Unjuk kerja distilasi air energi surya dengan pemanfaatan panas air limbah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN PEMANFAATAN PANAS AIR LIMBAH. SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T). Disusun oleh :. ANDREAS ANNDU PATTRA SUMINTO NIM : 155214001. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019. i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE PERFOMANCE OF SOLAR ENERGY WATER DISTILLATION USING WASTE WATER HEAT. FINAL PROJECT As partial fullfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering. Presented by :. ANDREAS ANNDU PATTRA SUMINTO Student Number : 155214001. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2019. ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. TUGAS AKHIR UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN PEMANFAATAN PANAS AIR LIMBAH. Disusun oleh :. ANDREAS ANNDU PATTRA SUMINTO NIM : 155214001. Telah disetujui oleh : Dosen Pembimbing Skripsi. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.. iii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN PEMANFAATAN PANAS AIR LIMBAH Yang dipersiapkan dan disusun oleh : ANDREAS ANNDU PATTRA SUMINTO NIM : 155214001 Telah dipertahankan dihadapan tim penguji pada tanggal 21 Juni 2019 dan dinyatakan telah lulus memenuhi syarat Susunan Dewan Penguji Nama Lengkap. Tanda Tangan. :. ____________. Sekretaris :. ____________. Anggota. ____________. Ketua. : Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.. Tugas akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Yogyakarta, 22 Juni 2019 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.. iv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul : UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN PEMANFAATAN PANAS AIR LIMBAH dibuat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Strata 1, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas akhir atau penelitian yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun, kecuali bagian informasi yang dicantumkan dalam daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah. Yogyakarta, 22 Juni 2019 Penulis,. Andreas Anndu Pattra Suminto (155214001). v.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama. : Andreas Anndu Pattra Suminto. Nomor Mahasiswa. : 155214001. Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA DENGAN PEMANFAATAN PANAS AIR LIMBAH beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikan saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyatakan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 22 Juni 2019 Yang Menyatakan. Andreas Anndu Pattra Suminto (155214001). vi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK. Bagi manusia, air merupakan salah satu kebutuhan pokok karena digunakan untuk minum. Namun kenyataannya tidak semua tempat memiliki cadangan air yang siap minum karena tercemar oleh bakteri, kuman, tanah, dan zat merugikan lainnya. Salah satu cara untuk memperoleh air bersih adalah dengan menggunakan distilasi surya. Dalam distilasi surya ini, prinsip kerjanya memanfaatkan dua proses yaitu penguapan dan pengembunan. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi proses penguapan adalah temperatur air masukan, sedangkan yang mempengaruhi proses pengembunan adalah temperatur kaca dan tekanan. Namun, masalah yang terjadi pada alat distilasi surya adalah masih rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi adalah dengan memanfaatkan proses pemanasan awal. Sehingga pada penelitian kali ini akan memanfaatkan panas air limbah yang tidak menguap untuk digunakan pada bak pencampur, pipa pemisah dan alat penukar kalor (APK) serta debit air masukan divariasikan untuk memperbaiki proses penguapan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efek penggunaan bak pencampur, pipa pemisah, APK, serta variasi debit air masukan. Variabel yang divariasikan adalah variasi debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1), 0,5 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 2), 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 3), 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 4), 0,5 liter/jam menggunakan bak campur (variasi 5). Penelitian dilakukan secara eksperimen di dalam ruangan menggunakan lampu pemanas berjumlah 6 buah untuk menyimulasikan energi surya dengan daya tiap lampu sebesar 375 W. Secara keseluruhan, unjuk kerja terbaik ada pada variasi debit air masukan 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1) dengan efisiensi 64% dan hasil air 0,33 liter/jam.. Kata Kunci : Alat penukar kalor, pipa pemisah, distilasi, unjuk kerja.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT In general, water is one of the major needs of every single person as it is used for drinking. In fact, some places may not have any reservoir which is ready to supply drinking water. Those reservoirs might not be used as the source of water supply as they could possibly be polluted by bacteria, contaminated soil and the other harmful substances. On that account, one of the ways to have clean water supply is by using the solar distillation. In this case, this solar power distillation works throughout the two main processes; they are: evaporation process as well as condensation process. In detail, one of the main influences for the evaporation process is the inflow of the water. In addition, the factors which might influence the condensation process are the temperature of the glass and the pressure. However, a problem comes up as the solar distillation instruments show the low level of efficiency results. Therefore, focusing on the pre-heating process is one of the reasonable ways to increase the efficiency level. To emphasize, in this research, the researcher used the heat of the waste water which was not evaporated as it gets into the mixing basin, the pipe separator, and the heat exchanger. Also, the water debit inflow is included as it varies in bringing betterment to the evaporation process. It is important to realize that this research is aimed to analyze the effects of the use of the mixing basin, the pipe separator, the heat exchanger, and also the variation of the water debit inflow. The variables are varied; they are: the debit variation of 0.3 liter/hour which uses the pipe separator (1st variation), 0.5 liter/hour which uses pipe separator (2nd variation), 0.8 liter/hour which uses pipe separator (3rd variation), 0.3 liter/hour which uses the heat exchanger (4th variation), and also 0.5 liter/hour which uses the mixing basin (5th variation). In this experimental research, the research is done in a room which is equipped with the six thermal lamps of 375 watt for each. Those thermal lamps play the role as the solar power. In general, the best performance is shown by the water debit inflow variation as it performs 0.3 liter/hour which uses the pipe separator (1st variation) with the efficiency of 64% and the water result shows 0.33 liter/hour.. Keywords : Heat exchanger, pipe separator, distillation, the performance. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan baik dan penyusunan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Skripsi ini sebagai salah satu syarat akademis yang wajib pada studi di Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tujuan Skripsi sendiri adalah sebagai sarana mahasiswa untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Penyusunan Skripsi yang telah dibuat ini, tidak lepas dari dukungan, bantuan serta motivai banyak pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan rasa penghargaan yang besar kepada: 1.. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.. 2.. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.. 3.. Ir. F.A. Rusdi Sambada, M.T. selaku Dosen Pembimbing Skripsi.. 4.. Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekaputra, selaku Dosen Pembimbing Akademik.. 5.. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta atas semua ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan.. 6.. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, yang telah membantu saya selama perkuliahan hingga selesainya penulisan skripsi ini.. 7.. Yohanes Suminto dan Magdalena Ariyanti sebagai orang tua penulis serta Elisabeth Avryanne sebagai kakak yang selalu memberi semangat dan dorongan baik berupa materi, maupun moral.. 8.. Anna Ferinta Kristi yang selalu memberikan semangat dan dukungan secara moral.. 9.. Teman-teman dan sahabat Teknik Mesin terutama teman – teman TMA 2015 yang tidak dapat disebutkan satu persatu.. 10. Seluruh pihak yang secara langsung maupun tidak langsung memberikan ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. bantuan berupa material maupun moral. Di akhir kata, penulis menyadari isi dari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun dari pembaca, agar laporan ini dapat menjadi lebih baik lagi. Penulis juga berharap laporan ini dapat digunakan sebaik-baiknya dan bermanfaat bagi semua pihak.. Yogyakarta, 22 Juni 2019. Andreas Anndu Pattra Suminto ( 155214001 ). x.