140 Tabel 6-37. Distribusi suhu udara diatas rak pada bidang yz untuk z = 12 cm
Jarak Diatas
Rak, x=0 cm dan z=12 cm x=25 cm dan z=12 cm x=50 cm dan z=12 cm
y cm T
o
C T
o
C T
o
C CFD Ukur
CFD Ukur CFD Ukur
5 34.83 34.20
34.68 34.68 33.85 33.70
10 34.83 34.80
34.78 34.70 33.85 33.80
15 34.81 34.88
34.78 34.90 33.85 33.50
20 34.81 34.78
34.78 34.65 33.84 33.90
25 34.81 34.90
34.78 34.84 33.83 33.90
30 34.81 34.93
34.78 34.86 33.83 33.80
35 34.80 34.86
34.77 34.82 33.82 33.88
40 34.83 34.80
34.76 34.80 33.81 33.75
45 34.87 34.92
34.77 34.80 33.82 33.90
50 34.80 34.90
34.91 35.00 33.91 34.00
Suhu rata-rata hasil pengukuran untuk x = 0 cm adalah 34.88
o
C dengan standar deviasi 0.22
o
C sedangkan rata-rata hasil perhitungan simulasi CFD adalah 34.82
o
C dengan nilai standar deviasi 0.02
o
C. Untuk jarak x = 25 cm dan x = 50 cm hasil pengukuran berturut-turut adalah 34.87
o
C dengan nilai standar deviasi 0.14
o
C dan 34.11
o
C dengan nilai standar deviasi 0.35
o
C. Hasil simulasi CFD untuk jarak yang sama adalah 34.83
o
C dan 33.84
o
C. Pada jarak x = 0 cm dan x = 25 cm kondisi suhu diatas rak pengering relatif
sama dan pada jarak x = 50 cm suhu mulai menurun, tetapi penurunan ini cukup kecil yaitu sekitar 1
o
C. Secara keseluruhan profil suhu dalam ruang pengering relatif seragam yaitu pada kisaran suhu 34 – 35
o
C.
6.3.6. Validasi Suhu Pengukuran dengan Simulasi CFD
Validasi data pengukuran suhu diatas rak pengering pada jarak 0 cm arah x untuk lebar rak 12 cm ditunjukkan pada Gambar 6-59, hasil pengukuran suhu yang
diperoleh lebih tinggi dibandingkan dengan hasil perhitungan simulasi CFD, sebaran data pengukuran suhu berada disekitar kurva simulasi CFD. Rata-rata suhu
pengukuran adalah 34.88
o
C dengan standar deviasi 0.22
o
C dan rata-rata hasil
141 simulasi CFD 34.82
o
C dengan nilai standar deviasi adalah 0.02
o
C. Pada tinggi 30 cm, merupakan suhu tertinggi hasil pengukuran yaitu 34.93
o
C.
Gambar 6-59. Kurva distribusi suhu udara di atas rak pengering pada tepi depan rak dengan lebar rak 12 cm.
Verifikasi pengukuran suhu udara dalam ruang pengering terhadap hasil perhitungan simulasi CFD ditunjukkan pada Gambar 6-60 perbedaan hasil
pengukuran dengan hasil simulasi CFD dinyatakan dengan nilai standar deviasi sebesar 0.02
o
C untuk selang kepercayaan 95 atau pada nilai α = 5.
Gambar 6-60. Profil verifikasi suhu pengukuran dengan simulasi CFD pada tepi depan rak dan lebar rak 12 cm.
-0.17 0.13
SD = 0.02 z=12 cm dan x=0 cm
x = 0 cm dan z = 12 cm
142 Validasi data pengukuran suhu udara di atas rak pengering untuk x = 25 cm
dan lebar rak 12 cm diperlihatkan pada Gambar 6-61. Hasil pengukuran suhu relatif mendekati sama dengan suhu hasil simulasi CFD demikian juga profil distribusi suhu
memiliki pola yang sama. Pada keadaan ini suhu hasil simulasi relatif seragam selama proses berlangsung hal ini terlihat pada kurva simulasi dalam Gambar 6-61.
