Karakteristik pompa nifte energi termal menggunakan pipa osilasi Â¾ inci - USD Repository

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi

INTISARI ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xvi

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.l Latar Belakang ... 1

1.2 Batasan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan ... 5

(11)

xi

2.3 Persamaan yang Digunakan... 13

BAB III. METODE PENELITIAN ... 17

3.1 Skema Alat Penelitian ... 17

3.2 Prinsip Kerja Alat ... 18

3.3 Variabel yang Divariasikan ... 19

3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data ... 24

3.5 Analisa Data ... 28

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29

4.1 Data Penelitian ... 29

4.2 Contoh Perhitungan ... 37

4.3 Pembahasan ... 49

4.4 Kesimpulan Umun dari Pembahasan ... 67

BAB V. PENUTUP ... 82

5.1 Kesimpulan ... 82

5.2 Saran ... 86

DAFTAR PUSTAKA ... 84

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pada variasi ketinggian air di atas evaporator, pendinginan

menggunakan udara dan keran dibuka penuh ... 29

udara dan keran ditutup 22,50 ... 30

udara dan keran ditutup 450 ... 30

Tabel 4.4 Data pada variasi ketinggian air berada pada bagian evaporator,

pendinginan udara dan keran ditutup 450 ... 31

Tabel 4.5 Data pada variasi ketinggian air berada di bawah evaporator,

pendinginan udara dan keran ditutup 450 ... 32

Tabel 4.6 Data pada variasi ketinggian air berada di atas evaporator,

pendinginan air dan keran ditutup 450 ... 32

Tabel 4.7 Data pada variasi ketinggian air berada di atas evaporator,

pendinginan udara, keran ditutup 450 dan variasi pengeluaran

udara didalam sistem ... 33

Tabel 4.8 Data pada variasi pemasangan pompa, ketinggian air di atas

evaporator, pendinginan udara, keran ditutup 600 dan

(13)

xiii

pengeluaran udara didalam sistem ... 34

Tabel 4.11 Data pada variasi pemasangan pompa, evaporator 40 cm dan

merubah posisi pembakaran (kompor), air di atas evaporator,

pendinginan udara, keran ditutup 300 dan pengeluaran udara

didalam sistem ... 36

Tabel 4.12 Data Pengujian Daya Spiritus ... 37

Tabel 4.13 Perhitungan Daya Spiritus ... 42

Tabel 4.14 Perhitungan pompa pada variasi air di atas evaporator,

pendinginan udara dan keran dibuka penuh ... 43

pendinginan udara dan keran ditutup 22,50 ... 44

(14)

xiv

Tabel 4.17 Perhitungan pompa pada variasi air berada pada bagian

evaporator, pendinginan udara dan keran ditutup 450. ... 46

Tabel 4.18 Perhitungan pompa pada variasi air berada di atas evaporator,

pendinginan air dan keran ditutup 450 ... 47

Tabel 4.19 Perhitungan pompa pada variasi air berada di atas evaporator,

pendinginan udara, keran ditutup 450 dan pengurangan udara

dalam sistem ... 48

Tabel 4.20 Perhitungan pada variasi pemasangan pompa, ketinggian air di

atas evaporator, pendinginan udara, keran ditutup 600 dan

(15)

xv

Tabel 4.23 Perhitungan pada variasi pemasangan pompa, evaporator 40 cm

dan merubah posisi pembakaran (kompor), air di atas evaporator,

pendinginan udara, keran ditutup 300 dan pengeluaran udara

(16)

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ... 7

Gambar 2.2 Dimensi Evaporator ... 7

Gambar 2.3 Pompa air tenaga panas jenis Nifte Pump ... 9

Gambar 2.4 Pompa air tenaga panas matahari jenis nifte ... 9

Gambar 2.5 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ... 10

Gambar 2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis pulse jet ... 10

Gambar 2.7 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ... 12

Gambar 3.1 Skema Alat ... 17

Gambar 3.2 Variasi ketinggian awal air terhadap pemanas ... 20

Gambar 3.3 Variasi bukaan keran ... 20

Gambar 3.4 Perangkat pompa ... 21

Gambar 3.5 Penerapan pompa pada nifte pump ... 21

Gambar 3.6 Variasi evaporator ... 22

(17)

xvii

Gambar 3.8 Pengukuran panjang langkah ... 23

Gambar 4.1 Hubungan debit dengan waktu untuk pipa osilasi dengan

evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan

jenis pendinginan ... 51

Gambar 4.2 Hubungan debit dengan waktu untuk pipa nifte dengan

Gambar 4.3 Hubungan debit dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan

bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas

evaporator ... 52

Gambar 4.4 Hubungan debit dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan

evaporator ... 52

posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat evaporator 20

cm dan pendinginan udara ... 53

(18)

xviii

jumlah udara dalam sistem dengan variasi keran tertutup 45

derajat, evaporator 20 cm, posisi air di atas evaporator dan

pendinginan udara ... 54

Gambar 4.9 Hubungan debit dengan waktu pada variasi pemasangan pompa

dan berdasarkan bukaan keran dengan posisi air di atas

evaporator, pengeluaran udara dalam sistem, dan pendinginan

udara ... 55

Gambar 4.10 Hubungan debit dengan waktu berdasarkan ukuran evaporator

pada variasi pemasangan pompa, posisi air di atas evaporator,

pendinginan udara dan pengeluaran udara dalam sistem ... 56

Gambar 4.11 Hubungan daya dengan waktu untuk pipa osilasi, dengan

(19)

xix

Gambar 4.12 Hubungan daya dengan waktu untuk pipa nifte, dengan

Gambar 4.13 Hubungan daya dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan

evaporator ... 58

Gambar 4.14 Hubungan daya dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan

evaporator ... 58

(20)

xx

Gambar 4.19 Hubungan daya dengan waktu pada variasi pemasangan pompa

dan berdasarkan bukaan keran dengan posisi air di atas

udara ... 61

Gambar 4.20 Hubungan daya dengan waktu berdasarkan ukuran evaporator

pada variasi pemasangan pompa, posisi air di atas evaporator,

pendinginan udara dan pengeluaran udara dalam sistem ... 62

Gambar 4.21 Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi, dengan

Gambar 4.22 Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa nifte, dengan

Gambar 4.23 Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan

(21)

xxi

Gambar 4.24 Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan

evaporator ... 64

Gambar 4.25 Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi

berdasarkan posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat

evaporator 20 cm dan pendinginan udara ... 65

Gambar 4.27 Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi

berdasarkan jumlah udara dalam sistem dengan variasi keran

tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm, posisi air di atas

evaporator dan pendinginan udara ... 66

Gambar 4.29 Hubungan efisiensi dengan waktu pada variasi pemasangan

(22)

