KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL DENGAN PIPA OSILASI 12”

(1)

i

KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL

DENGAN PIPA OSILASI 1/2”

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

YUSTINUS TRISMARYANTO

NIM : 065214052

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

WITH 1/2” OSCILLATION PIPE

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirement To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Study Program

By :

YUSTINUS TRISMARYANTO

NIM : 065214052

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini kami menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah dibuat dan belum pernah diajukan di perguruan tinggi manapun. Kami dapat mempertanggung jawabkan bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil karya yang otentik serta sepanjang pengetahuan kami juga tidak terdapat karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 23 Juni 2011

(6)

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yustinus Trismaryanto

Nomor Mahasiswa : 065214052

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul :

KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL DENGAN PIPA OSILASI 1/2”

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : 23 Juni 2011 Yang menyatakan

(7)

vii

Air merupakan kebutuhan sangat penting bagi kehidupan manusia, Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih banyak lainnya. tetapi tempat sumber mata air lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan pompa untuk mengalirkannya. Pada umumnya pompa air digerakkan oleh energi listrik tetapi masih banyak daerah tidak bisa menikmati jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan sebagai penggerak pompa air adalah energi termal,tetapi unjuk kerja pompa air energi termal di indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memanfaatkannya secara optimal. Adapun tujuan yang ingin dicapai, yaitu dapat mengetahui daya dan efsiensi pompa air energi termal jenis fluidyn.

Adapun alat penelitian terdiri dari: bak air, selang, tabung pendingin, karet, kran, evaporator, pipa osilasi, pipa fluidyn, pipa tembaga, rangka. Pada penelitian ini ada beberapa variasi antara lain; bukaan keran 00, 22,50 dan 450 dengan pendingin air dan pendingin udara. Variabel yang diukur dalam penelitian ini: temperatur (T), panjang langkah (i), frekuensi (waktu dalam 10 kali osilasi), kenaikan temperatur sepirtus (∆T) untuk pengukuran daya spirtus. Hasil dari penelitian ini : daya pompa (Wp) maksimum yang dihasilkan 0,10 W dan efisiensi pompa (η pompa

Kata kunci : pompa, fluidyn, daya, efisiensi

(8)

viii

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria atas segala berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Karakteristik Pompa

Fluidyn Energi Termal Dengan Pipa Osilasi 1/2” ini karena adanya bantuan dan

kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.

3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapa

5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

(9)

ix maupun materil.

8. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

Yogyakarta, 23 Juni 2011

(10)

x

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ...ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

INTISARI ...vii

1.2. Tujuan Dan Manfaat Penelitian ... 2

1.3. Batasan Masalah ... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Dasar Teori ... 4

2.2. Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 11

BAB III. METODE PENELITIAN ... 14

3.1. Skema Alat Penelitian ... 14

(11)

xi

3.4. Metode Dan Langkah Pengambilan Data ... 18

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23

4.1. Hasil Pengambilan Data ... 23

4.2. Hasil Perhitungan ... 31

4.3. Pembahasan ... 38

BAB V. PENUTUP ... 68

5.1. Kesimpulan ... 68

5.2. Saran ... 68

DAFTAR PUSTAKA ... 69

(12)

xii

Tabel 4.1 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator,

pendinginan menggunakan udara dan keran dibuka penuh 0° ... 24 Tabel 4.2 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator,

pendinginan menggunakan udara dan keran ditutup 22,5° ... 24 Tabel 4.3 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator,

pendinginan menggunakan udara dan keran ditutup 45° ... 25 Tabel 4.4 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator,

pendinginan menggunakan air dan keran dibuka penuh 0° ... 25 Tabel 4.5 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator,

pendinginan menggunakan air dan keran ditutup 22,5° ... 26 Tabel 4.6 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator,

pendinginan menggunakan air dan keran ditutup 45° ... 26 Tabel 4.7 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator,

pendingin menggunakan udara dan keran dibuka penuh 0° ... 27 Tabel 4.8 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator,

pendingin menggunakan udara dan keran ditutup 22,5° ... 27 Tabel 4.9 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator,

pendingin menggunakan udara dan keran ditutup 45° ... 28 Tabel 4.10 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator,

(13)

xiii

pendingin menggunakan air dan keran ditutup 22,5° ... 29 Tabel 4.12 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator,

pendingin menggunakan air dan keran ditutup 45° ... 29 Tabel 4.14 Data Pengujian Daya pemanas ... 30 Tabel 4.15 Perhitungan Daya pemanas ... 34 Tabel 4.16 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah

evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

dibuka penuh 0° ... 34 Tabel 4.17 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah

ditutup 22,5° ... 34 Tabel 4.18 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah

ditutup 45° ... 35 Tabel 4.19 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah

evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

dibuka penuh 0° ... 35 Tabel 4.20 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah

(14)

xiv

ditutup 45° ... 36 Tabel 4.22 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas

dibuka penuh 0° ... 36 Tabel 4.23 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas

ditutup 22,5° ... 36 Tabel 4.24 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas

ditutup 45° ... 37 Tabel 4.25 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas

dibuka penuh 0° ... 37 Tabel 4.26 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas

ditutup 22,5° ... 37 Tabel 4.27 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas

(15)

xv

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ... 5

Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ... 6

Gambar 2.3 Sistem Kerja Fluidyn Pump ... 6

Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ... 7

Gambar 2.5 Sistem Kerja Nifte Pump ... 8

Gambar 3.1 Sekema Alat Penelitian ... 14

Gambar 3.2 Posisi awal air terhadap pemanas ... 15

Gambar 3.3 Variasi posisi kran ... 16

Gambar 3.4 Posisi pengukuran suhu ... 16

Gambar 3.5 Panjang langkah pada pipa osilasi ... 17

Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator ... 38

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator ... 39

Gambar 4.3 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator ... 40

(16)

xvi

variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

awal air ditengah evaporator ... 42 Gambar 4.6 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn,

awal air ditengah evaporator ... 43 Gambar 4.7 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu dari pipa osilasi,

awal air ditengah evaporator ... 44 Gambar 4.8 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn,

awal air ditengah evaporator ... 45 Gambar 4.9 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi,

variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

awal air ditengah evaporator ... 45 Gambar 4.10 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn,

awal air ditengah evaporator ... 46 Gambar 4.11 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi,

(17)

xvii

awal air ditengah evaporator ... 48 Gambar 4.13 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi,

variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

awal air diatas evaporator ... 49 Gambar 4.14 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn,

awal air diatas evaporator ... 50 Gambar 4.15 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi,

awal air diatas evaporator ... 50 Gambar 4.16 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn,

awal air diatas evaporator ... 51 Gambar 4.17 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi,

