Kajian Analisa Proses Distilasi Air Laut Menjadi Air Bersih (Untuk Konsumsi) Lokasi Belawan

KARYA AKHIR

KAJIAN ANALISA PROSES DISTILASI AIR LAUT

MENJADI AIR BERSIH (UNTUK KONSUMSI)

LOKASI BELAWAN

DANI HUNI ARMANSYAH MANURUNG NIM : 035202053

KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU SYARAT MEMPEROLEH IJASAH SARJANA SAINS TERAPAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA - IV FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

JURUSAN TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI PROGRAM DIPLOMA-IV (D-IV)

FAKULTAS TEKNIK USU

AGENDA : /KA/2008 DITERIMA TGL. : / /2008

PARAF :

KARYA AKHIR

NAMA : DANI HUNI ARMANSYAH MANURUNG

NIM : 035202053

MATA PELAJARAN : KONVERSI ENERGI

SPESIFIKASI : KAJIAN ANALISA PROSES DISTILASI AIR LAUT

MENJADI AIR BERSIH, LOKASI BELAWAN.

- LAKUKAN SURVEY DATA

- BUAT ANALISA DATA

- BUAT ALAT DISTILASI DAN GAMBAR TEKNIK

DIBERIKAN TANGGAL : / /2008

SELESAI TANGGAL : / /2008

KETUA JURUSAN, MEDAN, Mei 2008

DOSEN PEMBIMBING,

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA-IV FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN

KARTU BIMBINGAN

KARYA AKHIR

No. /JO5.1.2/D-IV/AK/2007

Sub Program studi : Konversi Energi

Bidang Tugas : KONVERSI ENERGI

Judul Tugas : KAJIAN ANALISA PROSES DISTILASI AIR LAUT MENJADI AIR

BERSIH (UNTUK KONSUMSI) LOKASI BELAWAN.

Diberikan tanggal : 17 Januari 2008 Selesai Tgl. : Mei 2008

Dosen pembimbing : Ir. Isril Amir Nama Mhs. : Dani Huni A. Manurung

N.I.M. : 035202053

No Tanggal KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN Tanda Tangan

Dosen Pemb. 1 17-01-08 Spesifikasi Karya Akhir

2 25-01-08 Study literature

3 31-01-08 Bab I Pendahuluan, perbaikan dan lanjutkan

4 11-02-08 Buat Sistematika Penulisan

5 27-02-08 Bab II Tinjauan pustaka, perbaikan dan lanjutkan

6 03-03-08 Bab III Alat dan Pengujian Sistem Distilator Energi Surya

7 27-03-08 Diagram Alir Pengujian

8 02-04-08 Perbaiki Bab III dan Lanjutkan

9 15-04-08 BAB IV. Buat grafik dan Tambahkan Lampiran

10 28-04-08 Tambahkan Gambar Teknik Distilasi dan Lampiran

11 05-05-08 Perbaiki

12 14-05-08 ACC Karya Akhir dan siap untuk Sidang

CATATAN : Diketahui

1. Kartu ini harus diperlihatkan kepada Dosen Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri

Pembimbing setiap Asistensi Program Diploma-IV F.T USU

2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi

3. Kartu ini harus dikembalikan ke Program Studi, bila

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan keselamatan

dan kesehatan serta lindunganNya yang selalu menyertai penulis sehingga dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat beserta salam kita sampaikan kepada

junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita dari alam

jahiliyah kepada alam yang yang berilmu pengetahuan.

Pada penulisan Karya Akhir ini penulis dituntut untuk dapat

menyelesaikannya dengan penuh tanggung jawab dan dengan disiplin, sehingga

dapat dipertanggung jawabkan pada saat sidang nantinya. Karya Akhir ini adalah

tugas terakhir yang wajib dipenuhi oleh setiap mahasiswa Program Studi

Teknologi Mekanik Industri, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara untuk

memenuhi persyaratan memperoleh gelar Serjana Sains Terapan (Diploma IV).

Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak

yang bertanggung jawab, membantu dan mendukung khususnya kepada :

1. Bapak Ir. Isril Amir, yang telah membimbing penulis dalam

menyelesaikan Karya Akhir serta memberikan nasehat, sarta, memberikan

sumbangan pikiran dan juga telah meluangkan waktunya dalam

memberikan bimbingan.

2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik

Mesin Fakulras Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Ayah dan Ibu yang tercinta yang telah memberikan segalanya, baik kasih

sayang,dorongan dan arahan-arahan baik dalam bentuk moril maupun

materil sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Kakak Yayuk dan adek yang telah memberikan nasehat dan motivasi

kepada saya selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Kepada Ibu Norma Pardede yang telah memberikan masukan-masukan

dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan Karya Akhir ini.

6. Kepada saudari Suhariati (Yatie) yang talah membantu dan memberi

semangat dan motivasi kepada penulis selama penulis menyelesaikan

7. Kepada Saudari Mairah Syarqi (Mrs Hendrik), Hendrik, Ery Indramala

(Iin), Yettie, dan Alamsyah yang banyak membantu penulis dalam

menyelesaikan Karya akhir ini.

8. Rekan satu tim dalam Pembuatan Distilasi Energi Surya yang telah banyak

membantu penulis dalam pengerjaan Sikripsi Karya akhir ini.

9. Teman-teman Mahasiswa Program Studi Teknologi Mekanik Industri

Khususunya anak “2003”. Alwi Hasibuan, Desman, Dani Marulitua, Andi

(JB), Didi Dharwan, Tamba (AMBON), Wirya Prayudi, Feri, Arbi dan

teman-teman lainnya.

Penulis menyadari bahwaKarya Akhir ini belumlah sempurna sehingga

penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi

kesempurnan Karya Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan

semoga laporan ini dapat berguna dan bermanfaat.

Medan, April 2008

Penulis,

ABSTRAK

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapt dimusnahkan. Tetapi

dapat digunakan dengan sebaik-baiknya. Untuk mengubah energi kalor menjadi

energi air, digunakan penukar kalor dengan berbagai macam bentuk dan

fungsinya.

Pengujian ini mencoba memanfaatkan energi Surya yang diterima bumi

untuk menyuling air laut menjadi air bersih yang dapat digunakan oleh

masyarakat untuk mandi, mencuci, masak dan khususnya sangat dibutuhkan

dibidang kesehatan.

Pada pengujian digunakan bak Fiber Glass dengan ukuran yang didesain

dengan sudut 350 dan digunakan proses konveksi bebas yang dipengaruhi oleh

dengan bilangan Grasholf (Gr) dan bilangan Prandtl (Pr). Percobaan dilakukan

dua kali, yang pertama selama dua hari dan yang kedua selama dua jam.

Pengukuran temperatur digunakan alat sensor yang dihubungkan dengan

software Visual Basic 6.0 ke komputer. Dari hasil pengujian temperatur air laut

27C0 dan temperatur air hasil pengujian 300C dan hasil air bersih (Distilasi)

