METODOLOGI PENELITIAN Karakteristik water heater dengan panjang pipa 12 meter, diameter 0,5 inci dan bersirip

b. Selang air, digunakan untuk mengalirkan air dari kran ke dalam water heater. c. Selang radiator sebagai penghubung antara selang air dan pipa tembaga yang panas d. Kompor dan gas LPG 3 Kg, sebagai pengatur debit gas dan penyuplai kalor e. Klem selang, sebagai pengunci sambungan selang f. Thermokopel, alat ukur yang digunakan untuk mengukur suhu air panas yang keluar. g. Stopwatch, untuk penunjuk waktu h. Kalkulator dan alat tulis digunakan untuk menulis dan mengolah data i. Gelas ukur, digunakan untuk mengukur banyaknya air per menit. 4.4. Alur Penelitian Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu : a. Proses pemanasan Water heater dipanaskan di atas kompor yang menyala. Dibutuhkan waktu beberapa saat untuk menunggu perpindahan kalor secara konveksi yang terjadi dari api dan udara sekitar menuju ke permukaan luar pipa spiral dan permukaan sirip dan mengalir ke permukaan dalam pipa. b. Mengalirkan air Setelah pipa saluran air mulai panas, kran air yang terhubung dengan pipa input dibuka. Sehingga air dapat mengalir ke dalam water heater. Air mengalir di dalam saluran pipa akan menerima aliran kalor dari sumber panas. Kalor mengalir dari permukaan luar pipa menuju permukaan dalam pipa dan akhirnya mengalir ke air yang mengalir. c. Pengukuran Dalam pengambilan data parameter yang diukur antara lain : 1 Temperatur air masuk 2 Temperatur air keluar 3 Debit air yang mengalir dalam water heater 4 Suhu udara sekitar 4.5. Variasi Penelitian Variasi yang dilakukan adalah merubah besar kecilnya debit air yang masuk ke dalam water heater dengan debit gas yang konstan pada water heater. Selain itu variasi yang dilakukan adalah variasi membuka tutup water heater. Variasi ini dilakukan dengan cara membuka tutup dengan 10 kali putaran dan 20 kali putaran. 4.6. Cara mendapatkan data Data debit air diperoleh dengan mengukur debit air yang mengalir mengggunakan gelas ukur dan stopwatch. Banyaknya air yang mengalir setiap menit dicatat setiap ada perubahan debit. Pengukuran suhu air dilakukan dengan memasang termokopel pada sisi air keluar water heater. Suhu air dicatat setiap ada perubahan debit air. 4.7. Cara mengolah data Dari data-data yang diperoleh, maka data tersebut dapat diolah. Data - data kemudian dipergunakan untuk mengetahui : a. Hubungan antara debit air dengan suhu air yang keluar dari water heater. b. Hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor yang keluar water heater. c. Hubungan antara debit air dengan efisiensi water heater. Perhitungan laju aliran kalor dilakukan dengan mempergunakan persamaan 2.1. Untuk memudahkan mendapatkan kesimpulan data-data disajikan dalam bentuk grafik. 4.8. Cara mendapatkan kesimpulan Persamaan hubungan antara debit air dengan suhu air dari water heater menggunakan sirip berbahan bakar LPG dapat dilakukan dengan mempergunakan fasilitas dari Microsoft Excel. 46

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Hasil Penelitian Hasil penelitian dari water heater, yang meliputi : Debit air, Suhu air masuk T in , Suhu air keluar T out disajikan pada Tabel 5.1, 5.2 dan 5.3 Tabel 5.1 Hasil pengujian pada kondisi ditutup rapat No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 1 28,5 26 33,2 7,2 2 23,88 26 34,2 8,2 3 21,06 26 35,5 9,5 4 16,2 26 38,1 12,1 5 14,28 26 39,6 13,6 6 11,4 26 42,6 16,6 7 9,6 26 45,8 19,8 8 7,8 26 50,8 24,8 9 5,4 26 59,7 33,7 10 4,08 26 67 41 Tabel 5.2 Hasil pengujian pada kondisi tutup dibuka 10 kali putaran No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 1 28,2 26 32,8 6,8 2 24,78 26 34,1 8,1 3 20,88 26 35,5 9,5 4 14,94 26 39 13 5 12 26 41,7 15,7 6 8,7 26 47,6 21,6 7 5,1 26 58,2 32,2 8 3,3 26 71,9 45,9 9 2,1 26 88,1 62,1 10 0,9 26 98,2 72,2 Tabel 5.3 Hasil pengujian pada kondisi tutup dibuka 20 kali putaran No Debit air litermenit Suhu air masuk T in °C Suhu air keluar T out °C ΔT °C 1 39,6 26 28 2 2 37,2 26 30 4 3 28,68 26 31,3 5,3 4 26,4 26 32,3 6,3 5 22,8 26 33 7 6 19,2 26 34,7 8,7 7 16 26 37 11 8 11 26 41,4 15,4 9 7 26 48,1 22,1 10 2 26 79,9 53,9 Pengujian dilakukan pada kondisi tekanan udara luar. Aliran gas pada kompor gas diposisikan pada posisi maksimum. Air yang digunakan adalah air dari kran. 5.2. Perhitungan Perhitungan kecepatan air rata rata U m , laju aliran massa air ṁ air dan laju aliran kalor q yang diserap air dilakukan dengan mengggunakan data-data yang tersaji pada Tabel 5.1. Data lain yang dipergunakan adalah : Jari jari pipa saluran r : 0,25 inci = 0,00635 m Massa jenis air ρ : 1000 kgm 3 Kalor jenis air cp : 4179 Jkg o C Laju aliran massa gas m gas : 0,044 kgmenit Kapasitas panas gas C gas : 11900 kkalkg =11900 x 4186,6 Jkg 5.2.1. Perhitungan Kecepatan air rata-rata U m Perhitungan kecepatan air rata rata u m yang mengalir di dalam saluran pipa air mempergunakan persamaan : s m r air debit pipa penampang luas air debit u m 2    5.1 Sebagai contoh perhitungan, diambil data-data hasil pengujian saat debit aliran air sebesar 28,5 litermenit. Data lain pada Tabel 5.1. Satuan debit air diubah dalam satuan m 3 s.     s m x s m x menit liter air debit 10 475 , 60 10 5 , 28 5 , 28 3 3 3 3      5.2 Kecepatan air rata rata u m : 2 r air debit u m   5.3 s m m x s m x u m 75 , 3 00635 , , 14 , 3 10 475 , 2 2 3 3    Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 5.4 5.2.2. Perhitungan laju aliran massa air ṁ air Perhitungan laju aliran massa air ṁ air di dalam saluran pipa air menggunakan persamaan 2.1 ṁ     air kecepatan penampang luas jenis massa air  ṁ       s kg x air 75 , 3 00635 , 14 , 3 1000 2  s kg 475 ,  Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 5.4 5.2.3. Perhitungan laju aliran kalor yang diterima air Perhitungan laju aliran kalor yang diserap oleh air di dalam saluran pipa mempergunakan Persamaan 2.2 air q     Tin Tout air jenis kalor massa lajualiran       26 2 , 33 4179 475 ,   air q kW s J 292 , 14 2 , 7 025 , 1985   Catatan : 1 watt = Js 5.2.4. Perhitungan laju aliran kalor yang diberikan gas Perhitungan laju aliran kalor yang diberikan oleh gas di luar saluran pipa mempergunakan Persamaan 2.3 gas q = laju aliran massa gas . kapasitas panas gas gas q = ṁgas.Cgas