BAB 4 ANALISA DATA
4.1. Hasil Pengujian
Pengujian desalinasi aktif kemiringan ganda dengan penambahan kolektor surya dilakukan selama 8 hari. Pengujian pertama dilakukan pada tanggal 21 Agustus 2018, pengujian kedua dilakukan pada tanggal 22 Agustus 2018, pengujian hari ketiga dilakukan pada tanggal 23 Agustus 2018, pengujian hari ke 4 dilakukan pada tanggal 24 Agustus 2018, pengujian hari ke 5 pada tanggal 25 Agustus 2018, pengujian hari ke 6 dilakukan pada tanggal 27 Agustus 2018, pengujian hari ke 7 tanggal 28 Agustus 2018, dan pengujian hari ke 8 tanggal 29 Agustus 2018. Dalam pengambilan data system pengujian yang dilakukan adalah mengukur temperatur : Kaca timur bagian luar,kaca barat bagian luar, basin, kaca timur bagian dalam, kaca barat bagian dalam, air masuk kolektor surya, air keluar kolektor surya, lingkungan pada lokasi penelitian gedung Magister Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara,kecepatan angin dan intensitas cahaya . Data yang diambil dari hasil pengujian menggunakan agilent data loader,hobo dan data BMKG .
57
4.1.1 Kajian Data temperatur a. Data Pengujian Hari Pertama
Tabel 4.1 Hasil Pengujian destilasi tanggal 21 Agustus 2018
Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta 8.00 28,901 28,808 24,60 25,00 27,50 29,70 26,00 27,20 27,00 9.00 33,219 31,315 28,30 29,30 31,00 34,50 29,15 30,75 28,25 10.00 39,248 36,112 32,40 34,40 39,80 38,12 35,29 34,51 30,50 11.00 42,539 39,722 39,20 44,30 48,80 42,60 40,15 39,60 35,46 12.00 45,213 44,678 49,60 53,10 55,00 42,90 43,51 41,95 33,90 13.00 44,947 42,448 52,20 54,50 54,90 42,15 44,15 42,50 34,00 14.00 43,861 42,902 54,70 56,60 58,00 40,80 43,79 42,35 34,50 15.00 38,963 37,263 55,40 57,70 57,40 39,15 42,15 40,75 33,15 16.00 35,916 36,974 48,86 49,50 48,91 35,70 40,35 38,15 32,80 17.00 35,023 34,419 44,62 45,50 46,55 34,90 39,60 36,18 32,50 18.00 31,571 31,760 39,47 43,96 32,40 33,46 28,15 27,30 29,40
Gambar 4.1 Grafik hasil pengujian hari pertama
Grafik perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 21 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 24,60 ,temperatur air keluar kolektor surya 25,00 , temperatur air 27,50 , temperatur basin 29,70 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 26,00 , sebelah timur bagian dalam 27,20 , dan temperatur lingkungan 27,00 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 55,40 pada pukul 15.00,temperatur air keluar kolektor surya 57,70 pada pukul 15.00 dan temperatur air 58,00 , pada pukul 14.00 WIB temperatur basin 42,90 pada pukul 12.00, temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 44,15 sebelah timur bagian dalam 42,50 pada pukul 13.00 WIB temperatur lingkungan tertinggi pada pukul 11.00 WIB dengan temperatur 35,46 Pada gambar diatas terlihat suhu pada saat air masuk kolektor surya dan keluar kolektor surya membuat suhu air ikut naik , dan suhu lingkungan tidak begitu tinggi sehingga dapat terjadi desalinasi .