xxii

udara ... 67

Gambar 4.30 Hubungan efisiensi dengan waktu berdasarkan ukuran

evaporator pada variasi pemasangan pompa, posisi air di atas

evaporator, pendinginan udara dan pengeluaran udara dalam

sistem ... 68

Gambar 4.31 Hubungan frekuensi dengan waktu dari pipa osilasi antara

variasi 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 69

Gambar 4.32 Hubungan frekuensi dengan waktu dari pipa nifte antara variasi

1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 70

Gambar 4.33 Hubungan kecepatan osilasi dengan waktu dari pipa osilasi

antara variasi 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7... 70

Gambar 4.34 Hubungan kecepatan osilasi dengan waktu dari pipa nifte antara

variasi 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan ... 71

Gambar 4.35 Hubungan waktu dengan debit dari pipa osilasi antara variasi 1,

2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 72

Gambar 4.36 Hubungan waktu dengan debit dari pipa nifte antara variasi 1, 2,

(23)

xxiii

Gambar 4.37 Hubungan waktu dengan tekanan dari pipa osilasi antara variasi

1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 73

Gambar 4.38 Hubungan waktu dengan tekanan dari pipa nifte antara variasi

1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 74

Gambar 4.39 Hubungan waktu dengan daya dari pipa osilasi antara variasi 1,

2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 74

Gambar 4.40 Hubungan waktu dengan daya dari pipa nifte antara variasi 1, 2,

3, 4, 5, 6 dan 7 ... 75

Gambar 4.41 Hubungan waktu dengan efisiensi dari pipa osilasi antara variasi

1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 76

Gambar 4.42 Hubungan waktu dengan efisiensi dari pipa nifte antara variasi

1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 ... 76

Gambar 4.43 Hubungan debit pemompaan dengan waktu antara variasi 8, 9,

dan 10 ... 77

Gambar 4.44 Hubungan daya pemompaan dengan waktu antara variasi 8, 9,

dan 10 ... 78

Gambar 4.45 Hubungan daya pemompaan dengan waktu antara variasi 8, 9,

(24)

xxiv

Gambar 4.46 Hubungan debit pemompaan dengan waktu antara variasi 10

dan 11 ... 79

Gambar 4.47 Hubungan daya pemompaan dengan waktu antara variasi 10 dan

11 ... 80

Gambar 4.48 Hubungan efisiensi pompa dengan waktu antara variasi 10 dan

(25)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air sangat berguna bagi kehidupan, baik untuk manusia maupun untuk

mahkluk hidup lain. Selain untuk kebutuhan sehari-hari (minum, mandi, mencuci, dll), air juga dapat dikonversi menjadi energi listrik yang sangat berguna untuk

kehidupan masyarakat dengan menggunakan kincir air atau mikro hidro. Indonesia merupakan negara dengan bentuk kepulauan dan termasuk negara yang subur, air tersedia secara luas di seluruh daerahnya. Bahkan disetiap pulau di

Indonesia terdapat sungai yang mengalir dengan lancar, misalnya sungai Batanghari di Jambi, sungai Musi di Palembang, sungai Bengawan di Solo hingga

sungai Mahakam di Kalimantan. Selain memanfaatkan sungai, penduduk Indonesia juga dapat menggali sumur sebagai sumber air mereka.

Untuk memanfaatkan air, manusia khususnya memerlukan alat bantu yang

digunakan untuk mengumpulkan air. Alat bantu yang digunakan beragam, mulai dari timba air yang menggunakan sistem katrol hingga pompa air yang

menggunakan listrik untuk menjalankannya. Namun pada jaman globalisasi ini, untuk memudahkan pekerjaan manusia pompa air yang digerakkan dengan energi

(26)

Pompa air yang menggunakan energi listrik, digunakan dengan tujuan mempermudah perkerjaan manusia. Namun tidak semua daerah di Indonesia saat

ini terjangkau listrik, seperti misalnya di daerah terpencil yang sulit dijangkau. Penggunaan energi listrik juga menyebabkan penyediaan air menjadi mahal,

sehingga mengurangi kemampuan masyarakat untuk memenuhi kebutuhan hidup yang lain. Selain itu pemanasan global juga menjadi alasan untuk mengurangi penggunaan energi listrik, jadi harus dicari solusi untuk mengatasi masalah ini.

Untuk daerah yang dekat dengan aliran sungai, dapat digunakan pompa hidram sebagai solusinya. Namun pompa hidram memiliki batas ketinggian dan jauh aliran yang dapat dijangkau. Daerah yang jauh dari aliran sungai tidak akan

dapat menggunakan sistem ini. Alternatif yang dapat digunakan untuk daerah ini adalah dengan menggunakan pompa air energi termal.

Ada 3 jenis pompa air energi termal yang dapat digunakan yaitu: (a). Jenis pompa air energi termal dengan jenis pulsajet (water pulse jet), (b). Jenis pompa air energi termal dengan jenis Fluidyn Pump, (c). Jenis pompa air energi termal

dengan jenis Nifte Pump.

1.2 Batasan Masalah

Pada tugas akhir ini akan diteliti pompa air energi termal dengan jenis nifte (nifte pump). Dipilihnya pompa air energi termal dengan jenis nifte dengan alasan jenis pompa air ini merupakan jenis yang paling sederhana, mempunyai

(27)

Dalam penelitian ini digunakan beberapa batasan sebagai berikut:

a. Penelitian ini akan dilakukan dengan menggunakan spritus sebagai sumber

energi. Spritus akan digunakan untuk membakar pipa dan bidang bakar berbentuk persegi, dimana pipa memiliki diameter 0,75 inci, tebal 1m, dan panjang 20 cm sedangkan bidang bakar memiliki penampang dengan

ukuran 20 cm x 20 cm dan tebal 0,5 mm.

b. Rugi-rugi aliran air dalam pipa yang terjadi diabaikan.

c. Masa jenis (ρ) air yang digunakan adalah 1000 kg/m3 dan tidak mengalami perubahan sama sekali.

d. Nilai gravitasi yang digunakan untuk perhitungan adalah 9,8 m/detik2.

e. Pada saat mencari data yang akan digunakan untuk menghitung daya spritus, dengan cara memanaskan air menggunakan bahan bakar spritus,

panas yang dihasilkan oleh spritus seluruhnya diterima oleh air.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian antara lain:

a. Membuat pompa air energi termal jenis nifte dengan menggunakan bidang bakar dengan ukuran 20 cm x 20 cm, tebal 0,5 mm dan pipa

dengan diameter 0,75 inci, panjang 20 cm dan tebal 1 mm.

b. Meneliti debit (Q) maksimun yang dihasilkan oleh pompa air energi

(28)

c. Meneliti daya pompa air energi termal (Wp) dengan jenis nifte (nift-

pump).

d. Meneliti efisiensi (η pompa) maksimum pompa air energi termal jenis nifte (nifte pump).

1.4 Manfaat

Manfaat yang akan didapat dari pembuatan tugas akhir ini adalah:

a. Menambah kepustakaan tentang pompa air energi termal.

b. Membantu mahasiswa berlatih berpikir aktif, kritis, kreatif dan logis dalam menemukan penyelesaian masalah.

c. Dapat dikembangkan ke penelitian selanjutnya sehingga diharapkan

(29)

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan

Penelitian mengenai pompa nifte ini sejauh sepengetahuan peneliti belum banyak dilakukan, hanya beberapa penelitian saja yang dapat peneliti ketahui dari

proses pengumpulan sumber yang meneliti tentang pompa energi panas jenis nifte.