DAFTAR

ISI

Kata Pengantar ………...………. i

Abstrak……….. iii

Daftar Isi ………...……….. iv

Daftar Gambar ………. v

Daftar Grafik …… ………. vi

Daftar Tabel ……… vii

Daftar Notasi ……… viii

BAB I PENDAHULUAN ……… 1

1.1. Latar Belakang ………. 1

1.2. Batasan Masalah………. 2

1.3. Tujuan ……… 2

1.4. Waktu dan Tempat………. 3

1.5. Sistematika Penulisan ……… ………... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……… 5

2.1. Radiasi Matahari ………...………. 5

2.1.1 Geometri Radiasi Matahari………....…….. . 5

2.2. Intensitas Radiasi Surya ………... 6

2.2.1. Intensitas Radiasi Surya Pada Bidang Permukaan … 10 2.2.2. Data Radiasi Matahari Di Wilayah Indonesia.……. 12

2.3.Dasar-Dasar Perpindahan Kalor ..………. 13

2.4. Penguapan pada Distilasi ……… 15

2.5. Sifat-Sifat Radiasi …………. ………. 16

2.6 Karakteristik Radiasi dari Permkaan yang Bertingkahlaku Seperti Benda Hitam……….………. 16

2.7. Sistem Distilasi ……… 18

2.7.1. Konsep Dasar Sistem Distilasi……….… 18

2.7.2. Teori Dasar Perhitungan Sistem Distilasi ……….... 20

BAB III ALAT DAN PENGUJIAN SISTEM DISTILATOR ENERGI

SURYA TIPEATAP………...… 24

3.1. Alat-Alat pada Sistem Distilasi……….... 24

3.2. Titik-Titik Pengukuran ………..…………. 31

3.3. Bagan Alir Sistem Distilasi... 33

3.4. Pengujian ……….. 35

3.4.1. Data Perancangan dan Keadaan Lingkungan ….… 35 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA ... 36

4.1. Perhitungan Radiasi ………. 36

4.2. Perpindahan Kalor pada Bak Penampung (Wadah) ……. 38

4.3. Hasil Pengujian dan Perhitungan Data Pengujian………. 39

4.3.1. Perhitungan Konveksi………... 39

4.3.2. Perhitungan Konduksi ……… 40

4.3.3. Perhitungan Pengauapan ……… 41

4.3.4. Perhitungan Effisiensi ……… 42

4.3.5. Perhitungan Radiasi ……… 42

4.3.6. Perhitungan Debit Air ………. 42

4.4. Grafik, Tabel dan Analisa grafik ……… 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……… 92

5.1. Kesimpulan……… 92

5.2. Saran ……….. 92

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis – Jenis Radiasi………...…7

Gambar 2.2. Piranometer (kiri) dan Piranograp (kanan) ………..8

Gambar 2.3 Bola Surya ...8

Gambar 2.4 Deklinasi Matahari, Posisi pada Musim Panas ……….………...10

Gambar 2.5. Nilai Total, normal emisivitas dari beberapa benda ……...…….17

Gambar 2.6 Proses Kerja………..18

Gambar 2.7. Distilator ...………..19

Gambar 2.8. Lautan di muka Bumi ...22

Gambar 2.9. pH air pada lautan di permukaan Bumi ...23

Gambar 3.1 Ruang Distilator ...…………..25

Gambar 3.2. Penampung Kondesat...25

Gambar 3.3. Besar Sudut yang dibentuk...…...………...26

Gambar 3.4. Dimensi Wadah Distilasi ...……….…26

Gambar 3.5. Window Glass...………28

Gambar 3.6. Saluran masuk air laut (kiri), Saluran pembuangan untuk perawatan basin (kanan)…………...28

Gambar 3.7. Saluran Air Keluar……….……….28

Gambar 3.8. Penampung air bersih setelah didistilasi...29

Gambar 3.9. Satu set peralatan komputer ...29

Gambar 3.10. Data Logger...31

Gambar 3.11. Penempatan Sensor ...32

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Waktu (t) Vs Temperatur T1 (Kaca Dalam) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 47

Grafik 4.2. Waktu (t) Vs Temperatur T2 (Ruang Distilasi) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 48

Grafik 4.3. Waktu (t) Vs Temperatur T3 (Dasar Air) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 49

Grafik 4.4. Waktu (t) Vs Temperatur T4 (Permukaan Air) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 50

Grafik 4.5. Waktu (t) Vs Temperatur T5 (Dinding Distilasi Dalam) Data hari

Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 51

Grafik 4.6. Waktu (t) Vs Temperatur T6 (Dinding Luar) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 52

Grafik 4.7. Waktu (t) Vs Temperatur T7 (Lingkungan) Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

Grafik 4.8. Waktu (t) Vs Temperatur keseluruhan Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 54

Grafik 4.9. Waktu (t) Vs Kalor Konveksi Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 61

Grafik 4.10. Waktu (t) Vs Kalor Konduksi Data hari Kamis

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 68

Grafik 4.11. Waktu (t) Vs q uap

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 75

Grafik 4.12. Effisiensi Distilasi terhadapWaktu (t)

pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib,

tanggal 10 – 11 April 2008 ... 80

Grafik 4.13. Waktu (t) Vs Temperatur Keseluruhan Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

tanggal 23 April 2008 ... 83

Grafik 4.14. Waktu (t) Vs Kalor Konveksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

tanggal 23 April 2008 ... 85

Grafik 4.15. Waktu (t) Vs Kalor Konduksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

Grafik 4.16. Waktu (t) Vs quap Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

tanggal 23 April 2008 ... 89

Grafik 4.17. Effisiensi Distilasi terhadap Waktu (t) Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib,

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Satuan lain untuk Konstanta Surya ………..10

Tabel 2.2 Radiasi Penyinaran Matahari di Indonesia ………..12

Tabel 2.3 Elemen – elemen yang dikandung air laut ...21

Tabel 3.1 Letak titik pengukuran ……….32

Tabel 4.1. Data Temperatur keseluruhan hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008 ... 43

Tabel 4.2. Perhitungan Konveksi dari Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008 ...56

Tabel 4.3. Perhitungan Perpindahan Kalor Konduksi Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008... 63

Tabel 4.4. Perhitungan quap dan muap Data hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008... 70

Tabel 4.5. Tabel qkonveksi, qKonduksi, quap, GT dan Effisiensi Distilasi pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, Tanggal 10 – 11 April 2008... 77

Tabel 4.7. Perhitungan Kalor Konveksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

Tanggal 23 April 2008 ...84

Tabel 4.8. Perhitungan Kalor Konduksi Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

Tanggal 23 April 2008 ...86

Tabel 4.9. Perhitungan quap, muap Data hari Rabu

pukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

Tanggal 23 April 2008 ...88

Tabel 4.10. qKonveksi, qKonduksi, quap, GT dan Effisiensi Distilasi

Data hari Rabupukul 14:00 Wib – pukul 16:00 Wib

DAFTAR NOTASI

GT = Intensitas Radiasi Surya yang diterima oleh permukaan bumi (W/m2).

GR = Radiasi Surya (4500 W/m2).

n = Jumlah hari, dihitung mulai 1 januari.

 = Sudut sinar datang terhadap garis Normal permukaan.

 = Sudut deklinasi ( 0 )

 = Garis lintang dari posisi alat.

 = Kemiringan sudut permukaan dan alat.

 = Sudut waktu. q = Laju energi ( W ).

A = Satuan luas pada bidang (m2).

qkond = Laju perpindahan kalor dengan cara konduksi ( W ).

k = Konduktivitas thermal (W/m.K).

Akond = Luas penampang tegak lurus pada aliran kalor (m2).

dx

dT _{= Gradien temperatur dalam arah aliran kalor}

qkonv = Laju perpindahan kalor dengan cara konveksi ( W ).

Akonv = Luas permukaan perpindahan kalor (m2).

h = Koefesien konveksi (W/m2.K).

Tf = Temperatur fluida ( K ).

Tw = Temperatur dinding ( K ).

 = Emivitas benda (0<<1). T

 = Perbedaan temperatur ( K ).

 = Konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 W/m2.K4). qrad = Laju perpindahan kalor radiasi ( W ).

muap = Laju Distilasi (Kecepatan Perpindahan

massa penguapan), (liter/jam. m2).

quap = Kecepatan perpindahan panas oleh penguapan (W/m2)

hfg = Panas laten penguapan (2308kJ/kg).

Gr = Bilangan Grasholfr (Grasholf Number).

Pr = Bilangan Prandtl (Prandtl Number).

Nu = Bilangan Nuselt (Nuselt Number).

Pwd = Panjang wadah (m).

Pkaca = Panjang kaca (m).

Lwd = Lebar wadah (m).

Lkaca = Lebar kaca (m).

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Sejak zaman dahulu kala hingga kini manusia telah memanfaatkan panas

dari sinar matahari yang diperoleh secara cuma-cuma. Panas dari sinar matahari

ini telah memenuhi kebutuhan hidup manusia dalam banyak hal, contohnya dalam

kehidupan sehari-hari manusia menggunakan panas dari sinar matahari untuk

mengeringkan pakaian basah, mengeringkan bahan makanan, memperoleh garam

dari laut, hingga saat ini masih digunakan untuk memperoleh listrik dan lain

sebagainya.

Panas dari matahari ini sangat menguntungkan, baik dari segi

ketersediaannya yang tak terbatas juga posisi geografis Indonesia yang strategis

karena letaknya yang berada di daerah khatulistiwa. Energi surya dapat mengganti

keperluan 20 – 60 % dari pemakaian bahan bakar. Bedasarkan letak lintang, bumi

yang mengalami rotasi dapat menerima radiasi energi surya sebesar 751 x 1015

kWh/tahun. Sebagai negara dengan dua musim, Indonesia mempunyai

keuntungan lebih besar dari segi lamanya musim kemarau berlangsung (dengan

radiasi matahari lebih lama), jika di bandingkan dengan negara-negara yang

memiliki empat musim dalam setahun. Di Indonesia setiap tahunnya musim panas

berkisar 200 – 250 hari.

Dalam hal konversi energi, energi matahari tidak akan pernah habis selama

keberadaan manusia, khususnya dengan kepedulian kita semua terhadap

lingkungan untuk memeliharanya dengan baik. Hal ini juga dimaksudkan untuk

mengantisipasi menipisnya cadangan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui,

seperti gas alam, minyak bumi, batu bara dan lain sebagainya. Di lain pihak,

masyarakat di beberapa kawasan di Indonesia mengalami kendala untuk

memperoleh air bersih yang diperlukan sebagai salah satu sumber kebutuhan

sehari-hari.

Salah satu dari sekian pemanfaatan energi matahari yang dapat

diaplikasikan adalah sistem pengadaan atau produksi air bersih. Dengan

dikembangkan suatu proses dengan sistem yang berfungsi memisahkan air bersih

dari kandungan kotoran yang terdapat dalam air, yang tidak terbatas hanya dari air

laut saja akan tetapi dapat berasal dari air sungai, air tanah, air kali maupun air

lainnya dengan menggunakan tekhnologi sederhana. Tekhnologi ini akan terasa

lebih berguna baik bagi masyarakat di pesisir pantai untuk memproduksi garam

dan sekaligus air bersih khususnya untuk kebutuhan operasional klinik kesehatan

(puskesmas). Dan kegunaan alat ini sangat dibutuhkan di daerah (Belawan)

kawasan pesisir laut bila pasokan PDAM belum masuk didaerah tersebut, dan

untuk kebutuhan operasional klinik kesehatan (Puskesmas) didaerah tersebut.

