pada Tabel 5.4 – 5.6.

5.2.4 Perhitungan laju aliran kalor yang diberikan gas

Perhitungan laju aliran kalor yang diberikan oleh gas di luar saluran pipa mempergunakan persamaan 2.1 gas q    kW gas panas kapasitas gas massa aliran laju  gas q 6 , 4186 . 11900 . 60 044 ,  = 36,53 kW

5.2.5 Efisiensi water heater

Perhitungan Efisiensi η kompor gas dapat menggunakan persamaan 2.4 100 x q q gas air   100 53 , 36 027 , 9 x   71 , 24 

5.2.6 Hasil perhitungan

Pada tabel 5.4 – 5.6 menampilkan hasil dari perhitungan hasil water heater dengan menggunakan microsoft office excel. Tabel 5.4 Hasil perhitungan pada penutup tertutup penuh No Debit air lm T in °C T out °C ΔT °C m air kgs U m ms q air kJ Efisiensi 1 42 25,9 27 1,1 0,701 5,5397 3,224 8,83 2 33,6 25,9 29,3 3,4 0,561 4,4318 7,973 21,82 3 24 25,9 31,3 5,4 0,401 3,1656 9,045 24,76 4 16,2 25,9 35 9,1 0,271 2,1368 10,288 28,16 5 10,8 25,9 41 15,1 0,180 1,4245 11,381 31,15 6 9,96 25,9 44 18,1 0,166 1,3137 12,581 34,44 No Debit air lm T in °C T out °C ΔT °C m air kgs U m ms q air kJ Efisiensi 7 5,76 25,9 51,8 25,9 0,096 0,7597 10,411 28,50 8 3,6 25,9 67,3 41,4 0,060 0,4748 10,401 28,47 9 2,4 25,9 87 61,1 0,040 0,3166 10,234 28,01 10 1,5 25,9 98 72,1 0,025 0,1978 7,548 20,66 Tabel 5.5 Hasil perhitungan pada penutup terbuka 10 putaran No Debit air lm T in °C T out °C ΔT °C m air kgs U m ms q air kJ Efisiensi 1 48,4 25,9 29,4 3,5 0,808 6,3839 11,822 32,36 2 36 25,9 30,5 4,6 0,601 4,7483 11,557 31,63 3 32 25,9 30,6 4,7 0,534 4,2207 10,496 28,73 4 18,4 25,9 32,2 6,3 0,307 2,4269 8,090 22,14 5 15 25,9 36,3 10,4 0,251 1,9785 10,887 29,80 6 8,88 25,9 40,4 14,5 0,148 1,1713 8,986 24,60 7 6,36 25,9 48,3 22,4 0,106 0,8389 9,942 27,21 8 4,56 25,9 60,3 34,4 0,076 0,6015 10,947 29,96 9 3,72 25,9 64,7 38,8 0,062 0,4907 10,073 27,57 10 1,44 25,9 98,3 72,4 0,024 0,1899 7,276 19,92 Tabel 5.6 Hasil perhitungan pada penutup terbuka 20 putaran No Debit air lm T in °C T out °C ΔT °C m air kgs U m ms q air kJ Efisiensi 1 40 25,9 29,6 3,7 0,668 5,2759 10,329 28,27 2 34 25,9 30,5 4,6 0,568 4,4845 10,915 29,88 3 26,4 25,9 32,1 6,2 0,441 3,4821 11,423 31,27 4 22 25,9 32,8 6,9 0,367 2,9018 10,594 29,00 5 13,4 25,9 37,7 11,8 0,224 1,7674 11,035 30,20 6 8,4 25,9 42,3 16,4 0,140 1,1079 9,614 26,31 7 6,84 25,9 47,4 21,5 0,114 0,9022 10,263 28,09 8 5,04 25,9 50,9 25 0,084 0,6648 8,793 24,07 9 3,6 25,9 75,3 49,4 0,060 0,4748 12,411 33,97 10 2,1 25,9 87,7 61,8 0,035 0,2770 9,057 24,79 Dari Tabel 5.4-5.6 Hubungan debit air dengan suhu air yang keluar dapat di buat dan hasilnya disajikan pada Gambar 5.1-5.3. Hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor water heater dapat dibuat dan hasilnya disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 5.4-5.6. Gambar 5.6-5.8 memberikan informasi tentang hubungan efisiensi water heater dengan debit air. Gambar 5.1 Hubungan Debit air dengan suhu air keluar pada kondisi penutup tertutup penuh Gambar 5.2 Hubungan Debit air dengan suhu air keluar pada kondisi penutup terbuka 10 putaran T out = 112,8Q -0,4 R² = 0,984 20 40 60 80 100 10 20 30 40 T o u t , o C Debit air, Q litermenit T out = 99,26Q -0,34 R² = 0,945 20 40 60 80 100 10 20 30 40 T o ut , o C Debit air Q, litermenit Gambar 5.3 Hubungan Debit air dengan suhu air keluar pada kondisi penutup terbuka 20 putaran Gambar 5.4 Hubungan Debit air dengan laju aliran kalor yang diterima air pada kondisi penutup tertutup penuh. T out = 103,5Q -0,36 R² = 0,933 20 40 60 80 100 10 20 30 40 T o u t , o C Debit air Q, litermenit q air = -0,010Q 2 + 0,306Q + 8,927 2 4 6 8 10 12 14 10 20 30 40 50 q ai

r, k

J Debit air Q, litermenit Gambar 5.5 Hubungan Debit air dengan laju aliran kalor yang diterima air pada kondisi penutup terbuka 10 putaran. Gambar 5.6 Hubungan Debit air dengan laju aliran kalor yang diterima air pada kondisi penutup terbuka 20 putaran. q air = 0,001Q 2 + 0,026Q + 9,216 2 4 6 8 10 12 14 10 20 30 40 50 q a ir , k J Debit air Q, litermenit q air = -0,002Q 2 + 0,108Q + 9,613 2 4 6 8 10 12 14 10 20 30 40 50 q a ir , k J Debit air Q, litermenit Gambar 5.7 Hubungan Debit air dengan efisiensi pada kondisi penutup tertutup rapat. Gambar 5.8 Hubungan Debit air dengan efisiensi pada kondisi penutup terbuka 10 putaran. Efisiensi = -0,028Q 2 + 0,838Q 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 10 20 30 40 E fisi en si , Debit air Q, litermenit Efisiensi = 0,001Q 2 +0,073Q + 25,22 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 10 20 30 40 E fisi en si , Debit air Q, litermenit Gambar 5.9 Hubungan Debit air dengan efisiensi pada kondisi penutup terbuka 20 putaran.

5.8 Pembahasan