Gambar 6-61. Distribusi suhu udara di atas rak pengering pada panjang rak 25 cm dari tepi depan dan lebar rak 12 cm
Verifikasi suhu udara dalam ruang pengering hasil pengukuran dengan simulasi CFD pada panjang rak 25 cm dari tepi depan dan lebar rak 12 cm ditunjukkan seperti
pada Gambar 6-62. Perbedaan hasil pengukuran dengan hasil simulasi CFD dinyatakan dalam standar deviasi 0.04
o
C pada selang kepercayaan 95 atau pada nilai
α = 5.
x = 25 cm dan z = 12 cm
143 Gambar 6-62. Profil verifikasi kecepatan pengukuran dengan simulasi CFD
pada panjang rak 25 cm dari tepi depan dan lebar rak 12 cm. Untuk jarak x = 50 cm dan lebar rak 12 cm hasil suhu simulasi CFD
menunjukkan ainya lebih tinggi dari simulasi CFD. Validasi data pengukuran suhu udara diatas rak pada panjang rak pengering x = 50 cm dan lebar rak 12 cm
diperlihatkan pada Gambar 6-63. Hasil pengukuran suhu tertinggi yaitu 34.60
o
C sedangkan hasil simulasi CFD adalah 33.91
o
C. Secara keseluruhan suhu pengukuran dan simulasi CFD pada jarak 50 cm ini mengalami penurunan bila
dibandingkan dengan suhu pada jarak 25 cm. Gambar 6-63. Distribusi suhu udara di atas rak pengering pada panjang
rak 50 cm dari tepi depan dan lebar rak 12 cm
SD = 0.04 -0.06
0.09 x= 25 cm dan z=12 cm
x
=50 cm dan z = 12 cm
144 Verifikasi suhu udara diatas rak pengering hasil pengukuran dengan hasil
perhitungan simulasi CFD pada panjang rak 50 cm dari tepi depan dan lebar rak 12 cm ditunjukkan seperti pada Gambar 6-64. Perbedaan hasil pengukuran dengan
hasil simulasi CFD dinyatakan dengan nilai standard deviasi sebesar 0.05
o
C, yaitu untuk selang kepercayaan 95
α = 5.
Gambar 6-64. Profil verifikasi kecepatan pengukuran dengan simulasi CFD pada panjang rak 50 cm dari tepi depan dan lebar rak 12 cm.
Tabel 6-38 memperlihatkan data hasil pengukuran suhu pada lebar rak 24 cm,
dan x = 0 cm, x = 25 cm dan x = 50 cm serta suhu hasil perhitungan simulasi CFD. Distribusi suhu udara pada lebar rak 24 cm ini menunjukkan hal yang sama dengan
hasil pengukuran suhu untuk lebar rak 12 cm, diamana dengan bertambahnya panjang rak, suhu udara mengalami penurunan. Validasi data pengukuran suhu
dengan hasil simulasi CFD untuk lebar rak 24 cm disajikan dalam bentuk kurva berdasarkan data dari Tabel 6-38.
x=50 cm dan z=12 cm SD = 0.05
0.07 -0.13
145 Tabel 6-38. Distribusi suhu udara diatas rak pada bidang yz untuk z = 24 cm
Jarak Diatas Rak x=0 cm dan z=24 cm
x=25 cm dan z=24 cm x=50 cm dan z=24 cm
y cm T
o
C T
o
C T
o
C CFD Ukur
CFD Ukur CFD Ukur
3 34.87 34.80
34.83 34.80 33.89 34.00
6 34.82 34.74
34.81 34.92 33.88 33.90
12 34.81 34.90
34.81 34.86 33.88 34.00
18 34.81 34.78
34.81 34.88 33.86 33.90
24 34.81 34.95
34.81 34.92 33.85 33.80
30 34.82 34.92
34.82 34.80 33.83 33.87
36 34.80 34.90
34.83 34.90 33.81 33.80
42 34.73 34.80
34.80 34.90 33.81 33.92
48 34.68 34.80
34.85 34.80 33.83 33.80
54 34.68 34.80
34.98 35.00 33.96 34.00
Validasi data pengukuran suhu di atas rak pengering pada tepi depan rak pengering yaitu x = 0 cm dan lebar rak 24 cm diperlihatkan pada Gambar 6-65.