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i TITTLE PAGE ...................................................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii ABSTRACT ........................................................................................................ viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................................................1. 1.2. Identifikasi Masalah ......................................................................................................4. 1.3. Rumusan Masalah ..........................................................................................................4. 1.4. Batasan Masalah .............................................................................................................4. 1.5. Tujuan ................................................................................................................................5. 1.6. Manfaat Penelitian .........................................................................................................5. BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 6 2.1. Penelitian Terdahulu......................................................................................................6. 2.2. Landasan Teori................................................................................................................7. 2.3. Kerangka Penelitian.................................................................................................... 15. 2.4. Hipotesis ........................................................................................................................ 15 xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 16 3.1. Metode Penelitian........................................................................................................ 16. 3.3. Variabel yang divariasikan ....................................................................................... 20. 3.4. Parameter yang diukur ............................................................................................... 20. 3.5. Alat ukur yang digunakan ......................................................................................... 21. 3.6. Langkah Penelitian ..................................................................................................... 22. 3.7. Langkah dan Analisis Data....................................................................................... 23. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 24 4.1. Data Penelitian ............................................................................................................. 24. 4.2. Hasil Penelitian dan Perhitungan ............................................................................ 29. 4.3. Analisis Data................................................................................................................. 34 4.3.1 Pengaruh Pipa Pemisah dan Variasi Debit Air Masukan Terhadap Unjuk Kerja Alat ................................................................................ 34 4.3.2 Pengaruh Bak Pencampur Terhadap Unjuk Kerja Alat ..................... 44 4.3.3 Pengaruh APK Terhadap Unjuk Kerja Alat ....................................... 54. BAB V KESIMPULAN ...................................................................................... 65 5.1. Kesimpulan ................................................................................................................... 65. DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 66 LAMPIRAN ......................................................................................................... 68. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Hasil penelitian per 10 menit variasi 1 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah ............................................................. 24. Tabel 4.2. Hasil penelitian per 10 menit variasi 2 dengan debit 0,5 liter/jam menggunakan pipa pemisah ............................................................. 25. Tabel 4.3. Hasil penelitian per 10 menit variasi 3 dengan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah ............................................................. 26. Tabel 4.4. Hasil penelitian per 10 menit variasi 4 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan APK .......................................................................... 27. Tabel 4.5. Hasil penelitian per 10 menit variasi 5 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan bak pencampur ......................................................... 28. Tabel 4.6. Hasil perhitungan variasi 1 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah ............................................................. 29. Tabel 4.7. Hasil perhitungan variasi 2 dengan debit 0,5 liter/jam menggunakan pipa pemisah ............................................................. 30. Tabel 4.8. Hasil perhitungan variasi 3 dengan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah ............................................................. 31. Tabel 4.9. Hasil perhitungan variasi 4 dengan debit 0,4 liter/jam menggunakan APK .......................................................................... 32. Tabel 4.10. Data hasil penelitian efektifitas APK .............................................. 32. Tabel 4.11. Hasil perhitungan variasi 5 dengan debit 0, liter/jam menggunakan bak pencampur ......................................................... 33. Tabel 4.12. Unjuk kerja alat dengan debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, 3) .................... 34. Tabel 4.13. Unjuk kerja alat dengan debit 0,5 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,5 liter/jam menggunakan bak pencampur (variasi 2 dan 5)............................................................................... 44. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.14. Unjuk kerja alat dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ..................................................................................................... 54. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Skema Radiasi, Penguapan dan Pengembunan...................................8. Gambar 2.2. Bentuk APK dari luar (A) dan aliran air di dalam APK (B) ............10. Gambar 2.3. Bak pencampur (A) dan Pipa Pemisah (B) .......................................12. Gambar 3.1. Skema posisi lampu inframerah ....................................................... 16. Gambar 3.2. Alat distilasi absorber kain .............................................................. 17. Gambar 3.3. Skema alat distilasi dengan menggunakan APK ............................. 17. Gambar 3.4. Skema alat distilasi dengan menggunakan pipa pemisah ................ 18. Gambar 3.5. Skema alat distilasi dengan menggunakan bak pemisah ................. 18. Gambar 3.6. Absorber Kain .................................................................................. 19. Gambar 3.7. Gambar titik – titik pengukuran ....................................................... 21. Gambar 4.1. Perbandingan efisiensi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............34. Gambar 4.2. Perbandingan hasil air pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............35. Gambar 4.3. Perbandingan ΔT pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............35. Gambar 4.4. Perbandingan ΔT pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............36. Gambar 4.5. Perbandingan hkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............37. Gambar 4.6. Perbandingan hkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa (variasi 1, 2, dan 3). ............................37. Gambar 4.7. Perbandingan qkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa (variasi 1, 2 dan 3). .......................38. Gambar 4.8. Perbandingan qkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ........39. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.9. Perbandingan quap pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3).............................. 