jurnal skripsi fix

Click here to load reader

Post on 26-Dec-2015

58 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 1

    ANALISA PENGARUH BUKAAN KERAN TEHADAP KINERJA

    KOLEKTOR SURYA PEMANAS AIR (SOLAR WATER HEATER)

    DENGAN KAPASITAS 19 LITER

    Gamma Kus Sam Rohkmatulloh (02.2009.1.08060)

    Jurusan Teknik Mesin,

    Fakultas Teknologi Dan Industri,

    Institut Teknologi Adhitama Surabaya

    Abstrak

    Indonesia akan kaya sumber daya alam yang bisa dimanfaatkan salah satu energi yang

    terbarukan adalah energi surya atau panas matahari yang cukup melimpah dengan rata rata

    4,5 kwh/m2/hari. Radiasi yang dihasilkan akan dikonversikan menjadi energi termal misal

    untuk pemanas air dengan alat yang biasa disebut solar water heater Penelitian ini bertujuan

    untuk menunjukkan pengaruh bukaan keran dengan variasi laju aliran massa fluida terhadap

    efisiensi kolektor surya pemanas air (solar water heater) konfigurasi pipa pemanas miring.

    Penelitian ini menggunakan bukaan keran dengan laju aliran massa fluida yaitu 0,07432 L/s

    (open fully valve) ; 0,06944 (2/3 open fully valve) ; 0,05676 L/s (1/3 fully open valve).

    Dari hasil tes menunjukkan bahwa efisiensi laju aliran massa fluida dicapai optimum pada

    bukaan keran 1/3 open fully valve dengan suhu temperatur fluida keluar kolektor 49 C. hasil

    ini cocok untuk keperluan rumah tangga.

    Kata kunci : laju aliran massa fluida,konfigurasi sirip sirip pipa serpentist, jenis aliran fluida

    dalam pipa

    Abstract

    Indonesia is rich in natural resources that can be utilized, one of the renewable energy is solar

    energy or sunlight which is abundant with an average of 4,5 Kwh/m2/day. The radiation

    produced would be converted into thermal energy, such as, for water heater with a tool called

    a solar water heater. This research aims to show the influence of the opening tap with fluid

    mass flow rate variation against the efficiency of a solar water heater collector in inclined

    heater pipe configuration. This research applies the opening tap with a fluid mass flow rate

    i.e 0,07432 L/s (Fully open valve) ; 0,06944 (2

    3 open fully valve) ; 0,05676 (

    1

    3 open fully

    valve). From the test result it shows that the optimum efficiency of fluid mass flow rate is at 1

    3 open valve opening tap with the fluid temperature of 49 C when it goes out from the

    collector. This is suitable for household needs.

    Keyword : fluid mass flow rate, configuration of serpentist pipe fins, type of fluid flow in

    pipe

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 2

    1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

    Indonesia akan kaya sumber daya alam yang bisa dimanfaatkan Salah satu energy yang

    terbarukan adalah energy surya atau panas matahari yang cukup melimpah dengan rata rata

    4,5 kwh/m2/hari.Radiasi yang dihasilkan akan dikonversikan menjadi energy thermal .misal

    untuk pemanas air,pompa air. Metoda untuk pengkonversian dibahas secara rinci pada

    teknologi thermal surya

    Pemanfaatan energy surya banyak di gemari oleh industry pembuat system pemanas air

    tenaga surya atau yang biasa disebut dengan solar water heater. Di Indonesia belum banyak

    digunakan jika dibandingkan RRC yang mencapai 10 juta m2 yang telah terpasang dan

    penjualan tahunan mencapai 3 juta m2 atau tiga kali dari yang terjual di eropa (Lex

    Bosselaar,2001)

    Gambar 1.1 Komponen penyusun Kolektor Surya

    Gambar 1.2 Skema penangkapan radiasi surya ke kolektor

    Simulasi Perhitungan Kebutuhan air panas yang dibutuhkan setiap hari banyaknya air hangat

    ( campuran air dingin dan panas ) akan dijelaskan sebagai berikut:

    misal jumlah penghuni yang menggunakan air panas adalah 4 orang maka jika menggunakan

    shower dan mandi pagi dan sore maka :

