Hasil dari perhitungan nilai dengan perpindahan kalor konveksi pada bagian luar pipa adalah :
= k Nu δ
= 0,1282 × 32,15 0,012
= 388,69 Wm
2 o
C Perhitungan daya pemanas menggunakan salah satu nilai yang didapat.
Perhitungan daya pemanas adalah : P
pemanas
= A ΔT
P
pemanas
= 388,69 Wm
2
×
o
C × π × 0,0127 m × 0,6 m × 8 × 114,5
o
C – 89,6
o
C P
pemanas
= 1554 watt Perhitungan efisiensi pompa dilakukan dengan menggunakan Persamaan
7 sebagai berikut : η
pompa
= P
pompa
P
pemanas
x 100 η
pompa
= 0,047 watt 1554 watt x 100 η
pompa
= 0,003
Perhitungan efisiensi termal dilakukan dengan menggunakan Persamaan 8 sebagai berikut :
η
termal
= P
pemanas output
P
pemanas input
x 100 η
termal
= 1554 watt 1800 watt x 100 η
termal
= 85,78 Perhitungan kompresi udara dalam tabung udara tekan dilakukan
menggunakan Persamaan 9 sebagai berikut : P
2
= P
1
V
1
V
2
P
2
= 1 × 11,81 6,72 P
2
= 1,75 bar Dengan cara yang sama, seluruh data penelitian tiap variasi dihitung
dengan menggunakan Persamaan 1 sampai Persamaan 9. Berikut adalah hasil dari seluruh data penelitian yang disajikan dalam bentuk tabel.
Tabel 4.1D Hasil perhitungan data penelitian pada variasi volume udara tekan dengan melihat jumlah tabung udara tekan yang digunakan, yaitu 2
tabung dan 1 tabung. Variasi
jumlah tabung
udara tekan. t
panas
det t
pompa
det V
air
liter Q
air
ltrmnt P
2 kompresi
udara
bar P
pompa watt
P pemanas
watt Efisiensi
Pompa
Efisiensi Termal
2 7200 667
1,37 0,12
1,75 0,047
1544 0,003
85,78
1 7200 715
1,85 0,15
2,70 0,059
1564 0,004
86,89
Tabel 4.1E Hasil perhitungan data penelitian pada variasi head pemompaan 2,35 meter dan 1,35 meter.
Variasi head pemompaan
meter t
panas
det t
pompa
det Vol
air
liter Debit
air
ltrmnt P
2 kompresi
udara
bar Daya
pompa watt
Daya pemanas
watt Efisiensi
Pompa
Efisiensi Termal
2,35 7200 968 1,794
0,11 2,98
0,06 1483
0,004
82,39
1,35 7200 615 2,588
0,25 3,32
0,11 1113
0,01
61,83
Tabel 4.1F Hasil perhitungan data penelitian pada variasi volume udara ketika kondensor dan pemanas tidak berisi udara, dan hanya pemanas yang berisi
udara. Variasi volume
udara pada pemanas dan
kondensor t
panas
det t
pompa
det Vol
air
liter Debit
air
ltrmnt P
2 kompresi
udara
bar Daya
pompa watt
Daya pemanas
watt Efisiensi
Pompa
Efisiensi Termal
Pada pemanas dan kondensor
berisi fluida kerja
7200 715
1,85 0,15
2,7 0,093
1564 0,006
86,89
Pemanas berisi udara dengan
tekanan 1 atm, dan kondensor
berisi fluida kerja.
7200 968
1,79 0,11
2,98 0,066
1483 0,004
82,39
4.2 Pembahasan
Hasil penelitian pada Gambar 4.1 , Gambar 4.2 , dan Gambar 4.3 menunjukan debit, daya dan efisiensi maksimal pemompaan pada variasi jumlah
tabung udara tekan yang digunakan yaitu 1 tabung udara tekan sebesar 0,156 liter menit. Pada variasi 2 jumlah tabung udara tekan debit yang dihasilkan rendah
yaitu 0,123 liter menit. Hasil yang sama didapatkan pada nilai daya dan efisiensi pemompaan. Untuk variasi 1 jumlah tabung udara tekan yang digunakan, daya
dan efisiensi pompa yang didapatkan yaitu 0,059 watt dan 0,004 . Sedangkan pada variasi 2 jumlah tabung udara tekan yang digunakan, daya dan efisiensi
pompa yang didapatkan yaitu 0,0047 watt dan 0,003 . Hal ini dikarenakan oleh pengaruh jumlah uap yang dihasilkan pada pemanasan fluida kerja dengan laju
aliran 3 litermenit. Dengan jumlah uap yang sama, tekanan air pada tabung tekan air yang terdorong uap fluida hasilnya pun sama. Tekanan air dari tabung udara
tekan yang dibutuhkan untuk mengkompresi udara pada 2 tabung udara tekan lebih besar, dibandingkan dengan 1 tabung udara tekan yang digunakan.
