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

4.2 Pembahasan

Gambar 4.1 Grafik perbandingan debit air pemompaan pada variasi jumlah tabung udara tekan. Gambar 4.2 Grafik perbandingan daya popa pompa pada variasi jumlah tabung udara tekan 0,77 0,22 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 2 Tabung 1 Tabung D e b it a ir li te r m e n it Jumlah tabung 0,46 0,13 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 2 Tabung 1 Tabung D a y a P o m p a w a tt Jumlah tabung Gambar 4.3 Grafik perbandingan efisiensi pompa pada variasi jumlah tabung udara tekan Pada grafik variasi jumlah tabung udara tekan terlihat bahwa pemompaan menggunakan dua tabung udara tekan diperoleh debit, daya, dan efisiensi pemompaan yang lebih baik daripada menggunakan satu tabung udara tekan, yaitu dengan debit sebesar 0,77 liter menit, daya pemompaan sebesar 0,46 watt, efisiensi pompa sebesar 0,031 . Pada pemompaan menggunakan dua tabung udara tekan, beban yang dikompresikan besar karena volume udara yang dikompresikan dua kalinya volume udara pada satu tabung udara tekan, sehingga uap yang dibutuhkan untuk megkompresikan udara pada tabung udara tekan juga besar. Maka uap dari hasil penguapan fluida kerja cair akan terus berkumpul semakin banyak hingga mampu mendorong air dan mengkompresikan udara pada tabung udara tekan. Saat pengkompresian dan pompa melakukan pemompaan karena tenaga dari uap yang dihasilkan besar maka debit yang dihasilkan untuk satu kali pemompaan pada 0,031 0,008 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 2 Tabung udara 1 Tabung udara e fi s ie n s i jumlah tabung pompa yang menggunakan dua tabung udara tekan sebesar dua kalinya debit yang dihasilkan oleh pemompaan yang menggunakan satu tabung udara tekan. Karena semakin besar tenaga yang dihasilkan semakin besar juga daya yang diperlukan karena daya dipengaruhi oleh debit air pemompaan, semakin besar debit air yang dipompa maka semakin besar juga daya yang dibutuhkan untuk pemompaan. Pemompaan dengan menggunakan satu tabung udara tekan memang tenaga uap yang dibutuhkan lebih kecil untuk mendorong air untuk mengkompresikan udara pada tabung udara tekan karena beban yang dikompresikan kecil, tetapi saat pemompaan tidak efektif karena waktu yang dibutuhkan untuk menguapkan fluida kerja cair cukup lama karena menggunakan debit aliran fluida kerja cair yang besar. Setelah memompa pada pemompaan menggunakan satu tabung udara tekan akan menunggu hingga uap berkumpul lagi dan melakukan pemompaan lagi tetapi selang waktu untuk menunggu uap berkumpul lagi cukup lama, oleh karena itu pemompaan menggunakan satu tabung udara tekan tidak efektif. Pembahasan untuk variasi jumlah massa fluida kerja cair mula-mula pada pemanas dan kondensor antara kondisi awal pemanas dan kondensor terisi penuh fluida kerja cair dengan jumlah massa fluida mula-mula 2,51 liter dan 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, dan keduanya sama-sama pada kondisi debit aliran fluida kerja 4,3 litermenit, menggunakan satu tabung udara tekan, volume udara tekan 5,9 liter, ketinggian head pemompaan 2,35 m. Gambar 4.4 Grafik perbandingan debit air pemompaan pada variasi volume fluida kerja cair mula-mula. Gambar 4.5 Grafik perbandingan daya pemompaan pada variasi volume fluida kerja cair mula-mula. 0,22 0,17 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 kondisi aw al pemanas dan kondensor terisi penuh fluida kerja_1 Tabung kondisi aw al pemanas terisi udara dan kondensor terisi penuh fluida kerja_1 Tabung D e b it a ir li te r m e n it volume fluida kerja cair mula-mula 0,13 0,10 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 kondisi aw al pemanas dan kondensor terisi penuh fluida kerja_1 Tabung kondisi aw al pemanas terisi udara dan kondensor terisi penuh fluida kerja_1 Tabung D a y a P o m p a w a tt Volume fluida kerja cair mula-mula Gambar 4.6 Grafik perbandingan efisiensi pompa pada variasi volume fluida kerja cair mula-mula. Pada grafik variasi volume fluida kerja mula-mula terlihat bahwa pada kondisi awal pemanas dan kondensor terisi penuh oleh fluida kerja cair diperoleh debit, daya dan efisiensi pemompaan yang lebih baik daripada saat kondisi hanya kondensor saja yang terisi oleh fluida kerja cair dan pemanas terisi udara. Hasil yang paling baik yaitu dengan debit pemompaan sebesar 0,22 litermenit, daya pemompaan sebesar 0,13 watt, dan efisiensi pompa sebesar 0,008 . Volume fluida kerja cair yang semakin besar dengan pemanasan yang optimal maka akan menghasilkan uap yang semakin besar juga untuk mendorong air yang akan mengkompresi udara pada tabung udara tekan, sehingga debit yang dihasilkan juga lebih besar dan daya pemompaan juga lebih besar. Pada volume fluida kerja cair yang sedikit akan menghasilkan uap yang sedikit juga sehingga akan diperlukan waktu yang lama untuk mengumpulkan uap yang mampu mendorong air untuk 0,008 0,007 0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 Pemanas dan kondensor terisi penuh fluida kerja cair Pemanas terisi udara dan kondensor terisi penuh fluida kerja cair e fi s ie n s i Volume fluida kerja cair mula-mula