b. Data Pengujian Hari kedua
Tabel 4.2 hasil Pengujian untuk hari ke 2 tanggal 22 Agustus 2018
waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
0,000 20,000 40,000 60,000 80,000
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
8.00 26,71 26,47 25,75 26,25 27,50 27,00 25,50 26,71 25,55 9.00 27,29 26,55 27,76 28,90 30,15 27,79 26,70 26,91 26,13 10.00 28,73 28,84 32,60 34,83 36,40 27,66 27,15 27,73 27,31 11.00 30,27 29,96 33,88 37,16 37,56 29,94 29,78 29,44 27,88 12.00 30,52 30,32 33,28 37,16 40,50 29,07 29,22 29,68 27,80 13.00 32,10 31,77 35,14 38,51 42,20 31,95 31,66 31,49 28,39 14.00 33,49 33,34 36,99 40,84 45,50 32,60 32,34 31,97 29,32 15.00 34,51 34,29 38,28 43,31 50,67 33,19 34,49 33,22 28,92 16.00 35,97 36,07 41,62 47,39 45,50 33,53 34,38 34,24 29,87 17.00 36,79 36,26 41,46 48,08 47,91 35,41 35,94 35,61 29,54 18.00 30,01 30,55 35,51 41,28 29,86 29,86 34,15 32,15 28,44
Gambar 4.2 Grafik pengujian hari kedua
Pada gambar diatas dapat dilihat suhu air di basin pada garis warna hijau tertinggi,pada hari tersebut kenaikan suhu lingkungan tidak begitu tinggi . Gambar diatas menunjukkan perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 22 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 25,75 ,temperatur air keluar kolektor surya 26,25 , temperatur air 27,50 , temperatur basin 27,00 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 25,50 , sebelah timur bagian dalam 26,71 , dan temperatur lingkungan
0,00 20,00 40,00 60,00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
25,55 pada pukul 8.00 WIB. Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 41,62 pada pukul 16.00 WIB,temperatur air keluar kolektor surya 48,08 pada pukul 17.00 dan temperatur air 47,91 , pada pukul 17.00 WIB temperatur basin 35,41 pada pukul 17.00 WIB, temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 35,94 sebelah timur bagian dalam 35,61 pada pukul 17.00 WIB temperatur lingkungan tertinggi pada pukul 16.00 WIB dengan temperatur 29,37
c. Data Pengujian Hari ketiga
Tabel 4.3 Hasil Pengujian untuk hari ke 3 tanggal 23 Agustus 2018
Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
8.00 29,87 29,12 28,01 30,55 33,24 31,77 27,90 27,80 26,48 9.00 35,41 35,23 36,00 40,15 44,20 36,41 35,10 35,80 28,47 10.00 35,17 34,88 34,80 57,30 58,66 35,02 36,45 37,15 30,52 11.00 40,66 40,89 35,37 58,15 59,00 39,79 41,30 40,24 31,33 12.00 50,93 49,28 37,15 57,40 59,60 49,89 49,24 48,80 31,92 13.00 55,06 54,43 55,57 59,34 60,15 54,45 55,30 55,00 32,05 14.00 53,05 52,46 50,32 60,06 61,78 52,26 51,40 50,08 32,72 15.00 44,54 43,46 39,43 59,30 60,35 43,71 44,70 43,15 32,54 16.00 38,85 40,33 35,92 55,15 56,39 37,79 40,24 38,20 32,69 17.00 34,77 35,67 36,34 50,70 51,49 33,39 34,20 31,45 33,31 18.00 33,17 34,75 34,75 40,30 38,00 33,05 35,12 31,32 30,34
Gambar 4.3 Grafik pengujian hari ketiga
Pada gambar terlihat temperatur air di basin tidak begitu tinggi karena suhu lingkungan tidak begitu besar perubahannya ,perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 23 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 28,01 , temperatur air keluar kolektor surya 30,05 , temperatur air 33,24 , temperatur basin 31,77 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 27,80 , sebelah timur bagian dalam 26,48 , dan temperatur lingkungan 26,48 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 55,57 , temperatur air keluar kolektor surya 60,06 , temperatur air 61,78 , temperatur basin 54,45 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 55,30 temperatur kaca sebelah timur bagian dalam 55,00 pada pukul 13.00 WIB temperatur lingkungan tertinggi pada pukul 17.00 WIB dengan temperatur 33,31
d. Data Pengujian Hari keempat
