i
PENGERING PADI KONVEKSI PAKSA DENGAN ABSORBER PORUS
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Program Studi Sains dan Teknologi
Oleh:
Aditya Nugrahanto NIM : 085214064
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
ii
FORCE CONVECTION PADDY DRYER WITH PORUS ABSORBER
FINAL ASSIGNMENT
Presented as a meaning
To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Study Program
by
Aditya Nugrahanto Student Number : 085214064
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY
vii ABSTRAK
Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian kayu bakar dan minyak bumi untuk pengeringan dan mencari sumber energi alternatif untuk mengeringkan. Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup dengan radiasi harian rata-rata 4,8 kWh/m2 sehingga cukup memadai untuk membuat pengering padi dengan energi surya. Tujuan penelitian adalah mengetahui unjuk kerja pengering yang meliputi temperatur maksimal, efisiensi pengering, dan konveksi paksa yang dapat dihasilkan.
Pengering surya kolektor plat persegi panjang terdiri dari 1 kassa absorber alumunium dengan panjang 8 m dan lebar 1 m, menggunakan cerobong dengan ketinggian 2 m, kotak kolektor yang berukuran 200 cm x 100 cm x 12 cm, tertuup kaca yang berukuran 2 m x 1 m, dan dengan variasi konveksi paksa. Variabel yang diukur meliputi temperatur masuk kolektor (Ta), temperatur udara keluar kolektor (Ti), temperatur udara keluar cerobong (To), kelembaban udara masuk kolektor (Wa), kelembaban udara keluar kolektor (Wi), kelembaban udara keluar cerobong (Wo) dan radiasi surya yang dating (GT).
Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: telah berhasil dibuat pengering padi konveksi paksa dengan absorber porus menggunakan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang dapat didukung kemampuan industri lokal. Dari penelitian diperoleh, efisiensi pengering mencapai 66,57%, efisiensi kolektor mencapai 3,64%.
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan lancar dan tepat pada waktunya. Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk mencapai derajat sarjana S – 1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Sekarang telah memasuki era globalisasi sehingga banyak tenaga kerja yang terampil dan berkualitas dibutuhkan oleh perusahaan-perusahaan. Oleh sebab itu, program studi teknik mesin fakultas sains dan teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta telah mempersiapkan mahasiswa dengan melatih keterampilan melalui Tugas Akhir ini sebagai bekal masuk dalam dunia kerja. Penulis mengharapkan hasil yang maksimal dari Tugas Akhir yang dilaksanakan selama kurang lebih 1 semester di kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta.
Penulis telah membuat laporan hasil dari Tugas Akhir yang telah diadakan dan dilaksanakan di kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta. Dalam laporan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
ix
5. Gregorius Suwahab dan Maria Theresia Suharmini selaku orang tua yang selalu memberikan motifasi, tuntunan dan doa sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Paulina Dwi Nawanti selaku adik yang memberikan dukungan dan doa sehingga saya bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. 7. Andi Prima Rianika sebagai pacar yang selalu memberi dukungan
moral dan memberikan semangat.
8. P Susilo Hadi yang membantu saya dalam pengambilan data dan pengolahan data.
9. Seluruh teman-teman satu angkatan dan satu jurusan yang telah membantu dalam pengambilan data.
10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kesalahan-kesalahan yang disengaja atau tidak disengaja sehingga masih jauh dari harapan dan kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para dosen dan pembaca agar laporan ini berguna bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Terima kasih.
Yogyakarta, 18 November 2011
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
TITLE PAGE ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xvi
BAB I ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penelitian ... 2
1.4 Manfaat Penelitian ... 3
BAB II ... 4
2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan ... 4
2.2 Dasar Teori ... 5
2.3 Rumus Perhitungan ... 7
BAB III…………. ... 11
xi
3.2 Cara Kerja Alat ... 12
3.3 Peralatan Pendukung ... 13
3.4 Variabel yang Diukur ... 13
3.4 Langkah Penelitian... 14
3.6 Pengolahan dan Analisa Data ... 15
BAB IV……….. ... 16
4.1 Data Penelitian... 16
4.2 Pengolahan Data ... 42
4.3 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan ... 63
4.4 Perbandingan Data dan Pembahasan ... 70
BAB V……… ... 72
5.1 Kesimpulan... 74
5.2 Saran………… ... 74
DAFTAR PUSTAKA ... 76
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pengering padi tampak samping………6 Gambar 3.2. Pengering energi surya dengan absorber porus tampak depan dan
tampak belakang ………...……..11 Gambar 3.2. Komponen pengering padi konveksi paksa dengan absorber
porus………12 Gambar 3.3. Peletakkan termokopel………...14 Gambar 4.3. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama……..19 Gambar 4.2. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama……..19 Gambar 4.3. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1) , Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama……...20 Gambar 4.4. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama……...20 Gambar 4.5. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama……...21 Gambar 4.6. Grafik hubungan massa padi terhadap waktu pada pengambilan data
pertama………..21 Gambar 4.7. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada
pengambilan data pertama………...22 Gambar 4.8. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi
xiii
Gambar 4.9. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua………..24 Gambar 4.10. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua…..…...25 Gambar 4.11. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua……....25 Gambar 4.12. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua……....26 Gambar 4.13. Grafik hubungan massa padi terhadap waktu pada pengambilan data kedua………..26 Gambar 4.14. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada
pengambilan data kedua……….………27 Gambar 4.15. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga……….29 Gambar 4.16. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga……....29 Gambar 4. 17. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga……..30 Gambar 4.18. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga……....30 Gambar 4.19. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi
xiv
Gambar 4.21. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada
pengambilan data ketiga……….32 Gambar 4.22. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat……..34 Gambar 4.23. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat…....34 Gambar 4.24. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat…....35 Gambar 4.25. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat…....35 Gambar 4.26. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat…....36 Gambar 4.27. Grafik hubungan massa padi terhadap waktu pada pengambilan data keempat………...36 Gambar 4.28. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada
pengambilan data keempat……….37 Gambar 4.29. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima………39 Gambar 4.30. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima……...39 Gambar 4.31. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi
Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima……...40 Gambar 4.32. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi
xv
Gambar 4.33. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima……...41 Gambar 4.34. Grafik hubungan radiasi surya terhadap waktu pada pengambilan
data kelima………..41 Gambar 4.35. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada
pengambilan data kelima………42 Gambar 4.36. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
terhadap waktu pada pengambilan data pertama………64 Gambar 4.37. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
terhadap waktu pada pengambilan data kedua………...65 Gambar 4.38. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
terhadap waktu pada pengambilan data ketiga………...66 Gambar 4.39. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
terhadap waktu pada pengambilan data keempat………...67 Gambar 4.40. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
terhadap waktu pada pengambilan data keempat………...68 Gambar 4.41. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
terhadap waktu dengan pembanding………..71 Gambar 4.42. Grafik hubungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya)
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Pengambilan Data Pertama : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran……….18 Tabel 4.2. Pengambilan Data Kedua : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran………...23 Tabel 4.3. Pengambilan Data Ketiga : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran………28 Tabel 4.4. Pengambilan Data Keempat : Temperatur basah dan kering pada
titik-titik pengukuran………....33 Tabel 4.5. Pengambilan Data Kelima : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran………...38 Tabel 4.6. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna,
dan Efisiensi kolektor(ηc) pada Pengambilan Data Pertama…………45
Tabel 4.7. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc) pada Pengambilan Data Kedua…………..46
Tabel 4.8. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc pada Pengambilan Data Ketiga………47
Tabel 4.9. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc) pada Pengambilan Data Keempat………...48
Tabel 4.10. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc
Tabel 4.11. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1),
Kelembaban Masuk Kolektor (W
) pada Pengambilan Data Kelima…………49
a), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(ηp
Tabel 4.12. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1), Kelembaban Masuk Kolektor (W
) pada Pengambilan Data Pertama……….52
a), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(ηp
xvii
Kelembaban Masuk Kolektor (Wa), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(ηp
Tabel 4.14. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1),
Kelembaban Masuk Kolektor (W
) pada Pengambilan Data Ketiga………...54
a), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(ηp
Tabel 4.15. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1), Kelembaban Masuk Kolektor (W
) pada Pengambilan Data Keempat………55
a), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(ηp)
pada Pengambilan Data Kelima………..56 Tabel 4.16. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs) pada Pengambilan
Data Pertama………...58 Tabel 4.17. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs) pada Pengambilan
Data Kedua……….59 Tabel 4.18. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs) pada Pengambilan
Data Ketiga……….60 Tabel 4.19. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs) pada Pengambilan
Data Keempat………..61 Tabel 4.20. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs) pada Pengambilan
Data Kelima……….62 Tabel 4.21. Perbandingan Efisiensi Sistem Pengering(ηs), GT(radiasi surya),
terhadap waktu………70 Tabel 4.22. Perbandingan Efisiensi Sistem Pengering(ηc), GT(radiasi surya),
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Beras merupakan bahan pangan pokok bagi sebagian besar masyarakat Indonesia. Sebagai bahan pangan, beras merupakan sumber karbohidrat utama yang selalu mendapatkan perhatian serius dalam proses pembangunan pertanian. Salah satu prosesnya yaitu pengeringan pada pengolahan hasil pertanian.