39. Gambar 4.10 Perbandingan quap pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............40 Gambar 4.11 Perbandingan qradiasi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............41 Gambar 4.12 Perbandingan qradiasi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............41 Gambar 4.13 Perbandingan qtotal pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............42 Gambar 4.14 Perbandingan qtotal pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............42 Gambar 4.15 Perbandingan qloss pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............43 Gambar 4.16 Perbandingan qloss pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). ..............43 Gambar 4.17 Perbandingan efisiensi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur serta (variasi 2 dan 5)...................44 Gambar 4.18 Perbandingan hasil air pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............45 Gambar 4.19 Perbandingan ΔT pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ..........................45 Gambar 4.20 Perbandingan ΔT pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ..........................46 Gambar 4.21 Perbandingan hkonveksi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............47 Gambar 4.22 Perbandingan hkonveksi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............47 Gambar 4.23 Perbandingan qkonveksi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............48 xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.24 Perbandingan qkonveksi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............48 Gambar 4.25 Perbandingan quap pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............49 Gambar 4.26 Perbandingan quap pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............50 Gambar 4.27 Perbandingan qradiasi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............51 Gambar 4.28 Perbandingan qradiasi pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............51 Gambar 4.29 Perbandingan qtotal pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............52 Gambar 4.30 Perbandingan qtotal pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............52 Gambar 4.31 Perbandingan qloss pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............53 Gambar 4.32 Perbandingan qloss pada debit 0,5 liter/jam dengan pipa pemisah debit 0,5 dengan bak pencampur (variasi 2 dan 5). ............53 Gambar 4.33 Perbandingan efisiensi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................54 Gambar 4.34 Perbandingan hasil air pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................55 Gambar 4.35 Perbandingan ΔT pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit. 0,3. liter/jam. menggunakan. APK. (variasi. 1. dan. 4).......................................................................................................55 Gambar 4.36 Perbandingan ΔT pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................. .....56 xvii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.37 Perbandingan hkonveksi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................57 Gambar 4.38 Perbandingan hkonveksi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................57 Gambar 4.39 Perbandingan qkonveksi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................58 Gambar 4.40 Perbandingan qkonveksi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) ................................................................................................59 Gambar 4.41 Efektifitas APK.................................................................................59 Gambar 4.42 Perbandingan quap pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4) .......................................................................................................60 Gambar 4.43 Perbandingan quap pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4).....60 Gambar 4.44 Perbandingan qradiasi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4). ...............................................................................................61 Gambar 4.45 Perbandingan qradiasi pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4). ...............................................................................................62 Gambar 4.46 Perbandingan qtotal pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4). ......................................................................................................62 Gambar 4.47 Perbandingan qtotal pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4). ......................................................................................................63. xviii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.48 Perbandingan qloss pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4). ......................................................................................................63 Gambar 4.49 Perbandingan qloss pada debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah, debit 0,3 liter/jam menggunakan APK (variasi 1 dan 4). ......................................................................................................64. xix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang Air merupakan suatu senyawa kimia (H2O) yang seharusnya tidak berasa,. tidak berwarna dan tidak berbau, karena air dibutuhkan untuk semua makhluk hidup di dunia. Bagi manusia, air merupakan salah satu kebutuhan pokok karena digunakan untuk minum. Namun, pada kenyataannya tidak semua tempat di indonesia memiliki cadangan air atau sumber air yang berkualitas siap minum, seperti di Gedangsari, Gunung Kidul (Kismaya dan Kutandi, 2018) yang mengalami kesulitan air bersih karena daerah aliran sungai yang terkontaminasi lumut sehingga tidak layak konsumsi. Cadangan air yang ada sering kali telah tercemar oleh kuman, bakteri, tanah, garam (air laut) atau zat merugikan lainnya. Air yang dalam kondisi tercemar seperti itu dapat mengganggu kesehatan tubuh apabila dikonsumsi secara langsung. Maka dari itu air yang tercemar tersebut haruslah dijernihkan dahulu sebelum dikonsumsi. Salah satu cara yang dapat dimanfaatkan guna memperoleh air minum dari air yang tercemar adalah dengan menggunakan distilasi air energi surya. Dalam distilasi surya ini, prinsip kerjanya hanya memanfaatkan dua proses yaitu penguapan dan pengembunan. Proses distilasi ini diawali dengan penguapan air tercemar (air kontaminasi), dalam proses penguapan ini diperlukan panas dari energi surya untuk membantu dan mempercepat penguapan air tercemar dan selanjutnya uap tersebut diembunkan. Zat – zat tercemar yang terkandung dalam air tersebut tidak terbawa ketika terjadi proses penguapan sehingga air yang dihasilkan oleh pengembunan uap ini adalah air bersih dan layak untuk dikonsumsi. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Permasalahan yang sangat umum terjadi pada alat distilasi air energi surya jenis absorber kain ini adalah masih rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Maka dari itu, untuk mengatasi permasalahan efisiensi tersebut salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan meperbaiki proses penguapan. Maka pada penelitian kali ini, digunakan panas air limbah yang dimanfaatkan sebagai pemanasan awal untuk mempercepat penguapan. Sehingga, pada penelitian kali ini akan diteliti pengaruh jumlah debit air yang mengalir pada absorber kain, serta pengaruh penggunaan bak pencampur, pipa pemisah, serta alat penukar kalor (APK) yang berfungsi untuk mempercepat penguapan. APK menggunakan jenis aliran searah. Sehingga pada APK jenis ini diharapkan bahwa temperatur air limbah keluar distilator dapat dimanfaatkan dengan membuang kalor ke air masukan absorber dengan perantara pipa tembaga sehingga temperatur air masuk distilator akan naik. Serta penggunaan bak pencampur dan pipa pemisah dapat meningkatkan temperatur air masukan karena air limbah yang panas memiliki massa jenis yang lebih kecil (lebih ringan) dibandingkan dengan air dingin, sehingga air panas akan berada di permukaan dan posisi selang pompa masuk distilator berada di permukaan air dalam bak atau pipa, sehingga air panas limbah dapat terhisap pompa dan masuk ke distilator. Pada penelitian kali ini alat distilasi energi surya yang digunakan merupakan distilasi jenis absorber kain. Alat distilasi ini memiliki dua komponen utama yaitu absorber dan kaca penutup sebagai isolasi. Absorber berfungsi sebagai penampung air kotor yang akan didistilasi dan juga sebagai penyerap panas dari energi surya yang membantu proses penguapan. Kaca penutup difungsikan untuk mengisolasi panas agar panas yang diserap absorber tidak keluar ke lingkungan sekitar dan sekaligus sebagai tempat pengembunan uap air dimana setelah air menguap maka embun akan menempel pada kaca.. 2.