BAB III METODE PENELITIAN
3.4. Tata Cara Penelitian
Dalam penelitian ini tata cara penelitian meliputi (1) alur pelaksanaan penelitian, (2) pembuatan mesin pengering sepatu, (3) proses pengisian referigeran, (4) skematik pengambilan data dan (5) langkah-langkah pengambilan data.
3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian
Alur pelaksanaan penelitian mesin pengering sepatu disajikan dalam Gambar 3.17 Sebagai berikut :
3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Sepatu
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin pengering sepatu yaitu :
Mulai
Perancangan mesin pengering sepatu
Persiapan alat dan bahan
Pembuatan Mesin pengering sepatu dan lemari pengering
Pemvakuman dan pengisian refrigeran 134a pada mesin dehumidifier
Uji coba
Pengambilan data
Pengolahan, analisis data / pembahasan, kesimpulan dan saran
Selesai
Gambar 3.18 Skematik diagram alur penelitian Tidak baik Baik
a. Merancang bentuk dan model mesin pengering sepatu dapat dilihat pada Gambar 3.18
b. Membuat rangka dan casing mesin pengering dengan bahan kayu
c. Pemasangan komponen- komponen utama mesin pengering sepatu yang terdiri dari kompresor, evaporator, kondensor, motor listrik dan kipas.
d. Pemasangan tampungan air evaporator.
e. Pemasangan pipa kapiler, pipa-pipa tembaga dan pressure gauge. f. Pemasangan pintu penutup mesin pengering dan lemari pengering. g. Merangkai kelistrikan mesin pengering sepatu.
h. Mendempul bagian-bagian yang memungkinkan keluarnya kalor dari mesin pengering sepatu serta menambahkan lapsan lakban untuk menjaga agar dempul yang pecah karena suhu tinggi bisa tetap pada posisinya.
3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran 134a
Sebelum pengisisan refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu peroses pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan.
3.4.3.1 Proses Pemetilan
Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang atau dilas pada evaporator, dengan cara sebagai berikut :
a. Hidupkan kompresor dan tutup pentil tersebut. b. Kemudian tuang metil kira-kira 1 tutup botol metil,
c. Berikan 1 tutup botol metil tersebut pada ujung pipakapiler, kemudian dihisap oleh pipa kapiler tersebut.
d. Matikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang keluar filter.
3.4.3.2 Proses Pemvakuman
Merupakan proses untuk menghilangkan udara, uap air dan kotoran yang disebabkan oleh korosi pipa-pipa tembaga yang terjebak di dalam siklus mesin pengering. Berikut langkah-langkah pemvakuman, antara lain :
a. Persiapan pressure gauge berikut 1 selang berwarna biru (low pressure). Yang dipasang pada pentil yang sudah dipasang dopnya dan 1 selang berwarna merah (high pressure), yang dipasang pada tabung refrigeran. b. Pada saat pemvakuman, kran manifold diposisikan terbuka dan kran tabung
refrigeran diposisikan tertutup.
c. Hidupkan kompresor, maka secara otomatis udara yang terjebak dalam siklus akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan lubang keluar filter.
d. Pastikan bahwa udara yang terjebak telah habis. Untuk memastikannya dengan cara menyalakan korek api dan ditaruh didepan ujung pottongan pipa kapiler.
f. Cek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan katup dengan busa sabun. Jika terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut masih terjadi kebocoran.
g. Setelah sudah dipastikan semua tidak terjadi kebocoran, langkah selanjutnya mengelas ujung potongan pipa kapiler tersebut.
3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran 134a
Untuk melakukan pengisian refrigeran pada mesin pengering sepatu diperlukan beberapa prosedur, seperti berikut :
a. Pasang salah satu selang presure gauge berwarna biru pada katup pengisian (katup tengah) presure gauge, kemudian ujung selang presure gauge satunya pada katup tabung refrigeran 134a.
b. Hidupkan kompresor dan buka keran pada katup tabung refrigran secara perlahan-lahan. Setelah tekanan pada high presure gauge mencapai tekanan yang diinginkan, tutup keran pada katup tabung refrigeran.
c. Setelah refrigeran terisi kedalam siklus mesin, lepaskan selang presure gauge. Cek lubang katup, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun guna mengetahui kebocoran.
3.3.4 Skematik Pengambilan Data
Untuk mempermudah pemahaman tentang kerja mesin pengering sepatu alur dan sistem kerja ditampilkan dalam skematik mesin pengering sepatu yang diteliti tersaji pada Gambar 3.19
Gambar 3.20 Skematik pengering sepatu
Keterangan Gambar 3.19 skematik pengering sepatu :
a. Termokopel (Tin) berfungsi untuk mengukur udara kering sebelum masuk mesin pengering.
b. Termokopel (T1) berfungsi untuk mengukur udara kering setelah melewati evaporator.
c. Termokopel (T2) berfungsi mengukur suhu udara kering setelah melewati kompresor.
d. Termokopel (T3) berfungsi mengukur suhu udara kering setelah melewati Kondensor.
e. Termokopel (T4) berfungi untuk mengukur suhu udara kering ruang pengeringan.
f. Termokopel (T5) berfungsi untuk mengukur suhu udara setelah melewati ruang pengering.
g. Hygrometer (Twb1) berfungsi untuk mengukur suhu udara basah sebelum memasuki mesin pengering.