Di Indonesia, energi surya merupakan energi yang tersedia melimpah, sehingga pemanfaatan energi surya dapat menghemat atau bahkan menggantikan penggunaan bahan bakar atau energi listrik dalam proses pengeringan hasil pertanian.Informasi tentang unjuk kerja alat pengering dengan menggunakan absorber porus dengan konveksi paksa di Indonesia belum banyak, sehingga perlu dilakukan penelitian untuk memaksimalkan penggunaannya.
1.2 Rumusan Masalah
Pada penelitian ini akan dikembangkan model konveksi paksa dengan menggunakan kipas.Kesulitan pada penelitian ini adalah terletak pada cuaca.Sehingga untuk mengetahui besarnya efisiensi pengering, maka temperatur udara dan tekanan udara yang dihasilkan juga semakin besar.Dari hasil pengujian alat ini diharapkan dapat diketahui kecepatan kipas yang dapat menghasilkan temperatur udara yang cukup tinggi dengan tekanan yang tidak terlalu kecil.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai yaitu :
1. Untuk memberikan alternatif cara yang lebih mudah dan efektif dalam mengeringkan hasil pertanian menggunakan energi surya dengan membuat alat pengering padi konveksi paksa dengan absorber porus. 2. Mengetahui efisiensi pengeringan, efisiensi kolektor dan konveksi
1.4
Manfaat Penelitian
1. Membantu masyarakat khususnya petani untuk mengolah hasil panen produk pertanian agar produk bertahan lama.
2. Menambah kepustakaan teknologi pengeringan hasil pertanian energi surya.
3. Hasil perancangan alat pengering diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi pengeringan hasil pertanian dengan energi surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian yang pernah dilakukan
variasi pemasangan yaitu sirip dapat bergerak bebas dan tetap (Kurtbas, 2006). Penelitian pemanas udara menggunakan kolektor porus dari bahan baja menghasilkan efisiensi termal antara 73% sampai 86% (Lansing et. al., 1979). Penelitian dengan metode simulasi untuk mengetahui efisiensi tahunan pengering energi surya dengan absorber jenis porus di India menghasilkan nilai yang sesuai dengan penelitian secara eksperimen (Sodha et. al., 1982). Eksperimen dengan absorber porus menggunakan bahan alumunium dengan permukaan reflektif dibagian bawahnya menghasilkan efisiensi yang hampir sama dengan enam lembar bilah baja yang dicat hitam tetapi memiliki keunggulan dalam kemudahan pembuatannya (Scanlin, D et. al. ,1999).
Dari penelitian yang pernah dilakukan ternyata pengering dengan absorber porus memiliki efisiensi yang cukup baik, tetapi umumnya absorber porus yang digunakan dibuat secara khusus. Pada penelitian ini akan digunakan absorber porus dari bahan kasa alumunium yang banyak ditemui di pasaran (di toko bahan bangunan). Bahan absorber tersebut dicat hitam untuk memperbesar penyerapan energi surya yang datang.
2.2 Dasar Teori
Kolektor plat persegi panjang menggunakan stainless steel berbentuk persegi panjang untuk merefleksikan radiasi surya dan mengkonsentrasikan energinya pada area tertentu. Agar tetap dapat memfokuskan radiasi surya yang datang, kolektor ini harus dapat bergerak mengikuti gerak matahari dari terbit sampai tenggelam.
Pengering padi konveksi paksa umumnya terdiri dari absorber porus yang diselubungi kaca, reflektor, dan kipas. Reflektor berfungsi untuk memperbanyak jumlah radiasi surya yang masuk ke dalam kotak kolektor.
2.3 Rumus Perhitungan
Jumlah energi yang terpakai untuk memanasi udara di absorber (jumlah energi yang dipindahkan dari absorber ke udara) disebut dengan energi berguna dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
(
o i)
p
u mC T T
Q = . − (1)
dengan :
m : laju massa aliran udara dalam kolektor (kg/detik)
CP : panas spesifik udara (J/(kg.O
Efisiensi pengeringan sebuah alat pengering energi surya dapat dinyatakan dalam tiga macam efisiensi yaitu : (1) efisiensi kolektor (η
C)
C), (2) efisiensi
pengambilan (ηP) dan (3) efisiensi sistem (ηS
Efisiensi kolektor (η
).
C) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi
berguna dengan total energi surya yang datang ke kolektor, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
QU
Besarnya tingkat kelembaban udara (W) menyatakan banyaknya komposisi kadar air yang terkandung dalam udara (Cengel, 1989), dan dinyatakan dalam persamaan :
)
O/kg udara kering)
1 : Kelembaban spesifik (kg H2
P
O/kg udara kering)
g2
P
: Tekanan udara terukur (kPa)
2
Dalam persamaan 3 kelembaban spesifik (𝜔𝜔2) diperoleh dengan persamaan :
: Tekanan udara luar (kPa)
𝜔𝜔
2=
0.622𝑃𝑃𝑔𝑔2𝑃𝑃2−𝑃𝑃𝑔𝑔2
(3a)
dengan :
P2
Kelembaban spesifik 𝜔𝜔1diperoleh dengan menggabungkan persamaan (3a) sehingga persamaanya menjadi :
: Tekanan udara luar (kPa)
𝜔𝜔
1=
𝐶𝐶𝑝𝑝(𝑇𝑇2−𝑇𝑇1)+𝜔𝜔2ℎ𝑓𝑓𝑔𝑔2ℎ𝑔𝑔1−ℎ𝑓𝑓2 (3b)
dengan :
Cp : Panas spesifik udara 1.007 kJ/kgo
T
: Energi untuk menguapkan satu satuan massa cairan pada suatu temperatur dan tekanan tertentu (kJ/kg)
f
h
: Entalpi pembentukan standar pada keadaan standar (kJ/kg) yaitu pada saat tekanan 1 atm
g
Efisiensi pengambilan (η
: Entalpi uap air jenuh pada suhu campuran udara dan uap kJ/kg)
P) didefinisikan sebagai perbandingan uap air
yang dipindahkan (diambil) oleh udara dalam alat pengering dengan kapasitas teoritis udara menyerap uap air, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
dengan :
WO
W
: kelembaban relatif udara keluar cerobong
i
W
: kelembaban relatif udara keluar kolektor
a
Efisiensi sistem pengeringan (η
: kelembaban relatif udara masuk kolektor
S) didefinisikan sebagai perbandingan
antara energi yang digunakan untuk menguapkan air dari hasil pertanian yang dikeringkan dengan energi yang datang pada alat pengering, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
c
W : laju massa air yang menguap (kg/detik)
L : kalor laten dari air yang menguap saat temperatur pengering (J/kg)
GT : radiasi surya (W/m2
A
)
BAB III
METODE PELAKSANAAN
3. 1 Skema Alat
Pengering energi surya pada penelitian ini terdiri dari 5 komponen utama:
1. Kotak pengering 2. Kolektor
3. Reflektor 4. Cerobong 5. Kipas
Skema alat dan gambar rancangan dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar 3.2. Komponen pengering padi konveksi paksa dengan absorber porus
3. 2 Cara Kerja Alat
3. 3 Peralatan Pendukung
Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :
a. Solar Meter
Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi surya yang datang secara manual.
b. Stopwatch
Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pengambilan data setiap 5 menit.
c. Thermo Logger
Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur pada reflektor dan temperatur air pada kotak kolektor setiap 5 menit.
d. Timbangan
Alat ini digunakan untuk mengukur massa padi yang berkurang.
3. 4 Variabel yang Diukur
Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah :
1. Temperatur udara masuk kolektor (Ta
2. Temperatur udara keluar kolektor (T )
i
3. Temperatur udara keluar cerobong (To) )
4. Kelembaban udara masuk kolektor (Wa
5. Kelembaban udara keluar kolektor (W )
i
6. Kelembaban udara keluar cerobong(W )
7. Radiasi surya yang datang (GT
Untuk pengukuran temperatur digunakan termokopel dan untuk pengukuran radiasi surya yang datang digunakan solar meter.
