Hasil Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN
027 ,
09 ,
102 1
1
C
Τ
f
Dengan variabel yang sudah diketahui, sehingga dapat menentukan sifat – sifat fluida perpindahan kalor konveksi di luar pipa atau permukaan pipa
menggunakan tabel sifat fluida Cengel, 2008 ditunjukkan pada bagian lampiran tabel L.1 dan tabel L.2, maka sifat-sifat fluida yang didapat adalah adalah sebagai
berikut : V = 3,48 x 10
-06
m
2
s Pr = 52,27
κ
= 0,13 Wm.
o
C
Perhitungan nilai Rayleigh Ra dilakukan dengan menggunakan persamaan 2 sebagai berikut :
Pr Ra
2 3
Τ Τs
g
27 ,
52 s
m 10
3,48 m
013 ,
59 114
027 ,
81 ,
9 Ra
2 6
- 3
C
C
Ra = 5510321,99
Perhitungan nilai Nusselt Nu dilakukan dengan menggunakan persamaan 3 sebagai berikut :
2 27
8 16
9 6
1
Pr 559
, 1
Ra 387
, 6
, Νu
2 27
8 16
9 6
1
27 ,
52 559
, 1
5510321,99 0,387
0,6 Nu
Νu =
31,699
Perhitungan koefisien rata-rata perpindahan panas secara konveksi h dilakukan dengan menggunakan persamaan 4 sebagai berikut :
Νu
h
m 0,013
31,99 C
Wm. 0,13
h
h = 323,17 Wm². °C Perhitungan daya pemanas dilakukan dengan menggunakan persamaan 5.
Variabel yang diketahui adalah sebagai berikut : h permukaan pipa = 323,17 Wm². °C
A permukaan pipa = 0,19 m² T minyak = 114 °C
T permukaan pipa = 90,19 ºC
Perhitungan daya pemanas adalah :
ΔΤ Α
h Ρ
pemanas
pemanas
Ρ
= 323,17 Wm². °C . 0,19 m² . 114 °C – 90,19 ºC
pemanas
Ρ
= 1472,63 W Perhitungan efisiensi pompa dilakukan dengan menggunakan persamaan
6 sebagai berikut : 100
pemanas Daya
pompa Daya
pompa
100 watt
1472,63 watt
0,46
pompa
pompa
= 0,031
Perhitungan kompresi udara dalam tabung udara tekan dilakukan dengan menggunakan persamaan 7 sebagai berikut :
2 1
1 2
V V
Ρ Ρ
liter 7,8
liter 12
bar 1
2
Ρ
2
Ρ = 1,54 bar Perhitungan efisiensi termal dilakukan dengan menggunakan persamaan 8
sebagai berikut : 100
input pemanas
Daya output
pemanas Daya
termal
100 watt
1800 watt
1472,63
termal
termal
=
81,81 Dengan cara yang sama seluruh data penelitian tiap variasi dihitung dengan
persamaan 1 sampai persamaan 8. Berikut adalah hasil perhitungan dari seluruh data penelitian yang disajikan dalam bentuk tabel.
Tabel 4.4 Data perhitungan pada variasi jumlah tabung udara mengunakan dua tabung udara tekan dan satu tabung udara tekan
Catatan Debit aliran fluida kerja 4,3 liter menit , kondisi awal pemanas dan kondensor terisi penuh fluida kerja cair dengan jumlah massa fluida
mula-mula 2,51 liter, head pemompaan 2,35 m.
Tabel 4.5 Data perhitungan pada variasi jumlah massa fluida mula – mula pada pemanas dan kondensor
Catatan debit aliran fluida kerja 4,3 liter menit , satu tabung udara tekan , volume udara tekan 5,9 liter, dan head pemompaan 2,35 m.
Variasi
t
Panas
detik
t
Pompa
detik
V
air
liter
P
2
bar Debit
liter
menit Daya
Pompa watt
Daya Pemanas
watt Efisiensi
Pompa Efisiensi
Termal 2 Tabung udara
tekan 7200
62 0,8
1,54 0,77
0,46 1472,63
0,031 81,81
1 Tabung udara tekan
7200 279
1 1,54
0,22 0,13
1575,25 0,008
87,51
Variasi
t
Panas
detik
t
Pompa
detik
V
air
liter
P
2
bar Debit
liter
menit Daya
Pompa watt
Daya Pemanas
watt Efisiensi
Pompa Efisiensi
Termal Pemanas dan
kondensor terisi penuh fluida kerja
cair 7200
279 1
1,54 0,22
0,13 1575,25
0,008 87,51
Pemanas terisi udara dan
kondensor terisi penuh fluida kerja
cair 7200
380 1,1
1,54 0,17
0,10 1393,40
0,007 77,41
Tabel 4.6 Data perhitungan pada variasi ketinggian head pemompaan 2,35 m dan 1,35 m.
Catatan debit aliran fluida kerja 4,3 liter menit , kondisi awal pemanas terisi udara dengan tekanan 1 atm dan kondensor terisi penuh fluida kerja cair
dengan jumlah massa fluida mula-mula 1,26 liter, satu tabung udara tekan volume udara tekan 5,9 liter.
Pembahasan disini dilakukan dengan melakukan perbandingan data-data yang sudah diperoleh dari penelitan dan perhitungan yang sudah dilakukan.
Perbandingan data dilakukan dengan membandingkan antar variasi yaitu variasi jumlah tabung udara tekan, volume fluida kerja cair mula-mula, dan variasi
ketinggian head pemompaan untuk mengaetahui debit, daya, efisiensi yang terbaik diantara variasi-variasi yang dilakukan.
Pembahasan untuk variasi jumlah tabung udara tekan antara 2 tabung udara tekan dengan volume udara tekan 12
liter dan 1 tabung udara tekan dengan volume 5,9 liter, dan keduanya sama-sama pada kondisi debit aliran fluida kerja 4,3
litermenit, volume fluida kerja cair mula-mula 2,51 liter, dan ketinggian head pemompaan 2,35 m.
Variasi
t
Panas
detik
t
Pompa
detik
V
air
liter
P2 bar
Debit
liter
menit Daya
Pompa watt
Daya Pemanas
watt Efisiensi
Pompa Efisiensi
Termal Tinggi head 2,35 m
7200 380
1,1 1,54
0,17 0,10
1393,40 0,0074
77,41
Tinggi head 1,35 m 7200
1541 3,5
1,54 0,14
0,08 1157,44
0,0070 64,30