(18)

xviii

awal air diatas evaporator ... 55 Gambar 4.21 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi,

variasi bukaan kran ditutup 45° dan ketinggian

awal air diatas evaporator ... 57 Gambar 4.23 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi,

awal air ditengah evaporator ... 58 Gambar 4.25 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu

dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin udara,

(19)

xix

ketinggian air awal ditengah evaporator ... 60 Gambar 4.27 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu

dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin air,

ketinggian air awal ditengah evaporator ... 62 Gambar 4.28 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu

ketinggian air awal ditengah evaporator ... 64 Gambar 4.29 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu

alam variasi setiap bukaan keran, pendingin udara,

ketinggian air awal diatas evaporator ... 64 Gambar 4.30 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu

ketinggian air awal diatas evaporator ... 65 Gambar 4.31 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu

ketinggian air awal diatas evaporator ... 66 Gambar 4.32 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu

(20)

1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan penting atau pokok bagi kehidupan manusia. Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih banyak lainnya. 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. Ketersediaan air di Indonesia merupakan salah satu keunggulan yang dimiliki bangsa kita yang belum dioptimalkan, semua akan menjadi sia-sia jika kita tidak mengolah dengan sebaik-baiknya.

Untuk memanfaatkan air, manusia 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 menusia pompa air yang digerakkan dengan energi listrik (motor listrik) lebih banyak digunakan.

(21)

Alternatif yang dapat dipakai untuk menggantikan pompa listrik adalah dengan menggunakan pompa air energi termal. Jenis-jenis pompa air energi termal yaitu pompa air energi termal dengan jenis pulsejet (Water Pulse Jet), pompa air energi termal dengan jenis Fluidyne Pump dan pompa air energi termal dengan jenis Nifte Pump.

1.2. Tujuan Dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian :

1. Membuat model pompa air energi termal jenis fluidyn.

2. Meneliti daya pemompaan pompa air energi termal (Wp) dengan jenis fluidyn.

3. Meneliti efisiensi yang dihasilkan oleh pompa air energi termal jenis fluidyn.

Manfaat penelitian :

1. Menambah kepustakaan atau pengetahuan tentang pompa air energi termal.

(22)

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini digunakan beberapa batasan masalah sebagai berikut :

1. Pengambilan semua data dimulai pada saat mulai dipanaskannya pipa pemanas dengan pemanas selama 60 menit.

2. Rugi-rugi aliran dalam pipa diabaikan. 3. Massa jenis air diasumsikan 1000 kg/m 4. Panas jenis air diasumsikan 4200 J/kg °C

3

5. Rugi-rugi perpindahan panas dari pemanas ke air diabaikan.

(23)

4 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Pompa air energi termal pada umumnya menggunakan jenis pulsa jet

air (water pulse jet) seperti pada Gambar 2.1, pompa air energi termal

dengan jenis fluidyn pump seperti Gambar 2.2 dan sistem kerja fluidyn

pump pada gambar 2.3, serta pompa air energi termal dengan jenis nifte

pump pada Gambar 2.4 dan sistem kerja nifte pump pada Gambar 2.5.

Pada penelitian ini dibuat pompa energi termal jenis fluidyn pump dengan

menggunakan pipa osilasi 1/2” untuk mengetahui efisiensi, daya pompa

dan efisiensi pompa maksimum yang dapat dihasilkan.

Prinsip kerja jenis pulsa jet ialah Evaporator dan sistem yang berisi

air mula-mula dipanaskan dengan pemanas bahan bakar spritus.

Evaporator berfungsi untuk menguapkan pluida kerja air sehingga terjadi

osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan yang cukup air dalam sistem

terdorong keluar melalui saluran buang, kemudian uap mengalami

pengembunan. Pengembunan uap ini menyebabkan tekanan dalam pompa

turun (dibawah tekanan atmosfir atau vakum) sehingga air dari sumber

masuk / terhisap mengisi sistem, dan proses langkah tekan pompa akan

terjadi kembali, karena uap yang baru dari evaporator masuk ke dalam

pompa. Setiap satu langkah tekan pompa (karena uap bertekanan masuk

(24)

pendinginan) disebut satu siklus namun siklus ini berlangsung cepat.

Pompa dilengkapi dengan dua katup satu arah masing-masing pada sisi

hisap dan sisi tekan. Fungsi katup adalah agar pada langkah tekan air

mengalir ke tujuan dan tidak kembali ke sumber.

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis pulsa jet

( Sumber : Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines of Thomas Smith )

Keterangan :

(25)

Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ( Sumber : Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid

Piston Engines of Thomas Smith )

Keterangan :

1. Displacer 6. Katup hisap 2. Penukar panas 7. Katup buang 3. Pemicu regenerasi 8. Sisi volume udara 4. Penukar panas 9. Pengapung 5. pipa osilasi

Gambar 2.3 Sistem Kerja Fluidyn Pump

(26)

Prinsip kerja jenis fluidyn pump ialah pada bagian yang dipanasi

menghasilkan uap, 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.

Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump

( Sumber : Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines of Thomas Smith )

Keterangan :

1. Piston air 4. Evaporator 7. Saturator 2. Beban 5. Kondenser 8. Pipa osilasi

(27)

Gambar 2.5 Sistem Kerja Nifte Pump ( Sumber : WWW.Wikipedia.co.id )

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 (8) atau fluida sistem (7) mengalir keluar (6). Selanjutnya pada

proses penghisapan terjadi (9) ketika uap air mengembun dengan bantuan

kondenser, hal ini terus terulang secara terus menerus.

Selanjutnya dilakukan penelitian serta perhitungan untuk

mendapatkan frekuensi, kecepatan, debit, tekanan, daya pompa, efisiensi

dan daya pemanas. Untuk mengetahui hasil perhitungan digunakan

rumus-rumus sebagai berikut :

Frekwensi adalah banyaknya osilasi tiap satuan waktu. Dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan :

(28)

dengan :

f : frekuensi (Hz)

n : jumlah langkah

t : waktu yang diperlukan (detik)

Kecepatan adalah panjang langkah yang ditempuh tiap satuan waktu.

Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

V = f

×

l (m/s) (2.2)

dengan :

V : kecepatan (m/s)

f : frekuensi (Hz)

l : panjang langkah (m)

Debit adalah besaran yang menunjukkan volume fluida atau cairan

(m3

Q = A

×

V (m

) yang mengalir melalui suatu penampang per satuan waktu (sekon).

