c. Busa Busa digunakan untuk meminimalisi udara dan temperature ke luar
ruangan. Busa digunakan untuk menutup celah-celah pada mesin pengering. d. Roda
Roda digunakan untuk membantu dan memudahkan pada mesin pengering dari satu tempat ke tempat lain.
e. Kondensor Kondensor merupakan suatu alat penukar kalor yang berfungsi untuk
mengkondensasikan refrigeran dari fase uap menjadi zat cair. Untuk mengubah fase dari uap menjadi cair ini diperlukan suhu lingkungan yang lebih rendah agar
terjadi pelepasan kalor ke lingkungan kondensor.
Gambar 3.5 Kondensor. f. Pipa Kapiler
Pipa kapiler merupakan alat yang berfungsi untuk menurunkan refrigeran dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum ke evaporator.
Gambar 3.6 Pipa kapiler. g. Kompresor
Kompresor merupakan alat yang berfungsi untuk mengompresi refrigeran ke pipa-pipa mesin pengering pakaian. Pada penelitian ini menggunakan
kompresor rotary yang ada dipasaran dengan daya 1,5 PK.
Gambar 3.7 Kompresor h. Evaporator
Evaporator merupakan alat yang berfungsi untuk menguapkan refrigeran, yang sebelumnya dari fase cair menjadi gas.
Gambar 3.8 Evaporator
i. Filter Filter merupakan alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak
terjadi penyumbatan pada pipa kapiler, seperti kotoran akibat korosi, dan serbuk- serbuk hasil pemotongan pipa.
j. Refrigeran Refrigeran merupakan jenis fluida yang digunakan sebagai gas pendingin.
Refrigeran berfungsi untuk menyerap atau melepas kalor dari lingkungan sekitar. Jenis yang digunakan dalam penelitian adalah R134a.
Gambar 3.9 Refrigeran R134a. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
k. Pressure Gauge Pressure Gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran dalam
sistem pendinginan baik dalam saat pengisian maupun pada saat beroperasi. Dalam pressure gauge ini terdapat alat ukur, tekanan hisap kompresor dan
tekanan keluaran kompresor.
Gambar 3.10 Pressure Gauge. i. Kipas
Kipas digunakan untuk mensirkulasikan udara kering hasil proses dehumidifikasi dan membuang udara jenuh ke dari lemari pengering.
Gambar 3.11 Kipas. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.3.3 Peralatan bantu penelitian
Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian sebagai berikut :
a. Penampil suhu digital dan termokopel Termokopel berfungsi untuk mengukur perubahan suhu atau temperatur
pada saat pengujian. Cara kerja dari alat ini dengan menempelkan atau menggantungkan ujung termokopel pada bagian yang akan diukur, maka suhu
akan tampil di layar penampil suhu digital.
Gambar 3.12 Penampil suhu digital dan termokopel. b. Timbangan digital
Timbangan digital diperlukan untuk mengukur berat pakaian dalam pengujian.
Gambar 3.13 Timbangan digital. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
c. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk
pengujian. Waktu yang dibutuhkan setiap pengambilan data yaitu 15 menit.
Gambar 3.14 Stopwatch. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.4 Tata Cara Penelitian 3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian
Alur penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir yang tersaji pada Gambar 3.15
Gambar 3.15 Diagram alir penelitian. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Kaos Kaki
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin penegering kaos kaki yaitu :
a. Merancang bentuk dan model pengering kaos kaki.
b. Membuat rangka mesin pengering dan lemari pengering dari besi hollow.
c. Memasang papan kayu triplek sebagai alas komponen siklus kompresi uap
seperti : kompresor, evaporator, kondensor, dan kipas. d.
Pemasangan tampungan air dari evaporator dan pemasangan kipas. e.
Pemasangan komponen siklus kompresi uap yang terdiri dari evaporator, kondensor, filter, dan kompresor.
Gambar 3.16 Pemasangan komponen.. f.
