KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGGUNAAN ABSORBER PASIR DAN ABSORBER BATU GERANIT TERHADAP LAJU PERPINDAHAN KALOR YANG DITERIMA AIR PADA KOLEKTOR SURYA TIPE PELAT DATAR - Repository UNRAM

  

KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGGUNAAN ABSORBER PASIR DAN

ABSORBER BATU GERANIT TERHADAP LAJU PERPINDAHAN KALOR

YANG DITERIMA AIR PADA KOLEKTOR SURYA TIPE PELAT DATAR

  Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat sarjana S-1

  Jurusan Teknik Mesin Oleh :

  HARI JATMIKO F1C 009 014 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MATARAM

  

KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGGUNAAN ABSORBER PASIR DAN

ABSORBER BATU GERANIT TERHADAP LAJU PERPINDAHAN KALOR

YANG DITERIMA AIR PADA KOLEKTOR SURYA TIPE PELAT DATAR

  Oleh :

  

HARI JATMIKO

F1C 009 014

  Telah diperiksa dan disetujui oleh :

  1. Pembimbing Utama

  

Made Wirawan, ST.,MT. Tanggal :..............................2013

NIP. 19710728199803 1 002

  2. Pembimbing Pendamping

  

Ida Bagus Alit, ST., MT. Tanggal :..............................2013

NIP. 19711226199803 1 001

  Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin

  Fakultas Teknik Universitas Mataram

Sinarep, ST., MT.

  

NIP. 19721231199903 1 005

  Tugas Akhir

  

ABSORBER BATU GERANIT TERHADAP LAJU PERPINDAHAN KALOR

YANG DITERIMA AIR PADA KOLEKTOR SURYA TIPE PELAT DATAR

Oleh :

Hari Jatmiko

  Telah dipertahankan di depan dewan penguji pada tanggal 09 November 2013 dan dinyatakan telah memenuhi syarat.

  Susunan Tim Penguji :

  1. Penguji I

  2. Penguji II

  

Arif Mulyanto, ST.,MT Rudy Sutanto., ST.,MT

NIP. 19700405199903 1 001 NIP.19721208199903 1 002

  3. Penguji III

  I Kade Wiratama, ST.,M.Sc.,Ph.D NIP. 19680505199702 1 002

  Mataram,....November 2013 Dekan Fakultas Teknik

  Universitas Mataram

  

Yusron Sa'adi, ST., MSc., PhD

NIP. 19661020199403 1 003

  “Kajian Eksperimental Penggunaan Absorber Pasir dan Absorber Batu Geranit

  

Terhadap Laju Perpindahan Kalor yang Diterima Air pada Kolektor Surya Tipe

Pelat Datar” tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

  kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Demikian surat pernyataan ini saya buat tanpa tekanan dari pihak manapun dan dengan kesadaran penuh terhadap tanggung jawab dan konsekuensi serta menyatakan bersedia menerima sangsi terhadap pelanggaran dari pernyataan tersebut.

  Mataram, Oktober 2013 HARI JATMIKO F1C 009 014 Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Pengasih dan Penyayang atas segala berkat, bimbingan dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan usulan tugas akhir ini.

  Tugas Akhir ini mengambil judul “Kajian Eksperimental Penggunaan

  

Absorber Pasir dan Absorber Batu Geranit Terhadap Laju Perpindahan Kalor yang

Diterima Air pada Kolektor Surya Tipe Pelat Datar”, pada penelitian digunakan tiga

  (3) jenis absorber berbeda antara lain absorber pasir, absorber batu granit dan absorber pasir granit. Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pengguanaan absorber berbeda pada kalor yang diserap air. Disamping itu penulisan Tuga Akhir ini ditujukan untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mencapai gelar sarjana S-1 Jurusan Teknik Mesin.

  Mengingat segala keterbatasan yang ada, penulis membuka pintu atas segala kritik dan saran demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bisa memberikan manfaat bagi pembaca serta bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.

  Mataram, Oktober 2013 Penulis Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, dukungan, masukan dan kontribusi dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

  1. Bapak Yusron Saadi, ST., MSc., PhD selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Mataram.

  2. Bapak Sinarep, ST., MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mataram.

  3. Bapak Made Wirawan, ST., MT, selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah memberikan arahan yang berharga tentang konsep – konsep perpindahan panas dalam tugas akhir ini.

  4. Bapak Ida Bagus Alit, ST., MT, selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah memberikan pengarahan tentang kolektor surya.

  5. Bapak Arif Mulyanto, ST.,MT., selaku Dosen Penguji 1, yang telah memberikan kritik dan saran demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

  6. Bapak Rudy Sutanto., ST.,MT., selaku Dosen Penguji 2 , yang telah memberikan kritik dan saran demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

  7. Bapak I Kade Wiratama, ST.,M.Sc.,Ph.D., selaku Dosen Penguji 3, yang telah memberikan kritik dan saran dalam Tugas Akhir ini.

  8. Kedua orang tua, Ayah Paiso (Alm), dan Ibu Mesilah, serta kakak – kakak saya, Adi Kariyanto, Hari Adi, Adi Santoso dan Adi Wibowo, terima kasih dengan tulus atas doa dan dukungannya.

  9. Shaomi Sanyadika atas doa, perhatian, dorongan dan motivasinya selama penulis mengerjakan skripsi ini.

  10. Teman – teman Teknik Mesin M.Saiful Bahri, Ujiburrahman, Suparman Ahmadi, Enok, Irwan, Mbak Wati, M. Hilmi, serta sahabat, Imah, Emi, Ni Luh, saya terima kasih banyak atas doa dan dukungannya.

