KARAKTERISTIK ABSORBER PORUS PADA PENGERING ENERGI SURYA DENGAN KETEBALAN ABSORBER 15 CM
Tugas Akhir
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin
Diajukan oleh :
RIGAR WIDI SULISTYAWAN NIM : 055214025
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
ii
THE CHARACTERISTIC OF PORUS ABSORBER ON DRYING TOOL SOLAR ENERGY WITH THICK ABSORBER 15 CM
Final Project
Presented as partitial fulfilment of the requirement as to obtain the Sarjana Teknik degree
in Mechanical Engineering
by
RIGAR WIDI SULISTYAWAN Student Number : 055214025
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
vi
INTISARI
Proses pengeringan pada prinsipnya adalah proses mengurangi kadar air dari suatu bahan (penguapan). Sistem pengeringan yang umum digunakan dalam sektor pertanian adalah dengan tenaga surya. Penjemuran merupakan salah satu hal yang penting karena pengeringan yang kurang baik mengakibatkan hasil pertanian menjadi rusak, untuk memperbaiki hasil pertanian dapat menggunakan pengering energi surya dengan absorber porus. Penelitian ini bertujuan mengetahui unjuk kerja alat pengering serta mengetahui persentase perbedaan pengeringan yang dihasilkan alat dengan penjemuran langsung.
Pada penelitian ini dibuat sebuah model pengering tenaga surya dengan absorber porus dengan panjang 150 cm, lebar 100 cm, tebal 20 cm yang terdiri dari kotak kolektor (100 cm x 100 cm) dengan kedalaman absorber 15 cm, kotak pengering (100 cm x 50 cm), lubang udara masuk dan keluar dari kotak pengering dengan ukuran 100 cm x 15 cm. Variabel yang divariasikan adalah (1) sudut tutup udara masuk 30°, 60° dan 90°, (2) Bahan yang dikeringkan : Padi 900 gr, Handuk 525 gr, dan kangkung 500gr.
Hasil yang didapat dalam penelitian pengering energi surya dengan ketebalan absober 15 cm adalah efisiensi kolektor terbesar terdapat pada sudut
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.
Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dalam judul “
KARAKTERISTIK ABSORBER PORUS PADA PENGERING ENERGI SURYA
DENGAN KETEBALAN ABSORBER 15 CM “ ini karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Budi Sugiharto S.T.,M.T, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin. 3. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. 4. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata
Dharma yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis, sehingga sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 5. Segenap staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata
Dharma.
viii
7. Kakakku L.Tyas Adi Kristanto dan Adikku Th Putri Kurnia Jati terima kasih atas Doa,Dukungan materi,Semangat dan Kerjasamanya.
8. Prima Aji, Jati Pradana, Heldi, Okta, Santo, Agung, Dion, dan Adi terima kasih telah memberikan motivasi dan bantuannya.
9. Rekan-rekan mahasiswa khususnya angkatan 2005 yang telah memberikan masukan-masukan dan dorongan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 10. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah
ikut membantu dalam menyelesaikan Tuagas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.
Terima kasih.
Yogyakarta,15 Oktober 2009
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
TITLE PAGE ii
LEMBAR PENGESAHAN iii
DAFTAR DEWAN PENGUJI iv
LEMBAR PERNYATAAN v
INTISARI vi
KATA PENGANTAR vii
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ix
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR GAMBAR xix
BAB I : PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Tujuan dan Manfaat 3
BAB II : DASAR TEORI 4
2.1. Landasan Teori 4
2.2. Prinsip Kerja 5 2.3. Tinjauan Pustaka 6 2.4. Rumus Perhitungan 7
BAB III : METODE PENELITIAN 13
xi
3.2. Variabel yang Divariasikan 15
3.3. Variabel yang Diukur 15
3.4. Langkah Penelitian 15
3.5. Pengolahan dan Analisa Data 16
BAB IV : ANALISIS DATA, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 17
4.1. Data Penelitian 17
4.1.1 Data dengan Bahan Padi Basah sudut udara masuk 30° 17 4.1.2 Data dengan Bahan Padi Basah sudut udara masuk 60º 18 4.1.3 Data dengan Bahan Handuk Basah sudut udara masuk 30º 19 4.1.4 Data dengan Bahan Handuk Basah sudut udara masuk 60º 20 4.1.5 Data dengan Bahan Handuk Basah sudut udara masuk 90º 22 4.1.6 Data dengan Bahan Kangkung Basah sudut udara masuk 30º 23 4.1.7 Data dengan Bahan Kangkung Basah sudut udara masuk 60º 24 4.1.8 Data dengan Bahan Kangkung Basah sudut udara masuk 90º 25
4.2. Perhitungan Data Padi 27
4.2.1 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium
Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 30˚ 27
4.2.2 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium
Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 60˚ 40 4.3. Perhitungan Data dengan Bahan Handuk 53
4.3.1 Perhitungan pada kedalaman absorber 15 cm dengan
xii
4.3.2 Perhitungan pada kedalaman absorber 15 cm dengan variasi
sudut udara masuk 60 º 66
4.3.3 Perhitungan pada kedalaman absorber 15 cm dengan variasi
sudut udara masuk 90 º 79
4.4. Perhitungan Data Bahan Daun Singkong 92
4.4.1 Perhitungan pada kedalaman absorber 15 cm dengan variasi
sudut udara masuk 30º 92
4.4.2 Perhitungan pada kedalaman absorber 15 cm dengan variasi
sudut udara masuk 60º 105
4.4.3 Perhitungan pada kedalaman absorber 15 cm dengan variasi
sudut udara masuk 90º 118
4.5 Hasil perhitungan dengan gambar grafik 131
BAB V : PENUTUP 151
xiii DATA TABEL
Tabel 4.1 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 30˚, massa beban padi 0,9 kg 17 Tabel 4.2 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 60˚, massa beban padi 0,9 kg 19 Tabel 4.3 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 30˚, massa beban handuk 0,525 kg 20 Tabel 4.4 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 60˚, massa beban handuk 0,525 kg 21 Tabel 4.5 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 90˚, massa beban handuk 0,525 kg 22 Tabel 4.6 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 30˚, massa beban kangkung 0,5 kg 23 Tabel 4.7 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 60˚, massa beban handuk 0,5 kg 24 Tabel 4.8 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm
sudut udara masuk 90˚, massa beban handuk 0,5 kg 26 Tabel 4.9 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan
absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, beban padi 0,9 kg. 29 Tabel 4.10 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 30 Tabel 4.11 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 30˚, beban padi 0.9 kg. 31 Tabel 4.12 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering energi
xiv
Tabel 4.13 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.1) 34 Tabel 4.14 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.1) 35 Tabel 4.15 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.1) 35 Tabel 4.16 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.1) 36 Tabel 4.17 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan
absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, beban padi 0.9 kg 39 Tabel 4.18 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan
absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg. 42 Tabel 4.19 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 43 Tabel 4.20 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg. 44 Tabel 4.21 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg 46 Tabel 4.22 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.2) 47 Tabel 4.23 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.2) 48 Tabel 4.24 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.2) 48 Tabel 4.25 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.2) 49 Tabel 4.26 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan
absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg 51 Tabel 4.27 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 30˚, beban handuk 0,525 kg. 54 Tabel 4.28 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 55 Tabel 4.29 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
xv