)
Gambar 3.3. Peletakkan termokopel
3. 5 Langkah Penelitian
Langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti gambar 2. 2. Mengisi air pada botol untuk mengukur temperatur basah.
3. Mengarahkan reflektor menghadap ke utara atau selatan sehingga mendapatkan radiasi surya sepanjang hari.
5. Mengukur temperatur fluida mula-mula (T1,T2,T3,T4,T5,T6
6. Pengambilan data selanjutnya dilakukan tiap 5 menit.
).
7. Data radiasi surya juga diambil secara manual menggunakan solar meter bersamaan dengan pencatatan data pada thermo logger.
8. Waktu pengambilan data dimulai dari pukul 10.00 hingga 14.00 WIB.
3. 6 Pengolahan dan Analisa Data
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Penelitian
Dalam penelitian pengering surya variasi konveksi paksa yang dilakukan dapat diketahui dengan pengambilan data kemudian mengolahnya menggunakan persamaan 1 untuk mengetahui efisiensi kolektor. Pada saat pengambilan data, Temperatur kering masuk kolektor (T5), Temperatur basah masuk kolektor (T6), Temperatur kering keluar kolektor (T4), temperatur basah keluar kolektor (T2), temperatur kering keluar cerobong (T1), temperatur basah keluar cerobong (T3) dicatat setiap 5 menit. Radiasi energi surya yang datang juga diambil menggunakan alat pengukur solar meter.
Data yang diambil antara lain:
Data 1 = pengambilan data pertama pengering padi dengan kipas dan tinggi cerobong 2 meter.
Data 2 = pengambilan data kedua pengering padi dengan kipas dan tinggi cerobong 2 meter.
Data 3 = pengambilan data ketiga pengering padi dengan kipas dan tinggi cerobong 2 meter.
Data 5 = pengambilan data kelima pengering padi dengan kipas dan tinggi cerobong 2 meter.
Tabel 4.1. Pengambilan Data Pertama : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran.
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
12:00 930 25 42 38 68 39 57 Jam Radiasi
Surya
Gambar 4.1. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama.
Gambar 4.2. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama.
0
Ta basah(masuk kolektor)
Gambar 4.3. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1) , Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama.
Gambar 4.4. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama.
Gambar 4.5. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data pertama.
Gambar 4.7. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada pengambilan data pertama.
Tabel 4.2. Pengambilan Data Kedua : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran.
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
10:20 360 26 30 32 39 36 30 Jam Radiasi
Gambar 4.8. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua.
Gambar 4.9. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua.
Gambar 4.10. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua.
Gambar 4.11. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua.
0
Gambar 4.12. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kedua.
Gambar 4.14. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada pengambilan data kedua.
Tabel 4.3. Pengambilan Data Ketiga : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran.
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
12:15 852 29 37 36 68 44 43 Jam Radiasi
Surya
Gambar 4.15. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6) dan Kering (T5), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
Gambar 4.16. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
Gambar 4. 17. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
Gambar 4.18. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
0
To basah(keluar cerobong) To kering(keluar cerobong)
Gambar 4.19. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
Gambar 4.20. Grafik hubungan massa padi terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
Gambar 4.21. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada pengambilan data ketiga.
Tabel 4.4. Pengambilan Data Keempat : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran.
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
10:00 946 22 42 22 66 41 42 Jam Radiasi
Gambar 4.22. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat.
Gambar 4.23. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat.
Gambar 4.24. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat.
Gambar 4.25. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat.
Gambar 4.26. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data keempat.
Gambar 4.27. Grafik hubungan massa padi terhadap waktu pada pengambilan data
keempat.
Gambar 4.28. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada pengambilan data keempat.
Tabel 4.5. Pengambilan Data Kelima : Temperatur basah dan kering pada titik-titik pengukuran.
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
12:05 1038 26 33 37 46 41 47 Jam Radiasi
Gambar 4.29. Grafik hubungan Temperatur Basah (T5) dan Kering (T6), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
Gambar 4.30. Grafik hubungan Temperatur Basah (T2) dan Kering (T4), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
Gambar 4.31. Grafik hubungan Temperatur Basah (T3) dan Kering (T1), Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
Gambar 4.32. Grafik hubungan Temperatur Basah (T6, T2, dan T3) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
Gambar 4.33. Grafik hubungan Temperatur Kering (T5, T4, dan T1) dan, Radiasi Surya (GT) terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
Gambar 4.34. Grafik hubungan radiasi surya terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
Gambar 4.35. Grafik hubungan kelembaban udara terhadap waktu pada pengambilan data kelima.
4.2 Pengolahan Data
Untuk menentukan efisiensi kolektor digunakan nilai dari energi berguna
(𝒬𝒬𝑢𝑢), radiasi surya (GT) dan luasan kolektor (Ac
Langkah pengerjaan penghitungan sebagai berikut : ).
1. Kolektor dengan panjang kolektor (p), lebar kolektor (l), dan tebal kolektor (t) sebagai berikut (2m x 1m x 0.12m).
Volume udara dalam kolektor dihitung dengan persamaan mencari volume dan dinyatakan sebagai berikut :
𝑉𝑉𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑢𝑢 = 0.24𝑚𝑚3
2. Massa udara dalam kolektor diperoleh dengan melakukan operasi perkalian antara 𝜌𝜌𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢
𝜌𝜌𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢ditentukan dengan menghitung harga rata-rata dari temperatur
masuk dan temperatur keluar kolektor. Temperatur masuk (T dengan volume udara dalam kolektor.
a) dan keluar
kolektor (Ti) besarnya 25.26oC dan 37.30o
Sehingga 𝜌𝜌𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑝𝑝𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚𝑝𝑝𝑘𝑘𝑢𝑢𝑢𝑢𝑘𝑘𝑢𝑢𝑢𝑢 31.28𝑘𝑘𝐶𝐶=
C(data pertama).
1.07kg/m3
𝑚𝑚= 𝑉𝑉𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑢𝑢 𝑥𝑥𝜌𝜌𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢
𝑚𝑚= 0.24𝑚𝑚3𝑥𝑥1.07kg/m3
𝑚𝑚= 0.2568𝑘𝑘𝑔𝑔
.
3. Maka nilai energi berguna (𝒬𝒬𝑢𝑢) dapat dihitung.
𝒬𝒬𝑢𝑢 =𝑚𝑚𝐶𝐶𝑝𝑝(𝑇𝑇𝑖𝑖− 𝑇𝑇𝑢𝑢)
𝒬𝒬𝑢𝑢 = 0.2568𝑘𝑘𝑔𝑔𝑥𝑥1007𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔𝑘𝑘𝐶𝐶𝑥𝑥( 37.30𝑘𝑘𝐶𝐶 −25.26𝑘𝑘𝐶𝐶)
𝒬𝒬𝑢𝑢 = 3361.769𝐽𝐽
4. Radiasi surya (GT)diambil nilai rata-rata dalam 5 menit = 785W/m2 x
Sehingga efisiensi kolektor (𝜂𝜂𝑐𝑐) untuk pengeringan padi dapat dihitung.
𝜂𝜂𝑐𝑐 =𝐺𝐺𝑄𝑄𝑢𝑢 𝑇𝑇𝐴𝐴𝑐𝑐
𝜂𝜂𝑐𝑐 =
3361.769𝐽𝐽
235500𝐽𝐽/𝑚𝑚2𝑥𝑥(2𝑚𝑚𝑥𝑥 1𝑚𝑚)
𝜂𝜂𝑐𝑐 = 0.0071
𝜂𝜂𝑐𝑐 = 0.0071 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂𝑐𝑐 = 0.71%
Tabel 4.6.. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc
pada Pengambilan Data Pertama.
