E
o
= 8,314Jmol . 134 K.Ln
10,19 −9,41
�
1 �
�
0,5�10
−2
− 1,85 � 10
−2
E
o
= 8,314Jmol . 134 k . 0,338
�
1 0,986
E
o
= 376,55 Jmol √1,0141
E
o
= 375,55 Jmol x 1,007
E
o
= 378,17 Jmol
4.3 Neraca Kalor
4.3.1 Kalor Yang Diserap Gelas Ukur
Untuk menghitung besar kalor yang diserap oleh evaporator, digunakan persamaan 2.7 sebagai berikut ini.
Q
s
= m C
p
∆T Dimana :
Q
s
= Kalor sensible J m
= Massa gelas ukur kg = 2 kg
C
p
= Kapasitas kalor spesifik sensibel plat gelas ukur Jkg.K = 480 Jkg.K
∆T = Beda temperatur K
Beda temperatur diambil dari temperatur rata-rata sore hari setelah pemvakuman sampai temperatur terendah gelas ukur di pagi hari.
Berikut ini dituliskan beda temperatur pada masing-masing pengujian. 1.
Pengujian masing – masing refrigeran dengan gelas ukur diisolasi dengan Styrofoam.
∆T
Penguijan Amoniamenggunakan fin
= 2,43 K ∆T
Penguijan Amoniatanpa fin
= 3.50 K
Sehigga kalor sensibel gelas ukur dapat dicari sebagai berikut ini.
1. Kalor sensible dengan gelas ukur diisolasi dengan Styrofoam.
- Qs
Penguijan Amoniamenggunakan fin
= m C
p
∆T = 2 kg x 480 Jkg.K x 2,43 K
= 2332,8 J = 2,3328 kJ
- Qs
Penguijan Amoniatanpa fin
= m C
p
∆T = 2 kg x 480 Jkg.K x
3,50 K = 3360 J
= 3,36 kJ
4.3.2 Perhitungan Kalor Laten
Persamaan kalor laten di bawah ini pers.2.6 digunakan untuk menghitung kalor yang dibutuhkan amonia dalam proses penguapan:
�
�
= �
�
. �..........................2.6
�
�
= Kalor laten metanol kJ L
e
= Kapasitas kalor spesifik laten �
�� ��
� m
= massa refrigeran kg Mencari massa amonia m yang dapat di serap teradsorpsi dan yang
terdesorpsi dari campuran adsorben alumina aktif selama pengujian adalah sebagai berikut ini.
Dari tabel 2.6 diperoleh sifat amonia: ρ
amonia
= 682 kgm
3
; L
e
= 1357 kJkg
1. Perhitungan kalor laten dengan gelas ukur diisolasi Styrofoam
• Adsorber alumina aktif dengan fin -
V
amonia
= 300 ml = 0,3 L
= 0,3 x 10
-3
m
3
. -
m = ρ
amonia
x V
amonia
m = 682 kgm
3
x 0,3 x 10
-3
m
3
= 0,2046 kg
Maka massa m amonia yang dapat teradsorpsi dan terdesorpsi adalah 0,2046 kg.
Perhitungan kalor laten penguapan amonia dapat dicari sebagai berikut ini. �
�
= �
�
. �
�
�
= 1357 kJkg x 0,2046 kg �
�
= 277,64 kJ • Adsorber alumina aktif tanpa fin
- V
amonia
= 220 ml = 0,22 L
= 0,22 x 10
-3
m
3
. -
m = ρ
amonia
x V
amonia
= 682 kgm
3
x 0,22 x 10
-3
m
3
= 0,15004 kg Maka massa m amonia yang dapat teradsorpsi dan terdesorpsi adalah
0,15004 kg. Perhitungan kalor laten penguapan amonia dapat dicari sebagai berikut ini.
�
�
= �
�
. �
�
�
= 1357 kJkg x 0,15004 kg �
�
= 203,60 kJ
4.4 Analisa Perpindahan Panas pada Adsorber saat Desorpsi
Analisa perpindahan panas radiasi, konveksi dan konduksi pada adsorber pada pengujian refrigerant amonia dapat diuraikan sebagai berikut ini.