Tabel 4.30 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 30˚, beban handuk 0,525 kg 58 Tabel 4.31 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.3) 60 Tabel 4.32 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.3) 60 Tabel 4.33 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.3) 61 Tabel 4.34 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.3) 62 Tabel 4.35 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, beban handuk 0,525 kg 64 Tabel 4.36 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg. 67 Tabel 4.37 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 68 Tabel 4.38 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg. 70 Tabel 4.39 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg 71 Tabel 4.40 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.4) 73 Tabel 4.41 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.4) 73 Tabel 4.42 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.4) 74 Tabel 4.43 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.4) 75 Tabel 4.44 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg 77 Tabel 4.45 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
xvi
Tabel 4.47 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 90˚, beban handuk 0,525 kg. 83 Tabel 4.48 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 90˚, beban handuk 0,525 kg 84 Tabel 4.49 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.5) 85 Tabel 4.50 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.5) 86 Tabel 4.51 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.5) 87 Tabel 4.52 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.5) 87 Tabel 4.53 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 90˚, beban handuk 0,525 kg 90 Tabel 4.54 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 30˚, beban kangkung 0,5 kg 93 Tabel 4.55 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 94 Tabel 4.56 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 30˚, beban kangkung 0,5 kg 95 Tabel 4.57 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 30˚, beban kangkung 0,5 kg 97 Tabel 4.58 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.6) 98 Tabel 4.59 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.6) 99 Tabel 4.60 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.6) 99 Tabel 4.61 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.6) 100 Tabel 4.62 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
xvii
Tabel 4.63 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm sudut udara masuk 60˚, beban kangkung 0,5 kg 106 Tabel 4.64 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 107 Tabel 4.65 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 60˚, beban kangkung 0,5 kg 108 Tabel 4.66 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm
sudut udara masuk 60˚, beban kangkung 0,5 kg 110 Tabel 4.67 Data perhitungan P- saturated (Data tabel 4.7) 111 Tabel 4.68 Data perhitungan T-hg (Data Tabel 4.7) 112 Tabel 4.69 Data perhitungan T-hf (Data Tabel 4.7) 112 Tabel 4.70 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.7) 113 Tabel 4.71 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban
relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban kangkung 0,5 kg 115 Tabel 4.72 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm
sudut udara masuk 90˚, beban kangkung 0,5 kg 119 Tabel 4.73 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur 120 Tabel 4.74 Hasil perhitungan energi berguna pada pengering energi
surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 90˚, beban kangkung 0,5 kg 122 Tabel 4.75 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering
dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm
xviii
Tabel 4.80 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban relatif dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber
xix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Alat pengering energi surya 5
Gambar 2.2 Pengering Padi Energi Surya, Berdasarkan Rancangan. David Kennedy Leaf for Life, USA 8
Gambar 3.1 Skema alat penelitian 14
Gambar 3.2 Skema ukuran alat penelitian 14
Gambar 4.1 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 30˚, beban padi 0,9 kg 130 Gambar 4.2 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 30˚, beban padi 0,9 kg 131 Gambar 4.3 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 30˚, beban padi 0,9 kg 132 Gambar 4.4 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg 133 Gambar 4.5 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg 133 Gambar 4.6 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg 134 Gambar 4.7 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 30˚, handuk 0,525 kg 135 Gambar 4.8 Grafik radiasi surya yang datang
xx
Gambar 4.9 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 30˚, beban handuk 0,525 kg 136 Gambar 4.10 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 60˚, handuk 0,525 kg 137 Gambar 4.11 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg 138 Gambar 4.12 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg 139 Gambar 4.13 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 90˚, handuk 0,525 kg 140 Gambar 4.14 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 90˚, beban handuk 0,525 kg 141 Gambar 4.15 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 90˚, beban handuk 0,525 kg 141 Gambar 4.16 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 30˚, kangkung 0,5 kg 142 Gambar 4.17 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 30˚, beban kangkung 0,5 kg 143 Gambar 4.18 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 30˚, beban kangkung 0,5 kg 143 Gambar 4.19 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
xxi Gambar 4.20 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 60˚, beban kangkung 0,5 kg 145 Gambar 4.21 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 60˚, beban kangkung 0,5 kg 146 Gambar 4.22 Grafik efisiensi kolektor dengan ketebalan absorber
15 cm sudut udara masuk 90˚, kangkung 0,5 kg 147 Gambar 4.23 Grafik radiasi surya yang datang
sudut udara masuk 90˚, beban kangkung 0,5 kg 147 Gambar 4.24 Grafik kelembaban relatif absorber 15 cm
sudut udara masuk 90˚, beban kangkung 0,5 kg 148 Gambar 4.25 Grafik perbandingan berat bahan padi 0,9 kg
Antara penjemuran langsung dengan alat 149 Gambar 4.26 Grafik perbandingan berat bahan handuk 0,525 kg
Antara penjemuran langsung dengan alat 149 Gambar 4.27 Grafik perbandingan berat bahan kangkung 0.5 kg
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Dalam sektor pertanian sistem pengeringan yang umum digunakan adalah tenaga surya. Penjemuran secara langsung memerlukan waktu yang lama dan dapat merusak kualitas hasil pertanian karena radiasi ultraviolet, air hujan dan gangguan binatang.Cara pengeringan yang lain menggunakan alat pengering yang umumnya menggunakan bahan bakar minyak atau energi listrik, tetapi belum semua daerah terdapat jaringan listrik dan bahan bakar minyak juga tidak mudah didapat, sehingga biaya proses pengeringan menjadi mahal dan harga jual pertaniaannya menjadi tinggi.
digunakan kipas untuk memaksa gerakan udara. Tujuan akhir dari sistem pengeringan bukan saja untuk mempercepat proses pengeringan, akan tetapi juga untuk meningkatkan mutu bahan yang dikeringkan dan sistem dapat beroperasi dengan biaya relatif rendah. Dengan kata lain, kita ingin mengoptimumkan operasi sistem pengeringan tersebut.
Energi surya merupakan energi yang tersedia melimpah di bumi sehingga pemanfaatan energi surya dapat mengurangi atau bahkan menggantikan penggunaan bahan bakar atau energi listrik dalam proses pengeringan hasil-hasil pertanian. Alat pengering dengan memanfaatkan energi surya yang ada umumnya menggunakan absorber jenis pelat yang terbuat dari tembaga atau alumunium. Masalah yang ada dengan penggunaan absorber jenis pelat ini adalah dari segi biaya yang lebih mahal dan teknologi pembuatan alat pengering yang lebih sukar jika dibandingkan alat pengering yang menggunakan absorber jenis porus.
1.2 Tujuan dan Manfaat
Tujuan yang ingin dicapai yaitu :
a. Membuat model pengering dengan absorber porus kasa aluminium. b. Untuk mengetahui unjuk kerja alat pengering energi surya dengan
absorber porus yang dinyatakan dalam daya berguna, efisiensi kolektor, dan kelembaban relatif.
c. Mengetahui persentase perbedaan pengeringan yang dapat dihasilkan alat dengan penjemuran langsung.
