q
tot
= 5,67 �10
−8 � �
2
�
4
� 0,07�
2
454,92
4
− 303
4
�
4
+ 10Wm
2
x 0,07m
2
454,92 - 303K + 0,11Wm.K x 0,07m
2
454,92−382,73� 0,02 �
q
tot
= 136,52 Wm
2
+ 106,34 Wm
2
+ 27,79 Wm
2
q
tot
= 270,66 Wm
2
Panas netto yang dibangkitkan oleh adsorber adalah q
tot
= 270,66Wm
2
. Sehingga efisiensi kolektor pada pengujian amonia dapat dihitung sebagai
berikut ini. � =
�
���
�
�
� 100 = 270,66
��
2
1000 ��
2
� 100 = 0,27066 � 100 = 27,06 Maka, efisiensi kolektor pada pengujian amonia adalah 27,06.
4.4 Analisa Perpindahan Panas pada saat Adsorpsi
4.4.1 Konveksi Natural pada pengujian Metanol
Pada proses adsorpsi malam hari terjadi konveksi natural pada adsorber. Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 4.48 Konveksi Natural pada Proses Adsorpsi Sifat fisik udara pada temperatur film adalah:
T
f
= T
s
+ T
L
2 = 192,03 + 30 = 111,01
o
C.
I. Konveksi Natural dengan fluida udara bagian luar adsorber
Dari tabel B-1 diperoleh: v = 24,7 x 10
-6
m
2
s, k = 32,6 x 10
-3
Wm.K, β =
0,002604 K
-1
, Pr = 0,693 197; α = 3,56 x 10
-5
m
2
s
T
s
Q
konveksi Natural
T
L
= 30
o
C
Karbon Aktif
Q
h
I s o l a s i
Universitas Sumatera Utara
� = �
� =
0,07 1.06
= 0,06604 �
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,002604K
−1
465,03�−303�0,06604�
3
3,56 � 10−5 ��
2
x 24,591 � 10
−6
��
2
0,693197 Ra
L
= 9,41 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah Nu = 0,54R
�
� 0,25
= 0,549,41 x 10
5 0,25
= 16,8 Kemudian mencari h,
ℎ =
� �
�� =
32,6 � 10
−3
0,06604
16,8 = 8,2990 Wm
2
.K Q
I
= hAT
s
-T
L
= 94,1281 W.
II. Konveksi Natural dengan fluida Metanol bagian dalam adsorber
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: T
f
= T
b
+ T
R
2 = 82,28 + 25,75 = 54,015,01
o
C.
Dari tabel B-3 diperoleh: v = 5,04 x 10
-5
m
2
s, k = 19,45 x 10
-2
Wm.K, β =
0,003058 K
-1
, Pr = 0,5368; α = 9,359 x 10
-5
m
2
s Sehingga diperoleh
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,003058 K
−1
303,66�−298,75�0,06604�
3
9,359 � 10
−5
�
2
� � 5,04 � 10
−5
��
2
0,5368 Ra
L
= 1,64 x 10
5
Masukkan Ral=1,64 x 10
5
dengan persamaan sehingga diperoleh: Nu = 0,069R
�
� 13
Pr
0,074
= 0,0691,64 x 10
5 13
0,5368
0,074
= 3,60 Kemudian mencari h,
ℎ =
� �
�� =
0,1945 0,06604
3,60 = 10,6 Wm
2
.K Q
II
= hAT
s
-T
L
= 123,5555 W. Maka total perpindahan panas konveksi adalah Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 217,6837 W.
4.4.2 Konveksi Natural pada pengujian Etanol
Perhatikan kembali gambar 4.33 konveksi natural. Untuk mecari perpindahan panas konveksi dapat diperoleh sebagai berikut ini.