Di sini diaplikasikan ilmu pengetahuan secara nyata dalam bidang

pemanfaatan energi surya untuk proses distilasi air. Suatu prototipe distilasi air

energi surya tipe atap telah dibuat dan diujicobakan untuk keperluan

pengembangannya lebih lanjut.

.

1.2.Batasan Masalah

Dengan keterbatasannya baik kondisi maupun keadaan, maka penulis

hanya membatasi masalah pada ANALISA DAN UNJUK KERJA SISTEM

DISTILASI AIR LAUT DENGAN ENERGI SURYA TIPE ATAP MIRING

berdasarkan kebutuhan air bersih (aquabides) pada beberapa klinik kesehatan di

daerah-daerah di tepi laut. Dan untuk mendapatkan unjuk kerja sistem, penulis

telah melaksanakan pengujian terhadap prototipe distilasi energi surya yang telah

dibuat.

Batasan Masalah dalam perencanaan distilasi air energi surya ini terdapat

beberapa permasalahan antara lain :

1. Penentuan jenis sistem distilasi air energi surya yang akan dibuat.

2. Penentuan waktu untuk pengambilan data Distilasi.

3. Sudut kemiringan kaca atap.

1.3. Tujuan

Adapun tujuan dibuat Karya Akhir ini antara lain :

1. Mengetahui kerja dari Sistem Distilasi Energi Surya Tipe Atap, agar

memperoleh air bersih yang baik dengan volume yang besar.

2. Mengaplikasiakan ilmu-ilmu yang telah diperoleh selama perkuliahan

digunakan dalam perencanaan Sistem Distilasi Energi Surya Tipe Atap

sebagai prototipe Kerja Akhir nantinya.

3. Mengetahui tentang cara perawatan dan perbaikan (maintenance) dari

Sistem Distialsi Energi Surya Tipe Atap dengan bahan uji coba air laut.

4. Mengoptimalakan sudut kemiringan atap dan tipe-tipe isolator yang baik

supaya alat dapat menghasilakan air distilasi terbanyak.

1.3.Waktu dan Tempat

Waktu yang dibutuhkan untuk membuat alat ini serta melakukan

pengujian dan analisa lebih kurang 2 bulan. Pengujian pertama dilakukan di

Rumah kediaman Ibu Norma Pardede Jl. Karya No.9 Sei Agul, Medan selama dua

hari dan pengujian kedua dilakukan di Fakultas Teknik, Universitas Sumatera

Utara selama dua jam.

1.4Sistematika Penulisan

Bab I. Pendahuluan

1.1Latar Belakang

1.2Batasan Masalah

1.3Tujuan

1.4Waktu dan Tempa

1.5Sistematika Penulisan

Bab II. Tinjauan Pustaka

2.1 Radiasi Matahari

2.2 Intensitas Radiasi Surya

2.3 Dasar-Dasar Perpindahan Kalor

2.5 Karakteristik Radiasi dari Permukaan yang Bertingkahlaku Seperti Benda

Hitam

2.6 Sistem Distilasi

2.7 Kandungan Air Laut

Bab III. Perancangan Dan Pengujian Sistem Distilator Energi Surya Tipe Atap

3.1Alat-Alat pada Sistem Distilasi

3.2Titik-Titik Pengukuran.

3.3Bagan Alir sistem Distilasi

3.4Pengujian

Bab IV. Analisa Dan Perhitungan

4.1 Perhitungan Radiasi Matahari

4.2 Perpindahan Kalor pada Bak Penampung (Wadah)

4.3 Hasil Pengujian dan Perhitungan Data Pengujian

4.4 Analisa data hasil pengujian, Tabel dan Grafik

Bab V. Kesimpulan dan Saran

Daftar Pustaka

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Radiasi Matahari

Radiasi matahari adalah sinar yang dipancarkan dari matahari

kepermukaan bumi, yang disebabkan oleh adanya emisi bumi dan gas pijar panas

matahari. Radiasi dan sinar matahari dipengaruhi oleh berbagai hal sehingga

pancarannya yang sampai dipermukaan bumi sangat bervariasi. Penyebabnya

adalah kedudukan matahari yang berubah-ubah, revolusi bumi, dan lain

sebagainya. Walaupun cuaca cerah dan sinar matahari tersedia banyak, besarnya

radiasi supaya tiap harinya selalu berubah-ubah.

2.1.1. Geometri Radiasi Matahari

Untuk mengetahui energi radiasi yang jatuh pada permukaan bumi

dibutuhkan beberapa parameter letak kedudukan dan posisi matahar, hal ini perlu

untuk mengkonversikan harga fluks berkas yang diterima dari arah matahari

menjadi hubungan harga ekivalen ke arah normal permukaan.

Berikut ini adalah beberapa definisi yang digunakan, antara lain :

1. Sudut datang  adalah sudut antara sinar datang dengan normal pada

permukaan pada sebuah bidang

2. Sudut latitude  pada suatu tempat adalah sudut yang dibentuk oleh garis

radial ke pusat bumi pada suatu lokasi dengan proyeksi garis pada bidang

equator. Sudut deklinasi berubah harga maksimum +23,450 pada tanggal

21 juni ke harga minimum -23,450 pada tanggal 21 desember. Deklinasi 00

terjadi pada tanggal 21 maret dan 22 desembar.

3. Sudut Zenit _Zadalah sudut yang dibuat oleh garis vertikal ke arah zenit

dengan garis ke arah titik pusat matahari.

4. Sudut Azimuth _Z adalah sudut yang dibuat oleh garis bidang horizontal

antara garis selatan dengan proyeksi garis normal pada bidang horizontal.

Sudut azimut posotif jika normal adalah sebelah timur dari selatan dan

5. Sudut latitude  adalah sudut yang di buat oleh garis ke titik pusat

matahari dengan garis proyeksinya pada bidang horizontal.

6. Sudut kemiringan (slope)  adalah sudut kemiringan yang di buat oleh

permukaan bidang dengan horizontal.

2.2. Intesitas Radiasi Surya

Karena adanya perubahan letak matahari terhadap bumi maka intensitas

radiasi surya yang tiba di permukaan buni juga berubah-ubah. Maka berkaitan

dengan hal tersebut di atas radiasi surya yang tiba pada suatu tempat di permukaan

bumi dapat kita bedakan menjadi 3 jenis. Ketiga jenis radisi itu adalah

1. Radiasi Lansung (direct radiation)

Intensitas radiasi lansung atau sorotan per jam pada sudut masuk normal

Ibn dari persamaan berikut ini

z b bn I I  cos

 ………. (2.1)

dimana Ib adalah radiasi sorotan pada sumbu permukaan horisontal dan

cos_z adalah sudut zenit. Dengan demikian, untuk suatu permukaan yang

dimiringkan dengan sudut  terhadap bidang horisontal, intensitas dari

komponen sorotan adalah

z T b T bn

bT I I

I    cos cos cos 

 ……… (2.2)

Dimana _T disebut sudut masuk, dan didefinisikan sebagai sudut antara

arah sorotan pada sudut masuk normal dan arah komponen tegak lurus

(900) pada permukaan bidang miring.

2. Radiasi Sebaran (diffuse radiation)

Radiasi sebaran yang disebut juga radiasi langit (sky radiation), adalah

radiasi yang dipancarkan ke permukaan penerima oleh atmosfer, dan

karena itu berasal dai seluruh bagian hemisfer langit. Radiasi sebaran

(langit) didistribusikan merata pada hemisfer (disebut distribusi isotropik),

maka radiasi sebaran pada permukaan miring dinyatakan dengan :

      2 cos 0 , 1  d dT I

Dimana  adalah sudut miring dari permukaan miring dan Id menunjukan

besarnya radiasi sebaran per jam pada suatu permukaan horisontal.

3. Radiasi Pantulan

Selain komponen radiasi lansung dan sebaran, permukaan penerima juga

mendapatkan radiasi yang dipantulkan dari permukaan yang berdekatan,

jumlah radiasi yang dipantulkan tergantung dari reflektansi  (albeldo)

dari permukaan yang berdekatan itu, dan kemiringan permukaan yang

menerima .Radiasi yang dipantulkan per jam, juga disebut radiasi

pantulan.







_  _ 

2 cos

1 

 b d

rT I I

I ………. (2.4)

Dimana reflektansi  dianggap 0,20 – 0,25 untuk permukaan-permukaan

tanpa salju dan 0,7 untuk lapisan salju yang baru turun, kecuali jika

tersedia data yang lain.