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Efisiensi digunakan sebagai tolok ukur unjuk kerja alat distilasi air energi surya. Keefektifan absorber dalam menyerap panas energi surya, keefekifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa/volume air di alat distilasi, dan temperatur awal air tercemar yang masuk ke dalam distilator merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi yang dihasilkan. Oleh karena itu, bahan dengan nilai absorbtivity energi surya yang baik akan digunakan sebagai bak absorber. Untuk meningkatkan nilai absorbtivity pada umumnya absorber berwarna hitam, hal ini dikarenakan warna hitam memiliki nilai absorbtivity sebesar 0,97 (Cengel, 1998). Kaca penutup pada distilasi tidak boleh terlalu panas, karena apabila temperatur kaca terlalu panas maka uap akan sulit untuk mengembun. Jumlah massa/volume air dalam alat destilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan. Tetapi apabila jumlah massa/volume air di dalam alat distilasi terlalu sedikit dapat menyebabkan kerusakan pada alat distilasi. Hal ini disebabkan karena temperaturnya terlalu panas sehingga dapat menyebabkan kain absorber kering dan pada umumnya kaca penutup akan retak atau bahkan pecah. Air yang masuk ke dalam distilasi diusahakan memiliki temperatur yang tinggi dengan cara menaikannya sebelum dimasukan ke alat distilasi. Karena semakin tinggi temperatur air yang masuk maka proses penguapan akan semakin cepat sehingga air hasil distilasi akan semakin banyak dan efisiensi dari alat distilasi energi surya juga akan naik. Cara yang dapat digunakan untuk menaikan temperatur air adalah dengan memanfaatan panas dari air limbah yang berasal dari distilator, adalah dengan menggunakan berbagai alat bantu yaitu bak pencampur, pipa pemisah dan APK.. 3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 1.2. Identifikasi Masalah Di bagian latar belakang sudah dijelaskan bahwa unjuk kerja alat distilasi. terdapat dua faktor penting yaitu penguapan dan pengembunan. Namun, pada alat distilasi yang sudah ada, memiliki kekurangan yaitu efisiensi yang rendah dikarenakan penguapannya yang kurang tinggi. Untuk itu, supaya penguapan semakin tinggi digunakan bak pencampur, pipa pemisah dan APK. Karena bak pencampur, pipa pemisah dan APK digunakan untuk menaikkan temperatur masuk distilator sehingga efisiensinya akan meningkat.. 1.3. Rumusan Masalah Berdasarkan dari pemaparan identifikasi masalah diatas, peneliti dengan ini. merumuskan rumusan masalah yang peneliti akan kaji. 1.. Bagaimana unjuk kerja dari alat distilasi air jenis absorber kain dengan pipa pemisah ?. 2.. Bagaimana unjuk kerja dari alat distilasi air jenis absorber kain dengan bak pencampur ?. 3.. Bagaimanakah unjuk kerja alat distilasi air jenis absorber kain dengan APK ?. 1.4. Batasan Masalah Adapun batasan-batasan masalah yang di terapkan dalam penelitian ini yaitu. sebagai berikut : 1.. Penelitian dilakukan di dalam ruangan dengan menggunakan lampu pemanas untuk mensimulasikan energi surya.. 2.. Pengujian yang dilakukan selama 2 jam untuk setiap variasi. 3.. Nilai transmisivitas absorbsivitas (ԏα) sebesar 0,81 4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.. Laju aliran dianggap konstan. 5.. Rugi-rugi akibat gesekan pada pipa APK diabaikan. 6.. Temperatur absorber dianggap sebagai temperatur air yang akan didistilasi. 1.5. 7.. Temperatur pada luasan kaca dan absorber dianggap merata. 8.. Energi panas lampu inframerah pada setiap pengujian sama.. Tujuan Tujuan dari penelitian alat ini adalah : 1. Menganalisis efek penggunaan pipa pemisah terhadap unjuk kerja alat. 2. Menganalisis efek penggunaan bak pencampur terhadap unjuk kerja alat. 3. Menganalisis efek penggunaan APK terhadap unjuk kerja alat.. 1.6. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah menambah kepustakaan tentang pengaruh. penggunaan APK, bak pencampur, pipa pemisah pada distilasi air jenis absorber kain yang dapat digunakan untuk referensi bagi peneliti sejenis berikutnya. 5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1. Penelitian Terdahulu Berdasarkan penelitian terdahulu yang pernah dilakukan, faktor – faktor. yang mempengaruhi unjuk kerja alat distilasi air energi surya diantaranya pengaruh jenis material absorber dalam menyerap energi surya (Panchal dkk, 2015; Dinni dan Ahmad, 2015), pengaruh proses preheating (pemanasan awal) pada air masukan (Mardlijah dkk, 2015), ketebalan dan kemiringan kaca penutup (Gawande dan Bhuyar, 2012; Al-Garni dkk, 2011), perbedaan temperatur antara absorber (air di dalam distilator) dengan kaca penutup (Abdenacer, 2007). Penelitian tentang distilasi air energi surya berjenis absorber kain dengan penggunaan kaca berpendingin telah dilakukan dengan hasil air terdistilasi terbaik sebesar 3,39 liter per hari dengan debit aliran air absorber kain 2 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 13 ml/s, sehingga efek pendinginan kaca berpengaruh terhadap proses pengembunan, maka diperoleh efisiensi tertinggi sebesar 33,4% (Dwi, 2015). Penelitian ini ingin mengetahui efek pemanasan awal (preheating) untuk mempercepat proses penguapan. Penilitian penggunaan APK pada distilasi air energi surya absorber kain memperoleh hasil sebesar 0,47 liter/m2.jam dengan debit aliran air absorber kain 0,6 liter/jam dan debit aliran spray 15 liter/jam dengan efektifitas APK sebesar 60%, hal ini terjadi karena panas yang diserap oleh APK disalurkan dengan baik untuk membantu proses pemanasan air sebelum masuk ke dalam absorber (preheating), sehingga dapat mempercepat proses penguapan (Bulantara, 2018). Penelitian lain menggunaan APK memiliki efektivitas 28% dengan debit aliran air absorber 1 liter/jam dan debit spray 10 liter/jam sehingga efisiensi alat distilasi sebesar 79% dengan hasil air terdistilasi 0,37 liter/jam.m 2 6.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. karena APK mampu memanaskan air masukan sehingga dapat mempercepat proses penguapan (Aji, 2018). Pada Penelitian lain dengan memanfaatkan proses pemanasan awal (preheating) dihasilkan unjuk kerja terbaik dengan hasil air distilasi sebesar 0,330 liter/jam dengan efisiensi sebesar 48,5% menggunakan pipa pemanas 140 cm sebagai preheater dan debit air masukan sebesar 0,6 liter/jam (Pratiwan, 2018). 2.2. Landasan Teori Distilasi air energi surya jenis absorber kain merupakan alat distilasi yang. sangat umum dan banyak digunakan untuk mendapatkan air bersih dari air yang terkontaminasi. Proses penguapan menjadi keunggulan dari alat distilasi air energi surya jenis absorber kain. Hal ini dikarenakan jumlah volume dan massa air tiap satuan luas absorber yang lebih kecil. Absorber kain dalam alat distilasi ini ini dapat menerima energi surya yang lebih maksimal karena posisi absorber yang sejajar dengan kaca penutup yang menyebabkan jumlah energi surya lebih besar. Namun kelemahan alat ini adalah adanya pengaturan aliran air masukan serta kerugian energi panas dari air terkontaminasi yang keluar dari distilasi yang belum menguap. Penguapan, pengembunan dan radiasi adalah faktor utama yang sangat mempengaruhi distilasi energi surya. Penguapan adalah proses perubahan fase dari cair menjadi uap. Penguapan dapat dipercepat dengan menaikkan temperatur fluida cair yaitu salah satunya dengan pemanasan awal (preheating). Selain itu, proses penguapan dapat dipercepat juga dengan cara memperbesar luas permukaan fluida cair, memperkecil tekanan di atas permukaan fluida cair dan mengalirkan udara kering di atas permukaan fluida cair. Pengembunan adalah perubahan fase dari uap air menjadi embun. Pengembunan terjadi jika adanya perbedaan temperatur udara dan udara tersebut 7.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. semakin bertambah dingin hingga mencapai titik embun. Titik embun merupakan temperatur dimana udara dapat menahan uap air sebanyak mungkin. Sehingga jika temperatur udara semakin dingin, uap air akan mengembun di permukaan (kaca penutup). Sehingga semakin dingin temperatur kaca, semakin cepat pula pengembunannya. Selain itu tingkat kelembaban juga dapat mempengaruhi proses pengembunan karena kelembaban yang tinggi memiliki jumlah uap air yang banyak. Namun dalam hal ini, perbedaan temperatur menjadi faktor utama agar peristiwa penguapan dan pengembunan dapat terjadi. Radiasi adalah perpindahan yang tidak membutuhkan perantara dalam memindahkan panas dari suatu benda ke benda lain. Panas dari radiasi matahari dimanfaatkan alat distilasi air energi surya untuk memanaskan absorber yang berada di dalam distilator. Radiasi sorotan dan sebaran adalah dua macam radiasi yang masuk ke permukaan bumi (Arismunandar, 1995).. Gambar 2.1 Skema Radiasi, Penguapan dan Pengembunan Proses distilasi dengan menggunakan energi surya terjadi secara bertahap, berawal dari energi surya yang masuk ke dalam alat distilasi secara radiasi dan kemudian memanaskan absorber kain berwarna hitam yang menampung air, sehingga air kotor yang tertampung menguap dan kemudian terjadi perubahan fase. 8.