Akibatnya dibutuhkan waktu yang lebih lama pada variasi 2 tabung udara tekan untuk memompa air dengan head pemompaan yang sama, dibandingkan pada
variasi 1 tabung udara tekan yang digunakan. Sehingga debit, daya pemompaan, dan efisiensi pemompaan pada variasi 1 tabung udara tekan hasilnya lebih baik
daripada variasi 2 tabung udara tekan. Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik, head
pemompaan 2,35 m, dan udara tidak mengisi pemanas dan kondensor.
Gambar 4.1 Grafik perbandingan debit air pemompaan dengan variasi jumlah tabung udara tekan.
Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik, head pemompaan 2,35 m, dan udara tidak mengisi pemanas dan kondensor.
Gambar 4.2 Grafik perbandingan daya pemompaan dengan variasi jumlah tabung udara tekan.
Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik, head pemompaan 2,35 m, dan udara tidak mengisi pemanas dan kondensor.
Gambar 4.3 Grafik perbandingan efisiensi pompa air pemompaan dengan variasi jumlah tabung udara tekan.
Hasil penelitian pada Gambar 4.4 , Gambar 4.5 , dan Gambar 4.6 menunjukan debit, daya dan efisiensi maksimal pemompaan pada variasi head
pemompaan yaitu 1,35 meter. Debit, daya dan efisiensi pompa pada head 1,35 meter yaitu 0,25 liter menit, 0,109 watt dan 0,01 . Sedangkan debit, daya, dan
efisiensi pada head 2,35 meter, didapakan hasil yang kurang maksimal seperti pada head 1,35 meter yaitu 0,11 liter menit, 0,0066 watt dan 0,004 . Dengan
jumlah uap yang dihasilkan dari pemanasan fluida kerja yang mengalir pada pipa pemanas hasilnya sama, selanjutnya akan berpengaruh pada tekanan air dalam
tabung tekan air dan tekanan udara pada tabung tekan udara dengan nilai yang sama. Dengan tekanan yang dihasilkan sama, akan mempengaruhi proses
pemompaan untuk ketinggian tertentu. Semakin tinggi head yang dibutuhkan untuk pemompaan, debit, daya dan efisieni pemompaan semakin rendah.
Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik, menggunakan 1 tabung udara tekan, dan udara tidak mengisi pemanas dan
kondensor.
Gambar 4.4 Grafik perbandingan debit air pemompaan dengan variasi head pemompaan.
Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik, menggunakan 1 tabung udara tekan , dan udara tidak mengisi pemanas dan
kondensor.
Gambar 4.5 Grafik perbandingan daya pemompaan dengan variasi head pemompaan.
Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik, menggunakan 1 tabung udara tekan, dan udara tidak mengisi pemanas dan
kondensor.
Gambar 4.6 Grafik perbandingan efisiensi pemompaan dengan variasi head pemompaan.
Hasil penelitian pada Gambar 4.7 , Gambar 4.8 , dan Gambar 4.9 menunjukan debit, daya dan efisiensi maksimal pemompaan pada variasi volume
udara ketika kondensor dan pemanas tidak berisi udara, dan hanya pemanas yang berisi udara yaitu ketika kondensor dan pemanas tidak berisi udara, namun berisi
fluida kerja sebesar 0,15 liter menit. Sedangkan pada variasi volume udara hanya mengisi pemanas debit yang dihasilkan kurang maksimal yaitu 0,11 liter menit.
Begitu pula dengan hasil daya dan efisiensi pemompaan yang dihasilkan. Untuk variasi ketika sejumlah udara tidak ada pada pemanas dan kondensor, daya dan
efisiensi pemompaan yang didapat yaitu 0,093 watt dan 0,006. Hal ini disebabkan karena pengaruh adanya udara dalam jalur uap fluida dari pipa
pemanas menuju tabung air tekan. Udara menghambat laju uap menuju tabung air tekan dalam proses penekanan air menuju tabung udara tekan. Akibatnya udara
yang terkompresi dalam tabung udara tekan kurang maksimal dan mempengaruhi proses pemompaan. Akibat dari kurang maksimalnya proses pemompaan, debit,
daya dan efisiensi pemompaan yang dihasilkan menjadi kurang maksimal. Pada kondisi debit aliran fluida kerja saat pemanasan 3 literdetik,
menggunakan 1 tabung udara tekan, dan head pemompaan 2,35 m.