Debit dinyatakan sebagai hasil kali antara laju aliran fluida dengan luas

penampang dan dirumuskan dengan persamaan :

3

dengan :

/s) (2.3)

Q : debit (m³/s)

A : luas penampang selang (m²)

(29)

Tekanan yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan

H : tinggi langkah osilasi (m)

Daya pemompaan yang dihasilkan pompa air dapat dihitung dengan

persamaan :

Wp = P

×

Q (watt) (2.5)

dengan:

Wp : daya pompa (watt)

P : tekanan yang dihasilkan (N/m2

Q : debit pemompaan (m

)

3

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

(Sumber : Mekanika Fluida dan Hidraulika oleh Ranald V. Giles) :

(30)

dengan :

η

pompa

Wp : daya pemompaan (watt)

: efisiensi pompa (%)

W : daya pemanas (watt)

Dalam penelitian ini daya pemanasan dihasilkan oleh pembakaran

spirtus. Untuk mengetahui besar daya pemanas dilakukan eksperimen

sederhana yakni dengan memanaskan sejumlah massa air tertentu.

Kenaikan temperatur air dalam selang waktu tertentu digunakan untuk

memperkirakan daya pemanasan.

Daya Pemanas (W) dapat dihitung dengan persamaan :

W= mair

Cp : panas jenis fluida kerja (J/(kg.°C)) : massa air (kg)

∆T : kenaikan temperatur sepirtus (°C)

∆t : waktu (detik)

2.2 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

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

(31)

air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran kondenser yang

sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% ( Smith, 2005 ).

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 atau 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 % (Yoanita, 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 (ηpompa) maksimum 0,060

(32)

liter/menit pada variasi ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran penuh

atau 0 ºC dengan pendingin udara (Suhanto, 2009).

CC dan Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp)

maksimum adalah 0,167 watt, efisiensi pompa (ηpompa

Pipa Pararel” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah

0,136 watt, efisiensi pompa (η

) maksimum 0,213

%, dan debit (Q) maksimum 0,584 liter/menit pada variasi ketinggian head

1,75 m dan bukaan kran 0 ºC dengan pendingin udara (Nugroho, 2009).

pompa

Pipa Pararel” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah

0,144 watt, efisiensi pompa (η

) maksimum 0,026 %, dan debit (Q)

maksimum 0,461 liter/menit pada variasi ketinggian head 1.8 m (Sukoto,

2010).

pompa

Selanjutnya pada penelitian “Pompa Air Energi Termal jenis

fluidyn” menggunakan daya pemanas 150 W, diameter pipa osilasi 5/8

inci, berpendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal ditengah

pemanas dan bukaan keran 45

) maksimum 0,029 %, dan debit (Q)

maksimum 0.588 liter/menit pada variasi ketinggian head 1,5 m (Putra,

2010).

0

, menghasilkan daya pompa (Wp)

maksimum 0,0933 mW, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,0000622 %,

(33)

14 METODE PENELITIAN

3.1 Sekema Alat Penelitian

Gambar 3.1 Skema alat penelitian

Keterangan :

1. Bak Air 6. Karet 11. Rangka

2. Selang 7. Pipa Fluidyn

3. Tabung Pendingin 8. Keran

4. Regenerator 9. Pipa Tembaga

(34)

Dalam alat utama untuk penelitian digunakan juga peralatan pendukung

sebagai berikut :

1.Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mulai mengalir sampai air

berhenti mengalir.

2.Termokopel

Dipakai untuk mengetahui suhu pada tempat yang diinginkan.

3.2 Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam penelitian yaitu:

a. Variasi fluida pendingin ( berpendingin udara dan berpendingin air )

b. Variasi posisi awal air terhadap pemanas : Ditengah dan Diatas pemanas

(Gambar 3.2 )

Gambar 3.2 Posisi awal air terhadap pemanas : a) posisi awal air ditengah evaporator dan b) posisi air diatas evaporator

evaporator evaporator

(35)

c. Variasi posisi keran : buka penuh 0°, tutup 22,5° dan tutup 45° (Gambar

3.3)

Gambar 3.3 Variasi posisi keran : a) keran dibuka penuh 0°, b) keran ditutup 22,5° dan c) keran ditutup 45°

Untuk variasi pendingin air dengan menghubungkan tabung

pendingin dengan bak air menggunakan selang.

3.3 Variabel yang Diukur

Variabel-variabel yang diukur antara lain :

a. Suhu (T) : pada evaporator (T1), pada regenerator (T2), pada pipa

tembaga (T3), pada pendingin (T4).

Gambar 3.4 Posisi pengukuran suhu

Kran Kran Kran

(36)

b. Panjang langkah (l)

Panjang langkah adalah pebedaan jarak antara titik atas dengan titik

bawah pada saat terjadi pada saat osilasi.

Gambar 3.5 Panjang langkah pada pipa Osilasi : a) air keadaan awal dan b) air batas atas

Untuk panjang langkah pada pipa fluidyn diukur dengan cara yang

sama.

c. Suhu air (T), (untuk mengetahui besar daya pemanas)

d. Frekuensi (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),daya sepirtus (W) dan efisiensi pompa (η pompa).

a

(37)

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.

Berikut ini adalah langkah-langkah pengambilan data :

Pengambilan data variasi pertama :

1. Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

2. Keran dibuka penuh 0°.

3. Dipasang pemanas pada pipa pemanas (pemanas memakai sepirtus).

4. Pemanas mulai dinyalakan.

5. Suhu,panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10

menit selama 60 menit dicatat.

Pengambilan data variasi kedua :

2. Keran ditutup 22,5°.

4. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasikan oleh pompa setiap

10 menit selama 60 menit dicatat.

Pengambilan data variasi ketiga :

2. Keran ditutup 45°

(38)

4. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10

menit selama 60 menit dicatat

Pengambilan data variasi keempat :

2. Keran dibuka penuh 0°.

3. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

Pengambilan data variasi kelima :

Pengambilan data variasi keenam :

2. Keran ditutup 45°.

(39)

Pengambilan data variasi ketujuh :

1. Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

3. keran dibuka penuh 0°.

Pengambilan data variasi kedelapan :

Pengambilan data variasi kesembilan :

3. Keran ditutup 45°

(40)

Pengambilan data variasi kesepuluh :

2. Kran dibuka penuh 0°.

4. Mencatat suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa

setiap 10 menit selama 60 menit.