    4 orang x 5 liter ( pemakaian shower ) = 20 liter

    Jadi dalam satu hari dengan asumsi dua kali mandi dengan shower kita membutuhkan air

    hangat sebanyak 40 liter

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 3

    Penyerapan radiasi matahari sangat diperlukan dalam proses pengkonversian dari radiasi

    surya menjadi energy thermal yang terkandung didalam fluida kerja. Pada kenyataanya

    intensitas radiasi surya yang dihasilkan relative rendah sehingga untuk memperbesar radiasi

    surya dengan cara memperbesar luas penampang kolektor menjadi komponen utama water

    heater,diperlukan optimasi pada jumlah,model,desain spesifikasi pipa pemanas, dan pengaruh bukaan keran terhadap kinerja kolektor surya pemanas air

    2.TINJAUAN PUSTAKA

    Temperatur fluida yang masuk pipa tidak sama dengan temperatur air keluaran pipa

    dikarenakan mengalami proses pemanasan selama air itu mengalir didalam pipa dan

    Temperatur air masuk (Tfi) < Temperatur air keluar (Tfo). Fungsi temperatur air keluar

    bergantung dari model efisiensi sirip dan rugi kehilangan kalor total dengan asumsi fungsi

    linear dari Tf - Ta

    Gambar 2.1 keseimbangan energi pada fluida masuk

    Maka persamaanya bisa ditulis sebagai berikut :

    ........... (2.1)

    Jika nilai y disubtitusikan dengan panjang (L) dan temperatur fluida disubtitusikan dengan

    temperatur output (Tfo) maka persamaanya menjadi

    Tfo TaS

    UL

    Tfi TaS

    UL

    = exp (UL Ac F

    Cp) ......................... (2.2)

    n W L merupakan Luasan kolektor = Ac sehingga persamaan 2.2 menjadi

    Tfo TaS

    UL

    Tfi TaS

    UL

    = exp (UL n W F

    L

    Cp) ........................ (2.3)

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 4

    Dimana :

    Tfo = temperatur keluaran air keluar (K)

    Tfi = temperatur masukan air masuk (K)

    = Laju aliran massa air (L/s) W = jarak antar pipa dengan yang lainya (Meter)

    L = panjang pipa (Meter)

    Cp = kalor jenis fluida (kJ/kg K)

    F = model efisiensi sirip total S = total penerimaan panas radiasi oleh kolektor (W/m2) ;

    UL = koefisien kehilangan kalor total (W/m2K)

    Untuk mencari kehilangan kalor total (UL) perlu menghitung besarya koefisien kehilangan

    kalor bagian atas (Ut) dari plat absorber kolektor surya dan koefisien kehilangan kalor bagian

    bawah plat absorber kolektor (Ub). Ada kalaya para enginner menginginkan persamaan

    empiris langsung dalam mempermudah perhitungan untuk kerugian kalor yang hilang bagian

    atas.persamaan empiris untuk rugi kalor yang hilang bagian atas plat absorber (Ut)

    dikembangkan oleh klein (1979) dan mengikuti prosedur dasar Hottel dan woertz yang

    berguna untuk dikerjakan manual atau komputasi:

    Ut = {N

    C

    Tp [

    Tp Ta(N+f)

    ]e+

    1

    hw}1 +

    (Tpm+Ta) (Tpm2+Ta

    2)

    (p+0,0059 N hw)1 +

    2N+f1+0,0133 p

    g N

    ...

    ........................................................................................................................................ (2.4)

    Dimana :

    f = (1+0,089 hw 0,0116 hw p) (1 + 0,07866 N) C = 520(1- 0,0000512) untuk 0 < < 70 sedangkan untuk 70 < < 90,

    gunakan = 70 e = 0,43(1 100/Tp) hw = 5,7 + 3,8 V

    Keterangan:

    V = Kecepatan angin diatas permukaan cover paling atas (m/s)

    N = Jumlah penutup/cover

    c = Emisivitas cover Glass = 0,88 p = Emisivitas plat absorber = kemiringan kolektor hw = Koefisien perpindahan panas konveksi akibat angin (W/m

    2K)

