Pengujian Sebuah Kompor Surya Tipe Kotak Yang Dilengkapi Absorber Miring Dengan Modifikasi Penambahan Sekat Pada Bidang Miring
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
Diketahui / Disahkan
Disetujui
Ketua Departemen Teknik Mesin
Dosen Pembimbing,
Fakultas Teknik – USU
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. 196412241992111001
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 195212221978031002
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM : 09 0401 077
Telah Disetujui Oleh :
Pembimbing
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 195212221978031002
Penguji I,
Penguji II,
Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT
NIP. 197206102000121001
Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT
NIP. 197209232000121003
Diketahui Oleh :
Departemen Teknik Mesin USU
Ketua,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP.196412241992111001
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar Tugas Skripsi Periode ke-695
Tanggal 25 Juli 2014
Disetujui Oleh:
Dosen Pembanding I
Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT
NIP. 197206102000121001
Dosen Pembanding II
Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT
NIP. 197209232000121003
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar Tugas Skripsi Periode ke-695
Tanggal 25 Juli 2014
Disetujui Oleh:
Pembimbing
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 195212221978031002
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
AGENDA
: 2167/ TS / 2014
FAKULTAS TEKNIK USU
DITERIMA : 18 Februari 2014
MEDAN
PARAF
:
TUGAS SARJANA
NAMA
: ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM
: 09 0401 077
MATA PELAJARAN
: PERPINDAHAN PANAS LANJUT
SPESIFIKASI
: Lakukanlah pengujian pada sebuah kompor surya tipe
kotak
yang
dilengkapi
absorber
miring
dengan
penambahan sekat pada bagian miring dengan luas
absorber datar dan sekat miring adalah 0,59 m x 0,59 m
dan 0,70 m x 0,59 m. Ujilah kompor tersebut dengan
memanaskan air (H 2 O) secara langsung pada kondisi
cuaca cerah. Lakukan pengukuran temperatur maksimum
dan efisiensi pemakaian kompor tersebut.
DIBERIKAN TANGGAL
: 18 Februari 2014
SELESAI TANGGAL
: 18 Agustus 2014
MEDAN, 18 Februari 2014
KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN,
DOSEN PEMBIMBING,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 1964 1224 199211 1001
NIP. 195212221978031002
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
MEDAN
KARTU BIMBINGAN
TUGAS SARJANA MAHASISWA
NO:
Sub. Program studi
Bidang Tugas
Judul Tugas
2167 / TS / 2014
: Konversi Energi
: Perpindahan Panas Lanjut
: Pengujian Sebuah Kompor Surya Tipe Kotak yang Dilengkapi Absorber
Miring dengan Modifikasi Penambahan Sekat pada Bidang Miring
Diberikan Tanggal
: 18 Februari 2014
Dosen Pembimbing : Ir. Tekad Sitepu
Selesai Tgl
: 18 Agustus 2014
Nama Mahasiswa : Zulvia Chara Nosa Ginting
NIM
: 09 0401 077
No
Tanggal
KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN
1
18 Februari 2014
Pemberian spesifikasi tugas skripsi
2
27 Februari 2014
Asistensi BAB I dan BAB II
3
3 Maret 2014
Asistensi BAB III
4
15 Maret 2014
Pembuatan alat
5
12 Mei 2014
Pengujian alat
6
7 Juni 2014
Pengambilan data
7
14 Juni 2014
Asistensi data
8
21 Juni 2014
Asistensi BAB IV
9
10 Juli 2014
Asistensi BAB V
10
17 Juli 2014
Asistensi keseluruhan
11
19 Juli 2014
ACC Seminar
Tanda Tangan
Dosen Pembimbing
Diketahui
Ketua Departemen Teknik Mesin
FT. USU
CATATAN:
1. Kartu ini harus diperlihatkan Kepada Dosen
Pembimbing setiap Asistensi
2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi
3. Kartu ini harus dikembalikan ke Jurusan
Bila kegiatan Asistensi telah selesai
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP.196412241992111001
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala berkat,
rahmat dan karunia-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “PENGUJIAN SEBUAH
KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG DILENGKAPI ABSORBER MIRING
DENGAN MODIFIKASI PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING”
Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan
Strata-1 (S1) pada Departemen Teknik Mesin Sub Bidang Konversi Energi,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan skripsi ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi
penulis, namun berkat dorongan, semangat, doa dan bantuan baik materiil, moril,
maupun spirit dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi. Untuk itu,
sebagai manusia yang harus tahu berterima kasih, dengan penuh ketulusan hati
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, Mardan Ginting dan Mariani Br Bangun, S.Pd
yang tak pernah henti memberikan segala doa dan dukungan tak terhingga
baik moril maupun materil kepada penulis.
2. Bapak Ir. Tekad Sitepu selaku dosen pembimbing, yang dengan penuh
kesabaran telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.
3. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT. dan Bapak Tulus Burhanuddin
Sitorus, ST, MT, selaku dosen pembanding I dan II yang telah
memberikan masukan dan saran dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Ing. Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. M. Syahril Gultom MT. Selaku Sekretaris Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT selaku dosen wali.
7. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin,
Fakultas Teknik USU.
i
Universitas Sumatera Utara
8. Kakak dan adik penulis, Ovalina Sylvia Br Ginting, S.Farm, Apt, dan
Ananda Putri Br Ginting, yang senantiasa saling memotivasi untuk meraih
cita-cita dan membahagiakan kedua orang tua.
9. Rekan kerja satu tim, Heru Manimbul Hutasoit, yang telah banyak
meluangkan waktu untuk saling diskusi dalam penyelesaian skripsi ini.
10. Rekan-rekan asisten di Laboratorium Menggambar Mesin / CAD yaitu
Zuhdi Mahendra, Tri Septian Marsah, Juliono Susanto, Purwatmo,
Afrinedi, Ilham, Sigit, Yogi, Feby, Harry, dan Jerry.
11. Rekan-rekan, para staff dan junioran di Satuan Resimen Mahasiswa USU/
KP, khususnya Roni Rezeki, SS dan Niko Sianipar, SE yang telah banyak
memberikan dukungan semangat kepada penulis.
12. Rekan-rekan satu perguruan, dan para pelatih di UKM Beladiri Merpati
Putih USU, khususnya Mailinda Wati Chaniago, Amd, Afdal Aminuddin
dan Sudirman, yang senantiasa memberi dukungan dan motivasi kepada
penulis.
13. Rekan-rekan seperjuangan, khususnya Indro Pramono, Algris Hopiar Mor
S, Ary Santoni, dan rekan-rekan mahasiswa 2009 yang tidak mungkin
disebutkan satu-persatu, para abang senior, serta adik-adik junior yang
telah mendukung dan memberi semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan dan kekeliruan dalam
penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis akan sangat berterima kasih dan
dengan senang hati menerima saran dan kritik yang membangun demi tercapainya
tulisan yang lebih baik lagi. Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini dapat
memberi manfaat kepada para pembaca. Terima kasih.
Medan, Agustus 2014
Penulis,
Zulvia Chara Nosa Ginting
NIM : 09 0401 077
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kompor surya tipe kotak yang dilengkapi dengan absorber miring merupakan
sebauh desain baru yang pemakaiannya diharapakan menjadi lebih efektif dan
efisien dalam memasak dan memanaskan. Absorber miring tersebut akan
manangkap dan kemudian menyalurkan panas ke ruang masak secara konveksi
alamiah. Kemudian dengan penambahan sekat pembatas pada bidang miring
tersebut diharapkan sirkulasi penyaluran udara panas menuju ruang masak akan
semakin baik. Ruang masak terdiri dari kaca double glass sebagai pintu penutup,
plat aluminium dibagian dinding dalam dan alas sebagai absorber panas, serta
dinding isolasi yang terdiri dari lapisan rockwool, styrofoam dan kayu. Komponen
pada bidang miring sama halnya dengan bidang datar, hanya saja dibagian tegah
bidang miring dipasangkan sekat pembatas berupa plat aluminium untuk
menyempurnakan sirkulasi udara panas menuju ruang masak. Pengujian kompor
surya dengan penambahan sekat pada bidang miring dilakukan selama 8 jam
mulai pukul 09:00 – 17:00 WIB pada kondisi cuaca cerah dengan bahan uji yang
dimasak adalah air (H 2 O). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui temperatur
maksimum yang dapat dicapai kompor surya dalam memanaskan air, jumlah
energi panas yang mampu diserap dan digunakan, serta mengetahui nilai efisiensi
maksimumnya. Dengan luas absorber rata dan sekat pembatas 0,59 m x 0,59 m
dan 0,70 m x 0,59 m, kompor surya ini mampu memanaskan air hingga mencapai
temperatur 89,90 oC, dan menyerap energi panas sebesar 9,489 MJ/ hari, serta
mampu menggunakan energi panas tersebut sebesar 7,238 MJ/ hari. Sehingga
didapat nilai efisiensi tertinggi dalam pengujian ini adalah 14,07 %.
Kata kunci : kompor surya, memasak, konveksi alamiah, absorber miring, sekat
pembatas
iii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Box-type solar cookers are equipped with tilted absorber is a new design that use
expected to be more effective and efficient in cooking and heating. The tilted
absorber will catch and then distribute the heat into the room by convection
cooking naturally. Then with the addition of insulation barrier on the incline
expected distribution of hot air circulation towards the room the better cook.
Cooking space consists of the glass as a double glass door closers, aluminum plate
in the wall section and the base as a heat absorber, and wall insulation consisting
of a layer of rockwool, styrofoam and wood. Components on an inclined plane as
well as a flat surface, it's just the incline section center paired bulkhead barrier of
aluminum plate to enhance the circulation of hot air to the cooking chamber.
Testing solar cooker with the addition of insulation on an inclined plane do for 8
hours starting at 09:00 to 17:00 pm on the sunny conditions with the test material
is cooked water (H2O). This test is performed to determine the maximum
temperature that can be achieved in a solar cooker to heat the water, the amount of
heat energy that can be absorbed and used, as well as knowing the value of
maximum efficiency. With an area of flat absorber and insulation barrier of 0.59
m x 0.59 m and 0.59 m x 0.70 m, this solar cooker capable of heating water to a
temperature 89.90 ° C, and absorbs the heat energy of 9.489 MJ / day , as well as
being able to use the heat energy of 7.238 MJ / day. In order to get the highest
efficiency value in this test is 14.07%.