Twb1 Tin T1 T2 T3 T4 Twb2 Twb3 T5 T2
h. Hygrometer (Twb2) berfungsi untuk mengukur suhu udara basah dalam ruang pengeringan.
i. Hygrometer (Twb3) berfungsi untuk mengukur suhu udara basah setelah keluar ruang pengering.
j. Pressure gauge (Pc) berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang masuk kompresor.
k. Pressure gauge (Pe) berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang keluar kompresor.
l. Anemometer (v) berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran udara yang masuk keruang pengering.
3.3.5 Langkah-langkah Pengambilan Data
Langkah-langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data yaitu sebagai berikut :
a. Penelitian di ambil pada tempat terbuka dan pada musim kemarau. Perubahan suhu sekitar dan kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu sekitar dan kelembabannya selalu berubah-ubah sesuai cuaca. b. Pastikan bahwa termokopel, hygrometer, dan timbangan digital yang
digunakan sudah dikalibrasi.
c. Pastikan bahwa kipas berkerja. Serta pastikan saluran pembuangan air tidak tersumbat.
d. Letakkan alat bantu penelitian pada tempat yang sudah ditetapkan. e. Kemudian nyalakan mesin pengering sepatu,
g. Selanjutnya tutup semua pintu lemari mesin pengering dan tunggu sampai 30 menit, guna mesin pengering sepatu mencapai suhu kerja yang konstan. h. Basahi dan peras sepatu sampai air tidak menetes kembali. Kemudian
timbang dan catat massa sepatu basah awal (Msba). Untuk percobaan kedua dan ketiga massa sepatu basah awal harus didapat hasil yang sama dengan percobaan pertama.
i. Cek tekanan P1 dan P2, kemudian tutup semua pintu. j. Atur alarm stopwatch menjadi per 30 menit.
k. Data yang perlu dicatat per 30 menit, antara lain : Msbt : Massa sepatu basah saat t, (kg)
RHin : Kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering, (%). RHRP : Kelembaban udara dalam ruang pengeringan, (%)
RHout : Kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering, (%) Tin : Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering, (°C). T1 : Suhu udara kering setelah melewati evaporator, (°C). T2 : Suhu udara kering setelah melewati kompresor, (°C). T3 : Suhu udara kering setelah melewati kondensor, (°C). T4 : Suhu udara kering dalam ruang pengering, (°C).
T5 : Suhu udara kering setelah melewati ruang pengering, (°C). v : Kecepatan aliran udara, (m/detik)
P1 : Tekanan refrigeran yang masuk kompresor, (Psi) P2 : Tekanan refrigeran yang keluar kompresor, (Psi)
l. Hasil dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil kalibrasi alat bantu dan massa sepatu dikurangi dengan massa kosong.
Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.
No Waktu Massa sepatu kering Massa sepatu basah awal Massa sepatu basah saat t menit kg Kg kg 1 0 2 30 3 60 4 90 5 120
Tabel 3.1 Lanjutan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.
No Waktu P1 P2 Tin Twb1 T1 T2 T3 Twb2 Menit Ps i Psi OC OC OC OC OC OC 1 0 2 30 3 60 4 90 5 120
Tabel 3.1 Lanjutan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.
No Waktu T4 Twb3 T5 v Menit O C OC OC m/detik 1 0 2 30 3 60 4 90 5 120
dengan Mn adalah massa air yang menguap dari sepatu, Msba adalah massa sepatu basah awal, dan Msk adalah massa sepatu kering.
m. Selanjutnya mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dengan menggunakan P-h diagram. Untuk dapat menggunakan P-h diagram maka tekanan refrigeran P1 dan P2 harus dikonversikan dari satuan Psi ke MPa. n. Kemudian setelah mendapatkan suhu kerja evaporator dan suhu
kerja
kondensor, maka dapat digunakan untuk mencari kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wlk) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wmp) menggunakan psychrometric chart.
o. Setelah diketahui nilai kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wlk) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wmp), kemudian menghitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw) tiap variasi. Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wlk) dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wmp). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.8).
p. Kemudian menghitung laju aliran massa udara pada duct ( ̇udara) tiap variasi. Laju aliran massa udara pada duct ( ̇udara) adalah debit udara (Qudara) dikali densitas udara (ρudara) sebesar 1,2 kg/m3. Laju aliran massa udara pada duct ( ̇udara) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7).
menguapkan massa air (Mn) dengan menggunakan Persamaan (2.6). Kemampuan mesin pengering sepatu untuk menguapkan massa air (Mn) adalah laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) dikalikan massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dikalikan 3600 menit.
r. Untuk memudahkan pembahasan, hasil-hasil perhitungan proses pengeringan, maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang dihasilkan, dengan mengacu pada tujuan penelitian.