    = Konstanta Stefan Boltzman (5.67 x 10-8 W/m2K4) Tpm = Temperatur plat absorber (K)

    Ta = Temperatur lingkungan (K)

    Nilai koefisien rugi-rugi kalor bagian bawah didekati dengan persamaan berikut

    =

    ...... (2.5)

    dimana k = konduktivitas termal insulator (W/m2K) ; L = tebal insulator (Meter)

    Maka Koefisien Kehilangan Kalor total UL = Ut + Ub

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 5

    Distribusi temperatur antara dua pipa dapat diperoleh dengan mengasumsikan gradien suhu

    pada arah aliran diabaikan.meninjau lapisan absorber - pipa pada gambar dibawah ini:

    Gambar 2.2 Plat dan Pipa

    dan energi yang dapat dikonduksikan ke daerah tabung per satuan panjang dalam arah aliran

    sekarang dapat ditemukan dengan mengevaluasi hukum fourier pada dasar sirip.

    ....... (2.6)

    Persamaan (13) ini hanya untuk energi yang disimpan hanya pada satu pipa dimana

    hanya 1

    dan untuk dua pipa energiya menjadi adalah

    ............... (2.7)

    akan lebih mudah menggunakan konsep efisiensi sirip untuk menulis ulang Persamaan (2.7)

    sebagai :

    = ( ) [ ( )] ......... (2.8)

    Dimana :

    = tanh [

    ()

    2]

    2

    ......................... (2.9)

    Keuntungan yang berguna dari kolektor juga termasuk energi yang terkumpul di atas wilayah

    pipa. keuntungan energi untuk wilayah ini adalah

    qtube = D [S - UL (Tb - Ta)] ................. (2.10) Keuntungan yang digunakan pada pipa dan model fin per unit dari panjang sesuai arah aliran

    adalah penjumlahan dari persamaan 2.30 dan 2.32

    qu = [(W-D) F+D] [SUL(Tb -Ta) ] ................. (2.11) Keterangan:

    W = jarak antara dua pipa (meter)

    D = diameter pipa (meter)

    = ketebalan lembaran plat absorber (meter)

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 6

    Tb = temperatur diatas perekat pipa dengan lembaran plat (K)

    Ta = temperatur ambient atau temperatur lingkungan (K)

    m =

    hasil bagi antara kerugian kalor yang hilang dengan koefisien konduktivitas

    dengan tebal plat

    Energi kalor yang didapatkan dari persamaan 2.11 harus di transferkan ke dalam fluida tetapi

    selama proses perpindahan panas masih adanya hambatan perpindahan kalor ke fluida ialah

    hasil jumlah dari bond dan pipa ke fluida. Proses ini dapat diekspresikan ke dalam persamaan

    berikut ini:

    =

    1

    +

    1

    ................. (2.12)

    Dimana Cb:

    =

    ............. (2.13)

    Keterangan :

    Cb = konduktivitas termal perekat pipa dengan plat (W/m2K)

    Kb = Koduktivitas panas dari bahan perekat (W/m2K)

    = Rata rata ketebalan Perekat (Meter)

    Bond (Perekat Plat dengan pipa) sangat penting diteliti untuk mendeskripsikan sebuah

    performansi kolektor dan disarankan menggunakan bond dengan konduktansi lebih besar

    dari 0,11 W/mK. Maka laju perpindahan panas yang dipakai adalah

    ........... (2.14)

    Dimana F adalah

    =

    1

    [1

    [+()]+

    1

    +

    1

    ] .......................... (2.15)

    Keterangan:

    hfi = koefisien perpindahan panas konveksi antara fluida dengan dinding pipa (W/m2K)

    Di = Diameter dalam pipa (meter)

    Tf = Temperatur Fluida (K)

    hfi adalah koefisien perpindahan panas konveksi yang terlebih dahulu harus tahu karakteristik

    aliran dalam pipa,apakah aliran itu turbulen atau laminar karena aliran ini berpengaruh

    terhadap temperatur dari fungsi aliran. Untuk mengetahui aliran tersebut laminer ataukah

    turbulen dengan persamaan reynolds number :

    Red = 4

    ...................... (2.16)