4.4.1 Perpindahan Panas pada Pengujian Amonia
Gambar susunan mekanisme perpindahan panas pada adsorber dapat digambarkan sebagai berikut ini.
Gambar 4.20 Mekanisme Perpindahan Panas pada Adsorber Dari mekanisme perpindahan panas di atas, dapat dituliskan persamaan
berikut ini:
-
Perpindahan panas pada absorber dengan menggunakan fin. Qr = e
σ.A.T
4
• Menghitung luas permukaan penampang fin : Type baut yang digunakan adalah M24, dari table baut pada lampiran
diperoleh spesipikasi baut sebagai berikut : -
Diameter luar baut do = 23,55 mm -
Diameter dalam baut di = 20, 102 mm -
lebar kepala baut h = 24 mm -
diameter luar kepala baut d = 27 mm
T
L
=28,32
o
C
Q
konv
Panas Lampu Panas Lampu
Q
c
k =0,11WmK
T
s
q
konveksi
q
rad
I s o l
a s i
Iso la
si I
so l
a si
Pada pengujian ini luas penampang yang digunakan adalah luas penampang kepala baut, sehingga untuk menghitung luas penampang kepala baut
menggunakan rumus luas segi 6 yaitu : A = n
1 2
�
2
sin 60 = 6
1 2
�
2 1
2
√3 =
3 2
�
2
√3 Dimana d = 27 mm
R = 13,5 mm = 0,0135 mm
Maka, A =
3 2
�
2
√3 A =
3 2
0,0135 �
2
√3 = 0,0004735 m
2
Jumlah baut yang dibunakan 9 buah, sehingga : A = 0,0004735 m
2
x 9 = 0,0042615 m
2
• Menghitung Luas Permukaan Adsorber yang digunakan : A = P x L
Dimana : P = 280 mm = 0,28 m L = 250 mm = 0,25 m
Maka, A = 0,28 m x 0,25 m = 0,07 m
2
Maka luas penampang keseluruhan yang digunakan adsorber adalah : A
luas penampang baut
+ A
luas penampang adsorber
= 0,0042615 m
2
+ 0,07 m
2
= 0,0742615 m
2
• Menghitung Kalor sensible Adsorber.
Qs
menggunakan baut
= m.C
p
. ∆T
Berat 1 buah baut = 90 gram, Dalam Penelitian Percobaan menggunaan 9 buah baut . Jadi m = 0,09 kg x 9 = 0,81 kg
Qs
menggunakan baut
= m.C
p
. ∆T
= 0,81kg x 480 Jkg.K x 9,09 K
= 3534,192 kJ q
tot
= q
r
+ q
konv
+ q
c
Maka : • q
r
= ����
� 4
− �
� 4
= 1 . 5,67
�10
−8 � �
2
�
4
x 0,0742615 m
2
498,11
4
– 301,42
4
K
4
= 224,45 W • q
konv
= ℎ��
�
− �
�
= 10 Wm
2 .
K x 0,0742615 m
2
498,11 – 301,42 K = 146,064 W
• q
c
= ��
�
�
−�
�
�
= 0,11Wm.K x 0,0742615 m
2
x
498,11 −496,07� 0,02 �
= 0,83321403 W • q
total
= q
r
+ q
konv
+ q
c
= 224,45 W + 146,064 W + 0,83321403 W =371,347214 W
= 371,35 W
Maka panas netto yang dibangkitkan oleh adsorber adalah q
tot
= 371,35 W. Efisiensi kolektor pada pengujian metanol dapat dihitung sebagai berikut ini.
• � =
�
���
�
�
�100 =
371,35 � 1000 �
� 100 = 0,37135
� 100 = 37,135
Maka, efisiensi kolektor pada pengujian methanol dengan baut adalah 37.13.
- Perpindahan panas pada absorber tidak menggunakan baut.
