32 T
abs
= Temperatur absorber K
T1
= Panas hilang melalui dinding kolektor W y
= Kedalaman termokopel pada stearic acid m sedangkan untuk persamaan kesetimbangan energi yang terjadi pada pcm
dapat dilihat pada persamaan 2.20 sebagai berikut.
Untuk phasa solid ....................................................... 2.20
Untuk phasa liquid ....................................... 2.21
Dimana : = perubahan temperatur terhadap waktu Ks
A
abs
= luas permukaan absorber m
2
h
pcm
= koefisien konveksi stearic acid Wm
2
K
2.4.1. Karakteristik dan klasifikasi
Penyimpanan panas laten pada PCM dapat melalui phasa padat – padat, padat – cair, padat – gas serta pada saat phasa gas – cair. Biasanya perubahan
phasa yang sering diamati pada PCM yaitu perubahan phasa padat – cair. Penyimpanan panas PCM pada saat phasa cair – gas sangat tidak efisien karena
membutuhkan volume yang besar atau tekanan yang tinggi untuk menyimpan material dalam keadaan phasa gas. Tetapi dibalik kekurangan yang ada, panas
yang diperoleh jauh lebih tinggi dibandingkan panas yang dihasilkan saat phasa padat – cair. Karena phasa gas sangat mudah menyerap panas dibandingkan pada
saat phasa padat [25]. Pada dasarnya, suhu PCM yang berphasa padat – cair naik karena
menyerap panas namun ketika PCM mencapai suhu perubahan phasa dari padat ke cair, PCM akan menyerap panas yang cukup besar pada suhu yang hampir
konstans. PCM teus meyerap panas tanpa kenaikan suhu yang signifikan hingga semua PCM berubah menjadi phasa cair. Pada saat suhu sekitar PCM berubah
menjadi dingin, PCM akan melepaskan panas laten yang tersimpan ke lingkungan sekitar. Sehingga PCM berubah lagi menjadi phasa padat. PCM biasanya mampu
Universitas Sumatera Utara
33 menyimpan 5 hingga 14 kali panas per satuan volume dibandingkan material air
ataupun batu.
PCM diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu organik dan non organic [5]. PCM organik merupakan PCM dari golongan hidrokarbon, asam ester atau garam, alkohol,
freon, dan polimer. Keuntungan penggunaan PCM organik adalah sifat fisik dan kimia yang stabil dan perilaku termal material yang baik. Kerugian penggunaan PCM ini adalah
konduktivitas termal rendah, massa jenis rendah, titik lebur rendah, kelembaban tinggi, mudah terbakar, dan perubahan volume.
PCM non organik merupakan campuran unsur metal pembentuk garam. Keuntungan penggunaan PCM non organik adalah penyimpanan energi yang
tinggi, konduktivitas termal tinggi, dan tidak mudah terbakar. Kerugian penggunaan PCM ini adalah mudah menyebabkan pengkaratan, pemisahan unsur
ketika terjadi perubahan fasa, dan penurunan suhu yang drastis. Beberapa jenis serta propertis pada PCM dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Beberapa jenis PCM [11][5]
Peoperties MgNO
3
.6H
2
O Stearic Acid Acetamide Acetanilide Erythritol
Melting temperatur C
89 57
82 118,9
118,0
Laten heat of fusion kJkg
162,8 198.91 263 222 339,8
Density kgm
3
Solid
1636 960 1159
1010 1480
Liquid
1550 840
998 1020
1300
Spesific heat kJkg. C
Solid
1,84 1,6
1,94 2,0
1,38
Liquid
2,51 2,3 1,94
2,0 2,76
Thermal conductivity Liquid Wm.
C
0,490 0,172 0,5 0,5
0,326 2.4.2.
Stearic acid
Universitas Sumatera Utara
34
Stearic acid asam stearat adalah asam lemak jenuh yang memiliki berbagai kegunaan seperti sebagai komposisi tambahan dalam makanan , komestik dan produk
industri. Asam stearat diekstrak dari berbagai jenis lemak hewani, lemak nabati dan
beberapa jenis minyak lainnya. Senyawa ini juga banyak digunakan untuk mengubah konsistensi atau suhu leleh suatu produk, sebagai pelumas, dan untuk mencegah
terjadinya oksidasi. Banyaknya kegunaan serta biaya pembuatan yang rendah membuat asam stearat menjadi bahan populer yang digunakan dalam berbagai produk. Salah satu
penggunaan paling populer adalah pembuatan lilin. Asam ini digunakan untuk mengeraskan dan memperkuat lilin [17].
Asam stearat juga memiliki pengaruh pada titik leleh lilin sehingga meningkatkan daya tahan dan konsistensi nyala lilin. Asam ini juga digunakan dalam produksi sabun.
Diduga, sabun mungkin ditemukan secara tidak sengaja oleh orang yang mencoba mengekstrak minyak dari lemak hewan. Proses yang mirip dengan pengekstrakan asam
stearat dari lemak hewan. Sabun yang terbuat dari lemak hewan bersifat tidak mudah larut dalam air sehingga meninggalkan lapisan sisa di kulit setelah mandi.
Asam stearat berbentuk padatan pada temperatur ruang. Padatan tersebut berupa butiran seperti gula pasir yang berwarna putih seperti lilin. Asam stearat
tidak larut dalam air. Asam stearat akan mencair pada suhu 69,5 ˚ C dan mendidih
pada suhu 361 ° C. Massa jenis dari asam stearat adalah 0,847 gcm
3
. Kalor jenis solid dan liquid masing-masing adalah 1763 Jkg.K dan 2359,42 Jkg.K . Asam
stearat memiliki kalor lebur 198,9 kJkg [14].
Gambar 2.20 Wujud fisik stearic acid http:www.tradekorea.comsell-leads- detailS00011642stearic_acid.html.Ux9pOEpyQ08
Struktur kimia asam stearat adalah CH
3
CH
2 16
CO
2
H. Dari struktur kimia tersebut menunjukkan bahwa asam stearat terdiri dari 18 atom karbon, 36 atom
Universitas Sumatera Utara
35 hidrogen , dan 2 atom oksigen. Massa molekul atom relatif asam stearat adalah
284,5.
2.6. Computational Fluid Dynamics CFD