)
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
12:00 0 930 25 42 38 68 39 57 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.00 38.00 3361.769 235500 0.71%
12:05 5 640 26 42 37 64 40 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.26 37.30 3112.998 235500 0.66%
12:10 10 150 25 37 38 44 39 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.26 37.30 3112.998 118500 1.31%
12:15 15 510 25 32 37 43 38 41 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.77 37.30 3238.159 99000 1.64%
12:20 20 724 24 38 35 63 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 35.87 2993.267 185100 0.81%
12:25 25 814 25 40 36 63 39 49 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 35.39 2869.916 230700 0.62%
12:30 30 923 24 37 36 64 38 51 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 35.87 2993.267 260550 0.57%
12:35 35 906 26 40 37 63 39 51 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.77 36.34 2991.457 274350 0.55%
12:40 40 926 25 39 37 62 38 51 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.26 36.82 2989.647 274800 0.54%
12:45 45 146 24 35 37 44 37 47 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 36.82 3239.969 160800 1.01%
12:50 50 755 25 37 35 63 38 49 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 35.87 2993.267 135150 1.11%
12:55 55 903 24 37 32 69 38 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 33.48 2376.512 248700 0.48%
13:00 60 878 23 37 31 69 38 53 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 31.57 2133.430 267150 0.40%
13:05 65 863 23 37 32 68 38 53 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 31.57 2258.591 261150 0.43%
13:10 70 955 24 37 35 69 38 54 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 33.48 2626.834 272700 0.48%
13:15 75 205 24 36 37 47 38 49 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 35.87 3118.428 174000 0.90%
13:20 80 915 25 33 35 54 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 35.87 2993.267 168000 0.89%
13:25 85 909 24 32 33 64 38 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 33.96 2499.863 273600 0.46%
13:30 90 670 23 33 32 64 38 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 32.53 2380.132 236850 0.50%
13:35 95 170 25 32 36 41 36 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 33.96 2625.024 126000 1.04%
13:40 100 903 23 33 32 62 38 47 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 33.96 2625.024 160950 0.82%
13:45 105 908 23 33 33 61 38 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 32.53 2505.294 271650 0.46%
13:50 110 946 21 33 35 59 38 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 21.87 33.96 3125.669 278100 0.56%
13:55 115 791 23 33 36 54 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 21.87 35.39 3495.722 260550 0.67%
14:00 120 849 23 33 35 55 40 46 kolektor ρ udara
massa udara
Jam Radiasi
Surya
SUHU SEBENARNYA
Tabel 4.7. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc
pada Pengambilan Data Kedua.
)
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
10:20 0 360 26 30 32 39 36 30 2 0.24 1.07 0.2568 1007 26.00 32.00 1551.586 108000 0.72% 10:25 5 300 23 37 33 49 38 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 32.53 2129.810 99000 1.08% 10:30 10 886 24 37 32 62 36 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 32.53 2380.132 177900 0.67% 10:35 15 726 24 39 32 63 39 42 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 32.05 2131.620 241800 0.44% 10:40 20 167 26 35 33 40 36 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.77 32.53 2004.649 133950 0.75% 10:45 25 147 26 33 33 40 36 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.74 33.00 1877.677 47100 1.99% 10:50 30 726 26 37 33 60 38 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.74 33.00 1877.677 130950 0.72% 10:55 35 496 25 38 35 61 39 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.26 33.96 2249.541 183300 0.61% 11:00 40 175 28 31 35 38 36 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 26.23 34.91 2245.920 100650 1.12% 11:05 45 115 28 30 33 38 36 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 33.96 1623.734 43500 1.87% 11:10 50 585 28 30 33 40 36 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 33.00 1377.032 105000 0.66% 11:15 55 129 26 30 33 37 35 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 26.71 33.00 1627.355 107100 0.76% 11:20 60 204 26 30 33 38 35 37 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.74 33.00 1877.677 49950 1.88% 11:25 65 186 25 31 33 38 36 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.26 33.00 2002.838 58500 1.71% 11:30 70 156 25 32 33 38 35 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.77 33.00 2128.000 51300 2.07% 11:35 75 215 26 30 35 39 36 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 25.26 33.96 2249.541 55650 2.02% 11:40 80 892 28 37 32 60 38 41 2 0.24 1.07 0.2568 1007 26.71 33.48 1750.706 166050 0.53% 11:45 85 856 28 38 35 62 38 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 33.48 1500.383 262200 0.29% 11:50 90 880 29 36 33 64 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.16 33.96 1498.573 260400 0.29% 11:55 95 810 28 37 36 60 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.16 34.43 1621.924 253500 0.32% 12:00 100 795 28 37 39 64 39 49 kolektor ρ udara
massa
udara Cp
Jam t Radiasi Surya
SUHU SEBENARNYA
Tabel 4.8. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc
pada Pengambilan Data Ketiga.
)
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
12:15 0 852 29 37 36 68 44 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.00 36.00 1810.183 247500 0.37%
12:20 5 147 30 33 37 45 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.13 36.34 1865.006 149850 0.62%
12:25 10 225 28 33 35 46 37 41 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.65 35.87 1866.816 55800 1.67%
12:30 15 828 29 31 33 62 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.16 33.96 1498.573 157950 0.47%
12:35 20 602 29 36 37 52 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.65 34.91 1620.114 214500 0.38%
12:40 25 432 29 35 36 56 38 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.65 36.34 1990.167 155100 0.64%
12:45 30 817 30 33 37 62 39 47 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.13 36.34 1865.006 187350 0.50%
12:50 35 880 30 33 36 62 39 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.61 36.34 1739.845 254550 0.34%
12:55 40 842 29 32 36 57 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.13 35.87 1741.655 258300 0.34%
13:00 45 835 26 37 37 66 38 51 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.19 36.34 2365.651 251550 0.47%
13:05 50 840 30 36 36 66 38 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 36.34 2240.490 251250 0.45%
13:10 55 712 30 35 36 59 39 49 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.61 35.87 1616.494 232800 0.35%
13:15 60 810 30 35 36 63 39 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.61 35.87 1616.494 228300 0.35%
13:20 65 655 28 33 37 63 40 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.65 36.34 1990.167 219750 0.45%
13:25 70 155 29 33 38 41 38 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.16 37.30 2362.030 121500 0.97%
13:30 75 568 30 32 36 54 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.13 36.82 1988.357 108450 0.92%
13:35 80 148 28 33 38 41 38 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.65 36.82 2113.518 107400 0.98%
13:40 85 668 28 31 36 51 38 42 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 36.82 2363.841 122400 0.97%
13:45 90 216 28 32 37 41 38 42 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 36.34 2240.490 132600 0.84%
13:50 95 110 28 31 38 38 38 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 37.30 2487.192 48900 2.54%
13:55 100 112 30 31 37 38 37 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 28.65 37.30 2236.869 33300 3.36%
14:00 105 104 32 32 37 38 37 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 30.58 36.82 1612.873 32400 2.49%
14:05 110 139 28 31 37 39 37 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 29.61 36.82 1863.196 36450 2.56%
14:10 115 168 28 31 37 39 37 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 27.68 36.82 2363.841 46050 2.57%
14:15 120 165 26 31 37 38 37 39 kolektor ρ udara
massa udara Cp
Jam t Radiasi
Surya
SUHU SEBENARNYA
Tabel 4.9. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc
pada Pengambilan Data Keempat.
)
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
10:00 0 946 22 42 22 66 41 42 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.00 22.00 0.000 285150 0.00%
10:05 5 955 23 39 23 69 43 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.35 22.03 83.268 285150 0.01%
10:10 10 930 24 36 23 59 41 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 282750 0.02%
10:15 15 954 23 40 23 67 43 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 282600 0.02%
10:20 20 153 24 32 23 43 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 166050 0.03%
10:25 25 134 23 37 23 45 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 43050 0.10%
10:30 30 548 25 32 24 54 38 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 23.46 88.699 102300 0.04%
10:35 35 350 24 32 23 41 36 41 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 23.94 90.509 134700 0.03%
10:40 40 234 23 37 23 49 37 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 87600 0.05%
10:45 45 995 23 37 23 67 40 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 22.51 85.079 184350 0.02%
10:50 50 146 24 33 23 43 36 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 171150 0.03%
10:55 55 991 25 36 24 64 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 23.94 90.509 170550 0.03%
11:00 60 971 23 37 23 69 41 47 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 23.46 88.699 294300 0.02%
11:05 65 824 23 38 23 64 40 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 22.51 85.079 269250 0.02%
11:10 70 481 23 37 23 54 39 49 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 22.51 85.079 195750 0.02%
11:15 75 510 22 37 22 53 38 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.35 22.03 83.268 148650 0.03%
11:20 80 162 24 33 23 44 39 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 22.51 85.079 100800 0.04%
11:25 85 215 24 33 23 43 38 43 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 23.46 88.699 56550 0.08%
11:30 90 967 23 37 23 62 40 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 177300 0.02%
11:35 95 945 23 36 23 69 39 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 22.51 85.079 286800 0.01%
11:40 100 981 21 39 21 69 39 55 2 0.24 1.07 0.2568 1007 21.87 21.56 81.458 288900 0.01%
11:45 105 231 23 37 23 59 38 54 2 0.24 1.07 0.2568 1007 21.87 21.56 81.458 181800 0.02%
11:50 110 159 24 35 23 45 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 22.99 86.889 58500 0.07%
11:55 115 910 25 37 24 69 38 54 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 23.94 90.509 160350 0.03%
12:00 120 208 23 36 23 56 39 53 kolektor ρ udara
massa udara Cp Jam t Radiasi
Surya
SUHU SEBENARNYA
Tabel 4.10. Perhitungan Volume Udara Kolektor, Massa Udara, Energy Berguna, dan Efisiensi kolektor(ηc
pada Pengambilan Data Kelima.