Gambar 2.1..Jenis-jenis radiasi

Indonesia yang terletak di daerah tropis memiliki keadaan cuaca yang

cukup berawan sehingga porsi radiasi hambur cukup besar. Alat yang digunakan

untuk melakukan pengukuran terhadap besarnya radiasi global di sebut

Piranometer. Alat inimengukur besarnya radiasi matahari yang datang dan segala

arah. Sedangkan untuk mengukur radiasi lansung kita menggunakan alat yang

Gambar 2.2. Piranometer (kiri) dan Piranograp (kanan)

Lapisan luar dari matahari yang disebut fotosfer memancarkan suatu

spektrum radiasi yang kontinu. Untuk pembahasan ini cukup dianggap matahari

sebagai sebuah benda hitam, sebuah radiator sempurna pada 5762 K. Dalam ilmu

fotovoltaik dan studi mengenai permukaan tertentu, distribusi spektral adalah

penting.

Gambar 2.3. Bola Surya

Dimana :

ds = Diameter matahari

R = Jarak rata-rata matahari – bumi.

Radiasi yang dipancarkan oleh permukaan matahari, ES, adalah sama

dengan hasil perkalian konstanta Stefan-Bolzman , pangkat empat temperatur

permukaan absolut TS4 dan luas permukaan ds2,

W T d

Es s s

4 2

.



Dimana  = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4), temperatur permukaan Ts dalam K, dan

diameter matahari ds dalam meter.dari gambar di atas dapat dilihat jari-jari R

adalah sama dengan jarak rata-rata antara matahari dan bumi. Luas permukaan

bumi adalah sama dengan 4R2, dan fluksa radiasi pada satu satuan luas dari

permukaan bola tersebut yang dinamakan iradiansi, menjadi

2 4 2 4R T d

G  s s W/m2 ……….... (2.6)

Dengan garis tengah matahari 1,39 x 109 m, temperatur permukaan

matahari 5762 K, dan jarak rata-rata antara matahari dan bumi sebesar 1,5 x 1011

m, maka fluksa radiasi persatuan luas dalam arah yang tegak lurus pada radiasi

tepat diluar atmosfer bumi adalah

2 2 11 4 4 3 2 2 9 4 2 8 ) 10 5 , 1 ( 4 ) 10 762 , 5 ( ) 10 39 , 1 ( ) . /( 10 67 , 5 m x x K x x m x x K m W x G  

= 1353 W/m2

Radiasi surya yang diterima pada satuan luasan di luar atmosfir tegak lurus

permukaa matahari pada jarak rata-rata antara matahari dengan bumi disebut

konstanta surya adalah 1353 W/m2 dikurangi intesitasnya oleh penyerapan dan

pemantulan atmosfer sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer

menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek (ultraviolet), karbondioksida

dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang gelombang yang lebih

panjang (inframerah). Selain pengurangan radiasi bumi yang lansung atau sorotan

oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan oleh

molekul-molekul gas, debu, dan uap air dalam atmosfer sebelum mencapai bumi sebagai

radiasi sebaran, Pengukuran berikutnya terjadi apabila permukaan penerima

Tabel 2.1 Satuan lain untuk Konstanta Surya

Konstanta Surya ( Gsc )

1353 W/m2

429 Btu/(hr.ft2)

116.4 Langley/hr

4.871 MJ/m2.hr

(sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh Prof. Wiranto

Arismunandar,)

Konstanta surya (G) adalah konstanta yang digunakan sebagai dasar acuan

untuk mengetahui besarnya intensitas radiasi surya sebelum mengalami

penurunan karena berbagai macam hambatan dalam perjalanannya menuju

permukaan bumi. Hambatan yang timbul itu adalah seperti, ketika radiasi surya

melewati lapisan-lapisan atmosfir, itu terjadinya yang mempengaruhi posisi

matahari, posisi dan letak permukaan pada bumi, dan kondisi-kondisi lainnya.

Dari tabel diatas memuat konstanta surya dalam satuan lain. Satuan

langley sama dengan 1 kalori/cm2, adalah satuan yang umumnya dapat dijumpai

dalam literatur mengenai radiasi surya, dimana 1 kalori = 4,187 Joul, maka 1

langley = 1 kalori/cm2 = 0,04187 MJ/m2, suatu faktor konversi yang sering

digunakan.

2.2.1 Intensitas Radiasi Surya Pada Bidang Permukaan

Bumi berevolusi pada sumbunya selama 365 hari, bumi juga berrotasi

pada sumbunya selama satu hari. Selama berevolusi dan berrotasi pada sumbunya

bumi mengalami kemiringan terhadap sumbu vertikalnya sebesar 23,5O.

Pada gambar diatas (gambar 2.4) dapat dinyatakan di dalam suatu

hubungan persamaan sebagai berikut :

























sin cos .cos .cos

cos     ……… (2.7)

(sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh prof. Wiranto Arismunandar)

Dimana :

 : Sudut sinar datang terhadap garis normal permukaan  : Sudut deklinasi

 : Garis lintang dari posisi alat

 : Kemiringan sudut permukaan dan alat  : Sudut waktu

Besarnya sudut yang dialami bumi terhadap sumbu vertikalnya di sebut

deklinasi. Dan deklinasi inilah yang mempengaruhi terjadinya distribusi sinar

matahari dan energi panas surya pada bidang permukaan bumi.

Bila hasil perkalian intensitas surya yang diterima bumi dengan cosinus

sudut sinar datang, maka besarnya laju energi yang diterima oleh suatu permukaan

di bumi dengan luasan persegi dapat ditulis dengan persamaan.



cos .

/A G_T

q  ……… (2.8) (sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh prof. Wiranto Arismunandar)

Dimana :

q : Laju energi, (W)

A : Satuan luas pada bidang, (m2)

2.2.2. Data Radiasi Matahari di Wilayah Indonesia

Bedasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari beberapa lokasi

di Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan sebagai berikut :  Untuk Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m2/hari dengan

variasi bulanan sekitar 10 %.

 Untuk Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m2/hari dengan variasi bulanan 9 %.

 Dengan demikian, kecepatan angin rata-rata di Indonesia sekitar 4,8kWh/m2/hari dengan variasi bulanan 9 %.

Catatan :

Pada tengah hari yang cerah radiasi sinar matahari di bumi mampu mencapai nilai

1000 W/m2 = 1 kW/m2 = 100mW/cm2.

Tabel 2.2 Radiasi Penyinaran Matahari di Indonesia Pebruari 2008

WILAYAH POTENSI RADIASI VARIASI

BULANAN Kawasan Barat

Indonesia (KBI) Per hari 4,5 kWh/m2 10 %

Kawasan Timur

Indonesia (KTI) Per hari 5,1 kWh/m2 9 %

Rata-Rata Wilayah

Indonesia 4,5 – 4,8 kWh/m2/hari 9,5 %

(sumber “htp;//theindonesiannoor.com/index2.html”.)

Kemudian diadakan suatu pendekatan Intensitas radiasi surya (GT) yang

diterima oleh permukaan atmosfir bumi sesuai tanggal dan bulan sebagai waktu

pelaksanaan, sehingga pada akhirnya radiasi surya yang tiba pada permukaan

bumi akan berkurang. Intensitas surya yang diterima oleh permukaan atmosfir

GT = GR     _       25 . 365 360 cos 033 . 0

1 xn ………. (2.9)

(sumber “Tekhnologi Rekayasa Surya”. Diterjemahkan oleh prof. Wiranto Arismunandar)

Dimana :

GT : Intensitas radiasi surya yang diterima oleh permukaan bumi.

GR : Konstanta surya (4500 W/m2). (sumber tabel 2.2)

n : Jumlah hari, dihitung mulai 1 januari

2.3 Dasar-Dasar Perpindahan Kalor

Definisi dari perpindahan kalor adalah berpindahnya energi dari suatu

daerah ke daerah lainya sebagai akibat perbedaan suhu antara daerah-daerah

tersebut. Secara umum perpindahan kalor dapat dukategorikan dalam tiga cara

yang berbeda , yaitu :

a) Perpindahan kalor secara konduksi

Konduksi adalah suatu proses dimana kalor mengalir dari daerah yang

bersuhu tinggi menuju daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam satu

media (padat, cair dan gas), atau antara media-media yang berlainan yang

bersinggungan secara lansung. Untuk menghitung laju aliran secara

konduksi dapat dijabarkan dalam suatu persamaan yang dinyatakan

dengan hukum Fourier, yaitu :

      dx dT kA

q_kond ……….. (2.11)

(Sumber Holman, J.P Perpindahan Panas, hal. 2)

Dimana :

qkond : Laju perpindahan kalor dengan cara konduksi, (W)

k : Konduktivitas thermal, (W/m.K)

Ε : Luas penampang tegak lurus pada aliran kalor, (m2)

dx dT

Dalam aliran kalor konduksi, perubahan energi terjadi karena hubungan

molekul secara lansung tanpa adanya perpindahan molekul-molekul yang

cukup besar.

b) Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Konveksi adalah proses perpindahan kalor dengan kerja gabungan dan

kalor konduksi, menyimpan energi dan gerakan mencampur. Perpindahan

kalor secara konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan

kalor antara permukaan benda padat dan cairan atau gas.

