HASIL DAN PEMBAHASAN
5.2.2 Perhitungan Laju Aliran Massa air, m air
Perhitungan laju aliran massa air di dalam saluran pipa air mempergunakan persamaan (2.2):
Berikut akan ditunjukkan perhitungan laju aliran massa air untuk setiap debit air. Untuk debit air = 12 liter/menit
Untuk debit air = 10,08 liter/menit
Untuk debit air = 9,84 liter/menit
Untuk debit air = 8,2 liter/menit
Untuk debit air = 7,92 liter/menit
Untuk debit air = 6,96 liter/menit
Untuk debit air = 4,8 liter/menit
Untuk debit air = 3,72 liter/menit
Untuk debit air = 2,46 liter/menit
Untuk debit air = 1,86 liter/menit
Untuk debit air = 1,62 liter/menit
Untuk debit air = 1,32 liter/menit
Hasil data-data ini akan disajikan pada tabel 5.2.
5.2.3 Perhitungan Laju Aliran Kalor yang Diterima Air
Perhitungan laju aliran kalor yang diserap oleh air di dalam saluran pipa mempergunakan persamaan (2.1):
Berikut ini perhitungan laju aliran air yang diterima untuk setiap debit air: Untuk debit air = 12 liter/menit
Untuk debit air = 9,84 liter/menit
Untuk debit air = 8,2 liter/menit
Untuk debit air = 7,92 liter/menit
Untuk debit air = 6,96 liter/menit
Untuk debit air = 4,8 liter/menit
Untuk debit air = 4,44 liter/menit
Untuk debit air = 3,72 liter/menit
Untuk debit air = 2,46 liter/menit
Untuk debit air = 1,86 liter/menit
Untuk debit air = 1,62 liter/menit
Hasil data-data ini akan disajikan pada tabel 5.2.
5.2.4 Perhitungan Laju Aliran Kalor yang Diberikan Gas
Perhitungan laju aliran kalor yang diberikan oleh gas menggunakan persamaan (2.3):
5.2.5 Efisiensi
Perhitungan efisiensi kompor gas menggunakan persamaan (2.4):
Untuk debit air = 12 liter/menit
Untuk debit air = 10,08 liter/menit
Untuk debit air = 9,84 liter/menit
Untuk debit air = 7,92 liter/menit
Untuk debit air = 6,96 liter/menit
Untuk debit air = 4,8 liter/menit
Untuk debit air = 4,44 liter/menit
Untuk debit air = 3,72 liter/menit
Untuk debit air = 2,46 liter/menit
Untuk debit air = 1,86 liter/menit
Untuk debit air = 1,32 liter/menit
5.3 Pembahasan
Tabel 5.2 menyajikan data mengenai debit air, suhu air masuk , suhu air keluar serta hasil perhitungannya berupa nilai mair, qairdan efisiensinya.
Tabel 5. 2 Hasil Perhitungan mair, qairdan efisiensi No Debit air (liter/menit) Suhu air masuk T(0C) Suhu air keluar T(0C) T (0C) mair (kg/s) qair (watt) Efisiensi (%) 1 12 27 34,7 7,7 0,199 6403,48 2 10,08 27 35,8 8,8 0,167 6141,46 3 9,84 27 37,1 10,1 0,163 6879,89 4 8,2 27 38,2 11,2 0,136 6365,45 5 7,92 27 39 12 0,131 6569,39 6 6,96 27 41,3 14,3 0,115 6872,37 7 4,8 27 48,7 21,7 0,080 7254,74 8 4,44 27 51 24 0,074 7421,90 9 3,72 27 56,1 29,1 0,062 7539,75 10 2,46 27 67 40 0,041 6853,56 11 1,86 27 81 54 0,031 6995,65 12 1,62 27 91 64 0,027 7221,31 13 1,32 27 99,7 72,7 0,022 6683,89
Dari tabel 5.2 dapat dibuat tiga grafik yang memberikan informasi mengenai hubungan debit air dengan suhu air keluar, hubungan debit air dengan laju aliran kalor dan hubungan debit air dengan efisiensi water heater. Gambar 5.1 menampilkan grafik hubungan debit air dengan suhu air keluar. Dari gambar 5.1
diperoleh informasi bahwa debit air berpengaruh terhadap suhu keluar dari water heater. Semakin besar debit air, suhu air semakin rendah.
