LAMPIRAN
Lampiran 1
LANGKAH-LANGKAH ANALISA DENGANMENGGUNAKAN ANSYS 15.0 : a. Geometry dan Mesh
1. Evaporator didesain terlebih dahulu. Desain dapat dilakukan dengan menggunakan aplikasi seperti AutoCAD, Catia, SolidWorks serta pada Geometry Ansys itu sendiri. Dalam hal ini aplikasi yang digunakan adalah SolidWorks 2010 yang kemudian di-import ke dalam Geometry Ansys 15.0.
2. Dari perintah “File” “Import External Geometry
File…”, pilih file yang ingin di-import kemudian pilih
“Open”.
3. Setelah File Solidworks “Import1” muncul, pilih Import1 kemudian dengan perintah “Generate” untuk menampilkan geometry evaporator.
Gambar 2 Generate.
4. Setelah geometry muncul maka secara otomatis ansys
akan membaca berapa part yang kita buat. Pada “Details View” “Fluid/Solid” kita dapat menggubah material part tersebut menjadi solid ataupun fluid.
Gambar 3 Material Bahan.
5. Setelah selesai, kita dapat menutup geometry lalu klik
kanan mouse pilih “Update” untuk melanjutkan dan
kita lakukan setiap kita selesai mengatur dan memasukkan data yang kita inginkan.
Gambar 4 Cara Meng-update Data.
6. Kemudian buka mesh untuk melakukan meshing. Pada mesh hal pertama yang kita lakukan adalah memberi
batasan atau yang kita kenal “Boundary Condition”
dengan memilih bagian mana yang ingin kita batasi
kemudian klik kanan mouse pilih “Create Named Selection”.
7. Meshing pada Ansys dalam hal ini mengikuti meshing yang telah dikerjakan secara otomatis oleh ansys. Untuk kualitas meshing dapat diatur sesuai dengan yang kita inginkan. Untuk selanjutnya penjelasan mengenai pengaturan meshing dapat dipelajari pada tutorial ansys.
1. Evaporator kemudian dianalisa dengan di dalam FLUENT. Buka fluent kemudian centang “Double
Precision”dan pilih “Open”.
2. General
- Check mesh.
“General” “Check”
- Report quality.
“General” “Report Quality’
- Aktifkan transient untuk waktu.
“General” “Time” “Transient”
- Aktifkan gravitasi, kemudian isi -9.81 pada koordinat
“Y”.
3. Models
- Analisa perubahan fasa.
“Models” “Multiphase” “Edit”
Gambar 6 Multiphase Model. (a) Pilih Mixture pada daftar Model.
(b) Aktifkan Implicit Body Force pada daftar Body Force Formulation.
(c) Pilih Ok untuk menutup kotak jendela Multiphase Model.
- Aktifkan energy equation.
“Models” “Energy” “Edit”
Gambar 7 Energy. - Aktifkan viscous
“Models” “viscous” “Edit”
(a) Pilih k-epsilon (2 eqn).
Gambar 8 Viscous Model.
4. Materials
- Copy water-liquid (h2o<l>) dari database.
(a) Pilih FLUENT Database… untuk membuka kotak jendela FLUENT Database Materials.
i. Pilih water-liquid (h2o<l>) dari FLUENT Database Materials.
ii. Klik Copy dan tutup kotak jendela FLUENT Database Materials.
(c) Masukkan 1023.475 kg/m3 untuk Density. (d) Masukkan 4001.45 j/kg-K untuk Specific Heat. (e) Masukkan 0.6085 w/m-K untuk Thermal
Conductivity.
(f) Masukkan 0.969 kg/m-s untuk Viscosity. (g) Masukkan 58.5 untuk Molecular Weight.
(h) Masukkan 0 j/kgmol untuk Standart State Enthalpy.
(i) Masukkan 298 untuk Reference Temperature. (j) Pilih Change/Create dan tutup kotak jendela
Create/Edit Materials.
Gambar 9 Membuat dan Merubah Material Fluida Kerja. - Copy water-vapor (h2o) dari database.
(a) Pilih “FLUENT Database…” untuk membuka kotak jendela FLUENT Database Materials.
i. Pilih water-vapor (h2o) dari FLUENT Database Materials.
(b) Pilih Change/Create dan tutup kotak jendela Create/Edit Materials.
- Copy steel dari database.
(a) Pilih FLUENT Database… untuk membuka kotak jendela FLUENT Database Materials.
i. Pada daftar “Material Type” pilih solid. ii. Pilih steel dari FLUENT Database
Materials.
iii. Klik Copy dan tutup kotak jendela FLUENT Database Materials.
(b) Ganti nama material.
(c) Masukkan 8060 kg/m3 untuk Density. (d) Masukkan 530 j/kg-K untuk Specific Heat.
(e) Masukkan 17 w/m-K untuk Thermal Conductivity. (k) Pilih Change/Create dan tutup kotak jendela
Create/Edit Materials.
Gambar 10 Membuat dan Merubah Material Stainless-steel.
5. Phases
“Phase” “phase-2” “Edit”
Gambar 11 Mengatur Fasa-1. (a) Pilih brine dari daftar Phase Material.
(b) Pilih ok untuk menutup kotak jendela Primary Phase.
- Pilih secondary phase
Gambar 12 Mengatur Fasa-2. (a) Pilih water-vapor dari daftar Phase Material. (b) Pilih ok untuk menutup kotak jendela Primary
Phase.
6. Pilih Evaporation-Condensation Model
“Phase” “Interaction”
Gambar 13 Mengatur Hubungan Fasa. (a) Klik Mass tab
(d) Pilih evaporation-condensation dari daftar
Mechanism dan klik “Edit…” untuk membuka
kotak jendela Evaporation-Condensation.320,2271 K
Gambar 14 Evaporation-condensation Model.
(e) Klik ok untuk menutup kotak jendela Evaporation Condensation.
(c) Klik ok untuk menutup kotak jendela Phase Interaction.
7. Cell Zone Conditions
Karena sumber panas berasal dari pemanas yaitu 373.15 maka:
Gambar 15 Mengatur Sumber Energi.
8. Boundary Conditions
Atur boundary conditions untuk pressure oulet.
Gambar 16 Pressure Outlet (mixture).
9. Solution Method
Atur parameter pada Solution Method.
10.Solution Controls
Gambar 18 Solution Controls. 1. Masukkan 0.5 untuk Pressure. 2. Masukkan 0.2 untuk Momentum. 3. Masukkan 0.5 untuk Volume Fraction.
11.Solution Initialization
Memulai iterasi dengan menggunakan Hybrid Initialization.
Lalu tandai bagian fluida dari “Patch”. Bagian yang
memiliki cairan seperti brine pada kolom “Zones to Patch” lalu pilih liquid pada kolom “Phase” kemudian klik
Volume Fraction pada kolom “Variable” dan isi nilai 1 pada Value.
Gambar 20 Patch Area brine.
Dan pastikan pada area vapor tidak terdapat cairan. Dengan cara yang sama.
12.Run Calculation
Tahap akhir jalankan kalkulasi data dengan variasi waktu yang kita inginkan.
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Al-Kharabsheh, A. and Goswami, D. Y., Theoretical analysis of a water desalination system using low grade solar heat, Journal of Solar Energy Engineering 126 (2004) 774-780.
Ali MT, Fath HES, Armstrong PR. A comprehensive techno-economical review of indirect solar desalination. Renew Sustain Energy Rev 2011;15:4187-99.
Ambarita, Himsar. 2011. Perpindahan Panas Konveksi dan Pengantar Alat Penukar Kalor. Medan : Departemen Teknik Mesin FT USU
Bemporad, G. A., 1995, ‘‘Basic Hydrodynamic Aspects of a Solar Energy Based
Desalination Process,’’ Desalination, 54, pp. 125–134.
Cath TZ, Childress AE, Elimelech M. Forward osmosis: principles, applications and recent developments. J Membr Sci 2006;281(1–2):70–87.
Cengel, Y.A. Heat Transfer A Practical Approach, Second Edition. Mc Graw-Hill, Book Company, Inc : Singapore
Helal AM, Al-Malek SA. Design of a solar-assisted mechanical vapor compression (MVC) desalination unit for remote areas in the UAE. Desalination 2006;197:273–300.
Rane MV, Padiya YS. Heat pump operated freeze concentration system with tubular heat exchanger for seawater desalination. Energy Sustain Dev 2011;15:184–91.
Incropera, F. P., and DeWitt, D. P., 1996, Fundamentals of Heat and Mass Transfer edition, John Wiley & Sons, New York.
Lock, G. S. H., 1994, Latent Heat Transfer: An Introduction to Fundamentals, Oxford Science Publications, New York.
Kalogirou S. Seawater desalination using renewable energy sources. Prog Energy Combust Sci 2005;31:242-81.
xv
Mamayev, O. I., 1975, Temperature-salinity Analysis of World Ocean Waters, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, pp. 72.
Mezher T, Fath H, Abbas Z, Khaled A. Techno-economic assessment and environmental impacts of desalination technologies. Desalination 2011;266:263–73.
Parekh S, Farid MM, Selman JR, Al-Halaj S. Solar desalination with a humidification–dehumidification technique – a comprehensive technical review. Desalination 2004;160:167–86.
Qiblawey HM, Banat F. Solar thermal desalination technologies. Desalination 2008;220:633–44.
Qtaishat MR, Banat F. Desalination by solar powered membrane distillation systems. Desalination 2012;308(2):186–97.
Rice W, DSC. Chau. Freeze distillation using hydraulic refrigerant compressors. Desalination 1997;109:157–64.
Roberts DA, Johnston EL, Knott NA. Impacts of desalination plant discharges on the marine environment:a critical review of published studies. Water Res 2010;44:5117-28.
Rohsenow, W. M., Hartnett, J. P., and Ganic, E. N., 1985, Handbook of Heat Transfer, third edition, McGraw-Hill Book Company, New York, pp. 6.31–6.41.
Salcedo R, Antipova E, Boer D, Jimenez L, Guillen-Gosalbez G. Multi-objective optimization of solar Rankine cycles coupled with reverse osmosis desalination considering economic and lifecycle environmental concerns. Desalination 2012;286:358–71.
Sangi R. Performance evaluation of solar chimney powerplants in Iran. Renew Sustain Energy Rev 2012;16:704–10.
UN-Water. 2006. Coping With Water Scarcity : a Strategic Issue and Priority for System-Wide Action.
30 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Analisa evaporator dilakukan dengan menggunakan software Ansys fluent 15.0. Analisa simulasi evaporator dilakukan dengan menggunakan data-data seperti panas (heat source) yang berasal dari heater dengan temperature yang diberikan sebesar 373.15K dan asumsi-asumsi seperti tekanan dibawah satu atm yaitu tekanan vakum sebesar 10665.3452 Pa yang diberikan pada evaporator. Analisa dilakukan untuk memperhatikan parameter perubahan fasa (volume
fraction) cair menjadi uap, penyebaran temperatur serta mengetahui aliran laju
penguapan yang terjadi pada evaporator. Hasil analisa yang didapat akan dibandingkan dengan hasil pengujian.