Panas secara konveksi menurut cara menggeraknnya dibagi dua bagian

yaitu :

 Konveksi alamiah (free convection) terjadi jika gerakan mencampur berlansung, semata-mata akibat dari perbedaan

kerapatan yang disebabkan oleh gradien massa jenis.

 Konveksi paksa (forced convection) terjadi jika gerakan mencampur di sebabkan oleh suatu alat dari luar, seperti pompa

atau kipas.

Pada umumnya,. Perpindahan kalor dengan cara konveksi antara suatu

permukaan dengan suatu fluida dapat dihitung dengan suatu persamaan,

yaitu :



W f



konv hAT T

q   ……… (2.12)

(Sumber Holman, J.P Perpindahan Panas, hal. 11)

Dimana :

qkonv : Laju perpindahan panas dengan cara konveksi, (W)

A : Luas permukaan perpindahan kalor, (m2)

h : Koefesien konveksi, (W/(m2.K))

Tf : Temperatur fluida, (K)

c) Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Radiasi adalah proses dimana kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi

menuju ke suatu benda yang bersuhu lebih rendah, bila benda-benda itu

terpisah dalam ruangan dan bahkan bila terdapat ruang hampa di antara

benda-benda tersebut. Untuk menghitung laju pancaran radiasi pada suatu

permukaa dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

4

. . .  

 A T

q  ………... (2.13)

(Sumber Holman, J.P Perpindahan Panas, hal 11)

Dimana :

q : Laju perpindahan kalor radiasi, (W)  : Emisivitas benda, (0<<1)

 : Konstanta Stefan-Boltzznann, 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

T

 : Perpindahan temperatur, (K)

A : Luas permukaan bidang, (m2)

2.4. Penguapan pada Distilasi

Panas yang dipindahkan ke tutup oleh penguapan dinyatakan dengan

persamaan berikut :

2 3 / 10 27 ,

16 kW m

T T P P q x q C W C W konv uap      

  _{…………..(2.14)}

Dimana :

quap : Kalor penguapan (kW/m2)

Pw dan Pc : Tekanan parsial uap air (N/m2)

TW : Temperatur permukaan air (0C)

TC : Temperatur Kaca (0C)

Untuk PW dan PC adalah tekanan parsial uap air (N/m2) yang diperoleh dari

[image:31.595.147.436.497.668.2]

2.5. Sifat-Sifat Radiasi

Pada gelombang elektromagnet berjalan melalui suatu medium (vakum)

dan mengenai suatu permukaan atau medium lain maka sebagian gelombang akan

dipantulkan, sedangkan gelombang yang tidak dipantulkan akan menembus ke

dalam medium atau permukaan yang dikenainya. Pada saat melalui medium

gelombang secara berkelanjutan akan mengalami pengurangan. Jika pengurangan

tersebut berlansung sampai tidak ada lagi gelombang yang akan menembus

permukaan yang dikenainya maka permukaan itu disebut sebagai benda yang

bertingkahlaku seperti benda hitam.

Jika gelombang melalui suatu medium tanpa mengalami pengurangan hal

ini disebut sebagai benda (permukaan) transparan dan jika hanya sebagian dari

gelombang yang mengalami pengurangan hal ini disebut sebagai permukaan semi

transparan. Suatu benda bertingkahlaku seperti benda hitam, transparan atau semi

transparan tergantung kepada ketebalan lapisan materialnya. Benda logam

biasanya bersifat seperti benda hitam. Benda non logam umumnya memerlukan

ketebalan yang lebih besar sebelum benda ini bersifat seperti benda hitam.

Permukaan yang bersifat seperti benda hitam tidak akan memantulkan

cahaya radiasi yang diterimanya, oleh karena itu kita sebut sebagai penyerap

paling baik atau permukaan hitam. Jadi permukaan yang tidak memantulkan

radiasi akan terlihat hitam oleh kita karena tidak ada sinar radiasi yang

dipantulkan mengenai mata kita. Benda hitam merupakan penyerap dan penghasil

energi yang baik pada setiap panjang gelombang dan arah radiasi.

2.6. Karakteristik Radiasi dari Permukaan yang Bertingkahlaku Seperti Benda Hitam

Sifat dari permukaan radiasi (emisivitas) didefinisikan sebagai

perbandingan radiasi yang dihasilkan oleh permukaan terhadap radiasi yang

dihasilkan oleh permukaan benda hitam pada temperatur yang sama. Emisivitas

mempunyai nilai yang berbeda tergantung kepada panjang gelombang dan

arahnya. Nilai emisivitas bervariasi dari 0 sampai dengan 1, dimana benda hitam

[image:33.595.191.428.105.301.2]

Gambar 2.5 Nilai total, normal emisivitas dari beberapa benda

Beberapa kesimpulan yang dapat diperoleh dari gambar tersebut adalah :  Emisivitas dari permukaan metalic umumnya kecil, hanya sekitar 0,02

untuk emas dan perak yang dilapisi.

 Keberadaan dari layers oxide sangat penting dalam meningkatkan emisivitas dari permukaan metalic. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan

nilai 0,1 untuk stainless steel yang teroksidasi ringan dengan nilai yang

hampir mendekati 0,5 untuk stainless steel yang teroksidasi berat.  Emisivitas dari non konduktor umumnya besar, melebihi nilai 0,6.

 Emisivitas dari konduktor meningkat dengan peningkatan temperatu, walaupun demikian emisivitas juga tergantung kepada sifat-sifat khusus

dari material. Emisivitas dari non konduktor mungkin meningkat atau

menurun dengan peningkatan temperatur.

Kesimpulan terakhir yang dapat diambil bahwa emisivitas dari suatu

materi sangat tergantung kepada sifat atau ciri khas dari permukaan material

tersebutyang dipengaruhi oleh proses manupacturing, perlakuan panas, serta

2.7 Sistem Distilasi

2.7.1 Konsep Dasar Sistem Destilasi

Diantara beberapa pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber energi,

sistem distilasi adalah salah satu sistem sederhana yang berguna untuk memenuhi

salah satu kebutuhan pokok manusia.

Dalam menghasilkan atau memproduksi garam dari air laut digunakan

energi/tenaga surya untuk menguapkan airnya dan menghasilkan butiran garam,

cara ini telah dilakukan sejak zaman dahulu kala oleh manusia. Dengan prinsip

dasar menghasilkan garam ini, digunakan juga prinsip yang sama namun disini

[image:34.595.113.512.304.552.2]

adalah untuk menghasilkan air bersih.

Gambar 2.6 Proses Kerja

Semua sistem distilasi menggunakan prinsip yang sama, yaitu air (air

payau, air laut) ditampung pada penampung dasar yang berwarna hitam, yang

berfungsi untuk mengabsorbsi/menyerap energi surya/kalor untuk pemanasan

sehingga dapat terjadi penguapan cairan yang akan menghasilkan air hasil distilasi

(aquabides). Uap air hasil distilasi kemudaian menempel pada bagian dalam dari

kaca penutup yang temperaturnya lebih rendah dari pada uap air itu sendiri dan

kemudian terkondensasi dan ditampung pada bagian penampung hasil distilasi,

Dengan pemikiran dasar pada sistem distilasi (penyulingan air laut), yakni

memisahkan garam dan air laut yang didesalinasikan maka dimulailah

perkembangan yang lebih luas, salah satunya adalah sistem distilasi. Berikut ini

adalah suatu bentuk awal dari alat desalinasi yang mana juga diterapkan pada

[image:35.595.161.465.206.468.2]

sistem distilasi.

Gambar 2.7 Distilator

Sistem distilasi atau juga biasa disebut Distilator mempunyai perbedaan

dalam hal produksi, sistem distilasi berorientasi pada produksi air bersih sehingga

air yang dimasukan (input) ke dalam distilator dapat berasal dari mana saja,

sedangkan desalinasi inputnya hanya berasal dari air laut karena tujuannya adalah

memperoleh garam. Sistem desalinasi dan sistem distilasi dapat disamakan

sehingga untuk teori distilasi dapat digunakan teori desalinasi dan juga

sebaliknya.

Maka dapat disimpulkan bahwa distilasi adalah sistem sistem yang

digunakan untuk memperoleh air bersih dengan cara memisahkan air dari

2.7.2. Teori Dasar Perhitungan Sistem Distilasi

Didalam sistem distilasi terjadi proses penguapan air dengan cara

pemanasan menggunakan energi surya, sehingga dihasilkan uap air yang terpisah

dari kandungan unsur-unsur lainnya. Dalam menghasilkan uap air pada sistem

distilasi ada empat temperatur yang terkait dalam proses distilasi. Yaitu

temperatur permukaan air, termperatur dasar air, temperatur kaca dalam ruang

distilasi dan temperatur ruang distilasi.