Sebaran data hasil pengukuran suhu udara lebih tinggi dibandingkan hasil perhitungan simulasi CFD. Rata-rata data hasil pengukuran suhu adalah 34.95
o
C dengan standar deviasi 0.13
o
C, sedangkan rata-rata hasil simulasi CFD 34.78
o
C dengan nilai standard deviasi 0.06
o
C, akan tetapi pola distribusi suhu antara pengukuran dengan simulasi CFD relatif hampir sama.
Gambar 6-65. Kurva distribusi suhu udara di atas rak pengering pada tepi depan rak dengan lebar rak 24 cm.
x = 0 cm dan z = 24 cm
146 Verifikasi suhu udara diatas rak pengering hasil pengukuran dengan simulasi
CFD pada tepi depan rak x = 0 cm dan lebar rak 24 cm ditunjukkan seperti pada Gambar 6-66. Perbedaan hasil pengukuran dengan hasil simulasi CFD dinyatakan
dengan nilai standar deviasi sebesar 0.03
o
C untuk selang kepercayaan 95 atau pada nilai
α = 5. Gambar 6-66. Profil verifikasi suhu pengukuran dengan simulasi CFD
pada tepi depan rak dan lebar rak 24 cm. Validasi data pengukuran suhu udara diatas rak pengering untuk x = 25 cm
dan lebar rak 24 cm diperlihatkan pada Gambar 6-67. Hasil pengukuran suhu tertinggi adalah 35.20
o
C sedangkan suhu tertinggi pada simulasi CFD adalah 34.98
o
C, namun pola distribusi suhu pengukuran ini hampir sama dengan hasil simulasi CFD.
x=0 cm dan z=24 cm SD = 0.03
0.12 -0.07
147 Gambar 6-67. Kurva distribusi suhu udara di atas rak pengering pada
panjang rak 25 cm dari tepi depan dan lebar rak 24 cm Verifikasi suhu udara dalam ruang pengering hasil pengukuran dengan
simulasi CFD pada panjang rak 25 cm dari tepi depan dan lebar rak 24 cm ditunjukkan seperti pada Gambar 6-68. Perbedaan hasil pengukuran dengan hasil
simulasi CFD dinyatakan dengan nilai standard deviasi sebesar 0.03
o
C, dan untuk selang kepercayaan 95 dimana perbedaan hasil pengukuran dengan simulasi CFD
adalah 35.20
o
C – 34.98
o
C ± 0.03
o
C.
Gambar 6-68. Profil verifikasi kecepatan pengukuran dengan simulasi CFD pada panjang rak 25 cm dari tepi depan dan
lebar rak 24 cm.
x = 25 cm dan z = 24 cm
x=25 cm dan z=24 cm 0.10
-0.03 SD = 0.03
148 Validasi data pengukuran suhu udara diatas rak pengering untuk x = 50 cm
dan lebar rak 24 cm diperlihatkan pada Gambar 6-69, disini terlihat bahwa hasil pengukuran suhu lebih tinggi dibandingkan dengan hasil perhitungan simulasi CFD.
Rata-rata hasil pengukuran suhu adalah 34.82
o
C dengan nilai standar deviasi 0.16
o
C, sedangkan rata-rata hasil simulasi CFD adalah 33.86
o
C dengan nilai standar deviasi 0.05
o
C. Verifikasi suhu udara di atas rak pengering hasil pengukuran dengan simulasi
CFD pada panjang rak 50 cm dari tepi depan dan lebar rak 24 cm ditunjukkan seperti pada Gambar 6-70. Perbedaan hasil pengukuran dengan hasil simulasi CFD
dinyatakan dengan nilai standar deviasi sebesar 0.03
o
C, dan untuk selang kepercayaan 95 dimana perbedaan hasil pengukuran dengan simulasi CFD
adalah 34.82
o
C – 33.86
o
C ± 0.03
o
C.
Gambar 6-69. Kurva distribusi suhu udara di atas rak pengering pada panjang rak 50 cm dari tepi depan dan lebar rak 24 cm
x = 50 cm dan z = 24 cm
149 Gambar 6-70. Profil verifikasi kecepatan pengukuran dengan simulasi CFD
pada panjang rak 50 cm dari tepi depan dan lebar rak 24 cm.
Perbandingan suhu dan kecepatan antara lebar rak arah z 12 cm dengan lebar rak 24 cm untuk panjang permukaan rak gabah 25 cm disajikan dalam
Tabel 6-39. Tabel 6-39. Perbandingan suhu dan kecepatan antara z = 12 cm
dengan z = 24 cm untuk panjang permukaan rak 25 cm T = 37.6 C dan v = 0.42 mdtk
Suhu
o
C Kecepatan mdtk
Y cm Z= 12 cm
Z= 24 cm Z= 12 cm
Z= 24 cm
5 34.68 34.80
0.20 0.21
10 34.70 34.92 0.22
0.19 15 34.90 34.86
0.22 0.20
20 34.65 34.88 0.24
0.19 25 34.84 34.92
0.23 0.21
30 34.86 34.80 0.24
0.23 35 34.82 34.90
0.20 0.20
40 34.80 34.90 0.26
0.20 45 34.80 34.80
0.30 0.19
50 35.00 35.00 0.26
0.22 ΣX
348.05 348.78 2.37 2.04 ΣX²
9691.90 9735.74 0.41 0.34
Rata-rata
34.81 34.88 0.24 0.20
Stdev 0.11 0.06
0.03 0.01
x=50 cm dan z=24 cm SD = 0.03
0.10 -0.03
150 Untuk melihat apakah ada perbedaan yang nyata antara lebar rak 12 cm dan
24 cm, dilakukan uji F. Tabel 6-40 memperlihatkan hasil perhitungan uji F. Tabel 6-40. Analisis ragam untuk suhu dan kecepatan pada panjang
permukaan rak 25 cm antar arah z = 12 cm dengan z = 24 cm
a. Suhu
Sumber Keragaman
db Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung
F Tabel α = 0.05
Perlakuan suhu 1
0.027 0.027
3.421 4.38
Antar z = 12 cm dan z = 24 cm
18 0.140 0.008 Total 19
0.167
Dari Tabel 40 diatas dimana nilai F hitung lebih kecil dari F tabel pada tingkat signifikan 95 , ini menunjukkan suhu antara z = 12 cm dengan z = 24 cm pada
panjang permukaan rak 25 cm tidak berbeda. Demikian pula untuk kecepatan, tidak berbeda nyata pada tingkat keyakinan 95
α = 5. b. Kecepatan
Sumber Keragaman
db Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung
F Tabel α = 0.05
Perlak. Kecepatan 1
0.0025 0.0025
10.913 4.38
Antar z = 12 cm dan z = 24 cm
18 0.0042
0.0002 Total
19 0.0067
Pada panjang permukaan rak gabah 50 cm, perbandingan suhu dan kecepatan untuk lebar rak 12 cm dengan 24 cm disajikan dalam Tabel 6-41.
151 Tabel 6-41. Perbandingan suhu dan kecepatan antara z = 12 cm
dengan z = 24 cm untuk panjang permukaan rak 50 cm T = 37.6 C dan v = 0.42 mdtk
Suhu
o
C Kecepatan mdtk
Y cm Z= 12 cm
Z= 24 cm Z= 12 cm
Z= 24 cm
5 33.70 34.0
0.18 0.17 10 33.80 33.9 0.17 0.17
15 33.50 34.0 0.17 0.18 20 33.90 33.9 0.18 0.18
25 33.90 33.8 0.18 0.17 30 33.80 33.9 0.16 0.17
35 33.88 33.8 0.18 0.16 40 33.75 33.9 0.19 0.16
45 33.90 33.8 0.22 0.20 50 34.00 34.0 0.22 0.22
ΣX 338.13 338.99 1.85
1.78 ΣX²
9145.09 9198.48 0.26 0.25
Rata-rata 33.81 33.90 0.19 0.18 Stdev
0.14 0.08 0.02 0.02
Hasil uji F untuk melihat adanya perbedaan dari lebar rak 12 cm dengan 24
cm untuk panjang rak 50 cm diperlihatkan dalam Tabel 6-42. Tabel 6-42. Analisis ragam untuk suhu dan kecepatan pada panjang
permukaan rak 50 cm antar arah z = 12 cm dengan z = 24 cm
a. Suhu
Sumber Keragaman
db Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung
F Tabel α = 0.05
Perlakuan suhu 1
0.037 0.037
2.791 4.38
Antar z = 12 cm dan z = 24 cm
18 0.239 0.013 Total 19
0.275
Dari tabel diatas dimana nilai F hitung lebih kecil dari F tabrl pada tingkat signifikan 95 , ini menunjukkan suhu antara z = 12 cm dengan z = 24 cm pada
panjang permukaan rak 50 cm tidak berbeda. Demikian pula untuk kecepatan, tidak berbeda nyata pada taraf signifikan 95 .
152 x
x
x = 25 cm
12 =
z
v
24 =
z
v
24 12
= =
z z
v v
b. Kecepatan
Sumber Keragaman
db Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung
F Tabel α = 0.05
Perlak. Kecepatan 1
0.0002 0.0002
3.560 4.38
Antar z = 12 cm dan z = 24 cm
18 0.0010 0.0001 Total 19
0.0012
Guna melihat perbedaan kecepatan antara lebar rak 12 cm dengan lebar rak
24 cm untuk panjang permukaan rak 25 cm diplotkan dalam bentuk grafik. Perbandingan distribusi kecepatan dan suhu untuk lebar rak 12 cm dan 24 cm untuk
panjang permukaan rak 25 cm, disajikan dalam Gambar 6-71 dan Gambar 6-72.
Beda teramati
Gambar 6-71. Perbedaan kecepatan rata-rata terhadap lebar rak 12 cm dan 24 cm untuk panjang rak 25 cm.
153
x = 50 cm
x x
12 =
z
v
24 =
z
v
24 12
= =
≈
z z
v v
x x
x = 25 cm
24 =
z
T
12 =
z
T
24 12
= =
z z
T T
Beda teramati Gambar 6-72. Perbedaan suhu rata-rata terhadap lebar rak 12 cm
dan 24 cm untuk panjang rak 25 cm. Pada panjang rak 50 cm, perbedaan kecepatan dan suhu antara lebar rak 12
cm dengan lebar rak 24 cm disajikan dalam Gambar 6-73 dan Gambar 6-74.
Beda yang teramati Gambar 6-73. Perbedaan kecepatan rata-rata terhadap lebar rak 12 cm
dan 24 cm untuk panjang rak 50 cm.
154 x
x
x = 50 cm
24 12
= =
z z
T T
24 =
z
T
12 =
z
T
Seperti yang telah dijelaskan diatas pada uji beda nyata, dengan uji F diaman untuk panjang permukaan rak 50 cm, pada taraf uji tingkat kepercayaan 95
untuk lebar rak 12 cm dan 24 cm baik itu untuk kecepatan dan suhu tidak berbeda nyata. Sedangkan dari data perbedaan yang ada dapat disebabkan oleh faktor
kebetulan atau kekurang telitian dalam pengambilan data.
Beda teramati
Gambar 6-74. Perbedaan suhu rata-rata terhadap lebar rak 12 cm dan 24 cm untuk panjang rak 50 cm.
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