3.1.Objek Penelitian
Pengujian ini dilakukan pada objek penelitian yaitu evaporator dengan material stainless steel 304. Material evaporator mempunyai ukuran dengan bagian bawah berbentuk silinder dengan ukuran diameter 250 mm; tinggi 150 mm dan tebal 5 mm serta bagian atas berbentuk kerucut dengan ukuran diameter bawah 250 mm; diameter atas 12,7 mm dan tebal 3 mm yang disertai dengan heater yang memiliki ukuran diameter 50 mm dengan panjang 2400 mm.
31 Gambar 3.2 Model Solidworks 3D Evaporator (Terbuka).
3.2.Waktu dan Tempat
Simulasi evaporator dilakukan dengan menggunakan komputer yang berlokasi di Laboratorium Pusat Riset Sustainable Energy Gedung J20 Magister Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
3.3.Peralatan yang Digunakan
Jenis peralatan yang dibutuhkan untuk analisis evaporator adalah sebuah komputer dengan spesifikasi sebagai berikut :
1. Perangkat keras (Hardware)
Dalam hal ini perangkat keras yang digunakan adalah komputer yang digunakan untuk melakukan simulasi fluent pada evaporator.
a. Komputer
Komputer yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: - Processor: Intel Core i5
- RAM: 8 GB - CPU : 3,40 GHz
32 Gambar 3.3 Komputer.
2. Perangkat lunak (Software)
Perankat lunak (software) yang digunakan untuk melakukan simulasi fluent pada evaporator ada 2 jenis yaitu:
a. SolidWorks 2010
Solidworks digunakan untuk mendesain model evaporator yang akan disimulasikan.
Gambar 3.4 Software Solidworks 2010 b. Ansys 15.0
33 3.4.Diagram Alir Penelitian
Secara garis besar, pelaksanaan penelitian ini dilaksanakan berurutan dan sistematis seperti ditunjukkan pada gambar 3.4
Gambar 3.6 Diagram Alir Penelitian.
Mulai
Identifikasi masalah dan
menetapkan tujuan penelitian
Studi Awal :
Studi Literatur
Pengumpulan Data :
- Data Evaporator
- Data Temperatur
Pengolahan Data :
Komputasi Data
Bandingkan dengan
data hasil pengujian
Analisa Data
Kesimpulan
Selesai
Tidak
34 Keterangan diagram alir pada gambar 3.4 dijelaskan sebagai berikut : 3.4.1. Studi Literatur
Penulisan melakukan studi literatur berupa pengumpulan bahan-bahan penulisan seperti buku-buku, jurnal ilmiah, dan hasil penelitian sebelumnya. Selain itu, penulis juga mengumpulkan bahan dari sumber di internet untuk mempelajari teknis pengerjaan penelitian dan simulasi.
3.4.2. Eksperimen dan Pengumpulan Data
Pada tahap ini dilakukan eksperimen berdasarkan cara yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Eksperimen yang dilakukan merupakan prinsip evaporasi-kondensasi dimana fluida dipanaskan menggunakan pemanas listrik dengan tekanan diperkecil hingga tekanan vakum sehingga hal ini menyebabkan titik didih dari fluida bertambah rendah dan lebih cepat mendidih. Kemudian data yang diperlukan dari hasil eksperimen dicatat, yaitu : temperatur dinding luar evaporator dengan menggunakan agilent dan tekanan evaporator sebelum pemanasan dimulai dengan menggunakan vakum pressure. Data-data ini nantinya akan dimasukan dan kemudian dibandingkan hasilnya dengan proses simulasi program CFD.
3.4.3. Simulasi Secara CFD
Simulasi secara CFD dilakukan dengan beberapa tahapan, yaitu melakukan pemodelan geometri, melakukan meshing, menentukan kondisi batas, menginput data-data yang dibutuhkan seperti tekanan awal dan temperature pemanas, selanjutnya simulasi. Sofware yang digunakan adalan Solidworks 2010 dan Ansys 15.0.
3.4.4. Analisa Data
Hasil simulasi dicatat dan dibandingkan dengan hasil eksperimen seperti data temperatur yang ditampilkan berupa grafik dan menghitung ralat.
3.4.5. Penarikan Kesimpulan
35 3.5.Skema Pengujian
Gambar 3.7 Skema Pengujian Desalinasi.
Prinsip kerja skema pengujian, yaitu :
1. Panel control akan menyuplai dan mengatur besar tegangan listrik yang akan dialirkan ke heater dengan tegangan maksimum sebesar 220 V dan mengaturnya secara otomatis dengan data temperatur yang dibaca oleh termokopel.
2. Heater merupakan sumber panas yang akan menaikkan temperatur fluida kerja di dalam evaporator.
3. Termokopel digunakan untuk mengukur besarnya perubahan temperatur yang terjadi dalam evaporator dan mengirimkan data tersebut ke panel control dan agilent.
4. Agilent akan mencatat temperatur setiap menit dan data tersebut akan disimpan ke dalam USB.
36
BAB IV
HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini, akan dilakukan pembahasan mengenai hasil simulasi analisa tiga dimensi pada evaporator. Analisa yang dilakukan pada evaporator meliputi analisa fasa (volume fraction), penyebaran temperatur serta mengetahui aliran laju penguapan yang terjadi pada evaporator yang akan ditampilkan dalam bentuk kontur, disertai dengan grafik kenaikan temperature hasil simulasi dan parameter nilai yang dicapai serta aliran fluida di dalamnya.
4.1.Desain pada SolidWorks 2010
Evaporator didesain dengan Solidworks 2010 dalam tiga dimensi (3D). Desain tersebut dibuat berdasarkan data dari hasil perancangan evaporator. Evaporator dirancang atas tiga bagian yaitu evaporator bagian bawah berbentuk silinder dengan ukuran diameter 250 mm dan tinggi 150 mm, evaporator bagian atas berbentuk kerucut dengan ukuran diameter bawah 250 mm, diameter atas 12,7 mm dan tinggi 120 mm, serta heater dengan diameter 5 mm dan panjang 2,4 m. Kemudian di import ke dalam ansys geometry dan mengubah material bahan. Seperti bagian fluida kerja bahannya adalah fluida dan bagian heater adalah solid.
37
4.2.Kondisi Batas dan Meshing pada Ansys 15.0
Kondisi batas yang digunakan pada heater, fluida, dan dinding evaporator berbahan stainless steel 304 dari evaporator sehingga fasa cair dan fasa uap dengan kenaikan temparatur dapat dianalisa. Pada bagian sisi evaporator, kondisi batas yang diberikan adalah wall, untuk membatasi pergerakan cairan dan aliran uap pada evaporator. Untuk heater yang berada didalam evaporator kondisi batas yang diberikan adalah interface karena bersentuhan langsung dengan fluida kerja, dan sisi atas evaporator diberi kondisi batas sebagai pressure outlet.
Setelah kondisi batas diberikan, pengaturan mesh pada evaporator di atur sesuai dengan kondisi awal. Pengaturan mesh secara jelas dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4.2 Model 3D Mesh Evaporator pada Ansys 15.0.
4.3.Analisa Fluent pada Ansys 15.0
Setelah desain selesai dan kondisi batas diberikan pada Geometry Ansys 15.0 analisa evaporator dilanjutkan dengan analisa Fluent dengan memasukkan data-data awal perhitungan, baik sifat material maupun kondisi awal dari system untuk selanjutnya dikalkulasi dan dianalisa.
38
4.3.1. Hasil Analisa pada Fluent Ansys 15.0
Setelah data diinput pada FLUENT analisa evaporator diiterasi hingga temperatur mencapai 323.15 K sehingga hasil analisa yang didapat sesuai dengan hasil penelitian. Hasil analisa perubahan fasa (volume fraction) cair menjadi uap, temperatur, dan aliran fluida pada evaporator yang disertai parameter yang dicapai akan ditampilkan pada gambar di bawah :
a. Analisa Kontur Fasa
Dari hasil analisa kontur, dapat diperhatikan bahwa pada gambar 4.5 dan 4.6, terjadi perubahan fasa cair menjadi uap.
Gambar 4.3 Hasil Analisa Kontur Fasa cair (Depan).
39
b. Analisa Kontur Temperatur
Dari hasil analisa kontur, dapat dilihat perubahan temperatur dalam evaporator selama beberapa jam pengujian bahwa temperatur rata-rata di dalam evaporator berkisar 323 K sampai 325 K dengan temperatur tertinggi pada pemanas yaitu 372 K.
Gambar 4.5 Hasil Analisa Kontur Temperatur.
40
4.4.GRAFIK PERBANDINGAN HASIL EKSPERIMEN DAN HASIL SIMULASI
Pada subbab ini akan dipaparkan grafik temperatur hasil eksperimen selama 6 hari dan grafik hasil simulasi dengan ansys. Seperti yang telah
dijelaskan sebelumnya hasil pengukuran temperatur diukur dengan menggunakan agilent. Agilent yang dipakai memiliki 20 channel, namun pada pengujian hanya menggunakan 6 channel.
1. Temokopel Panel Kontrol (Channel 111) 2. Alas Evaporator (Channel 120)
3. Dinding Evaporator (Channel 112) 4. Pipa Evaporator Outlet (Channel 113) 5. Tube-in-tube Heat Exchanger (Channel 114) 6. Pipa Kondensor Outlet (Channel 118)
Disini penulis memilih lokasi yang secara spesifik telah direncanakan sebelum pengujian dilakukan yaitu pada channel/ port 111,112 dan 120.
Gambar 4.7 Posisi Termokopel Agilent.
Channel 112
Channel 120
41
[image:30.595.117.509.117.442.2]4.4.1 Perbandingan Temperatur pada Channel 111
Gambar 4.8 Grafik Temperatur Simulasi Evaporator pada titik 111. Hasil simulasi evaporator dengan menggunakan Ansys 15.0 dapat kita lihat pada gambar 4.7 menunjukkan bahwa temperatur tertinggi pada suhu 50.15 o
42
Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Temperatur Channel 111.
4
3
Ta
[image:32.842.138.697.96.474.2]be
l 4.1 P
erba ndin ga n Da ta Te mpe ra tur H asil Ekspe rimen tal da n H asil S im ulasi pa da C ha nne l 111 .