Tapi di sub ini yang akan dibahas adalah untuk menghitung massa uap air

dan effsiensi distilasi. Untuk menghitung massa uap air digunakan rumus :

fg uap uap

h q

m  Liter/(jam.m2) ……… (2.15)

Sedangkan untuk effisiensi digunakan rumus :

% 100

x G q

R uap 

 ……….. (2.16)

Keterangan :

muap :Laju Distilasi (Kecepatan perpindahan massa penguapan),

(Liter/(jam.m2))

hfg : Panas laten penguapan, (2308 kJ/kg)

GR : Radiasi surya, (W/m2)  : Effisiensi, (%)

2.8. Kandungan Air Laut

Pada suatu air laut mempunyai berbagai macam kandungan elemen yang

berbentuk ion-ion,dan air laut mempunyai pH berkisar 7,5 – 8,4. Pada tabel

[image:37.595.123.502.179.718.2]

berikut ini dapat dilihat kandungan yang dimiliki air laut.

Tabel 2.3. Elemen-elemen yang dikandung air laut

(sumber : www.seafriend.org.nz/oceano/seawater html)

Chemical ion valence concentration ppm, mg/kg

part of

salinity %

molecular

weight

mmol/

kg

Chloride Cl -1 19345 55.03 35.453 546

Sodium Na +1 10752 30.59 22.990 468

Sulfate SO4 -2 2701 7.68 96.062 28.1

Magnesium Mg +2 1295 3.68 24.305 53.3

Calcium Ca +2 416 1.18 40.078 10.4

Potassium K +1 390 1.11 39.098 9.97

Bicarbonate HCO3 -1 145 0.41 61.016 2.34

Bromide Br -1 66 0.19 79.904 0.83

Borate BO3 -3 27 0.08 58.808 0.46

Strontium Sr +2 13 0.04 87.620 0.091

Dan Disepanjang ekpedisi Challengerpada tahun1870, ditemukan bahwa

perbandingan antara elemen-elemen hampir konstan walaupun kadar garam (pada

jumlah H2O dapat bervariasi. Perhatikan bahwa dari table diatas membedakan

secara sekilas dalam publikasi yang berbeda. Begitu juga pada laut yang terkurung

[image:38.595.154.471.203.438.2]

oleh daratan seperti laut hitam dan laut Baltik memiliki konsentrasi yang berbeda.

Gambar 2.8. Lautan di muka Bumi

(sumber : www.seafriend.org.nz/oceano/seawater html)

Peta dunia ini menunjukan kadar air laut samudra sedikit berubah mulai

dari 32ppt (3,2%) sampai dengan 40ppt (4,0%). Kadar air garam yang rendah

ditemukan pada air laut dingin, khususnya selama musim panas ketika es mencair

kadar garam tinggi ditemukan pada hamparan laut pada samudra Continental.

Berhubungan dengan penurunan udara yang kering dan sejuk dan juga pemanasan

daerah padang pasir laut ini memiliki sangat sedikit curah hujan dan penguapan

yang tinggi.

Laut merah yang berlokasi di daerah padang laut tetapi hampir

keseluruhan tertutup menunjukan kadar garam tertinggi dari keseluruhan (40ppt)

tetapi laut Mediterania mengikuti laut merah yaitu 38ppt. Kadar garam terendah

ditemukan diatas area Laut Baltik (0.5%). Laut mati memiliki Kadar garam 24%

dan terdiri atas kebanyakan Magnesium Klorida MgCl2. Area laut dangkal

Pada pH 7,0 (air yang Netral) hanya 0,1 mol /kg(10-7) air dipisahkan

kedalam ion hidrogen positif (H+) dan ion hidrosil negatif (OH-). Dilautan dimana

pH yang ditemukan sebesar 8. Ini bahkan menjadi lebih kurang dari 0,01 mol

/kg yang mana menyebabkan ion hidrogen 20 kali lebih kecil dari pada oksigen

dan 200 kali lebih kecil dari pada karbondioksida. Hal ini mernerangkan bahwa

betapa pentingnya pH terhadap produktifitas ekosistem air.

Pada pengujian ini diambil air yang berasal dari air laut Belawan yang

mempunyai pH 8 yang diukur dengan kertas Lakmus. Pada gambar ini dapat

[image:39.595.109.512.285.529.2]

dilihat dilihat ph air pada setiap air laut yang ada dipermukaan bumi.

BAB III

ALAT DAN PENGUJIAN SISTEM DISTILATOR ENERGI SURYA TIPE ATAP

3.1 Alat-Alat pada Sistem Distilasi

Pada sistem distilasi energi Surya dengan menggunakan tipe atap miring

mempunyai alat-alat yang sangat penting diantaranya :

1. Distilator

Di dalam memilih bahan yang akan dipergunakan untuk wadah atau

penampung ada beberapa kriteria yang dipergunakan, yaitu :

 Daya tahan.

 Kemampuan dan harga.

 Mudah dalam pemakaian dan pemeliharaannya.

Wadah air yang akan dibuat dalam perencanaa sistem distilasi air tenaga

surya adalah memiliki panjang wadah (Wadah) 100 cm dan lebar (lWadah)

100 cm serta memiliki kapasitas tampung air (M) yang akan didistilasi

sebesar 1 00 liter. Dalam perencanaan ini bahan yang dipilih harus

memiliki daya hantar panas yang baik, kuat dan tidak rusak dalam waktu

yang lama.

Untuk dipilih fiber glass yang memiliki sifat-sifat :

 Konduktivitas thermal (k) = 0,05 W/m.K

 Massa jenis () = 700 kg/m3

Ada 3 bagian utama dari dinding ruang distilator yaitu :

1. Penampang dasar dengan data sebagai berikut :

 Panjang penampang dasar () = 1 m

 Lebar penampang dasar ( l ) = 1 m

 Tebal penampang dasar ( t ) = 0,002 m 2. Dinding belakang ruang distilator :

 Tinggi dinding dari dasar = 1 m

 Tebal dinding = 0,002 m

[image:41.595.196.447.84.285.2]

Gambar 3.1 Ruang Distilator

2. Tempat penampung kondensat

Tempat penampung kondensat adalah bagian dari sistem distilasi yang

akan menampung aliran kondensat, sebelum akhirnya dialirkan ke tempat

penampung air bersih. Letak dari penampung kondensat adalah pada

bagian bawah dari sambungan kaca penutup. Dimensi yang

dipergunakanlah plat alumunium yang dibentuk dengan diameter 0,05 dan

panjangnya adalah sepanjang wadah penampung yaitu 1 m.

[image:41.595.186.437.477.677.2]

3. Kaca Transparan (Window Glass)

Pada pembahasan sebelumnya telah diketahui bahwa sudut kemiringan

yang dibentuk oleh atap kaca adalah sebesar 350 dan karena luas penampang dasar

(Ab) sudah diketahui yaitu 1 m2, maka direncanakan ukuran kaca penutupnya

[image:42.595.186.428.191.367.2]

sebagai berikut :

Gambar 3.3. Besar sudut yang dibentuk

Lebar penampang dasar adalah 100 cm maka dengan rumus segitiga

istimewa (Salah satu sudutnya memebentuk sudut 900), maka lebar kaca penutup

adalah :

[image:42.595.177.463.471.691.2]

Palas = 100 cm sudut yang dibentuk kaca penutup adalah 350

hbak = 100 cm

hair = 30 cm

h

 = hbak – hair =100 – 30 = 70cm Jadi panjang kaca adalah :

P2 kaca = h2 P2atas

P2 kaca = 702 + 1002

Pkaca = 14900

Pkaca = 122 cm2

Pkaca = 1,22 m2

Sedangkan lebar kaca penutup adalah panjang wadah ditambah 2 cm pada

tiap sisinya, sehingga lebar kaca penutup adalah :

Lkaca = 100 cm + (2 x 2 cm ) = 104cm = 1,4 m

Tebal kaca (tkaca) diambil 5 mm = 0,005 m, hal ini karena kaca penutup

cukup luas sehingga rentan terhadap lengkungan dan juga agar kaca penutup kuat

ketika ditopang oleh wadah distilasi, yaitu ditopang sepanjang 2 cm pada sisi

kanan-kirinya. Dengan pertimbangkan pengadaan bahan dipasaran dan juga dari

segi biaya, maka dipilih jenis kaca Window Glass yang memiliki sifat dan

spesfikasi sebagai berikut :

 Panjang : 1,22 m

 Lebar : 1,4 m

 Tebal : 0,005 m

 Pembiasan (Transmitansi) : 0,85

 Penyerapan (Absorbtansi) : 0,06

[image:44.595.199.424.85.266.2]

Gambar 3.5. Window Glass

4. Pipa-Pipa pada Distilasi

Untuk saluran air laut dan saluran pembuangan untuk perawatan basin

dipergunakan pipa PVC dengan diameter 1 inchi atau 2,54 cm = 0,0254 m dengan

jumlah 1 pipa lurus dan 2 pipa siku. Dan untuk saluran air keluar dipergunakan

[image:44.595.145.484.413.547.2]

selang dengan diameter ½ inchi = 1,27 cm = 0,0127 m.