Pemasangan pipa kapiler, pipa-pipa tembaga, dan pengelasan sambungan antar pipa.
g. Pemasangan pressure gauge.
h. Pemasangan pintu.
i. Pemasangan komponen kelistrikan dan perkabelan mesin pengering.
j. Pembuatan lemari pengering kaos kaki.
k. Pemasangan kipas exhaust.
l. Pembuatan dan pemasangan rangka peletakan hanger.
3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a
Sebelum pengisian refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu proses pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan.
3.4.3.1 Proses Pemetilan
Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang dengan cara yaitu : a.
Hidupkan kompresor dan tutup pentil tersebut. b.
Menuang metil pada tutu botol sampai penuh. c.
Meletakan tutup botol metil tersebut pada ujung pipa kapiler, maka metil akan dihisap oleh pipa kapiler tersebut sampai habis.
d. Matikan kompresor dan melas ujung pipa kapiler pada lubang keluar filter.
3.4.3.2 Proses Pemvakuman
Merupakan proses menghilangkan uap air, udara, dan kotoran yang terjebak dalam siklus mesin pengering. Berikut adalah langkah-langkah
pemvakuman mesin pengering: a.
Mempersiapkan Pressure gauge serta selang berwarna biru low pressure yang dipasang pada pentil yang sudah dipasang pada dopnya dan selang
berwarna merah high pressure, yang dipasang pada tabung refrigerant. b.
Pada saat pemvakuman, kran manifold diposisikan terbuka dan kran refrigeran diposisikan tertutup.
c. Menghidupkan kompresor, maka secara otomatis udara yang terjebak pada
siklus akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan lubang keluar filter.
d. Memastikan udara yang terjebak dalam siklus sudah habis. Untuk memastikan
udara yang terjebak telah habis dengan cara menyalakan korek api dan ditaruh di depan ujung potongan pipa kapiler.
e. Mengecek pada jarum pressure gauge menunjukkan angka 20 psi.
f. Mengecek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan dan katup dangan
busa sabun. Jika terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut masih mengalami kebocoran.
g. Setelah dipastikan tidak terjadi kebocoran, langkah selanjutnya mengelas ujung
potongan pipa kapiler tersebut.
3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a
Langkah-lagkah pengisian refrigeran pada mesin pengering : a.
Pasang salah satu selang pressure gauge berwarna biru pada katup pengisian katup tengah pressure gauge, kemudian ujung selang pressure gauge satunya
pada katup refrigerant R134a.
Gambar 3.17 Katup pengisian refrigeran. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
b. Hidupkan kompresor dan buka keran pada katup tabung refrigeran secara
perlahan-lahan. Setelah tekanan pada high pressure gauge mencapai tekanan yang diinginkan, tutup keran pada katup tabung refrigeran.
c. Setelah refrigeran terisi kedalam siklus mesin, lepaskan selang pressure
gauge. Cek lubang katup, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun untuk mengetahui terjadinya kebocoran.
3.4.4 Skematik Pengambilan Data
Untuk mempermudah pemahan tentang kerja mesin pengering kaos kaki dan sistem kerjanya ditampilkan dalam skematik mesin pengering kaos kaki yang
diteliti tersaji pada Gambar 3.18 :
Gambar 3.18 Skematik pengambilan data. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Keterangan pada Gambar 3.18 : a.
Termokopel Ti Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering sebelum masuk
mesin pengering. b.
Termokopel T
1
Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah melewati evaporator.
c. Termokopel T
2
Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah melewati kompresor.
d. Termokopel T
3
Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah melewati kondensor.
e. Termokopel T
4
Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering yang masuk ke dalam lemari pengering.
f. Termokopel T
5
Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering yang keluar lemari pengering.
3.4.5 Langkah-langkah Pengambilan Data
Langkah langkah pengambilan data, dilakukan dengan cara sebagai berikut :
a. Memilih tempat terbuka untuk melakukan penelitian. Perubahan suhu sekitar
dan kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu sekitar dan kelembabannya selalu berubah-ubah sesuai cuaca.
b. Meng-kalibrasi alat ukur : termokopel dan timbangan digital.
c. Memastikan bahwa kipas bekerja. Serta memastikan saluran pembuangan air
tidak tersumbat. d.