    Dimana :

    = Laju aliran massa air D = diameter dalam pipa aluminium

    = viskositas kinematis fluida (air) pada suhu keluiaran air fluida = phi = 3,14

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 7

    Jika aliran Red < 2200 maka aliran tersebut adalah laminar dan disarankan menggunakan

    nusselt number ya Nu = 3,7 temperatur konstan dinding dan Nu = 4,4 untuk perpindahan

    panas (heat flux) dengan kondisi fully developed dan profil pemanas. Jika 3000 Re 106 maka aliran tersebut turbulen fully developed didalam pipa dan disarankan untuk mencari

    nusselt number ya dengan persamaan gnielniski adalah sebagai berikut :

    = (

    8)(1000)

    1+12,7 (

    8)

    12(

    231)

    ................... (2.17)

    Koefisien gesek darcy faktor didalam pipa yang halus antara fluida dengan pipa adalah :

    ........... (2.18)

    Koefisien kehilangan kalor sepanjang pipa maka

    hfi(L) =NuD

    ............. (2.19)

    Dimana :

    k = koefisien perpindahan panas pada air (W/m2K)

    D = diameter pipa

    Red = reynolds number

    Pr = prandtl number

    f = koefisien gesek darcy didalam pipa

    Sehubungan dengan bentuk bumi, posisi sumbu rotasi bumi, rotasi dan revolusi bumi

    mengelilingi matahari maka penerimaan radiasi matahari di suatu wilayah akan bergantung

    pada waktu (jam pada hari dan hari pada tahun) serta bujur dan lintang wilayah

    tersebut.Perbedaan-perbedaan tersebut dapat dijelaskan melalui Solar Geometry (Geometri

    Surya).Radiasi surya diterima di permukaan bumi dalam dua cara, yaitu secara langsung

    (radiasi langsung) dan melalui pantulan dari awan atau massa udara (radiasi baur) Geometri

    surya ini lebih mempengaruhi nilai radiasi langsung yang diterima daripada radiasi baurnya.

    Bentuk bumi yang mendekati bola membuat radiasi matahari akan jatuh pada intensitas yang

    berbeda di berbagai wilayah di permukaan bumi. Koordinat pada bumi dinyatakan dengan

    bujur (B) dan lintang (L). Pada suatu wilayah bujur mempengaruhi penerimaan radiasi pada

    satu hari sedangkan lintang mempengaruhi penerimaan radiasi rata-rata dalam satu tahun.

    Sudut jam merupakan sudut antara normal permukaan bumi dan sinar matahari yang

    diproyeksikan berdasarkan pandangan dari kutub selatan. Sudut ini berubah sepanjang hari

    akibat adanya rotasi bumi. Perhitungan sudut ini juga ditentukan oleh bujur dimana

    pengukuran radiasi dilakukan. Sudut jam dihitung menggunakan

    ............ (2.20)

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 8

    dimana ts merupakan waktu surya yang dihitung berdasarkan:

    .......... (2.21)

    oleh karena itu sudut jam bernilai negatif sebelum jam 12 dan positif setelah jam 12 (waktu

    surya).

    Posisi bumi dan sumbu putarnya terhadap bidang edar bumi terhadap matahari Akibat adanya

    tumbukan meteor pada berjuta tahun yang lalu, sumbu putar bumi membentuk sudut

    (inklinasi) kira-kira 23.45o terhadap sumbu yang tegak lurus bidang edarnya. Selama

    revolusi bumi dalam waktu 365.25 hari, radiasi matahari yang jatuh ke suatu wilayah di

    permukaan bumi akan berbeda. Pada tanggal 21 Juni, 23 Desember, 21 September dan 21

    Maret sudut yang dibentuk antara bidang ekuator berada pada nilai-nilai yang ekstrim.

