Sehingga effisiensi kolektor pada pengujian etanol dapat dihitung sebagai berikut ini.
� = �
���
�
�
= 256,224
��
2
1000 ��
2
� 100 = ��, ��
Maka, effisiensi kolektor pada pengujian amonia adalah 25,62 .
4.4 Analisa Perpindahan Panas Pada Saat Adsorpsi
A. 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 4.51 Konveksi Natural pada Proses Adsorpsi
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: T
f
= T
s
+ T
L
2 =
185,6 + 30 2 = 107,8
C
I. Konveksi Natural dengan fluida udara bagian luar adsorber Dari tabel diperoleh: v = 2,43x 10
-5
m
2
s, k = 3,23x10
-2
Wm.K, β = 0,00263 K
-1
, Pr = 0,694,
α = 3,51 x 10
-5
m
2
s Maka:
T
s
Q
konveksi Natural
T
L
=30
o
C
Alumina Aktif
Q
h
Universitas Sumatera Utara
� = �
� =
0,07 1.06
= 0,06604 �
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
α �
�� =
9,81 ��
2
0,00263K
−1
458,6 �−303�0,06604�
3
�32,84428 � 10
−6� �2
�35,074 x 10
−6
0,694
= 939697,58 = 9,40 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah Nu
= 0,54R �
� 0,25
= 0,549,40 x 10
5 0,25
= 16,8 Kemudian mencari h,
ℎ = �
� ��
=
3,23x10
−2
0,06604
16,8 = 8,234 Wm
2
.K Maka diperoleh laju perpindahan panas konveksi natural sebesar
Q
I
= hAT
s
-T
L
= 89,682 W
II. Konveksi Natural dengan fluida Metanol bagian dalam adsorber Dari tabel diperoleh: v = 5,25 x 10
-5
m
2
s, k = 19,58 x 10
-2
Wm.K, β = 0,000310
K
-1
, Pr = 0,552, � =
9.51
x 10
-5
Sehingga diperoleh
Universitas Sumatera Utara
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,002011K
−1
458,6 �−303�0,06604�
3
�
9.51
� 10−5
� �2
� 5,25 x 10
−5
0,552 Ra
L
= 155292,36 = 1,55 x 10
5
Masukkan Ral = 1,55 x 10
5
dengan persamaan sehingga diperoleh:
Nu = 0,069R
�
� 13
Pr
0,074
= 0,069 1,55 x 10
5 13
0,552
0,074
= 3,55
Kemudian mencari h, ℎ =
� � ��
=
0,196 0,06604
3,55 = 10,5 Wm
2
.K Q
II
= hAT
s
-T
L
= 118,189 W. Maka total perpindahan panas konveksi adalah
Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 207,871 W
B. Konveksi Natural pada pengujian Etanol
Perhatikan kembali gambar 4.51 konveksi natural. Untuk mecari perpindahan panas konveksi dapat diperoleh sebagai berikut ini.