Teknologi NIFTE (Non Inertive Feedback thermofluidic Engine) dan pompa sedang dikembangkan oleh Dr Tom Smith dan Dr Christos Markides. Pompa nifte yang dibuat oleh Smith dan Markides masih belum sempurnah

namun telah dapat menghasilkan debit sebesar 480 liter/jam dengan energi panas yang diperoleh dari kolektor dengan luas 1 m2 dan panas yang dihasilkan

mencapai 600W. ( Smith, 2006 )

Beberapa penelitian pompa air tenaga panas jenis lain seperti, penelitian pada pompa air energi surya memperlihatkan bahwa waktu pengembunan uap

dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk kondensor (Sumathy et. al., 1995). Penelitian pompa energi panas berbasis motor stirling dapat secara efektif memompa air dengan variasi head antara 2 m sampai 5 m (Mahkamov,

(30)

2005). Penelitian pompa air energi panas surya memperlihatkan bahwa waktu

pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk kondensor (Sumathy et. al., 1995).

Penelitian secara teoritis pompa air energi panas surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan ethyl ether 17% lebih tinggi dibanding n-pentane untuk tinggi head

6 m (Wong, 2000). Analisa termodinamika untuk memprediksi unjuk kerja pompa air energi panas surya pada beberapa ketingian head memperlihatkan

bahwa jumlah siklus/hari tergantung pada waktu pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk pengembunan uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal dalam sistem. Waktu pengembunan tergantung pada

luasan optimum koil pendingin (Wong, 2001).

Penelitian lain yang pernah dilakukan seperti dalam Tugas Akhir

“Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam” mampu menghasilkan Efisiensi sensibel kolektor maksimum adalah 12,68 %, daya pemompaan maksimum adalah 0,0893 Watt.

Efisiensi sistem maksimum sebesar 0,132 %, faktor efisiensi maksimum adalah 57,218 % (Venti, 2009).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39 CC

dan Pemanas 266 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,139 watt, efisiensi pompa (η pompa) maksimum 0,060 % pada variasi

(31)

ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran penuh atau 0 ºC dengan pendingin udara

(Suhanto, 2009).

Selanjutnya dalam penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan

Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,167 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,213 %, dan debit (Q) maksimum 0,584 liter/menit pada variasi ketinggian head 1,75 m

dan bukaan kran 0ºC dengan pendingin udara (Triyono, 2009).

Gambar 2.1. Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ( Sumber : Triyono 2009)

(32)

Penelitian terbaru dilakukan dengan judul penelitian “Pompa Air Energi

Termal Menggunakan Evaporator 2 Pipa Pararel” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum sebesar 0,0148 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum sebesar 0,03 % dan debit (Q) sebesar maksimum 0,588 liter/menit

pada variasi ketinggian 1,5 m dan pipa osilasi ½ inci tanpa pendingin (Putra, 2010).

2.2 Dasar Teori

Pompa air energi termal pada umumnya menggunakan jenis nifte (Gambar

2.2, Gambar 2.3 dan Gambar 2.4), pompa air energi termal dengan jenis (pulsa jet

air) (Gambar 2.1 dan Gambar 2.5), serta pompa air energi termal dengan jenis

fluidyn (Gambar 2.7 dan Gambar 2.8). Pada penelitian ini dibuat pompa energi

termal jenis nifte (nifte pump) dengan menggunakan fluida kerja spirtus karena merupakan jenis pompa air energi termal yang paling sederhana dibandingkan

yang lain.

Prinsip kerja jenis nifte pump seperti gambar 2.2 Nifte pump memiliki dua silinder vertikal (1 dan 2) yang terhubung pada bagian atas (3), Sambungan lain

terdapat di bagian bawah menggunakan katup penghambat atau penutup (4). Pada saat tekanan uap yang dihasilkan oleh evaporator meningkat (5), fluida (2) akan menekan beban atau fluida sistem (7) mengalir keluar. Selanjutnya pada proses

(33)

Gambar 2.3. Pompa air tenaga panas jenis nifte ( Sumber : Anonim, 2007)

(34)

Gambar 2.5. Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ( Sumber : Smith 2005 )

Gambar 2.6. Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet

(35)

Keterangan bagian-bagian pulse jet :

1. Fluida air 5. Tuning pipe

2. Sisi uap 6. Katup hisap

3. Sisi panas 7. Katup buang

4. Sisi dingin

Prinsip kerja pompa air jenis pulsa jet (water pulse jet pump) adalah

sebagai berikut: Evaporator dan sistem yang berisi air mula mula dipanaskan dengan pemanas bahan bakar spritus. Evaporator berfungsi untuk menguapkan

fluida kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan, air dalam sistem terdorong keluar melalui saluran buang, kemudian uap mengalami pengembunan. Pada saat pengembunan uap ini menyebabkan tekanan dalam

pompa turun (dibawah tekanan atmosfir atau vakum) sehingga air dari sumber masuk atau terhisap mengisi sistem, dan proses langkah tekan pompa akan terjadi

kembali, karena uap bertekanan yang baru dari evaporator masuk ke dalam pompa. Setiap satu langkah tekan pompa (karena uap bertekanan masuk pompa) dan satu langkah hisap (karena uap mengembun karena pendinginan) disebut satu

siklus tetapi siklus ini berlangsung cepat. Pompa ini dilengkapi dengan dua buah katup satu arah masing-masing pada sisi hisap dan sisi tekan. Fungsi katup adalah

(36)

Gambar 2.7. Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ( Sumber : Smith 2005 )

Keterangan bagian-bagian Fluidyn Pump :

1. Displacer 6. Katup hisap

2. Penukar panas 7. Katup buang

3. Pemicu regenerasi 8. Sisi volume mati

4. Penukar panas 9. Pengapung

(37)

Prinsip kerja jenis fluidyn pump ialah pada bagian yang dipanasi

menghasilkan udara dengan tekanan dan temperatur tertentu, sehingga fluida di bagian sisi panas turun dan memberikan tekanan pada bagian sisi dingin yang menyebabkan air terdorong keluar. Selanjutnya pada proses penghisapan terjadi

karena uap di bagian sisi panas mengalami pengembunan disertai dengan bantuan penukar panas, kemudian fluida pada sisi dingin menggantikan atau mengisi

kembali fluida sistem di bagian sisi panas

2.3 Persamaan yang Digunakan

Frekuensi dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

f = (Hz) (2.1)

dengan :

n : banyak langkah osilasi

t : waktu yang diperlukan (detik)

Kecepatan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

v = f x C (m/detik) (2.2)

dengan :

f : frekuensi

(38)

Debit pemompaan yaitu jumlah volume yang dihasilkan tiap satuan waktu (detik)

dapat dihitung dengan persamaan :

Q = A x v (m3/detik) (2.3)

dengan :

A : luas penampang selang (m2)

v : kecepatan alir air (m/detik)

Tekanan yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan :

P = ρ x g x H (2.4)

dengan :

ρ : massa jenis air (kg/m3)

g : percepatan grafitasi (m/s2)

H : head pemompaan (m)

Daya pemompaan yang dihasilkan nifte pump dapat dihitung dengan persamaan :

Wn = P x Q x v x f (2.5)

dengan :