Manfaat yang di dapat yaitu :
1. Menambah kepustakaan teknologi khususnya pengeringan menggunakan energi surya.
2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe alat pengering menggunakan energi surya yang dapat membantu masyarakat dalam krisis energi ini.
4 BAB II
LANDASAN TEORI
2. 1 Landasan Teori
adalah lubang pembuangan uap atau lubang udara basah, dimana fungsinya adalah
untuk membuang udara yang membawa uap air ke lingkungan sekitar di luar alat pengering. Konstruksi pengering hasil pertanian yang umum dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.1. Alat pengering energi surya 2. 2 Prinsip Kerja
Proses ini berlangsung terus-menerus sampai proses pengeringan selesai.
2. 3 Tinjauan Pustaka
Pengeringan merupakan cara terbaik dalam pengawetan bahan makanan dan pengering energi surya merupakan teknologi yang sesuai bagi kelestarian alam. Pengeringan dengan penjemuran langsung (tradisional) sering menghasilkan kualitas pengeringan yang buruk. Hal ini disebabkan bahan yang dijemur langsung tidak terlindungi dari debu, hujan, angin, serangga, burung atau binatang lain.
1. Perbedaan Tekanan
Perbedaan tekanan ditimbulkan karena adanya perbedaan massa jenis antara udara didalam dan diluar pengering, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
∆p = h1 1 h2( 2) g (1) dengan :
∆p : penurunan tekanan (Pa)
h1 : jarak antara lapisan bawah bahan yang dikeringkan dengan lubang udara masuk (m)
h2 : jarak antara lapisan atas bahan yang dikeringkan dengan lubang udara keluar (m)
: massa jenis udara lingkungan sekitar (kg/m3)
1 : massa jenis udara setelah melewati kolektor (kg/m 3
)
2 : massa jenis udara setelah melewati lapisan bahan yang dikeringkan (kg/m3)
Bahan yang dikeringkan
h1
Plastik transparan
2. Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air
Kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air dinyatakan dengan persamaan:
Q = massa air yang keluar x hfg (2) dengan :
Q : kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air (Mj / kg)
fg
h : entalpi uap jenuh (kj/kg)
Gambar 2.2 Pengering Padi Energi Surya, Berdasarkan Rancangan. David Kennedy Leaf for Life, USA
Aliran udara masuk GT
h2
3. Daya Berguna (
Q
u )Jumlah energi yang terpakai untuk memanasi udara di absorber (jumlah energi yang dipindahkan dari absorber ke udara) disebut dengan daya berguna dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
t T T C m
Q P i
u
) .(
. 0
(3)
dengan:
m : laju massa aliran udara dalam kolektor (kg/detik) CP : panas spesifik udara (J/(kg.OC)
TO : temperatur udara keluar kolektor (OC)
Ti : temperatur udara masuk kolektor (OC) t : waktu pengambilan data (detik)
Laju massa aliran udara (m) dapat dihitung dengan:
V
m (4) dengan:
: massa jenis udara (kg/m3)
Efisiensi dari suatu alat adalah perbandingan dari keluaran yang dihasilkan dengan masukan yang diberikan. Efisiensi kolektor ( C)
didefinisikan sebagai perbandingan antara daya berguna dengan total energi surya yang datang ke kolektor, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
c U c
A I
Q
(5)
dengan:
QU : daya berguna ( W)
I : intensitas energi surya yang datang (W/m2) AC : luas kolektor surya (m2)
5. Kelembaban Spesifik ( 2 ) dengan menggunakan rumus:
2 2
2 2
622 . 0
g g P P
P
(6)
Dengan: Pg2 = Tp-sat basah
Kelembaban Spesifik ( 1 ) dengan menggunakan rumus:
1 =
2 1
2 2 1
2 )
(
f g
fg p
h h
h T
T C
(7)
Dengan: Cp = 1.005 (Kj/kgoC)
Tkeluar kolektor = Suhu basah(oC)
Tmasuk kolektor = Suhu kering(˚C)
Hfg2 = Hfg basah
Hg1 = Hfg kering
Hf2 = Hf basah
6. Kelembaban relatif ( 1) dengan menggunakan rumus:
1 1 2 1 1
) 622
. 0
( Pg
P
(8)
Dengan: 1 = Kelembaban relatif P2 = 101,325 kpa (1atm)
ΔW = Wawal– Wakhir (9)
Dengan: ΔW = penyusutan berat (gram)
Wawal = berat awal ditimbang (gram)
Wakhir = berat akhir setelah ditimbang (gram)
8. Persentase berat yang dihasilkan (%W) :
% W = 100%
W
) W -W (
awal akhir awal
X (10)
Keterangan :
Wawal = berat awal ditimbang (kg)
Wakhir = berat akhir setelah ditimbang (kg)
13 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Skema Alat
Alat pengering dengan menggunakan absorber porus pada umumnya terdiri dari 3 bagian utama yaitu :
a. Pada penelitian ini dibuat sebuah model pengering dengan tenaga surya dengan panjang 150 cm, lebar 100 cm, tebal 20 cm.
b. Kotak kolektor, dengan ukuran 100 cm x 100 cmyangterdiri dari absorber porus dan plastik transparan, serta lubang udara masuk dengan ukuran 100 cm x 15 cm.
c. Kotak pengering dengan ukuran 100 cm x 50 cm, rak pengering untuk meletakan bahan yang dikeringkan dengan ukuran 100 cm x 50 cm.
d. Lubang udara keluar dari kotak pengering dengan ukuran 100 cm x 15 cm. e. Jenis absorber : jenis kasa aluminium dicat hitam.
f. Kedalaman absorber : 15 cm g. Kaki penyangga alat pengering
Skema alat pengering hasil pertanian dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.1. Skema alat penelitian
3.2 Variabel yang Divariasikan
1. Pengering dengan sudut tutup udara masuk 30˚, 60˚, 90 °
2. Bahan yang dikeringkan : padi 900 gr, handuk 525 gr, dan kangkung 500gr
3.3 Variabel yang Diukur
1. Radiasi dari energi surya yang datang (W/m2) 2. Temperatur udara masuk kolektor
T1 = temperatur kering
T2 = temperatur basah
3. Temperatur udara keluar kolektor T1 = temperatur kering
T2 = temperatur basah
4. Temperatur udara keluar pengering T1 = temperatur kering
T2 = temperatur basah
3.4 Langkah Penelitian
1. Penelitian dilakukan saat matahari bersinar terang atau pada waktu pagi hingga sore hari.
4. Pengambilan data dilakukan dengan mevariasikan sudut tutup udara masuk (30º, 60º, dan 90º).
5. Pengambilan data dilakukan setiap 10 menit selama kurang lebih 2 jam. 6. Data yang dicatat adalah temperatur udara masuk kolektor, temperatur
udara setelah kolektor, temperatur udara setelah kotak beban.
7. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk varisi berikutnya kondisi alat pengering harus didiamkan agar kembali ke kondisi awal sebelum dilakukan pengambilan data variasi saat ini.
3.5 Pengolahan dan Analisa Data
17 BAB IV
HASIL PENELITIAN 4.1 Data Penelitian
Kita akan mengetahui data yang telah diambil dengan variasi yang berbeda. Pengambilan data tiap variasi hanya dilakukan sekali saja. Bahan yang di keringkan adalah padi, handuk basah dan daun kangkung. Tempat pengambilan data di lakukan di lingkungan Universitas Sanata Dharma.