Pengambilan data variasi kesebelas :

2. Kran ditutup 22,5°.

Pengambilan data variasi keduabelas :

2. Kran ditutup 45°.

Pengambilan data untuk mengetahui besar daya sepirtus :

1. Panci diisi air.

2. Termometer dimasukan kedalam panci (mengukur suhu air).

(41)

4. Suhu air yang dihasilkan dari air yang dipanasi dengan pemanas

menggunakan bahan bakar spirtus selama 120 menit mulai dicatat.

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 alir dan frekuensi dapat menghitung daya

pemompaan (Wp) dan kemudian menghitung daya pemanas (W) yang didapat dari

suhu air (∆T), panas jenis fluida kerja (Cp) dan massa jenis air (mair) maka

didapat efisiensi pompa (η pompa) dari perbandingan daya pemompaan(Wp) dengan

daya pemanas(W). Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik

(42)

23 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengambilan Data

Pada proses pengambilan data yang dilakukan untuk pompa energi

termal jenis pompa fluidyn dengan pipa osilasi 1/2” biberikan sebanyak

12 variasi. Variasi yang diberikan adalah sebagai berikut :

1. Keran dibuka penuh 0º dengan pendingin udara dan air ditengah

evaporator.

2. Keran ditutup 22,5º dengan pendingin udara dan air ditengah

evaporator.

3. Keran ditutup 45º dengan pendingin udara dan air ditengah

evaporator.

4. Keran dibuka penuh 0° dengan pendingin air dan air ditengah

evaporator.

5. Keran ditutup 22,5º dengan pendingin air dan air ditengah

evaporator.

6. Keran ditutup 45º dengan pendingin air dan air ditengah evaporator.

7. Keran dibuka penuh 0º dengan pendingin udara dan air diatas

evaporator.

8. Keran ditutup 22,5º dengan pendingin udara dan air di atas

evaporator.

(43)

10.Keran dibuka penuh 0° dengan pendingin air dan air diatas

evaporator.

11.Keran ditutup 22,5º dengan pendingin air dan air diatas evaporator.

12.Keran ditutup 45º dengan pendingin air dan air diatas evaporator.

Tabel 4.1 Data pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin udara dan air ditengah evaporator

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 35 panjang osilasi tidak stabil, namun

pada menit ke 20 sampai dengan menit ke 30 khususnya pada selang cukup stabil

dan seterusnya mulai tidak stabil lagi. Hal ini karena pemanas yang tidak stabil

dan perbedaan diameter antara selang dan pipa.

Tabel 4.2 Data pada variasi keran ditutup 22,5º dengan pendingin udara dan air ditengah evaporator

pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

Menit ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C) Panjang langkah osilasi (cm) Waktu 10 kali osilasi (detik) keterangan

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

(44)

Pada variasi ini osilasi terjadi pada menit ke 34 , dari menit ke 10 sampai dengan

menit terakhir panjang langkahnya menurun. Hal ini karena nyala api yang tidak

stabil dan perbedaan diameter antara selang dan pipa. Perbandingan panjang

langkah antara pipa dengan selangpun tidak terlalu besar.

Tabel 4.3 Data pada variasi keran ditutup 45º dengan pendingin udara dan air ditengah evaporator

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 34, perbandingan panjang langkah

antara pipa dan selang dari menit ke 10 sampai dengan menit terakhir hampir

sama dan sangat kecil.

Tabel 4.4 Data pada variasi Keran dibuka penuh 0° dengan pendingin air dan air ditengah evaporator

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

(45)

Pada variasi ini osilasi tejadi pada detik ke 45 ,panjang langkah tidak stabil namun

pada menit ke 30 sampai menit terakhir mulai stabil. Perbandingan panjang

langkah antara pipa dan selang tidak begitu besar.

Tabel 4.5 Data pada variasi keran ditutup 22,5º dengan pendingin air dan air ditengah evaporator

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 38 panjang langkah tidak stabil

namun khususnya pada selang dari menit ke 20 sampai dengan menit ke 50

panjang langkahnya sangat stabil, hal ini karena pemanas yang mulai stabil

Tabel 4.6 Data pada variasi Keran ditutup 45º dengan pendingin air dan air ditengah evaporator

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

pipa fluidyn pipa osilasi pipa fludyn pipa osilasi

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

(46)

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 50,pada pipa panjang langkah cukup

stabil namun berbeda dengan selang, dimana panjang langkahnya tidak stabil dari

menit ke 10 sampai dengan menit terakhir. Hal ini karena diameter antara pipa

dan selang berbeda.

Tabel 4.7 Data pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin udara dan air diatas evaporator

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 34 panjang langkah sangat tidak stabil

namun khususnya pada selang dari menit ke 40 sampai dengan menit terakihir

panjang langkah mulai stabil.

Tabel 4.8 Data pada variasi Keran ditutup 22,5° dengan pendingin udara dan air diatas evaporator

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

(47)

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 50 panjang langkah sedikit stabil

antara pipa dan selang walaupun ada sedikit perbedaan angka pada menit-menit

tertentu. Hal ini karena ada perbedaan diameter antara pipa dan selang sehingga

mempengaruhi panjang langkah.

Tabel 4.9 Data pada variasi keran ditutup 45° dengan pendingin udara dan air diatas evaporator

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik 60 panjang langkah sangat kecil dan

tidak stabil baik pada pipa maupun selang, hal ini dikarenakan pemanas yang

tidak stabil dan ada perbedaan diameter antara selang dengan pipa.

Tabel 4.10 Data pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin air dan air diatas evaporator

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

10 141 73 41 30 10,0 19,0 13,0 14,0 osilasi

20 121 85 43 33 9,0 16,0 15,0 13,0 osilasi

30 113 80 43 33 9,0 19,0 14,0 15,0 osilasi

40 96 76 43 33 11,5 27,0 15,0 14,0 osilasi

50 89 81 49 33 12,0 31,0 14,0 15,0 osilasi

60 108 77 45 33 10,0 29,0 15,0 15,0 osilasi

(48)

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 45 panjang langkah cukup baik antara

pipa dan selang jika dibandingkan dengan yang lain walaupun tidak terlalu stabil,

hal ini karena ada perbedaan diameter antara selang dengan pipa.

Tabel 4.11 Data pada variasi keran ditutup 25° dengan pendingin air dan air diatas evaporator

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 35 panjang langkah antara pipa dan

selang sangat tidak stabil namun pada selang, khususnya pada menit ke 10

panjang langkahnya sangat baik, dan pada menit ke 20 panjang langkahnya

menurun sampai 10 cm. Hal ini karena pemanas tidak stabil.

