PENENTUAN NILAI HEAT LOSS PADA TANAMAN K
PENENTUAN NILAI HEAT LOSS PADA TANAMAN KENTANG,
MANUSIA DAN DOMBA MENGGUNAKAN VISUAL BASIC
PADA MICROSOFT EXCEL
DETERMINATION OF HEAT LOSS VALUE ON POTATO CROP,
HUMANS AND SHEEP USING VISUAL BASIC IN MICROSOFT
EXCEL
Alfandias Seysna Putra1, Muhamad Ridwan2, Fajar Ramadani H3, Muhammad Al Fath Noor R4
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Fakultas Teknologi Pertanian
Jln. Kamper, Kampus IPB Dramaga Bogor, 16680.
muhamadridwansil49@gmail.com2
Abstrak: Perpindahan panas terjadi karena adanya perbedaan temperatur dan panas mengalir dari
benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur lebih rendah. Perpindahan panas tejadi dengan
tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai heat
loss pada beberapa objek dengan data pengukuran dari lapangan selama 24 (dua puluh empat) jam.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Komputer Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut
Pertanian Bogor. Penelitian ini merupakan pemecahan permasalahan konduktansi panas dan massa
khususnya mengenai heat loss pada beberapa komponen. Kehilangan panas yang terjadi sepanjang
hari diakibatkan oleh keadaan suhu yang berubah. Kehilangan panas terbesar relatif terjadi pada
malam hari saat suhunya rendah sedangkan kehilangan panas terkecil terjadi pada siang hari saat
suhunya tinggi. Heat loss pada ladang kentang dan domba sangat tinggi pada malam hari berbeda
dengan siang hari yang memiliki nilai heat loss sangat kecil.
Kata kunci: Domba, heat loss, ladang kentang, perpindahan panas
Abstract: Heat transfer occurs due to temperature differences and heat flows from a high temperature
to a lower temperature object. Heat transfer occurs in three ways, they are conduction, convection,
and radiation. This study aims to determine the value of heat loss on some object with measurement
data from the field for 24 (twenty four) hours. This research was conducted at the Computer
Laboratory Department of Civil and Environmental Engineering, Bogor Agricultural University. This
study is a problem-solving heat and mass conductance particularly regarding heat loss on some
components. Heat loss that occurs throughout the day due to the ambient temperature changes.
Greatest heat loss relative to happen at night when the temperature is low while the smallest heat loss
occurs during the day when the temperature is high. Heat loss in potato crops and sheep is very high
at night and different from the daytime heat loss that has very little value.
Keywords: Heat loss, heat transfer, potato crops, sheep
PENDAHULUAN
Keberhasilan peran manusia dalam menguasai alat-alat produksi tergantung pada
kemampuan, kesanggupan, dan keterbatasannya. Suatu sistem kerja membutuhkan
keseimbangan dari tiga aspek penting yaitu manusia, alat, dan lingkungannya.
Interaksi dari ketiga hal tersebut akan sangat menentukan hasil dari pekerjaannya.
Tujuan utama adalah tercapainya kesesuaian antara lingkungan kerja dengan manusia.
Penyesuaian alat kerja dan lingkungan kerja terhadap pekerja berdampak pada rasa
nyaman, aman, enak, efisien sehingga produktivitas akan meningkat (Handoyono
2001). Sebaliknya lingkungan kerja yang tidak sesuai akan menimbulkan kelelahan,
menurunkan daya konsentrasi pekerja, gerakan-gerakan sering salah, gemetar dan
menurunkan kekutan otot. Lingkungan yang tidak nyaman bisa terjadi kepada hewan,
sebagai contoh di kandang hewan ternak. Produktivitas dari hewan ternak
dipengaruhi juga oleh kenyamanan dari kandang itu sendiri.
Perpindahan panas terjadi karena adanya perbedaan temperatur dan panas
mengalir dari benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur lebih rendah.
Perpindahan panas tejadi dengan tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Konduksi didefinisikan sebagai perpindahan panas yang terjadi melalui medium yang
diam, misalnya perpindahan panas di dalam benda padat. Sedang konveksi adalah
perpindahan panas yang terjadi antara suatu permukaan dengan fluida yang bergerak
karena adanya gradien temperatur yang disebabkan perbedaan rapat massa, misalnya
dari plat ke udara. Radiasi didefinisikan sebagai perpindahan panas antara dua benda
lewat pancaran gelombang elektromagnetik dan tidak membutuhkan medium
perantara seperti panas sinar matahari yang sampai ke bumi (Sarto, Soehendro,
Bendiyasa, dan Rochmadi 2010). Dalam kenyataannya, perpindahan panas yang
terjadi merupakan gabungan antara ketiganya. Penelitian ini bertujuan untuk
menentukan nilai heat loss pada beberapa objek dengan data pengukuran dari
lapangan selama 24 (dua puluh empat) jam.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Komputer Departemen Teknik Sipil dan
Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini merupakan pemecahan
permasalahan konduktansi panas dan massa khususnya mengenai heat loss pada
beberapa komponen yang dijadikan sebagai objek, yaitu tanaman (ladang) kentang,
manusia dan domba. Penelitian ini menggunakan program visual basic yang tersedia
di PC / laptop sebagai alat bantu dalam perhitungan nilai heat loss dan data
pengukuran di lapangan berupa suhu udara lingkungan (Ta) dan kecepatan angin (u).
Penelitian ini dimulai dengan penyiapan alat yang akan digunakan serta data yang
diperoleh di lapangan. Setelah data disiapkan, program visual basic yang terdapat
pada Microsoft Excel dijalankan. Program dijalankan dengan memasukkan kodingan
berupa persamaan untuk secara otomatis mengetahui / mengolah data dan
mendapatkan nilai akhir berupa heat loss pada masing-masing komponen. Heat loss
dapat ditentukan dengan penentuan terlebih dahulu nilai kecepatan friksi (U*),
kecepatan pada ketinggian tertentu (U(h)) dan konduktansi (gH). Persamaan dalam
mencari nilai tersbut dapat dilihat di bawah ini.
Nilai kecepatan angin friksi (U*):
U* = (Uz * 0.4) / Ln((Z - d) / zm)……………….(1)
Nilai kecepatan anginpada ketinggian tertentu (U(h)):
U(h) = (Ufr / 0.4) * Ln((hk - d) / zm)……………(2)
Nilai konduktansi (gH):
Pada ladang kentang:
gH = (0.4 ^ 2) * p * (U(h)) / ((Ln((hk - d) / zm)) * ((Ln(hk - d)) / zm)….(3)
Pada orang di dalam ruangan (indoor):
gH = 0.05 * (Abs((Ts - Ta) / d) ^ 0.25)......(4)
Pada orang di luar ruangan (outdoor):
gH = 0.135 * (Abs(U(h) / d) ^ 0.5)………(5)
Pada domba:
gH = 240 * (U(h)) ^ 0.6 * (d) ^ -0.4……..(6)
Nilai heat loss (H):
Pada ladang kentang:
H = gH * (Tk - Ta) * Cp…………………(7)
Pada orang di dalam ruangan, orang di luar ruangan dan domba:
H = gH * Cp * (Ts - Ta)……………….....(8)
Keterangan:
U*
: Kecepatan angin friksi
U(h) : Kecepatan angin pada ketinggian tertentu
gH
: Konduktansi
H
: Heat loss
Uz
: Kecepatan angin pada kanopi
Z
: Ketinggian parameter terukur
d
: Zero plane displacement
zm
: Ketinggian momentum
hk
: ketinggian kanopi
Ts
: Suhu tubuh manusia
Ta
: Suhu aktual lingkungan
Cp
: Ketinggian panas molar
Setelah semua data didapatkan beserta nilai heat loss, grafik hubungan antara waktu
dengan heat loss dibuat pada masing-masing komponen dan temperatur terhadap heat
loss.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengujian terhadap suhu udara selama 24 jam di lapangan
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, didapat data pengukuran berupa suhu
udara aktual (Ta) seperti tertera pada Lampiran 1 dan Lampiran 2. Data diambil pada
hari Sabtu tanggal 20 September 2014. Pengukuran suhu dilakukan pada tanah
dengan kedalaman 0 cm. Berdasarkan hasil pengukuran didapat suhu maksimum
sebesar 44.8 pada pukul 12:30 WIB dan suhu minimum sebesar 24.4 pada pukul
23:30 WIB. Suhu maksimum terjadi pada siang hari tepatnya tengah hari karena
adanya penyinaran maksimum oleh matahari. Suhu minimum terjadi pada malam hari
karena adanya pengembunan maksimal dan pelepasan kalor ke lingkungan sehingga
dapat menurunkan suhu lingkungan. Adanya penerimaan / pelepasan kalor ke
lingkungan memungkinan panas/kalor menjadi hilang (heat loss). Berikut adalah
contoh perhitungan untuk memperoleh nilai heat loss.