Tabel 4.4 Hasil Pengujian untuk hari ke 4 tanggal 24 Agustus 2018 Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
8.00 29,81 29,79 29,81 30,15 30,70 30,94 26,14 28,61 27,77 9.00 33,76 33,90 33,45 34,60 35,60 35,57 31,67 32,15 31,25 10.00 39,97 39,16 38,70 39,15 39,80 38,61 38,28 37,25 32,22
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
11.00 44,02 43,16 44,70 45,83 46,15 43,33 44,11 43,26 33,76 12.00 48,14 47,20 47,00 47,67 48,58 47,60 45,75 45,78 33,90 13.00 50,91 50,34 50,45 51,13 51,84 49,86 49,63 49,54 35,46 14.00 52,39 51,82 53,70 54,35 54,80 52,07 49,73 49,36 35,53 15.00 51,76 48,50 50,89 51,65 52,05 51,09 47,16 46,30 35,02 16.00 45,54 46,77 46,76 47,36 47,80 45,12 45,31 44,76 31,92 17.00 40,28 41,15 41,97 42,80 43,13 40,14 40,51 39,49 31,26 18.00 32,54 33,98 32,15 34,25 35,23 34,29 32,80 32,97 30,34
Gambar 4.4 Grafik pengujian hari keempat
Grafik perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 24 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 29,81 , air keluar kolektor surya 30,15 , temperatur air 30,70 , temperatur basin 30,94 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 26,14 , sebelah timur bagian dalam 28,61 , dan temperatur lingkungan 27,77 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 51,80 ,temperatur air keluar kolektor surya 54,35 dan temperatur air 54,80 , temperatur basin 52,07 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 49,73 sebelah timur bagian dalam
0,00 20,00 40,00 60,00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
49,54 pada pukul 13.00, temperatur lingkungan tertinggi pada pukul 14.00 dengan temperatur 35,53
e. Data Pengujian Hari kelima
Tabel 4.5 Hasil Pengujian untuk hari ke 5 tanggal 25 Agustus 2018 Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
8.00 30,41 30,19 28,50 29,86 30,00 30,08 27,15 27,70 28,87 9.00 39,59 38,64 38,70 39,00 41,50 40,16 37,90 39,70 32,56 10.00 43,16 42,58 41,35 42,70 45,60 42,94 42,20 41,15 33,13 11.00 47,47 45,73 45,65 47,09 48,80 46,33 47,30 45,17 33,78 12.00 50,25 48,84 46,60 49,73 52,00 49,73 47,34 48,20 34,39 13.00 53,90 52,69 52,15 53,48 55,20 52,57 52,90 53,15 35,66 14.00 52,47 52,30 52,70 53,08 59,40 51,80 53,15 52,15 36,34 15.00 51,85 50,25 53,00 53,18 54,23 50,30 50,15 51,20 37,12 16.00 48,46 49,88 47,50 48,90 50,30 47,60 48,20 49,20 32,15 17.00 45,20 45,20 45,65 45,70 47,35 45,22 45,20 47,20 30,87 18.00 37,846 37,046 36,90 37,10 38,03 37,00 37,80 38,00 29,19
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
Gambar 4.4 grafik pengujian hari kelima
Grafik perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 25 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 28,50 , air keluar kolektor surya 29,86 , temperatur air 30,00 , temperatur basin 30,08 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 27,15 , sebelah timur bagian dalam 27,70 , dan temperatur lingkungan 28,87 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur air masuk kolektor surya 53,00 pada pukul 15.00, air keluar kolektor surya 53,48 pukul 13.00 , temperatur air 59,40 pada pukul 14.00, temperatur basin 52,57 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 53,15 sebelah timur bagian dalam 53,15 pada pukul 13.00, temperatur lingkungan tertinggi pada pukul 15.00 dengan temperatur 37,12
f. Data Pengujian Hari keenam
Tabel 4.6 Hasil Pengujian untuk hari ke 6 tanggal 27 Agustus 2018 Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