• q
tot
= q
r
+ q
konv
+ q
c
• q
r
= ����
� 4
− �
� 4
= 1.5,67
�10
−8 � �
2
�
4
� 0,07�
2
424,96
4
– 301,42
4
K
4
= 96,67 W • q
konv
= ℎ��
�
− �
�
= 10Wm
2
K x 0,07m
2
424,96 – 301,42 K = 86,478 W
• q
c
= ��
�
�
−�
�
�
= 0,11Wm.K x 0,07m
2 424,96−349,69�
0,02 �
= 28,97 W Maka :
• q
tot
= q
r
+ q
konv
+ q
c
= 96,67 W + 86,478 W + 28,97 W = 212,118 W
Maka panas netto yang dibangkitkan oleh adsorber adalah q
tot
= 212,118 W.
Efisiensi kolektor pada pengujian metanol dapat dihitung sebagai berikut ini. • � =
�
���
�
�
�100
=
212,118 � 1000 �
� 100 = 0,212118
� 100 = 21,2118
Maka, efisiensi kolektor pada pengujian metanol tanpa baut adalah 21,21.
4.5 Analisa Perpindahan Panas pada saat Adsorpsi
4.5.1 Konveksi Natural pada pengujian Amonia
Pada proses adsorpsi malam hari terjadi konveksi natural pada adsorber. Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 4.21 Konveksi Natural pada Proses Adsorpsi Sifat fisik udara pada temperatur film adalah:
T
f
menggunakan fin =
�
�
+ �
�
2
=
183,56
�
�+ 26,46
�
� 2
= 105,01
o
C + 273 = 378,01
o
K T
f
tidak menggunakan fin =
�
�
+ �
�
2
=
118,38
�
�+ 26,46
�
� 2
= 72,42
o
C + 273 = 345,42
o
K
T
s
Q
konveksi Natural
T
L
=26,46
o
C
Alumina Aktif Q
h
I s o l a s i
I. Konveksi Natural dengan fluida udara bagian luar adsorber - Pada absorber dengan menggunakan fin
• T
f
= 378,01
o
K Dengan temperature lingkungan udara luar 299,46
o
K, maka dari tabel B- 1 dengan melakukan interpolasi diperoleh :
• Menentukan nilai
ρ kgm
3
: T
o
K ρ kgm
3
350 0,9950
378,01 ?
400 0,8711
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
378,01 −350 400− 350
=
�−
0,9950 0,8711
−
0,9950
0,5602 =
�−
0,9950
−0,1239
y = 0,5602 -0,1239 + 0,9950 y = 0,9255
maka nila
ρ
=0,9255 kgm
3
• Menentukan nilai Cp kJkg.K : T
o
K Cp kJkg.K
350 1.009
378,01
?
400 1.014
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
378,01 −350 400− 350
=
�−
1,009 1,014
−
1,009
0,5602 =
�−
1,009
−0,005
y = 0,5602 -0,005 + 1,009 y = 1,006
maka nilai Cp =1,006 kJkg.K
-
Menentukan nilai v
x 10
-6
m
2
s:
T
o
K v
x 10
-6
m
2
s 350
20,92 378,01
?
400 26.41
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
378,01 −350 400− 350
=
�−
20,92 26,41
−
20,92
0,5602 =
�−
20,92
5,49
y = 0,5602 5,49 + 20,92 y = 23,99
maka nila v =23,99 x 10
-6
m
2
s • Menentukan nilai k x 10
-3
Wm.K: T
o
K k x 10
-3
Wm.K
350 30,0
378,01
?
400 33,8
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
378,01 −350 400− 350
=
�−
30,0 33,8
−
30,0
0,5602 =
�−
30,0
3,8
y = 0,5602 3,8 + 30,0 y = 32,1
maka nilai k =32,1 x 10
-3
Wm.K • Menentukan nilai α x 10
-6
m
2
s: T
o
K α x 10
-6
m
2
s
350 29.9
378,01
?
400 38,3
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
378,01 −350 400− 350
=
�−
29,9 38,3
−
29,9
0,5602 =
�−
29,9
8,4
y = 0,5602 8,4 + 29,9 y = 34,60
maka nilai α =34,60 x 10
-6
m
2
s • Menentukan nilai Pr :
T
o
K Pr
350 0.700
378,01
?