I. Konveksi Natural dengan fluida udara bagian luar adsorber
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah:
Universitas Sumatera Utara
T
f
= T
s
+ T
L
2 = 190,03 + 302 = 110,0156
o
C. Dari tabel B-1 diperoleh: v = 24,5 x 10
-6
m
2
s, k = 32,5 x 10
-3
Wm.K, β =
0,002611 K
-1
, Pr = 0,693397; α = 3,54 x 10
-5
m
2
s � =
� �
=
0,07 1,06
= 0,06604 �
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,002611 K
−1
463,03�−303�0,06604�
3
3,54 � 10
−5
�
2
� � 2,45 � 10
−5
�
2
�
0,693397 Ra
L
= 4,75 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah Nu = 0,54R
�
� 0,25
= 0,544,75 x 10
5 0,25
= 13,123 Kemudian mencari h,
ℎ =
� �
�� =
32,5 � 10
−3
0,06604
13,123 = 6,460 Wm
2
.K Q
= hAT
s
-T
L
= 72,368 W.
II. Konveksi Natural dengan fluida Etanol bagian dalam adsorber
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: T
f
= T
b
+ T
R
2 = 94,40 + 26,8 = 60,60
o
C.
Dari tabel B-4 diperoleh: v = 4,7 x 10
-5
m
2
s, k = 0,026 Wm.K, β = 0,002998 K
- 1
, Pr = 0, 5044; α = 9,32 x 10
-6
m
2
s Sehingga diperoleh
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,002998 K
−1
367,402�−299,8�0,06604�
3
9,32 � 10
−6
�
2
� � 4,7 � 10
−5
�
2
�
0,5044 Ra
L
= 3,34 x 10
6
Masukkan Ral=3,34 x 10
6
dengan persamaan sehingga diperoleh: Nu = 0,069R
�
� 13
Pr
0,074
= 0,0693,34 x 10
6 13
0,5044
0,074
= 10,2 Kemudian mencari h,
ℎ =
� �
�� =
0,026 0,06604
10,2 = 4,32 Wm
2
.K Q
II
= hAT
s
-T
L
= 46,946 W. Maka total perpindahan panas konveksi adalah Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 134,096 W. 4.4.3 Konveksi Natural pada pengujian Amonia
Universitas Sumatera Utara
Sama halnya dengan mencari perpindahan panas secara natural pada metanol dan etanol perpindahan panas konveksi natural pada amonia dapat
dijabarkan sebagai berikut ini.
I. Konveksi Natural dengan fluida udara bagian luar adsorber
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: T
f
= T
s
+ T
L
2 T
f
= T
s
+ T
L
2 = 181,92+302 = 105,958
o
C. Dari tabel B-1 diperoleh: v = 24,1 x 10
-6
m
2
s, k = 32,2 x 10
-3
Wm.K, β =
0,00264 K
-1
, Pr = 0,6942 08; α = 3,48 x 10
-5
m
2
s � =
� �
=
0,07 1,06
= 0,06604 �
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,00264 K
−1
454,9�−303�0,06604�
3
3,48 � 10
−5
�
2
� � 2,41 � 10
−5
�
2
�
0,694208 Ra
L
= 9,38 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah Nu = 0,54R
�
� 0,25
= 0,549,38 x 10
5 0,25
= 16,8071 Kemudian mencari h,
ℎ =
� �
�� =
32,2 � 10
−3
0,06604
16,8071 = 8,1953 Wm
2
.K Q
= hAT
s
-T
L
= 87,15 W.
II. Konveksi Natural dengan fluida Amonia bagian dalam adsorber
Dari tabel B-2 diperoleh: v = 1,92 x 10
-5
m
2
s, k = 0,02957 Wm.K, β =
0,002931 K
-1
, Pr = 0, 8723; α = 2,21 x 10
-5
m
2
s Sehingga diperoleh
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,002931 K
−1
382,7�−299,6�0,06604�
3
2,21 � 10
−5
�
2
� � 1,92 � 10
−5
�
2
�
0,8723 Ra
L
= 2,65 x 10
6
Masukkan Ra
L
= 2,65 x 10
6
dengan persamaan sehingga diperoleh: Nu = 0,069R
�
� 13
Pr
0,074
= 0,0692,65 x 10
6 13
0,8723
0,074
= 9,45 Kemudian mencari h,
ℎ =
� �
�� =
0,02957 0,06604
9,45 = 4,23 Wm
2
.K Q
II
= hAT
s
-T
L
= 46,02 W. Maka total perpindahan panas konveksi adalah Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 133, 17 W
Universitas Sumatera Utara
4.4.3 Efisiensi Gelas Ukur