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: T
f
= T
s
+ T
L
2 =
185,16 + 302 = 170,58
C
Universitas Sumatera Utara
Dari tabel diperoleh: v = 2,43 x 10
-5
m
2
s, k = 3,23 x10
-2
Wm.K, β = 0,00263
K
-1
, Pr = 0,694, α = 3,50 x10
-5
m
2
s
Maka : � =
� �
= 0,07
1.06 = 0,06604
�
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
α �
�� =
9,81 ��
2
0,00263K
−1
458,2 �−303�0,06604�
3
�3,50 � 10
−5� �2
�2,43 x 10
−5
0,694
= 449722,26 = 4,50 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah Nu
= 0,54R �
� 0,25
= 0,544,50 x 10
5 0,25
= 12,95 Kemudian mencari h,
ℎ = �
� ��
= 0,0323
0,06604 12,95
= 6,3378 Wm
2
K
Maka diperoleh laju perpindahan panas konveksi natural sebesar Q
I
= hAT
s
-T
L
Universitas Sumatera Utara
= 68,836 W II. Konveksi Natural dengan fluida Etanol bagian dalam adsorber
Dari tabel diperoleh: v = 4,45 x 10
-5
m
2
s, k = 0,02601 Wm.K, β = 0,00297 K
-1
, Pr = 0,479,
α = 9,30 x 10
-6
Sehingga diperoleh Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
��
=
9,81 ��
2
0,00202K
−1
458,2 �−303�0,06604�
3
�2,26 � 10
−4� �2
� 80,1 x 10
−6
0,479 Ra
L
= 3224544,98 = 3,22 x 10
6
Masukkan Ral = 3,22 x 10
6
dengan persamaan sehingga diperoleh: Nu
= 0,069R �
� 13
Pr
0,074
= 0,069 3,22 x 10
6 13
0,479
0,074
= 9,65 Kemudian mencari h,
ℎ = �
� ��
= 0,382
0,06604 9,65
= 3,80 Wm
2
.K Q
II
= hAT
s
-T
L
= 42,32 W. Maka total perpindahan panas konveksi adalah
Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 111,155 W
C. 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 pengujian amonia
dapat jabarkan sebagai berikut ini. Sifat fisik udara pada temperatur film adalah:
T
f
= T
s
+ T
L
2 =
169,8+302 = 99,9
C Dari tabel diperoleh: v = 2,343 x 10
-5
m
2
s, k = 3,174 x 10
-2
Wm.K, β = 0,00268
K
-1
, Pr = 0,695 � =
� �
=
0,07 1,06
= 0,06604 �
Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,00263K−1442,80�−303�0,06604�
3
24,1673 � 10
−6
��
2
3,37 � 10
−5
0,695
= 931355,62 = 9,31 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah Nu
= 0,54R �
� 0,25
= 0,549,31 x 10
5 0,25
= 16,77 Kemudian mencari h,
ℎ = �
� ��
= 31,74
� 10
−3
0,06604 16,77
= 8,062 Wm
2
.K Maka diperoleh laju perpindahan panas konveksi natural sebesar
Q
I
= hAT
s
-T
L
= 78,903 W II. Konveksi Natural dengan fluida Etanol bagian dalam adsorber
Universitas Sumatera Utara
Dari tabel diperoleh: v = 1,81 x 10
-5
m
2
s, k = 0,028 Wm.K, β = 0,00302 K
-1
, Pr = 0,874
Sehingga diperoleh Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,00263K−1442,80�−303�0,06604�
3
�1,81 � 10
−5� �2
�2,07 � 10
−5
0,874
= 2839130,81 = 2,84 x 10
6
Masukkan Ral = 2,84 x 10
6
dengan persamaan sehingga diperoleh: Nu
= 0,069R �
� 13
Pr
0,074
= 0,069 2,84 x 10
6 13
0,874
0,074
= 9,67 Kemudian mencari h,
ℎ = �
� ��
= 0,028
0,06604 9,67
= 4,17 Wm
2
.K Q
II
= hAT
s
-T
L
= 41,491 W Maka total perpindahan panas konveksi adalah
Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 120,395 W
D. Effisiensi Gelas Ukur
Untuk menghitung effisiensi gelas ukur dapat digunakan rumus di bawah ini:
η
GL
=
�
��
�
�
� 100
Universitas Sumatera Utara
Dimana: η
GL
= Effisiensi gelas ukur Q
in
= Energi yang masuk = Q
netto
W Q
o
= Energi yang digunakan pada gelas ukur W
I. Menghitung Effisiensi Gelas Ukur dengan tidak diisolasi
- Pengujian I: Metanol
Q
in
= 305,845 W Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
= 0,246 W+ 1,637 W + 84,165 W = 86,048 W
Sehingga, dapat dicari effisiensi gelas ukur seperti berikut. η
GL
=
�
��
�
�
� 100 =
86,048 305,845
� 100 = 28,13
- Pengujian II: Etanol
Q
in
= 291,499 W Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
= 0,2556 W+ 1,704 W + 54,699 W = 56,659 W
Sehingga, dapat dicari effisiensi gelas ukur seperti berikut. η
GL
=
�
��
�
�
� 100 =
56,659 291,499
� 100 = 19,44
- Pengujian III: Amonia
Q
in
= 256,224 W Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
= 0,13 W+ 0,845 W + 61,698 W = 62.67 W
Sehingga, dapat dicari effisiensi gelas ukur seperti berikut.