Meletakan alat bantu penelitian pada tempat yang sudah ditentukan. e.
Menyalakan mesin pengering kaos kaki, kipas 1, dan kipas 2. f.
Mencatat massa kosong rangka dan hanger. Selanjutnya timbang dan catat massa kaos kaki kering MKK.
g. Menutup semua pintu lemari pengering dan tunggu sampai 30 menit guna
mesin mencapai suhu kerja yang konstan. h.
Membasahi dan memeras kaos kaki sampai air tidak menetes. Kemudian menimbang dan catat massa kaos kaki basah MKB.
i. Mencek tekanan P
1
dan P
2,
kemudian menutup semua pintu. j.
Data yang perlu dicatat per 15 menit, antara lain : MKBt
: Massa pakaian basah saat t, kg. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
T
in
: Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering, ˚C.
T
1
: Suhu udara kering setelah melewati evaporator , ˚C.
T
2
: Suhu udara kering setelah melewati komprresor , ˚C.
T
3
: Suhu udara kering setelah melewati kondensor
, ˚C. T
4
: Suhu udara kering yang masuk ke lemari pengering, ˚C.
T
5
: Suhu udara kering yang keluar lemari pengeering , ˚C.
V : Kecepatan aliran udara, mdetik.
P
1
: Tekanan refrigeran yang masuk kompresor, Psig. P
2
: Tekanan refrigeran yang keluar kompresor, Psig. k. Hasil data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil kalibrasi alat bantu dan
jumlah massa kaos kaki dikurangi massa hanger. Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data
Waktu t
Massa kaos kaki
kering awal
Massa kaos kaki
basah saat t=0
m
t
Massa kaos kaki
basah saat –t
m
t
+ Δt
Perbedaan massa
Δm=m
t
- m
t
+Δt Kondisi udara
Luar
T
db
T
wb
Menit kg
kg kg
kg ˚C
˚C 15
30 45
60 75
90 120
135 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 3.1 Lanjutan dari tabel yang dipergunakan untuk pengisian data
No Waktu
w
G
w
H
Δw M
2
ṁ
udara
v Q
menit kg
air
kg
air
kg
air
kg
air
kg
udara
ms m
3
detik kg
udara
kg
udara
kg
udara
jam Detik
1 15
2 30
3 45
4 60
5 75
6 90
7 105
8 120
9 135
3.4 Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil
Cara yang digunakan untuk menganalisis hasil menampilkan hasil, sebagai berikut :
a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukan ke dalam table seperti Tabel 3.1. Kemudian hitung rata-rata dari 4 kali percobaan tiap variasinya.
b. Menghitung massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
tiap variasi. Massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
dapat dihitung dengan Persamaan 3.1. M
1
= MKB – MKK
3.1 Pada Persamaan 3.1
M
1
: Massa air yang menguap dari kaos kaki, kg MKB : Massa kaos kaki basah, kg
MKK : Massa kaos kaki kering, kg PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
c. Selanjutnya mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dengan menggunakan P-h diagram. Untuk menggunakan P-h diagram maka tekanan
refrigeran P
1
dan P
2
harus dikonversikan dari satuan Psig ke MPa. d. Mencari kelembaban spesifik setelah melewati kondensor w
F
dikurangi kelembaban spesifik setelaah keluar dari mesin pengering w
H
menggunakan psychrometric chart.
e. Menghitung massa air yang berhasil diuapkan Δw tiap variasi. Massa air
yang berhasil diuapkan Δw adalah kelembaban spesifik setelah melewati
kondensor w
F
dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering w
H
. Massa air yang berhasil diuapkan Δ
W
dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.1
f. Menghitung laju aliran massa udara pada sambungan atau duct ṁ
udara
. Laju aliran massa udara pada duct m
udara
adalah debit udara Q
udara
dikali densitas udara ρ
udara
sebesar 1,2 kgm
3
. Laju aliran massa udara duct m
udara
dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.3.