Key words: solar cookers, cooking, natural convection, slanted absorber, bulkhead
divider
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................
i
ABSTRAK .................................................................................................
iii
ABSTRACT ..............................................................................................
iv
DAFTAR ISI ..............................................................................................
v
DAFTAR TABEL .....................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
x
DAFTAR SIMBOL ...................................................................................
xii
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2 Tujuan Penelitian.......................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ........................................................................
2
1.4 Manfaat Penelitian.....................................................................
2
1.5 Sistematika Penulisan ................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
5
2.1 Tinjauan Perpindahan Panas ....................................................
4
2.1.1 Perpindahan Panas Konduksi ............................................
4
2.1.2 Perpindahan Panas Konveksi ............................................
4
2.1.3 Perpindahan Panas Radiasi ...............................................
6
2.2 Radiasi Surya ............................................................................
6
2.2.1 Teori Dasar Radiasi Surya ................................................
6
2.2.2 Rumusan Radiasi Surya .....................................................
7
2.2.3 Menentukan Besarnya Radiasi Surya ..............................
8
2.3 Konveksi Alamiah ....................................................................
9
2.3.1 Konveksi Alamiah Pada Permukaan Luar .........................
9
2.3.2 Konveksi Alamiah Pada Ruang Tertutup ........................
10
2.4 Kompor Surya .........................................................................
15
2.4.1 Sejarah Kompor Surya ......................................................
15
2.4.2 Tipe-Tipe Kompor Surya ..................................................
17
2.4.3 Bagian-Bagian Utama Kompor Surya .............................
23
2.5 Prinsip Memasak .....................................................................
24
v
Universitas Sumatera Utara
2.6 Kalor Laten dan Kalor Sensibel ................................................
25
2.6.1 Kalor Laten .......................................................................
25
2.6.2 Kalor Sensibel ...................................................................
26
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...............................................
27
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................
27
3.2 Peralatan Pengujian ..................................................................
27
3.3 Bahan Pengujian ........................................................................
33
3.4 Experimental Set-Up ................................................................
33
3.5 Prosedur Pengujian ....................................................................
34
BAB IV ANALISIS DATA ......................................................................
36
4.1 Dimensi Kompor Surya ............................................................
36
4.2 Data Pengujian .........................................................................
37
4.2.1 Pengujian Kompor Surya Tanpa Sekat .............................
37
4.2.2 Pengujian Kompor Surya Dengan Penambahan Sekat .....
39
4.3 Analisis Energi Panas ..............................................................
42
4.3.1 Analisis Energi Panas Kompor Surya Tanpa Sekat ..........
42
4.3.2 Analisis Energi Panas Kompor Surya Dengan Penambahan
Sekat ...........................................................................................
74
4.3.3 Perbandingan Energi Panas Kompor Surya Tanpa Sekat
dan Dengan Penambahan Sekat..................................................
107
4.4 Pengujian Memasak Air ..........................................................
108
4.4.1 Pengujian Memasak Air Kompor Surya Tanpa Sekat .....
108
4.4.2 Pengujian Memasak Air Pada Kompor Surya Dengan
Penambahan Sekat .....................................................................
112
4.4.3 Perhitungan Efisiensi ........................................................
116
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................