400 0.690
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
378,01 −350 400− 350
=
�−
0,700 0,690
−
0,700
0,5602 =
�−
0,700
−0,01
y = 0,5602 -0,01 + 0,700 y = 0,694
maka nilai Pr =0,694 • � =
� �
=
0,0742615 m2 1.06 �
= 0,07m
• Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
� 9,81 � � ⁄
2
��0,002604�
−1
��456,56
�
� – 299,46
�
��0,07 �
3
34,60 � 10
−6
�
2
� � . 23,99�10
−6
�
2
� �
x 0,694 =
9,55299672 � 10
−4
8,30054 � 10
−10
= 1,150888583 x 10
6
= 11,50888583 x 10
5
= 11,50 x 10
5
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah • Nu = 0,54R�
� 0,25
= 0,5411,50 x 10
5 0,25
= 17,68 Kemudian mencari h,
• ℎ =
� �
�� =
32,1 � 10
−3
�� �.� �
� 0,07 �
x 17,68 = 8,10 Wm
2
.K • Q
I
= hAT
s
-T
L
= 8,10 wm
2
.K x 0,0742615 m
2
456,56
o
K – 299,46 K
= 94,49
W
- Pada absorber tidak menggunakan fin
• T
f
= 345,42
o
K Dengan temperature lingkungan udara luar 299,46
o
K, maka dari tabel B- 1 dengan melakukan interpolasi diperoleh :
• Menentukan nilai
ρ kgm
3
: T
o
K ρ kgm
3
300 1,1614
345,42 ?
350 0,9950
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 345,42
−300 350− 300
=
�−
1,1614
0,9950
−1,1614
0,9084 =
�−
1,1614
−0,1664
y = 0,9084 -0,1664 + 1,1614 y = 1,0102
maka nila
ρ
=1,0102 kgm
3
• Menentukan nilai Cp kJkg.K : T
o
K Cp kJkg.K
300 1,007
345,42
?
350 1.009
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 345,42
−300 350− 300
=
�−
1,007
1,009
−1,007
0,9084 =
�−
1,007
−0.002
y = 0,9084 -0,002 + 1,007 y = 1,005
maka nilai Cp =1,005 kJkg.K
-
Menentukan nilai v
x 10
-6
m
2
s:
T
o
K v
x 10
-6
m
2
s 300
15,89 345,42
?
350 20,92
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 345,42
−300 350− 300
=
�−
15,89
20,92
−15,89
0,9084 =
�−
15,89
5,03
y = 0,9084 5,03 + 15,89 y = 20,45
maka nila v =20,45 x 10
-6
m
2
s • Menentukan nilai k x 10
-3
Wm.K: T
o
K k x 10
-3
Wm.K
300 26,3
345,42
?
350 30,0
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 345,42
−300 350− 300
=
�−
26,3
30,0
−26,3
0,9084 =
�−
26,3
3,7
y = 0,9084 3,7 + 26,3 y = 29,6
maka nilai k = 29,6 x 10
-3
Wm.K • Menentukan nilai α x 10
-6
m
2
s: T
o
K α x 10
-6
m
2
s
300
22,5
345,42
?
350 29,9
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 345,42
−300 350− 300
=
�−
22,5
29,9
−22,5
0,9084 =
�−
22,5
7,4
y = 0,9084 7,4 + 22,5 y = 29,2
maka nilai α =29,2 x 10
-6
m
2
s • Menentukan nilai Pr :
T
o
K Pr
300 0,707
345,42
?