4.1.1 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 30˚, Beban Padi 0,9 kg.
Tanggal : 06 April 2009
Jam : 09.30 - 11.30 WIB
Massa handuk awal (W1) : 0,9 kg Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.1 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 30˚, massa beban padi 0,9 kg
No
Waktu (menit)
Suhu masuk kolektor, ˚ C
Suhu keluar kolektor, ˚ C
Suhu setelah
beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 10 25.6 19.5 49.6 30.8 41.8 29.4 840
2 20 22.1 16.2 51.3 31 47.6 30.5 795
Tabel 4.1 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 30˚, massa beban padi 0,9 kg (lanjutan)
Massa padi sesudah dikeringkan ( W2) = 0,6 kg Selisih berat padi sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,3 kg
4.1.2 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 60˚, Beban Padi 0,9 kg.
Tanggal : 08 April 2009
Jam : 11.30 - 13.30 WIB
Massa handuk awal (W1) : 0,9 kg
Data yang diperoleh disajikan pada Tabel 4.2,sebagai berikut: No
Waktu (menit)
Suhu masuk kolektor, ˚ C
Suhu keluar kolektor, ˚ C
Suhu setelah
beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
4 40 22.6 16.5 50.9 27.4 4 40 22.6
5 50 27.8 21.8 49.4 30.2 5 50 27.8
6 60 24.4 18.5 51.4 30.8 6 60 24.4
7 70 24.5 18.7 53.7 28.9 7 70 24.5
8 80 24.3 18.3 52.3 30.2 8 80 24.3
9 90 24.8 19.1 50.5 29.4 9 90 24.8
10 100 27.5 21.4 50 27.4 10 100 27.5
11 110 27.9 22 48.1 30.6 11 110 27.9
Tabel 4.2 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 60˚, massa beban padi 0,9 kg
Massa padi sesudah dikeringkan ( W2) = 0,6 kg Selisih berat padi sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,3 kg
4.1.3 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 30˚, Beban Handuk 0,525 kg. Tanggal : 01 Mei 2009
Jam : 10.40 - 12.40 WIB
Massa handuk awal (W1) : 0,525 kg No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 10 17.5 12.1 50.6 32 49.6 34.5 863
2 20 19.2 13.6 49.1 30.2 48.6 33.9 575 3 30 20.5 14.6 51.6 31.9 50.2 34.5 694 4 40 23.6 17.8 46.8 31.7 46.8 33.6 462 5 50 24.3 18.7 45.3 29.2 46.6 32.4 355 6 60 26.3 20.2 43.3 28.7 42.5 31.5 555
7 70 18.2 13.3 49.3 31.6 49 35.8 1032
8 80 26.5 20.5 46.5 31.7 48.7 35.7 445 9 90 26.9 20.7 46.1 31.1 45.1 35.3 445 10 100 31.4 25.3 47.8 31.5 45.3 32.1 230 11 110 28.5 22.3 44.2 28.2 44.6 32.8 289
Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.3 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 30˚, massa beban handuk 0,525 kg
Massa handuk sesudah dikeringkan ( W2) = 0,175 kg Selisih berat handuk sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,35 kg
4.1.4 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 60˚, Beban Handuk 0,525 kg. Tanggal : 01 Mei 2009
Jam : 12.45 - 14.45 WIB
No
Waktu (menit)
Suhu masuk kolektor, ˚ C
Suhu keluar kolektor, ˚ C
Suhu setelah
beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 0 26.4 19.7 50.8 37.3 41.7 26.8 699 2 10 29.5 20.3 57.2 39.7 52.4 34.2 833 3 20 30.9 20.1 58.1 40.8 53.6 35.6 922 4 30 27.8 19.5 56.1 37.8 49.8 30.8 861 5 40 27.9 17.5 58.3 38.7 51.3 33.3 915
6 50 27.5 16.5 57 38.6 51.2 31.7 929
7 60 24.6 15.5 57.4 38.3 55.3 35.9 517
8 70 28.1 18 58.7 38.5 56.9 43.5 543
Massa handuk awal (W1) : 0,525 kg Ketebalan handuk : 0,01 m Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.4 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 60˚, massa beban handuk 0,525 kg
Massa handuk sesudah dikeringkan ( W2) = 0,15 kg Selisih berat handuk sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,375 kg No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 0 21.3 13.6 54.9 32.6 53.6 37.6 760
2 10 25.1 15.4 56.5 34.3 52.6 32.5 822 3 20 26.5 17.8 49.1 33.8 48.2 32.9 397 4 30 28.5 18.2 56.2 34.6 50.1 30.8 856
5 40 30 19.3 59.4 37.5 56.2 37.2 835
6 50 25.7 17.3 55.1 36 54.4 39.1 843
4.1.5 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 90˚, Beban Handuk 0,525 kg. Tanggal : 08 Mei 2009
Jam : 11.20 - 13.20 WIB
Massa handuk awal (W1) : 0,525 kg Ketebalan handuk : 0,01 m Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.5 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 90˚, massa beban handuk 0,525 kg
No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 0 20.4 15.3 42.7 29.9 44.4 28.1 798
2 10 22.8 16.5 49.3 35.9 51.3 34.7 833 3 20 21.6 16.6 51.6 34.3 55.8 34.1 922 4 30 23.7 18.1 53.4 35.9 58.8 36.6 861 5 40 25.8 20.3 42.6 33.3 48.1 37.9 915 6 50 28.3 18.2 52.5 34.7 53.6 38.9 929 7 60 29.4 21.5 53.5 38.4 53.2 41.5 517
8 70 26.4 21.8 56.5 40 58 43.7 543
9 80 28.5 21 54.9 38.1 56.8 42.2 904
10 90 30.7 24.2 56.7 39.6 59 42 865
11 100 33.1 26 58.6 43.6 59.8 44.7 785
12 110 33 25.8 53.8 41.4 58.7 43.8 809
Massa handuk sesudah dikeringkan ( W2) = 0,3 kg Selisih berat handuk sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,225 kg
4.1.6 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 30˚, Beban Kangkung 0,5 kg. Tanggal : 05 September 2009
Jam : 10.20 - 12.20 WIB
Massa kangkung awal (W1) : 0,5 kg Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.6 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 30˚, massa beban kangkung 0,5 kg
No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 0 23.6 17.8 36.1 25.8 32.8 23.6 905
2 10 16.7 13.9 47.1 29.8 46.2 34.8 756 3 20 23.1 17.5 48.6 26.9 44.4 35.1 763 4 30 23.7 17.9 54.3 33.4 50.5 30.4 767
5 40 33 22.2 56.1 35.1 52.9 31.4 630
6 50 28.6 19.1 55.8 34.8 52.9 30 698
7 60 27.6 18.2 57.8 31.1 53.6 30.1 795 8 70 34.3 25.7 54.3 33.5 43.5 32.2 782
9 80 28.9 19.7 51.5 31.2 48 28.2 639
Tabel 4.6 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 30˚, massa beban kangkung 0,5 kg (lanjutan)
Massa kangkung sesudah dikeringkan ( W2) = 0,35 kg Selisih berat kangkung sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,15 kg
4.1.7 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 60˚, Beban Kangkung 0,5 kg. Tanggal : 08 September 2009
Jam : 12.15 – 14.15 WIB
Massa kangkung awal (W1) : 0,5 kg Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.7 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 60˚, massa beban kangkung 0,5 kg
No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C (W/mGT 2)
11 100 33.3 24.2 42.3 31
12 110 32.9 22.4 51.6 35.5
13 120 30.9 21.8 44.1 34.1
No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
Tabel 4.7 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 60˚, massa beban kangkung 0,5 kg (lanjutan)
Massa kangkung sesudah dikeringkan ( W2) = 0,32 kg Selisih berat kangkung sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,18 kg