8.00 30,93 30,35 28,00 28,15 28,26 26,19 26,99 27,96 27,88 9.00 34,93 34,00 34,05 34,19 34,80 30,85 31,97 33,57 30,60 10.00 38,19 37,27 36,90 37,18 37,60 37,75 36,03 35,05 31,56 11.00 44,76 43,25 47,15 47,65 48,23 42,43 44,66 44,07 32,56 12.00 45,23 44,35 46,80 47,05 48,62 43,17 43,37 42,05 34,94 13.00 50,54 49,66 50,90 51,55 52,03 50,00 49,76 49,16 33,52 14.00 46,74 45,67 46,80 47,78 48,00 46,43 45,03 40,83 34,62 15.00 41,67 43,88 45,50 46,75 47,88 46,18 40,30 35,99 32,64 16.00 35,56 36,72 40,19 41,47 45,35 34,11 33,46 30,81 32,92 17.00 35,07 35,98 39,60 40,95 42,15 35,75 32,49 30,51 32,98 18.00 32,62 33,60 31,50 32,32 35,34 28,25 30,60 28,15 30,98
Gambar 4.6 grafik pengujian hari keenam
Grafik perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 27 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 28,00 , air keluar kolektor surya 28,15 , temperatur air 28,26 , temperatur basin 26,19 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 26,99 , sebelah timur bagian dalam 27,96 , dan temperatur lingkungan 27,88 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 50,90 , air keluar kolektor surya 51,55 , temperatur air 52,03 , temperatur basin 50,00 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 49,76 sebelah timur bagian dalam 49,16 pada pukul 13.00, temperatur lingkungan tertinggi pada pukul 12.00 dengan temperatur 34,94
g. Data Pengujian Hari ketujuh
Tabel 4.7 Hasil Pengujian untuk hari ke 7 tanggal 28 Agustus 2018
Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
0,00 20,00 40,00 60,00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
8.00 29,28 29,08 30,64 31,00 31,39 30,54 26,70 26,23 26,67 9.00 38,84 38,22 37,15 37,50 38,14 39,37 36,45 36,15 29,94 10.00 44,28 44,14 44,68 44,70 44,80 44,13 43,50 43,13 31,31 11.00 47,43 46,63 48,14 48,50 48,70 46,77 46,13 45,90 33,73 12.00 51,19 50,67 51,13 51,50 51,80 50,34 50,25 50,13 33,42 13.00 54,16 53,87 54,81 55,00 55,23 52,24 52,45 52,15 35,26 14.00 52,59 51,41 55,13 55,65 55,90 50,93 50,23 49,47 34,73 15.00 46,77 46,91 53,15 53,90 54,38 44,51 46,15 46,00 32,92 16.00 45,57 44,02 49,45 50,15 50,35 40,25 42,15 42,03 31,69 17.00 41,72 42,29 45,00 46,15 47,43 39,54 41,78 40,15 31,64 18.00 37,29 38,63 38,00 38,15 39,23 35,86 39,00 36,35 30,75
Gambar 4.7 Grafik pengujian hari ketujuh
Grafik perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 28 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 30,64 , air keluar kolektor surya 31,00 , temperatur air 31,39 , temperatur basin 30,54 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 26,70 , sebelah timur bagian dalam 26,23 , dan temperatur lingkungan 26,67 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 55,13 , air keluar kolektor surya 55,65 ,temperatur air 55,90 pada pukul 14.00, temperatur basin
0,00 20,00 40,00 60,00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
52,24 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 52,45 sebelah timur bagian dalam 52,15 , temperatur lingkungan dengan temperatur 35,26 pada pukul 13.00.
h. Data Pengujian Hari kedelapan
Tabel 4.8 Hasil Pengujian untuk hari ke 8 tanggal 29 Agustus 2018 Waktu TgoE TgoW Twi Twf Tw Tv TgiW TgiE Ta
8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00
Temperatur
Waktu
TgoE TgoW Tw Tv TgiW
TgiE Ta Twi Twf
Gambar 4.8 Grafik Pengujian Hari kedelapan
Grafik perbandingan temperatur dengan waktu, pengujian tanggal 29 Agustus 2018 diperoleh data temperatur terendah air masuk kolektor surya 30,00 , air keluar kolektor surya 31,00 , temperatur air 31,20 , temperatur basin 30,55 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 27,77 , sebelah timur bagian dalam 30,50 , dan temperatur lingkungan 27,10 pada pukul 8.00 . Untuk temperatur tertinggi air masuk kolektor surya 52,70 , air keluar kolektor surya 52,80 , temperatur air 52,98 , temperatur basin 51,70 , temperatur kaca sebelah barat bagian dalam 50,47 sebelah timur bagian dalam 50,28 pada pukul 14.00, dan temperatur lingkungan dengan temperatur 34,68 pada pukul 13.00.