)
T6 basah T5 kering T2 basah T4 kering T3 basah T1 kering
12:05 0 1038 26 33 37 46 41 47 2 0.24 1.07 0.2568 1007 26.00 37.00 2844.574 311400 0.46%
12:10 5 960 24 37 35 68 41 47 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.77 35.87 2868.106 299700 0.48%
12:15 10 903 24 36 36 59 39 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 35.39 2995.077 279450 0.54%
12:20 15 450 25 37 33 68 39 50 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 34.43 2623.214 202950 0.65%
12:25 20 973 24 33 35 69 38 49 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 33.96 2499.863 213450 0.59%
12:30 25 875 23 35 35 78 39 53 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 34.91 2996.888 277200 0.54%
12:35 30 829 24 35 37 54 38 48 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 35.87 3243.590 255600 0.63%
12:40 35 369 25 35 37 46 38 46 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 36.82 3239.969 179700 0.90%
12:45 40 237 24 32 37 44 38 45 2 0.24 1.07 0.2568 1007 24.29 36.82 3239.969 90900 1.78%
12:50 45 242 24 31 35 43 37 42 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 35.87 3118.428 71850 2.17%
12:55 50 190 24 32 36 39 38 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 35.39 2995.077 64800 2.31%
13:00 55 221 24 31 35 44 37 41 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 35.39 2995.077 61650 2.43%
13:05 60 214 23 31 36 39 38 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 35.39 3120.239 65250 2.39%
13:10 65 157 24 31 36 38 36 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 35.87 3243.590 55650 2.91%
13:15 70 235 24 31 35 39 37 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 35.39 2995.077 58800 2.55%
13:20 75 318 24 30 33 46 36 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.81 33.96 2625.024 82950 1.58%
13:25 80 148 23 30 35 38 37 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 33.96 2750.185 69900 1.97%
13:30 85 204 24 30 35 38 37 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 34.91 2996.888 52800 2.84%
13:35 90 171 23 30 36 38 37 38 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 35.39 3120.239 56250 2.77%
13:40 95 141 23 30 36 37 37 37 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 35.87 3368.751 46800 3.60%
13:45 100 156 23 30 35 36 36 37 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 35.39 3245.400 44550 3.64%
13:50 105 940 24 30 33 51 38 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 33.96 2750.185 164400 0.84%
13:55 110 195 23 30 36 38 36 39 2 0.24 1.07 0.2568 1007 23.32 34.43 2873.537 170250 0.84%
14:00 115 807 23 30 33 46 37 40 2 0.24 1.07 0.2568 1007 22.84 34.43 2998.698 150300 1.00%
14:05 120 130 23 30 36 37 37 40 kolektor ρ udara
massa udara Cp
t SUHU SEBENARNYA
masuk kolektor keluar kolektor keluar cerobong Radiasi
Besarnya nilai tingkat kelembaban udara masuk kolektor (Wa),
kelembaban udara keluar kolektor (Wi) dan kelembaban udara keluar pengering
(Wo) dapat dicari dengan menghitung nilai kelembaban spesifik ω2 dan ω1
Untuk penghitungan kelembaban udara dengan menghitung nilai kelembaban spesifik ω
dan hasilnya ditampilkan dalam tabel lampiran penghitungan kelembaban udara sehingga nilai efisiensi pengambilan dapat dicari.
2 dan ω1
𝑃𝑃𝑔𝑔2 = 2.9755 𝑘𝑘𝑃𝑃𝑢𝑢 ℎ𝑓𝑓𝑔𝑔2 = 2441.734 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔 ℎ𝑓𝑓2 = 103.719 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔
pada saat udara masuk kolektor. Data diambil pada tabel penghitungan kelembaban udara saat t = 0 menit dimana :
𝑃𝑃2 = 101.325 𝑘𝑘𝑃𝑃𝑢𝑢 ℎ𝑔𝑔1 = 2545.611 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐶𝐶𝑝𝑝 = 1.007 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔𝑘𝑘𝐶𝐶
Langkah pengerjaan penghitungan sebagai berikut :
1. Menghitung nilai kelembaban spesifik (ω2) terlebih dahulu menggunakan
persamaan (3a) sebagai berikut :
ω2=
0.622Pg2 P2−Pg2
ω2=
0.622∗2.9755 kPa
101.325kPa−2.9755 kPa
ω2= 0.01882
2. Menghitung nilai kelembaban spesifik (ω1) menggunakan persamaan (3b)
𝜔𝜔1 =
𝐶𝐶𝑝𝑝(𝑇𝑇2− 𝑇𝑇1) +𝜔𝜔2ℎ𝑓𝑓𝑔𝑔2
ℎ𝑔𝑔1− ℎ𝑓𝑓2
𝜔𝜔1 =
1.007𝑘𝑘𝑔𝑔 ∗𝑘𝑘𝐽𝐽 (42−25) + 0.01882∗2441.734 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔
2545.611 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔 −103.719 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔
ω1 = 0.011619
3. Dengan menghitung nilai kelembaban spesifik ω2 dan ω1 maka
kelembaban masuk kolektor (Wa
Wa = ω2P2
(0.622 +ω1)Pg2
Wa =
0.01882∗101.325 𝑘𝑘𝑃𝑃𝑢𝑢
(0.622 + 0.011619 )2.9755 𝑘𝑘𝑃𝑃𝑢𝑢
Wa = 62.45%
) dapat dihitung dengan persamaan (3).
4. Nilai efisiensi pengambilan (𝜂𝜂𝑝𝑝) diperoleh dengan menggunakan nilai rata-rata dari table hasil penghitungan kelembaban udara untuk data pertama sehingga :
𝜂𝜂𝑝𝑝 =𝑊𝑊𝑊𝑊𝑂𝑂− 𝑊𝑊𝑖𝑖 𝑢𝑢 − 𝑊𝑊𝑖𝑖
𝜂𝜂𝑃𝑃 =
85.68−67.47
72.87−67.47
𝜂𝜂𝑝𝑝 = 0.4523
Untuk mempermudah perhitungan lainnya maka hasil 𝜂𝜂𝑝𝑝 disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut :
Tabel 4.11. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1), Kelembaban Masuk Kolektor (Wa
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(η ), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
p
pada Pengambilan Data Pertama.
)
ω1 ω2 Wa(%) ω1 ω2 Wi(%) ω1 ω2 Wo(%)
0.011619 0.018818 62.45% 0.022716 0.035503 65.25% 0.024786 0.032524 77.12% -23.65%
0.012913 0.019719 66.19% 0.022319 0.033866 67.08% 0.030678 0.034170 90.26% -23.65%
0.013587 0.018818 72.79% 0.032881 0.035503 92.99% 0.029911 0.032524 92.33% -23.65%
0.015947 0.018818 85.12% 0.031255 0.033866 92.66% 0.029653 0.030961 95.97% -23.65%
0.011941 0.017959 67.12% 0.019318 0.030826 63.79% 0.026666 0.030961 86.70% -23.65%
0.012406 0.018818 66.59% 0.021187 0.032309 66.71% 0.028203 0.032524 87.29% 7.39% 7.39%
0.012334 0.017959 69.29% 0.020781 0.032309 65.47% 0.025386 0.030961 82.70% 9.78% 9.78%
0.013700 0.019719 70.14% 0.023131 0.033866 69.44% 0.027349 0.032524 84.76% 13.86% 13.86%
0.012800 0.018818 68.66% 0.023538 0.033866 70.61% 0.025386 0.030961 82.70% -4.57%
0.013513 0.017959 75.77% 0.030849 0.033866 91.51% 0.025208 0.029477 86.08% -265.96%
0.013587 0.018818 72.79% 0.019318 0.030826 63.79% 0.026239 0.030961 85.37% -41.75%
0.012334 0.017959 69.29% 0.011298 0.026791 43.20% 0.025813 0.030961 84.03% 56.23% 56.23%
0.011516 0.017141 67.78% 0.009697 0.025572 38.88% 0.024533 0.030961 80.02% 67.08% 67.08%
0.011516 0.017141 67.78% 0.011702 0.026791 44.72% 0.024533 0.030961 80.02% 67.97% 67.97%
0.012334 0.017959 69.29% 0.016480 0.030826 54.66% 0.024106 0.030961 78.68% 63.52% 63.52%
0.013120 0.017959 73.61% 0.029631 0.033866 88.06% 0.026239 0.030961 85.37% 0.83% 0.83%
0.015554 0.018818 83.08% 0.022966 0.030826 75.41% 0.026666 0.030961 86.70% -78.98%
0.014693 0.017959 82.23% 0.014982 0.028071 54.47% 0.025813 0.030961 84.03% 86.72% 86.72%
0.013086 0.017141 76.83% 0.013723 0.026791 52.28% 0.025813 0.030961 84.03% 85.32% 85.32%
0.015947 0.018818 85.12% 0.030114 0.032309 93.52% 0.023824 0.028067 85.44% 68.26% 68.26%
0.013086 0.017141 76.83% 0.014531 0.026791 55.28% 0.027093 0.030961 88.03% 53.33% 53.33%
0.013086 0.017141 76.83% 0.016601 0.028071 60.20% 0.027520 0.030961 89.35% 61.68% 61.68%
0.010775 0.015617 69.52% 0.020939 0.030826 68.97% 0.027520 0.030961 89.35% 34.69% 34.69%
0.013086 0.017141 76.83% 0.024839 0.032309 77.77% 0.027946 0.030961 90.68% -1.15%
0.013086 0.017141 76.83% 0.022561 0.030826 74.13% 0.031533 0.034170 92.65% 5.63% 5.63%
45.49% masuk kolektor keluar kolektor keluar cerobong ηp ηp
Tabel 4.12. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1), Kelembaban Masuk Kolektor (Wa
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(η ), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
p
pada Pengambilan Data Kedua.