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. menjadi embun yang menempel pada kaca penutup. Namun pada proses ini kotoran tidak ikut menguap sehingga embun yang terbentuk pada kaca penutup merupakan air bersih. Proses penguapan dan pengembunan yang meningkat akan menghasilkan efisiensi yang baik bahkan maksimal. Konveksi merupakan perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat penghantar panas. Terjadinya perpindahan panas secara konveksi karena perbedaan temperatur antara dua objek. Perpindahan panas antara air di absorber dan kaca penutup secara konveksi mengakibatkan udara di antara absorber dan kaca menjadi panas sehingga panasnya udara di dalam distilator menyebabkan penguapan air pada absorber. Namun tidak semua air yang dialirkan dan dipanaskan absorber dapat menguap. Air yang tidak menguap ini akan keluar sebagai air panas dan ini merupakan kerugian panas. Namun, kerugian ini akan dimanfaatkan lagi dengan bantuan APK, bak pencampur, dan pipa pemisah. Untuk mempercepat penguapan, maka akan dilakukan pemanasan awal air masukan (preheating), dengan menggunakan bebarapa alat bantu yaitu APK, bak pencampur, dan pipa pemisah. APK adalah alat yang digunakan untuk memindahkan atau mentransmisikan energi panas dari fluida panas ke fluida yang dingin. Ada banyak penggunaan APK yang dimanfaatkan dalam kehidupan sehari – hari seperti AC rumah tangga, radiator kendaraan bermotor, dan yang lainnya. Pada penelitian kali ini, APK dimanfaatkan untuk mempercepat proses pemanasan air (pre-heating), dengan adanya APK ini diharapkan air masukan dapat panas (naik suhunya) sebelum masuk ke alat distilasi dan mempercepat proses penguapan.. 9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. (A). (B) Gambar 2.2 Bentuk APK dari luar (A) dan aliran air di dalam APK (B) Pada Gambar 2.2 tanda panah warna merah merupakan arah aliran air panas yang berasal dari air limbah absorber. Air limbah yang panas ini akan digunakan untuk membantu menaikkan temperatur air masukan ke absorber (panah warna biru). Panas yang dimiliki oleh air limbah dari absorber di pindahkan ke air dingin dari bak penampung melalui perantara pipa berbahan tembaga dengan ketebalan 0,5 mm.. 10.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Nilai efektivitas APK merupakan perbandingan perpindahan panas aktual dengan panas maksimum yang dapat dipindahkan. Sehingga untuk perhitungannya dapat dijabarkan dengan rumus sebagai berikut (Pane, 2014) :. ε. APK. =. 𝑄𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑄𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙. =. 𝐶𝑐.(𝑇𝑐.𝑜𝑢𝑡−𝑇𝑐.𝑖𝑛) 𝐶𝑚𝑖𝑛.(𝑇ℎ.𝑖𝑛−𝑇𝑐.𝑖𝑛). =. 𝐶ℎ.(𝑇ℎ.𝑖𝑛−𝑇ℎ.𝑜𝑢𝑡) 𝐶𝑚𝑖𝑛.(𝑇ℎ.𝑖𝑛−𝑇𝑐.𝑖𝑛). (1). 𝐶𝑐 = 𝑚𝑐 × 𝑐𝑐 𝑑𝑎𝑛 𝐶ℎ = 𝑚ℎ × 𝑐ℎ. (2). 𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶ℎ = 𝑚ℎ × 𝑐ℎ → 𝑎𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎 𝐶ℎ < 𝑐𝑐. (3). 𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶𝑐 = 𝑚𝑐 × 𝑐𝑐 → 𝑎𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎 𝐶𝑐 < 𝑐ℎ. (4). Dengan. ε. adalah efektivitas penukar panas (%). ch adalah kalor jenis air. panas (J/kgºC). cc adalah kalor jenis air dingin (J/kgºC). Tc.in adalah temperatur air dingin masuk APK (ºC). Tc.out adalah temperatur air dingin keluar APK (ºC). Th.out adalah temperatur air panas keluar APK (ºC). Th.in adalah temperatur air panas masuk APK (ºC). mh adalah debit air panas (kg/detik) dan mc adalah debit air dingin (kg/detik). Bak pencampur dan pipa pemisah adalah alat yang digunakan untuk menyirkulasikan ulang (recirculation) air panas dari absorber yang belum menguap. Air yang memiliki temperatur panas ini akan dimasukan ulang ke dalam absorber dengan tujuan untuk menaikkan temperatur air masukan sehingga dapat mempercepat proses penguapan. Hal ini dapat terjadi karena air panas memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada air dingin. Sehingga ketika air panas keluar dari absorber kemudian masuk ke bak atau pipa pemisah, air panas tersebut akan berada di permukaan dan langsung terhisap pompa lalu masuk ke absorber untuk diuapkan. 11.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. (A). (B). Gambar 2.3 Bak pencampur (A) dan Pipa Pemisah (B) Pada Gambar 2.3 air berwarna merah adalah air panas yang berasal dari absorber yang tidak menguap yang akan dimasukkan lagi ke absorber. Perbedaan dari keduanya adalah luas penampang dan volume. Besarnya luas penampang dan volume penampung air masukan (bak pencampur dan pipa pemisah) mempengaruhi temperatur air masukan. Pada bak pencampur penampangnya lebih luas, sehingga panas dari hasil pemanasan absorber terbuang ke udara sekitar (menguap) dan tercampur dengan air dingin yang volume dan massanya lebih banyak. Sedangkan pada pipa pemisah, penampangnya lebih kecil, sehingga panas yang terbuang lebih sedikit dibandingkan dengan bak pencampur dan air dingin yang berada di dalam pipa tersebut tertekan ke bak dengan penampang yang lebih besar akibat tekanan dari air panas yang masuk ke pipa pemisah. Karena hal itu, air panas dapat tertampung di dalam pipa pemisah.. 12.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Efisiensi distilasi dapat diartikan sebagai perbandingan antara jumlah energi matahari yang digunakan dalam proses penguapan dengan jumlah energi yang diterima selama waktu tertentu (Arismunandar, 1995). Efisiensi distilasi dihitung dengan rumus sebagai berikut : 𝑚 . ℎ𝑓𝑔. 𝜂 = 𝐴𝑐 .𝐺𝑇. .𝑑𝑡. 𝑚𝑎𝑡𝑎ℎ𝑎𝑟𝑖. × 100%. (5). Dengan m sebagai hasil air terdistilasi (kg), hfg sebagai panas laten air (J/kg), Ac sebagai luasan alat distilasi (m2), GT sebagai energi panas lampu inframerah (W/m2) dan dt adalah lama waktu pemanasan. Laju perpindahan panas konveksi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :. 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 =. 𝑞𝑢𝑎𝑝 𝐶) 16,27 × 10−3 × (𝑃𝑇𝑊 −𝑃 −𝑇 𝑊. 𝐶. × 1000 𝑊⁄𝑚2. (6). Dengan quap adalah laju penguapan air ke permukaan kaca (W/m 2), Pw adalah tekanan parsial uap (Pa) dan Pc adalah tekanan parsial udara (Pa), Tw adalah temperatur absorber (K) dan Tc adalah temperatur kaca (K) Energi panas dari absorber sebagian akan di konveksikan ke kaca. hkonv adalah koefisien konveksi (W/m2.ºC). Koefisien konveksi dihitung dengan rumus sebagai berikut :. ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 =. 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 ∆𝑇. (7). ∆T (delta T) adalah perbedaan temperatur antara absorber dengan kaca penutup. Dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : ∆𝑇 = 𝑇𝑤 − 𝑇𝑐. (8). Dengan Tw adalah temperatur absorber (ºC) dan Tc adalah temperatur kaca (ºC). 13.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Proses penguapan air di absorber ke kaca dapat dihitung dengan persamaan Darcy Weishbach dengan rumus sebagai berikut : 𝑃 −𝑃. 𝑚 × ℎ𝑓𝑔 = 𝑞𝑢𝑎𝑝 = 16,27 × 10−3 × 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 × (𝑇𝑊−𝑇𝐶 ) × 1000 𝑊⁄𝑚2 𝑊. 𝐶. (9). Dengan quap sebagai laju penguapan air ke permukaan kaca (W/m 2), qkonv adalah laju perpindahan panas secara konveksi (W/m2), Pw adalah tekanan parsial uap (Pa), Pc adalah tekanan parsial udara (Pa), Tw adalah temperatur absorber (K), Tc adalah temperatur kaca (K). Laju perpindahan panas secara radiasi (qrad) dapat dihitung berdasar rumus sebagai berikut : 𝑞𝑟𝑎𝑑 = 5,67 × 10−11 × 0,9 × (𝑇𝑊 4 − 𝑇𝐶 4 ) × 1000 𝑊⁄𝑚2. (10). Dengan Tw adalah tempertur absorber (K) dan Tc adalah temperatur kaca (K) Laju perpindahan panas total (qtotal) merupakan penjumlahan dari qkonveksi, qradiasi, dan quap dari air ke kaca (W/m2) dapat dihitung berdasar rumus sebagai berikut : 𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑞𝑢𝑎𝑝 + 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 + 𝑞𝑟𝑎𝑑 𝑊⁄𝑚2. (11). Laju perpindahan panas yang hilang (qloss) dapat dihitung berdasar rumus sebagai berikut : 𝑞𝑙𝑜𝑠𝑠 = 𝐺 × ԏα − 𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑊⁄𝑚2. (12). Dengan G adalah energi panas lampu inframerah (W/m2), ԏα adalah nilai transmisivitas dan absorbsivitas, dan qtotal adalah laju perpindahan panas total (W/m2).. 14.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.3. Kerangka Penelitian Untuk mempercepat proses penguapan maka digunakan alat penukar kalor. yang bertujuan untuk menaikkan temperatur air masukan dengan cara memindahkan panas dari air yang memiliki temperatur tinggi ke air yang bertemperatur rendah dengan menggunakan dua pipa tembaga yang memiliki diameter yang berbeda, dengan salah satu pipa diletakkan di dalamnya. Sehingga air yang dingin tersebut akan naik temperaturnya. Efektivitas dari alat penukar kalor adalah hasil perbandingan antara perpindahan panas aktual dengan panas maksimum yang dapat dipindahkan yang dapat dihitung pada persamaan (1). Pipa pemisah dan bak pencampur memiliki cara kerja yang sama yaitu menyirkulasikan ulang air limbah dari alat distilasi yang masih memiliki temperatur tinggi tetapi belum menguap dengan memanfaatkan massa jenis yang berbeda, yaitu massa jenis air panas lebih kecil (lebih ringan) daripada air dingin sehingga air panas berada dipermukaan dan terhisap oleh pompa, dan perbedaan dari keduanya terletak pada luas penampang dan volumenya yang akan berakibat pada kenaikan temperatur air masukan.. 