bab iv hasil dan analisis 4.1 hasil · 2020. 10. 19. · merupakan fase gas diperoleh menggunakan...

BAB IV

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

40

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.

h1 = merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan

uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T hg

26 261,48

28,7 hg2

30 263,50

=

=

41

h2 = merupakan fase gas diperoleh menggunakan tabel sifat – sifat cairan

dan uap jenuh refrigran R134a dan di interpolasikan.

T hg

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 hf2

28ºC 88,61

=

=

42

h4 = merupakan fase cair jenuh, diperoleh menggunakan Tabel sifat – sifat


T hf

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 =

43

=

= 65,16

Maka kalor total yang diserap dapat dihitung mengguanakan persaman 2.8

hingga persamaan 2.11.

Qe =

untuk kaca :

=

=

(

)

( )

(

)

= 45,810W

untuk besi plat :

=

=

(

)

( )

(

)

= 45,1359W

Maka kalor total yang diserap secara total, adalah :

Qe= 48,810W + 45,135W

= 96,945W

= 0,96,94kW

44

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

45

Perbandingan tekanan dapat diperoleh mengunakan persamaan 2.15.

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 hg

26ºC 261,48

27,5ºC hg2

28ºC 262,50

=

=

h2= merupakan fase gas, diperoleh mengunakan tabel sifat-sifat cairan dan uap


46

T hg

32ºC 264,48

34,5ºC hg2

36ºC 266,40

=

=



T hf

26ºC 85,75

27,4ºC hf2

28ºC 88,61

=

=

47



T hf

24ºC 85,75

26,9ºC hf2

28ºC 88,61

=

=


qe = h1 – h4

= –

= 175,24kJ/kg


W = h2 – h1

= –

= 3,4 kJ/kg


COP =

48

=

= 51,54



Qe =

untuk kaca :

=

=

(

)

(

)

(

)

= 78,532W

untuk besi plat :

=

=

(

)

(

)

(

)

= 82,518W

49


Qe= 78,532W + 82,518W

= 161,05W

= 0,161kW


=

= 0,00091kg/s


persamaan 2.6.

qk = h2 – h3

= –

= 174,5kJ/kg



Qk = m + qk

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

= 0,15875kW

50


W = m . w

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

= 0,030kW


r =

=

=7

3. untuk waktu 30 menit.



T hg

26ºC 261,48

28,6ºC hg2

30ºC 263,50

=

=

51



T hg

32ºC 264,48

34,7ºC hg2

36ºC 266,40

=

=



T hf

26ºC 85,75

27,2ºC hf2

28ºC 88,61

=

=

52



T hf

26ºC 85,75

27,3ºC hf2

28ºC 88,61

=

=


qe = h1 – h4

= –

= 175,22kJ/kg


W = h2 – h1

= –

= 2,99 kJ/kg

53


COP =

=

= 58,60



Qe =

untuk kaca :

=

=

(

)

( )

(

)

= 91,621W

untuk besi plat :

=

=

(

)

( )

(

)

= 96,271W

54


Qe= 91,621W + 96,271W

= 187,89W

= 0,187W

Laju aliran massa dapat diperoleh mengunakan persamaan 2.12

=

= 0,00106kg/s


persamaan 2.6.

qk = h2 – h3

= –

= 178,3kJ/kg



Qk = m + qk

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

= 0,19kW

55


W = m . w

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

= 0,031kW


r =

=

= 6,25

4. untuk waktu 40 menit.



T hg

26ºC 261,48

28,3ºC hg2

30ºC 263,50

=

=

56

262,77kJ/kg



T hg

34ºC 265,45

35,8ºC hg2

36ºC 266,40

=

=

266,40kJ/kg



T hf

26ºC 85,75

27,4ºC hf2

28ºC 88,61

=

=

57



T hf

26ºC 85,75

27,9ºC hf2

28ºC 88,61

=

=


qe = h1 – h4

= –

= 174,16kJ/kg


W = h2 – h1

= –

= 3,63 kJ/kg


COP =

58

=

= 47,97



Qe =

untuk kaca :

=

=

(

)

( )

(

)

= 104,7W

untuk besi plat :

=

=

(

)

( )

(

)

= 110W


Qe= 104,7W + 110W

= 214,7W

59

= 0,214W


=

= 0,00122kg/s

60


persamaan 2.6.

qk = h2 – h3

= –

= 178,66kJ/kg



Qk = m + qk

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

= 0,21kW


W = m . w

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

= 0,044kW


r =

=

= 6,15

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


6. Dampak refrigrasi , qe = 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 , qk = 178,03kJ/kg

12. Kalor total yang dilepas kondensor , Qk = 0,15875kW

13. Daya kompresor total , w = 0,014kW

14. Perbandingan tekanan , r = 10

62




P = W

= 2.2 KW

= 3 HP








9. Kalor total yang diserap = 0,161kW





14. Perbandingan tekanan , r = 7

63




P = W

= 2.2 KW

= 3 HP








9. Kalor total yang diserap = 0,187kW





14. Perbandingan tekanan , r = 6,25

64




P = W

= 2.2 KW

= 3 HP








9. Kalor total yang diserap kW = 0,214kW

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


12. Kalor total yang dilepas kondensor , Qk = 0,21 kW


14. Perbandingan tekanan , r = 6,15

65

4.3 Analisis

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

en

talp

i (kj

/kg)

waktu (menit)

h1

h2

h3

h4

67

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

175,24 175,22

174,16

173

173,5

174

174,5

175

175,5

10 20 30 40

da

mp

ak

refr

igra

si

(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

day

a ko

mp

reso

r sp

esif

ik

(kJ/

kg)

waktu (menit)

68

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

70

10 20 30 40

CO

P

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

kalo

r to

tal y

ang

d

ise

rap

(kW

)

waktu (menit)

69

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

alir

an m

assa

(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

kalo

r to

tal y

ang

lep

as

dik

on

den

ser

(kW

)

waktu (menit)

70

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

per

ban

din

gan

tek

anan

waktu (menit)

71

efisiensi stand trainer ac mobil ini semakin lama semakin tidak efisien

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

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

300

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

73

BAB V

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 h2.. 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

mengalami kenaikan sebesar 0,19 ,umtuk menit 30 dan 0,21

untuk 40 menit.

5.2 Saran

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

bab iv hasil dan analisis 4.1 hasil · 2020. 10. 19. · merupakan fase gas diperoleh menggunakan...

Documents