P : tekanan yang dihasilkan (kg/m3) f : frekuensi (Hz)

v : kecepatan alir air (m/detik)

(39)

Untuk mengetahui daya spiritus, harus dilakukan eksperimen sederhana

terlebih dahulu. Uji coba dilakukan dengan cara memanaskan air dan spritus digunakan sebagai fluida kerjanya. Air digunakan sebagai pendekatan untuk

menghitung daya spirtus, karena air kapasitasnya diketahui dan mudah didapat:

W spiritus = (2.6)

( Sumber : Ranald, 1986)

dengan :

m : masa (kg)

Cp : kalor jenis (J/kg0C)

∆T : perubahan suhu (0C)

t : waktu (detik)

Efisiensi pompa didefinisikan sebagai perbandingan antara daya

pemompaan yang dihasilkan selama waktu tertentu dengan besarnya daya fluida yang dihasilkan. Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

(40)

dengan :

Wp : daya pemompaan (watt)

Wspritus : daya spiritus (watt)

Daya pemompaan yang dihasilkan pompa air dapat dihitung dengan persamaan

H

Perhitungan debit air yang dikeluarkan oleh pompa

t V

Q= (2.9)

(Sumber : Ranald, 1986)

Dengan:

V : volume air keluaran (m3) t : waktu yang diperlukan (detik)

Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

(41)

17

BAB III

METODE PENELITIAN.

3.1. Skema Alat Penelitian

Sistem pompa energi termal jenis nifte ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian saluran air dan pompa (evaporator). Sistem saluran air menggunakan pipa dan disusun pada rangka yang terbuat dari pelat besi siku. Pompa akan

dihubungkan ke sistem saluran air dengan bantuan pipa dengan klep.

Gambar 3.1. Skema Alat

5

7 6

3 1

2 4

8

¾

inci

(42)

Keterangan :

1. Pendingin 6. Kondensor

2. Karet tahan panas 7. Keran

3. Evaporator 8. Lubang udara

4. Pipa nifte 9. Pipa pengembunan

5. Pipa osilasi

Selain alat utama seperti Gambar 3.1, digunakan alat-alat pendukung sebagai

berikut:

a. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mulai mengalir sampai air berhenti mengalir.

b. Termokopel

Dipakai untuk mengetahui suhu. c. Gelas ukur

Dipakai untuk menghitung volume air yang dikeluarkan oleh pompa. 3.2. Prinsip Kerja Alat

Pompa air yang digunakan adalah pompa air jenis nifte. Prinsip kerja jenis

nifte ialah pada bagian yang dipanasi menghasilkan uap, sehingga fluida di bagian sisi panas turun dan memberikan tekanan pada bagian sisi dingin yang

(43)

kembali fluida sistem di bagian sisi panas, hal tersebut dapat dikatakan osilasi, osilasi ini dimanfaatkan untuk menggerakkan katup hisap dan katup tekan pada

pompa air sehingga dapat menghisap air dari sumbernya dan memindahkannya ke posisi yang lebih tinggi.

3.3. Variabel yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam pengujian yaitu: 1. Fluida pendingin (udara dan air).

2. Ketinggian awal air (diantara, ditengah, dan dibawah).

(a) Posisi awal air berada (b) Posisi awal air berada

(44)

(c) Posisi awal air berada di bawah evaporator

Gambar 3.2. Variasi ketinggian awal air terhadap pemanas

3. Variasi bukaan keran ( bukaan penuh, tutup 45°, tutup 22,5° ).

(a) Keran buka penuh (b) Keran ditutup 22.50

(c) Keran ditutup 450

Gambar 3.3. Variasi bukaan keran

(45)

5. Variasi penggunaan pompa (dengan dan tanpa pompa).

Gambar 3.4 Perangkat pompa

Gambar 3.5 Penerapan pompa pada nifte pump

Tosen klep arah buka ke atas

Sambungan ke pipa nifte

Sambungan ke pipa osilasi osilasi

Masukan air dari sumber keluaran air dari hasil pemompaan

Tosen klep arah buka ke atas

keluaran air dari hasil pemompaan Sambungan ke pipa osilasi

osilasi

masukan air dari hasil pemompaan osilasi

(46)

6. Ukuran evaporator (20cm dan 40cm).

Gambar 3.6 Variasi evaporator

Variabel yang Diukur

Variabel-variabel yang diukur antara lain : a. Suhu (T).

Pada pipa pengembunan (T1) Pada pipaevaporator (T2)

Pada sebelum masuk pendingin (T3)

Pada setelah masuk pendingin (T4)

20 cm

(47)

Gambar 3.7 Posisi penempatan termokopel

b. Panjang langkah (l).

a. Posisi awal air b. Posisi air c.Posisi air .

osilasi naik osilasi turun Gambar 3.8 Pengukuran panjang langkah

c. Waktu untuk melakukan 10 kali osilasi.

Untuk selanjutnya dari variabel-variabel tersebut digunakan dalam

perhitungan untuk mendapatkan debit (Q), tekanan pompa (P), daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa).

T1 T2

T3

T4

(48)

3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data

Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui

percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji

langsung alat yang telah dibuat.

Langkah – langkah pengambilan data pompa : a. Percobaan pertama (Variasi 1)

1. Air diisikan kedalam alat sampai dengan bagian atas evaporator. 2. Percobaan pertama, keran buka penuh dan tanpa pendingin.

3. Pemanas diletakan pada pipa evaporator. 4. Pemanas mulai dinyalakan.

5. Suhu, waktu seta panjang langkah yang dihasilkan pompa setiap 10 menit

selama 60 menit dicatat. b. Percobaan kedua (Variasi 2)

1. Air diisikan kedalam alat sampai dengan bagian atas evaporator. 2. Percobaan kedua, keran ditutup 22.50 dan tanpa pendingin. 3. Pemanas diletakan pada pipa evaporator.

4. Pemanas mulai dinyalakan.

selama 60 menit dicatat. c. Percobaan ketiga (Variasi 3)

1. Air diisikan kedalam alat sampai dengan bagian atas evaporator.

(49)

5. Suhu, waktu seta panjang langkah yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

d. Percobaan keempat (Variasi 4)

1. Air diisikan kedalam alat sampai dengan bagian evaporator. 2. Percobaan keempat, keran ditutup 450 dan tanpa pendingin.

e. Percobaan kelima (Variasi 5)

1. Air diisikan kedalam alat sampai dengan bagian bawah evaporator. 2. Percobaan kelima, keran ditutup 450 dan tanpa pendingin.

selama 60 menit dicatat. f. Percobaan keenam (Variasi 6)

1. Air diisi kedalam alat sampai dengan bagian atas pemanas.

2. Percobaan keenam, keran ditutup 450 dan pendinginan menggunakan air. 3. Pemanas diletakan pada pipa evaporator.

(50)

g. Percobaan ketujuh. (Variasi 7)

2. Percobaan ketujuh, keran ditutup 450 dan pendinginan menggunakan udara. 3. Pemanas diletakan pada pipa evaporator.

4. Pemanas mulai dinyalakan.

5. Ketika terjadi osilasi, udara didalam sistem dikeluarkan dengan cara membuka kemudian menutup lubang udara.

h. Percobaan kedelapan. (Variasi 8)

1. Menambah perangkat pompa pada sistem.

2. Percobaan kedelapan, keran ditutup 600 dan pendinginan menggunakan

udara.