2.4. Hipotesis Hipotesis dari penelitian kali ini adalah penggunaan APK dapat digunakan. untuk menaikkan temperatur air masukan ke absorber untuk mempercepat proses penguapan. Penggunaan bak pencampur dan pipa pemisah dapat digunakan untuk menaikkan temperatur dengan menyirkulasikan air panas dari absorber yang tidak menguap untuk diuapkan kembali di dalam alat distilasi. Sehingga dengan naiknya temperatur air masukan, maka proses penguapan akan semakin meningkat sehingga efisiensi akan semakin baik.. 15.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN. 3.1. Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimen pada alat. distilasi surya jenis absorber kain yang disimulasikan menggunakan lampu inframerah sebagai pengganti energi surya. Digunakan lampu inframerah berjumlah 6 buah untuk mempermudah dalam melakukan pengamatan dan kontrol alat. Lampu yang digunakan memiliki daya sebesar 375 W dengan temperatur benda hitam 2450 K. Sehingga energi panas lampu inframerah yang dimiliki sebesar 384 W/m2 dan posisi lampu inframerah yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.1.. Gambar 3.1 Skema posisi lampu inframerah. 16.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 3.2. Skema dan Spesifikasi Alat. Gambar 3.2 Alat distilasi absorber kain Gambar 3.2 adalah alat distilasi secara menyeluruh. (1) absorber kain, (2) APK, (3) bak penampung dengan pipa pemisah, (4) bak penampung hasil air terdistilasi dan (5) lampu inframerah.. Gambar 3.3 Skema alat distilasi dengan menggunakan APK 17.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 3.3 adalah skema alat distilasi dengan menggunakan APK. (1) adalah absorber kain, (2) adalah bak penampung air kotor (air masuk absorber), (3) adalah bak penampung air sisa dari absorber dan APK, (4) adalah bak penampung hasil air terdistilasi, (5) adalah APK, (6) adalah pompa dan katup pengukur debit aliran masuk absorber.. Gambar 3.4 Skema alat distilasi dengan menggunakan pipa pemisah Gambar 3.4 adalah skema alat distilasi dengan menggunakan pipa pemisah. (1) adalah absorber kain, (2) adalah bak penampung hasil air terdistilasi, (3) adalah pipa yang menampung air kotor, (4) adalah pompa dan katup pengukur debit aliran masuk absorber.. Gambar 3.5 Skema alat distilasi dengan menggunakan bak pemisah 18.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 3.5 adalah skema alat distilasi dengan menggunakan bak pencampur. (1) adalah absorber kain, (2) adalah bak penampung hasil air terdistilasi, (3) adalah bak yang tercampur dengan air sisa absorber, (4) adalah pompa dan katup pengukur debit aliran masuk absorber.. Gambar 3.6 Absorber Kain Alat distilasi surya jenis absorber kain ini memiliki sepesifikasi sebagai berikut : 1.. Kotak distilasi berbahan multiplex dengan ukuran 60 cm x 80 cm yang memiliki ketebalan sebesar 4,5 cm.. 2.. Kemiringan dari absorber adalah 15 derajat.. 3.. Alas absorber berbahan aluminium dan absorber berbahan kain. 4.. Luasan absorber alat distilasi sebesar 0,43 m2.. 5.. Tebal dinding sebesar 3 cm dan dilapisi dengan karet hitam dengan ketebalan 0,3 cm.. 6.. Kaca penutup memiliki ketebalan 3 mm.. 7.. APK berbahan tembaga dan sekat absorber kain berbahan aluminium.. 19.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 8.. APK memiliki ketebalan 0,5 mm dengan panjang 50 cm, pipa luar APK memiliki diameter 1 1/4 inch, dan pipa dalam APK memiliki diameter 5/8 inch.. 9.. Volume pipa pemisah adalah 100 ml dan volume bak pemisah adalah 600 ml.. 10. Pipa pemisah berdiameter 1/2 inch dengan tinggi 20 cm serta bak pencampur memiliki ukuran panjang 5 cm, lebar 6 cm serta tinggi 20 cm. 3.3. Variabel yang divariasikan Pada penelitian ini ada beberapa variabel yang divariasikan diantaranya. sebagai berikut : 1.. Variasi 1 adalah dengan debit aliran masuk absorber kain sebesar 0,3 liter/jam dengan menggunakan pipa pemisah.. 2.. Variasi 2 adalah dengan debit aliran masuk absorber kain sebesar 0,5 liter/jam dengan menggunakan pipa pemisah.. 3.. Variasi 3 adalah dengan debit aliran masuk absorber kain sebesar 0,8 liter/jam dengan menggunakan pipa pemisah.. 4.. Variasi 4 adalah dengan debit aliran masuk absorber kain sebesar 0,3 liter/jam dengan menggunakan APK.. 5.. Variasi 5 adalah dengan debit aliran masuk absorber kain sebesar 0,5 liter/jam dengan menggunakan bak pencampur.. 3.4. Parameter yang diukur Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.. Tc (ºC). : Temperatur kaca. 20.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.. Tw (ºC). : Temperatur absorber.. 3.. T1 (ºC). : Temperatur air panas keluar APK.. 4.. T2 (ºC). : Temperatur air masuk absorber.. 5.. T3 (ºC). : Temperatur air dingin masuk APK.. 6.. T4 (ºC). : Temperatur air keluar absorber (masuk APK/pipa pemisah/bak pencampur). 7.. T5 (ºC). : Temperatur air pipa pemisah. 8.. T6 (ºC). : Temperatur air bak pencampur. 9.. M (Kg). : Kenaikan air hasil distilasi.. 10. G(W/m2) : Energi panas dari lampu inframerah.. Gambar 3.7 Gambar titik – titik pengukuran. 3.5. Alat ukur yang digunakan Alat ukur yang digunakan pada penelitian kali ini adalah sebagai berikut :. 21.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 1.. Dallas Semiconductor Temperature Sensor (TDS), alat ini digunakan untuk mengukur temperatur pada kaca, temperatur keluar dan masuk absorber, temperatur keluar dan masuk APK serta temperatur air dalam bak pencampur atau pipa pemisah.. 2.. Solar Meter, alat ini digunakan untuk mengukur besarnya energi panas yang diterima dalam satuan W/m2.. 3.. Microcontroller Arduino, alat ini digunakan untuk mengambil data selama penelitian dengan cara menangkap sinyal dan mencatat data tersebut dan disimpan didalam kartu memori dengan file format berbentuk txt.. 4.. Electrical Tape Sensor (E-tape) alat ini digunakan untuk membaca dan mengetahui kenaikan hasil air terdistilasi.. 5.. Gelas ukur, alat ini digunakan untuk mengukur hasil akhir air terdistilasi.. 6.. Stopwatch, alat ini digunakan untuk menentukan laju aliran yang digunakan pada tiap variasi.. 3.6. Langkah Penelitian Langkah – langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai. berikut : 1.. Mempersiapkan dan memeriksa kesiapan sensor, alat distilasi, alat ukur, APK, bak penampung, serta lampu.. 2.. Menyalakan sensor dengan cara masang baterai ke microcontroller arduino.. 3.. Mengatur debit aliran air pada absorber sebesar 0,3 liter/jam dengan variasi 1 yaitu dengan menggunakan pipa pemisah pada alat distilasi. 22.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.. Lampu dinyalakan dengan rentang waktu 120 menit. Pengambilan data akan otomatis tercatat tiap 10 detik oleh microcontroller arduino.. 5.. Mengulang langkah (3 dan 4) dengan mengganti variasi yaitu menggunakan APK sebagai variasi 4. 6.. Mengatur debit aliran air pada absorber sebesar 0,5 liter/jam dengan variasi 2 yaitu dengan menggunakan pipa pemisah pada alat distilasi.. 7.. Lampu dinyalakan dengan rentang waktu 120 menit. Pengambilan data akan otomatis tercatat tiap 10 detik oleh microcontroller arduino.. 8.. Mengulang langkah (6 dan 7) dengan mengganti variasi yaitu menggunakan bak pemisah sebagai variasi 5.. 9.. Mengatur debit aliran air pada absorber sebesar 0,8 liter/jam dengan variasi 3 yaitu dengan pipa pemisah.. 10. Lampu dinyalakan dengan rentang waktu 120 menit. Pengambilan data akan otomatis tercatat tiap 10 detik oleh microcontroller arduino. 3.7. Langkah dan Analisis Data Analisis data penelitian dilakukan dibagi menjadi 3 yaitu : 1.. Menganalisis pengaruh penggunaan pipa pemisah serta variasi debit air masukan terhadap unjuk kerja alat destilasi pada variasi 1, 2, 3.. 2.. Menganalisis pengaruh penggunaan bak pencampur terhadap unjuk kerja alat destilasi pada variasi 2, 5.. 3.. Menganalisis pengaruh penggunaan APK terhadap unjuk kerja alat destilasi pada variasi 1, 4.. 23.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1. Data Penelitian Pada saat penelitian sedang berlangsung rata – rata energi lampu yang. diperoleh sebesar 219 W/m2. Data penelitian alat distilasi air energi surya jenis absorber kain ini disajikan dengan rata – rata per 10 menit pada Tabel 4.1 sampai 4.6. Tabel 4.1 Hasil penelitian per 10 menit variasi 1 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah Waktu. Tw. Tc. (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Rata - Rata. T.out. T.in. (W/m2). °C 46,73 61,39 69,20 74,55 78,39 81,13 83,25 84,82 86,14 87,10 87,88 88,49 77,42. 42,95 49,66 58,25 63,07 67,06 69,68 71,30 72,56 74,58 76,00 76,65 76,53 66,52. G. 29,50 29,81 30,11 30,32 30,50 30,64 30,75 30,88 31,00 31,16 31,25 31,25 30,60. 24. 28,88 30,29 31,50 32,42 33,17 33,77 34,28 34,58 35,06 35,25 35,66 36,10 33,41. 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384. Hasil Air (ml) 0,01 0,01 5,22 26,44 46,81 65,66 98,92 145,00 191,38 221,84 270,69 330 -.