BAB IV HASIL DAN ANALISIS 4.1 Hasil - Smart Library UMRI

(1)

HASIL DAN ANALISIS 4.1 Hasil

Setelah melakukan pengujian pada mesin refrigrasi pada mobil dengan mengunakan motor listrik yang dilaksanakan pada laboratorium Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiah Riau, maka diperoleh data yang dapat disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.

Pengujian pada mesin refrigrasi mobil ini menggunakan motor listrik sebagai alat untuk menggatikan motor bakar yang terdapat pada mobil umumnya, dan pully yang digunakan adalah 3 inchi,lalu variasi waktu dipilih agar hasil yang ditampilkan pada data dengan masing-masing waktu yang dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Pengujian Mesin Refrigrasi Mobil Dengan Menggunakan Motor listrik

Waktu 10 20 30 40

Putaran (rpm)

Motor listrik 1400

Kompresor 877

Low diferensial presure Tekanan (psig) 14 14 14 14

High diferensial presure Tekanan (psig) 10 10 10 10

Temperature output evaporator (^oC) 28,7 27.5 28,6 28,3

Temperature input evaporator (^oC) 28,2 26,9 27,3 27,9

Temperature output kondenser (^oC) 27,2 27,4 27,2 27,4

Temperatur input kondenser (^oC) 34,2 34,5 34,7 35,8

Arus motor listrik 7

Tegangan motor listrik 220

39

(2)

Pada data yang telah diperoleh, maka dapat dihasilkan karakteristik- karakteristik yang dapat dilihat pada masing-masing waktu pengambilan data.

Daya motor penggerak dapat dihitung menggunakan persamaan 2.13.

P = W = V . √ . 1 . Cos

= 220V . √ . 7A . 0,8

= 2133,89W

= 2,13KW

= 2,8HP 1. Untuk waktu 10 menit

Setelah melakukan pengujian pada alat selama waktu 10 menit, maka data yang diperoleh dapat diolah,sehingga mendapatkan nilai karakteristik- karakteristik yang diinginkan.

h_{1 =}merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T h_g

26 261,48 28,7 hg2

30 263,50

=

(3)

h_{2 =}merupakan fase gas diperoleh menggunakan tabel sifat – sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T h_g

30 265,50 34,2 hg2

36 266,40

=

h₃= merupakan fase cair jenuh, diperoleh menggunakan Tabel sifat – sifat cairan dan uap januh refrigran 134a dan di interpolasikan.

T hf

26ºC 85,75 27,2ºC h_f2

28ºC 88,61

=

(4)

h_{4 =}merupakan fase cair jenuh, diperoleh menggunakan Tabel sifat – sifat cairan dan uap januh refrigran 134a dan di interpolasikan.

T h_f

26ºC 85,75 28,2ºC hf2

30ºC 91,49

=

Dampak refrigrasi dapat diperoleh menggunakan persamaan 2.2.

qe = h1 – h4

= 262.82kJ/kg – 88,84kJ/kg

= 173,98kJ/kg

Daya kompresor dapat diperoleh mengunakan persamaan 2.3.

W = h2 – h1

= 265,49kJ/kg –262,82kJ/kg = 2,67 kJ/kg

COP dapat diperoleh menggunakan persamaan 2.4.

COP =

(5)

= 65,16

Maka kalor total yang diserap dapat dihitung mengguanakan persaman 2.8 hingga persamaan 2.11.

Q_e =

untuk kaca :

=

(

)

( )

(

)

= 45,810W untuk besi plat :

=

(

)

( )

(

)

= 45,1359W

Maka kalor total yang diserap secara total, adalah : Q_e= 48,810W + 45,135W

= 96,945W

= 0,96,94kW

(6)

Laju aliran massa dapat diperoleh mengunakan persamaan 2.12.

=

= 0,00055kg/s

Kalor yang dilepas dikondenser tiap satuan massa dapat dihitung menggunakan persamaan 2.6.

qk = h2 – h3

= 265,49 kJ/kg – 87,46kJ/kg

= 178,03kJ/kg

Besarnya kalor yang dilepas dikondenser tiap satuan massa dapat dihitung nenggunakan persamaan 2.7.

Qk = m + qk

= 0,00055kg/s + 178,03Kj/kg

= 0,09791kW

Daya kompresor total dapat diperoleh menggunakan persamaan 2.5.

W = m . w

= 0,00055kg/s . 2,67 kJ/kg

= 0,014

(7)

r =

=

10

2. untuk waktu 20 menit

h₁ = merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T h_g

26ºC 261,48 27,5ºC hg2

28ºC 262,50

=

h2= merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

(8)

T h_g 32ºC 264,48

34,5ºC hg2

36ºC 266,40

=

h3 = merupakan fase cair jenuh, diperoleh menggunakan Tabel sifat – sifat cairan dan uap januh refrigran 134a dan di interpolasikan.

T hf

26ºC 85,75 27,4ºC h_f2

28ºC 88,61

=

(9)

T h_f

24ºC 85,75 26,9ºC hf2

28ºC 88,61

=

qe = h1 – h4

= – = 175,24kJ/kg

W = h2 – h1

= – = 3,4 kJ/kg

COP =

(10)

=

= 51,54

Qe =

untuk kaca :

=

(

)

( )

(

)

=

(

)

( )

(

)

= 82,518W

(11)

= 161,05W

= 0,161kW

=

= 0,00091kg/s

q_k = h₂ – h₃

= – = 174,5kJ/kg

Q_k = m + q_k

= 0,00091kg/s + 174,5Kj/kg

= 0,15875kW

(12)

W = m . w

= 0,00091kg/s . 3,4 kJ/kg

= 0,030kW

Perbandingan tekanan dapat diperoleh mengunakan persamaan 2.15.

r =

=

7

3. untuk waktu 30 menit.

h1 = merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T hg

26ºC 261,48 28,6ºC h_g2

30ºC 263,50

=

(13)

h₂= merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T h_g

32ºC 264,48 34,7ºC hg2

36ºC 266,40

=

T hf

26ºC 85,75 27,2ºC h_f2

28ºC 88,61

=

(14)

T h_f

26ºC 85,75 27,3ºC hf2

28ºC 88,61

=

q_e = h1 – h4

= – = 175,22kJ/kg

W = h2 – h1

= – = 2,99 kJ/kg

(15)

COP =

=

= 58,60

Q_e =

untuk kaca :

=

(

)

( )

(

)

=

(

)

( )

(

)

= 96,271W

(16)

= 187,89W

= 0,187W

Laju aliran massa dapat diperoleh mengunakan persamaan 2.12

=

= 0,00106kg/s

qk = h2 – h3

= – = 178,3kJ/kg

Qk = m + qk

= 0,00106kg/s + 178,3Kj/kg = 0,19kW

(17)

W = m . w

= 0,00106kg/s . 2,99 kJ/kg = 0,031kW

r =

=

6,25

4. untuk waktu 40 menit.

h₁ = merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T hg

26ºC 261,48 28,3ºC h_g2

30ºC 263,50

=

(18)

262,77kJ/kg

h2= merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T hg

34ºC 265,45 35,8ºC h_g2

36ºC 266,40

=

266,40kJ/kg

T hf

26ºC 85,75 27,4ºC hf2

28ºC 88,61

=

(19)

T hf

26ºC 85,75 27,9ºC h_f2

28ºC 88,61

=

qe = h1 – h4

= –

= 174,16kJ/kg

W = h2 – h1

= –

= 3,63 kJ/kg

COP =

(20)

=

= 47,97

Qe =

untuk kaca :

=

(

)

( )

(

)

=

(

)

( )

(

)

= 110W

Maka kalor total yang diserap secara total, adalah : Q_e= 104,7W + 110W

= 214,7W

(21)

= 0,214W

=

= 0,00122kg/s

(22)

q_k = h₂ – h₃

= – = 178,66kJ/kg

Q_k = m + q_k

= 0,00122kg/s + 178,66Kj/kg

= 0,21kW

W = m . w

= 0,00122kg/s . 3,63 kJ/kg = 0,044kW

r =

=

6,15

(23)

61

4.2 Parameter Hasil Pengolahan Data

Setelah melakukan pengolahan data yang telah dilakukan setelah pengujian alat maka parameter hasil pengolahan data tersebut dapat secara ringkas dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Parameter Hasil Pengoahan Data Pada Waktu 10 menit No. Karakteristik - karakteristik Parameter hasil

1. Daya motor penggerak P = W

= 2.2 KW

= 3 HP

2. Entalpi titik 1 , h1 = 262,82kJ / kg

4. Entalpi titik 3 , h₃ = 87,46 kJ / kg

5. Entalpi titik 4 , h₄ = 88,84 kJ / kg

6. Dampak refrigrasi , q_e = 173,98kJ/kg

7. Daya kompresor spesifik , w = 2,67 kJ/kg 8. Koefisien prestasi , COP = 65,16 9. Kalor total yang diserap = 0,96,94kW

10. Laju aliran massa , m = 0,00055kg/

11. Kalor yang dilepas kondensor , q_k = 178,03kJ/kg 12. Kalor total yang dilepas kondensor , Qk = 0,15875kW 13. Daya kompresor total , w = 0,014kW

14. Perbandingan tekanan , r = 10

(24)

62

Tabel 4.3 Parameter Hasil Pengoahan Data Pada Waktu 20 menit No. Karakteristik - karakteristik Parameter hasil

1. Daya motor penggerak P = W

= 2.2 KW

= 3 HP

5. Entalpi titik 4 , h₄ = 87,00 kJ / kg

6. Dampak refrigrasi , q_e = 175,24kJ/kg

7. Daya kompresor spesifik , w = 3,4 kJ/kg 8. Koefisien prestasi , COP = 51,54 9. Kalor total yang diserap = 0,161kW

11. Kalor yang dilepas kondensor , q_k = 174,5kJ/kg 12. Kalor total yang dilepas kondensor , Qk = 0,15875kW 13. Daya kompresor total , w = 0,030kW

14. Perbandingan tekanan , r = 7

(25)

No. Karakteristik - karakteristik Parameter hasil 1. Daya motor penggerak

P = W

= 2.2 KW

= 3 HP

2. Entalpi titik 1 , h₁ = 262,77kJ / kg

3. Entalpi titik 2 , h₂ = 265,76kJ / kg

5. Entalpi titik 4 , h4 = 87,55 kJ / kg

6. Dampak refrigrasi , qe = 175,22kJ/kg

7. Daya kompresor spesifik , w = 2,99 kJ/kg 8. Koefisien prestasi , COP = 58,60 9. Kalor total yang diserap = 0,187kW

11. Kalor yang dilepas kondensor , qk = 178,3kJ/kg 12. Kalor total yang dilepas kondensor , Qk = 0,19kW 13. Daya kompresor total , w = 0,031kW 14. Perbandingan tekanan , r = 6,25

(26)

No. Karakteristik - karakteristik Parameter hasil 1. Daya motor penggerak

P = W

= 2.2 KW

= 3 HP

2. Entalpi titik 1 , h₁ = 262,77kJ / kg

3. Entalpi titik 2 , h₂ = 266,40kJ / kg

5. Entalpi titik 4 , h4 = 88,61 kJ / kg

6. Dampak refrigrasi , qe = 174,16kJ/kg

7. Daya kompresor spesifik , w = 3,63 kJ/kg 8. Koefisien prestasi , COP = 47,97 9. Kalor total yang diserap kW = 0,214kW

10. Laju aliran massa , m = 0,00122kg/s

11. Kalor yang dilepas kondensor , qk = 178,66kJ/kg 12. Kalor total yang dilepas kondensor , Qk = 0,21 kW 13. Daya kompresor total , w = 0,044kW 14. Perbandingan tekanan , r = 6,15