    Karena posisi sumbu rotasi bumi ini tetap maka saat bumi berevolusi sudut yang terbentuk

    antara sinar matahari terhadap suatu bidang di equator akan berubah sepanjang tahun. Sudut

    ini disebut sebagai deklinasi surya. Hubungan antara deklinasi surya terhadap hari selama

    satu tahun dinyatakan sebagai:

    = 23,45 sin(360284+

    365) ..... (2.22)

    Dimana : n adalah jumlah hari yang dihitung dari awal bulan januari

    Karena permukaan bumi merupakan permukaan yang melengkung, maka akan lebih mudah

    untuk menganalisis sudut datang matahari pada sistem koordinat horizontal. Dengan

    menggunakan sistem koordinat horizontal, radiasi matahari terhadap permukaan (bidang)

    Azimuth surya merupakan sudut antara proyeksi sinar matahari di bidang horzontal dari arah

    selatan. Altitude (tinggi) matahari merupakan sudut yang dibentuk antara sinar matahari

    dengan proyeksinya pada bidang horizontal. Sedangkan sudut zenit (sudut datang)

    merupakan komplemen dari sudut tinggi surya yaitu diukur dari zenit. Sudut zenit ini

    ditentukan berdasarkan persamaan:

    = = cos cos + sin sin ....... (2.23)

    dimana

    =

    ........... (2.24)

    Pada waktu sinar melintasi atmosfer, sebagian energi terserap, besarnya penurunan energi

    sepanjang garis lintang ini ditentukan oleh konstanta penurunan energi (extinction

    coefficient) B.

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 9

    IDN = A exp (

    0

    ) ............. (2.25)

    0= exp(0,00001184) ........... (2.26)

    Dimana:

    IDN = radiasi langsung (W/m2)

    A, B = tetapan

    H = ketinggian suatu tempat di atas permukaan laut (m)

    P/Po = nisbah tekanan di suatu tempat terhadap tekanan atmosfer baku

    z = sudut datang terhadap normal, zenith (derajat)

    Besarnya nilai konstanta B sangat bergantung pada kejernihan atmosfer sedangkan besarnya

    konstanta A dan B dapat dilihat pada tabel 2.1. Perhitungan energi global pada keadaan cerah

    dengan memakai rumus di atas harus ditambahkan sebesar 5-10% karena adanya radiasi baur.

    Nilai konstanta A,B dan C Tabel 2.1 (Sumber: Duffie&Beckman, 1981)

    Tanggal Hari

    Ke-

    A (W/m2)

    B C Persamaan

    Waktu (menit)

    21 Januari

    21 Februari

    21 Maret

    21 April

    21 Mei

    21 Juni

    21 Juli

    21 Agustus

    21 September

    21 Oktober

    21 Nopember

    21 Desember

    19.85

    54.06

    80.00

    110.47

    140.15

    172.50

    201.84

    232.49

    265.00

    292.34

    324.20

    357.50

    -20

    -10

    0.0

    +11.6

    +20.0

    +23.45

    +20.60

    +12.30

    +0.00

    -10.50

    -19.80

    -23.45

    1230

    1215

    1186

    1136

    1104

    1088

    1085

    1107

    1150

    1192

    1221

    1233

    0.142

    0.144

    0.156

    0.180

    0.196

    0.205

    0.207

    0.201

    0.177

    0.160

    0.149

    0.142

    0.058

    0.060

    0.071

    0.097

    0.121

    0.134

    0.136

    0.122

    0.092

    0.073

    0.063

    0.057

    -11.2

    -13.9

    -7.5

    +1.1

    +3.3

    -1.4

    -6.2

    -2.4

    +7.5

    +15.4

    +13.8

    +1.6

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 10

    Pada suatu bidang datar, besarnya iradiasi global, H yang merupakan penjumlahan antara

    radiasi langsung dan baur, dapat ditentukan dengan rumus berikut:

    ........ (2.27)

    Suku pertama ruas kanan merupakan komponen radiasi langsung, sedangkan suku kedua

    mengacu pada radiasi baur.