4.1.8 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 90˚, Beban Kangkung 0,5 kg. Tanggal : 11 September 2009
Jam : 10.20 – 12.20 WIB
No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C (W/mGT 2)
2 10 32.5 26 43.6 32.6
3 20 32.3 26.4 40.6 31.2
4 30 32.1 23.4 58.5 35
5 40 37 28.2 63.6 40.1
6 50 37.6 31.4 52.1 40.5
7 60 34.3 25.7 62.9 42.1
8 70 37.7 28.3 65.2 44.6
9 80 36.6 30.1 47.7 38.9
10 90 35.1 29 44.3 35.9
11 100 33.9 28 40.4 33.9
Massa kangkung awal (W1) : 0,5 kg Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel 4.8 Data absorber porus aluminium dicat hitam tebal 15 cm, sudut udara masuk 90˚, massa beban kangkung 0,5 kg
Massa kangkung sesudah dikeringkan ( W2) = 0,25 kg Selisih berat kangkung sebelum dan setelah dikeringkan (ΔW) = 0,25 kg No
Waktu (menit)
Suhu masuk
kolektor, ˚ C kolektor, ˚ CSuhu keluar Suhu setelah beban, ˚ C GT (W/m2) Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 0 23.6 20.5 56.7 40.6 62 41.4 891
2 10 13.2 6.8 52.4 33.7 28.6 17.8 911
3 20 20.4 14.7 54.5 38.7 60.3 40.3 780 4 30 22.5 14.2 55.8 39.6 60.5 40.6 896
5 40 23.8 16 50.2 33.3 60.1 39.9 891
6 50 24.6 15.6 51.2 32.6 58 36.4 893
4.2 Perhitungan Data Padi
Perhitungan data ini meliputi : perbedaan tekanan, intensitas energi surya yang datang, kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air, daya berguna, efisiensi kolektor, kelembaban spesifik, kelembaban relatif, penurunan berat, dan persentase berat yang dihasilkan dapat dijelaskan pada perhitungan dibawah ini.
4.2.1 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 30˚, Beban padi 0,9 kg.
a) Menghitung Penurunan Tekanan (∆p) Data Tabel 4.1
Diketahui :
h1 = 1 m h = 0,01 m h2 = 0,5 m
2=
b) Menghitung Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air Q = massa air yang keluar x hfg
hfg diperoleh dari persamaan yang dihasilkan Gambar 4.4 Grafik
T-hfg
X= suhu kering keluar kolektor
Tabel 4.9 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, beban padi 0,9 kg.
Waktu ρ ρ1 ρ2 ∆p Hfg Q
(menit) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (Pa) (kj/kg) (kj) 10 1.161 1.094 1.121 0.852 2454.38 736.31 20 1.161 1.088 1.101 1.008 2462.29 738.69 30 1.161 1.104 1.117 0.781 2460.85 738.26 40 1.161 1.090 1.102 0.988 2461.57 738.47 50 1.161 1.095 1.104 0.930 2448.86 734.66 60 1.161 1.088 1.095 1.038 2456.78 737.03 70 1.161 1.080 1.098 1.101 2456.30 736.89 80 1.161 1.085 1.108 1.008 2457.26 737.18 90 1.161 1.091 1.100 0.988 2455.34 736.60 100 1.161 1.093 1.117 0.888 2449.82 734.95 110 1.161 1.099 1.109 0.861 2448.38 734.51 120 1.161 1.121 1.146 0.468 2445.02 733.50
Dengan : h1 = 1 m, h2 =0,5 m
W1 = 0,9 kg, W2 =0,6 kg, W = 0,3 kg.
c) Intensitas Energi surya yang datang
Tabel 4.10 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur.
No
Waktu (menit)
GT (W/m2)
1 10 840
2 20 795
3 30 275
4 40 838
5 50 755
6 60 723
7 70 612
8 80 750
9 90 784
10 100 448
11 110 232
12 120 80
Gt rata - rata = 594.33
Dari data tersebut diperoleh Gt rata – rata = 594,33Watt/m2
d) Daya Berguna (
Q
u ).Daya berguna dapat diperoleh dengan persamaan :
t T T C m
Q P i
u
) .(
. 0
m diperoleh dari =
m = ρ . v ρ = 1,161 kg/m3 (dari Tabel 4.9) = 1,161 . 0,15 v = 0,15 m3
= 0,1742 kg/detik
Dari tabel 4.1 diketahui: didapatkan data hasil perhitungan daya berguna dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.11 Hasil perhitungan daya berguna pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg (lanjutan).
Dapat diperoleh dengan persamaan :
Dengan cara perhitungan yang sama seperti di atas, maka
didapatkan data hasil perhitungan Efisiensi kolektor dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.12 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg.
Waktu (menit)
A Qu GT (ηC)
(m2) (W) (W/m2) ( % )
10 1 0.0005834 840 0.000069
20 1 0.0007098 795 0.000089
30 1 0.0005834 275 0.000212
40 1 0.0006880 838 0.000082
50 1 0.0005251 755 0.000070
60 1 0.0006564 723 0.000091
70 1 0.0007098 612 0.000116
80 1 0.0006807 750 0.000091
90 1 0.0006248 784 0.000080
100 1 0.0005470 448 0.000122
110 1 0.0004911 232 0.000212
120 1 0.0003257 80 0.000407
f) Kelembaban spesifik
2 2
2 2
622 . 0
g g P P
Dengan: Pg2 = Tp-sat basah
Tabel 4.13 Data perhitungan P- saturated (dari Tabel 4.1)
No
Waktu
Masuk Kolektor
Keluar
Kolektor Setelah beban GT (W/m2)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
9 90 3.86 2.10 24.89 4.96 21.67 7.34 784
10 100 5.00 2.71 24.22 6.57 16.19 5.72 448 11 110 5.19 2.89 21.79 5.43 18.41 6.30 232
12 120 5.48 3.35 15.01 4.56 9.32 3.79 80
Tabel 4.14 Data perhitungan T-hg (dari Tabel 4.1)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 10 2547.32 2536.34 2589.85 2556.64 2576.18 2554.14 840 2 20 2541.03 2530.38 2592.81 2557.00 2586.36 2556.10 795 3 30 2542.29 2531.46 2584.96 2550.55 2578.47 2554.32 275 4 40 2541.93 2530.92 2592.12 2555.57 2585.66 2558.25 838 5 50 2551.27 2540.49 2589.50 2556.64 2584.79 2558.61 755 6 60 2545.17 2534.53 2592.98 2553.24 2589.16 2558.43 723 7 70 2545.34 2534.89 2596.97 2555.57 2587.94 2555.39 612 8 80 2544.99 2534.17 2594.55 2554.14 2583.04 2553.60 750 9 90 2545.88 2535.62 2591.42 2550.55 2587.06 2550.73 784 10 100 2550.73 2539.76 2590.55 2556.28 2578.47 2553.42 448 11 110 2551.45 2540.85 2587.24 2552.35 2582.16 2555.39 232 12 120 2552.52 2543.37 2576.35 2548.94 2564.13 2545.52 80
Tabel 4.15 Data perhitungan T-hf (dari Tabel 4.1)
No
Waktu
Masuk Kolektor
Keluar
Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 10 107.67 82.01 208.61 129.54 175.80 123.65 840 2 20 92.95 68.13 215.76 130.38 200.20 128.28 795
No
Waktu
Masuk Kolektor
Keluar
Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
3 30 95.89 70.65 196.83 115.24 181.27 124.07 275 4 40 95.05 69.39 214.08 127.01 198.52 133.32 838 5 50 116.92 91.68 207.77 129.54 196.41 134.16 755 6 60 102.62 77.80 216.18 121.55 206.93 133.74 723 7 70 103.04 78.65 225.86 127.01 203.98 126.59 612 8 80 102.20 76.96 219.97 123.65 192.21 122.39 750 9 90 104.30 80.33 212.40 115.24 201.88 115.66 784 10 100 115.66 90.00 210.29 128.70 181.27 121.97 448 11 110 117.34 92.53 202.30 119.44 190.10 126.59 232 12 120 119.86 98.41 176.22 111.45 147.20 103.46 80
Tabel 4.16 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.1)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
Untuk menghitung ω1, ω2, dan kelembaban relatif (Φ) diperlukan
P-sat, T-hg, T-hf, T-hfg yang dapat diambil dari Tabel 4.13, Tabel 4.14, Tabel 4.15, dan Tabel 4.16.