4.1.2 Kajian Data Intensitas Matahari
Intensitas matahari untuk proses destilasi adalah jumlah energi matahari yang diterima alat destilasi pada luasan dan jangka waktu tertentu. Dibawah ini terdapat nilai intensitas matahari saat pengujian destilasi. Pada tabel ditunjukkan pada pengujian hari ke 5 dengan rata-rata intensitas matahari paling besar yaitu 420,855 W/m²,dan rata-rata intensitas matahari paling kecil pengujian hari ke 2 yaitu 97,90 W/m².
Tabel 4.9 Tabel Intensitas Matahari pengujian hari pertama sampai hari ke delapan
Intensitas Matahari
Waktu
Hari 1 Hari 2 Hari 3 Hari 4 Hari 5 Hari 6 Hari 7 Hari 8
8.00
91,900 30,600 121,900 215,600 266,900 175,600 114,400 176,900
9.00
256,900 81,900 275,600 325,600 428,100 304,400 293,100 201,900
10.00
476,900 114,400 351,900 640,600 646,900 443,100 634,400 534,400
14.00
418,100 138,100 339,400 549,400 599,400 421,900 638,100 599,400
15.00
153,100 146,900 263,100 515,600 630,600 175,600 181,900 216,900
16.00
194,400 186,900 284,400 359,400 301,900 219,400 143,100 160,600
17.00
Dari tabel 4.9 digambarkan grafik intensitas matahari selama pengujian hari pertama sampai kedelapan .
Gambar 4.9 Grafik intensitas matahari
0,000
Pada gambar diatas terlihat intensitas matahari pada hari ke – 2 rendah, pada hari ke -1 intensitas matahari tidak menentu kenaikan dan penurunannya,pada hari ke -6 intensitas matahari bisa dikatakan tidak begitu tinggi . Nilai intensitas radiasi matahari berfluktuasi setiap satu jam pengamatan, semakin siang nilainya semakin tinggi hingga mencapai puncaknya ketika jam 11.00 atau 12.00, kemudian nilai intensitas radiasi matahari ini mengalami penurunan pada jam-jam berikutnya. Hal ini disebabkan sudut jatuh sinar matahari pada permukaan kaca tergantung pada posisi sinar matahari terhadap zenit, semakin jauh dari zenit maka semakin kecil sudut jatuh sehingga intensitas radiasi matahari yang diterima pun semakin kecil. Intensitas radiasi matahari sangat berpengaruh terhadap kenaikan suhu air laut karena semakin besar intensitas radiasi matahari maka semakin tinggi suhu air laut yang diperoleh. Hal ini terjadi karena pada dasarnya pada penelitian ini intensitas radiasi matahari merupakan faktor utama yang digunakan untuk menentukan nilai suhu air laut dan besarnya penguapan. Radiasi surya yang mengenai absorber melalui penutup kaca akan langsung di absorber ke plat yang berwarna hitam kemudian kalor yang dihasilkan di transfer ke fluida kerja [33]. Faktor lain yang mempengaruhi laju penguapan adalah luas permukaan, lama evaporasi, dan panas jenis bahan. Hubungan antara intensitas radiasi matahari terhadap kenaikan suhu air laut berbanding lurus begitu juga dengan energy kalor matahari sedangkan hubungan antara tekanan vakum terhadap laju penguapan juga berbanding lurus semakin tinggi tekanan vakum maka laju penguapan nya semakin besar.
4.1.3 Kajian Data Kecepatan Angin
Kecepatan angin yang berhembus pada permukaan kaca merupakan hal yang mendukung proses perpindahan panas konveksi dari kaca keudara lingkungan semakin tinggi kecepatan angin dapat mempercepat laju perpindahan panas konveksi. Untuk kecepatan angin data hasil pengujian dapat dilihat pada table berikut.
Tabel 4.10 Data pengukuran kecepatan angin
Dari tabel 4.10 dapat digambarkan grafik perbandingan kecepatan angin dengan hari pengujian pada pengujian hari pertama hingga hari kedelapan
.
Gambar 4.10 Grafik Pengukuran Kecepatan Angin
Gambr diatas merupakan grafik kecepatan angin setiap harinya, dan dapat dilihat naik turunnya kecepatan angin. Data yang diproleh diatas akan di lanjutkan pada proses perhitungan guna mengetahui besar kecilnya efisiensi energi dan exergy dari alat desalinasi yang digunakan sesuai dengan tujuan penelitian.