Contoh perhitungan (kondisi suhu udara 25°C):
Ladang Kentang
Kecepatan friksi (U*) = (1,5747 × 0,4) / [ln (2-0,325) / 0,05] = 0,179374 m/s
Kecepatan pada ketinggian 0,5 m (U(h)) = 0,179374/0,4 × ln (0,5-0,325) / 0,05
= 0,561783 m/s
Konduktansi total (gH)
= (0,42 × 40.5 × 0,561783) / {[ln (0,5-0,325) / 0,05] [ln (0,5-0,325) / 0,01]}
= 2,31956 mol/m2s
Heat loss (H) = 2,31956 x (32-25) × 29,3 = 475,7418 W/m2
Orang Indoor
Konduktansi = 0,05 × [(33-25) / 0,325] 0,25 = 0,111371 mol/m2s
Heat loss = 0.111371 × (33-25) x 29,3 = 26,10533 W/m2
Orang Outdoor
Konduktansi = 0,135 × (0.561783 / 0,325)0,5 = 0,177491 mol/m2s
Heat loss = 0,177491 × (33-25) x 29,3 = 41,60389 W/m2
Domba
Kecepatan angin pada ketinggian= 0, 179374 / 0,4 × ln (0,6-0,325) / 0,05
= 0.764469 m/s
Konduktansi = 240 * 0,5617830.6 * 0.325-0.4 = 266.1944 mol/m2s
Heat loss = 266.1944× (33-25) x 29,3 = 55,51097 W/m2
Nilai heat loss pada masing-masing komponen, yaitu ladang kentang, orang di
dalam ruangan (indoor), orang di luar ruangan (outdoor) dan domba dicari
menggunakan data sifat fisik yang telah disediakan. Hasil perhitungan pada masingmasing komponen dilampirkan pada Lampiran 1 dan Lampiran 2. Setelah dicari heat
loss pada masing-masing komponen, kemudian dibuat kurva hubungan heat loss
terhadap waktu. Gambar di bawah ini adalah kurva hubungan heat loss terhadap
waktu pada ladang kentang.
Heat Loss (OC)
1000
500
0
0:00
4:48
9:36
14:24
-500
19:12
0:00
Ladang Kentang
-1000
-1500
Waktu (Jam)
Gambar 1 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada ladang kentang
Berdasarkan Gambar 1, nilai Heat loss maksimum terjadi sekitar pukul 22.30
waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas akibat pemancaran radiasi
Heat Loss (OC)
gelombang panjang terjadi pada malam hari. Nilai Heat loss minimum terjadi sekitar
pukul 12.30 waktu setempat dan menunjukkan penyerapan panas matahari berupa
kalor oleh tanah dan tersimpan di dalamnya pada siang hari sehingga pelepasan kalor
sangat kecil dibandingkan dengan penyerapan kalor. Konduktansi yang dimiliki pada
ladang kentang merupakan proses aliran turbulen atau disebut juga proses Eddy
diffusion. Komponen ladang kentang berada di tempat terbuka pada lapisan
permukaan atmosfer sehingga konduktansi yang dimiliki dipengaruhi oleh gaya luar
seperti kecepatan angin, ketinggian yang terukur, ketinggian canopy, zero plane
displacement, ketinggian momentum, dan ketinggian panas. Stabilitas atmosfer juga
memiliki efek untuk mempengaruhi nilai konduktansi.
40
30
20
10
0
0
-10
:0
0
-20
-30
-40
-50
24
2:
48
4:
12
7:
36
00
24
48
12
36
9: 12: 14: 16: 19: 21:
00
0:
Orang Indoor
Waktu (Jam)
Gambar 2 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada orang indoor
Heat Loss (OC)
Berdasarkan Gambar 2, nilai Heat loss maksimum terjadi sekitar pukul 23.30
waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas yang tinggi sebagai akibat
penyesuaian suhu tubuh terhadap rendahnya suhu lingkungan pada malam hari. Nilai
Heat loss minimum terjadi sekitar pukul 12.30 waktu setempat dan menunjukkan
penerimaan panas matahari berupa kalor lebih besar dibandingkan dengan pelepasan
kalor. Proses konduktansi pada orang di indoor terjadi secara konveksi bebas yaitu
perpindahan panas diantara badan orang tersebut dengan fluida menyebabkan
terjadinya perbedaan kerapatan pada zat fluida. Gaya luar tidak mempengaruhi
konduktansi yang terjadi karena berada di dalam ruangan sehingga konduktansi
hanya dipengaruhi oleh perbedaan suhu dan nilai zero plane displacement.
80
60
40
20
0
0
4
8
2
6
0
4
8
2
6
0
-20
:0 2:2 4:4 7:1 9:3 2:0 4:2 6:4 9:1 1:3 0:0
0
-40
1
1
1
1
2
-60
-80
Waktu (Jam)
Orang Outdoor
Gambar 3 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada orang outdoor
Berdasarkan Gambar 3, nilai Heat loss maksimum terjadi sekitar pukul 22.30
waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas yang tinggi sebagai akibat
penyesuaian suhu tubuh terhadap rendahnya suhu lingkungan pada malam hari. Nilai
Heat loss minimum terjadi sekitar pukul 12.00 waktu setempat dan menunjukkan
penerimaan panas matahari berupa kalor lebih besar dibangingkan dengan pelepasan
kalor. Proses konduktansi pada orang di outdoor yang terjadi secara forced
convection yaitu perpindahan zat fluida yang melewati suatu permukaan akibat dari
gaya luar seperti angin. Adanya gaya luar membuat nilai konduktansi pada orang
outdoor dipengaruhi oleh kecepatan angin dan nilai zero plane displacement.
Heat Loss (OC)
100000
50000
0
0
:0
0
-50000
24
2:
48
4:
12
7:
36
00
24
48
12
36
9: 12: 14: 16: 19: 21:
00
0:
Domba
-100000
-150000
Waktu (Jam)
Gambar 4 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada domba
Berdasarkan Gambar 4, nilai Heat loss maksimum pada domba terjadi sekitar
pukul 22.30 waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas yang tinggi sebagai
akibat penyesuaian suhu tubuh terhadap rendahnya suhu lingkungan pada malam hari.
Nilai Heat loss minimum terjadi sekitar pukul 12.00 waktu setempat dan
menunjukkan penerimaan panas matahari berupa kalor lebih besar dibangingkan
dengan pelepasan kalor. Proses konduktansi pada domba terjadi secara konduksi atau
diffusi yang berdasarkan bentuk dan ukuran hewan tersebut. Nilai konduktansi pada
domba dipengaruhi oleh kecepatan angin dan zero plane displacement.