Tabel 4.12Data pada variasi keran ditutup 45° dengan pendingin air dan air diatas evaporator

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

10 148 85 51 33 5,0 33,0 13,0 10,0 osilasi

20 182 83 48 35 8,0 10,0 13,0 13,0 osilasi

30 152 91 52 34 2,0 12,0 12,0 11,0 osilasi

40 185 91 52 34 4,0 15,0 12,0 11,0 osilasi

50 139 85 53 33 10,0 26,0 12,0 10,0 osilasi

60 107 83 52 33 4,0 28,0 13,0 10,0 osilasi

Menit ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)Panjang langkah osilasi (cm) Waktu 10 kali osilasi(detik) keterangan

0 25 25 25 25 0 0 0 0 Belum osilasi

(49)

Pada variasi ini osilasi terjadi pada detik ke 55 panjang langkah sedikit stabil.

Perbandingan panjang langkah antara pipa dan selang sangat besar. Hal ini

karena selang yang digunakan diameternya lebih kecil dari pipa.

Pengambilan data pada pengujian daya spirtus menggunakan volume spirtus

100 ml dengan air sebanyak 1 kg diasumsikan kedalam panci dengan catatan air

tidak sampai mendidih, pemanasan menggunakan kompor spirtus, kemudian

dilakukan pencatatan kenaikan suhu air pada setiap 2 menit seperti pada tabel

4.13. Perhitungan daya spirtus menggunakan persamaan 2.7 dihitung tiap menit

kemudian dilakuan penjumlahan dan pengambilan data rata-rata daya spirtus yang

nantinya digunakan sebagai daya spirtus untuk menghitung efisiensi.

Diasumsikan tidak ada panas yang hilang dari kompor menuju air, hambatan

panas konveksi diabaikan dan tidak ada air yang menguap, hasil dari perhitungan

daya spirtus dapat dilihat pada tabel 4.14.

Tabel 4.14 Data Pengujian Daya Spirtus

(50)

4.2. Hasil Perhitungan

Data perhitungan frekwensi, debit, tekanan, daya pompa, efisiensi

pompa dan perhitungan untuk daya pemanas dapat dihitung dengan

persamaan (2.1-2.7) pada dasar teori. Berikut ini adalah contoh

perhitungan pada pengambilan data percobaan variasi pertama.

Daya pemanas dengan bahan bakar spirtus dapat dihitung dari (Tabel

4.14) dan hasil dari perhitungan dapat dilihat pada (Tabel 4.15). Daya

pemanas yang dihasilkan dapat dihitung setelah diketahui ∆ t 120 detik,

mair 1 kg dan ΔT 11 ºC dengan Cp sebesar 4200 J/kg ºC melalui

persamaan seperti berikut :

Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data percobaan

tabel (4.1) pada pipa osilasi. Banyak langkah osilasi yang diambil adalah

10 kali dan waktu yang diperlukan adalah 14.0 detik, maka frekuensi yang

dihasilkan :

Karena frekuensi didapat 0,714 dan panjang langkah osilasi diketahui dari

(51)

Debit air yang didapatkan :

Tekanan pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dari tinggi langkah

osilasi sebesar 0,05 m, ρsebesar1000 kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

Daya pemompaan dapat diketahui dari hasil debit air yang didapat

0,000005 m³/s dengan tekanan pemompaan 490 kg/m³:

Dari hasil rata-rata daya pemanas yaitu 360 watt maka efisiensi pompa

didapatkan :

Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data percobaan

tabel (4.1) pada pipa fluidyn. Banyak langkah yang diambil adalah 10 kali

dan waktu yang diperlukan adalah 13.0 detik, maka frekuensi yang

(52)

Karena frekuensi didapat 0,77 dan panjang langkah fluidyn diketahui dari

tabel (4.1) maka kecepatan osilasi didapatkan :

Debit air yang didapatkan :

Tekanan pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dari tinggi langkah

fluidyn sebesar 0,04 m, ρsebesar1000 kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

Daya pemompaan dapat diketahui dari hasil debit air yang didapat

0,000009 m³/s dengan tekanan pemompaan 392 kg/m³ :

Dari hasil rata-rata daya pemanas yaitu 360 watt maka efisiensi pompa

(53)

Tabel 4.15 Perhitungan daya pemanas

w pemanas rata-rata 360

Tabel 4.16 Perhitungan pompa pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin udara dan air ditengah evaporator

Tabel 4.17 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 22,5º dengan pendingin udara dan air ditengah evaporator

pipa osliasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fuidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn

menit Frekuensi (Hz) V (m/s) Q (m³/s) P (N/m²) Daya (W) efisiensi (%) keterangan

osi lasi

10 0,71 0,77 0,04 0,03 0,000005 0,000009 491 392 0,002 0,003 0,0006 0,0010 20 0,67 0,77 0,04 0,03 0,000005 0,000010 589 441 0,003 0,004 0,0008 0,0012 30 0,71 0,77 0,04 0,04 0,000005 0,000011 589 491 0,003 0,005 0,0009 0,0015 40 0,77 0,77 0,03 0,03 0,000004 0,000008 392 343 0,002 0,003 0,0004 0,0007 50 0,77 0,83 0,03 0,03 0,000003 0,000007 343 294 0,001 0,002 0,0003 0,0006 60 0,71 0,83 0,04 0,03 0,000005 0,000009 491 392 0,002 0,004 0,0006 0,0010

osi lasi

pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn menit Frekuensi (Hz) V (m/s) Q (m³/s) P (N/m²) Daya (W) efisiensi (%) keterangan

osi lasi

10 0,77 0,71 0,05 0,04 0,000007 0,000012 687 589 0,005 0,0072 0,0013 0,0020 20 0,77 0,91 0,04 0,04 0,000005 0,000010 540 392 0,003 0,0041 0,0008 0,0011 30 0,91 0,91 0,05 0,01 0,000006 0,000004 540 147 0,003 0,0006 0,0009 0,0002 40 0,91 1,00 0,04 0,01 0,000005 0,000003 441 98 0,002 0,0003 0,0006 0,0001 50 0,77 0,77 0,02 0,01 0,000002 0,000002 196 98 0,000 0,0002 0,0001 0,0001 60 0,91 0,91 0,04 0,01 0,000005 0,000004 392 147 0,002 0,0006 0,0005 0,0002

(54)

Tabel 4.18 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 45º dengan pendingin udara dan air ditengah evaporator

Tabel 4.19 Perhitungan pompa pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin air dan air ditengah evaporator

