efisiensi pengering energi surya dengan variasi massa padi …

EFISIENSI PENGERING ENERGI SURYA

DENGAN VARIASI MASSA PADI YANG DIKERINGKAN

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

Mencapai derajat S-1

Diajukan oleh :

Yoseph Rizal Andriaswara

NIM : 045214043

Kepada :

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2008

i

EFFICIENCY OF SOLAR ENERGY DRIER

WITH VARIOUS MASS OF RICE DRIED

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of The Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By :

Yoseph Rizal Andriaswara

Student Number : 045214043

To :

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SAINS AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERCITY

YOGYAKARTA

2008

ii

INTISARI

Pengeringan merupakan proses yang penting pada pengolahan hasil pertanian. Tetapi proses pengeringan hasil pertanian umumnya dilakukan dengan cara yang kurang baik yaitu dengan penjemuran langsung. Pemanfaatan energi surya untuk pengering energi surya menggunakan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dan dilapisi arang merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui temperatur maksimum dan efisiensi pengeringan yang dihasilkan.

Pengering energi surya terdiri dari tiga komponen utama, yaitu kotak kolektor,

kotak pengering dan cerobong. Didalam kotak kolektor udara dipanasi, udara panas mempunyai massa jenis yang lebih kecil. Perbedaan massa jenis menyebabkan udara mengalir ke kotak pengering dan mengeringkan hasil pertanian. Dalam penelitian ini parameter yang diambil yaitu tegangan dari energi surya dan temperatur. Sedangkan parameter yang dihitung efisiensi kolektor, efisiensi pengambilan dan efisiensi sistem

Berdasarkan hasil penelitian diketahui temperatur maksimum sebesar 58,4 oC,

nilai maksimum dari rata–rata efisiensi kolektor sebesar 0,825 %, dan efisiensi sistem sebesar 35,907 % terjadi pada pengering energi surya menggunakan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan massa padi 2 kg. Sedangkan nilai maksimum dari rata–rata efisiensi pengambilan sebesar 79,74 % terjadi pada pengering energi surya menggunakan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan massa padi 1 kg. Kata kunci : Pengering energi surya, absorber

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan

anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan terselesaikan tepat pada

waktunya. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang

berupa dorongan, motivasi, doa, sarana, materi sehingga dapat terselesaikannya

Tugas Akhir ini. Untuk itu tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Ir. P. Wiryono Priyotamtama, SJ., selaku Rektor Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. Greg. Heliarko, S.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.S.C., selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Budi Sugiharto, S.T.,M.T, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin.

4. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

5. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma

yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis, sehingga

sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

6. Segenap staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

7. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut

membantu dalam menyelesaikan Tuagas Akhir ini.

viii

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu

diperbaiki dalam Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan

kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga Tugas

Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.

Terima kasih.

Yogyakarta, Juli 2008

Penulis

ix

DAFTAR ISI

Halaman judul ....................................................................................................... ..i

Title page............................................................................................................... ..ii

Pengesahan............................................................................................................ .iii

Pernyataan............................................................................................................. . v

Intisari.....................................................................................................................vi

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah

Untuk Kepentingan Akademis...............................................................................vii

Kata pengantar......................................................................................................viii

Daftar isi..................................................................................................................x

Daftar gambar.......................................................................................................xiv

Daftar tabel............................................................................................................xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1 Latar belakang............................................................................. 1

1.2 Perumusan masalah..................................................................... 2

1.3 Tujuan dan manfaat..................................................................... 3

1.4 Batasan masalah.......................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI........................................................................... 5

2.1 Prinsip Kerja............................................................................... 6

2.2 Intensitas Energi Surya Yang Datang ........................................ 7

2.3 Energi Berguna........................................................................... 7

2.4 Efisiensi...................................................................................... 8

2.4.1 Efisiensi Kolektor............................................................. 8

2.4.2 Efisiensi Pengambilan..................................................... 9

2.4.3 Efisiensi Sistem............................................................... 9

2.5 Perbedaan Tekanan .................................................................... 10

2.6 Kalor Yang Diperlukan Untuk Menguapkan Air........................ 10

2.7 Tinjaun Pustaka.......................................................................... 11

x

BAB III METODOLOGI PENELITIAN........................................................... 13

3.1 Skema Alat ................................................................................. 13

3.2 Variabel Yang Divariasikan....................................................... 14

3.3 Variabel Yang Diukur ................................................................ 14

3.4 Langkah Penelitian..................................................................... 14

3.5 Pengolahan Dan Analisa Data.................................................... 15

BAB IV HASIL PENELITIAN.......................................................................... 16

4.1 Data penelitian ............................................................................ 16

4.1.8 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber

dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam dengan

Variasi Massa Padi 0,5 kg............................................... 16



Variasi Massa Padi 1 kg ................................................. 17






Variasi Massa Padi 2 kg.................................................. 19


dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang dengan







xi





4.2 Perhitungan Data......................................................................... 24


dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam

dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg .................................. 24



dengan Variasi Massa Padi 1 kg ..................................... 32








dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang











4.3 Analisis Data ............................................................................... 55

xii

4.3.1 Grafik Efisiensi Kolektor ( Cη ) ....................................... 55

4.3.2 Grafik Efisiensi Pengambilan ( Pη ) ................................ 58

4.3.3 Grafik Efisiensi Sistem (ηS)............................................ 61

4.3.3 Grafik Hubungan Massa Padi yang Dikeringkan

dengan Waktu...................................................................64

BAB V PENUTUP............................................................................................ 65

5.1 Kesimpulan ............................................................................... 65

5.2 Saran .......................................................................................... 66

5.3 Penutup....................................................................................... 66

Daftar pustaka ..................................................................................................... 67

Lampiran

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Alat pengering energi surya ................................................................6

Gambar 2.2 Pengering Padi Surya, berdasarkan rancangan Asian Institute of

Technology, Thailand………….........................................................11

Gambar 3.1 Skema alat penelitian..........................................................................13

Gambar 4.1 Contoh mencari kelembaban (W0, Wi, dan Wa)

dengan Psychrometric Chart…………………………………..........27

Gambar 4.2 Grafik hubungan efisiensi kolektor (ηc) dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg.........................................55


dan alumunium dengan massa padi 1 kg............................................56


dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg.........................................56


dan alumunium dengan massa padi 2 kg............................................57

Gambar 4.6 Grafik hubungan efisiensi pengambilan (ηp) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg...........................58


pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 kg..............................59


pada cat dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg...........................59


pada cat dan alumunium dengan massa padi 2 kg..............................60

Gambar 4.10 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg..........................61


pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 kg............................61

xiv


pada cat dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg.........................62


pada cat dan alumunium dengan massa padi 2 kg...........................62

Gambar 4.14 Grafik hubungan massa padi yang dikeringkan dengan I

pada cat dan alumunium....................................................................64

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat

alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 0,5 kg............................16


alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1 kg...............................17


alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1,5 kg............................18


alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 2 kg...............................19


alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg.........................20


alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1 kg............................21


alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg.........................22


alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 2 kg............................23

Tabel 4.9 Hasil perhitungan energi berguna (QU) pada penelitian pengering

energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium

yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg...............................................25

xvi

Tabel 4.10 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium

yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg.........................................26

Tabel 4.11 Hasil perhitungan efisiensi pengambilan (ηp) pada penelitian



Tabel 4.12 Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan (ηS) pada

penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg.....................29

Tabel 4.13 Hasil perhitungan ∆p, W, dan Q pada penelitian pengering

energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang

di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg.................................................32

Tabel 14 Hasil perhitungan energi berguna (QU) pada penelitian pengering


yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg............................................32







xvii



alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg........................34



di cat hitam dengan variasi massa 1 kg....................................................34












alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg.....................37



di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg.................................................37

xviii












alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 2 kg........................40



di cat hitam dengan variasi massa 2 kg....................................................40



yang di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg.....................................41




xix






alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg..................43



di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg..............................................43



yang di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg........................................44









alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg.....................46

xx



di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg.................................................46












alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg..................49



di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg..............................................49




xxi









alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg.....................52



di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg.................................................52

xxii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengeringan merupakan salah satu proses yang penting pada pengolahan hasil

pertanian karena cara pengeringan yang kurang baik mengakibatkan hasil pertanian

menjadi rusak seperti menjadi busuk, berjamur, berubah warna atau berkecambah.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Litbang Biro Pusat Statistik (BPS) antara tahun

2004–2006 menunjukkan bahwa tingkat kerusakan hasil pertanian pasca panen untuk

padi berkisar 10,39 % hingga 15,26 % dan salah satu faktornya adalah proses

pengeringan yang kurang baik.

Sampai saat ini dibanyak daerah di Indonesia pengeringan hasil pertanian

umumnya masih dilakukan dengan cara penjemuran langsung. Cara ini dapat

merusak kualitas hasil pertanian karena radiasi ultraviolet, air hujan dan gangguan

binatang. Penjemuran secara langsung juga memerlukan waktu yang lama, padahal

saat panen raya hasil pertanian umumnya melimpah dan harus dikeringkan terlebih

dahulu sebelum disimpan atau dipasarkan. Cara pengeringan yang lain adalah

menggunakan alat pengering yang umumnya menggunakan bahan bakar minyak atau

energi listrik. Tetapi belum semua daerah di Indonesia terdapat jaringan listrik atau

belum memiliki sarana transportasi yang baik sehingga bahan bakar minyak tidak

mudah didapat. Selain itu penggunaan bahan bakar minyak atau energi listrik

menyebabkan biaya proses pengeringan menjadi mahal sehingga harga jual hasil

pertanian menjadi tinggi.

2

Energi surya merupakan energi yang tersedia melimpah di Indonesia

sehingga pemanfaatan energi surya dapat mengurangi atau bahkan menggantikan

penggunaan bahan bakar atau energi listrik dalam proses pengeringan hasil-hasil

pertanian. Alat pengering dengan memanfaatkan energi surya yang ada umumnya

menggunakan absorber jenis pelat yang terbuat dari tembaga atau alumunium. Selain

menggunakan kedua absorber tersebut, alat pengering energi surya juga dapat

menggunakan absorber-absorber lain seperti plat alumunium yang di cat hitam

maupun plat alumunium yang diberi lapisan arang. Tetapi informasi teknis tentang

efisiensi alat pengering dengan dengan menggunakan absorber dari plat alumunium

yang di cat hitam maupun plat alumunium yang diberi lapisan cat belum banyak.

1.2 Perumusan Masalah

Absorber dicat dengan warna hitam karena warna hitam menghasilkan

penyerapan energi surya yang baik ke pelat absorber. Cat yang dipakai harus tahan

panas karena temperatur dalam kolektor dapat mencapai temperatur yang cukup

tinggi. Selain itu pengecatannya juga tidak boleh terlalu tebal karena akan

mengurangi kemampuan pelat menyerap energi surya. Selain cat, arang juga akan

digunakan untuk melapisi plat alumunium karena arang mempunyai harga kapasitas

panas yang kecil dan absorbtivitas radiasi surya yang besar, selain itu arang mudah

didapat dan murah. Pelapisan arang pada plat alumunium harus menggunakan bahan

yang bukan isolator, pada penelitian ini arang di campur dengan cat hitam agar dapat

melekat pada plat alumunium.

3

Untuk mengetahui pengaruh dari cat dan arang yang digunakan untuk

melapisi plat alumunium terhadap efisiensi pengeringan maka pada penelitian ini

akan diuji model alat pengering dengan kedua absorber tersebut dengan beberapa

variasi massa bahan yang akan dikeringkan. Pada penelitian ini dipilih padi sebagai

hasil pertanian yang dikeringkan, hal ini karena padi mudah didapat dan murah.