Perbedaan yang terlihat pada gambar 1, gambar 2, gambar 3, dan gambar 4
menunjukkan bahwa Heat loss yang terjadi pada ladang kentang dan domba lebih
besar dibandingkan nilai Heat loss pada orang indoor dan orang outdoor. Heat loss
pada ladang kentang lebih tinggi dibangdingkan dengan orang yang berada di dalam
ruangan (indoor) ataupun di luar ruangan (outdoor). Keadaan ini dikarenakan
kehilangan panas pada ladang kentang dipengaruhi oleh jumlah stomata yang sangat
banyak. Heat loss pada domba sangat besar dibandingkan dengan ketiga komponen
lainnya. Kondisi ini dikarenakan domba memiliki kulit disertai dengan bulu yang
tebal sebagai pengendali suhu tubuh terhadap perubahan suhu lingkungan yang
ekstrim. Domba sebagai hewan ternak dituntut untuk tetap nyaman sehingga proses
pelepasan panas terjadi secara sensibel melalui mekanisme konduksi, konveksi dan
radiasi. Jalur utama pelepasan hewan terjadi melalui mekanisme evaporative heat
160000
140000
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
0:00
-20000
-40000
-60000
-80000
-100000
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
4:48 9:36 14:24 19:12 0:0015.0
10.0
Temperatur (oC)
Heat loss (W/m2)
loss dengan jalan melakukan pertukaran panas melalui permukaan kulit (sweating)
atau melalui pertukaran panas di sepanjang saluran pernapasan (painting) (Purwanto
1993) dan sebagian melalui feses dan urin (McDowell 1972).
Heatloss Kebun Kentang
Heatloss Orang Indoor
Heatloss Orang Outdoor
Heatloss Bulu Domba
Temperatur
5.0
0.0
Waktu (Jam)
Gambar 5 Hubungan Heat Loss dan temperatur terhadap waktu setiap komponen
Berdasarkan Gambar 5, kehilangan panas yang terjadi sepanjang hari diakibatkan
oleh keadaan suhu yang berubah. Kehilangan panas terbesar relatif terjadi pada
malam hari saat suhunya rendah sedangkan kehilangan panas terkecil terjadi pada
siang hari saat suhunya tinggi. Hal ini mengindikasikan hubungan suhu dan
kehilangan panas yang berbanding terbalik yang turut disebabkan adanya faktor
penyinaran matahari yang dapat meningkatkan suhu. Kehilangan panas terjadi naik
dan turun (fluktuatif) sepanjang hari pada empat komponen tersebut. Kehilangan
panas juga dipengaruhi oleh ketebalan kulit dan jumlah panas yang diterimanya baik
siang maupun malam hari.
Suhu berpengaruh dalam menentukan nilai heat loss setiap komponen. Selisih
suhu objek dengan suhu aktual di udara berbanding lurus dengan nilai heat loss yang
terjadi. Ladang jagung menggunakan suhu canopy sebagai suhu objek, untuk orang
indoor dan outdoor menggunakan suhu tubuh manusia sebagai suhu objek dan untuk
domba menggunakan suhu tubuh domba sebagai suhu objek. Selain suhu nilai heat
loss juga akan dipengaruhi nilai konduktansi (gH) setiap komponen dan nilai
ketinggian panas molar (Cp).
KESIMPULAN
Heatloss yang terjadi pada ladang kentang dan domba nilainya lebih besar
dibandingkan nilai heatloss pada orang indoor dan orang outdoor. Heat loss pada
ladang kentang dan domba sangat tinggi pada malam hari berbeda dengan siang hari
yang memiliki nilai heat loss sangat kecil. Heat loss maksimum yang terjadi di
ladang kentang yaitu 763,903 W/m2 pada pukul 22.30, sedangkan minimum -926,277
W/m2 pada pukul 12.30. Hal serupa juga terjadi pada domba yang kehilangan panas
tertingginya yaitu 83.870,7 W/m2 pada pukul 22.30 sedangkan heat loss minimum
-95.565,9 W/m2 terjadi pada pukul 12.30. Heat loss yang terjadi pada orang indoor
dan outdoor tidak terlalu jauh perbedaannya. Heat loss pada orang di dalam ruangan
(indoor) mencapai maksimum pada pukul 23.30 yaitu 28,57 W/m2 dan minimum
pada pukul 12.30 yaitu -42,43 W/m2. Heat loss yang terjadi pada orang indoor dan
outdoor tidak terlalu jauh perbedaannya. Heat loss orang indoor mencapai maksimum
pada pukul 22.30 yaitu 53,56 W/m2 dan minimum pada pukul 12.00 yaitu -68,22
W/m2.
DAFTAR PUSTAKA
Handoyo, Ekadewi Anggraini. 2001. Pengaruh tebal isolasi termal terhadap
efektivitas plate heat exchanger. Jurnal Teknik Mesin. Fakultas Teknologi
Industri Universitas Petra.
McDowell, R. E. 1972. Improvement of Lifestock Production in Warm Climate. W.H.
Freeman and Company, San Fransisco. p. 1-128
Purwanto, B. P. 1993. Heat and Energy Balance in Dairy Cattle Under High
Environmental Temperature. Doctoral Thesis, Hiroshima University.
Sarto; Soehendro, Bambang; Bendiyasa, I Made; dan Rochmadi. 2010. Perpindahan
panas dan massa pada pengembunan campuran methanol-propanol-udara dalam
kondensor tegak. Reaktor. Vol 13 No 2, Hal 109-116.