)
ω1 ω2 Wa(%) ω1 ω2 Wi(%) ω1 ω2 Wo(%)
0.018036 0.019719 91.70% 0.023835 0.026791 89.37% 0.034950 0.032385 107.50% -23.60%
0.011135 0.017141 65.58% 0.021469 0.028071 77.27% 0.035186 0.035640 98.79% 7.74% 7.74%
0.012738 0.017959 71.51% 0.014556 0.026791 55.38% 0.029425 0.032385 91.27% 34.68% 34.68%
0.011561 0.017959 65.02% 0.014152 0.026791 53.87% 0.036066 0.037395 96.64% 6.82% 6.82%
0.016070 0.019719 81.96% 0.025104 0.028071 89.84% 0.030700 0.032385 95.04% -113.89%
0.016856 0.019719 85.87% 0.025104 0.028071 89.84% 0.030700 0.032385 95.04% 27.58% 27.58%
0.014891 0.019719 76.09% 0.017027 0.028071 61.71% 0.033482 0.035640 94.25% 31.47% 31.47%
0.013204 0.018818 70.79% 0.020150 0.030826 66.45% 0.034787 0.037395 93.39% 10.87% 10.87%
0.020375 0.021657 94.27% 0.029456 0.030826 95.76% 0.030700 0.032385 95.04% 45.87% 45.87%
0.020769 0.021657 96.03% 0.025911 0.028071 92.61% 0.031550 0.032385 97.55% 84.43% 84.43%
0.020769 0.021657 96.03% 0.025104 0.028071 89.84% 0.031125 0.032385 96.29% 45.17% 45.17%
0.018036 0.019719 91.70% 0.026315 0.028071 94.00% 0.029639 0.030876 96.18% -45.47%
0.018036 0.019719 91.70% 0.025911 0.028071 92.61% 0.030064 0.030876 97.49% -64.53%
0.016345 0.018818 87.20% 0.025911 0.028071 92.61% 0.031550 0.032385 97.55% -151.64%
0.015953 0.018818 85.15% 0.025911 0.028071 92.61% 0.029639 0.030876 96.18% -155.17%
0.018036 0.019719 91.70% 0.029051 0.030826 94.50% 0.031550 0.032385 97.55% 54.56% 54.56%
0.018012 0.021657 83.65% 0.015363 0.026791 58.37% 0.034334 0.035640 96.53% 62.98% 62.98%
0.017225 0.021657 80.09% 0.019745 0.030826 65.16% 0.032205 0.035640 90.84% 80.76% 80.76%
0.019844 0.022698 87.82% 0.015008 0.028071 54.56% 0.031353 0.035640 88.55% 89.18% 89.18%
0.018012 0.021657 83.65% 0.022424 0.032309 70.47% 0.031353 0.035640 88.55% 65.31% 65.31%
0.017619 0.021657 81.87% 0.026472 0.037223 72.30% 0.033082 0.037395 89.05% 57.13% 57.13% 46.97%
Rata-rata
Tabel 4.13. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1),
Kelembaban Masuk Kolektor (Wa
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(η ), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
p
pada Pengambilan Data Ketiga.
)
ω1 ω2 Wa(%) ω1 ω2 Wi(%) ω1 ω2 Wo(%)
0.019056 0.022698 84.43% 0.018779 0.032309 59.35% 0.047924 0.047656 100.52% 60.92% 60.92% 0.022519 0.023792 94.84% 0.030450 0.033866 90.38% 0.032631 0.035640 91.98% 69.07% 69.07% 0.019587 0.021657 90.74% 0.026219 0.030826 85.66% 0.032263 0.033972 95.22% 85.48% 85.48% 0.021815 0.022698 96.24% 0.016220 0.028071 58.85% 0.032631 0.035640 91.98% 99.50% 99.50% 0.019844 0.022698 87.82% 0.027612 0.033866 82.32% 0.032631 0.035640 91.98% 100.25%
0.020239 0.022698 89.51% 0.024044 0.032309 75.37% 0.032205 0.035640 90.84% 78.15% 78.15% 0.022519 0.023792 94.84% 0.023558 0.033866 70.67% 0.033934 0.037395 91.22% 106.34%
0.022519 0.023792 94.84% 0.021614 0.032309 68.01% 0.033508 0.037395 90.14% 119.48% 0.021421 0.022698 94.56% 0.023639 0.032309 74.15% 0.031353 0.035640 88.55% 129.33% 0.015284 0.019719 78.05% 0.021531 0.033866 64.80% 0.030075 0.035640 85.11% 97.00%
0.021335 0.023792 90.02% 0.019589 0.032309 61.83% 0.030501 0.035640 86.26% 92.64% 92.64% 0.021730 0.023792 91.63% 0.022829 0.032309 71.70% 0.033082 0.037395 89.05% 115.18%
0.021730 0.023792 91.63% 0.021209 0.032309 66.78% 0.033508 0.037395 90.14% 109.99% 0.019587 0.021657 90.74% 0.023153 0.033866 69.50% 0.035756 0.039242 91.60% 101.38%
0.021027 0.022698 92.88% 0.034104 0.035503 96.27% 0.033482 0.035640 94.25% 88.86% 88.86% 0.022914 0.023792 96.44% 0.024854 0.032309 77.81% 0.032631 0.035640 91.98% 125.41%
0.019587 0.021657 90.74% 0.034104 0.035503 96.27% 0.033482 0.035640 94.25% 107.80%
0.020375 0.021657 94.27% 0.026069 0.032309 81.46% 0.033908 0.035640 95.39% 61.08% 61.08% 0.019981 0.021657 92.51% 0.032071 0.033866 94.96% 0.033908 0.035640 95.39% 72.09% 72.09% 0.020375 0.021657 94.27% 0.035321 0.035503 99.52% 0.034760 0.035640 97.66% 540.35%
0.023308 0.023792 98.04% 0.033288 0.033866 98.38% 0.032689 0.033972 96.41% 146.04% 0.026068 0.026146 99.72% 0.033288 0.033866 98.38% 0.033539 0.033972 98.79% -64.36% 0.020375 0.021657 94.27% 0.032882 0.033866 97.24% 0.033114 0.033972 97.60% -210.45% 0.020375 0.021657 94.27% 0.032882 0.033866 97.24% 0.033114 0.033972 97.60% -820.02% 0.017643 0.019719 89.76% 0.033288 0.033866 98.38% 0.033114 0.033972 97.60% 2802.18%
78.64% Rata-rata
Tabel 4.14. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1),
Kelembaban Masuk Kolektor (Wa
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(η ), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
p
pada Pengambilan Data Keempat.