Efisiensi pengeringan pada dasarnya merupakan perbandingan antara energi

yang terpakai untuk pengeringan dengan energi surya yang datang. Besarnya energi

yang terpakai ditentukan oleh temperatur dan tekanan udara yang akan mengeringkan

hasil pertanian setelah melewati absorber. Semakin besar temperatur dan tekanan

udara yang akan mengeringkan hasil pertanian maka semakin besar energi yang

terpakai untuk pengeringan dari energi surya yang datang sehingga efisiensi

pengeringan semakin besar. Sehingga temperatur dan tekanan udara setelah melewati

bahan absorber harus diusahakan setinggi mungkin.

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan yang ingin dicapai yaitu :

1. Membandingkan pengering energi surya dengan menggunakan absorber dari

plat alumunium yang dicat hitam dengan pengering energi surya dengan

absorber dari plat alumunium yang diberi lapisan arang.

2. Mengetahui pengaruh massa bahan yang dikeringkan terhadap efisiensi

pengeringan.

4

3. Mengetahui temperatur maksimal, efisiensi kolektor, efisiensi pengambilan

dan efisiensi sistem yang dapat dihasilkan.

Manfaat yang di dapat yaitu :

1. Menambah kepustakaan teknologi pengeringan hasil pertanian energi surya.

2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat

prototipe dan produk teknologi pengeringan hasil pertanian dengan energi

surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan

kesejahteraan.

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan dari minyak bumi dan listrik

sehingga dapat menghemat biaya.

1.4 Batasan Masalah

1. Pada penelitian ini dibuat sebuah model pengering tenaga surya dengan

absorber dari plat aluminium yang diberi lapisan berwarna hitam (cat hitam)

dan absorber dari plat aluminium yang diberi bahan absorber arang.

2. Luas kolektor 0,25 m2, jarak antara kaca dengan plat 0,02 m, ketebalan arang

0,005 m dan tinggi saluran udara 0,001 m.

3. Udara mengalir ke dalam alat pengering secara alami tidak menggunakan

bantuan blower.

4. Bahan yang dikeringkan adalah padi dengan variasi massa 0,5 kg ; 1 kg ; 1,5

kg dan 2 kg.

BAB II

LANDASAN TEORI

Alat pengering energi surya pada umunya terdiri dari tiga bagian utama yaitu

sebagai berikut :

1. Kotak kolektor

Kotak kolektor terdiri dari absorber, tutup kaca dan lubang udara. Absorber akan

menerima energi surya yang datang dan mengkonversikannya menjadi panas.

Absorber ini berfungsi untuk memanasi udara yang mengalir lewat saluran udara

ke dalam alat pengering secara alami (atau dapat juga dengan bantuan blower).

Tutup kaca berfungsi untuk mempertahankan panas dalam kolektor, tutup kaca

harus mempunyai sifat dapat meneruskan energi surya ke pelat absorber tanpa

terlalu banyak bagian energi surya yang diserap atau dipantulkan oleh tutup kaca

tersebut. Selain mempertahankan panas dalam kolektor tutup kaca berfungsi

menghindari hilangnya panas karena angin.

2. Kotak pengering

Didalam kotak pengering terdapat rak pengering yang digunakan untuk

meletakkan bahan yang akan dikeringkan.

3. Cerobong

Cerobong berfungsi untuk memberikan tarikan tambahan yang diciptakan oleh

perbedaan massa jenis antara udara di dalam dan di luar pengering.

6

Konstruksi pengering hasil pertanian yang umum dapat dilihat pada gambar

dibawah ini :

Gambar 2.1. Alat pengering energi surya

II.1 Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari pengering yaitu energi surya yang datang akan diterima dan

dikonversikan oleh absorber didalam kolektor. Selanjutnya absorber ini berfungsi

untuk memanasi udara yang mengalir lewat lubang udara. Udara yang panas

mempunyai massa jenis yang lebih kecil dari pada udara dingin (udara di bagian rak

pengering), karena adanya perbedaan massa jenis ini udara dapat mengalir. Pada saat

udara panas ini menembus hasil pertanian terjadi perpindahan panas dan massa air

dari hasil pertanian ke udara panas tersebut, proses ini disebut proses pengeringan.

Proses ini berlangsung terus-menerus sampai proses pengeringan selesai.

7

II.2 Intensitas Energi Surya yang Datang

Intensitas energi surya yang datang dapat dinyatakan dengan persamaan:

01004,0

xIGT = (1)

dengan :

TG : intensitas energi surya yang datang ( )2mW

I : arus dari energi surya yang datang (A)

II.2 Energi Berguna ( ) uQ

Jumlah energi yang terpakai untuk memanasi udara di absorber (jumlah

energi yang dipindahkan dari absoeber ke udara) disebut dengan energi berguna dan

dapat dinyatakan dengan persamaan:

( )

tTTCm

Q iopu ∆

−=

. (2)

dengan :

QU : energi berguna ( W)

m : massa udara dalam kolektor (kg)

CP : panas spesifik udara (J/(kg.OC)

TO : temperatur udara keluar kolektor (OC)

Ti : temperatur udara masuk kolektor (OC)

t∆ : selisih waktu saat pengambilan (detik)

Massa udara dalam kolektor (m) dapat dihitung dengan:

Vm ⋅= ρ (3)

8

dengan :

ρ : massa jenis udara (kg/m3)

V : volume udara dalam kolektor (m3)

II.3 Efisiensi

Efisiensi dari suatu alat adalah perbandingan dari keluaran yang dihasilkan

dengan masukan yang diberikan. Efisiensi pengeringan sebuah alat penngering

energi surya dapat dinyatakan dalam tiga konteks yaitu : (1) efisiensi kolektor (ηC),

(2) efisiensi pengambilan (ηP) dan (3) efisiensi sistem (ηS).

II.3.1 Efisiensi Kolektor (ηC)

Efisiensi kolektor (ηC) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi

berguna dengan total energi surya yang datang ke kolektor, dan dapat dinyatakan

dengan persamaan:

c

Uc AI

Q=η (4)

dengan :

QU : energi berguna ( W)

I : intensitas energi surya yang datang (W/m2)

AC : luas kolektor surya (m2)

9

II.3.2 Efisiensi Pengambilan (ηP)

Efisiensi pengambilan (ηP) didefinisikan sebagai perbandingan uap air yang

dipindahkan (diambil) oleh udara dalam alat pengering dengan kapasitas teoritis

udara menyerap uap air, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:

ia

iop WW

WW−−

=η (5)

dengan :

WO : kelembaban absolut udara keluar alat pengering

Wi : kelembaban absolut udara masuk alat pengering

Wa : kelembaban jenuh adiabatis udara masuk alat pengering

II.3.3 Efisiensi Sistem Pengeringan (ηS)

Efisiensi sistem pengeringan (ηS) didefinisikan sebagai perbandingan antara

energi yang digunakan untuk menguapkan air dari hasil pertanian yang

dikeringkan dengan energi yang datang pada alat pengering, dan dapat

dinyatakan dengan persamaan:

c

s AILW

=η (6)

dengan :

W : laju massa air yang menguap (kg/detik)

L : kalor laten dari air yang menguap saat temperatur pengering (J/kg)

10

II.4 Perbedaan Tekanan

Perbedaan tekanan ditimbulkan karena adanya perbedaan massa jenis antara

udara didalam dan diluar pengering, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:

( )[ ]ghhp )( 2211 ρρρρ −+−=∆ (7)

dengan :

∆p : penurunan tekanan (Pa)

h1 : jarak antara lapisan bawah padi dengan permukaan dasar (m)

h : jarak antara lapisan atas padi dengan cerobong (m) 2

ρ : massa jenis udara lingkunga sekitar (kg/m 3 )

1ρ : massa jenis udara setelah melewati kolektor (kg/m 3 )

2ρ : massa jenis udara setelah melewati lapisan padi (kg/m 3 )

g : 9,81 m/detik 2

II.6 Kalor yang Diperlukan untuk Menguapkan Air

Kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air dinyatakan dengan

persamaan:

Q = massa air yang keluar x (8) fgh

dengan :

Q : kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air (Mj / kg)

fgh : entalpi uap jenuh (kj/kg)

11

2

Cerobong

a

1

Gamb

II.4 Tinjauan Pust

Pengeringan

pengering energi

(Scanlin, 1997). P

menghasilkan kual

dijemur langsung

binatang lain. Kon

membahayakan ke

adalah mengeluark

merusak bahan

mikroorganisme a

temperatur terlalu

Aliran udar

GT

ar 2.2 Pengering P Asian Instit

aka

merupakan cara

surya merupakan

engeringan deng

itas pengeringan

tidak terlindungi d

taminasi dengan

sehatan (Häuser e

an kandungan air

makanan tersebu

kan berkembang

tinggi maka bahan

Lapisan

Padi

adi Surya, berdaute of Technolog

terbaik dalam pe

teknologi yang

an penjemuran

yang buruk. Ha

ari debu, hujan,

mikroorganisme

t. al). Kunci dar

secepat mungki

t. Jika tempe

sebelum bahan

makanan dapat

∆h

say,

ng

s

la

l

a

y

i p

n

ra

m

m

h

rk T

a

es

ng

in

ng

an

e

p

tu

a

e

h
Tutup transparan
an rancangan hailand

wetan bahan makanan dan

uai bagi kelestarian alam

sung (tradisional) sering

i disebabkan bahan yang

in, serangga, burung atau

g terdapat di tanah dapat

ngeringan bahan makanan

ada temperatur yang tidak

r terlalu rendah maka

kanan kering tetapi jika

ngalami pengeringan yang

12

berlebih pada bagian permukaan (Kendall, 1998). Kelemahan utama dari pengering

energi surya adalah kecilnya koefisien perpindahan panas antara pelat absorber dan

udara yang dipanasi, sehingga menyebabkan efisiensi kolektor yang rendah.

Beberapa modifikasi telah banyak diusulkan meliputi penggunaan sirip (Garg et al.,

1991), penggunaan absorber dengan permukaan kasar (Choudhury et al., 1988), dan

penggunaan absorber porus (Sharma et. al., 1991). Penelitian pengering energi surya

dengan luas kolektor 1,64m2 yang dilengkapi 8 sampai 32 sirip segi empat dengan

luas total sirip 0,384 m2 dapat menaikkan temperatur udara keluar dan efisiensi

kolektor. Sirip dipasang di dalam kolektor dengan dua variasi pemasangan yaitu sirip

dapat bergerak bebas dan tetap (Kurtbas, 2006). Penelitian dengan metode simulasi

untuk mengetahui efisiensi tahunan pengering energi surya dengan absorber jenis

porus di India menghasilkan nilai yang sesuai dengan penelitian secara eksperimen

(Sodha et. al., 1982). Eksperimen dengan absorber porus menggunakan kasa

alumunium dengan permukaan reflektif dibagian bawahnya menghasilkan efisiensi

yang hampir sama dengan enam lembar bilah baja yang dicat hitam tetapi memiliki

keunggulan dalam kemudahan pembuatannya (Scanlin, D et. al. ,1999).

BAB III

METODE PENELITIAN

III.1 Skema Alat

Pengering hasil pertanian pada umunya terdiri dari 3 bagian utama yaitu :

a. Kotak kolektor dengan ukuran luas 0,25 m2, terdiri dari absorber, kaca dan

saluran udara.

b. Kotak pengering yang didalamnya terdapat rak pengering.

c. Cerobong

Skema alat pengering hasil pertanian dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.1. Skema alat penelitian

14

III.2 Variabel yang Divariasikan

1. Dua jenis absorber : plat alumunium dicat hitam dan plat alumunium dilapisi

arang.

2. Massa padi yang dikeringkan : 0,5 kg ; 1 kg ; 1,5 kg dan 2 kg

III.3 Variabel yang Diukur

1. Temperatur udara sekitar (Ta)

2. Tegangan dari energi surya yang datang (V)

3. Temperatur udara masuk kolektor

T1 = temperatur kering

T2 = temperatur basah

4. Temperatur udara keluar kolektor



5. Temperatur udara keluar pengering



III.4 Langkah Penelitian

1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti pada gambar 3.1.