Universitas Sumatera Utara
η
GL
=
�
��
�
�
� 100 =
62.67 256,224
� 100 = 24,46
II. Menghitung Effisiensi Gelas Ukur dengan diisolasi Styrofoam
- Pengujian I: Metanol
Q
in
= 284,967 W Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
= 0,793 W + 5,289 W + 76,951 W = 83,033 W
Sehingga, dapat dicari effisiensi gelas ukur seperti berikut. η
GL
=
�
��
�
�
� 100 =
83,033 284,967
� 100 = 29,138
- Pengujian II: Etanol
Q
in
= 286.151 W Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
= 0,794 W + 5,295 W + 50,141 W = 56,23 W
Sehingga, dapat dicari effisiensi gelas ukur seperti berikut. η
GL
=
�
��
�
�
� 100 =
56,23 286.151
� 100 = 19,65
- Pengujian III: Amonia
Q
in
= 259,083 W Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
= 0,745 W + 4,97 W + 56,56 W = 62,27 W
Sehingga, dapat dicari effisiensi gelas ukur seperti berikut. η
GL
=
�
��
�
�
� 100 =
62,27 259,083
� 100 = 24,03
Universitas Sumatera Utara
Secara ringkas, hasil penelitian dapat dibuat dalam tabel berikut ini :
Tabel 4.7 Hasil Penelitian
NO. Tanggal
Pengujian Gelas Ukur
Temperatur rata-rata
adsorber
o
C Tekanan
Bar Volume refrigeran
Effisiensi Adsorber
Effisiensi Gelas
Ukur Tanpa Isolasi
Diserap mL
Kembali mL
1
7 – 8 – 2013
Metanol 185.6
-0.533 350
30.58 28.13
8 – 8 – 2013
-0.840 350
2
7 – 9 – 2013
Etanol 185.16
-0.533 300
29.15 19.44
8 – 9 – 2013
-0.823 300
3
10 – 9 – 2013
Amonia 169.8
-0.533 240
25.62 24.46
11 – 9 – 2013
-0.809 240
Isolasi Diserap
mL Kembali
mL 1
21 – 9 – 2013
Metanol 178.83
-0.533 320
28.50 29.14
22 – 9 – 2013
-0.880 320
2
23 – 9 – 2013
Etanol 178.54
-0.533 275
28.62 19.65
24 – 9 – 2013
-0.863 275
3
29 – 9 – 2013
Amonia 168.19
-0.533 220
25.91 24.04
30 – 9 – 2013
-0.836 220
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulannya sebagai berikut ini. 1.
Adsorpsi pada pengujian masing-masing refrigeran berlangsung selama 17 jam 17.00 WIB – 10.00 WIB esok hari
Desorpsi pada pengujian masing-masing refrigeran berlangsung selama 7 jam 10.00 WIB – 17.00 WIB
2. Proses adsorpsi:
• Gelas ukur tanpa diisolasi dipengaruhi lingkungan luar a.
Volume refrigeran metanol yang dapat diserap adsorpsi sama dengan volume refrigeran metanol yang keluar dari alumina aktif
proses desorpsi yaitu sebesar 350 mL. b.
Volume refrigeran etanol yang dapat diserap adsorpsi sama dengan volume refrigeran etanol yang keluar dari alumina aktif
proses desorpsi yaitu sebesar 300 mL. c.
Volume refrigeran amonia yang dapat diserap adsorpsi sama dengan volume refrigeran amonia yang keluar dari alumina aktif
proses desorpsi yaitu sebesar 240 mL. • Gelas ukur diisolasi dengan styrofoam tidak ada pengaruh dari
lingkungan luar a.
Volume refrigeran metanol yang dapat diserap adsorpsi sama dengan volume refrigeran metanol yang keluar dari alumina aktif
proses desorpsi yaitu sebesar 320 mL.
Universitas Sumatera Utara