350 0,700
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
345,42
−300 350− 300
=
�−
0,707
0,700
−0,707
0,9084 =
�−
0,707
−0,007
y = 0,9084 -0,007 + 0,707 y = 0,713
maka nilai Pr =0,713 • � =
� �
=
0,07 m2 1.06 �
= 0,066m
• Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
� 9,81 � � ⁄
2
��0,002604�
−1
��391,38
�
� – 299,46
�
��0,066 �
3
29,2 � 10
−6
�
2
� � . 20,45 �10
−6
�
2
� �
x 0,713 =
4,813282361 � 10
−4
5,9714 � 10
−10
= 0,806055926 x 10
6
= 0,80 x 10
6
10
4
Ra
L
10
7
, maka rumus untuk mencari Nu adalah • Nu = 0,54R�
� 0,25
= 0,540,80 x 10
6 0,25
= 16,14 Kemudian mencari h,
• ℎ =
� �
�� =
29,6 � 10
−3
�� �.� �
� 0,066 �
x 16,90 = 7,57 Wm
2
.K • Q
I
= hAT
s
-T
L
= 4,70 wm
2
.K x 0,066 m
2
391,38
o
K – 299,46 K
= 28,51
W
II. Konveksi Natural dengan fluida Amonia bagian dalam adsorber
-
Pada absorber dengan menggunakan fin
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: T
f
=
�
�
+ �
�
2
T
b
= temperature rata – rata bagian bawah adsorber pada saat adsorbsi T
R
= Temperatur rata – rata bagian atas adsorber pada saat adsorbsi Maka : T
f
=
�
�
+ �
�
2
T
f
=
361,62
�
�+ 297,7
�
2
= 329,66
o
K Maka dari tabel B-2 dengan melakukan interpolasi diperoleh:
• Menentukan nilai
ρ kgm
3
: T
o
K ρ kgm
3
323 0,6475
329,66 ?
373 0,5589
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 329,66
−323 373 − 323
=
�−
0,6475
0,5589
– 0,6475
0,1332 =
�−
0,6475
−0,0585
y = 0,1332 -0,0585 + 0,6475 y = 0,6397
maka nila
ρ
=0,6397 kgm
3
• Menentukan nilai Cp kJkg.K : T
o
K Cp kJkg.K
323 2176
329,66
?
373
2238
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1
329,66
−323 373 − 323
=
�−
2176
2238
– 2176
0,1332 =
�−
2176
62
y = 0,1332 62 + 2176 y = 2184,25
maka nilai Cp = 2184,25 kJkg.K
-
Menentukan nilai
v x 10
-5
m
2
s:
T
o
K
v x 10
-5
m
2
s 323
1,7
329,66
?
373
2,31
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 329,66
−323 373 − 323
=
�−
1,7
2,31
– 1,7
0,1332 =
�−
1,7
0,61
y = 0,1332 0,61 + 1,7 y = 1,78
maka nila v =1,78 x 10
-5
m
2
s • Menentukan nilai k Wm.K:
T
o
K k Wm.K
323
0,0274
329,66
?
373
0,0334
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 329,66
−323 373 − 323
=
�−
0,0274
0,0334
– 0,0274
0,1332 =
�−
0,0274
0,006
y = 0,1332 0,006 + 0,0274
y = 0,0228 maka nilai k = 0,0228 Wm.K
• Menentukan nilai α x 10
-5
m
2
s: T
o
K α x 10
-5
m
2
s
323
1,943
329,66
?
373 2,671
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 329,66
−323 373 − 323
=
�−
1,943
2,671
– 1,943
0,1332 =
�−
1,943
0,728
y = 0,1332 0,728 + 1,943 y = 2,039
maka nilai α =2,039 x 10
-5
m
2
s • Menentukan nilai Pr :
T
o
K Pr
323
0,876
329,66
?
373
0,866
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 329,66
−323 373 − 323
=
�−
0,876
0,866
– 0,876
0,1332 =
�−
0,876
0,01
y = 0,1332 0,01 + 0,876 y = 0,877
maka nilai Pr =0,877 • � =
� �
=
0,0742615 m2 1.06 �
= 0,07m Sehingga diperoleh
• Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,003058 K
−1
361,62�−297,7�0,07�
3
2,039 � 10
−5
�
2
� � 1,78 � 10
−5
��
2
0,877 =
5,768155612 � 10
−4
3,62942 � 10
−10
= 1,589277519 x 10
6
Masukkan Ral = 1,58 x 10
6
dengan persamaan sehingga diperoleh: • Nu = 0,069 ��
� 1
3 �
��
0,074
= 0,0691,58 x 10
6 13
0,877
0,074
= 7,58 Kemudian mencari h,
• ℎ =
� �
�� =
0,0228 0,07
7,58 = 2,468 Wm
2
.K • Q
II
= hAT
R
-T
L
= 2,468 Wm
2
.K . 0,07 m
2
361,62 – 297,7
o
K = 11,04 W
Maka total perpindahan panas konveksi adalah Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 94,49
W +
11,04 W
= 105,53 W
-
Pada absorber tidak menggunakan fin
Sifat fisik udara pada temperatur film adalah: • T
f
=
�
�
+ �
�
2
=
346,09+298� 2
= 322,04
o
K Maka dari tabel B-2 dengan melakukan interpolasi diperoleh:
• Menentukan nilai
ρ kgm
3
: T
o
K ρ kgm
3
273 0,7719
322,04 ?