2. Pengambilan data dilakukan dengan menvariasikan jenis absorber dan massa

padi yang dikeringkan.

3. Pengambilan data dilakukan sebanyak 10 data tiap 10 menit.

15

4. Pada variasi salah satu parameter, harga parameter yang lain tetap.

5. Data yang dicatat adalah temperatur udara sekitar (Ta), temperatur udara

masuk kolektor, temperatur udara keluar kolektor, temperatur udara keluar

pengering dan tegangan dari energi surya.

6. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk varisi berikutnya kondisi alat

pengering harus didiamkan agar kembali ke kondisi awal sebelum dilakukan

pengambilan data variasi saat ini.

III.5 Pengolahan dan Analisa Data

Pengolahan dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan pada

parameter-parameter yang diperlukan dengan menggunakan persamaan (1) sampai

dengan persamaan (8). Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik

hubungan :

1. Hubungan efisiensi kolektor, efisiensi pengambilan dan efisiensi sistem dengan

intensitas energi surya yang datang (I).

2. Hubungan massa padi yang dikeringkan dengan waktu.

BAB IV

HASIL PENELITIAN

IV.1 Data Penelitian

Kita akan mengetahui data yang telah diambil dengan variasi yang berbeda.

Pengambilan data tiap variasi hanya dilakukan sekali saja.

IV.1.1 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat

Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

Hari/Tanggal : Selasa, 29 April 2008

Jam : 8.50 Wib

Tempat : Lingkungan sekitar Univ. Sanata Dharma

Bahan yang dikeringkan : Padi

Massa padi awal (W : 0,5 kg 1 )

Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 0,5 kg

No Ta ( ) C0

T1 ( 0 ) C

T2

( ) C0T3

( 0 )CT4

( ) C0T5 0 ) ( C

T6 ( ) C0

V (volt)

I )( 2mW

1 27,1 28,2 24,6 45,2 27,9 30,8 25,9 2,38 595,0 2 27,0 27,6 24,9 41,0 27,1 29,5 25,6 2,53 632,5 3 28,9 30,0 24,5 50,6 27,1 29,9 25,1 2,67 667,5 4 28,1 28,6 24,1 46,9 25,7 28,9 24,2 2,82 705,0 5 28,0 29,1 24,4 52,3 27,2 29,4 25,1 2,81 702,5 6 28,6 29,5 25,4 53,5 28,2 31,6 26,0 2,95 737,5 7 29,3 30,0 25,8 47,8 28,8 32,0 26,5 2,86 715,0 8 29,6 30,4 25,9 45,1 30,7 33,2 26,7 2,49 622,5 9 29,1 29,9 25,4 42,4 27,3 33,0 26,7 3,08 770,0 10 28,4 29,1 25,4 45,0 29,1 32,9 26,3 3,11 777,5

Massa padi sesudah dipanaskan (W ) = 0,455 kg 2

17

Ketebalan padi = 0,6 cm

Jarak antara lapisan bawah padi dengan permukaan dasar (h1) = 0,1 m

Jarak antara lapisan atas padi dengan cerobong (h2) = 0,645 m


Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1 kg

Hari/Tanggal : Rabu, 23 April 2008

Jam : 10.25 Wib



Massa padi awal (W : 1 kg 1 )


Tabel 4.2 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1 kg

No Ta ( ) C0

T1 ( 0 ) C

T2

( ) C0T3

( 0 )CT4

( ) C0T5 0 ) ( C

T6 ( ) C0

V (volt)

I )( 2mW

1 31,0 32,3 25,3 43,2 30,8 32,2 26,6 3,35 837,5 2 31,2 31,8 25,9 48,1 32,9 32,7 29,4 2,94 735,0 3 30,4 31,1 26,3 46,7 33,1 33,2 29,6 3,32 830,0 4 32,0 33,6 27,6 48,2 33,5 34,0 29,7 2,20 550,0 5 30,4 31,5 27,2 49,3 33,2 35,0 29,7 3,30 825,0 6 31,7 32,6 26,2 45,2 27,9 33,8 26,6 3,31 827,5 7 30,7 31,5 26,2 40,4 26,1 32,3 25,9 3,43 857,5 8 31,0 32,3 28,7 42,5 26,8 32,8 27,7 3,53 882,5 9 31,5 32,8 25,8 50,6 36,6 33,6 29,9 3,53 882,5 10 30,7 31,1 26,5 47,5 28,1 32,8 30,8 3,60 900,0





18


Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg

Hari/Tanggal : Kamis, 24 April 2008

Jam : 11.20 Wib





Tabel 4.3 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

No Ta ( ) C0

T1 ( 0 ) C

T2

( ) C0T3

( 0 )CT4

( ) C0T5 0 ) ( C

T6 ( ) C0

V (volt)

I )( 2mW

1 29,1 29,8 26,3 33,0 23,6 30,0 26,6 1,95 487,5 2 29,0 30,2 26,9 34,8 23,8 30,4 27,0 1,35 337,5 3 30,5 31,4 27,0 36,5 24,0 32,0 27,8 2,65 662,5 4 30,4 31,1 28,4 33,5 22,4 31,2 28,7 1,15 287,5 5 30,2 31,3 28,1 33,1 23,3 31,3 28,7 1,32 330,0 6 31,4 32,5 27,9 34,1 23,7 32,6 28,5 1,29 322,5 7 30,8 31,5 27,4 34,6 23,8 31,6 27,7 0,91 227,5 8 30,0 31,0 27,6 33,8 24,0 31,2 27,8 0,77 192,5 9 30,4 31,6 26,8 34,4 30,2 32,0 27,8 0,72 180,0 10 30,3 31,2 27,8 34,2 26,2 31,9 28,0 0,83 207,5





19


Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 2 kg

Hari/Tanggal : Senin, 28 April 2008

Jam : 11.30 Wib



Massa padi awal (W : 2 kg 1 )


Tabel 4.4 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 2 kg

No Ta ( ) C0

T1 ( 0 ) C

T2

( ) C0T3

( 0 )CT4

( ) C0T5 0 ) ( C

T6 ( ) C0

V (volt)

I )( 2mW

1 30,5 31,8 25,4 44,0 30,0 32,8 27,0 3,72 930,0 2 29,1 29,9 25,5 48,2 31,4 33,1 27,2 3,55 887,5 3 31,7 32,8 28,2 43,3 30,3 34,2 29,2 0,54 135,0 4 30,8 31,9 27,5 39,7 30,0 33,8 28,0 1,01 252,5 5 31,0 32,4 27,9 45,9 30,5 33,3 28,1 1,08 270,0 6 32,9 34,7 29,6 46,3 31,8 35,1 29,9 3,48 870,0 7 32,7 34,1 27,2 52,0 32,7 35,4 28,8 3,08 770,0 8 33,6 35,7 28,1 58,4 33,3 37,6 29,9 3,29 822,5 9 32,5 33,0 27,9 49,6 32,1 35,3 29,2 1,22 3 05,010 31,1 32,4 27,8 38,6 30,1 33,4 28,3 0,29 72,5





20


Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

Hari/Tanggal : Selasa, 29 April 2008

Jam : 8.50 Wib





Tabel 4.5 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg

No Ta ( ) C0

T1 ( 0 ) C

T2

( )C0T3 0 )( C

T4

( ) C0T5 0 ) ( C

T6 ( ) C0

V (volt)

I )( 2mW

1 27,1 30,7 25,2 39,4 34,2 34,4 27,2 2,38 595,0 2 27,0 29,9 24,5 39,4 34,6 33,6 29,9 2,53 632,5 3 28,9 30,2 25,9 41,1 35,2 35,4 27,6 2,67 667,5 4 28,1 29,3 26,5 41,0 34,9 35,2 27,9 2,82 705,0 5 28,0 29,7 28,0 41,7 36,3 35,7 29,4 2,81 702,5 6 28,6 30,0 27,2 42,5 36,4 36,2 29,2 2,95 737,5 7 29,3 29,5 27,2 42,8 35,5 37,2 31,4 2,86 715,0 8 29,6 30,8 29,5 39,0 32,2 34,9 30,4 2,49 622,5 9 29,1 29,2 28,2 40,8 34,4 36,2 29,6 3,08 770,0 10 28,4 28,9 25,6 54,2 34,6 37,9 28,7 3,11 777,5

Massa padi sesudah dipanaskan (W2) = 0,465 kg




21


Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1 kg

Hari/Tanggal : Rabu, 23 April 2008

Jam : 10.25 Wib



Massa padi awal (W1 ) : 1 kg


Tabel 4.6 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1 kg

No Ta 0 ) ( C

T1 ( ) C0

T2

( C0 )T3

( )C0T4

( )C0T5

( )C0T6

( ) C0V

(volt) I

)( 2mW1 31,0 31,5 25,9 39,0 31,7 31,0 28,5 3,35 837,5 2 31,2 31,3 25,7 52,2 32,9 32,9 29,2 2,94 735,0 3 30,4 31,7 26,9 39,9 34,9 34,8 30,2 3,32 830,0 4 32,0 32,2 26,5 47,5 33,9 34,1 30,8 2,20 550,0 5 30,4 31,6 27,4 44,0 34,7 35,8 31,5 3,30 825,0 6 31,7 32,0 26,3 42,6 35,1 35,7 31,5 3,31 827,5 7 30,7 31,4 26,0 49,3 34,3 35,2 31,4 3,43 857,5 8 31,0 31,1 26,1 53,5 34,5 35,3 31,8 3,53 882,5 9 31,5 32,7 24,6 42,3 35,2 36,1 31,3 3,53 882,5 10 30,7 34,7 22,5 44,4 30,2 37,7 32,0 3,60 900,0





22


Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg

Hari/Tanggal : Kamis, 24 April 2008

Jam : 11.20 Wib





Tabel 4.7 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg

No Ta ( ) C0

T1 ( 0 ) C

T2

( ) C0T3

( 0 ) CT4

( ) C0T5

( 0 ) CT6

( ) C0V

(volt) I

)( 2mW1 29,1 30,9 26,3 41,1 29,9 32,8 27,6 1,95 487,5 2 29,0 32,6 26,6 37,7 31,1 34,1 28,0 1,35 337,5 3 30,5 31,8 26,4 37,5 31,9 34,8 28,1 2,65 662,5 4 30,4 32,7 27,7 42,5 31,9 35,3 28,4 1,15 287,5 5 30,2 32,4 27,2 38,4 31,9 35,7 28,8 1,32 330,0 6 31,4 31,6 27,2 41,1 31,6 35,5 28,6 1,29 322,5 7 30,8 31,9 26,7 36,0 30,7 34,6 28,2 0,91 227,5 8 30,0 31,7 26,5 34,5 30,1 34,1 28,3 0,77 192,5 9 30,4 31,2 28,4 31,9 25,2 32,1 29,0 0,72 180,0 10 30,3 30,8 25,8 33,9 29,2 33,2 27,3 0,83 207,5





23


Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 2 kg

Hari/Tanggal : Senin, 28 April 2008

Jam : 11.30 Wib



Massa padi awal (W1 ) : 2 kg


Tabel 4.8 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 2 kg

No Ta 0 ) ( C

T1 ( )C0

T2

( ) C0T3

( )C0T4

( ) C0T5

( ) C0T6

( ) C0V

(volt) I

)( 2mW1 30,5 31,2 26,7 40,5 33,6 34,0 28,0 3,72 930,0 2 29,1 30,0 23,3 41,2 32,9 34,5 28,5 3,55 887,5 3 31,7 32,5 26,2 37,7 31,5 35,1 28,4 0,54 135,0 4 30,8 31,9 26,6 37,4 31,4 34,3 28,0 1,01 252,5 5 31,0 32,2 27,3 35,6 31,4 37,7 29,2 1,08 270,0 6 32,9 33,6 29,2 40,0 35,3 35,7 30,4 3,48 870,0 7 32,7 33,0 31,4 43,9 36,6 38,0 32,4 3,08 770,0 8 33,6 33,7 28,4 46,0 36,8 38,8 30,8 3,29 822,5 9 32,5 33,0 28,1 43,0 35,1 37,3 30,5 1,22 305,0 10 31,1 31,5 27,8 35,1 32,8 36,7 30,1 0,29 72,5





24

IV.2 Perhitungan Data

IV.2.1 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium

yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

IV.2.1.1 Energi Berguna (Qu)

Data 1

Diketahui :

Ti = T1 = 27,1 0C

T0 = T3 = 45,2 0C

t = 10 menit = 600 detik∆

Volume udara didalam kolektor = 0,5m x 0,5m x 0,01m = 0,0025 m3

Diasumsikan volume udara didalam kolektor selama selang waktu 10 menit

tetap, hal ini dikarenakan udara mengalir tetapi kecepatannya sangat

rendah.