Tabel 4.20 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 22,5º dengan pendingin air dan air ditengah evaporator

pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fludyn

osi lasi

10 0,91 0,91 0,01 0,01 0,000001 0,000003 98 98 0,00011 0,0003 0,00003 0,00007 20 1,11 1,00 0,01 0,01 0,000001 0,000001 49 49 0,00003 0,0001 0,00001 0,00002 30 0,91 1,00 0,00 0,01 0,000001 0,000001 49 49 0,00003 0,0001 0,00001 0,00002 40 0,83 0,91 0,01 0,01 0,000002 0,000003 147 98 0,00023 0,0003 0,00006 0,00007 50 0,83 0,91 0,03 0,02 0,000004 0,000005 392 196 0,00166 0,0010 0,00046 0,00028 60 0,83 1,00 0,03 0,02 0,000004 0,000004 343 147 0,00127 0,0006 0,00035 0,00017

osi lasi

pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn pipa osilasi pipa fluidyn

osi lasi

10 1,11 0,83 0,03 0,02 0,000004 0,000005 294 196 0,001 0,001 0,0003 0,0003

20 0,77 0,77 0,05 0,04 0,000006 0,000011 589 491 0,003 0,005 0,0010 0,0015

30 0,83 0,77 0,04 0,03 0,000005 0,000010 491 441 0,003 0,004 0,0007 0,0012

40 0,77 0,77 0,04 0,03 0,000005 0,000009 491 392 0,002 0,003 0,0007 0,0010

50 0,77 0,77 0,05 0,03 0,000006 0,000009 589 392 0,003 0,003 0,0010 0,0010

60 0,77 0,77 0,05 0,03 0,000006 0,000010 589 441 0,003 0,004 0,0010 0,0012

osi lasi

10 1,11 0,77 0,11 0,05 0,000014 0,000015 981 687 0,014 0,011 0,0038 0,0029

20 0,83 0,83 0,04 0,02 0,000005 0,000006 491 245 0,003 0,001 0,0007 0,0004

30 0,83 0,83 0,04 0,03 0,000005 0,000007 491 294 0,003 0,002 0,0007 0,0006

40 0,83 0,77 0,04 0,02 0,000005 0,000007 491 294 0,003 0,002 0,0007 0,0005

50 0,83 0,83 0,04 0,02 0,000005 0,000006 491 245 0,003 0,001 0,0007 0,0004

60 0,83 0,83 0,03 0,03 0,000004 0,000008 392 343 0,002 0,003 0,0005 0,0008

(55)

Tabel 4.21 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 45º dengan pendingin air dan air ditengah evaporator

Tabel 4.22 Perhitungan pompa pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin udara dan air diatas evaporator

Tabel 4.23 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 22,5º dengan pendingin udara dan air diatas evaporator

osi lasi

10 0,91 0,83 0,05 0,02 0,000006 0,000006 491 245 0,0028 0,0015 0,0008 0,0004 20 0,91 0,83 0,05 0,02 0,000007 0,000006 589 245 0,0041 0,0015 0,0000 0,0004 30 0,83 0,83 0,03 0,02 0,000004 0,000005 392 196 0,0017 0,0009 0,0005 0,0003 40 0,91 1,00 0,03 0,02 0,000003 0,000006 294 196 0,0010 0,0011 0,0003 0,0003 50 0,83 0,91 0,03 0,02 0,000004 0,000005 392 196 0,0017 0,0010 0,0005 0,0003 60 0,83 1,00 0,03 0,02 0,000004 0,000004 343 147 0,0013 0,0006 0,0004 0,0002

osi lasi

10 1,25 0,77 0,18 0,04 0,000022 0,000011 1373 491 0,030 0,005 0,0085 0,0015 20 0,83 0,77 0,05 0,04 0,000006 0,000011 589 491 0,004 0,005 0,0010 0,0015 30 0,77 0,91 0,02 0,02 0,000003 0,000005 294 196 0,001 0,001 0,0002 0,0003 40 0,91 0,77 0,05 0,03 0,000006 0,000009 491 392 0,003 0,003 0,0008 0,0010 50 0,91 0,83 0,05 0,03 0,000006 0,000008 491 343 0,003 0,003 0,0008 0,0008 60 0,71 0,77 0,04 0,03 0,000005 0,000010 491 441 0,002 0,004 0,0006 0,0012

osi lasi

10 0,91 0,83 0,05 0,02 0,000006 0,000005 491 196 0,0028 0,0009 0,0008 0,0003 20 0,77 0,83 0,04 0,03 0,000005 0,000007 491 294 0,0024 0,0021 0,0007 0,0006 30 0,83 0,83 0,03 0,02 0,000004 0,000005 392 196 0,0017 0,0009 0,0005 0,0003 40 0,77 0,83 0,04 0,02 0,000005 0,000005 491 196 0,0024 0,0009 0,0007 0,0003 50 0,83 0,83 0,04 0,02 0,000005 0,000005 441 196 0,0021 0,0009 0,0006 0,0003 60 0,83 0,83 0,04 0,02 0,000005 0,000006 441 245 0,0021 0,0015 0,0006 0,0004

(56)

Tabel 4.24 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 45º dengan pendingin udara dan air diatas evaporator

Tabel 4.25 Perhitungan pompa pada variasi keran dibuka penuh 0° dengan pendingin air dan air diatas evaporator

Tabel 4.26 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 22,5º dengan pendingin air dan air diatas evaporator

osi lasi

10 1,11 0,83 0,04 0,02 0,000006 0,000005 392 196 0,0022 0,0009 0,00061 0,00026 20 0,91 0,83 0,05 0,01 0,000006 0,000004 491 147 0,0028 0,0005 0,00078 0,00015 30 0,83 0,91 0,02 0,01 0,000003 0,000004 245 147 0,0006 0,0006 0,00018 0,00016 40 0,83 0,91 0,03 0,00 0,000003 0,000001 294 49 0,0009 0,0001 0,00026 0,00002 50 0,77 0,83 0,03 0,01 0,000004 0,000004 392 147 0,0015 0,0005 0,00042 0,00015 60 0,77 0,83 0,04 0,01 0,000005 0,000004 491 147 0,0024 0,0005 0,00066 0,00015

osi lasi

10 0,71 0,77 0,14 0,08 0,000017 0,000022 1864 981 0,03 0,02 0,009 0,006

20 0,77 0,67 0,12 0,06 0,000016 0,000017 1570 883 0,02 0,02 0,007 0,004

30 0,67 0,71 0,13 0,06 0,000016 0,000018 1864 883 0,03 0,02 0,008 0,004

40 0,71 0,67 0,19 0,08 0,000024 0,000022 2649 1128 0,06 0,02 0,018 0,007

50 0,67 0,71 0,21 0,09 0,000026 0,000024 3041 1177 0,08 0,03 0,022 0,008

60 0,67 0,67 0,19 0,07 0,000024 0,000019 2845 981 0,07 0,02 0,019 0,005

osi lasi

10 1,00 0,77 0,33 0,04 0,000042 0,000011 3237 491 0,14 0,005 0,038 0,001

20 0,77 0,77 0,08 0,06 0,000010 0,000018 981 785 0,01 0,014 0,003 0,004

30 0,91 0,83 0,11 0,02 0,000014 0,000005 1177 196 0,02 0,001 0,005 0,000

40 0,91 0,83 0,14 0,03 0,000017 0,000009 1472 392 0,03 0,004 0,007 0,001

50 1,00 0,83 0,26 0,08 0,000033 0,000024 2551 981 0,08 0,023 0,023 0,006

60 1,00 0,77 0,28 0,03 0,000035 0,000009 2747 392 0,10 0,003 0,027 0,001

(57)