LAMPIRAN 1 HASIL PERHITUNGAN PADA LADANG
KENTANG DAN MANUSIA DI DALAM RUANGAN (INDOOR)
Data Pengukuran
Waktu
Ta
U(z)
0:00
25.7
1.9466
0:30
25.4
1.5176
1:00
25.2
1.506
1:30
25
1.5747
2:00
24.9
1.7421
2:30
24.9
2.3008
3:00
25.2
1.8151
3:30
25.3
2.2525
4:00
25.2
1.7622
4:30
25
1.888
5:00
24.7
1.9616
5:30
24.6
1.3056
6:00
24.6
1.262
6:30
24.5 0.99001
7:00
25
1.0011
7:30
25.6
1.0843
8:00
26.4
1.2327
8:30
27.5
1.5663
9:00
31.2
2.0217
9:30
35
2.1704
10:00
37.7
2.1486
10:30
39.5
1.8863
11:00
41.2
2.1621
11:30
43.7
1.6677
12:00
44.3
2.1222
12:30
44.8
1.6767
13:00
42.4
1.6309
13:30
40.5
2.1765
14:00
40.4
1.5862
14:30
35.6 0.88236
15:00
31
0.93179
15:30
29.5
1.469
16:00
29
1.1359
16:30
28.4
1.2062
17:00
27.9
1.1705
17:30
27.4
1.0635
18:00
26.8 0.71866
18:30
26.3
1.0824
19:00
26
0.71386
19:30
25.8
1.271
20:00
25.7 0.93889
20:30
25.6
1.4504
21:00
25.3
1.8715
21:30
25.1
1.8351
22:00
24.9
1.8858
22:30
24.7
2.4246
1.36232
23:00
24.5
3
U*
0.221737
0.17287
0.171548
0.179374
0.198443
0.262084
0.206758
0.256582
0.200732
0.215062
0.223446
0.148721
0.143754
0.112772
0.114035
0.123513
0.140417
0.178417
0.230292
0.24723
0.244747
0.214868
0.246285
0.189968
0.24174
0.190993
0.185776
0.247925
0.180684
0.10051
0.10614
0.167334
0.12939
0.137398
0.133332
0.121143
0.081863
0.123296
0.081316
0.14478
0.106949
0.165215
0.213182
0.209036
0.214811
0.276186
Ladang Kentang
U(h)
gH
0.69446 2.867375
0.541412 2.235451
0.537274 2.218364
0.561783 2.31956
0.621504 2.566143
0.820823 3.389118
0.647547 2.673673
0.803592 3.317971
0.628674 2.595751
0.673554 2.781056
0.699811 2.88947
0.46578 1.923171
0.450225 1.858948
0.353191 1.458302
0.357148 1.474637
0.38683 1.597193
0.439772 1.815788
0.558786 2.307187
0.721252 2.977999
0.774302 3.197036
0.766525 3.164925
0.672948 2.778552
0.771341 3.184811
0.594961 2.456551
0.757106 3.126037
0.598172 2.469808
0.581832 2.402344
0.776478 3.206022
0.565885
2.3365
0.314787 1.299731
0.332421 1.372543
0.524074 2.163862
0.405239
1.6732
0.430318 1.776753
0.417582 1.724167
0.379409 1.566554
0.256386 1.058599
0.386152 1.594394
0.254673 1.051528
0.453436 1.872205
0.334954 1.383001
0.517438 2.136464
0.667668 2.756752
0.654682 2.703134
0.672769 2.777816
0.864989 3.571477
H
529.2888
432.2915
441.9868
475.7418
533.8348
705.0382
532.7027
651.3509
517.1774
570.3947
618.0288
416.982
403.057
320.4618
302.4481
299.5056
297.9345
304.2026
69.80429
-281.019
-528.574
-610.587
-858.498
-842.13
-1126.59
-926.277
-732.042
-798.46
-575.059
-137.096
40.2155
158.5029
147.0743
187.4119
207.1241
211.1401
161.2881
266.2797
184.8586
340.1047
255.2882
400.6297
541.1779
546.4926
577.869
763.9033
Manusia di Indoor
gH
H
0.10885
23.282
0.109952
24.48408
0.110668
25.29211
0.111371
26.10533
0.111717
26.51387
0.111717
26.51387
0.110668
25.29211
0.110312
24.88744
0.110668
25.29211
0.111371
26.10533
0.112401
27.33471
0.112738
27.74699
0.112738
27.74699
0.113072
28.16051
0.111371
26.10533
0.109221
23.68135
0.106141
20.52564
0.101412
16.34256
0.076704
4.045362
0.078751
-4.61481
0.097504
-13.4273
0.105737
-20.1376
0.112061
-26.9237
0.119769
-37.5488
0.121414
-40.199
0.122735
-42.4345
0.115953
-31.9357
0.109588
-24.082
0.109221
-23.6813
0.08409
-6.40595
0.078751
4.614815
0.090577
9.288634
0.093651
10.97594
0.096981
13.07116
0.099516
14.87063
0.10187
16.71482
0.104495
18.98263
0.106541
20.91512
0.107714
22.09222
0.108476
22.88402
0.10885
23.282
0.109221
23.68135
0.110312
24.88744
0.111021
25.69808
0.111717
26.51387
0.112401
27.33471
0.155182
0.486016
440.978
0.113072
2.006726
28.16051
23:30
24.4
1.35368
0.154198
0.482933
1.993994
444.0227
0.113403
28.57524
LAMPIRAN 2 HASIL PERHITUNGAN MANUSIA DI LUAR
RUANGAN (OUTDOOR) DAN DOMBA
Waktu
0:00
0:30
1:00
1:30
2:00
2:30
3:00
3:30
4:00
4:30
5:00
5:30
6:00
6:30
7:00
7:30
8:00
8:30
9:00
9:30
10:00
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
14:00
14:30
15:00
15:30
16:00
16:30
17:00
17:30
18:00
18:30
19:00
19:30
20:00
20:30
21:00
21:30
22:00
22:30
23:00
Data Pengukuran
Ta
25.7
25.4
25.2
25
24.9
24.9
25.2
25.3
25.2
25
24.7
24.6
24.6
24.5
25
25.6
26.4
27.5
31.2
35
37.7
39.5
41.2
43.7
44.3
44.8
42.4
40.5
40.4
35.6
31
29.5
29
28.4
27.9
27.4
26.8
26.3
26
25.8
25.7
25.6
25.3
25.1
24.9
24.7
24.5
U(z)
1.9466
1.5176
1.506
1.5747
1.7421
2.3008
1.8151
2.2525
1.7622
1.888
1.9616
1.3056
1.262
0.99001
1.0011
1.0843
1.2327
1.5663
2.0217
2.1704
2.1486
1.8863
2.1621
1.6677
2.1222
1.6767
1.6309
2.1765
1.5862
0.88236
0.93179
1.469
1.1359
1.2062
1.1705
1.0635
0.71866
1.0824
0.71386
1.271
0.93889
1.4504
1.8715
1.8351
1.8858
2.4246
1.362323
Orang Outdoor
gH
H
0.19734
42.20911
0.174243
38.8005
0.173576 39.66908
0.177491 41.60389
0.186687 44.30641
0.214544 50.91778
0.190558 43.55017
0.21228
47.89257
0.187761 42.91086
0.194347 45.55499
0.198099 48.17573
0.161615 39.77676
0.158894 39.10695
0.140733 35.04965
0.141519 33.17216
0.147283 31.93386
0.157038
30.3681
0.177017 28.52628
0.201111 10.60659
0.208376 -12.2108
0.207327
-28.551
0.19426
-36.9968
0.207977 -49.9686
0.182657 -57.2648
0.206049 -68.2208
0.183149
-63.322
0.18063
-49.7493
0.208668 -45.8549
0.178138 -38.6239
0.132862 -10.1214
0.136533 8.000811
0.171431 17.58021
0.150747
17.6675
0.155341 20.93691
0.153025 22.86656
0.145863 23.93326
0.119906 21.78203
0.147154 28.88775
0.119504 24.51035
0.159459 33.63956
0.137052 29.31401
0.170342 36.93351
0.193496 43.65466
0.191605 44.35085
0.194234 46.09755
0.220241 53.56032
0.165089 41.11535
U(zs)
0.945015
0.736748
0.731117
0.764469
0.845736
1.116968
0.881176
1.09352
0.855494
0.916566
0.952297
0.633829
0.612662
0.48062
0.486003
0.526395
0.598438
0.760391
0.981474
1.053663
1.04308
0.915741
1.049634
0.809617
1.030263
0.813987
0.791752
1.056624
0.770052
0.428359
0.452356
0.713155
0.551445
0.585573
0.568242
0.516297
0.348887
0.525472
0.346557
0.617032
0.455802
0.704125
0.908556
0.890885
0.915498
1.177069
0.661366
Domba
gH
302.3057
260.3602
259.1643
266.1944
282.8291
334.2009
289.8816
329.9736
284.7826
296.812
303.7012
237.8846
233.0858
201.4949
202.8461
212.7992
229.8236
265.3415
309.2504
322.7038
320.7551
296.6516
321.9628
275.5187
318.3846
276.4098
271.8546
323.2477
267.3591
188.0476
194.2992
255.325
218.8186
226.8464
222.7938
210.3404
166.2625
212.5754
165.5953
234.0818
195.1862
253.3804
295.2529
291.7938
296.6044
344.8771
244.0329
H
64660.16
57977.02
59229.42
62395.97
67123.83
79315.9
66249.53
74445.34
65084.21
69572.73
73857.1
58548.16
57367.08
50182.3
47547.13
46139.12
44443.3
42759.79
16309.87
-18910.4
-44171.2
-56497.3
-77354.8
-86377.9
-105414
-95565.9
-74874.2
-71033.7
-57968.8
-14325.5
11385.94
26183.58
25645.55
30574.36
33292.08
34512.66
30203.25
41730.67
33963.6
49381.89
41748.37
54937.93
66612.01
67541.52
70393.13
83870.65
60776.39
23:30
24.4
1.35368
0.164564
41.4669
0.65717
243.1028
61257.04
MANUSIA DAN DOMBA MENGGUNAKAN VISUAL BASIC
PADA MICROSOFT EXCEL
DETERMINATION OF HEAT LOSS VALUE ON POTATO CROP,
HUMANS AND SHEEP USING VISUAL BASIC IN MICROSOFT
EXCEL
Alfandias Seysna Putra1, Muhamad Ridwan2, Fajar Ramadani H3, Muhammad Al Fath Noor R4
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Fakultas Teknologi Pertanian
Jln. Kamper, Kampus IPB Dramaga Bogor, 16680.