g. Menghitung kemampuan mesin pengering kaos kaki untuk menguapkan massa air M
2
dengan menggunakan massa air M
2
adalah laju aliran massa udarapada duct m
udara
dikalikan massa air yang berhasil di uapkan Δw
dikalikan 3600 detik. h. Untuk memudahkan pembahasan hasil-hasil perhitungan proses pengeringan,
maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang dihasilkan, dengan mengacu pada tujuan penelitian dan mengacu pada hasil
penelitian orang lain. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan
Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh suatu kesimpulan. Kesimpulan merupakan intisari hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus
menjawab tujuan dari penelitian. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Hasil yang didapatkan dalam penelitian mesin pengering kaos kaki sistem terbuka dengan variasi perasan menggunakan tangan dan perasan dengan mesin
cuci meliputi : massa pakaian kering, massa pakaian basah awal, massa pakaian basah saat t, tekanan refrigeran yang masuk kompresor P
1
, tekanan refrigeran yang keluar kompresor P
2
, suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering T
in
, suhu udara kering setelah melewati evaporator T
1
, suhu udara kering setelah melewati kompresor T
2
, suhu udara kering setelah melewati kondensor T
3
, suhu udara kering didalam lemari pengering T
4
, suhu udara kering keluar dari lemari pengering T
5
. Pengujian dilakukan dengan 4 kali pengujian setiap variasinya, kemudian dihitung hasil rata-ratanya. Data hasil penelitian rata-rata
disajikan pada Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.2 Tabel 4.1 Data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan
tangan. Waktu
t Massa
kaos kaki kering
awal Massa
kaos kaki basah
saat t=0 m
t
Massa kaos kaki
basah saat –t
m
t
+ Δt
Perbedaan massa
Δm = m
t
-m
t
+Δt Kondisi udara
Luar
T
db
T
wb
menit kg
kg kg
kg ˚C
˚C 15
0,97 2,27
2,03 0,24
30 25
30 1,82
0,21 30
25 45
1,67 0,15
30 25
Tabel 4.1 Lanjutan data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan.
Waktu t
Massa kaos kaki
kering awal
Massa kaos kaki
basah saat t=0 m
t
Berat kaos kaki basah
saat –t
m
t
+ Δt
Perbedaan massa
Δm=m
t
- m
t
+Δt Kondisi udara
Luar
T
db
T
wb
Menit kg
kg kg
kg ˚C
˚C 60
1,55 0,12
30 25
75 1,34
0,21 30
25 90
1,15 0,19
30 25
105 0,97
2,27 1,05
0,10 30
25 120
0,98 0,07
30 25
135 0,94
0,04 30
25
Tabel 4.1 Lanjutan data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan.
Tekanan Kerja
Suhu kering udara setelah
melewati Suhu udara
setelah melewati
kondensor Suhu udara
dalam ruang pengering
kaos kaki Suhu udara
keluar pengering kaos
kaki Evap
Komp P
evap
P
komp
T
1
T
2
T
3
T
wb
T
4
T
wb
T
5
T
wb
Psig Psig ˚C
˚C ˚C
˚C ˚C
˚C ˚C
˚C 35
225 12,9
32,0 49,0
25 40,4
30 38,4
30 35
225 17,2
32,5 49,7
25 41,1
30 39,4
30 35
225 17,4
33,3 50,9
25 42,1
30 40,0
30 35
225 17,5
33,5 51,2
25 42,2
30 39,7
30 35
225 17,6
33,7 52,1
25 42,5
30 40,4
30 35
225 17,5
33,7 52,3
25 42,9
30 40,8
30 35
225 17,5
33,5 53,2
25 43,1
30 41,3
30 35
225 17,4
33,6 53,6
25 43,7
30 41,9
30 35
225 17,4
33,6 53,7
25 43,8
30 41,9
30
Untuk variasi pengeringan dengan bantuan mesin cuci, mesin cuci yang digunakan adalah mesin cuci elctrolux front loading dengan kapasitas 6,5 kg,
kemudian kaos kaki dikeringkan dengan kecepatan 850 Rpm selama 5 menit. Hasil rata- rata dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan mesin cuci
Waktu t
Massa kaos kaki
kering Massa
kaos kaki basah
saat t=0 m
t
Massa kaos kaki
basah saat –t
m
t+
Δt Perbedaan
massa Δm = m
t
- m
t
+Δt Kondisi udara
Luar
T
db
T
wb
menit kg
kg kg
kg ˚C
˚C 15
0,97 1,09
0,96 0,13
30 24
30 0,92
0,04 30
24
Tabel 4.2 Lanjutan data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan mesin cuci.
