BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN SIMULASI
Dalam bab ini akan dianalisa satu unit Water heater yang telah dirancang. Analisa satu unit Water heater ini menggunakan metode perhitungan komputasi
dinamika fluida atau Computational Fluid Dynamics CFD . Program tersebut mampu menganalisa kemungkinan aliran fluida yang terjadi pada sebuah sistem,
dengan menggunakan pendekatan metode elemen hingga.
4.1 Hasil Pengujian
Pengujian dilakukan pada tanggal 7 oktober 2011, bertempat di Gedung Pasca sarjana Teknik Mesin ,FT USU lantai dua. Pengujian dilakukan yaitu pengujian
pada saat tangki pemanas air diisi penuh. Pada setiap pengujian diatas pengujian akan difokuskan pada beberapa titik yaitu pada di tengah tangki, dan pada dasar
tangki. Pengujian dilakukan menggunakan alat ukur Agilent di hubungkan dengan termokopel dengan interval pembacaan setiap 1 menit selama tiga jam. Selama
penelitian diambil juga data temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari dalam waktu seharian penuh.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 pengambilan data pada saat pengujian Keterangan gambar:
A. Temperature diambil di tengah tangki water heater
B. Temperature di ambil di dasar tangki water heater
Pengambilan data dari gambar tersebut akan dimasukan kedalam simulasi perangkat lunak CFD. Untuk mengetahui distribusi-distribusi dari
perpindahan panas dari coil ke air.
A
B
Universitas Sumatera Utara
4.1.1 Data Temperatur Dan Radiasi
Hasil temperatur dan radiasi pada saat pengujian adalah sebagai berikut:
Gambar 4.2 Grafik temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari pada tanggal 7 Oktober 2011.
Dari grafik pada suhu temperatur udara lingkungan maksimum 37.5 C
pada pukul 11.00 WIB. Pada temperatur radiasi matahari suhu maksimum mencapai 37.5
C pada pukul 12.00 WIB.
4.1.2 Pengukuran Temperatur Pada saat tangki pemanas air diisi penuh
Pengukuran ini dilakukan di Gedung Pascasarjana Departemen Teknik Mesin, FT-USU lantai 2. Pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur Agilent
termokopel dengan interval pembacaan setiap 1 menit. Gambar 5.3 berikut akan menampilkan grafik pada saat tangki air diisi penuh yaitu pada tanggal 7 oktober
2011. Sedangkan data hasil pengukuran secara lengkap dapat dilihat pada lampiran C.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Grafik Temperatur Vs Waktu pada saat tangki pemanas air penuh.
Gambar diatas merupakan pengukuran temperature pada saat tangki pemanas air diisi penuh. Pengukuran dimulai pada pukul 09.48 WIB. Dapat
dilihat bahwa temperature awal pada sisi masuk koil 60.2 C dan temperature
maksimum mencapai 60.6 C pada pukul 10.09 WIB. Sementara temperature awal
sisi keluar koil 43.8 C dan temperature maksimum 48.1
C pada pukul 17.24 WIB. Temperatur awal dinding 34.6
C dan temperature maksimum 35.1 C pada
pukul 04.55 WIB. Untuk dasar tangki, temperature awalnya 30.8 C dan
temperature maksimum 41.2 C pada pukul 22.57 WIB, dan temperature awal
pada koil yang digantung 31.1 C dan temperature maksimun 47.2
C pada pukul 17.29 WIB. Berikut ini merupakan Temperatur rata-rata air pada saat tangki diisi
penuh.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik Temperatur rata-rata air pada saat tangki diisi penuh Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa temperature rata-rata maksimum adalah
43,8 C pada pukul 20.23 WIB. Dapat juga disimpulkan bahwa temperature air
rata-rata bertahan hingga pukul 08.00 WIB walaupun AC sudah dimatikan.Dengan kata lain air masih dapat dipergunakan untuk keperluan untuk
besok paginya. Table 4.1 neraca kalor pada saat tangki pemanas air diisi penuh
Tangki diisi penuh Distribusi
T
awal
T
maks
∆T m
Cp Qjoule
Sisi masuk
60.2 60.6
0.4 120
4200 201600
Sisi keluar 43.8
48.1 4.3
120 4200
2167200
Dinding 34.6
35.1 0.5
120 4200
252000
Koil Gantung
31.1 47.2
16.1 120
4200 8114400
Dasar Tangki 30.8
41.2 10.4
120 4200
5241600
Universitas Sumatera Utara
Dimana: T
awal
= suhu awal dari mulai pengujian C
T
maks
=suhu maksimum dari pengujian C
∆T = Selisih temperature
C m = Volume air kg
Cp = Kalor spesifik Jkg C
Q = kalor yang di serap J
4.2 Simulasi CFD 4.2.1 Proses permodelan
Kategori