• Mencari massa jenis udara keluar kolektor ( 3ρ )

TR

p.

=ρ

3ρ = KxKkgmkN

mkN8,303)./(.287,0

/3,101 2

3ρ = 1,1092 kg/m

• Mencari massa udara (m)

Dari persamaan (3), maka :

3

Vm ⋅= ρ

= 1,1092 kg/m x 0,0025 m3

3

= 0,028 kg

25

amaan (2), maka :

Q =

Dari pers

ikKKxKkgJxkg

det600)1,3002,318().(26,1007028,0 −

u

= 0,0843 W

Tabel 4.9 pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam denga variasi massa 0,5 kg

No

Dengan perhitungan yang sama diperoleh :

Hasil perhitungan energi berguna (Qu)

n

T1

( C0 ) T3

( C0 )

3ρ (kg/m3)

T∆ ( C0 )

t∆ (detik) (

Cp

J/(kg. C0 )m

(kg) Qu

(watt) 1 27,1 45,2 1,1092 18,1 600 1007,260 0,0028 0,0843 2 27,0 41,0 1,1241 14,0 600 1007,050 0,0028 0,0660 3 28,9 50,6 1,0907 21,7 600 1007,530 0,0027 0,0994 4 28,1 46,9 1,1034 18,8 600 1007,345 0,0028 0,0871 5 28,0 52,3 1,0850 24,3 600 1007,615 0,0027 0,1107 6 28,6 53,5 1,0810 24,9 600 1007,675 0,0027 0,1130 7 29,3 47,8 1,1003 18,5 600 1007,390 0,0028 0,0854 8 29,6 45,1 1,1096 15,5 600 1007,255 0,0028 0,0722 9 29,1 42,4 1,1191 13,3 600 1007,120 0,0028 0,0625

10 28,4 45,0 1,1099 16,6 600 1007,250 0,0028 0,0773

IV.2.1.2 Efisiensi kolektor (ηC)

Data 1

Diketahui :

Qu = 0,0843 W

I = GT = 595 W/m2

Ac = 0,5m x 0,5m = 0,25 m2


c 22 25,0W/m595 W0,0843

mx η =

26

Dengan perh

abel 4.10 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian ge en surya dengan han absorber dari plat

alum dengan variasi massa 0,5 kg

No

= 0,000566

itungan yang sama diperoleh :

Tpen r

unium yang di cat hitaming ergi ba

Qu (watt)

Ac 2(m )

I )( 2mW

ηc(%)

1 0,0843 0,25 595,0 0,0566002 0,0660 0,25 632,5 0,0418003 0,0994 0,25 667,5 0,0595004 0,0871 0,25 705,0 0,0494005 0,1107 0,25 702,5 0,0629186 0,1130 0,25 737,5 0,0613007 0,0854 0,25 715,0 0,0478008 0,0722 0,25 622,5 0,0464009 0,0625 0,25 770,0 0,032400

10 0,0773 0,25 777,5 0,039800

Data yang dicetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

c).

IV.2.1.3 Efisiensi pengambilan ( )

e n (ηP)

an W0, Wi, dan Wa , diperoleh dari Psychrometric Chart. Berikut ini

mencari W0, Wi, dan Wa dengan Psychrometric Chart :

grafik efisiensi kolektor (η

ηP

Berdasarkan persamaan (5) untuk m nghitung efisiensi pengambila

diperluk

contoh untuk

Data 1

Diketahui :

T1 = 28,2 0C

T2 = 24,6 0C

T = 45,2 30C

T4 = 27,9 0C

T5 = 30,8 0C

T6 = 25,9 0C

27

Gambar 4.1 Contoh mencari kelembaban (W0, Wi, dan Wa)

dengan Psychrometric Chart

28

Dengan cara yang sama diperoleh :

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat

( C) ( C) ( C) ( C) Wi

(kg/kg) Wa

(kg/kg) Wo

(kg/kg) ηp

(%)


alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg

T10

T20

T50

T60

28,2 24,6 30,8 25,9 0,01815 0,01957 0,01928 79,5775 27,6 24,9 29,5 25,6 0,01887 0,01993 0,01928 38,6792 30,0 24,5 29,9 25,1 0,01728 0,01945 0,01813 39,1705 28,6 24,1 28,9 24,2 0,01720 0,01897 0,01723 1,6949 29,1 24,4 29,4 25,1 0,01747 0,01933 0,01849 54,8387 29,5 25,4 31,6 26,0 0,01895 0,02055 0,01914 11,8750 30,0 25,8 32,0 26,5 0,01942 0,02106 0,01985 26,2195 30,4 25,9 33,2 26,7 0,01944 0,02119 0,01974 17,1429 29,9 25,4 33,0 26,7 0,01879 0,02055 0,01982 58,5227 29,1 25,4 32,9 26,3 0,01910 0,02055 0,01916 4,1379

em pengeringan (ηIV.2.1.4 Efisiensi sist

ata 1

S)

D

iketahui :

Massa air ng ,0

I = 595 W 2

Ac = 0,25

Mencari laju m n (W

W =

D

ya keluar = 0 45 kg

/m

m2

assa air ya g menguap ) :

waktu

keluar yangair massa (kg/detik)

W = ik

kgdet5400

045,0

-6

enguap saat temperatur pengering (L) diperoleh

jenuh buku teknologi rekayasa surya.

= 8,33 x 10 kg/detik

Kalor laten dari air yang m

dari tabel A-8-1 sifat air dan uap

29

an (6), maka :

Dari persama

22

6

25,0595

241100010

mxmW

Jxskg

s

−

=η

= 5

er t g yang sama diperoleh :

Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan (ηS) pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg

IV.2.1.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W),

dan Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

D

33,8 x

0,13 07

Dengan p hi un an

Tabel 4.12

ata 1

Menghitung penurunan tekanan (∆p)

ta ui :

= 0,65 m

a = 27,1

No W (kg/detik)

L (J/kg)

I (W/m2)

Ac (m2)

ηS(%)

1 8,33 x 10-6 241100 ,0 595,0 0,25 13,50700 02 8,33 x 10-6 2657833,3 632,5 0,25 14,00703 3 8,33 x 10-6 2405514,3 667,5 0,25 12,01256 4 8,33 x 10-6 2324600,0 705,0 0,25 10,99102 5 8,33 x 10-6 2402652,2 702,5 0,25 11,40048 6 8,33 x 10-6 2399579,3 737,5 0,25 10,84556 7 8,33 x 10-6 2319800,0 715,0 0,25 10,81492 8 8,33 x 10-6 2404505,9 622,5 0,25 12,87553 9 8,33 x 10-6 2388600,0 770,0 0,25 10,34026

10 8,33 x 10-6 2405181,8 777,5 0,25 10,31160

Dike h

h1 = 0,1 m

h 2

C0 T

30

T 3 = 45,2

Mencari

C0

T 5 = 30,8 C0

aρ , 3ρ , 5ρ

p = ρ R T

Sehingga,TR.

=ρ p

aρ = mkN /3,101 2

KxKkgmkN 2,301)./(.287,0

aρ = 1,1718515 kg/m 3

3ρ = KxKkgmkN

mkN2,31)./(.287,0

/3,1018

2

3 = 1,109244728 kg/m 3ρ

5ρ = KxKkgmkN 8,303)./(.287,0

mkN /3,101 2

3 5ρ = 1,16182249 kg/m


∆p = ( )[ ] 81,9)162,1172,1(645,0109,1172,11,0 x−+−

8751 Pa ∆p = 0,06971

31

Menghitu a r y lua

ir r an a d kan

ikur i ma padi se lah dipa skan (W ).

Diketahui :

ad l pa (W k


Sehingga, massa air yang keluar = 0,5 kg – 0,455 kg = 0,045 kg

arkan uap air (Q)

Q = massa air yang keluar x

diperoleh dari tabel A-8-1 sifat air dan uap jenuh buku teknologi

kayasa surya.

= 0,10771

De gan itu a d le

Tabel 4.13 Hasil perhitungan ∆ , lit geenergi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium di c am n i m 0,

No )

ng m ssa ai ang ke r (W)

Massa a yang kelua didapatk dari m ssa padi sebelum ipanas

(W1 ) d ang ssa te na 2

Massa p i sebe um di naskan 1 ) = 0,5 g

Menghitung kalor yang diperlukan untuk mengelu

fgh

h fg

re

Q = 0,045 kg x 2,39372 Mj/kg

7 Mj

n p rhe ng yan ng sama ip roe h :

p, W dan Q pada pene ian pen ring yang

at hit denga varias assa 5 kg

T T5

( )0C

aρ

(kg/m

3 )

5ρ

) 3ρ a

( 0C ( 0CT3 ∆p

(kg/m ) A)

j) 3 (Pa)

Massa ir Q(kg (M) 3(kg/m

1 27,1 45,2 30,8 1,1761 1,1092 1,1618 0,0973 0,045 0,10772 27,0 41,0 29,5 1,1765 1,1241 1,1668 0,0668 0,045 0,10823 28,9 50,6 29,9 1,1691 1,0907 1,1653 0,0323 0,045 0,10714 28,1 46,9 28,9 1,1722 1,1034 1,1691 0,0265 0,045 0,10755 28,0 52,3 29,4 1,1726 1,0850 1,1672 0,0431 0,045 0,10696 28,6 53,5 31,6 1,1703 1,0810 1,1588 0,0819 0,045 0,1068

32

No ( )0C ( )0C ( )0CT T T

a 3 5 aρ

(kg/m

3 ) 3ρ

(kg/m

3 )5ρ

(kg/m

∆p (Pa)

Massa Air (kg)

Q (Mj) 3 )

7 1074 29,3 47,8 32,0 1,1676 1,1003 1,1573 0,0721 0,045 0,8 29,6 45,1 33,2 1,1664 1,1096 1,1527 0,0925 0,045 0,10779 0,0991 0,045 0,1080 29,1 42,4 33,0 1,1684 1,1191 1,1535

10 28,4 45,0 32,9 1,1711 1,1099 1,1434 0,1813 0,045 0,1077


yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1 kg

IV.2.2.1 Energi Bergu (Q

Dengan cara perhitungan seperti pada lum ng di Cat Hitam

dengan Varias as 0,5 aka oleh

Tabel 4.14 H il ng nerg gu ada penelitian

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumun ng t hita gan assa 1 kg

na u)

Plat A unium ya

i M sa Padi kg m diper :

as perhitu an e i ber na (Qu) p

ium ya di ca m den variasi m

No T1

( C0 ) T3

( C0 )

3ρ (kg/m3)

T∆ t∆ C(detik) (J/(kg. (kg) (watt)

p m Qu

C0 ) ( C0 ) 1 31,0 43,2 1,1163 12,2 600 1007,160 0,0028 0,0571 2 31,2 48,1 1,0992 16,9 600 1007,405 0,0027 0,0780 3 30,4 46,7 1,1040 16,3 600 1007,335 0,0028 0,0755 4 32,0 48,2 1,0989 16,2 600 1007,410 0,0027 0,0747 5 30,4 49,3 1,0951 18,9 600 1007,465 0,0027 0,0869 6 31,7 45,2 1,1092 13,5 600 1007,260 0,0028 0,0628 7 30,7 40,4 1,1262 9,7 600 1007,020 0,0028 0,0458 8 31,0 42,5 1,1187 11,5 600 1007,125 0,0028 0,0540 9 31,5 50,6 1,0907 19,1 600 1007,530 0,0027 0,0875

10 30,7 47,5 1,1013 16,8 600 1007,375 0,0028 0,0777

33

IV.2.2.2 Efisiensi kolektor (η

Denga ra itu se p t A ium di C itam

denga ria ss i m e

Tabel un e k ( c da tian

No Qu (watt)

Ac (m2)

I

C)

n ca perh n nga perti ad aa Pl l numu yang at H

n Va si Ma a Pad 0,5 kg aka dip roleh :

4.15 Hasil perhit gan fisiensi olektor η ) pa penelipengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg

)( 2mWηc

(%) 1 0,0571 0,25 837,5 0,0272953 2 0,0780 0,25 735,0 0,0424365 3 0,0755 0,25 830,0 0,0364013 4 0,0747 0,25 550,0 0,0543450 5 0,0869 0,25 825,0 0,0421263 6 0,0628 0,25 827,5 0,0303797 7 0,0458 0,25 857,5 0,0213822 8 0,0540 0,25 882,5 0,0244705 9 0,0875 0,25 882,5 0,0396410 10 0,0777 0,25 900,0 0,0345149


grafik iensi kolek η

IV.2.2.3 Efisiensi pengambilan (ηP

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat Hitam

dengan V ias adi ka leh

Tabel 4.1 Hasil perhitungan efisiensi pengambilan (η enelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg

T1

(0C) T2

(0C) T5

(0C) T6

(0C) Wi

(kg/kg) Wa

(kg/kg) Wo

(kg/kg) ηp

(%)

efis tor ( c).