Tabel 4.27 Perhitungan pompa pada variasi keran ditutup 45º dengan pendingin air dan air diatas evaporator

4.3. Pembahasan

Data yang telah didapat, akan dibandingan pada setiap variasi yang

dilakukan dalam percobaan. Untuk lebih memudahkan dalam pembahasan, maka

hasil perhitungan untuk daya dan efisiensi di atas dapat disajikan dalam bentuk

grafik.

Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

osi lasi

10 0,71 0,77 0,07 0,03 0,000009 0,000008 981 343 0,009 0,0026 0,0025 0,0002 20 0,83 0,83 0,09 0,02 0,000012 0,000005 1079 196 0,013 0,0009 0,0035 0,0003 30 0,77 0,83 0,08 0,02 0,000010 0,000005 981 196 0,010 0,0009 0,0027 0,0003 40 0,83 0,83 0,09 0,02 0,000012 0,000006 1079 245 0,013 0,0015 0,0035 0,0004 50 0,83 0,83 0,13 0,02 0,000016 0,000006 1472 245 0,023 0,0015 0,0018 0,0004 60 0,83 0,77 0,09 0,02 0,000012 0,000007 1079 294 0,013 0,0019 0,0035 0,0005

(58)

Pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.1 bahwa daya pipa osilasi

maksimum yaitu 0,0035 W terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya terjadi

pada menit ke 20, dan pada menit selanjutnya daya menurun sampai pada menit

ke 40. Hal ini disebabkan terjadi pengembunan setelah menit ke 20, sehingga

terjadi penurunan daya dalam pipa osilasi dan pada menit ke 50 sampai menit ke

60 terjadi kenaikan daya kembali. Sedangkan pada variasi dengan pendingin

udara daya maksimum mencapai 0,0032 W terjadi pada menit ke 30 dan daya

turun pada menit ke 30 sampai menit ke 40 kemudian naik pada menit ke 50 dan

stabil sampai menit ke 60 hal ini karena pemanasan yang stabil sehingga

menghasilkan daya stabil.

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

Pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.2 bahwa daya pipa fluidyn

maksimum terjadi pada variasi pendingin udara dan pendingin air yaitu 0,0053 W.

Daya maksimum pada pendingin udara terjadi di menit ke 30 dan untuk pendingin

(59)

menit ke 50 dan naik kembali pada menit ke 60 tetapi kenaikan dayanya tidak

terlalu tinggi. Hal ini disebabkan terjadi pengembunan sehingga terjadi penurunan

daya kemudian selain karena terjadi pengembunan juga karena pemanas yang

tidak stabil.

Gambar 4.3 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

Pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.3 bahwa efisiensi pipa osilasi

maksimum yaitu 0,00100 % terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya

terjadi pada menit ke 20,50 dan 60. Pada menit ke 30 ada penurunan efisiensi

sampai pada menit ke 40 kemudian mulai setabil pada menit ke 50 sampai menit

ke 60 . Hal ini di sebabkan daya yang dihasilkan pada pendingin air lebih besar .

Sedangkan pada variasi pendingin udara efisiensi maksimum yang dihasilkan

yaitu 0,00089 % mulai meningkat dari menit ke 10 sampai pada menit ke 30

kemudian menurun pada menit ke 40 sampai 50 dan naik lagi mulai menit ke 60.

Hal ini di sebabkan karena pemanasan dan pendinginan kurang seimbang yang

(60)

Untuk Percobaan pada Gambar 4.4 bahwa efisiensi pipa fluidyn maksimum yaitu

0,0015 % terjadi pada variasi pendingin udara. Hal ini juga hanya terjadi pada

menit ke 20, dan pada menit selanjutnya ada penurunan efisiensi sampai pada

menit ke 50 dan naik lagi pada menit ke 60. Hal ini juga disebabkan daya yang

dihasilkan pompa sangat kecil. Pada variasi pendingin air efisiensi maksimum

yaitu 0,000044 % kenaikan dan penurunan efisiensinya pun sama dengan variasi

yang menggunakan pendingin udara.

maksimum yaitu 0,0047 W terjadi pada variasi pendingin udara. Hal ini hanya

terjadi pada menit ke 10, dan pada menit selanjutnya daya menurun sampai pada

menit ke 50 dan pada menit ke 60 naik tapi tidak terlalu tinggi. Hal ini disebabkan

terjadi pengembunan setelah menit ke 10, sehingga terjadi penurunan daya dalam

pipa osilasi. Selain karena pengembunan juga karena pemanas yang tidak stabil.

Sedangkan pada variasi dengan pendingin udara ada sedikit kestabilan daya

(61)

Gambar 4.4 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

(62)

Gambar 4.6 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

maksimum yaitu 0,011 W terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini juga terjadi

pada menit ke 10 sama seperti daya yang terjadi pada pipa osilasi, pada menit

selanjutnya ada penurunan daya sampai pada menit ke 50. Hal ini juga

disebabkan terjadi pengembunan setelah menit ke 10 sehingga terjadi penurunan

daya. Selain karena terjadi pengembunan juga karena pemanas yang tidak stabil.

Sedangkan pada variasi pendingin udara daya maksimum yang dihasikan yaitu

0,007 W terjadi pada menit ke 10 dan pada menit ke 30 sampai menit ke 60

(63)

Gambar 4.7 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu dari pipa osilasi, variasi bukaan keran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

maksimum yaitu 0,0026 % terjadi pada variasi pendingin udara. Hal ini terjadi

pada menit ke 10 dan daya setabil sampai dengan menit ke 40, dan pada menit

selanjutnya ada penurunan efisiensi sampai pada menit ke 60. Hal ini disebabkan

daya yang dihasilkan pompa sangat kecil. Sedangkan pada variasi pendingin air

grafik efisiensi dari menit ke 10 sampai pada menit ke 60 setabil karena ada

kesetimbanan antara pemanasan dan pendinginan.