Jawab :
Dengan: Pg2 = 2,20 (Tp-sat basah)
P2 = 101,3 kpa (1atm)
2 2
2 2
622 , 0
g g P P
P
20 , 2 3 , 101
20 , 2 . 622 , 0 2
= 0,01
Kelembaban Spesifik ( 1 ) dengan menggunakan rumus:
Diketahui : Cp = 1,005 (Kj/kgoC)
Hfg2 = 2454,38 (dari Tabel 4.16)
Hg1 = 2439,73 (Hfg kering)
Hf2 = 82,01 (Hf basah)
T kering = 25,6 ˚C
T basah = 19,5 ˚C
1 =
Tabel 4.17 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban relatif pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan
alat 30˚, beban padi 0,9 kg.
No Waktu Masuk kolektor Keluar kolektor Setelah beban
(menit) ω2 ω1 Φ
Φ
% ω2 ω1 Φ
Φ
% ω2 ω1 Φ
Φ
% 1 10 0.01 0.011 0.43 43 0.04 0.04 0.23 23 0.04 0.03 0.34 34 2 20 0.01 0.007 0.39 39 0.04 0.04 0.21 21 0.05 0.04 0.31 31 3 30 0.01 0.008 0.39 39 0.03 0.02 0.18 18 0.04 0.03 0.32 32 4 40 0.01 0.007 0.38 38 0.04 0.03 0.20 20 0.05 0.04 0.30 30 5 50 0.02 0.015 0.47 47 0.04 0.04 0.23 23 0.05 0.04 0.32 32 6 60 0.01 0.010 0.42 42 0.04 0.03 0.16 16 0.05 0.04 0.27 27 7 70 0.01 0.010 0.43 43 0.04 0.03 0.16 16 0.04 0.03 0.23 23 8 80 0.01 0.010 0.42 42 0.04 0.03 0.16 16 0.04 0.03 0.25 25 9 90 0.01 0.011 0.45 45 0.03 0.02 0.14 14 0.05 0.04 0.28 28 10 100 0.02 0.015 0.46 46 0.04 0.03 0.22 22 0.04 0.03 0.30 30 11 110 0.02 0.016 0.48 48 0.04 0.03 0.19 19 0.04 0.03 0.29 29 12 120 0.02 0.019 0.55 55 0.03 0.02 0.24 24 0.02 0.02 0.33 33
h) Penurunan berat yang dihasilkan (%W)
Diketahui: Dengan alat pengering : Penjemuran langsung :
Wawal = 0,9 (kg) Wawal = 0,9 (kg)
Wakhir = 0,3 (kg) Wakhir = 0,7 (kg)
ΔW = Wawal– Wakhir ΔW = Wawal– Wakhir
ΔW = 0,9 – 0,6 ΔW = 0,9 – 0,7
i) Persentase berat yang dihasilkan (%W) :
Dengan alat pengering : Penjemuran langsung :
4.2.2 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 60˚, Beban padi 0,9 kg.
a) Menghitung Penurunan Tekanan (∆p) Data Tabel 4.2
Diketahui :
h1 = 1 m h = 0,01 m h2 = 0,5 m
1=
b) Menghitung Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air Q = massa air yang keluar x hfg
hfg diperoleh dari persamaan yang dihasilkan Gambar 4.4 Grafik
T-hfg
X= suhu kering keluar kolektor
Tabel 4.18 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban padi 0,9 kg.
Waktu (menit)
ρ ρ1 ρ2 ∆p Hfg Q
(kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (Pa) (kj/kg) (kj) 10 1.161 1.091 1.094 1.018 2459.17 737.75 20 1.161 1.096 1.098 0.952 2455.10 736.53 30 1.161 1.087 1.092 1.061 2451.98 735.59 40 1.161 1.104 1.104 0.844 2444.54 733.36 50 1.161 1.109 1.104 0.790 2442.85 732.86 60 1.161 1.116 1.119 0.651 2438.04 731.41 70 1.161 1.095 1.096 0.965 2457.50 737.25 80 1.161 1.105 1.097 0.866 2437.56 731.27 90 1.161 1.106 1.110 0.791 2436.60 730.98 100 1.161 1.100 1.109 0.852 2425.74 727.72 110 1.161 1.113 1.111 0.718 2432.74 729.82 120 1.161 1.120 1.123 0.590 2430.33 729.10
Dengan : h1 = 1 m, h2 =0,5 m
W1 = 0,9 kg, W2 =0,6 kg, W = 0,3 kg
c) Intensitas Energi surya yang datang
Tabel 4.19 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur.
No
Waktu (menit)
GT (W/m2)
1 10 863
2 20 575
3 30 694
4 40 462
5 50 355
6 60 555
7 70 1032
8 80 445
9 90 445
10 100 230
11 110 289
12 120 356
Gt rata - rata = 525.08
Dari data tersebut diperoleh Gt rata – rata = 525,08 Watt/m2
d) Daya Berguna (
Q
u ).Daya berguna dapat diperoleh dengan persamaan :
t T T C m
Q P i
u
) .(
. 0
m diperoleh dari =
m = ρ . v ρ = 1,161 kg/m3 (dari Tabel 4.18) = 1,161 . 0,15 v = 0,15 m3
= 0,1742 kg/detik
Dari tabel 4.2 diketahui: didapatkan data hasil perhitungan daya berguna dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg disajikan dalam Tabel 4.20.