Tekanan Kerja
Suhu kering udara setelah
melewati Suhu udara
setelah melewati
kondensor Suhu udara
dalam ruang pengering
kaos kaki Suhu udara
keluar pengering kaos
kaki Evap
Komp P
evap
P
komp
T
1
T
2
T
3
T
wb
T
4
T
wb
T
5
T
wb
Psig Psig ˚C
˚C ˚C
˚C ˚C
˚C ˚C
˚C 35
225 17,1
33,4 47,5
25 42,9
30 41,2
30 35
225 17,1
33,6 48,7
25 45,2
30 43,8
30 Sebagai perbandingan berikut disajikan Tabel 4.3, yang menampilkan data
pengeringan kaos kaki menggunakan sinar matahari. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.3 Data hasil pengeringan kaos kaki dengan panas matahari.
Waktu Massa
kaos kaki
kering Massa
kaos kaki pada saat
basah Massa kaos
kaki basah pada -t
Selisih massa menit
kg kg
kg kg
15
0,97 2,3
2,12 0,18
30 1,96
0,16 45
1,84 0,12
60 1,66
0,18 75
1,52 0,14
90 1,35
0,17 105
1,2 0,15
120 1,08
0,12 135
0,99 0,09
150 0,95
0,04
4.2 Perhitungan
a. Perhitungan massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
. Massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
dapat dihitung dengan Persamaan 3.1. Massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
adalah massa kaos kaki basah MKB dikurangi massa kaos kaki kering MKK. Sebagai contoh
perhitungan untuk mencari nilai M
1
untuk pengeringan kaos kaki dengan bantuan perasan tangan sebagai berikut :
M
1
= MKB - MKK = 2,27
– 0,97 kg = 1,30 kg
Hasil perhitungan untuk metode perasan dengan bantuan mesin cuci dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
Perlakuan Jumlah
kaos kaki pasang
Massa total awal
kaos kaki kering
Massa total awal kaos kaki basah
kg kg
Perasan tangan 25
0,97 2,27
Perasan mesin cuci 25
0,97 1,09
Panas matahari 25
0,97 2,3
Tabel 4.4 Lanjutan massa air yang menguap dari kaos kaki M
1
Massa kaos kaki basah setelah mengalami proses pengeringan selama t menit, kg
Massa air keluar dari
kaos kaki selama
proses pengeringan
Menit ke -
15 30
45 60
75 90
105 120
135 150
Δm, kg 2,03
1,82 1,67
1,55 1,34
1,15 1,05
0,98 0,94 -
1,33 0,96
0,92 -
- -
- -
- -
- 0,17
2,12 1,96
1,84 1,66
1,52 1,35
1,2 1,08 0,99 0,95
1,35
b. Suhu kerja kondensor T
kond
dan suhu kerja evaporator T
evap
Suhu kerja kondensor T
kond
dan suhu kerja evaporator T
evap
dapat dicari menggunakana P-h diagram. Dengan diketahui tekanan refrigeran yang masuk ke
dalam kompresor dan tekanan refrigeran keluar kompresor maka dapat diketahui suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor :
P
1
= 35 psig + 14,7 psi x 0,0069 = 0,342 MPa
P
2
= 225 psig + 14,7 psi x 0,0069 = 1,653 MPa