323 0,6475
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 322,04
−273 323− 273
=
�−
0,7719
0,6475
− 0,7719
0,9808 =
�−
0,7719
−0,1244
y = 0,9808 -0,1244 + 0,7719 y = 0,6498
maka nila
ρ
=0,6498 kgm
3
• Menentukan nilai Cp kJkg.K : T
o
K Cp kJkg.K
273
2180
322,04
?
323
2176
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 322,04
−273 323− 273
=
�−
2180
2176
− 2180
0,9808 =
�−
2180
−4
y = 0,9808 -4 + 2180 y = 2176
maka nilai Cp =2176 kJkg.K
-
Menentukan nilai
v x 10
-5
m
2
s:
T
o
K
v x 10
-5
m
2
s 273
1,19
322,04
?
323
1,7
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 322,04
−273 323− 273
=
�−
1,19
1,7
− 1,19
0,9808 =
�−
1,19
−0,2
y = 0,9808 -0,2 + 1,19 y = 0,99
maka nila v =0,99 x 10
-5
m
2
s • Menentukan nilai k Wm.K:
T
o
K k Wm.K
273
0,0229
322,04
?
323
0,0274
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 322,04
−273 323− 273
=
�−
0,0229
0,0274
− 0,0229
0,9808 =
�−
0,0229
0,0045
y = 0,9808 0,0045 + 0,0229 y = 0,0273
maka nilai k = 0,0273 Wm.K • Menentukan nilai α x 10
-5
m
2
s: T
o
K α x 10
-5
Wm.K
273
1,361
322,04
?
323
1,943
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 322,04
−273 323− 273
=
�−
1,361
1,943
− 1,361
0,9808 =
�−
1,361
0,582
y = 0,9808 0,582 + 1,361 y = 1,931
maka nilai α =1,931 x 10
-5
Wm.K • Menentukan nilai Pr :
T
o
K Pr
273
0,874
322,04
?
323
0,876
�− �
1
�
2
− �
1
=
�− �
1
�
2
− �
1 322,04
−273 323− 273
=
�−
0,874
0,876
− 0,874
0,9808 =
�−
0,874
0,002
y = 0,9808 0,002 + 0,874 y = 0,875
maka nilai Pr =0,875 • � =
� �
=
0,07 m2 1.06 �
= 0,066 m Sehingga diperoleh
• Ra
L
=
���
�
−�
�
�
3
��
�� =
9,81 ��
2
0,003058 K
−1
346,09�−298�0,066�
3
1,931 � 10
−5
�
2
� � 0,99 � 10
−5
��
2
0,875 =
3,619624203 � 10
−4
1,91169 � 10
−10
= 1,89341588 x 10
6
Masukkan Ral = 1,89 x 10
6
dengan persamaan sehingga diperoleh: • Nu = 0,069 ��
� 1
3 �
��
0,074
= 0,0691,89 x 10
6 13
0,875
0,074
= 8,049 Kemudian mencari h,
• ℎ =
� �
�� =
0,0273 0,066
8,049 = 3,32935 Wm
2
.K • Q
II
= hAT
R
-T
L
= 3,32935 Wm
2
.K . 0,066 m
2
346,09 – 298
o
K = 10,567 W
Maka total perpindahan panas konveksi adalah Q
tot
= Q
I
+Q
II
= 28,51
W +
10,567 W
= 39,07 W
4.5.2 Efisiensi Gelas Ukur
Untuk menghitung efisiensi gelas ukur dapat digunakan rumus di bawah ini:
η
G
=
�
�
�
��
� 100 Dimana:
η
G
= Efisiensi gelas ukur Q
in
= Energi yang masuk = Q
netto
W Q
o
= Energi yang digunakan pada gelas ukur W
1. Menghitung Efisiensi Gelas Ukur dengan diisolasi Styrofoam
- Pengujian Amonia mengunakan adsrober dengan baut :
• Q
in
= 371,35 W • Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
• Q
konv
= hA ∆�
= 10 Wm
2
K . 4 x 10
-4
m
2
6,6 K = 0,0264 W