)

ar i Massa P 0,5 kg ma dipero :

6 p) pada p

32,3 25,3 32,2 26,6 0,0200 0,0176 0,0204 83,39 31,8 25,9 32,7 29,4 0,0250 0,0179 0,0212 213,60 31,1 26,3 33,2 29,6 0,0252 0,0199 0,0217 285,48 33,6 27,6 34,0 29,7 0,0251 0,0212 0,0235 168,56 31,5 27,2 35,0 29,7 0,0247 0,0213 0,0227 233,56 32,6 26,2 33,8 26,6 0,0193 0,0191 0,0216 9,68 31,5 26,2 32,3 25,9 0,0192 0,0187 0,0216 18,90

34

T1(0C)

T2(0C)

T5(0C)

T6(0C)

Wi (kg/kg)

Wa (kg/kg)

Wo (kg/kg)

ηp(%)

32,3 28,7 32,8 27,7 0,0236 0,0221 0,0311 16,61 32,8 25,8 33,6 29,9 0,0256 0,0183 0,0320 53,14 31,1 26,5 32,8 30,8 0,0277 0,0202 0,0290 85,96

IV.2.2.4

engan cara um yang di Cat Hitam

dengan Variasi Massa Padi 0 g maka peroleh

Tabel 4.17 Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan (ηS) pada e pe e rya bso dart a ni d am v assa 1 kg

No g ) 2)


grafik efisiensi pengambilan (ηp).

Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

perhitungan seperti pada Plat AlumuniD

,5 k di :

pen litian ngering nergi su dengan bahan a rber i pla lumu um yang i cat hit dengan ariasi m

(kW /detik)

L (J/kg

I (W/m

Ac (m2)

ηS(%)

1 ,3 0, ,5 46 1 x 10-5 238860 0 837 0,25 14,7882 ,3 0, ,0 49 1 x 10-5 240500 0 735 0,25 16,9663 ,3 0, ,0 55 1 x 10-5 222380 0 830 0,25 13,8924 ,3 3, ,0 41 1 x 10-5 240033 3 550 0,25 22,6295 ,3 0, ,0 53 1 x 10-5 240101 8 825 0,25 15,0906 1,3 x 10-5 2396600,0 827,5 0,25 15,01730 7 1,3 x 10 2414781,8 857,5 0,25 14,60186 -5

8 1,3 x 10-5 2393171,4 882,5 0,25 14,06123 9 1,3 x 10-5 2401147,4 882,5 0,25 14,10809

10 1,3 x 10-5 2405810,8 900,0 0,25 13,86064

35

IV.2.2.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p ass g r

dan Kalor yang Diperlukan unt en ark ir

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumunium ng t H

dengan Variasi Massa P kg a d leh

Ta l 4 Ha rh ∆ , Q li ge

energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium di c am n v si m 1

), M a Air yan Kelua (W),

uk M gelu an Uap A (Q)

ya di Ca itam

adi 0,5 mak ipero :

be .18 sil pe itungan p, W dan pada pene tian pen ring yang

at hit denga aria assa kg

No Ta

( )0C T3

( )0C T5

( )0C3ρ

(kg/m

3 )5ρ

(kg/m∆p

(Pa)

Massa Air (kg)

Q (Mj) 3 )

aρ

(kg/m 3 )

1 31,0 43,2 32,2 1,1611 1,1163 1,1565 0,0334 0,07 0,16792 0,0421 0,07 0,1671 31,2 48,1 32,7 1,1603 1,0992 1,15463 0,0732 0,07 0,1673 30,4 46,7 33,2 1,1634 1,1040 1,15274 5 671 32,0 48,2 34,0 1,1573 1,0989 1,1497 0,0 35 0,07 0,15 669 30,4 49,3 35,0 1,1634 1,0951 1,1460 0,1168 0,07 0,16 31,7 45 676,2 33,8 1,1584 1,1092 1,1505 0,0551 0,07 0,17 30,7 40 0,1684,4 32,3 1,1622 1,1262 1,1561 0,0421 0,07 8 31,0 42,5 32,8 1,1611 1,1187 1,1542 0,0475 0,07 0,16809 31,5 50,6 33,6 1,1592 1,0907 1,1512 0,0571 0,07 0,1666

10 30,7 47,5 32, 62 13 1,1542 ,0566 0,07 0,1672 8 1,1 2 1,10 0

IV.2.3 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorbe lat Alumunium

yang di Cat Hita de ar ass 1,5

IV.2.3.1 Energi Bergun Qu

Dengan cara perhitungan seperti pada P umu ang di Cat Hitam

dengan Variasi ss ,5 aka leh :

rgi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

No T T

r dari P

m ngan V iasi M a Padi kg

a ( )

lat Al nium y

Ma a Padi 0 kg m dipero

Tabel 4.19 Hasil perhitungan energi berguna (Qu) pada penelitian pengering ene

1

( C0 ) 3

( C0 )3ρ

(kg/m3)T∆

( C0 ) t∆

(detik)C

(J/(kg.m

(kg) Qu

(watt) p

C0 ) 1 29,1 33,0 1,1535 3,9 600 1006,650 0,0029 0,0189 2 29,0 34,8 1,1467 5,8 600 1006,740 0,0029 0,0279 3 30,5 36,5 1,1404 6,0 600 1006,825 0,0029 0,0287

36

No T T

1

( C0 ) 3

( C0 )3ρ

(kg/m3)T∆

( C0 ) t∆

(detik)C

(J/(kg.m

(kg) Qu

(watt) p

C0 ) 4 30,4 33,5 1,1516 3,1 600 1006,675 0,0029 0,0150 5 30,2 33,1 1,1531 2,9 600 1006,655 0,0029 0,0140 6 31,4 34,1 1,1493 2,7 600 1006,705 0,0029 0,0130 7 30,8 34,6 1,1475 3,8 600 1006,730 0,0029 0,0183 8 30,0 33,8 1,1505 3,8 600 1006,690 0,0029 0,0183 9 30,4 34,4 1,1482 4,0 600 1006,720 0,0029 0,0193

10 30,3 34,2 1,1490 3,9 600 1006,710 0,0029 0,0188

ktor (ηIV.2.3.2 Efisiensi kole

Dengan ra p itung sep pada t Alu ium yang di Cat Hitam

dengan as sa 0 m er

Tabel Hasil perhitungan efisiensi kolektor ( n p rin er r a r t a ni n a e i 1

)

C)

ca erh an erti Pla mun

Vari i Mas Padi ,5 kg aka dip oleh :

4.20 η ) padac penelitiaenge g en gi su ya deng n bahan absorbe dari plalumu um ya g di c t hitam d ngan var asi massa ,5 kg

No Qu (watt)

Ac(m2

I )2 ((W m

η%

c)

1 0,0189 5 ,5 10,2 487 0,0 55 2 0,0279 0,25 337,5 0,0331 3 0,0287 0,25 662,5 0,0173 4 0,0150 0,25 287,5 0,0208 5 0,0140 0,25 330,0 0,0170 6 0,0130 0,25 322,5 0,0161 7 0,0183 0,25 227,5 0,0322 8 0,0183 0,25 192,5 0,0381 9 0,0193 0,25 180,0 0,0428

10 0,0188 0,25 207,5 0,0362 Data yang d

rafik efisiensi kolektor ( c).

icetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

ηg

37

IV.2.3.3 Efisiensi pen mb



T10

T20

T50

T60

Wi Wa Wo ηp

ga ilan (ηP)

dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg maka diperoleh :

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

( C) ( C) ( C) ( C) (kg/kg) (kg/kg) (kg/kg) (%) 29,8 26,3 30,0 26,6 0,02035 0,02171 0,02080 33,0882 30,2 26,9 30,4 27,0 0,02125 0,02252 0,02134 7,0866 31,4 0,02203 63,3136 27,0 32,0 27,8 0,02096 0,0226531,1 28,4 31,2 28,7 0,02363 0,02465 0,02416 51,9608 31,3 28,1 31,3 28,7 0,02300 0,02421 0,02412 92,5620 32,5 27,9 32,6 28,5 0,02217 0,0 0,02326 62,2857 239231,5 27,4 31,6 27,7 164 321 21 0,02 0,02 0,02 5 32,484131,0 27,6 31,2 27,8 219 349 077 0,02 0,02 0,02248 22,331,6 26,8 32,0 27,8 053 0,02238 0,02218 89,1892 0,0231,2 27,8 3 ,0 48 8 9 15 1,9 28 0,022 0,0237 0,0225 8,46

IV.2. E s m e ηS

D n pe g rti at i di ita

d n i a P kg ip

Tabel 4. a er n i p an papenelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari

(J/kg) (W/m ) Ac

(m2) ηS

(%)

3.4 fisien i siste peng ringan ( )

enga cara rhitun an sepe pada Pl Alumun um yang Cat H m

enga Varias Mass adi 0,5 maka d eroleh :

22 H sil p hitunga efisiens sistem engering (ηS) da

plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

No W L I 2(kg/detik)

1 9,26 x 10-6 2415900,0 487,5 0,25 18,35442 2 9,26 x 10 2423242,9 337,5 0,25 26,59251 -6

3 9,26 x 10-6 2440842,9 662,5 0,25 13,64552 4 9,26 x 10-6 2424281,8 287,5 0,25 31,23068 5 9,26 x 10-6 2424766,7 330,0 0,25 27,21399 6 9,26 x 10-6 2415330,8 322,5 0,25 27,73851 7 9,26 x 10-6 2419433,3 227,5 0,25 39,38841 8 9,26 x 10-6 2423700,0 192,5 0,25 46,63203 9 9,26 x 10-6 2418100,0 180,0 0,25 49,75514