    Dimana :

    = sudut ketinggian surya altitude C = presentasi Baur

    IDN = energy radiasi surya sebelum masuk ke atmosfer bumi

    Hglobal atau S = Energi radiasi srya sesudah masuk ke atmosfer bumi

    Untuk mengukur sebuah performansi dari kolektor adalah kolektor efficiency yang

    didefinisikan sebagai rasio dari yang energy yang digunakan selama beberapa periode waktu

    tertentu untuk energi surya yang masuk selama periode waktu yang sama persamaan ya

    adalah :

    =

    ........(2.28)

    Dimana :

    Gt atau Hglobal = intensitas radiasi surya W/m2

    Qu = energi kalor yang dapat diserap fluida kerja (Joule/S)

    Ac = luas bidang tangkap absorber terhadap radiasi surya (m2)

    3. METODOLOGI PENELITIAN

    Penelitian uji coba alat untuk mengetahui performansi dari peralatan solar water heater yang

    telah dibuat maka dilakukan pengambilan data selama 7 hari dari jam 10.00 13.00 WIB

    3.1 Prosedur pengambilan data

    1. Persiapan seluruh peralatan ukur yang diperlukan adalah

    Gelas ukur

    Termometer jenis Alkohol

    Stopwatch 2. Peralatan uji coba solar water heater ditempatkan pada daerah lapang yang terkena

    sinar matahari secara langsung

    3. Posisikan kolektor pada sudut 45 dan buka keran pada tandon penampung 1/3 open fully valve, 2/3 open fully valve, dan open fully open valve

    4. Catat semua data yang diperlukan antara lain Temperatur udara luar

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 11

    Temperatur awal air masuk

    Temperatur air keluar

    Temperatur kaca dalam

    Temperatur kaca luar

    Temperatur plat absorber 5. Pengambilan data dilakukan setiap 30 menit dengan selang waktu pengukuran setiap

    30 menit dari jam 10.00 sampai dengan 13.00

    Gambar 3.1 peralatan solar water heater

    Gambar 3.2 kolektor surya water heater

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 12

    4. HASIL DAN PEMBAHASAN

    4.1 GRAFIK ANALISA PERHITUNGAN KONDISI OPEN FULLY VALVE PADA

    TANGGAL 21 MARET 2014

    Grafik 4.1 Intensitas radiasi surya terhadap fungsi waktu pada tanggal 21 maret 2014

    dengan laju aliran massa 0,074 L/s

    Grafik 4.2 Efisiensi Kolektor surya terhadap fungsi waktu pada tanggal 21 maret 2014

    dengan laju aliran massa 0,074 L/s

    Efisiensi Kolektor surya sangat bergantung pada intensitas radiasi surya dan koefisien

    kehilangan kalor total sangat bergantung pada intensitas radiasi surya. Semakin banyak total

    kehilangan kalor maka efisiensi kolektor surya juga akan menurun terlihat pada Grafik 4.2

    pada jam 11.30-12.00 efisiensi kolektor surya menurun dikarenakan Saat pengambilan data

    pada jam 11.30-12.00 pada jam tersebut mengalami kondisi cuaca berawan mengakibatkan

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 13

    intensitas radiasi mengalami radiasi pembauran kesegala arah tidak jatuh tepat di kolektor

    surya berdampak pada data uji coba analisa sehingga efisiensi kolektor surya juga akan

    menurun dan dapat juga disimpulkan bahwa efisiensi kolektor surya dengan koefisien

    kehilangan kalor adalah berbalik nilai.

    Grafik 4.3 Perbandingan suhu fluida keluaran kolektor surya teoritis dan aktual terhadap

    fungsi waktu pada tanggal 21 maret 2014 dengan laju aliran massa 0,074 L/s

    4.2 GRAFIK ANALISA PERHITUNGAN DENGAN KONDISI 2/3 OPEN FULLY

    VALVE PADA TANGGAL 7 APRIL 2014

    Grafik 4.4 Intensitas Radiasi surya terhadap fungsi waktu pada tanggal 7 april 2014 dengan

    kondisi laju aliran massa fluida 0,069 L/s

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 14

    Grafik 4.5 Total koefisien kehilangan Kalor terhadap fungsi waktu pada tanggal 7 april