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.2 Hasil penelitian per 10 menit variasi 2 dengan debit 0,5 liter/jam menggunakan pipa pemisah Waktu. Tw. Tc. (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Rata - Rata. T.out. T.in. (W/m2). °C 46,76 60,97 68,25 72,92 76,36 78,83 80,78 82,36 83,66 84,65 85,43 86,13 75,59. 40,95 54,31 59,93 63,90 66,95 69,26 70,75 72,82 74,49 75,33 76,27 76,74 66,81. G. 29,70 30,04 30,25 30,38 30,62 30,89 31,01 31,23 31,48 31,63 31,75 31,90 30,91. 25. 30,78 31,83 32,31 33,23 33,89 34,20 34,37 34,50 34,53 34,73 34,72 34,70 33,65. 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384. Hasil Air (ml) 0,06 0,06 1,89 22,09 40,58 58,87 92,88 147,05 180,20 209,45 253,11 310 -.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.3 Hasil penelitian per 10 menit variasi 3 dengan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah Waktu. Tw. Tc. (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Rata - Rata. T.out. T.in. (W/m2). °C 45,79 60,29 67,98 73,04 76,32 78,80 80,75 82,23 83,28 84,19 84,89 85,50 75,25. 43,17 56,57 62,79 66,33 67,32 69,92 71,10 72,05 73,35 73,86 74,47 74,92 67,15. G. 29,36 29,73 30,04 30,25 30,37 30,51 30,72 30,75 30,80 31,00 31,00 31,02 30,46. 26. 29,23 30,66 32,45 34,43 35,22 36,89 37,82 37,60 37,77 37,94 37,91 37,75 35,47. 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384. Hasil Air ml 0,00 2,75 2,75 2,75 3,25 25,17 54,69 87,36 129,83 188,09 222,28 265 -.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.4. Waktu. Hasil penelitian per 10 menit variasi 4 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan APK Tw. Tc. Tin. (Menit) 10 45,32 20 59,77 30 67,32 40 72,64 50 76,14 60 78,74 70 80,64 80 82,12 90 83,20 100 83,94 110 84,77 120 85,39 Rata 75,00 Rata. 41,95 54,21 60,00 64,25 66,55 68,31 70,07 71,59 72,17 72,95 73,33 73,78. 29,48 31,06 31,80 32,37 32,86 33,45 33,87 34,16 34,50 34,93 35,27 35,55. Tout. Tin. °C 29,13 29,13 30,67 30,67 31,57 31,57 31,86 31,86 33,26 33,26 35,31 35,31 35,42 35,42 35,05 35,05 35,17 35,17 34,89 34,89 34,81 34,81 34,27 34,27. APK Tout tin. G. Hasil Air. (W/m2). (ml). 27,00 27,00 26,87 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,16 27,22 27,25. 29,48 31,06 31,80 32,37 32,86 33,45 33,87 34,16 34,50 34,93 35,27 35,55. 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384. 0,05 0,05 0,17 28,08 101,65 126,09 145,36 178,30 206,17 231,15 268,78 290. 65,76 33,27 33,45 33,45 29,79 27,04. 33,27. 384. -. 27. 28,76 28,73 29,01 29,23 29,44 29,75 29,97 30,20 30,41 30,50 30,70 30,75. tout.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.5 Hasil penelitian per 10 menit variasi 5 dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan bak pencampur Waktu. Tw. Tc. (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Rata - Rata. T.out. T.in. (W/m2). °C 46,85 60,57 67,57 72,23 75,81 78,71 80,94 82,87 84,46 85,77 86,85 87,69 75,86. 38,55 51,94 58,49 62,45 65,61 68,13 70,14 71,63 73,18 74,29 75,67 77,08 65,60. G. 30,12 30,48 30,58 30,74 30,75 30,75 30,81 31,00 31,03 31,24 31,25 31,25 30,83. 28. 30,54 31,43 32,05 32,45 32,91 33,36 33,65 33,97 34,39 34,74 34,96 35,32 33,31. 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384. Hasil Air (ml) 0,01 0,08 0,08 5,55 23,95 44,37 78,37 122,10 154,46 192,19 248,68 290 -.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.2. Hasil Penelitian dan Perhitungan. Tabel 4.6 Hasil dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan pipa pemisah variasi 1 Waktu Tw (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 46,73 54,06 59,11 62,97 66,05 68,57 70,66 72,43 73,96 75,27 76,42 77,42. Tc. ΔT. hkonv. qkonv quap qradiasi qloss Gԏα qtotal. (kg/m2) (W/m2 °C). °C. 42,95 50,18 54,70 58,23 61,13 63,51 65,47 67,12 68,59 69,89 71,02 71,97. m. 3,78 3,88 4,41 4,74 4,93 5,06 5,19 5,31 5,36 5,38 5,40 5,45. 0,000 0,000 0,012 0,061 0,109 0,153 0,230 0,337 0,445 0,516 0,630 0,767. 0,00 0,00 0,26 0,78 0,95 0,98 1,14 1,35 1,49 1,48 1,57 1,68. %. W/m2 0,01 0,00 1,14 3,71 4,66 4,96 5,94 7,16 7,97 7,95 8,48 9,17. 29. 0,06 0,03 15,92 60,22 85,01 99,11 127,69 163,47 191,47 199,47 220,99 246,70. 24,80 27,22 32,34 35,94 38,36 40,26 42,04 43,64 44,65 45,32 45,95 46,76. 286,17 283,79 261,64 211,16 183,01 166,71 135,37 96,76 66,95 58,30 35,62 8,41. ƞ. 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311. 24,87 27,25 49,40 99,88 128,03 144,33 175,67 214,28 244,09 252,74 275,42 302,63. 0% 0% 4% 16% 22% 26% 33% 43% 50% 58% 58% 64%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.7 Hasil dengan debit 0,5 liter/jam menggunakan pipa pemisah variasi 2 Waktu Tw (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 46,76 53,87 58,66 62,23 65,05 67,35 69,27 70,90 72,32 73,55 74,63 75,59. Tc. ΔT. hkonv. qkonv quap qradiasi qloss Gԏα qtotal. ƞ. W/m2. %. (kg/m2) (W/m2 °C). °C. 40,95 47,63 51,73 54,77 57,21 59,22 60,87 62,36 63,71 64,87 65,91 66,81. m. 5,81 6,23 6,93 7,45 7,84 8,13 8,40 8,54 8,61 8,68 8,73 8,78. 0,000 0,000 0,004 0,051 0,094 0,137 0,216 0,342 0,419 0,487 0,589 0,721. 0,01 0,00 0,06 0,45 0,57 0,61 0,74 0,95 0,98 0,97 1,02 1,10. 0,07 0,03 0,45 3,38 4,45 4,93 6,22 8,12 8,40 8,42 8,90 9,68. 30. 0,53 0,26 5,77 50,35 73,78 88,97 120,07 166,05 180,61 188,67 207,04 227,25. 37,73 43,19 50,00 55,41 59,72 63,12 66,27 68,33 69,73 71,05 72,06 73,11. 272,71 267,56 254,83 201,89 173,09 154,02 118,48 68,54 52,30 42,90 23,04 1,01. 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311. 38,33 43,48 56,21 109,15 137,95 157,02 192,56 242,50 258,74 268,14 288,00 310,03. 0% 0% 2% 13% 19% 23% 31% 43% 47% 55% 54% 60%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.8. Hasil dengan debit 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah variasi 3. Waktu Tw (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 45,79 53,04 58,02 61,77 64,68 67,04 68,99 70,65 72,05 73,26 74,32 75,25. Tc. ΔT. hkonv. qkonv quap qradiasi qloss Gԏα qtotal. ƞ. W/m2. %. (kg/m2) (W/m2 °C). °C. 43,17 49,87 54,17 57,21 59,23 61,02 62,46 63,65 64,73 65,65 66,45 67,15. m. 2,63 3,17 3,84 4,56 5,45 6,02 6,54 6,99 7,32 7,62 7,87 8,10. 0,000 0,006 0,006 0,006 0,008 0,059 0,127 0,203 0,302 0,437 0,517 0,616. 0,00 0,37 0,16 0,09 0,06 0,34 0,55 0,68 0,82 0,98 0,99 1,02. 31. 0,01 1,16 0,62 0,40 0,35 2,05 3,58 4,74 5,98 7,50 7,79 8,27. 0,04 12,64 8,38 6,26 5,91 38,05 70,72 98,68 130,16 169,49 181,88 198,53. 17,16 22,12 27,97 34,22 41,80 47,04 51,87 56,18 59,45 62,47 65,08 67,43. 293,83 275,12 274,06 270,16 262,98 223,89 184,88 151,44 115,45 71,58 56,29 36,81. 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311. 17,21 35,92 36,98 40,88 48,06 87,15 126,16 159,60 195,59 239,46 254,75 274,23. 0% 3% 2% 2% 2% 10% 18% 26% 34% 49% 47% 52%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.9 Waktu Tw (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 45,32 52,54 57,47 61,26 64,24 66,65 68,65 70,34 71,76 72,98 74,05 75,00. Tabel 4.10 Waktu. Hasil dengan debit 0,3 liter/jam menggunakan APK variasi 4 Tc. ΔT. 3,37 4,47 5,42 6,16 6,85 7,45 7,89 8,22 8,53 8,78 9,02 9,24. 0,000 0,000 0,000 0,065 0,236 0,293 0,338 0,415 0,479 0,538 0,625 0,674. ƞ. W/m2. %. 0,02 0,00 0,01 0,71 1,65 1,44 1,25 1,22 1,15 1,08 1,08 1,01. 0,06 0,02 0,04 4,36 11,30 10,71 9,87 10,00 9,80 9,50 9,70 9,31. 0,45 0,22 0,52 64,07 184,95 190,71 188,04 201,46 206,76 208,35 219,99 217,35. 21,86 30,82 38,96 45,69 52,00 57,62 62,05 65,52 68,77 71,43 74,01 76,34. 288,67 279,97 271,52 196,92 62,80 52,00 51,07 34,07 25,72 21,76 7,34 8,04. 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311. 22,37 31,07 39,52 114,12 248,24 259,04 259,97 276,97 285,32 289,28 303,70 303,00. 0% 0% 0% 17% 48% 50% 49% 52% 54% 54% 57% 57%. Efektifitas APK pada variasi 4 dengan debit 0,4 liter/jam Tin. Tout. (Menit). 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. qkonv quap qradiasi qloss Gԏα qtotal. (kg/m2) (W/m2 °C). °C. 41,95 48,08 52,05 55,10 57,39 59,21 60,76 62,11 63,23 64,20 65,03 65,76. hkonv. m. tin. tout. Qaktual. ᵒC. 29,13 29,13 29,90 30,45 30,80 31,30 31,96 32,46 32,78 33,05 33,23 33,37. 28,76 28,75 28,84 28,94 29,04 29,16 29,27 29,39 29,50 29,60 29,70 29,79. Qmaks. %. W. 27,00 27,00 26,87 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,16 27,22 27,25. 32. 29,48 29,48 30,27 30,78 31,18 31,52 31,84 32,13 32,38 32,62 32,85 33,07. 0,13 0,13 0,37 0,53 0,61 0,74 0,94 1,07 1,14 1,20 1,23 1,25. Ɛfektivitas. 0,74 0,74 1,05 1,20 1,32 1,49 1,73 1,90 2,01 2,05 2,09 2,13. 17% 18% 35% 44% 46% 50% 54% 56% 57% 59% 59% 59%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.11. Waktu Tw (Menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120. 46,85 53,71 58,33 61,80 64,61 66,96 68,95 70,69 72,22 73,58 74,78 75,86. Hasil dengan debit 0, liter/jam menggunakan bak pencampur variasi 5 Tc. ΔT. °C. 38,55 8,30 45,24 8,46 49,66 8,67 52,86 8,95 55,41 9,20 57,53 9,43 59,33 9,62 60,87 9,83 62,24 9,99 63,44 10,14 64,55 10,23 65,60 10,26. m. hkonv. qkonv quap qradiasi qloss Gԏα qtotal. ƞ. W/m2. %. (kg/m2) (W/m2 °C) 0,000 0,000 0,000 0,013 0,056 0,103 0,182 0,284 0,359 0,447 0,578 0,674. 