10 9,26 x 10 2419994,7 207,5 0,25 43,19491 -6

38

IV.2.3.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W),

dan Ka r ng er n k e r ap ir

Dengan cara perhitungan seperti pada Pl um ng H

dengan Variasi Massa P


energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium di c am n i m 1,

No

lo ya Dip lukan u tu M ngelua kan U A (Q)

at Al unium ya di Cat itam

adi 0,5 kg maka diperoleh :

be .23 sil pe itungan p, W dan pada pene tian pen ring yang

at hit denga varias assa 5 kg

Ta

aρ

( )0C T3

( )0C T5

( )0C (kg/m

3 ) 3ρ

(kg/m

3 )5ρ

(kg/m

(Pa) ir

(kg) (Mj) 3 ) ∆p Massa A Q

1 29,1 33,0 30,0 1,1684 1,1535 1,1649 0,0234 0,05 0,12112 0929,0 34,8 30,4 1,1687 1,1467 1,1634 0,0363 0,05 0,123 0730,5 36,5 32,0 1,1630 1,1404 1,1573 0,0384 0,05 0,124 30,4 33,5 31,2 1,1634 1,1516 1,1603 0,0205 0,05 0,12115 0,0277 0,05 0,121130,2 33,1 31,3 1,1641 1,1531 1,1599 6 31,4 34,1 32,6 1,1595 1,1493 1,1550 0,0298 0,05 0,12107 30,8 34,6 31,6 1,1618 1,1475 1,1588 0,0207 0,05 0,12108 30,0 33,8 31,2 1,1649 1,1505 1,1603 0,0305 0,05 0,12109 30,4 34,4 0,1210 32,0 1,1634 1,1482 1,1573 0,0401 0,05

10 30,3 34,2 31,9 0,12101,1637 1,1490 1,1576 0,0401 0,05 IV.2.4 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorbe lat Alumunium

yang di Cat Hita de ari ass i 2 k

IV.2.4.1 Energi Bergun Qu

Dengan cara perhitungan seperti pada P mu ng di Cat Hitam

dengan Variasi ass ,5 aka eh :

Tabel 4.24 H p ga ergi una pada penelitian n bahan absorber dari plat

No

r dari P

m ngan V asi M a Pad g

a ( )

lat Alu nium ya

M a Padi 0 kg m diperol

asil erhitun n en berg (Qu) pengering energi surya dengaalumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 2 kg

T T1

( C0 ) 3

( C0 )3ρ

(kg/m3)T∆

( C0 ) t∆

(detik)C

(J/(kg.m

(kg) Qu

(watt) p

C0 ) 1 30,5 44,0 1,1134 13,5 600 1007,200 0,0028 0,0631 2 29,1 48,2 1,0989 19,1 600 1007,410 0,0027 0,0881 3 31,7 43,3 1,1159 11,6 600 1007,165 0,0028 0,0543

39

No T T

1

( C0 ) 3

( C0 )3ρ

(kg/m3)T∆

( C0 ) t∆

(detik)C

(J/(kg.m

(kg) Qu

(watt) p

C0 ) 4 30,8 39,7 1,1288 8,9 600 1006,985 0,0028 0,0422 5 31,0 45,9 1,1068 14,9 600 1007,295 0,0028 0,0692 6 32,9 46,3 1,1054 13,4 600 1007,315 0,0028 0,0622 7 32,7 52,0 1,0860 19,3 600 1007,600 0,0027 0,0880 8 33,6 58,4 1,0651 24,8 600 1007,920 0,0027 0,1109 9 32,5 49,6 1,0941 17,1 600 1007,480 0,0027 0,0785

10 31,1 38,6 1,1327 7,5 600 1006,930 0,0028 0,0356

IV.2.4.2

Dengan cara itam

dengan Variasi Massa P ,5 ak ol

Tabel 4. a er a s l c pe g gi a n dlu um g h g s k

N (w

Efisiensi kolektor (ηC)

perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat H

adi 0 kg m a r dipe eh :

25 H sil p hitung n efi iensi ko ektor (η ) pada enelitian p ngerin ener sury denga bahan absorber ari plat a muni yan di cat itam den an varia i massa 2 g

o Qu att)

Ac (m2)

I )( mW 2 )

ηc(%

1 0,0 7631 0,25 930,0 0,02 1 2 0, 90881 0,25 887,5 0,03 7 3 0,0 1543 0,25 135,0 0,16 0 4 0,0422 0,25 252,5 0,0668 5 0,0692 0,25 270,0 0,1025 6 0,0622 0,25 870,0 0,0286 7 0,0880 0,25 770,0 0,0457 8 0,1109 0,25 822,5 0,0539 9 0,0785 0,25 305,0 0,1030 10 0,0356 0,25 72,5 0,1967

grafik efisien


si kolektor (ηc).

40

IV.2.4.3 Efisiensi pen mb

Dengan cara rh e at niu g am


ari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 2 kg

g) (kg/kg) (%)

ga ilan (ηP)

pe itungan s pe rti pada Pl Alumu m yan di Cat Hit

Tabel 4.26 Hasil perhitungan efisiensi pengambilan (ηp) pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber d

T1

(0C) T2

(0C) T5

(0C) T6

(0C) Wi

(kg/kg) Wa

(kg/kWo ηp

31,8 25,4 32,8 27,0 0,01805 0,02055 0,02043 95,2000 29,9 25,5 33,1 27,2 0,01896 0,02068 0,02067 99,4186 32,8 28,2 34,2 29,2 0,02262 0,02436 0,02400 79,3103 31,9 27,5 33,8 28,0 0,02167 0,02335 0,02187 11,9048 32,4 92 0,02224 1,7544 27,9 33,3 28,1 0,02221 0,02334,7 29,6 35,1 29,9 0,02460 0,02649 0,02505 23,8095 34,1 27,2 35,4 28,8 0,02029 0,02293 0,02278 94,3182 35,7 28,1 37,6 0,0 134 0,02 21 0,02415 97,9094 29,9 2 433,0 27,9 3 29,2 198 0 5,3 0,02 0,02392 ,02360 83,505232,4 27,8 3 28,3 203 58 3,4 0,02 0,02378 0,022 31,4286

IV.2.4.4 Efisiensi sistem pengerin )

e ca rh n pa Al m i C am

ad m ero

ab 7 si hit efisiensi sistem pengeringan ( da e pe e rya dengan bahan absorber dari t a ni d am v assa 2 kg

W L I Ac η

gan (ηS

D ngan ra pe itunga seperti da Plat umuniu yang d at Hit

dengan Variasi Massa P i 0,5 kg aka dip leh :

T el 4.2 Ha l per ungan η ) paSpenpla

litian lumu

ngeringum yang

nergi sui cat hit dengan ariasi m

No (kg/detik) (J/kg) (W/m2) (m2) S

(%) 1 1,39 x 10-5 2409800,0 930,0 0,25 14,3954602 1,39 x 10-5 2403888,9 887,5 0,25 15,0478203 1,39 x 10-5 2408120,0 135,0 0,25 99,0995904 1,39 x 10-5 2412920,0 252,5 0,25 53,0895505 1,39 x 10-5 2391800,0 270,0 0,25 49,2139906 1,39 x 10-5 2403615,4 870,0 0,25 15,3487607 1,39 x 10-5 2374200,0 770,0 0,25 17,1298708 1,39 x 10-5 2387000,0 822,5 0,25 16,1229309 1,39 x 10-5 2400006,5 305,0 0,25 43,715960

10 1,39 x 10-5 2415800,0 72,5 0,25 71,105224

41

IV.2.4.5

dan Kalor y


dengan ar i Ma a P k m le


energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di t h a n si 2

No T

)C )

Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W),

ang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

V ias ss adi 0,5 g aka dipero h :

be .28 sil pe itungan p, W dan pada pene tian pen ring

ca it m denga varia massa kg

aρ

(kg/m 3 )

3ρ

(kg/m 3 )

5ρ ∆

(kg/p a)

a Ag)

Q m ) 3 (P

Mass ir (k (Mj)

a

( 0 ( 0CT T5

( 0C3

)

1 ,5 ,0 0 13 1,1 0 75 1797 30 44 32,8 1,163 1,1 4 542 0,06 3 0,0 0,2 ,1 ,2 4 98 1,1 3 75 1790 29 48 33,1 1,168 1,0 9 531 0,10 6 0,0 0,3 31,7 43,3 34,2 1,1584 1,1159 1,1490 0,0639 0,075 0,1799 4 30,8 39,7 33,8 1,1618 1,1288 1,1505 0,0752 0,075 0,1805 5 31,0 45,9 33,3 1,1611 1,1068 1,1523 0,0606 0,075 0,1794 6 32,9 46,3 35,1 1,1538 1,1054 1,1456 0,0570 0,075 0,1793 7 0,1783 32,7 52,0 35,4 1,1546 1,0860 1,1445 0,0708 0,075 8 33,6 58,4 37,6 1,1512 1,0651 1,1364 0,1024 0,075 0,1771 9 0,0725 0,075 0,1787 32,5 49,6 35,3 1,1554 1,0941 1,1449

10 0,0579 0,075 0,1807 31,1 38,6 33,4 1,1607 1,1327 1,1520

IV.2.5 Pengering Ha

yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

IV.2.5.1 Energi Berg (Q

Dengan cara perhitungan seperti pada lum yang di Cat Hitam

dengan Varias a 0, ak oleh

Tabel 4.29 H il ng ner rgunpengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumu ng pisi deng si massa 0,5 kg

T

sil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium

una u)

Plat A unium

i M ssa Padi 5 kg m a diper :

as perhitu an e gi be a (Q ) pada penelitian u

n aium y di la a rang an varia

T∆ 3ρ No T1

( C0 ) (3

C0 ) (kg/m3) ( C0 ) t∆

(detik) (J/(kg. C0 ) (kg) (watt)Cp m Qu

1 30,7 39,4 1,1298 9,4 600 1006,970 0,0028 0,0446 2 29,9 39,4 1,1298 10,3 600 1006,970 0,0028 0,0488 3 30,2 41,1 1,1237 14,1 600 1007,055 0,0028 0,0665

42

No T T

1

( C0 ) 3

( C0 )3ρ

(kg/m3)T∆

( C0 ) t∆

(detik)C

(J/(kg.m

(kg) Qu

(watt) p

C0 ) 4 29,3 41,0 1,1241 14,0 600 1007,050 0,0028 0,0660 5 29,7 41,7 1,1216 13,2 600 1007,085 0,0028 0,0621 6 30,0 42,5 1,1187 13,6 600 1007,125 0,0028 0,0638 7 29,5 42,8 1,1177 13,8 600 1007,140 0,0028 0,0647 8 30,8 39,0 1,1313 8,8 600 1006,950 0,0028 0,0418 9 29,2 40,8 1,1248 12,5 600 1007,040 0,0028 0,0590

10 28,9 54,2 1,0787 26,4 600 1007,710 0,0027 0,1196

IV.2.5.2 Efisiensi kolektor ( C


abel 4.30 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian enge g en i sur denga han rber d plat

munium y i l ng v assa 0,5 kg

t) 2

η )


Tp rin erg ya n ba abso arialu ang d apisi ara dengan ariasi m

No Qu (wat

Ac (m )

I )2 (%(W m

c η)

1 0,0446 25 ,0 2 0, 595 0,0 77 2 0,0488 25 ,5 2 0, 632 0,0 85 3 0,0665 25 ,5 300, 667 0,0 8 4 0,0660 25 ,0 310, 705 0,0 3 5 0,0621 25 ,5 3 0, 702 0,0 22 6 0,0638 25 ,5 3 0, 737 0,0 18 7 0,0647 25 ,0 0340, 715 0, 9 8 0,0418 0,25 622,5 0,0250 9 0,0590 0,25 770,0 0,0284

10 0,1196 0,25 777,5 0,0590 Data yang dicetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

grafik efisiensi kolektor (ηc).