muhamadridwansil49@gmail.com2
Abstrak: Perpindahan panas terjadi karena adanya perbedaan temperatur dan panas mengalir dari
benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur lebih rendah. Perpindahan panas tejadi dengan
tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai heat
loss pada beberapa objek dengan data pengukuran dari lapangan selama 24 (dua puluh empat) jam.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Komputer Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut
Pertanian Bogor. Penelitian ini merupakan pemecahan permasalahan konduktansi panas dan massa
khususnya mengenai heat loss pada beberapa komponen. Kehilangan panas yang terjadi sepanjang
hari diakibatkan oleh keadaan suhu yang berubah. Kehilangan panas terbesar relatif terjadi pada
malam hari saat suhunya rendah sedangkan kehilangan panas terkecil terjadi pada siang hari saat
suhunya tinggi. Heat loss pada ladang kentang dan domba sangat tinggi pada malam hari berbeda
dengan siang hari yang memiliki nilai heat loss sangat kecil.
Kata kunci: Domba, heat loss, ladang kentang, perpindahan panas
Abstract: Heat transfer occurs due to temperature differences and heat flows from a high temperature
to a lower temperature object. Heat transfer occurs in three ways, they are conduction, convection,
and radiation. This study aims to determine the value of heat loss on some object with measurement
data from the field for 24 (twenty four) hours. This research was conducted at the Computer
Laboratory Department of Civil and Environmental Engineering, Bogor Agricultural University. This
study is a problem-solving heat and mass conductance particularly regarding heat loss on some
components. Heat loss that occurs throughout the day due to the ambient temperature changes.
Greatest heat loss relative to happen at night when the temperature is low while the smallest heat loss
occurs during the day when the temperature is high. Heat loss in potato crops and sheep is very high
at night and different from the daytime heat loss that has very little value.
Keywords: Heat loss, heat transfer, potato crops, sheep
PENDAHULUAN
Keberhasilan peran manusia dalam menguasai alat-alat produksi tergantung pada
kemampuan, kesanggupan, dan keterbatasannya. Suatu sistem kerja membutuhkan
keseimbangan dari tiga aspek penting yaitu manusia, alat, dan lingkungannya.
Interaksi dari ketiga hal tersebut akan sangat menentukan hasil dari pekerjaannya.
Tujuan utama adalah tercapainya kesesuaian antara lingkungan kerja dengan manusia.
Penyesuaian alat kerja dan lingkungan kerja terhadap pekerja berdampak pada rasa
nyaman, aman, enak, efisien sehingga produktivitas akan meningkat (Handoyono
2001). Sebaliknya lingkungan kerja yang tidak sesuai akan menimbulkan kelelahan,
menurunkan daya konsentrasi pekerja, gerakan-gerakan sering salah, gemetar dan
menurunkan kekutan otot. Lingkungan yang tidak nyaman bisa terjadi kepada hewan,
sebagai contoh di kandang hewan ternak. Produktivitas dari hewan ternak
dipengaruhi juga oleh kenyamanan dari kandang itu sendiri.
Perpindahan panas terjadi karena adanya perbedaan temperatur dan panas
mengalir dari benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur lebih rendah.
Perpindahan panas tejadi dengan tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Konduksi didefinisikan sebagai perpindahan panas yang terjadi melalui medium yang
diam, misalnya perpindahan panas di dalam benda padat. Sedang konveksi adalah
perpindahan panas yang terjadi antara suatu permukaan dengan fluida yang bergerak
karena adanya gradien temperatur yang disebabkan perbedaan rapat massa, misalnya
dari plat ke udara. Radiasi didefinisikan sebagai perpindahan panas antara dua benda
lewat pancaran gelombang elektromagnetik dan tidak membutuhkan medium
perantara seperti panas sinar matahari yang sampai ke bumi (Sarto, Soehendro,
Bendiyasa, dan Rochmadi 2010). Dalam kenyataannya, perpindahan panas yang
terjadi merupakan gabungan antara ketiganya. Penelitian ini bertujuan untuk
menentukan nilai heat loss pada beberapa objek dengan data pengukuran dari
lapangan selama 24 (dua puluh empat) jam.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Komputer Departemen Teknik Sipil dan
Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini merupakan pemecahan
permasalahan konduktansi panas dan massa khususnya mengenai heat loss pada
beberapa komponen yang dijadikan sebagai objek, yaitu tanaman (ladang) kentang,
manusia dan domba. Penelitian ini menggunakan program visual basic yang tersedia
di PC / laptop sebagai alat bantu dalam perhitungan nilai heat loss dan data
pengukuran di lapangan berupa suhu udara lingkungan (Ta) dan kecepatan angin (u).
Penelitian ini dimulai dengan penyiapan alat yang akan digunakan serta data yang
diperoleh di lapangan. Setelah data disiapkan, program visual basic yang terdapat
pada Microsoft Excel dijalankan. Program dijalankan dengan memasukkan kodingan
berupa persamaan untuk secara otomatis mengetahui / mengolah data dan
mendapatkan nilai akhir berupa heat loss pada masing-masing komponen. Heat loss
dapat ditentukan dengan penentuan terlebih dahulu nilai kecepatan friksi (U*),
kecepatan pada ketinggian tertentu (U(h)) dan konduktansi (gH). Persamaan dalam
mencari nilai tersbut dapat dilihat di bawah ini.
Nilai kecepatan angin friksi (U*):
U* = (Uz * 0.4) / Ln((Z - d) / zm)……………….(1)
Nilai kecepatan anginpada ketinggian tertentu (U(h)):
U(h) = (Ufr / 0.4) * Ln((hk - d) / zm)……………(2)
Nilai konduktansi (gH):
Pada ladang kentang:
gH = (0.4 ^ 2) * p * (U(h)) / ((Ln((hk - d) / zm)) * ((Ln(hk - d)) / zm)….(3)
Pada orang di dalam ruangan (indoor):
gH = 0.05 * (Abs((Ts - Ta) / d) ^ 0.25)......(4)
Pada orang di luar ruangan (outdoor):
gH = 0.135 * (Abs(U(h) / d) ^ 0.5)………(5)
Pada domba:
gH = 240 * (U(h)) ^ 0.6 * (d) ^ -0.4……..(6)
Nilai heat loss (H):
Pada ladang kentang:
H = gH * (Tk - Ta) * Cp…………………(7)
Pada orang di dalam ruangan, orang di luar ruangan dan domba:
H = gH * Cp * (Ts - Ta)……………….....(8)
Keterangan:
U*
: Kecepatan angin friksi
U(h) : Kecepatan angin pada ketinggian tertentu
gH
: Konduktansi
H
: Heat loss
Uz
: Kecepatan angin pada kanopi
Z
: Ketinggian parameter terukur
d
: Zero plane displacement
zm
: Ketinggian momentum
hk
: ketinggian kanopi
Ts
: Suhu tubuh manusia
Ta
: Suhu aktual lingkungan
Cp
: Ketinggian panas molar
Setelah semua data didapatkan beserta nilai heat loss, grafik hubungan antara waktu
dengan heat loss dibuat pada masing-masing komponen dan temperatur terhadap heat
loss.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengujian terhadap suhu udara selama 24 jam di lapangan
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, didapat data pengukuran berupa suhu
udara aktual (Ta) seperti tertera pada Lampiran 1 dan Lampiran 2. Data diambil pada
hari Sabtu tanggal 20 September 2014. Pengukuran suhu dilakukan pada tanah
dengan kedalaman 0 cm. Berdasarkan hasil pengukuran didapat suhu maksimum
sebesar 44.8 pada pukul 12:30 WIB dan suhu minimum sebesar 24.4 pada pukul
23:30 WIB. Suhu maksimum terjadi pada siang hari tepatnya tengah hari karena
adanya penyinaran maksimum oleh matahari. Suhu minimum terjadi pada malam hari
karena adanya pengembunan maksimal dan pelepasan kalor ke lingkungan sehingga
dapat menurunkan suhu lingkungan. Adanya penerimaan / pelepasan kalor ke
lingkungan memungkinan panas/kalor menjadi hilang (heat loss). Berikut adalah
contoh perhitungan untuk memperoleh nilai heat loss.