6. Suhu, waktu, debit seta panjang langkah yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

i. Percobaan kesembilan. (Variasi 9)

(51)

2. Percobaan kesembilan, keran ditutup 450 dan pendinginan menggunakan udara.

6. Suhu, waktu, debit seta panjang langkah yang dihasilkan pompa setiap 10

menit selama 60 menit dicatat. j. Percobaan kesepuluh. (Variasi 10)

2. Percobaan kedelapan keran ditutup 300 dan pendinginan menggunakan udara.

6. Suhu, waktu, debit seta panjang langkah yang dihasilkan pompa setiap 10

menit selama 60 menit dicatat. k. Percobaan kesebelas (Variasi 11)

(52)

3.5 Analisa Data

Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : panjang

langkah (m) dan frekuensi yang didapat dari percobaan digunakan untuk menghitung kecepatan aliran air (V). Dengan mengetahui hasil perhitungan

kecepatan (V) maka dapat dihitung debit air yang mengalir (Q). Dari tinggi head (H) maka dapat menghitung tekanan yang terjadi di dalam pompa (P). Dari tekanan pompa, debit, kecepatan alirdan frekuensi dapat menghitung daya pompa

(Wp) dan efisiensi pompa (η pompa), untuk percobaan penambahan perangkat

pompa pada nifte pump dilakukan pengambilan data debit air yang dipompakan

dan beda ketinggian antara keluaran pompa dengan permukaan air sumber untuk menghitung daya pompa (Wp), efisiensi pompa (η pompa) .

Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan : waktu

(53)

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Penelitian

Data pengujian yang didapat terdiri dari beberapa variasi yang telah dituliskan penulis pada BAB III metode penelitian. Berikut data-data yang didapat:

Pengambilan Data

Tabel 4.1 Data pada variasi ketinggian air di atas evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran dibuka penuh.

Pada variasi ini osilasi terjadi 1 menit setelah pemanas dinyalakan. Osilasi yang terjadi stabil dan meningkat setiap pertambahan waktu, hal ini dikarenakan panas

yang digunakan relatif stabil . Menit ke T1 osilasi nifte osilasi nifte

(54)

Tabel 4.2 Data pada variasi ketinggian air di atas evaporator, pendinginan udara dan keran ditutup 22,50.

Pada variasi ini osilasi terjadi pada 50 detik setelah pemanas dinyalakan. Osilasi

yang terjadi lebih stabil dikarenakan pemanasnya lebih stabil, pada menit ke 30 setelah kompor dinyalakan osilasi berhenti selama 5 detik dan normal kembali, hal ini dikarenakan adanya perbedaan suhu udara dan suhu uap yang berada osilasi nifte osilasi nifte

0 25 25 25 25 0 0 0 0 osilasi nifte osilasi Nifte

(55)

Pada variasi ini osilasi terjadi pada 30 detik setelah pemanas dinyalakan. Osilasi yang terjadi mulai dari awal sampai 60 menit pengambilan data terlihat stabil.

Tabel 4.4 Data pada variasi ketinggian air berada pada bagian evaporator, pendinginan udara dan keran ditutup 450.

Pada variasi ini osilasi mulai terjadi pada 25 menit setelah pemanasan dimulai. Hal ini dikarenakan air yang akan diuapkan untuk mendorong terjadinya osilasi

jumlahnya tidak mencukupi. Setelah terjadi osilsi pun osilasi yang terjadi hanya kecil dan tidak stabil.

Menit ke T1 osilasi nifte osilasi Nifte

(56)

Tabel 4.5 Data pada variasi ketinggian air berada di bawah evaporator, pendinginan udara dan keran ditutup 450.

Pada variasi ini, selama 60 menit tidak terjadi osilasi dikarenakan tidak adanya uap panas yang terjadi hal itu disebabkan posisi air didalam pipa berada dibawah

pemanas.

Tabel 4.6 Data pada variasi ketinggian air berada di atas evaporator, pendinginan air dan keran ditutup 450.

Pada variasi ini, osilasi mulai terjadi pada 80 detik setelah pemanasan dilakukan.

Osilasi yang terjadi tidak stabil pada menit ke 0 sampai menit ke 30 dikarenakan Menit ke T1 osilasi nifte osilasi nifte

0 27 27 27 27 0 0 0 0 osilasi nifte osilasi nifte

(57)

pemanasan sistem terhalang oleh pendingin, setelah suhu pendingin naik dan berhasil bersirkulasi maka osilasi stabil tepatnya pada menit ke 30 sampai 60.

Tabel 4.7 Data pada variasi ketinggian air berada di atas evaporator, pendinginan udara, keran ditutup 450 dan variasi pengeluaran udara di dalam

sistem.

Pada variasi kali ini osilasi pertama kali terjadi pada 70 detik setelah pemanasan dilakukan, kemudian setelah osilasi terjadi dilakukan pengurangan udara di dalam

sistem dengan cara membuka tutup udara kemudian menutupnya kembali agar sebagian udara yang berada di dalam sistem berkurang dan akan digantikan oleh

uap air yang berasal dari pemanasan evaporator. Menit ke 47 setelah kompor dinyalakan osilasi berhenti 10 detik kemudian nyala kembali, hal tersebut terulang pada menit ke 49 kemudian osilasi kembali stabil. Fariasi ini terlihat

paling stabil diantara fariasi yang lain antara perubahan langkah terhadap waktu dan perubahan frekuensi terhadap waktu.

Menit ke T1 osilasi nifte osilasi Nifte

(58)

Tabel 4.8 Data pada variasi pemasangan pompa, ketinggian air di atas evaporator, pendinginan udara, keran ditutup 600 dan pengeluaran udara di dalam sistem.

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik 62 setelah kompor dinyalakan tetapi belum terlalu stabil, kemudian dilakukan pengurangan udara di dalam pada detik

ke 80 dengan cara membuka lubang udara dan menutupnya kembali sehingga osilasi didalam sistem relatif stabil.

Pada variasi ini osilasi terjadi ke detik 80 setelah kompor dinyalakan tetapi belum terlalu stabil, kemudian pada menit ke 120 setelah kompor dinyalakan dilakukan Menit ke T1 osilasi nifte osilasi nifte

0 27 27 27 27 0 0 0 0 0 osilasi nifte osilasi nifte

(59)

pengurangan udara dengan cara membuka lubang udara dan menutupnya kembali sehingga osilasi didalam sistem sehingga osilasi relatif stabil.

Osilasi terjadi pada menit ke 4 setelah kompor dinyalakan, tetapi osilasi yang terjadi belum stabil, kemudian pada menit ke 5 dilakukan pengurangan udara

dengan cara membuka lubang udara dan menutupnya kembali, kemudian setelah pengurangan udara dalam sistem itu dilakukan osilasi relatif stabil.