43

IV.2.5.3 Efisiensi pe bila P)

Dengan cara rh pe A ium g am

dengan Varia M ,5 er

Tabel 4.31 si an ng an pa tian ng erg ga an rb plat m g di l ang va massa 0,5 kg

T1

(0C) T

(06

(k

ngam n (η

pe itungan se rti pada Plat lumun yan di Cat Hit

si assa Padi 0 kg maka dip oleh :

Hape

l perhitungering en

efisiensi pei surya den

ambiln bah

(ηp) abso

da penelier ari d

alu unium yan apisi ar dengan riasi

2C)

T5( C) (0

T0C)

Wi (kg/kg)

Wa g/kg)

Wo (kg/kg)

ηp(%)

30,7 25,2 ,2 0, 0 8 0 34,4 27 0,01815 02030 ,0201 94,418629,9 2 ,9 0, 1 8 4,5 33,6 29 0,01732 01945 0,0256 389,201830,2 25,9 35,4 27,6 0,01952 0,02119 0,02053 60,47904 29,3 26,5 35,2 27,9 0,02089 0,02198 0,02115 23,85321 29,7 28,0 35,7 29,4 0,02342 0,02406 0,02384 65,62500 30,0 27,2 36,2 29,2 0,02185 0,02293 0,02327 131,48148 29,5 27,2 37,2 31,4 0,02205 0,02293 0,02329 140,90909 30,8 29,5 34,9 30,4 0,02585 0,02622 0,02614 78,37838 29,2 28,2 36,2 29,6 0,02398 0,02436 0,02425 71,05263 28,9 25,6 37,9 28,7 0,01951 0,0208 0,02167 167,44186

ata yang dicetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

IV.2.5.4 Efisiensi sistem pengerin ηS)

D an c per ng erti Plat unium ng am


Tabel 4. a er n i p an pae n ng su ga a r d

u an isi e rias a 0g

o W/d

D


gan (

eng ara hitu an sep pada Alum ya di Cat Hit

32 H sil p hitunga efisiens sistem engering (ηS) da p nelitia pengeri energi rya den n bahan bsorbe ari plat alum nium y g di lap arang d ngan va i mass ,5 k

N (kg

etik) L

(J/kg) I

(W/m2)Ac

(m2) ηS

(%) 1 8 x 24 7 1 6,4 10-6 11872,72 595,0 0,25 0,509252 8 x 24 0 9 6,4 10-6 14200,00 632,5 0,25 ,895713 6,48 x 10-6 2410314,286 667,5 0,25 9,36174 4 6,48 x 10-6 2410747,368 705,0 0,25 8,86537 5 6,48 x 10-6 2408415,385 702,5 0,25 8,88831 6 6,48 x 10-6 2401030,769 737,5 0,25 8,44054

44

No W (kg/detik)

L (J/kg)

I (W/m2)

Ac (m2)

ηS (%)

7 6,48 x 10-6 2406200,000 715,0 0,25 8,72489 8 6,48 x 10-6 2411457,143 622,5 0,25 10,04325 9 6,48 x 10-6 2409400,000 770,0 0,25 8,11246

10 6,48 x 10-6 2391676,923 777,5 0,25 7,97510

5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air IV.2.5. yang Keluar (W),

lukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)


Tabel 4.33 ang

di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg

No

dan Kalor yang Diper


Hasil perhitungan ∆p, W, dan Q pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium y

Ta

( )0CT3

( )0C T5

)0C

aρ

(kg/m 3 )

3ρ 3 )

5ρ

(kg/m

ir ) 3 ) (Pa)

∆p Massa A Q(kg) (Mj( (kg/m

1 27,1 39,4 34,4 8 48 2671,1761 1,129 1,1 2 0,1814 0,035 0,0842 27,0 39,4 33,6 8 51 2671,1765 1,129 1,1 2 0,1649 0,035 0,0843 28,9 41,1 35,4 7 44 1251,1691 1,123 1,1 5 0,1605 0,035 0,0844 28,1 41,0 35,2 1 45 1331,1722 1,124 1,1 2 0,1757 0,035 0,0845 28,0 41,7 35,7 6 43 0741,1726 1,121 1,1 4 0,1902 0,035 0,0846 28,6 42,5 36,2 7 41 0071,1703 1,118 1,1 5 0,1872 0,035 0,0847 29,3 42,8 37,2 7 37 9821,1676 1,117 1,1 9 0,1931 0,035 0,0838 29,6 39,0 34,9 1,1664 1,1313 1,1464 0,1306 0,035 0,0843019 29,1 40,8 36,2 1,1684 1,1248 1,1415 0,1741 0,035 0,084150

10 28,4 54,2 37,9 1,1711 1,0787 1,1353 0,2357 0,035 0,083021

45

IV.2.6 Pengering Hasil Per ia gu n A r dari Plat Alumunium

yang di Lapisi Aran en ria assa 1 kg

IV.2.6.1 Energi Berguna (Q

Dengan cara perhi ga i p lat nium di Cat Hitam


Tabel 4.34 Hasil erh e b (Q a penelitian penge g i den aha ber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg

tan n Meng naka bsorbe

g d gan Va si M Padi

u)

tun n sepert ada P Alumu yang

p itungan nergi erguna u) padrin energ surya gan b n absor

No T1

( C0 ) T3

( C0 )

3ρ (kg/m )

T3

∆ t∆ C(detik) (J/(kg. (kg) (watt)

p

C0 ) ( C0 ) m Qu

1 31,5 39,0 1,1313 11,2 600 1006,950 0,0028 0,0532 2 31,3 52,2 1,0854 24,5 600 1007,610 0,0027 0,1116 3 31,7 39,9 1,1280 9,4 600 1006,995 0,0028 0,0445 4 32,2 47,5 1,1013 18,4 600 1007,375 0,0028 0,0851 5 31,6 44,0 1,1134 13,0 600 1007,200 0,0028 0,0607 6 32,0 42,6 1,1184 12,1 600 1007,130 0,0028 0,0568 7 31,4 49,3 1,0951 19,3 600 1007,465 0,0027 0,0887 8 31,1 53,5 1,0810 23,7 600 1007,675 0,0027 0,1076 9 32,7 42,3 1,1194 11,0 600 1007,115 0,0028 0,0517

10 34,7 44,4 1,1120 11,2 600 1007,220 0,0028 0,0523

IV.2.6.2 fisiensi kol C

Dengan p ng ep ad l

dengan as sa 0, a ro

Tabel 4.35 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (η pe n p in rg y n r d at a iu ng is de r sa 1

o u att

A(m

ektor (η ) E

cara erhitu an s erti p a Plat A umunium yang di Cat Hitam

Vari i Mas Padi 5 kg m ka dipe leh :

c) pada nelitiaenger g ene i sur a denga bahan absorbe ari pllumun m ya di lap i arang ngan va iasi mas kg

N Q(w )

c 2)

I )2m(W

ηc(%)

1 0,0532 0,25 837,5 0,0215 2 0,1116 0,25 735,0 0,0570 3 0,0445 0,25 830,0 0,0187 4 0,0851 0,25 550,0 0,0588 5 0,0607 0,25 825,0 0,0281 6 0,0568 0,25 827,5 0,0256 7 0,0887 0,25 857,5 0,0384

46

No Qu (watt)

Ac (m2)

I )( 2mW

ηc(%)

8 0,1076 0,25 882,5 0,0461 9 0,0517 0,25 882,5 0,0204 10 0,0523 0,25 900,0 0,0201


]IV.2.6.3 Efisiensi pengambilan (η

Dengan cara


Tabel 4.36 Hasil an ef pen n pada litian g g ga an rb lat m g g d va m

T1

(0C) T2C) ) )

o kg


P)

perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat Hitam

perhitung isiensi gambila (η ) p abso

penepen ering ener i surya den n bah er dari palu unium yan di lapisi aran engan riasi assa 1 kg

(0 ( C) T50

T6( C) (kg/kg0

Wi Wa (kg/kg

W(kg/ ) (%)

ηp

29,5 5,9 2 8 63 2 31,0 8,5 0,0239 0,019 0,02 62,2329,2 5,7 2 6 59 2 32,9 9,2 0,0245 0,019 0,02 78,0631,7 6,9 3 7 00 2 34,8 0,2 0,0258 0,020 0,03 54,6030,0 ,5 3 6 71 26 34,1 0,8 0,0270 0,020 0,02 98,0031,6 31,5 98 0 27,4 35,8 0,0281 0,0200 0,02 82,531,3 26,3 35,7 31,5 0,0282 0,0198 0,0293 87,93 31,4 26,0 35,2 31,4 0,0281 0,0192 0,0295 86,74 31,1 26,1 35,3 31,8 0,0290 0,0195 0,0290 99,89 32,7 24,6 36,1 31,3 0,0276 0,0164 0,0318 72,51 34,7 22,5 37,7 32,0 0,0285 0,0123 0,0358 69,14

47

IV.2.6.4 Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

e c rh an p A m di C tam

a g m er

Tabel ηS pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari

un a s arang dengan variasi m g

e ( (η

(

D ngan ara pe itung seperti ada Plat lumuniu yang at Hi

dengan Variasi Massa P di 0,5 k aka dip oleh :

4.37 Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan ( )

plat alum ium y ng di lapi i assa 1 k

No W (kg/d tik)

L J/kg)

I W/m2)

Ac (m2)

S%)

1 1,11 x 62 13,610-5 25 900,000 837,5 0,25 0080 2 1,11 x 99 14,510-5 23 579,310 735,0 0,25 0993 3 1,11 x 10 2405830,769 830,0 0,25 12,88263 -5

4 1,11 x 10-5 2403000,000 550,0 0,25 19,41818 5 1,11 x 10-5 2319800,000 825,0 0,25 12,49724 6 1,11 x 10-5 2404505,882 827,5 0,25 12,91443 7 1,11 x 10-5 2400714,286 857,5 0,25 12,44296 8 1,11 x 10-5 2395650,000 882,5 0,25 12,06497 9 1,11 x 10 2403800,000 882,5 0,25 12,10601 -5

10 1,11 x 10-5 2400894,737 900,0 0,25 11,85627

IV.2.6.5 Menghitung Penurunan Tekanan (


Dengan cara

engan Variasi Massa Padi 0,5 kg maka diperoleh :

Tabel 4.38 Hasil perhitungan ∆ , Q p n eng en

sur n a orb ari u anlap n n v si m 1 k

No )

∆p), Massa Air yang Keluar (W),

perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat Hitam

d

p, W pada enelitia p ering ergi ya de gan bah n abs er d plat alum nium y g di isi ara g denga aria assa g

T T5

( )0C

aρ

(kg/m 3 )

5ρ3ρ a

( 0C ( 0CT3 ∆p

(kg/m ) A)

Q j) 3 ) (Pa

Massa ir (kg (M) 3) (kg/m

1 ,0 0 313 1,1 30 6 451631 39, 31,0 1,1611 1,1 611 0,00 0,0 0,142 ,2 2 854 1,1 83 6 260931 52, 32,9 1,1603 1,0 538 0,04 0,0 0,143 30,4 39,9 34,8 1,1634 1,1280 1,1467 0,1088 0,06 0,1443864 32,0 47,5 34,1 1,1573 1,1013 1,1493 0,0557 0,06 0,1432925 30,4 44,0 35,8 1,1634 1,1134 1,1430 0,1337 0,06 0,1437966 31,7 42,6 35,7 1,1584 1,1184 1,1434 0,0990 0,06 0,143998

48

No T T T

a

( )0C 3

( )0C 5

( )0Caρ

(kg/m

3 ) 3ρ

(kg/m

3 )5ρ

(kg/m

∆p (Pa)

Massa Air (kg)

Q (Mj) 3 )

7 30,7 49,3 35,2 1,1622 1,0951 1,1452 0,1141 0,06 0,1430298 31,0 53,5 35,3 1,1611 1,0810 1,1449 0,1105 0,06 0,1424229 31,5 42,3 36,1 1,1592 1,1194 1,1419 0,1131 0,06 0,144041

10 30,7 44,4 37,7 1,1622 1,1120 1,1360 0,1707 0,06 0,143738


y

IV.2.7.1 Energi Berg

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumunium ang di Cat Hitam

dengan Variasi M sa kg a di :

Tabel 4.39 Has pe n gi a penelitian peng ing rgi a d ba er dari plat alum iu di ara an ssa 1,5 kg