Contoh perhitungan (kondisi suhu udara 25°C):
Ladang Kentang
Kecepatan friksi (U*) = (1,5747 × 0,4) / [ln (2-0,325) / 0,05] = 0,179374 m/s
Kecepatan pada ketinggian 0,5 m (U(h)) = 0,179374/0,4 × ln (0,5-0,325) / 0,05
= 0,561783 m/s
Konduktansi total (gH)
= (0,42 × 40.5 × 0,561783) / {[ln (0,5-0,325) / 0,05] [ln (0,5-0,325) / 0,01]}
= 2,31956 mol/m2s
Heat loss (H) = 2,31956 x (32-25) × 29,3 = 475,7418 W/m2
Orang Indoor
Konduktansi = 0,05 × [(33-25) / 0,325] 0,25 = 0,111371 mol/m2s
Heat loss = 0.111371 × (33-25) x 29,3 = 26,10533 W/m2
Orang Outdoor
Konduktansi = 0,135 × (0.561783 / 0,325)0,5 = 0,177491 mol/m2s
Heat loss = 0,177491 × (33-25) x 29,3 = 41,60389 W/m2
Domba
Kecepatan angin pada ketinggian= 0, 179374 / 0,4 × ln (0,6-0,325) / 0,05
= 0.764469 m/s
Konduktansi = 240 * 0,5617830.6 * 0.325-0.4 = 266.1944 mol/m2s
Heat loss = 266.1944× (33-25) x 29,3 = 55,51097 W/m2
Nilai heat loss pada masing-masing komponen, yaitu ladang kentang, orang di
dalam ruangan (indoor), orang di luar ruangan (outdoor) dan domba dicari
menggunakan data sifat fisik yang telah disediakan. Hasil perhitungan pada masingmasing komponen dilampirkan pada Lampiran 1 dan Lampiran 2. Setelah dicari heat
loss pada masing-masing komponen, kemudian dibuat kurva hubungan heat loss
terhadap waktu. Gambar di bawah ini adalah kurva hubungan heat loss terhadap
waktu pada ladang kentang.
Heat Loss (OC)
1000
500
0
0:00
4:48
9:36
14:24
-500
19:12
0:00
Ladang Kentang
-1000
-1500
Waktu (Jam)
Gambar 1 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada ladang kentang
Berdasarkan Gambar 1, nilai Heat loss maksimum terjadi sekitar pukul 22.30
waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas akibat pemancaran radiasi
Heat Loss (OC)
gelombang panjang terjadi pada malam hari. Nilai Heat loss minimum terjadi sekitar
pukul 12.30 waktu setempat dan menunjukkan penyerapan panas matahari berupa
kalor oleh tanah dan tersimpan di dalamnya pada siang hari sehingga pelepasan kalor
sangat kecil dibandingkan dengan penyerapan kalor. Konduktansi yang dimiliki pada
ladang kentang merupakan proses aliran turbulen atau disebut juga proses Eddy
diffusion. Komponen ladang kentang berada di tempat terbuka pada lapisan
permukaan atmosfer sehingga konduktansi yang dimiliki dipengaruhi oleh gaya luar
seperti kecepatan angin, ketinggian yang terukur, ketinggian canopy, zero plane
displacement, ketinggian momentum, dan ketinggian panas. Stabilitas atmosfer juga
memiliki efek untuk mempengaruhi nilai konduktansi.
40
30
20
10
0
0
-10
:0
0
-20
-30
-40
-50
24
2:
48
4:
12
7:
36
00
24
48
12
36
9: 12: 14: 16: 19: 21:
00
0:
Orang Indoor
Waktu (Jam)
Gambar 2 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada orang indoor
Heat Loss (OC)
Berdasarkan Gambar 2, nilai Heat loss maksimum terjadi sekitar pukul 23.30
waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas yang tinggi sebagai akibat
penyesuaian suhu tubuh terhadap rendahnya suhu lingkungan pada malam hari. Nilai
Heat loss minimum terjadi sekitar pukul 12.30 waktu setempat dan menunjukkan
penerimaan panas matahari berupa kalor lebih besar dibandingkan dengan pelepasan
kalor. Proses konduktansi pada orang di indoor terjadi secara konveksi bebas yaitu
perpindahan panas diantara badan orang tersebut dengan fluida menyebabkan
terjadinya perbedaan kerapatan pada zat fluida. Gaya luar tidak mempengaruhi
konduktansi yang terjadi karena berada di dalam ruangan sehingga konduktansi
hanya dipengaruhi oleh perbedaan suhu dan nilai zero plane displacement.
80
60
40
20
0
0
4
8
2
6
0
4
8
2
6
0
-20
:0 2:2 4:4 7:1 9:3 2:0 4:2 6:4 9:1 1:3 0:0
0
-40
1
1
1
1
2
-60
-80
Waktu (Jam)
Orang Outdoor
Gambar 3 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada orang outdoor
Berdasarkan Gambar 3, nilai Heat loss maksimum terjadi sekitar pukul 22.30
waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas yang tinggi sebagai akibat
penyesuaian suhu tubuh terhadap rendahnya suhu lingkungan pada malam hari. Nilai
Heat loss minimum terjadi sekitar pukul 12.00 waktu setempat dan menunjukkan
penerimaan panas matahari berupa kalor lebih besar dibangingkan dengan pelepasan
kalor. Proses konduktansi pada orang di outdoor yang terjadi secara forced
convection yaitu perpindahan zat fluida yang melewati suatu permukaan akibat dari
gaya luar seperti angin. Adanya gaya luar membuat nilai konduktansi pada orang
outdoor dipengaruhi oleh kecepatan angin dan nilai zero plane displacement.
Heat Loss (OC)
100000
50000
0
0
:0
0
-50000
24
2:
48
4:
12
7:
36
00
24
48
12
36
9: 12: 14: 16: 19: 21:
00
0:
Domba
-100000
-150000
Waktu (Jam)
Gambar 4 Hubungan Heat Loss terhadap waktu pada domba
Berdasarkan Gambar 4, nilai Heat loss maksimum pada domba terjadi sekitar
pukul 22.30 waktu setempat yang menunjukkan kehilangan panas yang tinggi sebagai
akibat penyesuaian suhu tubuh terhadap rendahnya suhu lingkungan pada malam hari.
Nilai Heat loss minimum terjadi sekitar pukul 12.00 waktu setempat dan
menunjukkan penerimaan panas matahari berupa kalor lebih besar dibangingkan
dengan pelepasan kalor. Proses konduktansi pada domba terjadi secara konduksi atau
diffusi yang berdasarkan bentuk dan ukuran hewan tersebut. Nilai konduktansi pada
domba dipengaruhi oleh kecepatan angin dan zero plane displacement.