Tabel 4.20 Hasil perhitungan daya berguna pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg (lanjutan)
Dapat diperoleh dengan persamaan :
Dengan cara perhitungan yang sama seperti di atas, maka
didapatkan data hasil perhitungan Efisiensi kolektor dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.21 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg.
Waktu (menit)
A Qu GT (ηC)
(m2) (W) (W/m2) ( % ) 10 1 0.0008046 863 0.000093 20 1 0.0007269 575 0.000126 30 1 0.0007560 694 0.000109 40 1 0.0005640 462 0.000122 50 1 0.0005105 355 0.000144 60 1 0.0004133 555 0.000074 70 1 0.0007560 1032 0.000073 80 1 0.0004862 445 0.000109 90 1 0.0004667 445 0.000105 100 1 0.0003987 230 0.000173 110 1 0.0003817 289 0.000132 120 1 0.0003087 356 0.000087
f) Kelembaban spesifik
2 2
2 2
622 . 0
g g P P
P
P2 = 101,325 kpa (1atm)
Tabel 4.22 Data perhitungan P- saturated (dari Tabel 4.2)
No
Tabel 4.23 Data perhitungan T-hg (dari Tabel 4.2)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
1 10 2532.73 2522.96 2591.59 2558.78 2589.85 2563.24 863 2 20 2535.80 2525.67 2588.98 2555.57 2588.11 2562.17 575 3 30 2538.14 2527.48 2593.33 2558.61 2590.90 2563.24 694 4 40 2543.73 2533.27 2584.96 2558.25 2584.96 2561.64 462 5 50 2544.99 2534.89 2582.34 2553.78 2584.61 2559.50 355 6 60 2548.58 2537.60 2578.82 2552.88 2577.41 2557.89 555 7 70 2533.99 2525.13 2589.33 2558.07 2588.81 2565.55 1032 8 80 2548.94 2538.14 2584.44 2558.25 2588.28 2565.38 445 9 90 2549.66 2538.50 2583.74 2557.18 2581.98 2564.66 445 10 100 2557.71 2546.78 2586.71 2557.89 2582.34 2558.96 230 11 110 2552.52 2541.39 2580.40 2551.99 2581.11 2560.21 289 12 120 2554.32 2544.99 2576.88 2555.21 2575.12 2559.50 356
Tabel 4.24 Data perhitungan T-hf (dari Tabel 4.2)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
Tabel 4.25 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.2)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2)
P-sat, T-hg, T-hf, T-hfg yang dapat diambil dari Tabel 4.22, Tabel 4.23, Tabel 4.24, dan Tabel 4.25.
Kelembaban Spesifik ( 1 ) dengan menggunakan rumus:
= 0,38 = 38 %
Dengan ca yang sama, maka didapatkan data hasil perhitungan dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, kemiringan alat 30˚, beban padi 0,9 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.26 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban relatif pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, kemiringan
alat 30˚, beban padi 0,9 kg.
No Waktu Masuk kolektor Keluar kolektor Setelah beban
(menit) ω2 ω1 Φ
Φ
% ω2 ω1 Φ
Φ
% ω2 ω1 Φ
Φ
h) Penurunan berat yang dihasilkan (%W)
Diketahui: Dengan alat pengering : Penjemuran langsung
Wawal = 0,9 (kg) Wawal = 0,9 (kg)
Wakhir = 0,3 (kg) Wakhir = 0,7 (kg)
ΔW = Wawal– Wakhir ΔW = Wawal– Wakhir
ΔW = 0,9 – 0,6 ΔW = 0,9 – 0,7
ΔW = 0,3 kg ΔW = 0,2 kg
i) Persentase berat yang dihasilkan (%W) :
% W = 100%
W ) W (
awal
X
Dengan alat pengering : Penjemuran langsung
% W = 100%
0,9 ) 0,3 (
X % W = 100%
0,9 ) 0,2 (
X
% W = 33,33 % % W = 22,22 %
4.3 Perhitungan Data Handuk
4.3.1 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 30˚, Beban handuk 0,525 kg.
a) Menghitung Penurunan Tekanan (∆p) Data Tabel 4.3
Diketahui :
Ta= 31 (diasumsikan konstan)
b) Menghitung Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air Q = massa air yang keluar x hfg
hfg diperoleh dari persamaan yang dihasilkan Gambar 4.4 Grafik
T-hfg
X = suhu kering keluar kolektor
hfg = y = -10-5x3 + 0,000x2– 2,387x + 2501
Q = 0,35 kg x 2378,43 kj/kg Q = 832,45 kj
Dengan cara perhitungan yang sama, maka didapatkan data hasil perhitungan dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, beban handuk 0,525 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.27 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, beban handuk 0,525 kg.
Waktu (menit)
ρ ρ1 ρ2 ∆p Hfg Q
Dengan : h1 = 1 m, h2 =0,5 m
W1 = 0,525 kg, W2 =0,175 kg, W = 0,35 kg.
c) Intensitas Energi surya yang datang
Dalam penelitian yang telah dilaksanakan, Intensitas energi surya yang datang sudah diambil menggunakan alat pengukur Gt (Day Star), dan diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 4.28 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur.
No
Waktu (menit)
Radiasi Watt/m2
0 0 699
1 10 833
2 20 922
3 30 861
4 40 915
5 50 929
6 60 517
7 70 543
8 80 904
9 90 865
10 100 785
11 110 809
12 120 745
Gt rata - rata = 794.38
d) Daya Berguna (
Q
u ).Daya berguna dapat diperoleh dengan persamaan :
t
= 0,1742 kg/detik
Cp = 1,005 J/kg.˚C (1 Atmosfir) Dari tabel 4.3 diketahui:
Tabel 4.29 Hasil perhitungan daya berguna pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban handuk 0,525 kg.
Waktu (menit)
Masuk kolektor
Keluar
kolektor Cp (J/kg.OC)
m Qu
kering ˚C kering ˚ C (kg/detik) (W)
0 26.4 50.8 1.005 0.1742 0.0005475
10 29.5 57.2 1.005 0.1742 0.0006216
20 30.9 58.1 1.005 0.1742 0.0006104
30 27.8 56.1 1.005 0.1742 0.0006350
40 27.9 58.3 1.005 0.1742 0.0006822
50 27.5 57 1.005 0.1742 0.0006620
60 24.6 57.4 1.005 0.1742 0.0007360
70 28.1 58.7 1.005 0.1742 0.0006867
80 23.6 56.2 1.005 0.1742 0.0007315
90 21.8 55.6 1.005 0.1742 0.0007585
100 24.1 58 1.005 0.1742 0.0007607
110 22.3 58.5 1.005 0.1742 0.0008123
120 27.3 60.1 1.005 0.1742 0.0007360
e) Efisiensi kolektor ( C)
Dapat diperoleh dengan persamaan :
c U c
A I
Q
QU : 0,0005475 W (diambil dari Tabel 4.29)
Jawab :
c U c
A I
Q
100 699
0.0005475 X c
= 0,00008
Dengan cara perhitungan yang sama seperti di atas, maka
didapatkan data hasil perhitungan Efisiensi kolektor dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban handuk 0,525 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.30 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban handuk 0,525 kg.