  Semoga sumbangsih mereka dalam tugas akhir ini bisa bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk kesejahteraan masyarakat luas.

  HALAMAN JUDUL........................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN............................................................................... ii SURAT PERNYATAAN KEASLIAN............................................................ iv KATA PENGANTAR.........................................................................................v UCAPAN TERIMA KASIH.............................................................................vi DAFTER ISI......................................................................................................vii DAFTER GAMBAR...........................................................................................x DAFTER LAMPIRAN.....................................................................................xii ABSTRAK....................................................................................................... xiii

  BAB I. PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang...........................................................................1

  1.2. Perumusan Masalah...................................................................3

  1.3. Batasan Masalah.......................................................................4

  1.4. Tujuan Penelitian.......................................................................4

  1.5. Manfaat Penelitian.....................................................................4

  1.6. Tempat Penelitian......................................................................5

  1.7. Hipotesis....................................................................................5

  BAB II. DASAR TEORI

  2.1. Energi Surya dan Pemanfaatannya............................................6

  2.2. Tinjauan Perpindahan Panas......................................................7

  2.2.1. Konduksi.......................................................................7

  2.2.2. Konveksi.......................................................................8

  2.3. Kolektor Surya.........................................................................10

  3.4.1. Persiapan.....................................................................18

  ..................................26

  loss ¿

  4.2.3. Energi yang Hilang (Q

  ......................24

  ¿

  Q u

  4.2.2. Kalor yang Diserap oleh Air (

  ¿ .......23

  4.2.1. Energi yang Masuk kedalam Kolektor ( Q _¿

  5.3. Analisa Data.............................................................................23

  BAB IV. Analisa Data

  3.5. Diagram Alir............................................................................21

  3.4.2. Pengujian....................................................................20

  3.4. Prosedur Penelitian..................................................................18

  2.4. Kolektor Surya Pelat Datar (Flat-Plate Collector)..................10

  3.3.2. Bahan Penelitian.........................................................17

  3.3.1. Alat Penelitian............................................................17

  3.3. Alat dan Bahan.........................................................................17

  3.2. Variabel – Variabel Penelitian.................................................16

  3.1. Tempat Penelitian....................................................................16

  BAB III.Metode Penelitian

  2.5.4. Analisis Efisiensi Panas Berguna...............................15

  2.5.3. Analisa Energi yang Hilang........................................14

  2.5.2. Analisa Kalor yang Diserap oleh Air.........................14

  2.5.1. Analisa Energi yang Masuk dalam Kolektor..............13

  2.5. Analisa Perpindahan Panas Kolektor.......................................13

  2.4.2. Absorber pada Kolektlr Surya Pelat Datar.................12

  2.4.1. Material Kaca.............................................................12

  4.2.4. Efisiensi Panas Berguna (η ¿ ...............................26

  4.2.1. Perbandingan antara Kenaikan Temperatur dan Intensitas Radiasi Matahari Terhadap Waktu Penelitian................................................27

  4.2.2. Perbandingan antara Intensitas Radiasi Matahari dan Temperatur Absorber terhadap Waktu Penelitian.................................31

  4.2.3. Perbandingan antara Kalor yang Diserap Air dengan Waktu Penelitian.............................34

  4.2.4. Perbandingan antara Efisiensi Kolektor Surya dengan Waktu Penelitian pada Perbedaan Absorber Kolektor Surya..................37

  4.2.5. Efisiensi Rata - Rata Kolektor Surya Perhari................................................................40

  BAB V. Penutup

  5.1. Kesimpulan..............................................................................43

  5.2. Saran........................................................................................43

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Gambar 2.1 Kolektor Tipe Pelat Datar. (a) Kolektor Pelat Datar, (b)Gambar 3.4 Kontruksi Peralatan...................................................................... 19Gambar 4.3 Hubungan Kalor yang Diserap Air(a) Debit Air 200 cc/ menit, (b) Debit Air 250 cc/menit, (c) Debit Air 300 cc/

  Radiasi Matahari pada (a) Debit Air 200 cc/menit, (b) Debit Air 250 cc/menit, (c) Debit Air 300 cc/menit dengan Waktu........................................................................................... 32

Gambar 4.2 Hubungan Temperatur Absorber Kolektor Surya, Intensitas

  Intensitas Radiasi Matahari pada (a) Debit Air 200 cc/ menit, (b) Debit Air 250 cc/menit, (c) Debit Air 300 cc/ menit dengan Waktu Penelitian................................................... 28

Gambar 4.1 Hubungan Kenaikan Temperatur Kolektor Surya (∆T),Gambar 3.5 Diagram Alir Penelitian............................................................... 22

  Pasir Granit.................................................................................. 18

  

Fot Potongan Header dan Riser pada Kolektor Pelat Datar

Gambar 3.3 Dimensi Kolektor Surya dengan Menggunakan Absorber

  Pasir.............................................................................................. 18

Gambar 3.2 Dimensi Kolektor Surya dengan Menggunakan Absorber

  Batu Geranit................................................................................. 18

Gambar 3.1 Dimensi Kolektor Surya dengan Menggunakan AbsorberGambar 2.2. Bagian-bagian Kolektor dan Detail Absorber.............................12

  ...................................................................................................... 10

  menit dengan Waktu Penelitian................................................... 35

  cc/menit, (b) Debit Air 250 cc/menit, (c) Debit Air 300 cc/ menit dengan Waktu Penelitian................................................... 38

Gambar 4.5 Efisiensi Rata – Rata Kolektor Surya Perhari (a) Debit Air 200 cc/menit, (b) Debit Air 250 cc/menit, (c) Debit Air 300

  cc/menit........................................................................................ 40