Gambar 3.6. Saluran masuk air laut (kiri), Saluran pembuangan

untuk perawatan basin (kanan)

[image:44.595.225.399.585.725.2]

5. Tempat Penampungan Air Bersih

Untuk menampung air bersih hasil distilasi dipergunakan jerigen bening,

sehingga produk air bersih bisa terlihat. Ukuran jerigen yang dipergunakan adalah

[image:45.595.211.406.209.364.2]

yang berkapasitas 4 liter.

Gambar 3.8. Penampung air bersih setelah didistilasi

6. Satu Set Peralatan Komputer

Pada pengujian ini menggunakan satu set peralatan komputer yang

berfungsi untuk membaca sensor-sensor yang sudah ditempatkan pada dalam dan

luar ruang distilator.

[image:45.595.227.398.497.718.2]

7. Alat-Alat Ukur yang di gunakan.

Pada pengujian ini ada beberapa alat ukur yang akan dipergunakan,

diantaranya :

1. Alat ukur temperatur air pada basin

Untuk mengukur temperatur air, dalam pengujian ini dipergunakan

sensor yang LM 35. Pada pengujian ini digunakan 2 (dua) buah

sensor temperatur jenis LM 35.Alat ukur atau sensor ini

ditempatkan di dalam air yang ada pada basin (untuk temperatur

air) dan di permukaan air ( untuk temperatur permukaan air )

2. Alat ukur untuk temperatur kaca penutup

Untuk mengukur temperatur kaca penutup dipergunaka 2 (dua)

buah sensor permukaan (surface sensor) LM 35 yang diletakan

pada bagian dalam dari kaca penutup (untuk temperatur kaca

dalam) dan diletakan pada bagian luar kaca penutup (untuk

temperatur kaca luar). Pemasangan sensor ini harus benar-benar

rata menempel pada permukaan kaca penutup sehingga tidak

terjadi kesalahan pembacaan dan pengukuran.

3. Alat ukur temperatur lingkungan

Untuk pengukuran suhu ambient digunakan 2 (dua) buah sensor

LM 35. Yang diletakan di dinding pada bagian dalam ruang

distilasi (untuk temperatur ruang distilasi) dan di dinding bagian

luar ruang distilasi (untuk temperatur lingkungan). Untuk

pengukuran pada keadaan terbuka (outdoor measurement),

transducer atau sensor harus dilindungi dari radiasi matahari

lansung atau yang terpantulkan, dengan menempatkannya di dalam

suatu kotak pelindung yang berventilasi baik serta dicat putih.

4. Data logger

Data logger sangat dibutuhkan pada waktu pengujian, karena

dalam pengujian yang dilakukan dengan menggunakan energi

listrik sebagai sumber tenaga (power) dan apabila sewaktu-waktu

data. Di dalam data logger terdapat sebuah baterai dimana baterai

[image:47.595.149.491.130.254.2]

ini sebagai energi cadangan pada waktu listrik mati.

Gambar 3.10. Data Logger

5. Alat pembacaan dan hasil pengukuran

Untuk hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat kita lihat/baca pada

layar komputer dan kemudian dapat kita simpan di dalam komputer, untuk

itu diperlukan satu set peralatan komputer.

3.2. Titik-titik Pengukuran

Dalam melakukan pengujian titik pengukuran sangat penting, yang

bertujuan untuk menentukan daerah/letak yang akan diukur temperaturnya pada

sistem distilasi melalui sensor pengukur temperatur. Sistem distilasi energi surya

yang akan di ukur memiliki 7 (tujuh) titik pengukuran, yaitu :

1. Temperatur air pada basin (Tair)

2. Temperatur permukaan air (T p. air)

3. Temperatur pada permukaan kaca bagian dalam (Tkd)

4. Temperatur pada permukaan dinding bagian luar (Tdl)

5. Temperatur pada permukaan dinding bagian dalam (Tdd)

6. Temperatur ruang distilasi (Trd)

Tabel 3.1 letak titik pengukuran

No Simbol Satuan Keterangan

1 Tair (T3) 0C Temperatur air pada basin

2 Tuda (T4) 0C Temperatur permukaan air

3 Tkd (T1) 0C Temperatur kaca dalam

4 Tkl (T7) 0C Temperatur kaca luar

5 Tamb (T6 ) 0C Temperatur lingkungan

6 Trd (T2) 0C Temperatur ruangan distilasi

`7 Tdd (T5) 0C Temperatur dinding distilasi

[image:48.595.114.487.114.595.2]

dalam

Gambar 3.11. Penempatan Sensor

Keterangan :

a : Wadah (basin)

b : Kaca

c : Air kotor keluar

d : Air kotor masuk (input)

e : Air distilasi keluar (output)

[image:49.595.117.509.95.742.2]

3.3. Bagan Alir Sistem Distilasi

Keterangan :

1a. Saluran air masuk (air laut) tampak dari luar dan pengisian dilakukan dengan

manual. Dengan menggunakan corong. Dan diameter pipa saluran masuk (air

laut) 1 inchi atau 0,0254m.

1b. Saluran air masuk tampak dari dalam ruang distilator.

2a. Satu set peralatan koputer yang terkoneksi dengan tujuh buah sensor LM 35

melalui kabel LPT 1. Untuk menampilkan hasil (besar suhu ) yang dibaca oleh

sensor LM 35, yang bebasis Visual Basic 6.0.

3a. Data Logger yang terhubung lansung dengan sensor LM 35, yang berfungsi

membaca suhu yang dideteksi sensor LM 35 dan dikirim ke program Visual

Basic 6.0 melalui kabel LPT 1.

4a. Bak penampung air laut yang berukuran 1m x 1m, dan mampu menampung air

laut maksimal 200 liter, tetapi yang dikehendaki dalam pengujian ini sebesar

100 liter.

4b. Saluran Kanal sepanjang 1m, yang berfungsi untuk mengumpulkan air yang

mengalir dari bawah kaca dalam distilasi yang merupakan hasil dari

penguapan yang mengembun dibawah kaca dalam setelah kaca mendapatkan

radiasi matahari. Semakin besar radiasi matahari yang diterima oleh

permukaan kaca maka semakin besar pula penguapan yang terjadi. Kemudian

air hasil distilasi akan disalurkan melalui corong ke pengumpulan air bersih.

4c. Tujuh buah sensor LM 35 yang ditempatkan di tempat yang dikehendaki

dalam pengujian yang selalu terkoneksi dengan Data Logger selama 24 jam.

4d. Saluran keluar air sisa yang tidak terdistilasi, yang bertujuan untuk membuang

air sisa dan sebagai saluran perawatan ruang distilator. Dan pipa saluran

keluar berdiameter 1 inchi atau 0,0254m.

5a. Tempat penampungan hasil air distilasi, dan dipergunakan jerigen yang bening

agar produk air bersih dapat dilihat.

6a. Hasil air distilasi yang diukur dalam gelas ukur. Dan air yang dihasilkan

3.4. Pengujian

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui cara kerja alat yang dibuat,dan

mengetahui cara membaca data yang dihasilkan data Logger yang digunakan.

Pengujian dilakukan sebanyak dua kali pengujian.

Lamanya waktu pengujian yang pertama selama 24 jam yang dilaksanakan

di rumah Ibu Norma Pardede dengan alamat Jln. Karya No.9 Sei Agul, Medan.

Dimulai pada hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, tanggal

10 – 11 April 2008. Dan pengujian kedua di lakukan di Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara pada hari Rabu tanggal 23 April 2008. Dimulai pada

pukul 14:00 Wib – 16:00 Wib.

Sebelum melakukan pengujian perlu dipersiapkan peralatan uji yang akan

digunakan, seperti sensor maupun alat ukur lainnya.

3.4.1. Data Perancangan Dan Keadaan Lingkungan

Dengan perkiraan cuaca cerah agak mendung dan sinar matahari terhadap

permukaan bumi adalah tegak lurus, dan data lainnya seperti kondisi lingkungan

yang diperoleh untuk daerah Universitas Sumatera Utara, Medan adalah berikut :

 Posisi Medan ( ) : 20 27’ – 20 47’ LU 980 35’ – 980 44’BT

 Temperatur ambien : 29 0C

 n (dihitung mulai 1 januari) : 101 hari

 Deklinasi ( ) : 23,450

 Sudut kemiringan distilator () : 35 0

 Sudut sinar matahari () : 0 (matahari tegak lurus bumi)

 Garis lintang letak distilator : 20 27 LU Data lain yang direncanakan adalah :

1. t air (ketinggian permukaan air) = 0,1 m

2. Taa (temperatur awal air) = 27 0C

3. Tak (temperatur awal kaca) = 27 0C

4. Taf (temperatur awal fiber) = 27 0C

BAB IV

PERHITUNGAN DAN ANALISA

4.1. Perhitungan Radiasi Matahari

(Sumber “Teknologi Rekayasa Surya”, Diterjemahkan oleh Prof. Wiranto Arismunandar)

GR = 4500 W/m2

n = 101 hari

Pers 2.9 _

     _        25 , 365 360 cos 033 , 0 1 xn G G_{T R}

_      _        25 , 365 101 360 cos 033 , 0 1 4500 x GT

G_T 4475,36 W/m2

Dengan Pers 2.7 cos sin.sin



 



cos.cos



 



.cos

cos 0,913460492

Maka sudut datang matahari =  = 240

GT = Intensitas radiasi surya yang diterima oleh permukaan bumi =

4465,35 W/m2, sehingga kita dapat menghitung radiasi matahari yang diterima

oleh suatu permukaan seluas 1 m2. Dengan sudut sinar datangnya sebesar .