119
5.1 Kesimpulan................................................................................
119
5.2 Saran ..........................................................................................
119
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
120
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sudut kritis ruang tertutup miring ......................................................15
Tabel 4.1 Temperatur maksimum pengujian pertama tanpa sekat .....................37
Tabel 4.2 Temperatur maksimum pengujian kedua tanpa sekat ........................38
Tabel 4.3 Temperatur maksimum pengujian ketiga tanpa sekat ........................39
Tabel 4.4 Temperatur maksimum pengujian pertama dengan penambahan
sekat ...................................................................................................40
Tabel 4.5 Temperatur maksimum pengujian kedua dengan penambahan
sekat ...................................................................................................41
Tabel 4.6 Temperatur maksimum pengujian ketiga dengan penambahan
sekat ...................................................................................................42
Tabel 4.7 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian pertama untuk bidang datar .............................43
Tabel 4.8 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian pertama untuk bidang miring ...........................46
Tabel 4.9 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian kedua untuk bidang datar .................................47
Tabel 4.10 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian kedua untuk bidang miring ............................49
Tabel 4.11 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian ketiga untuk bidang datar ..............................50
Tabel 4.12 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian ketiga untuk bidang miring ............................53
Tabel 4.13 Perbandingan radiasi yang diserap kolektor bidang datar dan
bidang miring kompor surya tanpa sekat .........................................54
Tabel 4.14 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran
temperatur bidang datar kompor surya tanpa sekat ..........................55
Tabel 4.15 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur
bidang miring kompor surya tanpa sekat .........................................65
vii
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.16 Data nilai energi kalor yang dapat dipakai perhari untuk
pengujian kompor surya tanpa sekat ................................................74
Tabel 4.17 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian pertama untuk bidang datar ......75
Tabel 4.18 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian pertama untuk bidang miring ...77
Tabel 4.19 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian kedua untuk bidang datar .........78
Tabel 4.20 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian kedua untuk bidang miring .......81
Tabel 4.21 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian ketiga untuk bidang datar .............................82
Tabel 4.22 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian ketiga untuk bidang miring .......84
Tabel 4.23 Perbandingan radiasi yang diserap kolektor bidang datar dan bidang
miring kompor surya dengan penambahan sekat .............................85
Tabel 4.24 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur
bidang datar kompor surya dengan penambahan sekat ...................86
Tabel 4.25 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur
bidang miring kompor surya dengan penambahan sekat .................96
Tabel 4.26 Data nilai energi kalor yang dapat dipakai perhari untuk pengujian
kompor surya dengan penambahan sekat .........................................107
Tabel 4.27 Perbandingan energi panas kompor surya tanpa sekat dan dengan
penambahan sekat ...........................................................................107
Tabel 4.28 Perbandingan efisiensi memasak air menggunakan kompor surya
tanpa sekat dan kompor surya dengan sekat ....................................118
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Radiasi surya ..................................................................................7
Gambar 2.2 Pergerakan bumi terhadap matahari ................................................8
Gambar 2.3 Ruang tertutup yang tinggi dan rendah ..........................................11
Gambar 2.4 Ruang tertutup ................................................................................12
Gambar 2.5 Konveksi natural pada ruang tertutup yang miring .......................14
Gambar 2.6 Kompor surya tipe box ..................................................................18
Gambar 2.7 Kompor surya tipe panel ................................................................19
Gambar 2.8 Kompor surya tipe ketel ..................................................................20
Gambar 2.9 Kompor surya tipe parabola ...........................................................21
Gambar 2.10 Kompor surya tipe sceffler ...........................................................22
Gambar 2.11 Kompor surya tipe Indirect ..........................................................23
Gambar 3.1 Laptop .............................................................................................27
Gambar 3.2 Agilient 34972 A ............................................................................28
Gambar 3.3 Hobo Microstation Data Logger ....................................................29
Gambar 3.4 Kompor surya .................................................................................30
Gambar 3.5 Sekat pembatas ...............................................................................31
Gambar 3.6 Panci masak ....................................................................................32
Gambar 3.7 Gelas ukur ......................................................................................32
Gambar 3.8 Air ..................................................................................................33
Gambar 3.9 Eksperimental set-up ......................................................................34
Gambar 3.10 Flow chart dari metodologi penelitian ........................................35
Gambar 4.1 Dimensi kompor surya ...................................................................36
Gambar 4.2 Grafik temperatur vs waktu pengujian pertama tanpa sekat ...........37
Gambar 4.3 Grafik temperatur vs waktu pengujian kedua tanpa sekat...............38
Gambar 4.4 Grafik temperatur vs waktu pengujian ketiga tanpa sekat ..............39
Gambar 4.5 Grafik temperatur vs waktu pengujian pertama dengan sekat ........40
Gambar 4.6 Grafik temperatur vs waktu pengujian kedua dengan sekat ............41