• Q
sadsorber poake baut
= 0,0264 W • Q
Ladsorber pake baut
= 77,1220 W
• Q
oadsorber pake baut
= 0,0264 W + 0,6479 W + 77,1220 W =77,7963 W
Sehingga, dapat dicari efisiensi gelas ukur seperti berikut:
• η
GL
=
�
�
�
��
� 100 =
77,79 W 371,35 W
� 100 = 20,94
- Pengujian Amonia mengunakan adsrober tanpa baut :
• Q
in
= 212,118 W • Q
o
= Q
konv
+ Q
s
+ Q
L
• Q
konv
= hA ∆�
= 10 Wm
2
K . 4 x 10
-4
m
2
6,6 K = 0,0264 W
• Q
sadsorber poake baut
= 0,9333 W • Q
Ladsorber pake baut
= 56,555 W
• Q
oadsorber pake baut
= 0,0264 W + 0,9333 W + 56,555 W =57,5097 W
Sehingga, dapat dicari efisiensi gelas ukur seperti berikut: • η
GL
=
�
�
�
��
� 100 =
57,50 W 212,118 W
� 100 = 27,11
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut ini. 1.
Energi adsorpsi dari alumina aktif selama proses adsorpsi pada pengujian masing-masing refrigeran berlangsung selama 17 jam mulai jam 16.30 WIB
sampai dengan pukul 09.30 WIB pada keesokan harinya. • Alumina Aktif dengan adsorber menggunakan fin energy adsorpsinya
adalah 471,07 Jmol • Alumina Aktif dengan adsorber tidak menggunakan fin energy
adsorpsinya adalah 378,17 Jmol 2.
Adsorpsi pada pengujian masing-masing refrigeran berlangsung selama 17 jam mulai jam 16.30 WIB sampai dengan pukul 09.30 WIB pada keesokan
harinya. Desorpsi pada pengujian masing-masing refrigeran berlangsung selama 7 jam
mulai pukul 09.30 WIB sampai dengan pukul 16.30 WIB. hasildata dari proses adsorpsi:
• Gelas ukur diisolasi dengan styrofoam dengan menggunakan fin a.
Volume refrigeran amonia yang dapat diserap adsorpsi sama dengan volume refrigeran amonia yang keluar dari alumina aktif dengan
menggunakan baut proses desorpsi yaitu sebesar 300 mL. • Gelas ukur diisolasi dengan styrofoam tidak menggunakan fin
b. Volume refrigeran amonia yang dapat diserap adsorpsi sama dengan
volume refrigeran amonial yang keluar dari alumina aktif tidak menggunakan fin proses desorpsi yaitu sebesar 220 mL.
3. Efisiensi kolektor
a.
Efisiensi kolektor dengan menggunakan baut 37,13
b.
Efisiensi kolektor tidak menggunakan baut 21,21
4. Efisiensi Gelas Ukur
a. Efisiensi gelas ukur pada pengujian dengan kondisi diisolasi Styrofoam
dengan menggunakan fin adalah 20,94
b. Efisiensi gelas ukur pada pengujian dengan kondisi diisolasi styrofoam
tidak menggunakan fin adalah 27,11 5.
Dalam percobaan ini jumlah refrigeran yang diserap lebih maksimal dari
percobaan sebelumnya, hal ini dikarenakan penyerapan panas di dalam
adsorber lebih maksimal karena adanya penggunaan fin baut. 5.2
Saran
Saran dari penulis untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut. 1.