Menit ke T1

osilasi (detik) Debit (ml/menit) osilasi nifte osilasi nifte

(60)

Tabel 4.11 Data pada variasi pemasangan pompa, evaporator 40 cm dan merubah posisi pembakaran (kompor), air di atas evaporator, pendinginan udara, keran ditutup 300 dan pengeluaran udara di dalam sistem.

Pada variasi ini osilasi terjadi pada menit ke 3 setelah kompor dinyalakan tetapi belum stabil, kemudian dilakukan pengurangan udara dengan cara membuka

lubang udara dan menutupnya kembali, kemudian setelah pengurangan udara dalam sistem itu dilakukan osilasi relatif stabil.

Pengambilan Data Pengujian Daya Spiritus

Pengambilan data daya spiritus menggunakan cara sederhana yaitu memanaskan 1 kg air (1 liter) yang dimasukan kedalam panci dengan catatan

tidak sampai mendidih, pemanasan menggunakan kompor spiritus yang digunakan untuk memanasi evaporator, kemudian dilakukan pencatatan kenaikan suhu air pada tiap menitnya selama 15 menit sepetri pada tabel 4.12. Perhitungan

daya spiritus menggunakan persamaan 2.6 dihitung tiap menit kemudian dilakukan penjumlahan dan pengambilan rata-rata daya spiritus yang nantinya

digunakan sebagai daya spiritus untuk menghitung efisiensi. Diasumsikan tidak Menit ke osilasi nifte osilasi nifte

(61)

ada panas yang hilang dari kompor menuju air dan tidak adanya hambatan yang berarti, hasil dari perhitungan daya spiritus dapat dilihat pada table 4.13.

Tabel 4.12 Data Pengujian Daya Spiritus

Waktu (menit) suhu (⁰C)

4.2. Contoh Perhitungan

Berikut ini adalah contoh perhitungan yang digunakan utuk menghitung data Percobaan variasi pertama hingga kesebelas.

4.2.1 Contoh Perhitungan Untuk pipa osilasi

Contoh perhitungan diambil dari data 4.1 pada menit ke sepuluh. Banyak langkah

yang diambil adalah 10 kali dan waktu yang diperlukan adalah 8,65 detik, maka frekuensi yang dihasilkan :

f = 8,65

10

(62)

Karena frekuensi didapat 1,35 maka kecepatan alir didapat : v = f x C

=1,156 x 0,165= 0.1907 m/s Debit air yang didapat dapat dihitung dengan :

Q = A x v = π r 2 x v

= (3,14.(0,009525)2) m2 x 0,1907 m/s

= 0,0000543m3/s

Tekanan pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan ρsebesar1000 kg/m3

dan g sebesar 9,8 m/s2 :

P = ρ x Q x g x H

= 1000 kg/m3x 9,8 m/s2x 0,15 m

= 1470 kg/m2 Sedangkan daya pemompaan didapatkan :

Wo = P x Q x v x f

= 1470 kg/m2 x 0,0000543 m3/s x 0,1907 m/s x 1,156

= 0,017 W

Daya spiritus dapat dihitung dari Tabel 4.12 Perhitungan Daya Spiritus:

Daya spiritus yang dihasilkan dapat dihitung setelah diketahui m_air1kg dan T pada

setiap menit ºC dengan Cp sebesar 4192,47J/kg ºC melalui persamaan seperti berikut:

(63)

Dari hasil perhitungan daya spiritus menggunakan persamaan 2.6 diiperoleh daya spiritus rata-rata 218 watt

Maka efisiensi pompa didapatkan sebesar :

pompa

η

=

, x 100%

=

0,0078%

4.2.2 Contoh Perhitungan Untuk pipa nifte

Contoh perhitungan diambil dari data 4.1 pada menit ke sepuluh. Banyak langkah yang diambil adalah 10 kali dan waktu yang diperlukan adalah 8,45 detik, maka

frekuensi yang dihasilkan :

f = 8,45

10

= 1,18

Karena frekuensi didapat 15 maka kecepatan alir didapat :

v = f x C

= 1,18 x 0,135 = 0,16 m/s

Debit air yang didapat dapat dihitung dengan : Q = A x v

= π r 2 x v

= (3,14.(0,009525)2) m2 x 0,0675 m/s = 0,0000192 m3/s

Tekanan pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan ρsebesar1000 kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

P = ρ x Q x g x H

= 1000 kg/m3x 9,8 m/s2x 0,15 m

(64)

Sedangkan daya pemompaan didapatkan : Wn = P x Q x v x f

= 1470 kg/m2 x 0,0000192 m3/s x 0,16 m/s x 1,18

= 0,0053W

Daya spiritus yang dihasilkan dapat dihitung setelah diketahui mair 1kg dan T pada

W spiritus

Dari hasil perhitungan daya spiritus menggunakan persamaan 2.6 diiperoleh daya spiritus rata-rata 218 watt

pompa

η

=

, x 100%

=

0,0024%

4.2.3 Contoh Perhitungan Untuk penambahan perangkat pompa air

Contoh perhitungan diambil dari data 4,8 pada menit ke 10 , untuk mencari debit

digunakan persamaan 2.9 Contoh:

Q = V/t

(65)

Jika debit sudah diketahui dan beda ketinggian juga sudah diketahui selanjutnya dapat dicari daya pompa dengan menggunakan persamaan 2.8:

Contoh:

Wpompa = ρ. g. Q. H

= 1000 kg/m3 . 9,8 m/detik2 . 0,0000029 m3/detik . 0,15 m = 0,0042 watt

Daya spiritus yang dihasilkan dapat dihitung setelah diketahui mair 1kg dan T pada

W spiritus

t t Cp

m_air _air ∆

= . .

Dari hasil perhitungan daya spiritus menggunakan persamaan 2.6 diiperoleh daya

spiritus rata-rata 218 watt

pompa

(66)

4.2.3 Data Hasil Pengujian Spiritus Tabel 4.13 Perhitungan Daya Spiritus

T(⁰C₎ _{∆T (⁰C)} _{Waktu (detik)} _{W spiritus (watt)}

26 - 0 0

29 3 60 210

34 5 120 349

38 4 180 279

43 5 240 349

48 5 300 349

51 3 360 210

54 3 420 210

58 4 480 279

61 3 540 210

64 3 600 210

67 3 660 210

70 3 720 210

73 3 780 210

75 2 840 140

76 1 900 70

W spiritus total 3,494

(67)

Tabel 4.14 Perhitungan pompa pada variasi air di atas evaporator, pendinginan udara dan keran dibuka penuh.

Menit

Fekuensi (Hz)

V (m/detik)

Q (m3/detik)

P (N/m2)

Daya (W)

Efisiensi (%) osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(68)

udara dan keran ditutup 22.50.

Menit

Fekuensi (Hz)

V (m/detik)

Q (m3/detik)

P (N/m2)

Daya (W)

Efisiensi (%) osilasi nifte osilasi nifte osilasi Nifte osilasi nifte osilasi nifte Osilasi nifte

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(69)

pendinginan udara dan keran ditutup 450.