(27)

Pada menit ke 10 dilakukan pengambilan data yang diolah sehingga menghasilkan entalpi dengan data yang dapat dilihat pada tabel 4.2 sedagkan pada menit ke 20 , menghasilkan data pada tabel 4.3. kemudian pada menit ke 30 menghasilkan entalpi yang dapat dilihat pada Tabel 4.3. hasil ini dapat dilihat perbandingannya di grafk pada gambar 4.5.

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Entalpi Dengan waktu Dampak refrigrasi , qe , pada 10 menit bernilai 173,98 kJ/kg . pada 20 menit bernilai 175,24 kJ/kg . pada menit ke 30 175,22 dan pada menit ke 40 bernilai 174,16kJ/kg . perbandingan nilai qe ini dapat dilihat pada gambar 4.6.

66

262,82 262,24 262,77 267,77

265,49 265,64 265,76 266,4

87,46 87,74 87,46 87,74

88,84 87 87,55 88,61

0 50 100 150 200 250 300

10 20 30 40

entalpi (kj/kg)

waktu (menit)

h1 h2 h3 h4

(28)

Gambar 4.6 grafik perbandingan entalpi dengan waktu

Hasil pengolahan data daya kompresor spesifik , w menunjukan pada menit ke 10 2,67 kJ/kg , menit ke 20 sebesar 3,63 kJ/kg , pada menit ke 30 sebesar 2,99 kJ/kg . pada menit ke 40 sebesar 3,63 kJ/kg. perbandingannya dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Daya Kompresor Spesifik Dengan Waktu

Hasil pengolahan data menit ke 10 diperoleh nilai cop sebesar 65,16 COP . sementara pada menit ke 20 sebeesar 51,54 COP sedangkan diwaktu 30 menit sebesar 58,60 COP . dan di waktu 40 menit sebesar 47,97. Dari hasil ini dapat dilihat bahwa semakin lama waktu sistem berjalan semakin rendah nilai COPnya.

Perbandingan nilai COP dapat dilihat pada gambar 4.8.

173,98 174,16

173 173,5 174 174,5

10 20 30 40

dampak refrigr (kJ/kg)

waktu (menit)

2,67

3,4

2,99

3,63

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

10 20 30 40

daya kompresor spesifik (kJ/kg)

waktu (menit)

(29)

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan COP Dengan Waktu.

Pada data kalor total yang diserap , Qe diperoleh dari data pada menit ke 10 sebesar 0,96,94 kW. Kemudian dimenit ke 20 sebesar 0,161 kW . pada menit ke 30 sebesar 0,187 kW . dan menit ke 40 sebesar 0,214 kW. Dapat dilihat pada

gambar.4.9 .

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Nilai kalor Total yang Diserap Dengan Waktu .

Pada data laju aliran massa , m , diperoleh nilai pada menit ke 10 sebesar 0,00055 kg/s. Kemudian pada menit ke 20 sebesar 0,00091 kg/s. Namun pada menit ke 30 sebesar 0,00106 kg/s. Dan pada menit ke 40 sebesar 0,00122 kg/s.

65,16

51,54

58,6

47,97

0 10 20 30 40 50 60

10 20 30 40

COP

waktu (menit)

0,09694

0,161 0,187 0,214

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

10 20 30 40

kalor total yang diserap (kW)

waktu (menit)

(30)

Gambar 4.10 Grafuk perbandingan Laju Aliran Massa Dengan Waktu

Besarnya kalor total yang lepas dikondenser , Qk, pada menit ke 10 sebesar 0,15876 kW. Pada menit ke 20 sebesar 0,15875 kW. Selanjutnya pada menit ke 30 sebesar 0,19 dan pada menit ke 40 sebesar 0,21 kW .

Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Kalor Total yang Dilepas di

0,00055

0,00091

0,00106

0,00122

0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014

10 20 30 40

laju aliran massa (kg/s)

waktu (menit)

0,15876 0,15875

0,19

0,21

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

10 20 30 40

kalor total yang lepas dikondenser (kW)

waktu (menit)

(31)

Besarnya daya komresor total , W , dari data yang telah diolah , pada menit ke 10 sebesar 0,014kW . kemudian pada menit ke 20 adalah sebesar 0,030kW . lalu dimenit ke 30 sebesar 0,031kW . dan diwaktu 40 sebesar 0,044kW.

Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Daya Kompresor Total Dengan Waktu

Pada perbandingan tekanan (r), pengambilan data pada 10 menit diperoleh sebesar 10 . saat pengambilan data ke 20 menit hasinya sebesar 7. Saat dimenit 30 sebesar 6,25 . dan dimenit ke 40 sebesar 6,15.

Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Tekanan Dengan Waktu Dari gambar 4.8 dan gambar 4.14 maka dapat dilihat perbandingan COP dan nilai perbandingan tekanan waktu pengujian . hal ini menandakan bahwa

0,014

0,03

0,031

0,044

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05

10 20 30 40

10

7

6,25

6,15

0 2 4 6 8 10 12

10 20 30 40

perbandingan tekanan

waktu (menit)

(32)

dikarnakan mengunakan motor listrik . hal ini dikarenakan semakin tinggi nilai perbandingan tekanan (r) , semakin kecil nilai COP . selajutnya semakin besar nilai COP , semakin efisien sebuah mesin pendingin .

Untuk lebih jelasnya keseluruhan , perbandingan karakteristik – karakteristik yang diperoleh dengan waktu pengambilan data , dapat dilihat pada tabel 4.5 dan gambar 4.14

Tabel 4.5 Parameter Hasil Pengolahan Data

N0 Karakteristik-karakteristik Parameter hasil

10 menit 20 menit 30 menit 40 menit 1 Daya motor penggerak

P = W

= 2.2 KW

= 3 HP

= 2.2 KW

= 3 HP

= 2.2 KW

= 3 HP

= 2.2 KW

= 3 HP

2 Entalpi titk 1 , h1 = 262,82kJ / kg = 262,24kJ / kg = 262,77kJ /kg = 262,77kJ/kg 3 Entalpi titk 2 , h2 = 265,49kJ / kg = 265,64kJ / kg = 265,76kJ /kg = 266,40kJ/kg 4 Entalpi titk 3 , h3 = 87,46 kJ / kg = 87,74 kJ / kg = 87,46 kJ / kg = 87,74 kJ /kg 5 Entalpi titk 4 , h4 = 88,84 kJ / kg = 87,00 kJ / kg = 87,55 kJ / kg = 88,61 kJ /kg 6 Dampak refrigrasi , qe = 173,98kJ/kg = 175,24kJ/kg = 175,22kJ/kg = 174,16kJ/kg 7 Daya kompresor spesifik , w = 2,67 kJ/kg = 3,4 kJ/kg = 2,99 kJ/kg = 3,63 kJ/kg 8 Koefisien prestasi , COP ^{= 65,16} ^{= 51,54} = 58,60 ^{= 47,97} 9 Kalor total yang diserap ,Qe = 0,96,94kW = 0,161kW = 0,187kW ^{= 0,214kW} 10 Laju aliran massa, m = 0,00055kg/s = 0,00091kg/s = 0,00106kgs/ = 0,00122kg/s 11 Kalor yang dilepas di

kondensor, qk

= 178,03kJ/kg = 174,5kJ/kg = 178,3kJ/kg = 178,66kJ/kg

12 Kalor total yang dilepas kondensor, Qk

= 0,15875kW = 0,15875kW = 0,19 kW ^{= 0,21 kW}

13 Daya kompresor total , w ^{= 0,014kW} ^{= 0,030kW} = 0,031kW ^{= 0,044kW}

14 Perbandingan tekanan , r ^{= 10} ^{= 7} = 6,25 ^{= 6,15}

(33)