Gambar 4.7 Grafik temperatur vs waktu pengujian ketiga dengan sekat ..........42
Gambar 4.8 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian pertama tanpa sekat .......................................................45
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian kedua tanpa sekat ...........................................................48
Gambar 4.10 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian ketiga tanpa sekat ........................................................52
Gambar 4.11 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian pertama dengan penambahan sekat ............................76
Gambar 4.12 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian kedua dengan penambahan sekat ...............................80
Gambar 4.13 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian ketiga dengan penambahan sekat ................................83
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
A
Keterangan
Satuan
Luas penampang
Panas jenis
Koefisien perpindahan panas konveksi
Konduktivitas termal bahan
Panjang plat
t
q
Tebal isolasi
Bilangan Nusselt
-
Bilangan Prandtl
-
Laju perpindahan panas
Bilangan Reynold
-
Temperatur lingkungan luar
Temperatur permukaan
Viskositas kinematik
I
W/m2
Intensitas radiasi
R al
Bilangan Rayleigh
-
Q
Energi panas
MJ
m
Massa zat
kg
g
Grafitasi
m/s2
ku
Kalor uap
J/kg
Huruf Yunani
Simbol
Keterangan
Satuan
o
Perbedaan Temperatur awal dan akhir
kg/m3
Massa Jenis
Effisiensi
-
Koefisien udara
σ
C
1/K
Kontanta Stefan Boltzomann(5,67 x 10-8)
Emisivitas bahan
W/m2K4
-
xi
Universitas Sumatera Utara
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
Diketahui / Disahkan
Disetujui
Ketua Departemen Teknik Mesin
Dosen Pembimbing,
Fakultas Teknik – USU
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. 196412241992111001
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 195212221978031002
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM : 09 0401 077
Telah Disetujui Oleh :
Pembimbing
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 195212221978031002
Penguji I,
Penguji II,
Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT
NIP. 197206102000121001
Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT
NIP. 197209232000121003
Diketahui Oleh :
Departemen Teknik Mesin USU
Ketua,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP.196412241992111001
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar Tugas Skripsi Periode ke-695
Tanggal 25 Juli 2014
Disetujui Oleh:
Dosen Pembanding I
Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT
NIP. 197206102000121001
Dosen Pembanding II
Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT
NIP. 197209232000121003
Universitas Sumatera Utara
PENGUJIAN SEBUAH KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG
DILENGKAPI ABSORBER MIRING DENGAN MODIFIKASI
PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING
ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM. 09 0401 077
Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar Tugas Skripsi Periode ke-695
Tanggal 25 Juli 2014
Disetujui Oleh:
Pembimbing
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 195212221978031002
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
AGENDA
: 2167/ TS / 2014
FAKULTAS TEKNIK USU
DITERIMA : 18 Februari 2014
MEDAN
PARAF
:
TUGAS SARJANA
NAMA
: ZULVIA CHARA NOSA GINTING
NIM
: 09 0401 077
MATA PELAJARAN
: PERPINDAHAN PANAS LANJUT
SPESIFIKASI
: Lakukanlah pengujian pada sebuah kompor surya tipe
kotak
yang
dilengkapi
absorber
miring
dengan
penambahan sekat pada bagian miring dengan luas
absorber datar dan sekat miring adalah 0,59 m x 0,59 m
dan 0,70 m x 0,59 m. Ujilah kompor tersebut dengan
memanaskan air (H 2 O) secara langsung pada kondisi
cuaca cerah. Lakukan pengukuran temperatur maksimum
dan efisiensi pemakaian kompor tersebut.
DIBERIKAN TANGGAL
: 18 Februari 2014
SELESAI TANGGAL
: 18 Agustus 2014
MEDAN, 18 Februari 2014
KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN,
DOSEN PEMBIMBING,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
Ir. Tekad Sitepu
NIP. 1964 1224 199211 1001
NIP. 195212221978031002
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
MEDAN
KARTU BIMBINGAN
TUGAS SARJANA MAHASISWA
NO:
Sub. Program studi
Bidang Tugas
Judul Tugas
2167 / TS / 2014
: Konversi Energi
: Perpindahan Panas Lanjut
: Pengujian Sebuah Kompor Surya Tipe Kotak yang Dilengkapi Absorber
Miring dengan Modifikasi Penambahan Sekat pada Bidang Miring
Diberikan Tanggal
: 18 Februari 2014
Dosen Pembimbing : Ir. Tekad Sitepu
Selesai Tgl
: 18 Agustus 2014
Nama Mahasiswa : Zulvia Chara Nosa Ginting
NIM
: 09 0401 077
No
Tanggal
KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN
1
18 Februari 2014
Pemberian spesifikasi tugas skripsi
2
27 Februari 2014
Asistensi BAB I dan BAB II
3
3 Maret 2014
Asistensi BAB III
4
15 Maret 2014
Pembuatan alat
5
12 Mei 2014
Pengujian alat
6
7 Juni 2014
Pengambilan data
7
14 Juni 2014
Asistensi data
8
21 Juni 2014
Asistensi BAB IV
9
10 Juli 2014
Asistensi BAB V
10
17 Juli 2014
Asistensi keseluruhan
11
19 Juli 2014
ACC Seminar
Tanda Tangan
Dosen Pembimbing
Diketahui
Ketua Departemen Teknik Mesin
FT. USU
CATATAN:
1. Kartu ini harus diperlihatkan Kepada Dosen
Pembimbing setiap Asistensi
2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi
3. Kartu ini harus dikembalikan ke Jurusan
Bila kegiatan Asistensi telah selesai
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP.196412241992111001
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala berkat,
rahmat dan karunia-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “PENGUJIAN SEBUAH
KOMPOR SURYA TIPE KOTAK YANG DILENGKAPI ABSORBER MIRING
DENGAN MODIFIKASI PENAMBAHAN SEKAT PADA BIDANG MIRING”
Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan
Strata-1 (S1) pada Departemen Teknik Mesin Sub Bidang Konversi Energi,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan skripsi ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi
penulis, namun berkat dorongan, semangat, doa dan bantuan baik materiil, moril,
maupun spirit dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi. Untuk itu,
sebagai manusia yang harus tahu berterima kasih, dengan penuh ketulusan hati
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, Mardan Ginting dan Mariani Br Bangun, S.Pd
yang tak pernah henti memberikan segala doa dan dukungan tak terhingga
baik moril maupun materil kepada penulis.
2. Bapak Ir. Tekad Sitepu selaku dosen pembimbing, yang dengan penuh
kesabaran telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.
3. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT. dan Bapak Tulus Burhanuddin
Sitorus, ST, MT, selaku dosen pembanding I dan II yang telah
memberikan masukan dan saran dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Ing. Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. M. Syahril Gultom MT. Selaku Sekretaris Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT selaku dosen wali.
7. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin,
Fakultas Teknik USU.
i
Universitas Sumatera Utara
8. Kakak dan adik penulis, Ovalina Sylvia Br Ginting, S.Farm, Apt, dan
Ananda Putri Br Ginting, yang senantiasa saling memotivasi untuk meraih
cita-cita dan membahagiakan kedua orang tua.
9. Rekan kerja satu tim, Heru Manimbul Hutasoit, yang telah banyak
meluangkan waktu untuk saling diskusi dalam penyelesaian skripsi ini.
10. Rekan-rekan asisten di Laboratorium Menggambar Mesin / CAD yaitu
Zuhdi Mahendra, Tri Septian Marsah, Juliono Susanto, Purwatmo,
Afrinedi, Ilham, Sigit, Yogi, Feby, Harry, dan Jerry.
11. Rekan-rekan, para staff dan junioran di Satuan Resimen Mahasiswa USU/
KP, khususnya Roni Rezeki, SS dan Niko Sianipar, SE yang telah banyak
memberikan dukungan semangat kepada penulis.
12. Rekan-rekan satu perguruan, dan para pelatih di UKM Beladiri Merpati
Putih USU, khususnya Mailinda Wati Chaniago, Amd, Afdal Aminuddin
dan Sudirman, yang senantiasa memberi dukungan dan motivasi kepada
penulis.
13. Rekan-rekan seperjuangan, khususnya Indro Pramono, Algris Hopiar Mor
S, Ary Santoni, dan rekan-rekan mahasiswa 2009 yang tidak mungkin
disebutkan satu-persatu, para abang senior, serta adik-adik junior yang
telah mendukung dan memberi semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan dan kekeliruan dalam
penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis akan sangat berterima kasih dan
dengan senang hati menerima saran dan kritik yang membangun demi tercapainya
tulisan yang lebih baik lagi. Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini dapat
memberi manfaat kepada para pembaca. Terima kasih.
Medan, Agustus 2014
Penulis,
Zulvia Chara Nosa Ginting
NIM : 09 0401 077
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kompor surya tipe kotak yang dilengkapi dengan absorber miring merupakan
sebauh desain baru yang pemakaiannya diharapakan menjadi lebih efektif dan
efisien dalam memasak dan memanaskan. Absorber miring tersebut akan
manangkap dan kemudian menyalurkan panas ke ruang masak secara konveksi
alamiah. Kemudian dengan penambahan sekat pembatas pada bidang miring
tersebut diharapkan sirkulasi penyaluran udara panas menuju ruang masak akan
semakin baik. Ruang masak terdiri dari kaca double glass sebagai pintu penutup,
plat aluminium dibagian dinding dalam dan alas sebagai absorber panas, serta
dinding isolasi yang terdiri dari lapisan rockwool, styrofoam dan kayu. Komponen
pada bidang miring sama halnya dengan bidang datar, hanya saja dibagian tegah
bidang miring dipasangkan sekat pembatas berupa plat aluminium untuk
menyempurnakan sirkulasi udara panas menuju ruang masak. Pengujian kompor
surya dengan penambahan sekat pada bidang miring dilakukan selama 8 jam
mulai pukul 09:00 – 17:00 WIB pada kondisi cuaca cerah dengan bahan uji yang
dimasak adalah air (H 2 O). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui temperatur
maksimum yang dapat dicapai kompor surya dalam memanaskan air, jumlah
energi panas yang mampu diserap dan digunakan, serta mengetahui nilai efisiensi
maksimumnya. Dengan luas absorber rata dan sekat pembatas 0,59 m x 0,59 m
dan 0,70 m x 0,59 m, kompor surya ini mampu memanaskan air hingga mencapai
temperatur 89,90 oC, dan menyerap energi panas sebesar 9,489 MJ/ hari, serta
mampu menggunakan energi panas tersebut sebesar 7,238 MJ/ hari. Sehingga
didapat nilai efisiensi tertinggi dalam pengujian ini adalah 14,07 %.
Kata kunci : kompor surya, memasak, konveksi alamiah, absorber miring, sekat
pembatas
iii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Box-type solar cookers are equipped with tilted absorber is a new design that use
expected to be more effective and efficient in cooking and heating. The tilted
absorber will catch and then distribute the heat into the room by convection
cooking naturally. Then with the addition of insulation barrier on the incline
expected distribution of hot air circulation towards the room the better cook.
Cooking space consists of the glass as a double glass door closers, aluminum plate
in the wall section and the base as a heat absorber, and wall insulation consisting
of a layer of rockwool, styrofoam and wood. Components on an inclined plane as
well as a flat surface, it's just the incline section center paired bulkhead barrier of
aluminum plate to enhance the circulation of hot air to the cooking chamber.
Testing solar cooker with the addition of insulation on an inclined plane do for 8
hours starting at 09:00 to 17:00 pm on the sunny conditions with the test material
is cooked water (H2O). This test is performed to determine the maximum
temperature that can be achieved in a solar cooker to heat the water, the amount of
heat energy that can be absorbed and used, as well as knowing the value of
maximum efficiency. With an area of flat absorber and insulation barrier of 0.59
m x 0.59 m and 0.59 m x 0.70 m, this solar cooker capable of heating water to a
temperature 89.90 ° C, and absorbs the heat energy of 9.489 MJ / day , as well as
being able to use the heat energy of 7.238 MJ / day. In order to get the highest
efficiency value in this test is 14.07%.