Perbedaan yang terlihat pada gambar 1, gambar 2, gambar 3, dan gambar 4
menunjukkan bahwa Heat loss yang terjadi pada ladang kentang dan domba lebih
besar dibandingkan nilai Heat loss pada orang indoor dan orang outdoor. Heat loss
pada ladang kentang lebih tinggi dibangdingkan dengan orang yang berada di dalam
ruangan (indoor) ataupun di luar ruangan (outdoor). Keadaan ini dikarenakan
kehilangan panas pada ladang kentang dipengaruhi oleh jumlah stomata yang sangat
banyak. Heat loss pada domba sangat besar dibandingkan dengan ketiga komponen
lainnya. Kondisi ini dikarenakan domba memiliki kulit disertai dengan bulu yang
tebal sebagai pengendali suhu tubuh terhadap perubahan suhu lingkungan yang
ekstrim. Domba sebagai hewan ternak dituntut untuk tetap nyaman sehingga proses
pelepasan panas terjadi secara sensibel melalui mekanisme konduksi, konveksi dan
radiasi. Jalur utama pelepasan hewan terjadi melalui mekanisme evaporative heat
160000
140000
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
0:00
-20000
-40000
-60000
-80000
-100000
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
4:48 9:36 14:24 19:12 0:0015.0
10.0
Temperatur (oC)
Heat loss (W/m2)
loss dengan jalan melakukan pertukaran panas melalui permukaan kulit (sweating)
atau melalui pertukaran panas di sepanjang saluran pernapasan (painting) (Purwanto
1993) dan sebagian melalui feses dan urin (McDowell 1972).
Heatloss Kebun Kentang
Heatloss Orang Indoor
Heatloss Orang Outdoor
Heatloss Bulu Domba
Temperatur
5.0
0.0
Waktu (Jam)
Gambar 5 Hubungan Heat Loss dan temperatur terhadap waktu setiap komponen
Berdasarkan Gambar 5, kehilangan panas yang terjadi sepanjang hari diakibatkan
oleh keadaan suhu yang berubah. Kehilangan panas terbesar relatif terjadi pada
malam hari saat suhunya rendah sedangkan kehilangan panas terkecil terjadi pada
siang hari saat suhunya tinggi. Hal ini mengindikasikan hubungan suhu dan
kehilangan panas yang berbanding terbalik yang turut disebabkan adanya faktor
penyinaran matahari yang dapat meningkatkan suhu. Kehilangan panas terjadi naik
dan turun (fluktuatif) sepanjang hari pada empat komponen tersebut. Kehilangan
panas juga dipengaruhi oleh ketebalan kulit dan jumlah panas yang diterimanya baik
siang maupun malam hari.
Suhu berpengaruh dalam menentukan nilai heat loss setiap komponen. Selisih
suhu objek dengan suhu aktual di udara berbanding lurus dengan nilai heat loss yang
terjadi. Ladang jagung menggunakan suhu canopy sebagai suhu objek, untuk orang
indoor dan outdoor menggunakan suhu tubuh manusia sebagai suhu objek dan untuk
domba menggunakan suhu tubuh domba sebagai suhu objek. Selain suhu nilai heat
loss juga akan dipengaruhi nilai konduktansi (gH) setiap komponen dan nilai
ketinggian panas molar (Cp).
KESIMPULAN
Heatloss yang terjadi pada ladang kentang dan domba nilainya lebih besar
dibandingkan nilai heatloss pada orang indoor dan orang outdoor. Heat loss pada
ladang kentang dan domba sangat tinggi pada malam hari berbeda dengan siang hari
yang memiliki nilai heat loss sangat kecil. Heat loss maksimum yang terjadi di
ladang kentang yaitu 763,903 W/m2 pada pukul 22.30, sedangkan minimum -926,277
W/m2 pada pukul 12.30. Hal serupa juga terjadi pada domba yang kehilangan panas
tertingginya yaitu 83.870,7 W/m2 pada pukul 22.30 sedangkan heat loss minimum
-95.565,9 W/m2 terjadi pada pukul 12.30. Heat loss yang terjadi pada orang indoor
dan outdoor tidak terlalu jauh perbedaannya. Heat loss pada orang di dalam ruangan
(indoor) mencapai maksimum pada pukul 23.30 yaitu 28,57 W/m2 dan minimum
pada pukul 12.30 yaitu -42,43 W/m2. Heat loss yang terjadi pada orang indoor dan
outdoor tidak terlalu jauh perbedaannya. Heat loss orang indoor mencapai maksimum
pada pukul 22.30 yaitu 53,56 W/m2 dan minimum pada pukul 12.00 yaitu -68,22
W/m2.
DAFTAR PUSTAKA
Handoyo, Ekadewi Anggraini. 2001. Pengaruh tebal isolasi termal terhadap
efektivitas plate heat exchanger. Jurnal Teknik Mesin. Fakultas Teknologi
Industri Universitas Petra.
McDowell, R. E. 1972. Improvement of Lifestock Production in Warm Climate. W.H.
Freeman and Company, San Fransisco. p. 1-128
Purwanto, B. P. 1993. Heat and Energy Balance in Dairy Cattle Under High
Environmental Temperature. Doctoral Thesis, Hiroshima University.
Sarto; Soehendro, Bambang; Bendiyasa, I Made; dan Rochmadi. 2010. Perpindahan
panas dan massa pada pengembunan campuran methanol-propanol-udara dalam
kondensor tegak. Reaktor. Vol 13 No 2, Hal 109-116.
LAMPIRAN 1 HASIL PERHITUNGAN PADA LADANG
KENTANG DAN MANUSIA DI DALAM RUANGAN (INDOOR)
Data Pengukuran
Waktu
Ta
U(z)
0:00
25.7
1.9466
0:30
25.4
1.5176
1:00
25.2
1.506
1:30
25
1.5747
2:00
24.9
1.7421
2:30
24.9
2.3008
3:00
25.2
1.8151
3:30
25.3
2.2525
4:00
25.2
1.7622
4:30
25
1.888
5:00
24.7
1.9616
5:30
24.6
1.3056
6:00
24.6
1.262
6:30
24.5 0.99001
7:00
25
1.0011
7:30
25.6
1.0843
8:00
26.4
1.2327
8:30
27.5
1.5663
9:00
31.2
2.0217
9:30
35
2.1704
10:00
37.7
2.1486
10:30
39.5
1.8863
11:00
41.2
2.1621
11:30
43.7
1.6677
12:00
44.3
2.1222
12:30
44.8
1.6767
13:00
42.4
1.6309
13:30
40.5
2.1765
14:00
40.4
1.5862
14:30
35.6 0.88236
15:00
31
0.93179
15:30
29.5
1.469
16:00
29
1.1359
16:30
28.4
1.2062
17:00
27.9
1.1705
17:30
27.4
1.0635
18:00
26.8 0.71866
18:30
26.3
1.0824
19:00
26
0.71386
19:30
25.8
1.271
20:00
25.7 0.93889
20:30
25.6
1.4504
21:00
25.3
1.8715
21:30
25.1
1.8351
22:00
24.9
1.8858
22:30
24.7
2.4246
1.36232
23:00
24.5
3
U*
0.221737
0.17287
0.171548
0.179374
0.198443
0.262084
0.206758
0.256582
0.200732
0.215062
0.223446
0.148721
0.143754
0.112772
0.114035
0.123513
0.140417
0.178417
0.230292
0.24723