    2014 dengan kondisi laju aliran massa fluida 0,069 L/s

    Grafik 4.6 Efisiensi Kolektor Surya terhadap fungsi waktu pada tanggal 7 april 2014

    dengan kondisi laju aliran massa fluida 0,069 L/s

    Dari Grafik 4.6 pada jam 10.00 10.30 terlihat koefisien kehilangan kalor lebih rendah jika dibandingkan dengan koefisien kehilangan kalor antara jam 10.30 s/d 12.00 ini menandakan

    bahwa koefsien kehilangan kalor mengalami kenaikan dan mengalami penurunan suhu pada

    kolektor sehingga jika dihubungkan dengan grafik efisiensi kolektor surya menurun sesuai

    dengan grafik 4.6

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 15

    Grafik 4.7 Perbandingan suhu fluida keluaran kolektor surya teoritis dan aktual terhadap

    fungsi waktu pada tanggal 7 april 2014 dengan laju aliran massa 0,069 L/s

    4.3 GRAFIK ANALISA PERHITUNGAN DENGAN KONDISI 1/3 OPEN FULLY

    VALVE PADA TANGGAL 3 APRIL 2014

    Grafik 4.8 Intensitas Radiasi surya terhadap fungsi waktu pada tanggal 3 april 2014 dengan

    kondisi laju aliran massa fluida 0,056 L/s

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 16

    Grafik 4.9 Koefsien kehilangan kalor total terhadap fungsi waktu pada tanggal 3 April

    2014 dengan kondisi laju aliran massa fluida 0,056 L/s

    Grafik 4.10 Efisiensi Kolektor Surya terhadap fungsi waktu pada tanggal 3 april 2014

    dengan kondisi laju aliran massa fluida 0,056 L/s

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 17

    Grafik 4.11 Perbandingan suhu fluida keluaran kolektor surya teoritis dan aktual terhadap

    fungsi waktu pada tanggal 3 april 2014 dengan laju aliran massa 0,056 L/s

    5. KESIMPULAN

    Dari data percobaan yang dilakukan pada system kolektor surya dan diolah pada analisa bab

    IV dengan variasi bukaan keran 1/3 open full,2/3 open full dan open full valve terlihat bahwa

    1. Semakin besar kenaikan suhu pada temperature plat absorber (dalam hal ini jenis plat seng) maka semakin pula besar koefisien kehilangan kalor yang berada di

    system kolektor surya

    2. Efsiensi sirip kolektor surya bernilai sekitar 40% dimana bergantung terhadap koefisien kehilangan kalor total pada system kolektor.

    3. Efisiensi kolektor surya bergantung terhadap intensitas radiasi surya yang diterima dan koefisien kehilangan kalor, semakin besar koefisien kehilangan

    kalor maka efisiensi kolektor surya menurun, terlihat bahwa efisiensi kolektor

    surya tertinggi dengan efisiensi 36,68% dengan bukaan keran hanya 1/3 open

    fully valve dengan koefisien kehilangan kalor 9,19 W/m2K dan intensitas radiasi

    surya 1137 W/m2

    4. Dari percobaan yang dilakukan bahwa semakin kecil bukaan keran maka suhu air keluaran kolektor semakin naik dikarenakan laju aliran massa air sedikit sehingga

    energy panas yang diterima semakin banyak terlihat uji coba pada tanggal 3 april

    2014 suhu keluaran fluida dengan bukaan keraan yang hanya 1/3 open fully valve

    dengan suhu keluaran 49 C jika dibandingkan 2/3 open fully valve yaitu 48 C dan

    open fully valve hanya 41 C

  • JURNAL SKRIPSI

    INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA| 18

    6. DAFTAR PUSTAKA

    Beckman William & Duffie John. 1980. Solar Engineering Of Thermal Processes,

    Madison Winconsin : John wiley & Sons Inc.

    Incropera P. Frank & dkk. 2011. Fundamentals Of Heat and Mass Transfer seventh

    edition, Danvers MA : John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved

    Gati Matilda & dkk. 2006. Desain Kolektor Plat Datar (Flat Plate) untuk pemanas

    Air, Yogyakarta : UGM FISIKA TEKNIK

    IPB Energi Surya pembelajaran elektronik,

    http://web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Energi%20dan%20Listrik%20Pertani

    an/MATERI%20WEB%20ELP/Bab%20II%20ENERGI%20SURYA/index.htm

    Luqman Buchori, ST MT. 2001 . Perpindahan panas (Heat Transfer), Semarang :

    UNDIP TEKNIK KIMIA