Key words: solar cookers, cooking, natural convection, slanted absorber, bulkhead
divider
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................
i
ABSTRAK .................................................................................................
iii
ABSTRACT ..............................................................................................
iv
DAFTAR ISI ..............................................................................................
v
DAFTAR TABEL .....................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
x
DAFTAR SIMBOL ...................................................................................
xii
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2 Tujuan Penelitian.......................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ........................................................................
2
1.4 Manfaat Penelitian.....................................................................
2
1.5 Sistematika Penulisan ................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
5
2.1 Tinjauan Perpindahan Panas ....................................................
4
2.1.1 Perpindahan Panas Konduksi ............................................
4
2.1.2 Perpindahan Panas Konveksi ............................................
4
2.1.3 Perpindahan Panas Radiasi ...............................................
6
2.2 Radiasi Surya ............................................................................
6
2.2.1 Teori Dasar Radiasi Surya ................................................
6
2.2.2 Rumusan Radiasi Surya .....................................................
7
2.2.3 Menentukan Besarnya Radiasi Surya ..............................
8
2.3 Konveksi Alamiah ....................................................................
9
2.3.1 Konveksi Alamiah Pada Permukaan Luar .........................
9
2.3.2 Konveksi Alamiah Pada Ruang Tertutup ........................
10
2.4 Kompor Surya .........................................................................
15
2.4.1 Sejarah Kompor Surya ......................................................
15
2.4.2 Tipe-Tipe Kompor Surya ..................................................
17
2.4.3 Bagian-Bagian Utama Kompor Surya .............................
23
2.5 Prinsip Memasak .....................................................................
24
v
Universitas Sumatera Utara
2.6 Kalor Laten dan Kalor Sensibel ................................................
25
2.6.1 Kalor Laten .......................................................................
25
2.6.2 Kalor Sensibel ...................................................................
26
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...............................................
27
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................
27
3.2 Peralatan Pengujian ..................................................................
27
3.3 Bahan Pengujian ........................................................................
33
3.4 Experimental Set-Up ................................................................
33
3.5 Prosedur Pengujian ....................................................................
34
BAB IV ANALISIS DATA ......................................................................
36
4.1 Dimensi Kompor Surya ............................................................
36
4.2 Data Pengujian .........................................................................
37
4.2.1 Pengujian Kompor Surya Tanpa Sekat .............................
37
4.2.2 Pengujian Kompor Surya Dengan Penambahan Sekat .....
39
4.3 Analisis Energi Panas ..............................................................
42
4.3.1 Analisis Energi Panas Kompor Surya Tanpa Sekat ..........
42
4.3.2 Analisis Energi Panas Kompor Surya Dengan Penambahan
Sekat ...........................................................................................
74
4.3.3 Perbandingan Energi Panas Kompor Surya Tanpa Sekat
dan Dengan Penambahan Sekat..................................................
107
4.4 Pengujian Memasak Air ..........................................................
108
4.4.1 Pengujian Memasak Air Kompor Surya Tanpa Sekat .....
108
4.4.2 Pengujian Memasak Air Pada Kompor Surya Dengan
Penambahan Sekat .....................................................................
112
4.4.3 Perhitungan Efisiensi ........................................................
116
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................