13-11-2015 Ralat (%) 14-11-2015 Ralat (%) 15-11-2015 Ralat (%) 16-11-2016 Ralat (%) 17-11-2016 Ralat (%) 18-11-2016 Ralat (%) 9:00 27.02167 30.25 11.96% 29.68 9.85% 3.00E+01 11.10% 26.17 3.15% 30.75 13.80% 27.21 0.69% 9:01 27.62469 31.02 12.29% 30.14 9.12% 3.15E+01 13.85% 26.61 3.68% 31.62 14.46% 28.20 2.08% 9:02 28.06561 31.91 13.68% 30.61 9.05% 3.27E+01 16.41% 27.21 3.05% 32.51 15.84% 28.90 2.96% 9:03 28.81317 32.72 13.56% 31.10 7.93% 3.38E+01 17.13% 28.20 2.14% 33.21 15.24% 29.80 3.41% 9:04 29.53842 33.59 13.70% 31.92 8.07% 3.48E+01 17.74% 28.90 2.18% 34.14 15.56% 30.63 3.69% 9:05 30.69696 34.51 12.41% 32.84 6.99% 3.56E+01 15.94% 29.80 2.94% 34.93 13.79% 31.58 2.89% 9:06 31.54736 35.45 12.36% 33.83 7.23% 3.71E+01 17.70% 30.63 2.92% 36.07 14.32% 32.57 3.23% 9:07 32.388 36.40 12.37% 34.88 7.68% 3.89E+01 20.08% 31.58 2.48% 37.02 14.31% 33.36 3.00% 9:08 33.06256 37.27 12.73% 35.65 7.81% 3.95E+01 19.56% 32.57 1.50% 38.04 15.04% 34.49 4.32% 9:09 33.7244 38.19 13.24% 36.69 8.80% 4.01E+01 18.96% 33.36 1.08% 39.19 16.20% 35.37 4.89% 9:10 34.37686 39.32 14.39% 37.54 9.21% 4.16E+01 20.90% 34.49 0.33% 40.19 16.92% 36.05 4.86% 9:11 35.05634 40.14 14.50% 38.79 10.64% 4.28E+01 22.03% 35.37 0.91% 40.74 16.22% 36.77 4.90% 9:12 35.74487 41.15 15.11% 39.66 10.94% 4.35E+01 21.58% 36.05 0.85% 41.67 16.59% 37.87 5.95% 9:13 36.41556 41.88 15.02% 41.04 12.69% 4.48E+01 22.89% 36.77 0.98% 41.74 14.62% 38.82 6.59% 9:14 37.07565 42.45 14.51% 41.48 11.89% 4.57E+01 23.13% 37.87 2.15% 43.03 16.07% 39.35 6.15% 9:15 37.68805 43.22 14.68% 42.54 12.86% 4.64E+01 23.14% 38.82 2.99% 44.20 17.27% 40.35 7.06% 9:16 38.24539 44.63 16.69% 43.54 13.85% 4.80E+01 25.58% 39.35 2.90% 44.89 17.38% 41.69 9.02% 9:17 38.80139 45.17 16.42% 44.06 13.55% 4.91E+01 26.62% 40.35 3.99% 45.75 17.90% 42.16 8.65% 9:18 39.43488 45.81 16.17% 45.06 14.27% 5.02E+01 27.37% 41.69 5.73% 46.74 18.51% 43.22 9.60% 9:19 40.01172 47.18 17.90% 46.13 15.29% 5.00E+01 25.06% 42.16 5.36% 47.28 18.16% 44.33 10.80% 9:20 40.54474 47.99 18.36% 47.18 16.38% 5.04E+01 24.31% 43.22 6.60% 47.60 17.41% 45.00 10.99% 9:21 41.09802 49.08 19.41% 48.26 17.43% 5.05E+01 22.76% 44.33 7.87% 47.29 15.05% 45.41 10.48% 9:22 41.69998 50.16 20.29% 49.18 17.93% 5.08E+01 21.80% 45.00 7.92% 47.27 13.35% 46.25 10.90% 9:23 42.26965 50.91 20.45% 48.81 15.46% 5.09E+01 20.45% 45.41 7.42% 46.64 10.33% 47.61 12.64% 9:24 42.84662 50.79 18.54% 49.29 15.05% 5.08E+01 18.54% 46.25 7.93% 46.67 8.93% 48.45 13.08% 9:25 43.40118 50.87 17.21% 49.02 12.94% 5.09E+01 17.21% 47.61 9.71% 47.18 8.72% 48.75 12.31% 9:26 43.91144 50.83 15.75% 48.87 11.30% 5.08E+01 15.75% 48.45 10.34% 47.49 8.14% 49.39 12.48% 9:27 44.50177 50.27 12.96% 48.68 9.38% 5.03E+01 12.96% 48.75 9.53% 46.73 5.00% 49.65 11.58% 9:28 44.98672 50.27 11.75% 48.86 8.60% 5.03E+01 11.75% 49.39 9.79% 47.08 4.64% 49.15 9.26% 9:29 45.47699 50.12 10.22% 48.56 6.78% 5.01E+01 10.22% 49.65 9.18% 47.12 3.61% 49.47 8.77% 9:30 45.98038 49.81 8.33% 47.92 4.22% 4.98E+01 8.33% 49.15 6.90% 46.17 0.42% 49.28 7.18%
Temperatur
Simulasi Agilent
4 4 Ta be l 4. 1 P erba ndin ga n Da ta Te mpe ra tur H asil Ekspe rimen tal da n H asil S im ulasi pa da C ha nne l 111 (L anjut an) .
13-11-2015 Ralat (%) 14-11-2015 Ralat (%) 15-11-2015 Ralat (%) 16-11-2016 Ralat (%) 17-11-2016 Ralat (%) 18-11-2016 Ralat (%) 9:31 46.48068 49.98 7.54% 47.68 2.58% 5.00E+01 7.54% 49.47 6.42% 45.96 1.12% 48.41 4.15% 9:32 47.04431 49.91 6.08% 47.99 2.00% 4.99E+01 6.08% 49.28 4.76% 46.49 1.18% 47.55 1.07% 9:33 47.54547 49.65 4.42% 48.50 2.00% 4.96E+01 4.42% 48.41 1.82% 46.79 1.60% 48.04 1.03% 9:34 48.03021 49.04 2.10% 48.74 1.47% 4.90E+01 2.10% 47.55 1.00% 46.56 3.06% 48.05 0.04% 9:35 48.5119 49.31 1.65% 48.64 0.27% 4.93E+01 1.65% 48.04 0.98% 46.91 3.30% 48.56 0.11% 9:36 48.9873 49.45 0.94% 47.95 2.12% 4.95E+01 0.94% 48.05 1.92% 46.78 4.50% 48.26 1.48% 9:37 49.49954 49.26 0.48% 47.66 3.72% 4.93E+01 0.48% 48.56 1.89% 47.09 4.88% 48.50 2.03% 9:38 49.96704 49.28 1.37% 48.33 3.28% 4.93E+01 1.37% 48.26 3.41% 46.91 6.12% 48.67 2.60% 9:39 50.00329 49.01 1.99% 48.01 3.99% 4.90E+01 1.99% 48.50 3.02% 47.05 5.90% 48.65 2.71% 9:40 50.03094 48.81 2.44% 48.27 3.53% 4.88E+01 2.44% 48.67 2.73% 47.02 6.03% 48.53 3.00% 9:41 50.01574 48.48 3.08% 48.49 3.04% 4.85E+01 3.08% 48.65 2.74% 46.77 6.50% 48.50 3.03% 9:42 50.00053 48.68 2.65% 47.05 5.90% 4.87E+01 2.65% 48.53 2.95% 46.14 7.72% 48.29 3.42% 9:43 50.02881 48.88 2.29% 47.18 5.70% 4.89E+01 2.29% 48.50 3.05% 46.04 7.98% 47.39 5.28% 9:44 50.01361 48.63 2.77% 47.65 4.72% 4.86E+01 2.77% 48.29 3.45% 46.45 7.13% 47.46 5.11% 9:45 50.04157 48.88 2.32% 47.35 5.38% 4.89E+01 2.32% 47.39 5.31% 46.46 7.17% 48.04 4.00% 9:46 50.02605 48.87 2.32% 47.05 5.95% 4.89E+01 2.32% 47.46 5.14% 46.09 7.86% 47.69 4.67% 9:47 50.01085 48.59 2.85% 47.07 5.89% 4.86E+01 2.85% 48.04 3.94% 46.33 7.37% 47.89 4.24% 9:48 50.03881 48.02 4.03% 48.03 4.01% 4.80E+01 4.03% 47.69 4.69% 45.95 8.18% 47.89 4.29% 9:49 50.02361 47.73 4.58% 47.91 4.23% 4.77E+01 4.58% 47.89 4.27% 45.90 8.25% 47.41 5.22% 9:50 50.00873 47.80 4.42% 48.03 3.96% 4.78E+01 4.42% 47.89 4.23% 45.82 8.39% 47.73 4.56% 9:51 50.03669 48.08 3.90% 47.57 4.93% 4.81E+01 3.90% 47.41 5.24% 46.07 7.94% 47.98 4.11% 9:52 50.02149 48.20 3.64% 46.76 6.53% 4.82E+01 3.64% 47.73 4.59% 45.95 8.14% 47.65 4.75% 9:53 50.00597 48.08 3.86% 46.61 6.80% 4.81E+01 3.86% 47.98 4.05% 46.04 7.92% 47.44 5.13% 9:54 50.03393 47.64 4.79% 46.70 6.67% 4.76E+01 4.79% 47.65 4.77% 46.36 7.34% 47.17 5.73% 9:55 50.01873 47.55 4.94% 46.71 6.62% 4.75E+01 4.94% 47.44 5.16% 46.14 7.76% 47.44 5.17% 9:56 50.00353 47.51 4.98% 47.56 4.88% 4.75E+01 4.98% 47.17 5.67% 45.43 9.14% 47.27 5.47% 9:57 50.03149 47.69 4.68% 47.53 5.00% 4.77E+01 4.68% 47.44 5.19% 45.32 9.41% 47.32 5.41% 9:58 50.01629 47.89 4.26% 47.25 5.53% 4.79E+01 4.26% 47.27 5.50% 45.68 8.67% 47.63 4.78% 9:59 50.00109 48.05 3.91% 46.89 6.22% 4.80E+01 3.91% 47.32 5.35% 45.57 8.87% 47.29 5.42% 10:00 50.02905 47.57 4.93% 47.07 5.92% 4.76E+01 4.93% 47.63 4.80% 45.32 9.41% 47.07 5.91%
9.20% 7.80% 11.39% 4.30% 10.04% 5.55%
Rata-Rata Waktu
Temperatur
[image:33.842.145.712.88.465.2]45
[image:34.595.112.501.124.443.2]4.4.2. Perbandingan Temperatur pada Channel 112
Gambar 4.10 Grafik Temperatur Simulasi Evaporator pada titik 112.
46
Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Temperatur Channel 112.