)
ω1 ω2 Wa(%) ω1 ω2 Wi(%) ω1 ω2 Wo(%)
0.008006 0.016361 49.58% -0.002290 0.016115 -14.64% 0.040664 0.041185 98.81% 56.60%
0.010351 0.017141 61.04% -0.002358 0.016872 -14.41% 0.043964 0.045386 97.07% 62.09%
0.013130 0.017959 73.67% 0.003207 0.017665 18.58% 0.040237 0.041185 97.84% 68.44%
0.009960 0.017141 58.76% -0.001559 0.016872 -9.52% 0.043108 0.045386 95.31% 67.02%
0.014699 0.017959 82.26% 0.009606 0.017665 55.07% 0.032631 0.035640 91.98% 67.36%
0.011527 0.017141 67.84% 0.007630 0.016872 45.89% 0.032631 0.035640 91.98% 59.22%
0.015953 0.018818 85.15% 0.006419 0.018497 35.37% 0.033482 0.035640 94.25% 68.34%
0.014699 0.017959 82.26% 0.010406 0.017665 59.58% 0.030275 0.032385 93.79% 77.85%
0.011527 0.017141 67.84% 0.006032 0.016872 36.37% 0.030136 0.033972 89.23% 62.20%
0.011135 0.017141 65.58% -0.001559 0.016872 -9.52% 0.035756 0.039242 91.60% 69.21%
0.014307 0.017959 80.12% 0.009606 0.017665 55.07% 0.029425 0.032385 91.27% 72.93%
0.014382 0.018818 76.96% 0.002016 0.018497 11.19% 0.032631 0.035640 91.98% 77.63%
0.011135 0.017141 65.58% -0.002358 0.016872 -14.41% 0.038528 0.041185 93.92% 77.07%
0.010743 0.017141 63.31% 0.000039 0.016872 0.24% 0.034902 0.039242 89.53% 72.39%
0.011527 0.017141 67.84% 0.004034 0.016872 24.40% 0.033082 0.037395 89.05% 69.19%
0.009964 0.016361 61.52% 0.003298 0.016115 20.88% 0.030501 0.035640 86.26% 64.66%
0.014307 0.017959 80.12% 0.009206 0.017665 52.81% 0.034361 0.037395 92.31% 64.78%
0.014307 0.017959 80.12% 0.009606 0.017665 55.07% 0.033482 0.035640 94.25% 66.54%
0.011135 0.017141 65.58% 0.000838 0.016872 5.09% 0.035756 0.039242 91.60% 68.05%
0.011919 0.017141 70.11% -0.002358 0.016872 -14.41% 0.032656 0.037395 87.96% 76.77%
0.008047 0.015617 52.15% -0.004582 0.015393 -30.73% 0.030524 0.037395 82.49% 77.65%
0.011135 0.017141 65.58% 0.002036 0.016872 12.36% 0.028798 0.035640 81.65% 74.57%
0.013522 0.017959 75.82% 0.008806 0.017665 50.55% 0.031353 0.035640 88.55% 73.15%
0.013597 0.018818 72.85% 0.000014 0.018497 0.08% 0.028798 0.035640 81.65% 81.99%
0.011919 0.017141 70.11% 0.003235 0.016872 19.59% 0.031377 0.037395 84.68% 84.06%
70.39% Rata-rata
Tabel 4.15. Perhitungan Kelembaban Spesifik (ω2), Kelembaban Spesifik (ω1),
Kelembaban Masuk Kolektor (Wa
Kelembaban Keluar Cerobong (Wo), dan Efisiensi Pengambilan(η ), Kelembaban Keluar Kolektor (Wi),
p
pada Pengambilan Data Kelima.
)
ω1 ω2 Wa(%) ω1 ω2 Wi(%) ω1 ω2 Wo(%)
0.016856 0.019719 85.87% 0.030044 0.033866 89.24% 0.038528 0.041185 93.92% -71.83%
0.012346 0.017959 69.35% 0.016913 0.030826 56.06% 0.038528 0.041185 93.92% 23.31% 23.31%
0.013130 0.017959 73.67% 0.022829 0.032309 71.70% 0.033508 0.037395 90.14% 27.10% 27.10%
0.013990 0.018818 74.91% 0.013393 0.028071 48.81% 0.032656 0.037395 87.96% 48.73% 48.73%
0.014307 0.017959 80.12% 0.016508 0.030826 54.75% 0.030927 0.035640 87.40% 71.67% 71.67%
0.012311 0.017141 72.37% 0.012867 0.030826 42.92% 0.031377 0.037395 84.68% 73.66% 73.66%
0.013522 0.017959 75.82% 0.026801 0.033866 80.00% 0.031353 0.035640 88.55% 50.22% 50.22%
0.014775 0.018818 79.01% 0.030044 0.033866 89.24% 0.032205 0.035640 90.84% -141.95%
0.014699 0.017959 82.26% 0.030855 0.033866 91.53% 0.032631 0.035640 91.98% -952.11%
0.015091 0.017959 84.41% 0.027433 0.030826 89.46% 0.031838 0.033972 94.02% -285.42%
0.014699 0.017959 82.26% 0.030929 0.032309 95.93% 0.034760 0.035640 97.66% -297.19%
0.015091 0.017959 84.41% 0.027028 0.030826 88.19% 0.032263 0.033972 95.22% -199.29%
0.013878 0.017141 81.38% 0.030929 0.032309 95.93% 0.034760 0.035640 97.66% -209.40%
0.015091 0.017959 84.41% 0.031334 0.032309 97.13% 0.030700 0.032385 95.04% 7650.01%
0.015091 0.017959 84.41% 0.029051 0.030826 94.50% 0.032689 0.033972 96.41% 13216.44%
0.015484 0.017959 86.55% 0.022681 0.028071 81.47% 0.031125 0.032385 96.29% -29.97%
0.014270 0.017141 83.63% 0.029456 0.030826 95.76% 0.033114 0.033972 97.60% -42.32%
0.015484 0.017959 86.55% 0.029456 0.030826 95.76% 0.033539 0.033972 98.79% -436.70%
0.014270 0.017141 83.63% 0.031334 0.032309 97.13% 0.033539 0.033972 98.79% -482.83%
0.014270 0.017141 83.63% 0.031739 0.032309 98.32% 0.033965 0.033972 99.98% -848.14%
0.014270 0.017141 83.63% 0.030265 0.030826 98.26% 0.031975 0.032385 98.80% -1338.63%
0.015484 0.017959 86.55% 0.020662 0.028071 74.45% 0.035186 0.035640 98.79% -10.23%
0.014270 0.017141 83.63% 0.031334 0.032309 97.13% 0.031125 0.032385 96.29% -5.99%
0.014270 0.017141 83.63% 0.022681 0.028071 81.47% 0.032689 0.033972 96.41% -80.46%
0.014270 0.017141 83.63% 0.031739 0.032309 98.32% 0.032689 0.033972 96.41% -96.29%
49.12% Rata-rata
Untuk perhitungan Efisiensi Sistem Pengeringan (𝜂𝜂𝑠𝑠) dapat ditentukan besarnya dengan persamaan sebagai berikut :
𝜂𝜂𝑠𝑠 = 𝐺𝐺𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝐴𝐴𝑐𝑐
Langkah penghitungannya :
1. Menyederhanakan persamaan menjadi :
𝜂𝜂𝑠𝑠 = 𝑚𝑚ℎ𝐺𝐺 𝑓𝑓𝑔𝑔 𝑇𝑇𝐴𝐴𝑐𝑐
Penyederhanaan dilakukan untuk mempermudah penghitungan sesuai dengan data yang diketahui.
2. ℎ𝑓𝑓𝑔𝑔𝑢𝑢𝑢𝑢𝑘𝑘𝑢𝑢 −𝑢𝑢𝑢𝑢𝑘𝑘𝑢𝑢 = 2406.998 𝑘𝑘𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔
3. Radiasi Surya (GT) yang dipakai adalah radiasi surya rata-rata dalam 5
menit, sehingga GT rata-rata = 785W/m2 x 300detik = 235500J/m
4. Massa air yang menguap yang dipakai adalah massa air rata−
rata dalam 5 menit, sehingga massa rata−rata = 3kg−0.950kg =
0.05kg
2
5. Sehingga efisiensi sistem pengering diperoleh,
𝜂𝜂𝑠𝑠 =
0.05𝑘𝑘𝑔𝑔𝑥𝑥 2.4 𝑀𝑀𝐽𝐽/𝑘𝑘𝑔𝑔 235500𝐽𝐽/𝑚𝑚2𝑥𝑥 (2𝑚𝑚𝑥𝑥 1𝑚𝑚)
Untuk mempermudah perhitungan lainnya maka hasil efisiensi sistem pengering (ηs
Tabel 4.16. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering (η
) disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut :
s
Data Pertama.