Menit

Fekuensi (Hz)

V (m/detik)

Q (m3/detik)

P (N/m2)

Daya (W)

Efisiensi (%) osilasi nifte osilasi nifte osilasi Nifte osilasi nifte osilasi nifte Osilasi nifte

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(70)

pendinginan udara dan keran ditutup 450. osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte Osilasi nifte

0 - - - -

(71)

Tabel 4.18 Perhitungan pompa pada variasi air berada di atas evaporator, pendinginan air dan keran ditutup 450.

Menit

Fekuensi (Hz)

V (m/detik)

Q (m3/detik)

P (N/m2)

Daya (W)

Efisiensi (%) osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte osilasi nifte

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(72)

pendinginan udara, keran ditutup 450 dan pengurangan udara dalam sistem.

Menit

Fekuensi (Hz)

V (m/detik)

Q (m3/detik)

P (N/m2)

Daya (W)

Efisiensi (%) selang pipa selang pipa selang pipa selang pipa selang pipa selang pipa

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(73)

Tabel 4.20 Perhitungan pompa pada variasi penambahan perangkat pompa air, dengan head pompa 15 cm, ketinggian air berada di atas evaporator, pendinginan menggunakan udara, keran ditutup 600 dan dulakukan pengurangan udara dalam sistem.

Debit 0,0000000 0,0000 0,0000 0,0000029 0,0042 0,0019 0,0000017 0,0025 0,0011 0,0000017 0,0025 0,0011 0,0000022 0,0032 0,0015 0,0000018 0,0026 0,0012 0,0000012 0,0017 0,0008

(74)

Debit 0,0000000 0,0000 0,0000 0,0000045 0,0066 0,0030 0,0000030 0,0044 0,0020 0,0000031 0,0045 0,0021 0,0000029 0,0043 0,0020 0,0000030 0,0044 0,0020 0,0000034 0,0049 0,0023

Tabel 4.23 Perhitungan pompa pada variasi penambahan perangkat pompa air, penggantian ukuran panjang evaporator menjadi 40 cm dan merubah posisi pembakaran (kompor), ketinggian air berada di atas evaporator, pendinginan menggunakan udara, keran ditutup 300 dan menggunakan variasi pengeluaran udara didalam sistem.

(75)

4.3. Pembahasan

Data yang telah didapat, akan dibandingan setiap variasi yang dilakukan dalam

percobaan. Untuk mempermudah melihat perbedaan data, dibuat grafik berdasarkan hasil

pembahasan yang didapat.

Gambar 4.1. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa osilasi, dengan evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan jenis pendinginan

Gambar 4.2. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa nifte, dengan evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan jenis pendinginan

(76)

air, hal tersebut dikarenakan beban pemanasan awal untuk pendingin air lebih besar

dibandingkan dengan pendingin udara dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik

maksimum akan lebih lama.

Gambar 4.3. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas evaporator

Gambar 4.4. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas evaporator

Dari (Gambar 4.3 dan 4.4) dapat disimpulkan bahwa debit yang dihasilkan variasi

keran tertutup 450 lebih baik daripada dua variasi lainya, hal itu dikarenakan variasi keran 0

keran tertutup 22,5 derajat

(77)

tertutup 450 merupakan variasi bukaan keran yang paling kecil, hal tersebut menahan

proses pergantian posisi air didalam evaporator menjadi lebih lambat sehingga

memaksimalkan proses penguapan dan debit yang diperoleh akan lebih besar.

Gambar 4.5. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm dan pendinginan udara

Gambar 4.6. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm dan pendinginan udara

(78)

lainya, hal itu dikarenakan posisi air diatas evaporator akan mempermudah sumber panas

untuk menguapkan air dibandingkan dua posisi air lainya, jika proses penguapan semakin

baik maka debit yang akan dihasilkan juga semakin baik.

Gambar 4.7. Hubungan debit dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan jumlah udara dalam sistem dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm posisi air di atas evaporator dan pendinginan udara

(79)

keran tertutup 450, air diatas evaporator, pendinginan udara, tanpa pengeluaran udara dalam

sistem merupakan variasi yang paling baik dibandingkan dengan variasi keran tertutup 450,

air diatas evaporator, pendinginan udara dan pengeluaran udara, hal itu disababkan oleh

konsentrasi uap panas yang terjadi didalam pipa pengembunan tidak sebanyak jika

dilakukan pengurangan udara dalam sistem, jika terlalu banyak uap panas didalam pipa

pengembunan maka akan terjadi panas berlebih didalam sistem dan akan mengganggu

proses pengembunan sehingga osilasi terganggu dan mengakibatkan debit pompa

berkurang.

Gambar 4.9. Hubungan debit dengan waktu pada variasi pemasangan pompa dan berdasarkan bukaan keran dengan posisi air diatas evaporator, pengeluaran udara dalam sistem, dan pendinginan udara

Dari Gambar 4.9 dapat disimpulkan bahwa variasi keran tertutup 300, air diatas

(80)

baik hal tersebut dikarenakan variasi bukaan keran 300 merupakan variasi bukaan keran

yang paling besar, hal tersebut melancarkan pergerakan air didalam pipa sehingga aliran

lancar dan langkah yang dihasilkan akan lebih baik daripada variasi lainya sehingga debit

yang dihasilkan juga akan terlihat baik.

Gambar 4.10. Hubungan debit dengan waktu berdasarkan ukuran evaporator pada variasi pemasangan pompa, posisi air di atas evaporator, pendinginan udara dan pengeluaran udara dalam sistem

evaporator, pendinginan udara, pengeluaran udara dalam sistem, ukuran evaporator 40 cm

memiliki debit yang paling baik dikarenakan dengan bertambahnya ukuran evaporator

maka penguapan yang terjadi akan semakin bertambah juga sehingga debit yang dihasilkan

(81)

Gambar 4.11. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa osilasi, dengan evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan jenis pendinginan

Gambar 4.12. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa nifte, dengan evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan jenis pendinginan

Dari (Gambar 4.11 dan 4.12) dapat disimpulakan bahwa daya variasi bukaan keran

450, pendingin udara lebih baik daripada daya variasi bukaan keran 450dengan pendingin

air, hal tersebut dikarenakan beban pemanasan awal untuk pendingin air lebih besar

dibandingkan dengan pendingin udara dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik

(82)

Gambar 4.13. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas evaporator

Gambar 4.14. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas evaporator

Dari (Gambar 4.13 dan 4.14) dapat disimpulkan bahwa daya yang dihasilkan

variasi keran tertutup 450 lebih baik daripada dua variasi lainya, hal itu dikarenakan variasi

keran tertutup 450 merupakan variasi bukaan keran yang paling kecil, hal tersebut menahan

memaksimalkan proses penguapan dan daya yang diperoleh akan lebih besar. 0

(83)

Gambar 4.15. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm dan pendinginan udara

Gambar 4.16. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm dan pendinginan udara

Dari (Gambar 4.15 dan 4.16) dapat disimpulkan bahwa daya yang dihasilkan variasi

keran tertutup 450 , air diatas evaporator, pendinginan udara lebih baik daripada dua variasi

(84)

untuk menguapkan air dibandingkan dua posisi air lainya, jika proses penguapan semakin

baik maka daya yang akan dihasilkan juga semakin baik..