Waktu (menit)
A Qu GT ( C)
(m2) (W) (W/m2) ( % )
0 1 0.0005475 699 0.00008
10 1 0.0006216 833 0.00007
20 1 0.0006104 922 0.00007
30 1 0.0006350 861 0.00007
40 1 0.0006822 915 0.00007
50 1 0.0006620 929 0.00007
60 1 0.0007360 517 0.00014
70 1 0.0006867 543 0.00013
80 1 0.0007315 904 0.00008
90 1 0.0007585 865 0.00009
Tabel 4.30 Hasil perhitungan Efisiensi kolektor pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15
cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban
handuk 0,525 kg (lanjutan).
Waktu
f) Kelembaban spesifik
Tabel 4.31 Data perhitungan P- saturated (dari Tabel 4.3)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
0 0 4.51 2.01 25.30 6.97 14.82 4.69 699
1 10 5.98 2.57 35.15 10.33 27.56 8.77 833 2 20 6.74 2.74 36.72 11.02 29.33 9.75 922 3 30 5.14 2.20 33.30 9.46 23.96 6.91 861 4 40 5.19 2.25 37.08 11.18 25.99 8.18 915 5 50 5.00 2.15 34.81 10.11 25.85 8.05 929 6 60 3.79 1.66 35.50 10.48 31.99 9.96 517 7 70 5.28 2.30 37.80 11.41 34.64 11.18 543 8 80 3.42 1.62 33.46 9.60 27.41 9.96 904 9 90 2.83 1.34 32.48 9.18 30.41 10.26 865 10 100 3.60 1.62 36.55 10.71 28.14 9.60 785 11 110 2.99 1.47 37.44 11.02 44.93 13.80 809 12 120 4.91 2.08 40.39 12.15 47.86 14.63 745
Tabel 4.32 Data perhitungan T-hg (dari Tabel 4.3)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
Tabel 4.32 Data perhitungan T-hg (dari Tabel 4.3)
Perhitungan menggunakan rumus dari Gambar 4.2 Grafik T-hg (lajutan).
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
9 90 2540.49 2528.39 2600.25 2563.78 2598.01 2566.44 865 10 100 2544.63 2531.46 2604.38 2567.51 2595.41 2564.84 785 11 110 2541.39 2529.83 2605.23 2568.22 2611.89 2574.06 809 12 120 2550.37 2535.44 2607.97 2570.70 2614.26 2575.65 745
Tabel 4.33 Data perhitungan T-hf (dari Tabel 4.3)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2) menit Kering Basah Kering Basah Kering Basah
Tabel 4.34 Data perhitungan T-hfg (dari Tabel 4.3)
No
Waktu Masuk Kolektor Keluar Kolektor Setelah beban GT (W/m2)
P-sat, T-hg, T-hf, T-hfg yang dapat diambil dari Tabel 4.31, Tabel 4.32, Tabel 4.33, dan Tabel 4.34.
Kelembaban Spesifik ( 1 ) dengan menggunakan rumus:
Dengan cara perhitungan yang sama, maka didapatkan data hasil perhitungan dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan alat 30˚, beban handuk 0,525 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.35 Hasil perhitungan kelembaban spesifik dan kelembaban relatif pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 30˚, kemiringan
alat 30˚, beban handuk 0,525 kg.
Waktu (menit)
Masuk kolektor Keluar kolektor Setelah beban
ω2 ω1 Φ
Φ
(%) ω2 ω1 Φ
Φ
(%) ω2 ω1 Φ
Φ
h) Penurunan berat yang dihasilkan (%W)
Diketahui: Dengan alat pengering : Penjemuran langsung : Wawal = 0,525 (kg) Wawal = 0,525 (kg)
Wakhir = 0,175 (kg) Wakhir = 0,25 (kg)
ΔW = Wawal– Wakhir ΔW = Wawal– Wakhir
ΔW = 0,525 – 0,175 ΔW = 0,525 – 0,25
ΔW = 0,35 kg ΔW = 0,275 kg
i) Persentase berat yang dihasilkan (%W) :
% W = 100%
W ) W (
awal
X
Dengan alat pengering : Penjemuran langsung
% W = 100%
0,5 ) 0,35 (
X % W = 100%
0,5 ) 0,275 (
X
% W = 66,67 % % W = 52,38 %
4.3.2 Pengering Energi Surya Dengan Absorber Porus Aluminium Ketebalan Absorber 15 cm, Sudut Udara Masuk 60˚, Beban handuk 0,525 kg.
a) Menghitung Penurunan Tekanan (∆p) Data Tabel 4.4
Diketahui :
h1 = 1 m h = 0,01 m h2 = 0,5 m
T setelah beban kering = 53,6 0C
b) Menghitung Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air Q = massa air yang keluar x hfg
hfg diperoleh dari persamaan yang dihasilkan Gambar 4.4 Grafik
T-hfg
X= suhu kering keluar kolektor
hfg = y = -10-5x3 + 0,000x2– 2,387x + 2501
= -10-5. (54,9)3 + 0,000.(54,9)2– 2,387.(54,9) + 2501 = 2368,30 kj/kg
Dengan cara perhitungan yang sama, maka didapatkan data hasil perhitungan dari pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg disajikan dalam tabel.
Tabel 4.36 Hasil perhitungan kalor yang diperlukan pada pengering energi surya dengan absorber porus aluminium ketebalan absorber 15 cm, sudut udara masuk 60˚, beban handuk 0,525 kg.
Waktu (menit)
ρ ρ1 ρ2 ∆p Hfg Q
(kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (Pa) (kj/kg) (kj) 0 1.161 1.076 1.081 1.224 2368.30 888.11 10 1.161 1.071 1.084 1.259 2364.33 886.62 20 1.161 1.084 1.096 1.072 2374.24 890.34 30 1.161 1.072 1.092 1.209 2365.08 886.90 40 1.161 1.062 1.072 1.409 2357.12 883.92 50 1.161 1.076 1.078 1.244 2367.80 887.93 60 1.161 1.085 1.083 1.127 2374.73 890.52 70 1.161 1.088 1.088 1.076 2376.70 891.26 80 1.161 1.073 1.070 1.308 2365.82 887.18 90 1.161 1.082 1.073 1.210 2372.51 889.69 100 1.161 1.079 1.074 1.231 2370.28 888.85 110 1.161 1.084 1.073 1.183 2374.24 890.34 120 1.161 1.097 1.080 1.027 2383.35 893.76
Dengan : h1 = 1 m, h2 =0,5 m
c) Intensitas Energi surya yang datang
Dalam penelitian yang telah dilaksanakan, Intensitas energi surya yang datang sudah diambil menggunakan alat pengukur Gt (Day Star), dan diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 4.37 Data hasil pengukuran Gt dengan alat ukur.
No
Waktu (menit)
Radiasi Watt/m2
0 0 760
1 10 822
2 20 397
3 30 856
4 40 835
5 50 843
6 60 861
7 70 757
8 80 793
9 90 686
10 100 752
11 110 788
12 120 185
Gt rata - rata = 718.08
d) Daya Berguna (
Q
u ).Daya berguna dapat diperoleh dengan persamaan :
t
= 0,1742 kg/detik
Cp = 1,005 J/kg.˚C (1 Atmosfir) Dari tabel 4.4 diketahui:
