PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDINGIN AIR AQUASCAPE DENGAN KAPASITAS AIR 10 LITER
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Kurikulum Dalam Menyelesaikan Pendidikan Strata 1 (S1) pada Program Studi Teknik Mesin
Oleh : Redi Darmawan
1702220115
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG 2021
iii
ii
iv
v
vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO :
“Pengetahuan tidaklah cukup, kita harus mengamalkannya, niat tidaklah cukup, kita harus melakukannya”.
( johan Wolfgang Von Geothe)
Kupersembahkan untuk :
Kedua orang tuaku
Saudara kakak dan adik – adiku yang telah memberiku semangat
Teman – teman seperjuangan 2017 Program Studi Teknik Mesin
Almamaterku
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena atas berkat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini tepat pada waktunya.
Skripsi ini merupakan persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan pada Program starata 1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih belum sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritikan dan saran.
Dalam menyelesaikan Skripsi ini, Penulis banyak menerima bimbingan dan bantuan dari semua pihak, dan pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Dr. Ir. Hj. Nyimas Manisah, MP. Selaku Rektor Universitas Tridinanti Palembang.
2. Bapak Ir. Zulkarnain Fatoni, MT, MM., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
3. Bapak Ir. H. M. Lazim, MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
4. Bapak Martin Luther King, ST, MT., Selaku Sekretaris Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang
xiii
5. Bapak Ir. Muh. Amin Fauzie. Hb, MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak membantu dan memberi masukan serta saran dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini.
6. Bapak Ir. Hermanto Ali, MT., selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak membantu dan memberi masukan serta saran dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini.
7. Seluruh Staf Dosen dan Karyawan Universitas Tridinanti Palembang umumnya Program Studi Teknik Mesin khususnya yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan bimbingan.
8. Rekan-rekan Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Universitas Tridinanti Palembang, Angkatan 2017 yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan semoga Skripsi ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya sehingga dapat menjadi pembelajaran kita bersama dimasa mendatang.
Palembang, Oktober 2021 Penulis
Redi Darmawan
xi DAFTAR ISI
Halaman:
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ...iii
HALAMAN PENGUJI. ... iv
LEMBAR PERNYATAAN ... v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... vi
KATA PENGANTAR. ... vii
DAFTAR TABEL ... x
ABSTRAK ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GRAFIK ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 2
1.4. Tujuan ... 2
1.5. Manfaat ... 2
1.6. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Prinsip Perpindahan Panas ... 5
2.1.1. Perpindahan Panas Konduksi. ... 6
2.1.2. Perpindahan Panas Konveksi. ... 10
xii
2.1.3. Perpindahan Panas Radiasi. ... 12
2.2. Pendinginan Termoelektrik ... 13
2.3. Efek-efek dalam Termoelektrik ... 15
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 18
3.1.1. Tempat Penelitian ... 18
3.1.2 Waktu Penelitian ... 18
3.2. Metode Penelitian ... 18
3.3. Bahan dan alat pengujian ... 19
3.3.1. Bahan Pengujian ... 19
3.3.2. Alat Ukur Pengujian ... 21
3.4. Skema Alat Uji ... 22
3.5. Prosedur Pengujian ... 23
3.6. Diagram Alir Penelitian ... 25
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pegujian Alat Pendingin Termoelektrik ... 26
4.2. Data Hasil Pengujian Alat Pendingin. ... 26
4.3 Data Hasil Penelitian ... 27
4.4. Pengelolahan data ... 28
4.4.1. Perhitungan Beban Kalor Fluida (Air) ... 28
4.4.2.Perhitungan Perpindahan Kalor Konduksi Pada Water Block Aluminium dan Fluida (Air) ... 30
4.5. Analisa Data ... 32
BAB V. KESIMPULAN 5.1.Kesimpulan ... 33
5.2. Saran ... 34 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman:
Gambar :
2.1. Proses Mekanisme Perpindahan Panas ... 5
2.2. Aliran Panas Yang Terjadi Saat Konduksi ... 6
2.3. Profil Temperatur ... 9
2.4. Perpindahan Panas Konveksi ... 11
2.5. Perpindahan Panas Secara Radiasi ... 12
2.6. Termoelektrik... 15
2.7. Sistem Pendinginan Peltier ... 15
3.1. Skema Alat Uji ... 22
3.2. Thermocouple ... 23
3.3. Diagram Alir Penelitian ... 25
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman:
Tabel:
2. 1. Konduktifitas Bahan ... 10 4. 1. Data Hasil Pengujian Penurunan Suhu Fluida (Air) ... 27
xv
DAFTAR GRAFIK
Halaman:
Grafik:
4. 1. Penurunan Suhu Fluida (Air) ... 27
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran :
1. Gambar Kipas
2. Gambar Heatsink dan Coldsink 3. Gambar Water Block Aluminium 4. Gambar Pelteir
5. Gambar Aquascape/Aquarium 6. Gambar Gelas Ukur
7. Gambar Selang 8. Gambar Pompa
9. Gambar Kabel Termokontrol 10. Gambar Display Termokontrol 11. Gambar Stopwatch
12. Gambar Power Supply 12V 10A 13. Gambar Alat Uji
14. Gambar Chiller Peltier 15. Gambar Thermocouple 16. Gambar Thermometer Digital
17. Gambar Tebal Water Block Aluminium
ix ABSTRAK
Aquascape adalah sebuah seni yang mengatur tanaman air, batu, karang,kayu dan lain-lain sebagainya.Seni ini menggunakan media didalam kotak kaca atau akrilik yang menyerupai aquarium. Dalam merawat tumbuhan- tumbuhan yang berada didalm Aquscape itu hidup tergantung pada temperatur air.Maka dari itu pengujian ini dibuat alat uji menggunakan dua buah termoelektrik sebagai pendingin sedangkan water block alumium sebagai penampung air sementara untuk didinginkan dan dipindahkan kedalam aquascape.
Adapaun tujuan penelitian ini untuk mengetahui berapa suhu temperatur air yang sesuai pada tanaman yang berada didalam aquascape.
Hasil pengujian menunjukakan bahwa penggunaan 2 buah termoektrik yang disusun secara sejajar untuk mendapatkan temperatur mencapai 250C memerlukan waktu yang cukup lamam yaitu 3 jam 30 menit. Dimana nilai perpindahan panas konduksi yang terjadi dalam pengujian menggunakan dua buah termoelektrik yang disusun sejar adalah 1,1211 Watt.
Kata kunci : Aquascape, Termoelektrik, water block aluminium, perpindahan
panas konduksi.
x
ABSTRACK
Aquascape is an art that regulates aquatic plants, rocks, coral, wood and so on. This art uses media in a glass or acrylic box that resembles an aquarium.
In caring for the plants in the Aquascape, their life depends on the temperature of the water. Therefore, this test was made using two thermoelectrics as a coolant, while the aluminum water block acts as a temporary reservoir for water to be cooled and transferred into the aquascape.
The purpose of this study is to find out what the appropriate water temperature is for plants in the aquascape
The test results show that the use of 2 thermoelectrics arranged in parallel to get a temperature of up to 250C requires a long time of 3 hours 30 minutes. Where the conduction heat transfer value that occurs in the test using two thermoelectrics arranged in parallel is 1,1211 Watt.
Keywords: Aquascape, Thermoelectric, aluminum water block, displacement conduction heat.
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Aquascape adalah sebuah seni yang mengatur tanaman air, batu, karang,kayu dan lain-lain sebagainya.Seni ini menggunakan media didalam kotak kaca atau akrilik yang menyerupai aquarium. Aquascape itu sangat menarik karena kita tidak hanya memelihara ikan tapi kita juga dapat memelihara komponen yang ada didalam nya seperti tanaman air.Bukan hanya pada tanaman umumnya saja yang membutuhkan Oksingen untuk melakukan proses Fotosintesis tetapi tanaman di air juga membutuhkan Oksigen untuk melakukan Fotosintesis.
Dalam merawat tumbuhan-tumbuhan yang berada didalm Aquscape itu hidup tergantung pada temperatur air.Keadaan saat ini dengan cuaca yang ekstrim tidak dapat diprediksi dan sering kali berubah secara tidak normal,suhu udara yang panas mengakibatkan air yang berada didalam aquascape pada siang hari suhu air didalamnya bisa mencapai 33oC sedangkan seharusnya suhu air yang berada didalam aquascape itu sekitar 25oC sampai dengan 28oC.( Sumber.http://eprints.umpo.ac.id)
Berdasarkan latar belakang ini maka penulis akan membuat penelitian yang berjudul tentang “ Perancangan dan Pembuatan Alat Pendingin Air Aquascape Dengan Kapasitas Air 10 Liter ”.
2
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, maka pada penulis skripsi ini rumusan masalahan yang akan dibahas antara lain, Berapa penuranan temperatur air pada aquascape dengan kapasitas air sebanyak 10 liter.
1.3. Batasan Masalah
Agar peneliti ini lebih fokus dan tidak meluas dari pembahasan yang dimaksud, maka penulis membatasinya pada ruang lingkup sebagai berikut 1. Air yang akan diuji sebanyak 10 liter.
2. Alat yang digunakan sebagai pendingin air adalah peltier atau termoelektrik.
3. Analisa dilakukan pada sistem perpindahan panas dari sisi dingin termoelektik ke air.
4. Pada elemen termoelektik,metode perpindahan panas dari sisi panas elemen ke heatsink tidak dihitung.
1.4. Tujuan
Adapaun tujuan penelitian ini untuk mengetahui berapa suhu temperatur air yang sesuai pada tanaman yang berada didalam aquascape.
1.5. Manfaat
Adapun Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Dapat mengetahui temperatur yang dihasilkan oleh elemen termoelektrik.
3
2. Dapat memahami metode perpidahan energi yang terjadi pada elemen termoelektik.
3. Dapat mengetahui temperatur air yang baik untuk tanaman yang berada didalam aquascape.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan didalam penelitian ini supaya memberikan gambaran secara menyeluruh tentang isi dari bab-bab yang ada, dengan susunan awal dimulai dari:
BAB I. Pendahuluan
Bab pertama ini berisi tentang latar belang pemilihan judul, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, dan manfaat, serta sistematika penuliusan.
BAB II. Tinjauan Pustaka
Dalam bab ini menguraikan tentang penjelasan mengenai pengertian perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi, serta menjelaskan tentang pendinginan termoelektrik termaksuk persamaan-persamaan yang akan digunakan dalam proses pengolahan data.
BAB III. Metodelogi Penelitian
Dalam bab ini menjelaskan tentang tempat dan waktu pengujian, metode penelitian, bahan dan alat ukur pengujian, skema alat uji, prosedur penelitian serta diagram alir.
4
BAB IV. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Pada bab ini berisikan hasil pengolahan data dan analisa dari pengujian menggunakan dua buah termoelektrik yang disusun sejajar,yaitu dengan memperhitungkan beban dari produk dan perhitungan perpindahan energi dari elemen termoelektrik sisi dingin ke water block aluminium dan fluida (air).
BAB V. Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisikan kesimpulan dan saran dari seluruh rangkain penelitian yang dilakukan.
Daftar Pustaka
1. Cengel, A. Yunus. “Heat Transfer”.Mc Graw HILL.Second Edition.Amerika.
2. Holman, JP, “ Perpindahan Kalor “ Edisi keenam, Penerbit Erlangga ,1998.
3. Incrofera. Frank P, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, John Wiley & Sons Inc., Seventh Edition, Amerika. 2011.
4. Kreit Frank ,”Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas”.M. Sc. Prijono Arko.
Edisi ketiga , Penerbit Erlangga, 1994.
5. Holman, JP, “Perpindahan Kalor (Heat Transfer)”. Ir. Jasjfi. E. Edisi kelima, Penerbit Erlangga, 1984.
6. Maya Fatriana, “Kaji Ulang Sistem Pendinginan Air Dengan Menggunakan Termoelektrik”,2014.
7. Tri Satrio Putra, “Kaji Ulang Sistem Termoelektik Untuk Pemanas dan Pendingin Air Minum Dengan Kapasitas 500 ml”,2015.
8. Diambil pada tanggal 5 mei 2021 dari.
https://text- id.123dok.com/document/ky6o99kgy-sejarah-peltier-peltier- thermoelecticcooler.html#:~:text=2.1%20Sejarah%20%peltier,di%20teliti%2 0pada%2
9. Diambil pada tanggal 8 mei 2021 dari.
http:///www.geogle.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://eprints.ump o.ac.id/3916/3BAB%2501.pdf&ved