Gambar 4.17. Hubungan daya dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan jumlah udara dalam sistem dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm posisi air di atas evaporator dan pendinginan udara

(85)

Dari (Gambar 4.17 dan 4.18) diatas dapat disimpulkan daya yang dihasilkan variasi

keran tertutup 450, air diatas evaporator, pendinginan udara, tanpa pengeluaran udara dalam

sistem merupakan variasi yang paling bagus dibandingkan dengan variasi keran tertutup

450, air diatas evaporator, pendinginan udara, pengeluaran udara dalam, hal itu disababkan

oleh konsentrasi uap panas yang terjadi didalam pipa pengembunan tidak sebanyak jika

dilakukan pengurangan udara dalam sistem, jika terlalu banyak uap panas didalam pipa

pengembunan maka akan terjadi panas berlebih didalam sistem dan akan mengganggu

proses pengembunan sehingga osilasi terganggu dan mengakibatkan daya pompa

berkurang.

Gambar 4.19. Hubungan daya dengan waktu pada variasi pemasangan pompa dan berdasarkan bukaan keran dengan posisi air di atas evaporator, pengeluaran udara dalam sistem, dan pendinginan udara

(86)

evaporator, pendinginan udara, pengeluaran udara dalam sistem memiliki debit yang paling

baik hal tersebut dikarenakan variasi bukaan keran 300 merupakan variasi bukaan keran

yang paling besar, hal tersebut melancarkan pergerakan air didalam pipa sehingga aliran

lancar dan langkah yang dihasilkan akan lebih baik daripada variasi lainya sehingga daya

yang dihasilkan juga akan terlihat baik.

Gambar 4.20. Hubungan daya dengan waktu berdasarkan ukuran evaporator pada variasi pemasangan pompa, posisi air di atas evaporator, pendinginan udara dan pengeluaran udara dalam sistem

Dari Gambar 4.20 diatas dapat disimpulkan bahwa variasi keran tertutup 300, air

diatas evaporator, pendinginan udara, pengeluaran udara dalam sistem, ukuran evaporator

40 cm memiliki daya yang paling baik dikarenakan dengan bertambahnya ukuran

evaporator maka penguapan yang terjadi akan semakin bertambah juga sehingga daya yang

(87)

Gambar 4.21. Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi, dengan evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan jenis pendinginan

Gambar 4.22. Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa nifte, dengan

evaporator 20 cm dan keran tertutup 45 derajat berdasarkan jenis pendinginan

Dari (Gambar 4.21 dan 4.22) dapat disimpulakan bahwa efisiensi variasi bukaan

keran 450, pendingin udara lebih baik daripada daya variasi bukaan keran 450dengan

(88)

besar dibandingkan dengan pendingin udara dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai

titik maksimum akan lebih lama.

Gambar 4.23. Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas evaporator

Gambar 4.24. Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa nifte berdasarkan bukaan keran dengan pendinginan udara dan posisi air di atas

(89)

Dari (Gambar 4.23 dan 4.24) dapat disimpulkan bahwa efisiensi yang dihasilkan

variasi keran tertutup 450 lebih baik daripada dua variasi lainya, hal itu dikarenakan variasi

keran tertutup 450 merupakan variasi bukaan keran yang paling kecil, hal tersebut menahan

memaksimalkan proses penguapan dan efisiensi yang diperoleh akan lebih besar.

Gambar 4.25. Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan posisi air dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm dan pendinginan udara

(90)

variasi keran tertutup 450 , air diatas evaporator, pendinginan udara lebih baik daripada dua

variasi lainya, hal itu dikarenakan posisi air diatas evaporator akan mempermudah sumber

panas untuk menguapkan air dibandingkan dua posisi air lainya, jika proses penguapan

semakin baik maka efisiensi yang akan dihasilkan juga semakin baik

Gambar 4.27. Hubungan efisiensi dengan waktu untuk pipa osilasi berdasarkan jumlah udara dalam sistem dengan variasi keran tertutup 45 derajat, evaporator 20 cm posisi air diatas evaporator dan pendinginan udara

(91)

variasi keran tertutup 450, air diatas evaporator, pendinginan udara, tanpa pengeluaran

udara dalam sistem merupakan variasi yang paling baik dibandingkan dengan variasi keran

tertutup 450, air diatas evaporator, pendinginan udara dan pengeluaran udara, hal itu

disababkan oleh konsentrasi uap panas yang terjadi didalam pipa pengembunan tidak

sebanyak jika dilakukan pengurangan udara dalam sistem, jika terlalu banyak uap panas

didalam pipa pengembunan maka akan terjadi panas berlebih didalam sistem dan akan

mengganggu proses pengembunan sehingga osilasi terganggu dan mengakibatkan efisiensi

pompa berkurang.

Gambar 4.29. Hubungan efisiensi dengan waktu pada variasi pemasangan pompa dan berdasarkan bukaan keran dengan posisi air di atas evaporator, pengeluaran udara dalam sistem, dan pendinginan udara

(92)

evaporator, pendinginan udara, pengeluaran udara dalam sistem memiliki efisiensi yang

paling baik hal tersebut dikarenakan variasi bukaan keran 300 merupakan variasi bukaan

keran yang paling besar, hal tersebut melancarkan pergerakan air didalam pipa sehingga

aliran lancar dan langkah yang dihasilkan akan lebih baik daripada variasi lainya sehingga

efisiensi yang dihasilkan juga akan terlihat baik.

Gambar 4.30. Hubungan efisiensi dengan waktu berdasarkan ukuran evaporator pada variasi pemasangan pompa, posisi air di atas evaporator, pendinginan udara dan pengeluaran udara dalam sistem

Dari Gambar 4.30 diatas dapat disimpulkan bahwa variasi keran tertutup 300, air

diatas evaporator, pendinginan udara, pengeluaran udara dalam sistem, ukuran evaporator

40 cm memiliki efisiensi yang paling baik dikarenakan dengan bertambahnya ukuran

evaporator maka penguapan yang terjadi akan semakin bertambah juga sehingga efisiensi

(93)

4.4. Kesimpulan Umum dari Pembahasan

Data yang telah didapat, akan dibandingan setiap variasi yang dilakukan dalam percobaan untuk melihat nilai maksimal setiap variasi. Untuk mempermudah melihat perbedaan data, dibuat grafik berdasarkan hasil

pembahasan yang didapat

4.4.1 Hasil Maksimum Setiap Variasi yang Didapat

Gambar 4.31 Hubungan frekuensi dengan waktu dari pipa osilasi antara variasi 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7

Dari gambar 4.31 dapat diketahui bahwa frekuensi yang terjadi di pipa osilasi teringgi terjadi pada variasi ke 4 yaitu pada variasi ketinggian air berada

pada bagian evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran ditutup 450 frekuensi tertinggi 1,35 Hz.

(94)

Gambar 4.32 Hubungan frekuensi dengan waktu dari pipa nifte antara

variasi 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7

Untuk frekuensi tertinggi pada pipa nifte dapat diketahui pada gambar 4.32 yaitu pada variasi ke 1 dengan ketinggian air di atas evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran dibuka penuh, frekuensi tertinggi 1,29 Hz.

Gambar 4.33 Hubungan kecepatan osilasi dengan waktu dari pipa osilasi antara