Hubungan antara debit air dengan suhu air keluar dapat dinyatakan dengan persamaan:
,R2= 0,989
Persamaan tersebut berlaku untuk debit air 1,32 liter/menit sampai dengan 12 liter/menit pada tekanan udara luar sekitar 1 atm dengan suhu air masuk 270C. Nilai koefisien determinasi R2 = 0,989, artinya variasi dari Toutdapat diterangkan oleh mair sebesar 0,989. R2mengukur seberapa dekat garis regresi yang terestimasi dengan data sesungguhnya.
Gambar 5.1Hubungan debit air dengan suhu air keluar
Di pasaran salah satu water heater dengan nama produk JLG30-BV6 dengan maksimum debit 6 liter/menit mempunyai suhu air keluar dari antara 40-800C. Hal ini berarti bahwa water heater yang dibuat dalam penelitian ini mampu bersaing dengan yang dijual di pasaran, karena pada debit 6,96 liter/menit mampu menghasilkan suhu keluar water heatersebesar 41,30C.
Gambar 5.2Hubungan debit air dengan laju aliran kalor
Gambar 5.2 menampilkan suatu grafik yang menghubungkan debit air dengan laju aliran kalor. Dari gambar 5.2 menunjukkan bahwa debit air berpengaruh terhadap laju aliran kalor atau dapat dikatakan bahwa besarnya laju aliran kalor yang diterima air bergantung pada debit air yang mengalir. Trendline yang dihasilkan mendekati persamaan:
R2= 0,462
Persamaan tersebut berlaku untuk debit air 1,32 liter/menit sampai dengan 12 liter/menit pada tekanan udara luar sekitar 1 atm dan pada suhu air masuk 270C. Nilai qair paling tinggi sebesar 7539,75 watt pada debit air sebesar 3,72 liter/menit. Adapun nilai qair paling rendah sebesar 6178,23 watt pada debit air sebesar 10,08 liter/menit. Nilai koefisien determinasi sebesar 0,462 sehingga variasi dari variabel qairdapat diterangkan oleh variabel mairhanya sebesar 0,462.
Gambar 5.3Hubungan debit air dengan efisiensi water heater
Gambar 5.3 menampilkan grafik yang memberikan informasi mengenai hubungan antara debit air dengan efisiensi. Dari gambar 5.3 dapat diketahui dapat diketahui bahwa debit air yang masuk berpengaruh terhadap efisiensi water heater. Dari Tabel 5.2 menunjukkan nilai efisiensi terbesar sebesar 49,530% pada debit air
3,72 liter/menit sedangkan nilai terendah sebesar 40,586% pada debit air 10.08 liter/menit. Ini menunjukkan bahwa nilai efisiensi sebanding dengan jumlah kalor yang diperlukan water heater. Semakin besar nilai jumlah kalor yang diperlukan maka nilai efisiensi water heater juga semakin besar. Hubungan antara debit air dengan efisiensi dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
η=-0,086mair2+ 0,630mair+ 45,48 R2= 0,462
Persamaan tersebut berlaku untuk debit air 1,32 liter/menit sampai dengan 12 liter/menit pada tekanan udara luar sekitar 1 atm dan pada suhu air masuk 270C. Nilai koefisien determinasi variasi dari η terhadap variabel mair sebesar 0,462 sehingga hanya 0,462 yang dapat diterangkan oleh nilai mair. Efisiensi water heater yang dibuat tidak dapat mencapai 100% karena adanya kalor hilang melalui radiasi ataupun terbawa gas buang. Gas buang memiliki suhu yang lebih tinggi dibandingkan ketika udara masuk ke water heater. Radiasi dari proses pembakaran dapat menyebabkan suhu tabung lebih tinggi dari keadaan awal.
56