0,00 0,00 0,00 0,10 0,30 0,41 0,56 0,71 0,74 0,78 0,87 0,90. 0,02 0,04 0,02 0,89 2,74 3,87 5,43 6,95 7,40 7,91 8,92 9,19. 33. 0,12 0,36 0,25 12,66 43,55 67,08 101,34 137,91 154,82 173,12 203,38 216,17. 53,30 57,95 61,88 65,84 69,34 72,52 75,30 78,00 80,31 82,43 84,05 85,10. 257,60 252,69 248,88 231,65 195,40 167,57 128,97 88,18 68,51 47,58 14,69 0,58. 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311 311. 53,44 58,35 62,16 79,39 115,64 143,47 182,07 222,86 242,53 263,46 296,35 310,46. 0% 0% 0% 3% 11% 17% 26% 36% 40% 50% 53% 57%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.3. Analisis Data. 4.3.1 Pengaruh Pipa Pemisah dan Variasi Debit Air Masukan Terhadap Unjuk Kerja Alat Perhitungan unjuk kerja variasi 1, 2, dan 3 yang diambil selama 2 jam pengambilan data. Tabel 4.12. Variasi 1 2 3. Unjuk kerja alat dengan debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, 3) Hasil air liter 0,330 0,310 0,265. Efisiensi. ΔT. hkonv. %. °C. W/m2 °C. W/m2. 64% 60% 52%. 5,45 8,78 8,10. 1,68 1,10 1,02. 9,17 246,70 46,76 8,41 302,63 9,68 227,25 73,11 1,01 310,03 8,27 198,53 67,43 36,81 274,23. qkonv. quap. qradiasi. qloss. Dari Tabel 4.12 terdapat perbedaan unjuk kerja sehingga dapat dilakukan. Efisiensi (%). perbandingan unjuk kerja tiap variasi dengan menggunakan gambar grafik berikut. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%. 64%. 60% 52%. 1. 2 Variasi. 3. Gambar 4.1 Perbandingan efisiensi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Gambar 4.1 merupakan grafik perbandingan efisiensi dari setiap variasi. Pada variasi 1 mendapat efisiensi yang terbesar dibanding yang lainnya yaitu sebesar 64%, dan secara berurutan didapatkan efisiensi sebesar 60% pada variasi 2, dan yang terkecil diantara yang lain adalah efisiensi variasi ke 3 yaitu sebesar 52%. 34. qtotal.

Hasil Air (liter). PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000. 0,330. 0,310 0,265. 1. 2 Variasi. 3. Gambar 4.2 Perbandingan hasil air pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Gambar 4.2 adalah grafik perbandingan yang dilakukan pada variasi 1, 2, dan 3. Hasil air terbanyak didapatkan pada variasi 1 yaitu sebesar 0,330 liter, dan secara berurutan didapatkan hasil air sebesar 0,310 pada variasi 2, dan hasil air paling sedikit didapatkan pada variasi 3 sebesar 0,265 liter. 10,00. 8,78. 8,10. ΔT (°C ). 8,00. 6,00. 5,45. 4,00 2,00 0,00 1. 2 Variasi. 3. Gambar 4.3 Perbandingan ΔT pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Gambar 4.3 merupakan grafik yang menunjukan perbandingan nilai ΔT dari setiap variasi. ΔT terbesar didapatkan pada variasi 2 yaitu sebesar 8,78 °C, dan secara berurutan didapatkan ΔT sebesar 8,10 °C pada variasi 3, dan pada variasi 1 didapatkan ΔT terkecil yaitu sebesar 5,45 °C.. 35.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 10,00. ΔT (°C ). 8,00 6,00. Variasi 1. 4,00. Variasi 2. 2,00. Variasi 3. 0,00 0. 50 100 Waktu (menit). 150. Gambar 4.4 Perbandingan ΔT pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Berdasarkan grafik perbandingan kenaikan ΔT pada Gambar 4.4, ΔT pada variasi 2 merupakan ΔT yang memiliki nilai tertinggi daripada variasi 1 dan 3. Hal ini dikarenakan temperatur kaca pada variasi 2 lebih rendah (paling dingin) dibandingkan variasi 1 dan 3. Selain itu air yang tertampung pada sekat absorber telah cukup terpanasi, sehingga pada variasi 2 memiliki kualitas penguapan yang lebih baik daripada variasi 3. Sedangkan pada variasi 1 memiliki nilai ΔT terendah hal ini disebabkan karena debit aliran yang terkecil daripada variasi 2 dan 3. Debit aliran yang kecil menyebabkan cepatnya waktu pemanasan sehingga air mudah menguap. Hal ini karena massa air yang masuk dialirkan sedikit demi sedikit sehingga meyebabkan volume air yang tertampung di sekat absorber sedikit. Sehingga air yang mengalir lebih mudah dan cepat menguap sehingga penguapan ini menyebabkan temperatur kaca semakin tinggi. Pada variasi 3 memiliki nilai ΔT diantara variasi 1 dan 2. Hal ini dikarenakan temperatur kaca pada variasi 3 lebih rendah daripada variasi 1 tetapi lebih tinggi daripada variasi 2. Selain itu pada variasi 3, memiliki debit terbesar sehingga menyebabkan lamanya waktu pemanasan sehingga air pada absorber sulit menguap, sehingga pada variasi 3 memiliki kualitas penguapan yang kurang baik daripada variasi 1 dan 3.. 36.

hkonveksi (Watt/m2 °C). PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2,00. 1,68. 1,50. 1,10. 1,02. 2 Variasi. 3. 1,00 0,50 0,00 1. Gambar 4.5 Perbandingan hkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Gambar 4.5 merupakan grafik yang menunjukkan perbandingan nilai. hkonveksi dari setiap variasi. nilai hkonveksi terbesar didapatkan pada variasi 1 yaitu sebesar 0,72 W/m2 °C, dan secara berurutan didapatkan hkonveksi sebesar 0,47 W/m2 °C pada variasi 2, dan pada variasi 3 didapatkan hkonveksi terkecil yaitu sebesar 0,44 W/m2 °C.. hkonveksi (Watt/m2 °C). 2,00 1,50 Variasi 1 1,00 Variasi 2 0,50. Variasi 3. 0,00 0. 50 100 Waktu (menit). 150. Gambar 4.6 Perbandingan hkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa (variasi 1, 2, dan 3). Berdasarkan grafik perbandingan kenaikan hkonveksi pada Gambar 4.6 pada variasi 1 didapatkan nilai hkonveksi terbesar dan kenaikan hkonveksi yang besar 37.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. dibandingkan variasi 2 dan 3. Hal ini berarti bahwa hambatan yang terjadi pada variasi 1 lebih kecil dibandingkan dengan variasi 2 dan 3. Sehingga proses penguapan yang terjadi pada variasi 1 lebih baik dibandingkan variasi 2 dan 3. Sehingga hal ini menunjukkan bahwa pada variasi 1 laju perpindahan panas yang terjadi antara absorber dengan kaca berjalan dengan baik. Sebaliknya pada variasi 3 yang memiliki nilai dan kenaikan yang terkecil dibandingkan dengan variasi 1 dan 2 menunjukkan besarnya hambatan sehingga laju perpindahan panas yang. qkonveksi (Watt/m2 ). terjadi antara absorber dengan kaca berlangsung tidak baik. 12,00 10,00. 9,17. 9,68. 1. 2 Variasi. 8,27. 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 3. Gambar 4.7 Perbandingan qkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa (variasi 1, 2 dan 3). Gambar 4.7 merupakan grafik yang menunjukkan perbandingan nilai qkonveksi dari setiap variasi. qkonveksi terbesar didapatkan pada variasi 2 yaitu sebesar 4,16 W/m2, dan secara berurutan didapatkan qkonveksi sebesar 3,94 W/m2 pada variasi 1, dan pada variasi 3 didapatkan qkonveksi terkecil yaitu sebesar 3,56 W/m2.. 38.

q konveksi (Watt/m2 ). PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 12,00 10,00 8,00 6,00. Variasi 1. 4,00. Variasi 2. 2,00. Variasi 3. 0,00 0. 50 100 Waktu (menit). 150. Gambar 4.8 Perbandingan qkonveksi pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Berdasarkan grafik perbandingan kenaikan qkonveksi pada Gambar 4.8 pada variasi 2 didapatkan nilai qkonveksi terbesar dan kenaikan qkonveksi yang lebih besar dibandingkan variasi 1 dan 3. Karena qkonveksi adalah nilai yang menunjukkan banyaknya energi yang dipindahkan dari absorber ke kaca melalui uap air. qkonveksi juga merupakan faktor yang membantu dan mempengaruhi penguapan. Namun, semakin besar qkonveksi maka akan semakin besar pula keuntungan dan kerugiannya.. quap (Watt/m2 ). 300,00 250,00. 246,70. 227,25. 200,00. 198,53. 150,00 100,00 50,00 0,00 1. 2 Variasi. 3. Gambar 4.9 Perbandingan quap pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Gambar 4.9 merupakan grafik yang menunjukkan perbandingan nilai quap dari setiap variasi. Nilai quap terbesar didapatkan pada variasi 1 yaitu sebesar 246,7 39.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. W/m2, dan secara berurutan didapatkan quap sebesar 227,25 W/m2 pada variasi 2, dan pada variasi 3 didapatkan quap terkecil yaitu sebesar 198,53 W/m2.. q uap (Watt/m2 ). 300,00 250,00 200,00 150,00. Variasi 1. 100,00. Variasi 2. 50,00. Variasi 3. 0,00 0. 50 100 Waktu (menit). 150. Gambar 4.10 Perbandingan quap pada debit 0,3 liter/jam, 0,5 liter/jam, 0,8 liter/jam menggunakan pipa pemisah (variasi 1, 2, dan 3). Nilai quap merupakan energi yang dimanfaatkan untuk menguapkan air. Sehingga, quap dapat difungsikan sebagai parameter untuk mengetahui banyaknya air yang dapat diuapkan. Gambar 4.10 menunjukkan kenaikan quap pada variasi 1 sebesar 246,7 W/m2. Kenaikan pada variasi 1 ini merupakan kenaikan yang tertinggi dibandingkan variasi 2 dan 3. Hal ini berarti energi yang dimanfaatkan untuk menguapkan air pada variasi 1 lebih besar dibandingkan variasi 2 dan 3. Sehingga, proses penguapan pada variasi 1 lebih baik dibandingkan variasi 2 dan 3, ditandai dengan peningkatan hasil air terdistilasi air terbaik ada pada variasi 1 dibandingkan dengan variasi 2 dan 3.. 40.