Pengelasan pada alat pengujian harus bagus tujuanya supaya tidak ada kobocoran pada pengujian.
2. Pengikat kawat kasa harus kuat tujuanya supaya alumina aktif tidak keluar
dari katup. 3.
Untuk proses adsorpsi yang lebih efektif, sebaiknya ditambahkan katup ekspansi untuk menurunkan tekanan.
4. Pada gelas ukur dipilih bahan yang memiliki konduktivitas tinggi dan
diusakan permukaannya luas sehingga baik pertukaran panasnya. 5.
Menggunakan selang antara adsorben dengan gelas ukur jangan terlalu panjang agar mempermudah proses adsorpsi dan desorpsi dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] ASHARAE.1997.
ASHRAE HANDBOOK 1997, Fundamentals,
Atlanta,GA [2]
Ambarita, Himsar. 2012. Buku Kuliah Teknik Pendingin Pengkondisian Udara. Medan
[3] Ambarita, Himsar. 2011. Buku Kuliah Perpindahan Panas Konduksi.
Medan [4]
Ambarita, Himsar. 2011. Buku Kuliah Perpindahan Panas Konveksi dan Pengantar Alat Penukar Kalor. Medan
[5] Arismunadar, Wiranto. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Cetakan
Pertama. Pradnya Paramita: Jakarta [6]
Critoph, Bop. Introduction to heat driven adsorption cycles. The University of Warwick
[7] Cengel, Yunus. 2006. Heat and Mass Transfer: A Practical Approach,
2
nd
., McGraw-Hill [8]
Damanik, Masrin. 2011. Kajian Ekprimental Untuk Mesin Pendingin Siklus Adsorpsi yang Digerakkan Energi Surya. USU
[9] Holman, J. P. 1986. Heat Transfer. Sixth Edition. McGraw-Hill Book.
USA [10]
Incropera, F.P., DeWit, Bergan, Lavine. 2006. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 6
th
edition. [11]
Jhon H. Lienhard. 2006. A Heat Transfer Textbook. Phlogiston Press : Cambridge, Massachusetts, USA
[12] Monika Gwadera, Krzysztof Kupiec. 2011. Adsorption Cooling as An
Effective Method of Waste Heat Utilization.
[13] L.W. Wang, dkk. 2003. Study of the Performance of actived carbon-
Methanol adsorption system concerning heat and mass transfer. Journal of Applied Thermal Engineering. China
[14] L. W Wang, dkk. The Performance of Two Adsorpstion Ice Making Test
Units Using Actived Carbon and a Carbon Composite as Adsorbents. Journal of Applied Thermal Engineering. China.
[15] Purba, Jhon. 2012. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CYLINDER. Volume 1.
Unika Atma Jaya: Jakarta
[16]
www.indonesiasejahtera.wordpress.com20071101karakteristik-bahan- dan-aspek-lingkungan-refrigeran-hidrokarbon-2
[17] www.dekindo.com
[18] www.id.wikipedia.orgwiki
[19] www.activatedcarbonindia.comactivated_carbon.htm
[20] www.sidiqbudy.wordpress.com201201
[21] www.esdm.go.idberita323-energi-baru-dan-terbarukan2846-energi-
surya-dan-pengembangannya-di-indonesia.html [22]
Purba, Oloan. 2013. Pembuatan Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi Pada Mesin Pendingin Adsorpsi Dengan Menggunakan Adsorben Karbon
Aktif. USU [23]
Ginting, Vinsensius. 2013. Rancang Bangun Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi Adsorben Alumina Aktif Terhadap Refrigeran. USU
[24] Arfandi Tri. 2014. Pengujian Kemampuan Adsorpsi Dari Adsorben
Karbon Aktif Dan Alumina Aktif Yang Digunakan Untuk Mesin Pendingin Tenaga Surya. USU
LAMPIRAN A
GAMBAR
GAMBAR A-1 : Pembuatan absorber
GAMBAR A-2 : Pemasangan baut dengan jumlah 9 buah
GAMBAR A-3 : Pengisian Alumina Aktif