(34)

Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Karakteristik – Karakteristik yang Diperoleh Dengan waktu

262,82 262,24 262,77 262,77 265,49 265,64 265,76 265,4

87,46 87,74 87,46 87,74

88,84 87 87,55 88,61

173,98 175,24 175,22 174,16

65,16

51,54

58,6

47,97

2,67 3,4 2,99 3,63

0,09694 0,161 0,187 0,214 178,03

174,5 178,3 178,66

0,00055 0,00091 0,00106 0,00122 0,15875 0,15875 0,031 0,044

10 7 6,25 6,15

0 50 100 150 200 250

10 20 30 40

h1 (kJ/kg) h2 kJ/kg h3 kJ/kg h4 kJ/kg qe kJ/kg COP w (kJ/kg) Qe qk m W (kW) r

(35)

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian dan memperoleh data dari Stand Trainer AC Mobil dengan menggunakan motor listrik maka diperoleh kesimpulan :

1. Dengan variasi waktu pengambilan data pada stand ac ini yaitu 10 menit, 20 menit , 30 menit , 40 menit maka diperoleh nilai entalpi pada titik 1 dan 2 mengalami penurunan pada tiap waktunya, yaitu secara berturut ,262,82kJ/kg , 262,24kJ/kg , 262,77kJ/kg , 262,77kJ/kg untuk h1 dan 265,49 kJ/kg , 265,64kJ/kg , 265,76kJ/kg , 266,kJ/kg untuk h_2.. berbeda dengan entalpi titik 3 dan 4 , mengalami kenaikan dan penurunan pada setiap waktunya , secara berturut , 87,46kJ/kg , 87,74kJ/kg , 87,46kJ/kg , 87,74kJ/kg , untuk h₃ dan 88,84 kJ/kg , 87,00kJ/kg , 87,55kJ/kg , 88,61kJ/kg umtuk h₄.

2. Nilai COP yang terbaik diperoleh saat pengambilan data 10 menit yaitu COP = 10 , karena semakin besar nilai COP maka semakin baik efisiensi mesin tersebut .

3. Nilai perbandingan daya kompresor total terhadap waktu mengalami kenaikan nilai pada setiap waktunya , karena pada waktu 10 menit sebesar 0,014 dan pada menit ke 20 sebesar 0,030 lalu di menit ke 30 sebesar 0,031 dan 0,044 pada menit ke 40.

4. Besarnya laju aliran massa mengalami kenaikan dari waktu 10 menit sebesar 0,00055kg/s , 20 menit sebesar 0,00091 dan dimenit ke 30 sebesar 0,00106kg/s dan untuk menit ke 40 sebesar 0,00122kg/s.

5. Nilai kalor total yang dilepaskan di kondensor tiap perubahan waktu tidak mengalami kenaikan dimenit 10 dan 20 menit yaitu tetap sebesar 0,15875kW , lalu dimenit 30 dan 40 baru

(36)

Selama melakukan penelitian terhadap Stand Trainer AC Mobil menggunakan motor listrik sebagai penggerak didapati beberapa kekurangan dan permasalahan yang ingin diminimalisir kedepanya , sehingga dapat disarankan hal-hal sebagai berikut :

1. kekurangan motor listrik yaitu masih putaran tetap dan jika ada yang berminat untuk memodifikasi motor listrik tersebut dengan berbagai variasi rpm maka akan lebih memuaskan lagi dan bisa lebih mendalami lagi dengan rpm yang disediakan setelah dimodifikasi tersebut .

2. ruangan dalam kabin masih mengalami kebocoran antara sambungan rangka besi dan dinding kabin (kaca) , padahal telah di isolasi menggunakan lem silikon , untuk dapat dicarikan solusinya agar evaporator dapat berkerja secara maksimal .

74