4 7 Ta be l 4. 2 P erba ndin ga n Da ta Te mpe ra tur H asil Ekspe rimen tal da n H asil S im ulasi pa da C ha nne l 112 .
12-11-2015. Ralat (%) 13-11-2015 Ralat (%) 14-11-2015 Ralat (%) 16-11-2016 Ralat (%) 17-11-2016 Ralat (%) 18-11-2016 Ralat (%) 9:00 27.03467 29.06 7.49% 29.06 7.49% 29.40 8.75% 26.76 1.01% 29.40 8.75% 26.14 3.31% 9:01 27.60495 29.00 5.06% 29.00 5.06% 29.41 6.52% 26.97 2.31% 29.41 6.52% 26.15 5.28% 9:02 28.20068 29.03 2.94% 29.03 2.94% 29.47 4.48% 27.24 3.42% 29.47 4.48% 26.23 6.98% 9:03 29.11029 29.07 0.15% 29.07 0.15% 29.53 1.44% 27.43 5.78% 29.53 1.44% 26.31 9.61% 9:04 30.08838 29.08 3.36% 29.08 3.36% 29.63 1.53% 27.79 7.64% 29.63 1.53% 26.34 12.45% 9:05 31.03476 29.12 6.17% 29.12 6.17% 29.71 4.27% 28.05 9.61% 29.71 4.27% 26.47 14.70% 9:06 31.93509 29.20 8.57% 29.20 8.57% 29.84 6.55% 28.37 11.16% 29.84 6.55% 26.47 17.11% 9:07 32.8154 29.25 10.85% 29.25 10.85% 29.97 8.67% 28.79 12.28% 29.97 8.67% 26.63 18.85% 9:08 33.6246 29.40 12.57% 29.40 12.57% 30.08 10.55% 29.26 12.97% 30.08 10.55% 26.76 20.41% 9:09 34.3623 29.59 13.89% 29.59 13.89% 30.19 12.16% 29.66 13.70% 30.19 12.16% 26.97 21.52% 9:10 35.11395 29.80 15.12% 29.80 15.12% 30.37 13.52% 30.20 13.99% 30.37 13.52% 27.24 22.44% 9:11 35.86462 30.04 16.25% 30.04 16.25% 30.57 14.77% 30.73 14.32% 30.57 14.77% 27.43 23.52% 9:12 36.56775 30.36 16.97% 30.36 16.97% 30.86 15.62% 31.20 14.69% 30.86 15.62% 27.79 24.00% 9:13 37.24054 30.64 17.72% 30.64 17.72% 31.04 16.64% 31.73 14.79% 31.04 16.64% 28.05 24.67% 9:14 37.89026 30.94 18.35% 30.94 18.35% 31.32 17.34% 32.33 14.67% 31.32 17.34% 28.37 25.12% 9:15 38.54822 31.30 18.81% 31.30 18.81% 31.74 17.67% 32.97 14.46% 31.74 17.67% 28.79 25.32% 9:16 39.1814 31.73 19.01% 31.73 19.01% 32.12 18.04% 33.60 14.24% 32.12 18.04% 29.26 25.31% 9:17 39.78769 32.20 19.06% 32.20 19.06% 32.45 18.45% 34.24 13.95% 32.45 18.45% 29.66 25.46% 9:18 40.37708 32.68 19.08% 32.68 19.08% 32.93 18.45% 34.93 13.49% 32.93 18.45% 30.20 25.21% 9:19 40.94751 33.17 18.98% 33.17 18.98% 33.44 18.34% 35.66 12.92% 33.44 18.34% 30.73 24.96% 9:20 41.4776 33.67 18.82% 33.67 18.82% 33.93 18.19% 36.29 12.50% 33.93 18.19% 31.20 24.79% 9:21 41.98981 34.27 18.38% 34.27 18.38% 34.56 17.70% 37.01 11.87% 34.56 17.70% 31.73 24.43% 9:22 42.48431 34.90 17.86% 34.90 17.86% 35.14 17.29% 37.64 11.41% 35.14 17.29% 32.33 23.90% 9:23 42.97751 35.49 17.43% 35.49 17.43% 35.67 17.01% 38.13 11.29% 35.67 17.01% 32.97 23.28% 9:24 43.46646 36.08 17.00% 36.08 17.00% 36.29 16.52% 38.64 11.11% 36.29 16.52% 33.60 22.69% 9:25 43.939 36.81 16.22% 36.81 16.22% 36.86 16.11% 39.20 10.79% 36.86 16.11% 34.24 22.08% 9:26 44.40195 37.54 15.45% 37.54 15.45% 37.41 15.75% 39.75 10.48% 37.41 15.75% 34.93 21.33% 9:27 44.86719 38.10 15.09% 38.10 15.09% 37.97 15.38% 39.79 11.32% 37.97 15.38% 35.66 20.53% 9:28 45.32877 38.64 14.75% 38.64 14.75% 38.44 15.20% 40.09 11.56% 38.44 15.20% 36.29 19.94% 9:29 45.76471 39.27 14.20% 39.27 14.20% 38.98 14.82% 39.73 13.20% 38.98 14.82% 37.01 19.14% 9:30 46.19135 39.66 14.13% 39.66 14.13% 39.33 14.85% 39.91 13.59% 39.33 14.85% 37.64 18.52%
Temperatur
Simulasi Agilent
[image:36.842.135.707.89.469.2]4 8 Ta be l 4. 2 P erba ndin ga n Da ta Te mpe ra tur H asil Ekspe rimen tal da n H asil S im ulasi pa da C ha nne l 112 (L anjut an) .
12-11-2015. Ralat (%) 13-11-2015 Ralat (%) 14-11-2015 Ralat (%) 16-11-2016 Ralat (%) 17-11-2016 Ralat (%) 18-11-2016 Ralat (%) 9:31 46.6297 40.22 13.75% 40.22 13.75% 39.86 14.53% 39.66 14.95% 39.86 14.53% 38.13 18.24% 9:32 47.06622 40.76 13.39% 40.76 13.39% 40.22 14.54% 39.61 15.85% 40.22 14.54% 38.64 17.91% 9:33 47.50266 41.22 13.22% 41.22 13.22% 40.79 14.13% 39.60 16.64% 40.79 14.13% 39.20 17.48% 9:34 47.94934 41.58 13.28% 41.58 13.28% 41.05 14.38% 39.58 17.45% 41.05 14.38% 39.75 17.10% 9:35 48.39438 41.96 13.29% 41.96 13.29% 41.41 14.44% 39.75 17.86% 41.41 14.44% 40.25 16.84% 9:36 48.82953 42.10 13.78% 42.10 13.78% 41.50 15.01% 39.46 19.19% 41.50 15.01% 40.62 16.81% 9:37 49.24643 42.24 14.23% 42.24 14.23% 41.80 15.12% 39.00 20.81% 41.80 15.12% 41.07 16.61% 9:38 49.65106 42.71 13.99% 42.71 13.99% 42.14 15.14% 40.62 18.18% 42.14 15.14% 41.44 16.54% 9:39 50.00329 43.05 13.91% 43.05 13.91% 42.28 15.44% 41.07 17.88% 42.28 15.44% 41.77 16.48% 9:40 50.03094 43.26 13.54% 43.26 13.54% 42.64 14.77% 41.44 17.18% 42.64 14.77% 41.96 16.14% 9:41 50.01574 43.39 13.26% 43.39 13.26% 42.93 14.17% 41.77 16.50% 42.93 14.17% 42.31 15.41% 9:42 50.00053 43.58 12.83% 43.58 12.83% 42.96 14.09% 41.96 16.09% 42.96 14.09% 42.54 14.93% 9:43 50.02881 43.79 12.46% 43.79 12.46% 43.23 13.59% 42.31 15.44% 43.23 13.59% 42.64 14.77% 9:44 50.01361 43.97 12.09% 43.97 12.09% 43.38 13.26% 42.54 14.95% 43.38 13.26% 42.93 14.16% 9:45 50.04157 44.18 11.71% 44.18 11.71% 43.46 13.16% 42.64 14.79% 43.46 13.16% 43.21 13.65% 9:46 50.02605 44.26 11.53% 44.26 11.53% 43.59 12.87% 42.93 14.18% 43.59 12.87% 43.39 13.26% 9:47 50.01085 44.42 11.17% 44.42 11.17% 43.86 12.30% 43.21 13.60% 43.86 12.30% 43.63 12.76% 9:48 50.03881 44.54 10.98% 44.54 10.98% 44.08 11.92% 43.39 13.28% 44.08 11.92% 43.82 12.43% 9:49 50.02361 44.65 10.74% 44.65 10.74% 44.25 11.55% 43.63 12.79% 44.25 11.55% 43.90 12.24% 9:50 50.00873 44.75 10.52% 44.75 10.52% 44.45 11.12% 43.82 12.37% 44.45 11.12% 44.15 11.71% 9:51 50.03669 44.80 10.47% 44.80 10.47% 44.30 11.47% 43.90 12.27% 44.30 11.47% 44.28 11.50% 9:52 50.02149 44.76 10.52% 44.76 10.52% 44.44 11.15% 44.15 11.73% 44.44 11.15% 44.40 11.24% 9:53 50.00597 44.95 10.11% 44.95 10.11% 44.38 11.26% 44.28 11.45% 44.38 11.26% 44.50 11.01% 9:54 50.03393 44.97 10.11% 44.97 10.11% 44.41 11.24% 44.40 11.26% 44.41 11.24% 44.66 10.75% 9:55 50.01873 44.99 10.06% 44.99 10.06% 44.52 10.99% 44.50 11.03% 44.52 10.99% 44.74 10.56% 9:56 50.00353 45.03 9.95% 45.03 9.95% 44.58 10.85% 44.66 10.70% 44.58 10.85% 44.86 10.29% 9:57 50.03149 45.05 9.96% 45.05 9.96% 44.51 11.04% 44.74 10.58% 44.51 11.04% 44.98 10.09% 9:58 50.01629 45.11 9.82% 45.11 9.82% 44.87 10.30% 44.86 10.32% 44.87 10.30% 45.12 9.78% 9:59 50.00109 45.30 9.39% 45.30 9.39% 44.68 10.64% 44.98 10.04% 44.68 10.64% 45.09 9.83% 10:00 50.02905 45.31 9.44% 45.31 9.44% 44.79 10.47% 45.12 9.80% 44.79 10.47% 45.03 10.00%
12.84% 12.84% 13.07% 12.78% 13.07% 16.84%
Rata-Rata Waktu
Temperatur
[image:37.842.142.703.87.474.2]49
[image:38.595.118.504.118.433.2]4.4.3. Perbandingan Temperatur pada Channel 120
Gambar 4.12 Grafik Temperatur Simulasi Evaporator pada titik 120.
50
Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Temperatur Channel 120.