Dengan pers (2.8)

 cos . T G A q _ 2 / 06 , 4088 913460492 , 0 36 ,

4475 x W m

A

q _{ }

Sehingga GT yang diterima distilator = 4088,06 W/m2

Maka dapat dihitung radiasi surya yang dibiaskan dan diserap :

1. Radiasi surya yang diserap (qserap kaca)

q

(serap kaca) = Absorbtansi x GT

= 0,06 x 4475,36W/m2

2. Radiasi surya yang dibiaskan (qserap kaca)

q

(bias kaca) = Transmitansi x GT

q

(bk)= 0,85 x 4475,36 W/m2

q

(bk) = 3804,05 W/m2

3. Radiasi surya yang dipantulkan ( qpantul kaca)

q

pantul kaca

=

reflektansi x GT

q

(p)= 0,09 x 4475,36 W/m2

q

(p)= 402,78 W/m2

Dari data diatas dapat diketahui kalor radiasi dan effisiensi kaca ()

q

rad

= G

R

– q

pantul

– q

serap

q

rad= 4500 W/m2 – 402,78 W/m2– 268,52

W/m2

q

rad =

3828,7

W/m2

Maka effisiensi kaca :

% 100 x G q R rad kaca   % 100 / 4500 / 7 , 3828 2 2 x m W m W kaca   % 08 , 85  kaca 

Dengan adanya pembiasan, penyerapan dan pantulan radiasi surya pada kaca

transparan, maka terjadi proses perpindahan panas radiasi dan konveksi menuju

kaca sebesar yang diserap kaca.

  = Emisivitas = 0,06

 h = Koefesien konveksi kaca = 0,26 W/(m2.K4)

q

serap kaca

= q

(sk)

= q

radiasi kaca

+ q

konveksi kaca

q

(sk)

= kaca. .A.



Tkaca Tamb



hkaca.Akaca.



TkacaTamb



4

4

 

268,52 = 0,06.(5,67 x 10-8 )W/(m2.K4).(1,22 x 1,04)m2.(Tkaca4-3004)K+

0,26 W/(m2.K4).(1,22 x 1,04)m2.(Tkaca – 300)K

= 0,4316 x 10-8(Tkaca4 – 3004)K + 0,32988 (Tkaca – 300)K

268,52 = 0,4316 x 10-8 Tkaca – 34,9633 + 0,3298 Tkaca – 98,9664

268,52 + 34,9633 + 98,9664 = 0,4316 x 10-8 Tkaca4 + 0,32988 Tkaca

402,4497 = 0,4316 x 10-8 Tkaca4+ 0,3298 Tkaca

Tkaca = 323,25 K = 50,25 0C

Tkaca = 50 0C

4.2. Perpindahan Kalor pada Bak Penampung (Wadah)

Luas bak penampung air adalah 1 m2, dengan panjang bak 1 m dan lebar 1

m. Untuk pembiasannya panas q(bak) yang terdapat pada ruang distilasi saat akan

menuju air kotor yang terdapat pada bak penampungan yang besarnya 4793,11W

= 47,9311 W/m2, sehingga terjadi suatu perpindahan kalor (heat transfer) secara

radiasi dan konveksi menuju air. Maka didapatkan suhu air saat terjadi produksi

air (Ta) adalah

Perhitungan suhu air saat terjadi produksi air :

 : Emisivitas = 0,06

h : Koefesien konveksi air = 0,659 W/(m2.K)

 : Konstanta Stefan – Boltzman = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

q

serap air

= q

(sa)

= q

radiasi air

+ q

konveksi air

qsa  air A Tair Tkaca hair Aair.



Tair Tkaca



4

4 )

(  .. .( ) .

4793,11 =0,06 x 5,67 x 10-8 x 1 x (Tair4 – 3234) + 0,659 x 1x (Tair – 323)

4793,11 = 3,042 x 10-9 Tair4 – 37,0292 + 0,659 Tair – 212,857

5042,996206 = 3,402 x 10-9 Tair4 + 0,659 Tair

Tair = 322,128 K

4.3. Hasil Pengujian dan Perhitungan Data Pengujian

Pengujian sistem distilasi telah selesai dilakukan dengan tanggal pengujian

dari hari Kamis pukul 20:00 Wib – hari Jumat pukul 20:00 Wib, tangga 10 April

2008 – 11 April 2008 yang dilaksanakan di rimah Ibu Norma Pardede di Jln.

Karya No.9 Sei Agul. Dan hasil pengujian diambil pada hari Jumat, tanggal 11

April 2008.

4.3.1. Perhitungan Konveksi

Untuk menghitung kalor konveksi (qkonv) diambil data secara acak dari

pengambilan data yang dilakukan beberapa hari (Perhitungan konveksi seluruhnya

dapat dilihat pada Tabel 4.2.)

Perbandingan konveksi yang diperoleh dari pengambilan data pada tanggal

11 April 2008, antara data pukul 11 :10 Wib dengan data pukul 12 :00 Wib.

Data hari Jumat, tanggal 11 April 2008. Pukul 11.10 Wib sebagai berikut :

Tpermukaan air (T4) = 53 0C

Tdasar air (T3) = 40 0C

Truang distilasi (T2) = 50 0C

GR = 4500 W/m2

L (Panjang distilasi) = 1 m

A = 1 m2

Setelah di Interpolasi Maka didapat :

Pr (Pranftl Number) = 0,70294

v = 18,022 x 106 m2/s

K = 0,0280 W/m2.0C

C = 0,27

Dari data tersebut dapat dicari qkonv





2 3 2 4 . v L T T g

G_r    ; dimana  = 1/T3 jadi  = 1/ 50 = 0,02

Gr = _{5 2} 7

3 10 22 , 181 ) 10 8022 , 1 ( 1 ) 50 53 ( 02 , 0 81 , 9 x x x x   

Nu = C (Gr x Pr)1/4

2 9 2 8 / 10 428 , 1 1 / 0280 , 0 10 008 , 51 m W x m W x x L Nuxk h     

q

kon = h.A(T )

qkon = 1,428 x 10-9 W/m2 x 1x 3 = 4,284 x 10-9 W/m2

4.3.2. Perhitungan Konduksi

Untuk menghitung kalor induksi diambil data dari hari Jumat, tanggal 11

April pada pukul 11:10 Wib.

Datanya adalah :

T5 (Temperatur dinding distilasi) = 42 0C

T6 (Temperatur luar dinding) = 39 0C

k = 0,0279834 W/m.K

Yang harus dikerjakan dahulu adalah menghitung faktor bentuk dari alat

distilasi yaitu menjumlahkan faktor-faktor bentuk dinding, tepi dan sudut dinding.

Ruang distilasi ini memiliki 2 bentuk yaitu dinding persegi dan dinding segi tiga.

Faktor bentuk dinding persegi :

Dinding : x m

L A S 150 002 , 0 1 3 , 0   

Tepi : S = 0,54.D = 0,54 x 0,3 = 0,162 m

Sudut : S= 0,15.L = 0,15 x 0,002 = 0,0003m

S persegi : Sp = 150 + 0,162 + 0,0003 = 150,1623 m

Faktor bentuk dinding Segi Tiga :

Dinding : x x m

L xAxt L A S 175 002 , 0 7 , 0 1 5 , 0 2 1    

Tepi : S = 0,54.D = 0,54 x 0,7 = 0,378 m

Sudut : S = 0,15.L = 0,15 x 0,002 = 0,0003m

S segitiga : Sst = (175 x 0,0003) x 2 = 350 m

S total adalah = Stot = 150,1623 m + 350 m = 500,1623 m

Maka konduksinya :

q = k.S.T

q = 0,0279834 x 500,1623 x 3 = 41,9987 W/m.0C

4.3.3. Perhitungan Penguapan

Untuk panas yang dipindahkan ketutup oleh penguapan dengan

menggunakan data pada hari jumat pukul 11:10, tanggal 23 April 2008 (lihat

Tabel 4.4). Untuk PW dan PC lihat pada Tabel uap pada Lampiran.

Dimana :

T4 (TW) : 530C (PW = 14376 N/m2)

T1 (TC) : 460C (PC = 10090 N/m2)

Dengan Pers 2.14, maka di dapat :

quap =

       C W C W Konv T T P P x xq x10 3 27 , 16 =          46 53 10090 14376 282 , 4 10 27 ,

16 x 3x x

= 42,67445991 W/m2

Dan laju distilasi (Kecepatan perpindahan massa penguapan) dapat

ditentukan dengan persamaan 2.15.

fg uap uap

h q

m 