) pada Pengambilan
2406.998 930.00 279000 3.00 2 0.00%
2405.800 785.00 235500 3.00 2 25.54% 25.54%
2405.800 395.00 118500 2.95 2 0.00%
2408.196 330.00 99000 2.95 2 0.00%
2409.394 617.00 185100 2.95 2 32.54% 32.53%
2408.196 769.00 230700 2.90 2 0.00%
2408.196 868.50 260550 2.90 2 23.11% 23.11%
2408.196 914.50 274350 2.85 2 0.00%
2408.196 916.00 274800 2.85 2 0.00%
2410.593 536.00 160800 2.85 2 0.00%
2410.593 450.50 135150 2.85 2 44.59% 44.57%
2409.394 829.00 248700 2.80 2 0.00%
2409.394 890.50 267150 2.80 2 22.55% 22.55%
2409.394 870.50 261150 2.75 2 0.00%
2409.394 909.00 272700 2.75 2 0.00%
2409.394 580.00 174000 2.75 2 0.00%
2409.394 560.00 168000 2.75 2 0.00%
2409.394 912.00 273600 2.75 2 0.00%
2409.394 789.50 236850 2.75 2 0.00%
2411.791 420.00 126000 2.75 2 47.85% 47.85%
2411.791 536.50 160950 2.70 2 0.00%
2409.394 905.50 271650 2.70 2 0.00%
2409.394 927.00 278100 2.70 2 0.00%
2409.394 868.50 260550 2.70 2 0.00%
2406.998 820.00 246000 2.70 2 0.00%
32.69% Rata-rata
hfg rata-rata (kJ/kg)
GT rata-rata x 300 detik
GT rata-rata massa air
(kg)
Luas
Tabel 4.17. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs
Data Kedua.
) pada Pengambilan
2414.187 360.00 108000 3.00 2 0.00% 2411.791 330.00 99000 3.00 2 0.00% 2411.791 593.00 177900 3.00 2 0.00%
2410.593 806.00 241800 3.00 2 24.92% 24.92% 2410.593 446.50 133950 2.95 2 0.00%
2414.187 157.00 47100 2.95 2 0.00% 2411.791 436.50 130950 2.95 2 0.00% 2408.196 611.00 183300 2.95 2 0.00% 2410.593 335.50 100650 2.95 2 0.00% 2414.187 145.00 43500 2.95 2 138.75% 2414.187 350.00 105000 2.90 2 0.00% 2415.385 357.00 107100 2.90 2 0.00% 2416.583 166.50 49950 2.90 2 0.00% 2415.385 195.00 58500 2.90 2 0.00% 2415.385 171.00 51300 2.90 2 117.71% 2415.385 185.50 55650 2.85 2 0.00% 2411.791 553.50 166050 2.85 2 0.00% 2409.394 874.00 262200 2.85 2 0.00%
2409.394 868.00 260400 2.85 2 23.13% 23.13% 2409.394 845.00 253500 2.80 2 0.00%
2408.196 802.50 240750 2.80 2 0.00% 0.00%
Tabel 4.18. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs
Data Ketiga.
) pada Pengambilan
2395.016 825.00 247500 3.00 2 0.00% 2402.205 499.50 149850 3.00 2 0.00% 2410.593 186.00 55800 3.00 2 108.00% 2410.593 526.50 157950 2.95 2 0.00% 2409.394 715.00 214500 2.95 2 0.00%
2409.394 517.00 155100 2.95 2 38.84% 38.84% 2408.196 624.50 187350 2.90 2 0.00%
2406.998 848.50 254550 2.90 2 23.64% 23.64% 2408.196 861.00 258300 2.85 2 0.00%
2409.394 838.50 251550 2.85 2 0.00%
2409.394 837.50 251250 2.85 2 23.97% 23.97% 2408.196 776.00 232800 2.80 2 0.00%
2406.998 761.00 228300 2.80 2 0.00% 2405.800 732.50 219750 2.80 2 0.00% 2406.998 405.00 121500 2.80 2 0.00%
2409.394 361.50 108450 2.80 2 55.54% 55.54% 2409.394 358.00 107400 2.75 2 0.00%
2409.394 408.00 122400 2.75 2 0.00% 2409.394 442.00 132600 2.75 2 0.00% 2409.394 163.00 48900 2.75 2 0.00% 2410.593 111.00 33300 2.75 2 0.00% 2411.791 108.00 32400 2.75 2 0.00% 2411.791 121.50 36450 2.75 2 0.00% 2411.791 153.50 46050 2.75 2 130.93% 2411.791 166.50 49950 2.70 2 0.00%
19.73%
Kolektor ηs ηs
Tabel 4.19. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs
Data Keempat.
) pada Pengambilan
2402.205 946.00 283800 3.00 2 0.00% 2399.809 950.50 285150 3.00 2 0.00%
2399.809 942.50 282750 3.00 2 21.22% 21.22% 2399.809 942.00 282600 2.95 2 0.00%
2403.404 553.50 166050 2.95 2 0.00%
2409.394 143.50 43050 2.95 2 0.00%
2409.394 341.00 102300 2.95 2 0.00% 2411.791 449.00 134700 2.95 2 0.00%
2412.989 292.00 87600 2.95 2 68.86% 68.86% 2408.196 614.50 184350 2.90 2 0.00%
2409.394 570.50 171150 2.90 2 0.00% 2411.791 568.50 170550 2.90 2 0.00%
2405.800 981.00 294300 2.90 2 20.44% 20.44% 2403.404 897.50 269250 2.85 2 0.00%
2405.800 652.50 195750 2.85 2 0.00% 2408.196 495.50 148650 2.85 2 0.00% 2408.196 336.00 100800 2.85 2 0.00% 2408.196 188.50 56550 2.85 2 106.46% 2406.998 591.00 177300 2.80 2 0.00% 2405.800 956.00 286800 2.80 2 0.00% 2406.998 963.00 288900 2.80 2 0.00% 2408.196 606.00 181800 2.80 2 0.00%
2409.394 195.00 58500 2.80 2 0.00%
2409.394 534.50 160350 2.80 2 37.56% 37.56% 2408.196 559.00 167700 2.75 2 0.00%
37.02% Rata-rata
ηs hfg rata-rata
(kJ/kg)
GT rata-rata
GT rata-rata x 300 detik
massa air (kg)
Luas
Tabel 4.20. Perhitungan Efisiensi Sistem Pengering(ηs
Data Kelima.
) pada Pengambilan
2402.205 1038.00 311400 3.00 2 0.00% 2402.205 999.00 299700 3.00 2 0.00% 2404.602 931.50 279450 3.00 2 0.00% 2406.998 676.50 202950 3.00 2 0.00% 2408.196 711.50 213450 3.00 2 0.00% 2408.196 924.00 277200 3.00 2 0.00% 2408.196 852.00 255600 3.00 2 0.00% 2409.394 599.00 179700 3.00 2 0.00% 2409.394 303.00 90900 3.00 2 0.00% 2410.593 239.50 71850 3.00 2 0.00%
2410.593 216.00 64800 3.00 2 93.00% 93.00% 2410.593 205.50 61650 2.95 2 0.00%
2410.593 217.50 65250 2.95 2 0.00% 2411.791 185.50 55650 2.95 2 0.00% 2412.989 196.00 58800 2.95 2 0.00% 2412.989 276.50 82950 2.95 2 0.00% 2412.989 233.00 69900 2.95 2 0.00% 2411.791 176.00 52800 2.95 2 0.00% 2411.791 187.50 56250 2.95 2 0.00% 2411.791 156.00 46800 2.95 2 0.00% 2412.989 148.50 44550 2.95 2 0.00% 2411.791 548.00 164400 2.95 2 0.00% 2411.791 567.50 170250 2.95 2 0.00%
2412.989 501.00 150300 2.95 2 40.14% 40.14% 2411.791 468.50 140550 2.90 2 0.00%
66.57%
4.3 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan
Dalam perhitungan terdapat hasil-hasil yang tidak valid, pada efisiensinya di mana untuk hasil dari nilai tidak lebih dari 100%. Bagian tabel perhitungan efisiensi yang diberi warna tidak dimasukkan ke dalam grafik hubungan efisiensi dengan suhu. Ketidakvalidan data ini disebabkan oleh beberapa faktor yaitu :
1. Alat pengukur yaitu termokopel kurang akurat, di mana data yang dikeluarkan oleh termokopel pada Temperatur Masuk Kolektor dan Temperatur Keluar Kolektor, baik pada Temperatur Basah (T2 dan T6) maupun Temperatur Kering (T4 dan T5), sehingga nilai η menjadi minus. ( pada tabel perhitungan diberi tanda diblok dengan warna )