5 1 Ta be l 4. 3 P erba ndin ga n Da ta Te mpe ra tur H asil Ekspe rimen tal da n H asil S im ulasi pa da C ha nne l 120 .
12-11-2015. Ralat (%) 13-11-2015 Ralat (%) 14-11-2015 Ralat (%) 16-11-2016 Ralat (%) 17-11-2016 Ralat (%) 18-11-2016 Ralat (%) 9:00 27.03613 29.85 10.41% 29.85 10.41% 29.32 8.46% 26.13 3.36% 30.40 12.45% 26.91 0.45% 9:01 30.005 30.58 1.93% 30.58 1.93% 29.57 1.44% 26.37 12.10% 31.24 4.12% 27.65 7.85% 9:02 34.20291 31.34 8.38% 31.34 8.38% 29.98 12.33% 26.13 23.61% 32.13 6.08% 28.38 17.01% 9:03 36.51416 32.19 11.85% 32.19 11.85% 30.71 15.89% 26.37 27.78% 32.89 9.93% 29.29 19.79% 9:04 38.0607 33.06 13.15% 33.06 13.15% 31.53 17.17% 26.91 29.29% 33.69 11.49% 30.11 20.90% 9:05 39.29382 33.93 13.66% 33.93 13.66% 32.60 17.03% 27.65 29.63% 34.40 12.46% 29.57 24.76% 9:06 40.30096 34.81 13.63% 34.81 13.63% 33.28 17.41% 28.38 29.57% 35.46 12.02% 29.76 26.15% 9:07 41.17627 35.65 13.43% 35.65 13.43% 34.22 16.90% 29.29 28.87% 36.47 11.44% 30.46 26.03% 9:08 41.98895 36.48 13.12% 36.48 13.12% 35.39 15.71% 30.11 28.30% 37.49 10.72% 32.42 22.78% 9:09 42.77173 37.35 12.68% 37.35 12.68% 36.19 15.40% 30.75 28.10% 38.47 10.06% 33.47 21.76% 9:10 43.43317 38.34 11.72% 38.34 11.72% 36.98 14.87% 31.25 28.06% 39.62 8.78% 34.56 20.42% 9:11 43.98633 39.10 11.11% 39.10 11.11% 38.18 13.20% 32.46 26.21% 40.45 8.04% 36.43 17.18% 9:12 44.55313 40.02 10.17% 40.02 10.17% 39.08 12.29% 33.47 24.88% 41.19 7.54% 37.33 16.21% 9:13 45.11096 40.82 9.51% 40.82 9.51% 39.81 11.75% 34.56 23.38% 42.04 6.81% 38.31 15.08% 9:14 45.6037 41.58 8.82% 41.58 8.82% 40.77 10.60% 35.36 22.47% 43.00 5.72% 39.00 14.48% 9:15 46.16498 42.28 8.42% 42.28 8.42% 41.72 9.64% 36.42 21.10% 44.13 4.40% 39.92 13.53% 9:16 46.69095 43.41 7.03% 43.41 7.03% 42.44 9.10% 37.33 20.05% 45.04 3.53% 40.88 12.44% 9:17 47.17725 44.31 6.08% 44.31 6.08% 43.37 8.06% 38.31 18.80% 45.80 2.91% 41.83 11.33% 9:18 47.65076 45.04 5.48% 45.04 5.48% 44.21 7.23% 39.00 18.15% 46.76 1.88% 42.59 10.61% 9:19 48.1087 46.07 4.24% 46.07 4.24% 45.25 5.94% 39.92 17.03% 47.07 2.16% 43.57 9.44% 9:20 48.54333 47.17 2.82% 47.17 2.82% 46.14 4.94% 40.88 15.78% 47.13 2.91% 44.25 8.85% 9:21 48.98975 47.80 2.43% 47.80 2.43% 46.96 4.15% 41.83 14.61% 47.04 3.98% 44.94 8.26% 9:22 49.44849 48.77 1.38% 48.77 1.38% 47.85 3.23% 42.59 13.86% 46.80 5.35% 45.90 7.18% 9:23 49.89371 49.36 1.08% 49.36 1.08% 48.11 3.57% 43.57 12.68% 46.57 6.66% 46.90 6.00% 9:24 50.03544 49.65 0.77% 49.65 0.77% 48.05 3.98% 44.25 11.57% 46.34 7.39% 47.96 4.16% 9:25 50.02024 49.52 0.99% 49.52 0.99% 48.10 3.84% 44.94 10.15% 46.43 7.17% 48.57 2.90% 9:26 50.00504 49.35 1.31% 49.35 1.31% 48.02 3.98% 45.90 8.21% 46.79 6.42% 48.91 2.18% 9:27 50.033 49.10 1.87% 49.10 1.87% 47.57 4.93% 46.90 6.27% 46.60 6.86% 48.73 2.60% 9:28 50.01811 49.14 1.75% 49.14 1.75% 47.54 4.95% 47.96 4.12% 46.38 7.28% 48.52 2.99% 9:29 50.00291 48.94 2.12% 48.94 2.12% 47.80 4.41% 48.57 2.86% 46.52 6.97% 48.54 2.93% 9:30 50.03087 48.75 2.56% 48.75 2.56% 47.31 5.45% 48.91 2.23% 46.15 7.75% 48.54 2.98%
Temperatur
Simulasi Agilent
[image:40.842.133.708.87.471.2]5 2 Ta be l 4. 3 P erba ndin ga n Da ta Te mpe ra tur H asil Ekspe rimen tal da n H asil S im ulasi pa da C ha nne l 120 (L anjut an) .
12-11-2015. Ralat (%) 13-11-2015 Ralat (%) 14-11-2015 Ralat (%) 16-11-2016 Ralat (%) 17-11-2016 Ralat (%) 18-11-2016 Ralat (%) 9:31 50.01535 48.90 2.22% 48.90 2.22% 47.02 5.99% 48.73 2.56% 46.05 7.93% 48.25 3.52% 9:32 50.00015 48.65 2.70% 48.65 2.70% 47.60 4.81% 48.52 2.96% 46.28 7.43% 47.91 4.18% 9:33 50.02811 48.56 2.93% 48.56 2.93% 47.28 5.50% 48.54 2.98% 46.41 7.23% 47.97 4.11% 9:34 50.01323 48.48 3.07% 48.48 3.07% 47.39 5.24% 48.54 2.95% 46.16 7.71% 48.04 3.96% 9:35 50.04119 48.31 3.46% 48.31 3.46% 47.43 5.23% 48.25 3.57% 46.32 7.44% 47.99 4.10% 9:36 50.02599 48.41 3.24% 48.41 3.24% 47.63 4.80% 47.91 4.23% 46.13 7.79% 48.07 3.92% 9:37 50.01079 48.45 3.11% 48.45 3.11% 47.50 5.03% 47.97 4.08% 46.26 7.51% 47.84 4.34% 9:38 50.03843 48.40 3.28% 48.40 3.28% 47.15 5.77% 48.04 4.00% 46.30 7.48% 47.84 4.39% 9:39 50.00329 48.14 3.73% 48.14 3.73% 47.05 5.91% 47.99 4.02% 46.26 7.49% 47.92 4.16% 9:40 50.03094 47.89 4.27% 47.89 4.27% 47.17 5.72% 48.07 3.93% 46.23 7.59% 47.96 4.15% 9:41 50.01574 48.06 3.92% 48.06 3.92% 47.52 5.00% 47.84 4.35% 46.12 7.78% 47.88 4.26% 9:42 50.00053 48.11 3.78% 48.11 3.78% 47.45 5.10% 47.84 4.32% 46.02 7.95% 47.62 4.77% 9:43 50.02881 47.99 4.08% 47.99 4.08% 47.29 5.48% 47.92 4.21% 45.90 8.26% 47.41 5.24% 9:44 50.01361 47.99 4.06% 47.99 4.06% 47.27 5.48% 47.96 4.11% 46.07 7.89% 47.51 5.01% 9:45 50.04157 47.99 4.11% 47.99 4.11% 47.21 5.66% 47.88 4.31% 46.16 7.76% 47.53 5.02% 9:46 50.02605 47.94 4.18% 47.94 4.18% 47.28 5.49% 47.62 4.82% 46.03 8.00% 47.55 4.94% 9:47 50.01085 47.87 4.28% 47.87 4.28% 47.25 5.52% 47.41 5.20% 45.98 8.06% 47.60 4.82% 9:48 50.03881 47.84 4.39% 47.84 4.39% 47.27 5.53% 47.51 5.06% 45.82 8.43% 47.62 4.84% 9:49 50.02361 47.85 4.34% 47.85 4.34% 47.43 5.18% 47.53 4.99% 45.92 8.21% 47.51 5.03% 9:50 50.00873 47.66 4.70% 47.66 4.70% 47.44 5.13% 47.55 4.91% 45.83 8.35% 47.48 5.05% 9:51 50.03669 47.41 5.26% 47.41 5.26% 47.20 5.67% 47.60 4.87% 45.89 8.29% 47.60 4.87% 9:52 50.02149 47.63 4.78% 47.63 4.78% 47.00 6.04% 47.62 4.80% 45.82 8.39% 47.59 4.86% 9:53 50.00597 47.49 5.03% 47.49 5.03% 46.83 6.35% 47.51 5.00% 45.63 8.75% 47.62 4.77% 9:54 50.03393 47.17 5.72% 47.17 5.72% 46.70 6.66% 47.48 5.10% 45.67 8.73% 47.56 4.94% 9:55 50.01873 47.32 5.40% 47.32 5.40% 46.95 6.13% 47.60 4.84% 45.78 8.47% 47.52 5.00% 9:56 50.00353 47.36 5.29% 47.36 5.29% 47.13 5.76% 47.59 4.82% 45.50 9.00% 47.52 4.97% 9:57 50.03149 47.31 5.44% 47.31 5.44% 46.97 6.13% 47.62 4.81% 45.36 9.34% 47.45 5.15% 9:58 50.01629 47.39 5.24% 47.39 5.24% 46.78 6.47% 47.56 4.91% 45.52 8.98% 47.50 5.03% 9:59 50.00109 47.40 5.20% 47.40 5.20% 46.68 6.65% 47.52 4.96% 45.44 9.12% 47.45 5.10% 10:00 50.02905 47.16 5.73% 47.16 5.73% 46.71 6.63% 47.52 5.02% 45.43 9.20% 47.10 5.86%
5.59% 5.59% 7.51% 11.37% 7.64% 8.52%
Rata-Rata Waktu
Temperatur
[image:41.842.141.706.86.470.2]53
Pada grafik dan table perbandingan hasil eksperiment dan hasil simulasi di atas, kita dapat memperhatikan bahwa terjadi ralat antara hasil eksperimen dengan hasil simulasi dengan CFD. Penyimpangan ini terjadi akibat faktor-faktor yang terjadi selama melakukan pengujian, seperti :
1. Terjadinya perubahan temperatur pada suhu lingkungan yang mengakibatkan perpindahan panas tidak konstan selama pengujian eksperimen, sedangkan data simulasi yang digunakan adalah konstan.