119
5.1 Kesimpulan................................................................................
119
5.2 Saran ..........................................................................................
119
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
120
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sudut kritis ruang tertutup miring ......................................................15
Tabel 4.1 Temperatur maksimum pengujian pertama tanpa sekat .....................37
Tabel 4.2 Temperatur maksimum pengujian kedua tanpa sekat ........................38
Tabel 4.3 Temperatur maksimum pengujian ketiga tanpa sekat ........................39
Tabel 4.4 Temperatur maksimum pengujian pertama dengan penambahan
sekat ...................................................................................................40
Tabel 4.5 Temperatur maksimum pengujian kedua dengan penambahan
sekat ...................................................................................................41
Tabel 4.6 Temperatur maksimum pengujian ketiga dengan penambahan
sekat ...................................................................................................42
Tabel 4.7 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian pertama untuk bidang datar .............................43
Tabel 4.8 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian pertama untuk bidang miring ...........................46
Tabel 4.9 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian kedua untuk bidang datar .................................47
Tabel 4.10 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian kedua untuk bidang miring ............................49
Tabel 4.11 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian ketiga untuk bidang datar ..............................50
Tabel 4.12 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian ketiga untuk bidang miring ............................53
Tabel 4.13 Perbandingan radiasi yang diserap kolektor bidang datar dan
bidang miring kompor surya tanpa sekat .........................................54
Tabel 4.14 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran
temperatur bidang datar kompor surya tanpa sekat ..........................55
Tabel 4.15 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur
bidang miring kompor surya tanpa sekat .........................................65
vii
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.16 Data nilai energi kalor yang dapat dipakai perhari untuk
pengujian kompor surya tanpa sekat ................................................74
Tabel 4.17 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian pertama untuk bidang datar ......75
Tabel 4.18 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian pertama untuk bidang miring ...77
Tabel 4.19 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian kedua untuk bidang datar .........78
Tabel 4.20 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian kedua untuk bidang miring .......81
Tabel 4.21 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya tanpa
sekat pada pengujian ketiga untuk bidang datar .............................82
Tabel 4.22 Perhitungan temperatur dan intensitas radiasi kompor surya dengan
penambahan sekat pada pengujian ketiga untuk bidang miring .......84
Tabel 4.23 Perbandingan radiasi yang diserap kolektor bidang datar dan bidang
miring kompor surya dengan penambahan sekat .............................85
Tabel 4.24 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur
bidang datar kompor surya dengan penambahan sekat ...................86
Tabel 4.25 Data hasil pengujian rata-rata perhari untuk pengukuran temperatur
bidang miring kompor surya dengan penambahan sekat .................96
Tabel 4.26 Data nilai energi kalor yang dapat dipakai perhari untuk pengujian
kompor surya dengan penambahan sekat .........................................107
Tabel 4.27 Perbandingan energi panas kompor surya tanpa sekat dan dengan
penambahan sekat ...........................................................................107
Tabel 4.28 Perbandingan efisiensi memasak air menggunakan kompor surya
tanpa sekat dan kompor surya dengan sekat ....................................118
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Radiasi surya ..................................................................................7
Gambar 2.2 Pergerakan bumi terhadap matahari ................................................8
Gambar 2.3 Ruang tertutup yang tinggi dan rendah ..........................................11
Gambar 2.4 Ruang tertutup ................................................................................12
Gambar 2.5 Konveksi natural pada ruang tertutup yang miring .......................14
Gambar 2.6 Kompor surya tipe box ..................................................................18
Gambar 2.7 Kompor surya tipe panel ................................................................19
Gambar 2.8 Kompor surya tipe ketel ..................................................................20
Gambar 2.9 Kompor surya tipe parabola ...........................................................21
Gambar 2.10 Kompor surya tipe sceffler ...........................................................22
Gambar 2.11 Kompor surya tipe Indirect ..........................................................23
Gambar 3.1 Laptop .............................................................................................27
Gambar 3.2 Agilient 34972 A ............................................................................28
Gambar 3.3 Hobo Microstation Data Logger ....................................................29
Gambar 3.4 Kompor surya .................................................................................30
Gambar 3.5 Sekat pembatas ...............................................................................31
Gambar 3.6 Panci masak ....................................................................................32
Gambar 3.7 Gelas ukur ......................................................................................32
Gambar 3.8 Air ..................................................................................................33
Gambar 3.9 Eksperimental set-up ......................................................................34
Gambar 3.10 Flow chart dari metodologi penelitian ........................................35
Gambar 4.1 Dimensi kompor surya ...................................................................36
Gambar 4.2 Grafik temperatur vs waktu pengujian pertama tanpa sekat ...........37
Gambar 4.3 Grafik temperatur vs waktu pengujian kedua tanpa sekat...............38
Gambar 4.4 Grafik temperatur vs waktu pengujian ketiga tanpa sekat ..............39
Gambar 4.5 Grafik temperatur vs waktu pengujian pertama dengan sekat ........40
Gambar 4.6 Grafik temperatur vs waktu pengujian kedua dengan sekat ............41
Gambar 4.7 Grafik temperatur vs waktu pengujian ketiga dengan sekat ..........42
Gambar 4.8 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian pertama tanpa sekat .......................................................45
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian kedua tanpa sekat ...........................................................48
Gambar 4.10 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian ketiga tanpa sekat ........................................................52
Gambar 4.11 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian pertama dengan penambahan sekat ............................76
Gambar 4.12 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian kedua dengan penambahan sekat ...............................80
Gambar 4.13 Grafik korelasi fraksi radiasi sebaran terhadap radiasi global
pengujian ketiga dengan penambahan sekat ................................83
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
A
Keterangan
Satuan
Luas penampang
Panas jenis
Koefisien perpindahan panas konveksi
Konduktivitas termal bahan
Panjang plat
t
q
Tebal isolasi
Bilangan Nusselt
-
Bilangan Prandtl
-
Laju perpindahan panas
Bilangan Reynold
-
Temperatur lingkungan luar
Temperatur permukaan
Viskositas kinematik
I
W/m2
Intensitas radiasi
R al
Bilangan Rayleigh
-
Q
Energi panas
MJ
m
Massa zat
kg
g
Grafitasi
m/s2
ku
Kalor uap
J/kg
Huruf Yunani
Simbol
Keterangan
Satuan
o
Perbedaan Temperatur awal dan akhir
kg/m3
Massa Jenis
Effisiensi
-
Koefisien udara
σ
C
1/K
Kontanta Stefan Boltzomann(5,67 x 10-8)
Emisivitas bahan
W/m2K4
-
xi
Universitas Sumatera Utara