Untuk Percobaan pada Gambar 4.8 bahwa efisiensi pipa fluidyn maksimum yaitu

0,0029 % terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya terjadi pada menit ke

10, dan pada menit selanjutnya ada penurunan efisiensi sampai pada menit ke 60.

Hal ini disebabkan daya yang dihasilkan pompa sangat kecil. Sedangkan pada

variasi pendingin udara efisiensi maksimum juga terjadi pada menit ke 10 dan

(64)

Gambar 4.8 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

Gambar 4.9 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan keran ditutup 45° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

Pada Percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.9 bahwa daya pipa osilasi

pada menit ke 10 dan pada menit selanjutnya terjadi penurunan daya sampai menit

(65)

sehingga terjadi penurunan daya sedangkan pada variasi pendingin udara ada

peningkatan daya dari menit ke 20 sampai menit ke 60 jika dibandingkan dengan

daya sebelumnya. Hal ini disebabkan terjadi penguapan yang yang meningkat dari

waktu ke waktu yang dipengaruhi oleh pemanas yang stabil, juga karena bukaan

keran 450 yang mengakibatkan diameter aliran dalam keran mengecil sehingga

tekanan dalam pipa semakin besar dan menghasilkan daya yang besar.

Gambar 4.10 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran ditutup 45° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

maksimum yaitu 0,0015 W, terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya

terjadi pada menit ke 10 sampai 20 dan pada menit ke 30 terjadi penurunan daya,

hal ini disebabkan karena pada menit ke 20 terjadi pengembunan sehingga terjadi

penurunan daya dan pada menit ke 40 terjadi penguapan yang membuat daya

menjadi naik tapi pada menit ke 50 sampai menit 60 daya mulai turun kembali.

Pada variasi pendingin udara ada peningkatan daya dari menit ke 30 sampai menit

(66)

waktu dan karena pemanas yang stabil dan juga di sebabkan karena ditutupnya

karan sebesar 45° yang mengakibatkan diameter aliran dalam keran mengecil

sehingga tekanan dalam pipa semakin besar dan menghasilkan daya yang besar.

Gambar 4.11 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan keran ditutup 45° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

maksimum yaitu 0,0008% terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya terjadi

pada menit ke 10 dan pada menit 20 terjadi penurunan daya yang sangat besar

diakibatkan karena pengembunan yang sangat besar sehingga tekanan yang terjadi

sangat kecil kemudian pada menit ke 30 daya naik kembali tetapi tidak terlalu

tinggi sampai pada menit ke 60 daya yang dihasilkan stabil, hal ini disebabkan

pada menit ke 20 terjadi pengembunan sehingga terjadi penurunan efisiensi,

sedangkan pada variasi dengan pendingin udara grafiknya tidak jauh berbeda

(67)

menit terakhir terjadi peningkatan efisiensi. Hal ini disebabkan karena penguapan

yang meningkat dan juga karena pemanasan dan pendinginan seimbang.

Gambar 4.12 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran ditutup 45° dan posisi ketinggian awal air ditengah evaporator

Pada Percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.12 bahwa efisiensi pipa fluidyn

maksimum yaitu 0,00040 % terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini terjadi dari

menit ke 10 dan menit ke 20, pada menit ke 30 sampai menit ke 60 efisiensi

menurun disebabkan karena pada menit ke 30 terjadi pengembunan sehingga

terjadi penurunan efisiensi, sedangkan pada variasi dengan pendingin udara

grafiknya tidak jauh berbeda dengan daya pada pipa fluidyn bukaan kran ditutup

450, dimana dari menit ke 40 sampai menit terakhir terjadi peningkatan efisiensi.

Namun pada menit ke 20 sampai 30 ada sedikit penurun daya . Hal ini karena

dengan variasi pendingin udara, terjadi penguapan yang lebih besar jika

dibandingkan dengan penguapan variasi pendingin air sehingga daya yang besar

(68)

Gambar 4.13 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air diatas evaporator

pada menit ke 40, dan pada menit ke 10 sampai dengan menit ke 30 terjadi

kesetabilan daya. Hal ini disebabkan terjadi pengembunan setelah menit ke 10

sehingga tekanan dan daya dalam pipa osilasi setabil. Sedangkan pada variasi

dengan pendingin udara daya maksimum terjadi pada menit ke 10 dan penurunan

daya terjadi pada menit ke 20 itu di sebabkan adanya pengembunan yang terjadi

pada menit ke 20 sehingga daya turun dan setabil sampai dengan menit ke 60.

Untuk percobaan pada Gambar 4.14 bahwa daya pipa fluidyn maksimum yaitu

0,029 W terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya terjadi pada menit ke 50.

Setelah menit ke 10 sampai dengan menit ke 30 terjadi penurunan daya, dan

setelah menit ke 40 terjadi peningkatan daya sampai pada menit ke 50 dan turun

(69)

setelah menit ke 20 sampai dengan menir ke 30 sehingga terjadi penurunan

tekanan dan daya dalam pipa fluidyn. Sedangkan pada variasi dengan pendingin

udara, daya setabil dari menit ke 30 sampai menit ke 60 hal ini disebabkan karena

pendinginan dan pemanasan seimbang maka daya yang terjadi setabil.

Gambar 4.14 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air diatas evaporator

(70)

maksimum yaitu 0,022% terjadi pada variasi pendingin air. Disini ada kesamaan

grafik efisiensi dan daya pada pipa osilasi karena terjadi pengembunan setelah

menit ke 10 sampai dengan menit ke 30 sehingga terjadi penurunan tekanan dan

daya sehingga mengakibatkan terjadi penurunan efisiensi, dan juga karena

pemanas yang tidak stabil. Pada variasi dengan pendingin udara, daya setabil dari

menit ke 30 sampai menit ke 60 hal ini disebabkan karena pendinginan dan

pemanasan seimbang maka daya yang terjadi setabil.

Gambar 4.16 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan keran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian awal air diatas evaporator

Pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.16 bahwa efisiensi pipa fluidyn

maksimum yaitu 0,0080% terjadi pada variasi pendingin air. Hal ini hanya terjadi

pada menit ke 50. Setelah menit ke 10 sampai dengan menit ke 30 terjadi

penurunan efisiensi, dan setelah menit ke 40 terjadi peningkatan efisiensi sampai