2. Terjadinya perubahan temperatur di dalam evaporator selama pengujian eksperimen juga begantung pada air laut yang masuk (inlet), sedangkan pada simulasi inlet tidak diikutkan dalam simulasi.
3. Posisi termokopel berada diluar sistem yang menempel di dinding luar evaporator, hal ini menyebabkan pembacaan temperatur oleh agilent dengan termokopel membutuhkan waktu agar panas dari fluida berkonduksi melalui tebalnya dinding evaporator yang menyebabkan pembacaan temperatur dengan termokopel tidak akurat.
4.5.Analisa Perhitungan Laju Penguapan
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, perpindahan panas pada sistem disebabkan oleh gaya apung. Gaya ini terjadi karena adanya perbedaan massa jenis pada fasa gas. Perbedaan massa jenis tersebut juga disebabkan oleh perbedaan temperature (mixture). Maka dari itu fasa gas bersikulasi di dalam evaporator dan perpindahan panas terjadi secara konveksi paksa.
Laju penguapan (evaporasi) fluida kerja di dalam evaporator dapat dirumuskan dengan persamaan berikut :
0,5 0,5
273 ) ( 273 ) ( ) ( f f s s s f m surface e T P T P T T P C f A V Dimana :
54
f(C) = Faktor koreksi. P(T) = Tekanan uap [Pa].
Parameter factor koreksi dan tekanan uap dapat dicari dengan rumus : C
C
f( )11
Dimana :
α1 = 0,0054 [bilangan tanpa dimensi]. C = Konsentrasi larutan.
63,042 7139,6( 273) 6,2558ln( 273)
100
)
(
T
e
T TP
Dimana :
T = Temperatur [K].
Kalor yang dihasilkan selama penguapan berlangsung dapat dirumuskan dengan persamaan berikut :
e s fg f
e h T V
Q ( ) Dimana :
ρf = massa jenis fluida [kg/m3]. hfg = panas laten penguapan.
Dengan parameter panas laten penguapan dapat dicari dengan persamaan berikut :
3146 2.36( 273)
1000 )
(T T
55
4.5.1 Perbandingan Perhitungan Laju Penguapan Hasil Eksperimen dengan Hasil Simulasi
[image:44.595.115.513.185.562.2]Berikut merupakan laju penguapan yang didapat dengan menggunakan simulasi ansys 15.0.
Gambar 4.14 Mass Flow Rate.
Dari gambar 4.9 nilai mass flow rate yang di dapat diasumsikan konstan setiap detik dan terkondensasi semuanya, sehingga jumlah total evaporasi dapat dirumuskan sebagai berikut :
t m m *
8 * 3600 * 08 0000351986 ,
0
m
kg m1,01372
56 kg dm kg V 998 1000 * 01372 , 1 3 liter V1,016
Ralat dari hasil simulasi yang didapat dengan hasil eksperimental adalah : % 35 , 15 % 100 * 016 , 1 2 , 1 016 , 1 liter liter liter Ralat
4.5.2. Perbandingan Perhitungan Laju Penguapan Hasil Analisa Teoritis dengan Hasil Simulasi
Dengan menggunakan rumus laju penguapan telah dijelaskan sebelumnya maka didapat laju penguapan dengan anaslisa teoritis yaitu sebagai berikut :
Diketahui : Ts = 50oC Tf = 27oC C = 35
Maka luas permukaan air laut adalah :
2 2 2 1964 , 0 5 , 0 7 22 4 1 4 1 m A x x A d A surface surface surface
Dengan nilai koefisien empirik (αm) adalah :
05 2 7 . . / 10
5x kg m PasK
m
Massa jenis air adalah :
3
/ 998kg m
f
Menghitung faktor koreksi :
0,81135 0054 , 0 1 1 1 s s s C f x C f C C f
57
63,042 7139,6( 273) 6,2558ln( 273)
100
)
(
T
e
T TP
12080,018100 63,0427139,6/(50 273) 6,2558ln(50 273)
s s T P e T P
3521,988100 63,0427139,6/(27 273) 6,2558ln(27 273)
f f T P e T P
Maka dengan data diatas didapat Laju Penguapan adalah sebesar :
0,5 0,5
273 ) ( 273 ) ( ) ( f f s s s f m surface e T P T P T T P C f A V
s m x V x x V e e 3 8 5 , 0 5 , 0 7 10 36 , 3 273 27 988 , 3521 273 50 018 , 12080 811 , 0 998 10 5 1964 , 0 Dengan rumus laju penguapan yang didapat dengan rumus diatas dengan asumsi konstan setiap detiknya selama 8 jam dan terkondensasi semuanya, sehingga jumlah total evaporasi dapat dirumuskan sebagai berikut :
liter V sx x m dm s m x V 968 , 0 8 3600 1000 10 36 , 3 3 3 3 8
58
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan analisa simulasi yang telah dilakukan dan dilaporkan pada bab-bab sebelumnya, maka kesimpulan dari hasil penelitian ini yaitu:
1. Dari hasil simulasi yang telah dilakukan dengan menggunakan Ansys, bahwa pada evaporator terjadi perubahan fasa selama pemanasan berlangsung, hal ini dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4 dimana warna merah pada bagian bawah merupakan fasa cair, sedangkan warna biru pada bagian atas merupakan fasa gas (uap).
2. Dari hasil simulasi dengan menggunakan Ansys untuk penyebaran temperatur dalam evaporator, dapat disimpulkan bahwa temperatur minimum dalam evaporator adalah sekitar 322 K (49oC), sedangkan temperatur maksimum terdapat pada elemen pemanas dalam evaporator yakni sebesar 372 K (99oC) dengan temperatur rata-rata dalam evaporator sebesar 325 K (52oC).
3. Dari hasil simulasi dengan menggunakan Ansys untuk laju aliran penguapan yang terjadi sebagai akibat pemanasan air laut dalam evaporator, bahwa laju penguapan yang didapat adalah sebesar 3,51986086x10-5 kg/s.
4. Dari hasil perbandingan hasil simulasi dengan perangkat lunak Ansys 15.0 dan hasil pengujian selama 6 hari, didapat ralat tertinggi pada titik 111, titik 112 dan titik 120 adalah sebesar 11,39 %, 16,84 % dan 11,37%, serta ralat terendah pada titik 111, titik 112 dan titik 120 adalah sebesar 4,30 %, 12,78 % dan 5,59 %. Ralat ini terjadi karena pengaruh lingkungan dan tebal dinding pada evaporator.
59 meningkatkan tekanan dari tekanan vakum mula-mula pada evaporator yang mendorong air didalam kondensor keluar lebih banyak.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis adalah sebagai berikut :
1. Untuk mendapatkan hasil analisa yang lebih akurat, ukuran meshing dapat diperkecil dan diperhalus.
2. Agar pada penelitian selanjutnya menggunakan UDF pada ansys fluent. 3. Agar pada saat akan melakukkan analisa simulasi CFD pastikan komputer
atau laptop memiliki spesifikasi yang tinggi dan dalam keadaan baik. 4. Dalam pembuatan evaporator dan kondensor harus dilakukan secara teliti
dan bertahap serta selalu melakukan pengetesan vakum terlebih dahulu agar dapat menjamin kevakuman sewaktu pemasangan alat.
5. Perancangan heater dan posisi heater harus direncanakan dengan sebaik-baiknya terlebih dahulu untuk mempertimbangkan besarnya tegangan dan arus yang akan digunakan serta posisi heater untuk mencegah kemungkinan kebocoran yang dapat terjadi sebagai akibat dari penginstalasian heater ke dalam evaporator.
6. Pemakaian kabel untuk menghantarkan arus listrik diharuskan memakai kabel dengan ketebalan diatas 3 mm untuk menghindari terbakarnya kabel karena panas dari arus listrik.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Teori Dasar Desalinasi
Desalinasi pada prinsipnya merupakan cara untuk mendapatkan air bersih melalui proses penyulingan air kotor. Secara umum terdapat berbagai cara yang sering digunakan untuk mendapatkan air bersih yaitu : perebusan, penyaringan, desalinasi dan lain-lainnya. Cara perebusan dilakukan hanya untuk mematikan kuman dan bakteri-bakteri yang merugikan, namun kotoran yang berupa padatan-padatan kecil tidak bisa terpisah dengan air. Penyaringan digunakan hanya untuk menyaring kotoran-kotoran yang berupa padatan kecil, namun kuman dan bakteri yang merugikan tidak bisa terpisah dari air. Cara desalinasi merupakan cara yang efektif digunakan untuk menghasilkan air bersih yang bebas dari kuman, bakteri, dan kotoran yang berupa padatan kecil, Proses desalinasi secara umum biasanya yang diambil hanyalah air kondensatnya, sedangkan konsentrat garam dibuang dan ini dapat berakibat buruk bagi kehidupan air laut (Ketut dkk, 2011).
7
berlangsung dengan suplai panas yang rendah. Tekanan atmosfer akan sama dengan tekanan hidrostatis yang dibentuk dengan pipa air yang tingginya sekitar 10 meter. Jadi, jika ketinggian pipa lebih dari 10 meter dan ditutup dari bagian atas dengan air, dan air dibiarkan jatuh kebawah akibat gravitasi, air akan jatuh pada ketinggian sekitar 10 meter, dan membentuk ruang vakum diatasnya.
Komponen-komponen yang terdapat pada desalinasi sistem vakum natural adalah evaporator, kondensor, dan alat penukar kalor berupa Tube-in-Tube. Evaporator berfungsi sebagai ruang pemanasan air laut dengan suplai panas berasal dari pemanas listrik berdaya rendah untuk menjaga kestabilan suplai panas. Kondensor berfungsi untuk mengumpulkan uap yang dihasilkan oleh pemanasan air laut di evaporator untuk dikondensasikan kembali sehingga air kondensat dapat ditampung dan didapat air bersih sebagai produk sistem. Sedangkan tube in tube heat exchanger berfungsi sebagai heat recovery (pemulih panas), dimana air laut yang tidak mendidih akibat pemanasan di ruang evaporator akan jatuh melalui pipa luar dari tube in tube untuk memanaskan pipa dalam yang sedang dialiri air laut dari tangki pengumpan. Alasan penggunaan system desalinasi vakum natural dalam penelitian ini adalah karena penggunaan daya listriknya yang rendah, cocok untuk pemakaian skala besar terutama di pesisir pantai, dan keunikan dari sistemnya yang tidak membutuhkan pompa vakum untuk menyuplai air laut ke evaporator yang tingginya 10 m. Gambar 2.1 menunjukkan desalinasi sistem vakum. Adapun kelebihan dan kelemahan dari system desalinasi vakum natural adalah sebagai berikut :
Kelebihan menggunakan Desalinasi Vakum Natural :
1. Tidak membutuhkan pompa vakum untuk menyuplai air laut. 2. Biaya konstruksi yang terjangkau.
3. Pemanasan menggunakan suplai panas rendah karena system dalam kondisi vakum.
Kelemahan menggunakan Desalinasi Vakum natural :
1. Konstruksi cukup sulit karena proses instalasi berhubungan dengan ketinggian.
8
3. Pemilihan bahan konstruksi sangat mempengaruhi lifetime system.
10,34 m
C o n d e n s e r
Evaporator
Saline Water Tank Saline Water
Brine Condensate
[image:51.595.160.459.135.327.2]Heater
Gambar 2.1. Desalinasi Sistem Vakum Natural.
2.2. Klasifikasi Sistem Desalinasi
2.2.1 Solar Still
Solar still terdiri dari bak yang dicat hitam yang diisi oleh air laut hingga
pada kedalaman tertentu dan ditutup oleh kaca yang dimiringkan sebagai tempat masuknya radiasi surya sekaligus peristiwa kondensasi. Radiasi surya memasuki bak melalui kaca untuk memanaskan sisi bak yang dicat hitam yang mengakibatkan pemanasan air laut hingga terjadi evaporasi, karena perbedaan tekanan parsial dan perbedaan temperatur, uap air terkondensasi sepanjang kaca penutup yang dimiringkan dan ditampung oleh penampung yang berada tepat dibawah kemiringan kaca (Qiblawey dkk, 2008). Gambar 2.2 menunjukkan sistem solar still sederhana.
Kelebihan menggunakan Solar Still : 1. Konstruksi yang sederhana.
2. Kondensasi tidak memerlukan kondensor, proses kondensasi terjadi pada kaca.
3. \Mudah dalam perawatannya. Kelemahan menggunakan Solar Still :
9
2. Sebagian uap air yang terkondensasi pada kaca dapat langsung jatuh kembali dan bercampur dengan air laut yang belum berevaporasi.
[image:52.595.179.446.152.371.2]3. Proses evaporasi lambat karena air laut dipanaskan pada tekanan atmosfer.
Gambar 2.2. Solar Still Sederhana. 2.2.2 Solar Desalinasi Humidifikasi-Dehumidifikasi
Ide utama dibalik proses solar humidification-dehumidification adalah uap saturasi dapat membawa udara dengan kapasitas yang semakin banyak dengan meningkatnya temperatur. Air laut akan melalui pemanasan awal sebelum disemprotkan ke dalam evaporator. Pemanasan terjadi pada dua fluida, yakni air laut dan angin. Pemanasan pada angin bertujuan untuk disirkulasikan ke dalam ruang evaporator - kondensor. Sesuai dengan ide utama sistem ini, udara panas membawa uap dari pemanasan air laut ke ruang kondensor yang berada tepat di sebelah ruang evaporator untuk dikondensasikan. Air laut yang tidak berevaporasi akan langsung jatuh ke tempat penampungan konsentrat garam (Parekh dkk, 2004). Gambar 2.4 menunjukkan sistem desalinasi surya humidifikasi – dehumidifikasi.
Kelebihan sistem desalinasi humidifikasi-dehumidifikasi : 1. Efektif dalam memproduksi air bersih.
2. Sangat cocok dioperasikan untuk kapasitas rendah.
3. Konsentrat garam yang masih mengandung air dapat diproses ulang. Kelemahan sistem desalinasi humidifikasi – dehumidifikasi :
1. Konstruksi yang kompleks.
Sea Water Tank
Basin
Brine Tank Fresh Water Tank
Solar Radiation
Glass
10
2. Air laut yang tidak berevaporasi dibiarkan jatuh bebas ke tempat penampungan dapat menimbulkan percikan air sehingga memungkinkan terkontaminasi konsentrat garam ke air bersih jika isolasi tidak baik.
[image:53.595.147.477.163.523.2]3. Meskipun menggunakan energi surya sebagai sumber pemanas, sistem masih menggunakan energi listrik untuk mensirkulasikan udara dan air laut.
Gambar 2.3. Sistem Desalinasi Surya Humidifikasi – Dehumidifikasi.
2.2.3 Solar Chimney
Solar Chimney mengkonversikan energi termal surya ke energi kinetik
yang akan dikonversikan menjadi energi listrik dengan menggunakan turbo-generator. Komponen-komponen utama dalam solar chimney adalah diameter kolektor surya yang besar, turbin, generator dan cerobong (chimney) yang tinggi. Penggunaan kolektor terutama kaca atau lembaran plastik yang berperan sebagai rumah kaca akan menjebak panas dan menyebabkan pemanasan pada ruang dibawah kolektor sehingga terjadi perbedaan temperatur antara udara lingkungan dan udara di dalam sistem yang menyebabkan udara panas mengalir melalui
Hot Air
Evaporator
Air in Solar Air Heater
Blower
Hot Air Inlet Brine Out
Brine Storage Tank
Solar Water Heater
Preheated Sea Water Hot Sea Water
Distillate Tank
Brine Recycle
Pump Dehumidified Air Outlet
Saline Water Tank
Sea Water In
11
cerobong. Energi kinetik dari udara yang mengalir menyebabkan turbin yang dipasang dibawah cerobong berotasi dan menghasilkan daya (Sangi, 2012).
Kelebihan sistem desalinasi solar chimney : 1. Laju produksi air bersih yang tinggi. 2. Dapat menghasilkan daya selain air bersih. 3. Biaya produksi air bersih yang lebih rendah. Kelemahan sistem desalinasi solar chimney :
1. Konstruksi sistem kompleks.
2. Biaya turbin dan kolektor surya yang mahal karena dibutuhkan kolektor yang sangat besar.
[image:54.595.152.463.245.545.2]3. Perawatan sistem sangat sulit dan mahal.
Gambar 2.4. Instalasi Sistem Desalinasi Solar Chimney pada Air Laut.
2.2.4 Solar Multi Stage Flash Desalination
Dalam sistem desalinasi Multi-Stage Flash, air laut pengumpan dipanaskan diatas temperatur saturasi dalam pemanas konsentrat garam dan mengalami perubahan fasa secara cepat dalam bak tekanan rendah yang dipertahankan dengan menggunakan pompa vakum. Konsentrat garam yang dibuang keluar dari tingkat sebelumnya diperbolehkan untuk berubah fasa pada tingkat berikutnya dan uap dibentuk di setiap tingkat dikondensasikan dengan
Condensate Tank Condensate
Pump
Condenser
Air In Sea Water Sea Water Air In
Transparent Plastic or Glass Cover SUN
Chimney
Humid Hot Air
Wind Turbine
12
menggunakan kondensor dimana air laut masuk telah dipanaskan terlebih dahulu (Manjarrez dkk, 1979).
Kelebihan solar multi stage flash desalination :
1. Laju produksi air bersih yang sangat tinggi.
2. Pemanasan yang cepat sehingga tidak memakan banyak energi panas dari kolektor surya.
3. Adanya tangki penyimpan kalor yang dapat menyuplai energi panas selama 24 jam.
Kelemahan solar multi stage flash desalination : 1. Konstruksi sistem yang kompleks.
2. Tangki penyimpan kalor (Thermal Energy Storage) dan pompa vakum mahal.
[image:55.595.123.499.321.564.2]3. Perawatan sulit dan mahal.
Gambar 2.5. Sistem Desalinasi Solar Multi Stage Flash.
2.2.5 Solar Multi Effect Distillation
Unit Multi-Effect Distillation (MED) terdiri dari bak-bak dimana secara umum disebut efek yang dipertahankan pada tekanan rendah dengan pompa vakum. Panas yang dibutuhkan untuk mengevaporasi air laut pada efek pertama disuplai dari kumpulan kolektor surya atau dengan pembakaran bahan bakar fosil dan uap yang dibentuk digunakan untuk memanaskan air laut pengumpan pada efek selanjutnya. Sehingga, panas laten yang diproduksi uap air pada efek
Brine
Saline Water Tank
Saline Water Destilate Tank
Pump Condenser Preheated Feed Water
Solar Field
Thermal Energy Storage
Heat Transfer Field
Thermic Fluid Boiler
13
sebelumnya dapat digunakan seluruhnya di efek selanjutnya pada MED (Mezher dkk, 2011).
Kelebihan solar multi effect distillation :
1. Proses pemanasan dilakukan secara bertingkat, sehingga tidak ada konsentrat garam yang terkandung dalam air bersih.
2. Sistem dapat diperbanyak dengan menambah efek. 3. Laju produksi air bersih tinggi.
Kelemahan solar multi effect distillation :
1. Proses pemvakuman menggunakan pompa vakum dimana pada pasaran pompa vakum sangat mahal.
[image:56.595.133.495.271.540.2]2. Masih menggunakan energi listrik pada sistem. 3. Konstruksi sistem mahal dan kompleks.
Gambar 2.6. Solar Multi Effect Distillation.
2.2.6 Desalinasi Kompresi Uap
Dalam Desalinasi Kompresi Uap, air laut pengumpan dipanaskan oleh sumber panas eksternal dan berubah fasa menjadi uap, sehingga uap yang diproduksi akan dikompres menggunakan Mechanical Vapor Compressor (MVC) atau Thermo Vapor Compressor (TVC) untuk meningkatkan tekanan kondensasi dan temperatur uap dan uap terkompresi digunakan untuk memanaskan air pengumpan pada tingkat yang sama maupun tingkat yang lain (Helal dkk, 2006). Kelebihan sistem desalinasi kompresi uap :
To Vacuum To Vacuum To Vacuum Preheated Feed Water
Saline Water Tank
Destillste Tank Destillate
Pump Condenser
Brine
14
1. Pemanasan menggunakan pemanas air listrik sehingga perawatannya lebih mudah.
2. Konstruksi sistem yang sederhana.
3. Air bersih tidak akan terkontaminasi dengan air laut di kondensor. Kelemahan sistem desalinasi kompresi uap :
1. Komponen sistem yakni pompa dan kompresor mahal. 2. Masih menggunakan enegi listrik yang tidak sedikit.
[image:57.595.132.496.222.483.2]3. Tidak cocok dalam memproduksi air bersih untuk skala kecil.
Gambar 2.7. Sistem Desalinasi Kompresi Uap Mekanik.
2.2.7 Freeze Desalination
Desalinasi beku adalah teknik di mana air laut dibiarkan untuk didinginkan di bawah titik beku, sehingga kristal es dari air bersih yang terbentuk di permukaan. Ketiga jenis desalinasi beku adalah desalinasi beku kontak lansung, desalinasi beku kontak tidak langsung dan desalinasi beku operasi vakum (Rane dkk, 2011). Dalam proses desalinasi beku kontak langsung cairan refrigeran (biasanya n-butana) dicampur langsung dengan air laut pengumpan dalam pembeku sehingga panas dari air laut akan diserap oleh refrigeran menghasilkan pembentukan kristal es yang kemudian dipisahkan dan dimurnikan untuk mendapatkan air bersih dalam bentuk kristal es. Proses desalinasi beku seperti ini membutuhkan rasio tekanan rendah, untuk mencapai rasio tekanan ini dengan
Condenser
Destillate Tank Saline Water Tank Pump
Brine Tank Brine Out Compressor
External power Source Electic Heater
Hot Saline Water
Heated Vapor
15
kompresor konvensional tidak ekonomis, sehingga dewasa ini mengarah pada pengembangan refrigeran kompresor hidrolik. Kompresor pendingin hidrolik tidak menggunakan minyak pelumas karena dapat mengkontaminasi kristal es. Ukuran dari alat pencairan dan pembersihan dapat diperkecil dengan memperkecil jumlah dalam air sehingga biaya dan ukuran sistem dapat diperkecil dan dapat digunakan untuk tujuan irigasi di daerah yang mengalami kelangkaan air bersih (Rice dkk, 1997). Dalam desalinasi beku kontak tak langsung, pendingin dan air laut yang tidak dicampur satu sama lain, mereka dipisahkan dalam bentuk kristal oleh permukaan perpindahan panas dan es yang terbentuk dalam sistem ini kemudian dikerok dari permukaan perpindahan panas (Rane dkk, 2011). Dalam sistem desalinasi beku vakum, air laut umpan didinginkan di bawah three point dengan mengurangi tekanan untuk menghasilkan masing-masing es dan uap. Es yang terbentuk dikumpulkan dan uap yang dihasilkan dikompresi dan kondensasi di ruang beku. Metode ini membutuhkan kompresor ukuran besar karena volume spesifik uap air yang tinggi dan dikenal dengan vacuum vapors compression freeze desalination.
Kelebihan Freeze Desalination :
1. Efisiensi sistem desalinasi sangat tinggi. 2. Konstruksi mudah.
3. Laju Produksi air bersih tinggi. Kelemahan Freeze Desalination :
1. Sistem masih menggunakan energi listrik. 2. Perawatan sistem sulit.
16
Gambar 2.8. Desalinasi Beku menggunakan Auto Reversed Vapor Compression Heat Pump.
2.2.8 Desalinasi Adsorpsi
Sistem utama desalinasi adsorpsi terdiri dari evaporator, dudukan adsorpsi (silica atau zirconia) dan kondensor. Dudukan adsorpsi disuplai dengan air panas atau pendingin sesuai kebutuhan. Air laut yang menguap di evaporator diserap oleh dudukan dengan dipertahankan pada suhu rendah oleh sirkulasi air pendingin. Uap air terperangkap di dudukan dipulihkan oleh sirkulasi air panas, uap air terjebak di dalam dudukan dipulihkan oleh sirkulasi air panas, uap air yang telah dipulihkan dikondensasikan dalam kondensor dan hasil kondensasi berkualitas tinggi karena distilasi ganda. Untuk sistem dua dudukan, adsorpsi berlangsung di satu dudukan dan Desorpsi berlangsung di dudukan lain secara bersamaan (Wu dkk, 2010).
Fresh Water Brine Water Waste Washing Water Line
Brine Fresh Water
B
A
Evaporator or Condenser Evaporator or
Condenser
Solar PV or Thermal Powered Compressor Unit
Solenoid Controlled Valve
17
Kelebihan sistem desalinasi adsorpsi :
1. Laju produksi air bersih yang tinggi.
2. Air bersih yang dihasilkan berkualitas tinggi karena melalui distilasi ganda.
3. Air bersih tidak mungkin terkontaminasi oleh konsentrat garam. Kelemahan sistem desalinasi adsorpsi :
1. Konstruksi yang kompleks dan mahal karena memerlukan distilasi ganda.
2. Perawatan sistem sulit.
[image:60.595.126.500.300.599.2]3. Masih menggunakan energi listrik (pompa) untuk mensirkulasikan air dingin dan air panas.
Gambar 2.9. Sistem Desalinasi Adsorpsi.
2.2.9 Desalinasi Osmosis Terbalik Tenaga Surya
Dalam desalinasi RO (Reverse Osmosis) tenaga surya, energi mekanik yang dihasilkan oleh aliran fluida organik secara langsung digunakan untuk menjalankan unit RO dan pompa tekanan tinggi. Unit desalinasi RO surya thermal adalah teknologi yang lebih menjanjikan, setiap perkembangan teknologi RO
Brine Tank Ambient
Temperatur Water Saline Water
V1 V2
Warm Water Out Warm Water Out
Cold water In Hot water In
Adsorption Process
Desorption Process BED 1 BED 2
V3 V4
Chilled Water Warm Water
Desalinated Water
Destillate Tank Condenser
18
akan berguna untuk mengembangkan teknologi RO berdasarkan sistem panas matahari. Menggabungkan unit RO dengan siklus Rankine tenaga surya dapat memotong emisi CO2 dan mengakibatkan penghematan lingkungan dengan selisih sedikit tambahan biaya modal (Salcedo dkk, 2012).
Kelebihan Desalinasi Osmosis Terbalik Tenaga Surya Termal :
1. Adanya tangki penyimpan kalor yang dapat menyimpan energi termal selama 24 jam.
2. Proses pemanasan sangat cepat karena dibantu oleh boiler.
3. Adanya kolektor surya dalam jumlah banyak dapat menyuplai baik energi termal mauun energi listrik yang dibutuhkan sistem.
Kelemahan Desalinasi Osmosis Terbalik Tenaga Surya Termal :
1. Sistem membutuhkan daya listrik yang besar karena adanya boiler dan dua pompa bertekanan tinggi.
[image:61.595.127.499.333.613.2]2. Perawatan sistem yang sulit. 3. Konstruksi kompleks dan mahal.
Gambar 2.10. Unit Desalinasi Reverse Osmosis Bertenaga Siklus Rankine Organik Surya.
2.2.10 Elektrodialisis Tenaga Surya (ED)
Elektrodialisis (ED) adalah proses penghilangan garam dari air laut dan unit ED terdiri dari sejumlah besar ruangan diisi dengan air laut dan dipisahkan
Saline Water Tank Saline Water
Condenser Solar Organic Rankine Cycle Organic Fluid
Turbine
High Pressure Pump
RO Module
Fresh Water Brine
Brine Tank Fresh Water Tank Heat Transfer Fluid
Thermal Energy Storage
Boiler
Solar Field
19
oleh membran pertukaran kation dan anion. Ketika polaritas DC diterapkan melalui katoda dan anoda, ion negatif melewati membran pertukaran anion dan ion positif melewati membran pertukaran kation dan ion-ion ini akan terakumulasi dalam ruangan khusus dan dibuang sebagai konsentrat garam. Pembalikan polaritas biasanya diikuti setiap 20 menit untuk mencegah pengendapan garam di membran (Charcosset dkk, 2009).
Kelebihan Elektrodialisis :
1. Tidak adanya penggunaan kalor untuk pemanasan air laut, kolektor surya disini digunakan untuk membangkitkan arus listrik DC.
2. Tidak ada kemungkinan kontaminasi konsentrat garam ke air bersih karena melalui banyak membran.
3. Laju produksi air bersih tinggi. Kelemahan Elektrodialisis :
1. Membran sangat mahal.
2. Membutuhkan energi listrik yang besar untuk disuplai pada pompa dan unti elektrodialisis.
[image:62.595.125.499.412.717.2]3. Perawatan sistem sulit dan mahal.
Gambar 2.11. Prinsip Kerja Unit Elektrodialisis.
Saline Water Tank Pump
Fresh Water Tank Brine Tank
Saline Water
Anode Cathode
CEM AEM CEM AEM
CEM AEM
- Cation Exchange Membrane
20
2.2.11 Distilasi Membran Tenaga Surya (MD)
Distilasi membran adalah proses pemisahan yang mana hanya uap yang diperbolehkan untuk melewati poros membran hidrofobik. Pemisahan ini dapat terjadi karena perbedaan tekanan uap antara permukaan membran. Ada empat jenis proses distilasi membran yaitu membran distilasi celah udara, sweeping gas distillation, membran distilasi kontak langsung dan membran distilasi vakum. Di semua proses ini larutan panas umpan berkontak langsung dengan permukaan membran (Qtaishat dkk, 2012). Penjelasan tentang keempat jenis proses distilasi membran dapat dilihat pada diagram berikut.
Gambar 2.12. Tipe Proses Distilasi Membran.
Destilasi Membran Kontak Langsung
larutan umpan panas dan permeat dingin akan berada dalam kontak langsung dengan membrane
kondensasi uap terjadi dalammodul membran
panas hilang secara konduksi
Destilasi Membran Celah Udara
Kehadiran celah udara antara membran dan permukaan kondensat
kondensasi uap terjadi di dalam sel membran setelah melintasi celah
Pengurangan panas hilang secara konduksi
adanya udara meningkatkan resistensi perpindahan massa
Destilasi Membran gas Menyapu
gas menyapu digunakan untuk menyapu uap di sisi membran permeat
kondensasi terjadi di luar modul membrane
Pengurangan panas hilang secara konduksi
perpindahan massa ditingkatkan
Destilasi Membran Vakum
vakum dibuat dalam sisi membran permeat
kondensasi terjadi di luar modul membran
kehilangan panas oleh konduksi diabaikan
Gambar
Dokumen terkait
Dari hasil penelitian dan analisis yang dilakukan pukul 09:00-17:00 WIB selama enam hari berturut-turut diperoleh, kinerja alat desalinasi berada pada temperatur
Dari hasil penelitian dan analisis yang dilakukan pukul 09:00-17:00 WIB selama enam hari berturut-turut diperoleh, kinerja alat desalinasi berada pada temperatur
optimization of solar Rankine cycles coupled with reverse osmosis desalination. considering economic and lifecycle environmental
Penelitan ini menganalisa pemakaian bahan logam paduan Stainless Steel Tipe 304 sebagai material pembuatan evaporator sistem desalinasi air laut dalam kondisi
Penelitan ini menganalisa pemakaian bahan logam paduan Stainless Steel Tipe 304 sebagai material pembuatan evaporator sistem desalinasi air laut dalam kondisi
Laut Terhadap Laju Korosi Baja A36 pada Pengelasan
Faktor yang dapat dikendalikan: - Suhu pada evaporator (statis) - Konduktivitas elektrolit (air laut) - Logam anoda dan katoda yang bereaksi - Potensial kesetimbangan reaksi. -
Model matematika yang dibangun meliputi laju peningkatan suhu dengan pendekatan persamaan kalor jenis, laju penguapan dengan pendekatan Irving langmuir, volume