0.244747
0.214868
0.246285
0.189968
0.24174
0.190993
0.185776
0.247925
0.180684
0.10051
0.10614
0.167334
0.12939
0.137398
0.133332
0.121143
0.081863
0.123296
0.081316
0.14478
0.106949
0.165215
0.213182
0.209036
0.214811
0.276186
Ladang Kentang
U(h)
gH
0.69446 2.867375
0.541412 2.235451
0.537274 2.218364
0.561783 2.31956
0.621504 2.566143
0.820823 3.389118
0.647547 2.673673
0.803592 3.317971
0.628674 2.595751
0.673554 2.781056
0.699811 2.88947
0.46578 1.923171
0.450225 1.858948
0.353191 1.458302
0.357148 1.474637
0.38683 1.597193
0.439772 1.815788
0.558786 2.307187
0.721252 2.977999
0.774302 3.197036
0.766525 3.164925
0.672948 2.778552
0.771341 3.184811
0.594961 2.456551
0.757106 3.126037
0.598172 2.469808
0.581832 2.402344
0.776478 3.206022
0.565885
2.3365
0.314787 1.299731
0.332421 1.372543
0.524074 2.163862
0.405239
1.6732
0.430318 1.776753
0.417582 1.724167
0.379409 1.566554
0.256386 1.058599
0.386152 1.594394
0.254673 1.051528
0.453436 1.872205
0.334954 1.383001
0.517438 2.136464
0.667668 2.756752
0.654682 2.703134
0.672769 2.777816
0.864989 3.571477
H
529.2888
432.2915
441.9868
475.7418
533.8348
705.0382
532.7027
651.3509
517.1774
570.3947
618.0288
416.982
403.057
320.4618
302.4481
299.5056
297.9345
304.2026
69.80429
-281.019
-528.574
-610.587
-858.498
-842.13
-1126.59
-926.277
-732.042
-798.46
-575.059
-137.096
40.2155
158.5029
147.0743
187.4119
207.1241
211.1401
161.2881
266.2797
184.8586
340.1047
255.2882
400.6297
541.1779
546.4926
577.869
763.9033
Manusia di Indoor
gH
H
0.10885
23.282
0.109952
24.48408
0.110668
25.29211
0.111371
26.10533
0.111717
26.51387
0.111717
26.51387
0.110668
25.29211
0.110312
24.88744
0.110668
25.29211
0.111371
26.10533
0.112401
27.33471
0.112738
27.74699
0.112738
27.74699
0.113072
28.16051
0.111371
26.10533
0.109221
23.68135
0.106141
20.52564
0.101412
16.34256
0.076704
4.045362
0.078751
-4.61481
0.097504
-13.4273
0.105737
-20.1376
0.112061
-26.9237
0.119769
-37.5488
0.121414
-40.199
0.122735
-42.4345
0.115953
-31.9357
0.109588
-24.082
0.109221
-23.6813
0.08409
-6.40595
0.078751
4.614815
0.090577
9.288634
0.093651
10.97594
0.096981
13.07116
0.099516
14.87063
0.10187
16.71482
0.104495
18.98263
0.106541
20.91512
0.107714
22.09222
0.108476
22.88402
0.10885
23.282
0.109221
23.68135
0.110312
24.88744
0.111021
25.69808
0.111717
26.51387
0.112401
27.33471
0.155182
0.486016
440.978
0.113072
2.006726
28.16051
23:30
24.4
1.35368
0.154198
0.482933
1.993994
444.0227
0.113403
28.57524
LAMPIRAN 2 HASIL PERHITUNGAN MANUSIA DI LUAR
RUANGAN (OUTDOOR) DAN DOMBA
Waktu
0:00
0:30
1:00
1:30
2:00
2:30
3:00
3:30
4:00
4:30
5:00
5:30
6:00
6:30
7:00
7:30
8:00
8:30
9:00
9:30
10:00
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
14:00
14:30
15:00
15:30
16:00
16:30
17:00
17:30
18:00
18:30
19:00
19:30
20:00
20:30
21:00
21:30
22:00
22:30
23:00
Data Pengukuran
Ta
25.7
25.4
25.2
25
24.9
24.9
25.2
25.3
25.2
25
24.7
24.6
24.6
24.5
25
25.6
26.4
27.5
31.2
35
37.7
39.5
41.2
43.7
44.3
44.8
42.4
40.5
40.4
35.6
31
29.5
29
28.4
27.9
27.4
26.8
26.3
26
25.8
25.7
25.6
25.3
25.1
24.9
24.7
24.5
U(z)
1.9466
1.5176
1.506
1.5747
1.7421
2.3008
1.8151
2.2525
1.7622
1.888
1.9616
1.3056
1.262
0.99001
1.0011
1.0843
1.2327
1.5663
2.0217
2.1704
2.1486
1.8863
2.1621
1.6677
2.1222
1.6767
1.6309
2.1765
1.5862
0.88236
0.93179
1.469
1.1359
1.2062
1.1705
1.0635
0.71866
1.0824
0.71386
1.271
0.93889
1.4504
1.8715
1.8351
1.8858
2.4246
1.362323
Orang Outdoor
gH
H
0.19734
42.20911
0.174243
38.8005
0.173576 39.66908
0.177491 41.60389
0.186687 44.30641
0.214544 50.91778
0.190558 43.55017
0.21228
47.89257
0.187761 42.91086
0.194347 45.55499
0.198099 48.17573
0.161615 39.77676
0.158894 39.10695
0.140733 35.04965
0.141519 33.17216
0.147283 31.93386
0.157038
30.3681
0.177017 28.52628
0.201111 10.60659
0.208376 -12.2108
0.207327
-28.551
0.19426
-36.9968
0.207977 -49.9686
0.182657 -57.2648
0.206049 -68.2208
0.183149
-63.322
0.18063
-49.7493
0.208668 -45.8549
0.178138 -38.6239
0.132862 -10.1214
0.136533 8.000811
0.171431 17.58021
0.150747
17.6675
0.155341 20.93691
0.153025 22.86656
0.145863 23.93326
0.119906 21.78203
0.147154 28.88775
0.119504 24.51035
0.159459 33.63956
0.137052 29.31401
0.170342 36.93351
0.193496 43.65466
0.191605 44.35085
0.194234 46.09755
0.220241 53.56032
0.165089 41.11535
U(zs)
0.945015
0.736748
0.731117
0.764469
0.845736
1.116968
0.881176
1.09352
0.855494
0.916566
0.952297
0.633829
0.612662
0.48062
0.486003
0.526395
0.598438
0.760391
0.981474
1.053663
1.04308
0.915741
1.049634
0.809617
1.030263
0.813987
0.791752
1.056624
0.770052
0.428359
0.452356
0.713155
0.551445
0.585573
0.568242
0.516297
0.348887
0.525472
0.346557
0.617032
0.455802
0.704125
0.908556
0.890885
0.915498
1.177069
0.661366
Domba
gH
302.3057
260.3602
259.1643
266.1944
282.8291
334.2009
289.8816
329.9736
284.7826
296.812
303.7012
237.8846
233.0858
201.4949
202.8461
212.7992
229.8236
265.3415
309.2504
322.7038
320.7551
296.6516
321.9628
275.5187
318.3846
276.4098
271.8546
323.2477
267.3591
188.0476
194.2992
255.325
218.8186
226.8464
222.7938
210.3404
166.2625
212.5754
165.5953
234.0818
195.1862
253.3804
295.2529
291.7938
296.6044
344.8771
244.0329
H
64660.16
57977.02
59229.42
62395.97
67123.83
79315.9
66249.53
74445.34
65084.21
69572.73
73857.1
58548.16
57367.08
50182.3
47547.13
46139.12
44443.3
42759.79
16309.87
-18910.4
-44171.2
-56497.3
-77354.8
-86377.9
-105414
-95565.9
-74874.2
-71033.7
-57968.8
-14325.5
11385.94
26183.58
25645.55
30574.36
33292.08
34512.66
30203.25
41730.67
33963.6
49381.89
41748.37
54937.93
66612.01
67541.52
70393.13
83870.65
60776.39
23:30
24.4
1.35368
0.164564
41.4669
0.65717
243.1028
61257.04