No T

)

ang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg

una (Qu)

y

as Padi 0,5 mak peroleh

il rhitunga ener bergun (Qu) padaer ene sury engan han absorbun m yang lapisi ng deng variasi ma

T3

C03ρ

(kg/m )3T∆

( 0 ) Ct∆

(d J/(km

(kg) Qu

(watt) etik) (Cp

g. C0 ) 1

( C0 ) (1 30,9 600 10 ,0028 0,0523 41,1 1,1237 11,1 07,055 02 32,6 600 10 ,0028 0,0310 37,7 1,1360 6,5 06,885 03 31,8 37,5 1,1368 6,6 600 1006,875 0,0028 0,0315 4 32,7 42,5 1,1187 11,0 600 1007,125 0,0028 0,0516 5 32,4 38,4 1,1335 7,2 600 1006,920 0,0028 0,0342 6 31,6 41,1 1,1237 10,1 600 1007,055 0,0028 0,0476 7 31,9 36,0 1,1423 4,8 600 1006,800 0,0029 0,0230 8 31,7 34,5 1,1478 3,2 600 1006,725 0,0029 0,0154 9 31,2 31,9 1,1576 1,0 600 1006,595 0,0029 0,0049

10 30,8 33,9 1,1501 3,9 600 1006,695 0,0029 0,0188

49




Tabel 4.40 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg

No Qu (watt)

Ac (m2)

I )( 2mW

ηc (%)

1 0,0523 0,25 487,5 0,0394627 2 0,0310 0,25 337,5 0,0288079 3 0,0315 0,25 662,5 0,0164127 4 0,0516 0,25 287,5 0,0640101 5 0,0342 0,25 330,0 0,0345852 6 0,0476 0,25 322,5 0,0555591 7 0,0230 0,25 227,5 0,0345433 8 0,0154 0,25 192,5 0,0280136 9 0,0049 0,25 180,0 0,0075526

10 0,0188 0,25 207,5 0,0288284

IV.2.7.3 Efisiensi ng P

Dengan cara perhitungan s la u

dengan Variasi Massa Padi d h :

Tabel 4.41 Hasil perhitun i p bi p elitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg

T1

(0C) T2

(0C) T5

(0C) T6

(0C) Wi

(kg/kg) Wa

(kg/kg) Wo

(kg/kg) ηp

(%)

pe ambilan (η )

eperti pada P t Alum nium yang di Cat Hitam

0,5 kg maka iperole

gan efisiens engam ) pada penlan (η

30,9 26,3 32,8 27,6 0,01993 0,02171 0,02151 88,76404 32,6 26,6 34,1 28,0 0,01980 0,02211 0,02176 84,84848 31,8 26,4 34,8 28,1 0,01976 0,02184 0,02168 92,30769 32,7 27,7 35,3 28,4 0,02173 0,02363 0,02206 17,36842 32,4 27,2 35,7 28,8 0,02094 0,02293 0,02267 86,93467 31,6 27,2 35,5 28,6 0,02124 0,02293 0,02236 66,27219 31,9 26,7 34,6 28,2 0,02024 0,02224 0,02194 85,00000 31,7 26,5 34,1 28,3 0,01997 0,02198 0,02231 116,41791 31,2 28,4 32,1 29,0 0,02359 0,02465 0,02439 75,47170 30,8 25,8 33,2 27,3 0,01911 0,02106 0,02082 87,69231

50


IV.2.7.4

ium yang di Cat Hitam

Tabel 4.42 sistem ( S) pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg

No W (kg/detik)

L (J/kg)

I (W/m2)

Ac (m2 (%


Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumun


Hasil perhitungan efisiensi η

) ηS

) 1 4,63 x 10-6 457,143 487,5 0,25 9,16033 24112 4 10 610 3 0, ,1,63 x -6 512 0,000 37,5 25 28 2675 3 4 10 541 6 0, ,75,63 x -6 241 0,811 62,5 25 6 167 4 4 10 240707 2 0, ,50,63 x -6 2,727 87,5 25 15 449 5 4 10 049 3 0, ,52,63 x -6 241 4,737 30,0 25 13 691 6 4 10 015 3 0, ,83,63 x -6 241 2,941 22,5 25 13 952 7 4 10 495 2 0, ,85,63 x -6 268 7,143 27,5 25 21 557 8 4 10 562 1 0, ,52,63 x -6 244 9,412 92,5 25 23 698 9 4 10 530 1 0, ,95,63 x -6 242 0,000 80,0 25 24 165

10 4 10 876 2 0, ,49,63 x -6 240 6,667 07,5 25 21 725

51

IV.2.7.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p ass g r

dan Kalor yang Diperlukan unt en ark ir


dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg a d leh

Ta l 4 ∆p r i ebah bs a t uni d aden a ssa 1,5 kg

No T T T

), M a Air yan Kelua (W),

uk M gelu an Uap A (Q)

mak ipero :

be .43 , W, Q pada penelitian penge ing energ surya d ngan an a orber d ri pla alum um yang i lapisi rang gan v riasi ma

a

( )0C 3

( )0C 5

( )0Caρ 3ρ

(kg/m

5ρ

(kg/m

∆p (Pa)

Massa Air (kg)

Q (Mj) 3 ) 3 ) 3 ) (kg/m

1 29,1 41,1 32,8 1,1684 1,1237 1,1542 0,0939 0,025s 0,0600892 29,0 37,7 34,1 1,1687 1,1360 1,1493 0,1261 0,025 0,0602933 30,5 37,5 34,8 1,1630 1,1368 1,1467 0,1054 0,025 0,0603054 30,4 42,5 35,3 1,1634 1,1187 1,1449 0,1215 0,025 0,0600055 30,2 38,4 35,7 1,1641 1,1335 1,1434 0,1343 0,025 0,0602516 31,4 41,1 35,5 1,1595 1,1237 1,1441 0,1011 0,025 0,0600897 30,8 36,0 34,6 1,1618 1,1423 1,1475 0,0928 0,025 0,0603958 30,0 34,5 34,1 1,1649 1,1478 1,1493 0,1001 0,025 0,0604839 30,4 31,9 32,1 1,1634 1,1576 1,1569 0,0416 0,025 0,060638

10 30,3 33,9 33,2 1,1637 1,1501 1,1527 0,0711 0,025 0,060518

IV.2.8 Pengering Hasil P an gg Alumunium

yang di Lapisi Ar d ar as i 2

IV.2.8.1 Energi Berguna (Qu)

Dengan cara perhitungan seperti pada Pla un i Cat Hitam

dengan Variasi M sa kg a dip h :

Tabel 4.44 Hasil perhitungan energi berguna (Qu) pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg

No T T

ert ian Men unakan Absorber dari Plat

ang engan V iasi M sa Pad kg

t Alum ium yang d

as Padi 0,5 mak erole

T∆ 3ρ t∆ (detik)

C(J/(kg.

m (kg)

Qu (watt)

1

( C0 ) 3

( C0 )p

C0 ) ( C0 ) (kg/m3)1 31,2 40,5 1,1259 11,5 600 1007,025 0,0028 0,0543 2 30,0 41,2 1,1234 14,0 600 1007,060 0,0028 0,0660 3 32,5 37,7 1,1360 8,3 600 1006,885 0,0028 0,0396

52

T∆ 3ρ No T T

t∆ (detik)

C(J/(kg.

m (kg)

Qu (watt)

1

( C0 ) 3

( C0 )p

C0 ) ( C0 ) (kg/m3)4 31,9 37,4 1,1371 8,3 600 1006,870 0,0028 0,0396 5 32,2 35,6 1,1438 6,1 600 1006,780 0,0029 0,0293 6 33,6 40,0 1,1277 10,0 600 1007,000 0,0028 0,0473 7 33,0 43,9 1,1138 12,7 600 1007,195 0,0028 0,0594 8 33,7 46,0 1,1065 15,2 600 1007,300 0,0028 0,0706 9 33,0 43,0 1,1170 13,1 600 1007,150 0,0028 0,0614

10 31,5 35,1 1,1456 4,6 600 1006,755 0,0029 0,0221


Dengan cara perhitungan seperti p A um yang di Cat Hitam

deng ri as i e

Tabe l un e k a n er ne u g n e at un an a g v s

o u att

A(m

ada Plat lumuni

an Va asi M sa Pad 0,5 kg maka dip roleh :

l 4.45 Hasi perhit gan fisiensi olektor (ηc) pad penelitiapeng ing e rgi s rya den an baha absorb r dari plalum ium y g di l pisi aran dengan ariasi ma sa 2 kg

N Q(w )

c 2)

I )m(W 2

ηc(%)

1 0,0543 0,25 930,0 0,0188964 2 0,0660 0,25 887,5 0,0237944 3 0,0396 0,25 135,0 0,0734319 4 0,0396 0,25 252,5 0,0415651 5 0,0293 0,25 270,0 0,0241674 6 0,0473 0,25 870,0 0,0139227 7 0,0594 0,25 770,0 0,0264669 8 0,0706 0,25 822,5 0,0277788 9 0,0614 0,25 305,0 0,0614729 10 0,0221 0,25 72,5 0,0954493



53

IV.2.8.3 Efisiensi pengambilan (ηP


dengan Variasi Massa Padi d h :

Tabel 4.46 Hasil perhitun i p bi ηp elitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg

T1

(0C) T2

(0C) T5

(0C) T6

(0C) Wi

(kg/kg) Wa

(kg/kg) Wo

(kg/kg) ηp

(%)

)

0,5 kg maka iperole

gan efisiens engam lan ( ) pada pen

30,2 26,7 34,0 28,0 0,02089 0,02224 0,02179 66,66667 28,0 23,3 34,5 28,5 0,01619 0,02406 0,02255 80,81321 30,5 26,2 35,1 28,4 0,01991 0,02158 0,02213 132,93413 30,1 26,6 34,3 28,0 0,02076 0,02211 0,02168 68,14815 30,2 27,3 37,7 29,2 0,02196 0,02307 0,02272 68,46847 31,0 29,2 35,7 30,4 0,02519 0,02586 0,02585 98,50746 32,0 31,4 38,0 32,4 0,02927 0,02948 0,02932 23,80952 31,6 28,4 38,8 30,8 0,02344 0,02465 0,02558 176,85950 31,1 28,1 37,3 30,5 0,02307 0,02421 0,02548 211,40351 31,5 27,8 36,7 30,1 0,02237 0,02378 0,02488 178,01418



IV.2.8.4 Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

e c rh an p A m di am

a g m er

sis n n adane p e ry n abs art n g d ar a i m kg

No (kg/detik) L

(J/kg) I

(W/m2)c

(m2) S

(%)

D ngan ara pe itung seperti ada Plat lumuniu yang Cat Hit

dengan Variasi Massa P di 0,5 k aka dip oleh :

Tabel 4.47 Hasil perhitungan efisiensi tem pe geringa (ηS) p pe litian engering nergi su a denga bahan orber d i pla alumu ium yan i lapisi ang deng n varias assa 2

W A η

1 4,63 x 10-6 2407800,000 930,0 0,25 4,79450 2 4,63 x 10-6 2356600,000 887,5 0,25 4,91727 3 4,63 x 10-6 2414600,000 135,0 0,25 33,12209 4 4,63 x 10-6 4176766,667 252,5 0,25 30,63269 5 4,63 x 10-6 2413488,889 270,0 0,25 16,55342 6 4,63 x 10-6 2356600,000 870,0 0,25 5,01618 7 4,63 x 10-6 2401857,143 770,0 0,25 5,77647

54

No W (kg/detik)

L (J/kg)

I (W/m2)

Ac (m2)

ηS (%)

8 4,63 x 10-6 2400200,000 822,5 0,25 5,40403 9 4,63 x 10-6 2403706,494 305,0 0,25 14,59445 10 4,63 x 10-6 5126100,000 72,5 0,25 130,93487

Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W),




Tabel 4.48 Hasil perhitungan ∆p, W, Q pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg

No T T T


grafik efisiensi sistem pengeringan (ηS).

IV.2.8.5 Menghitung Penurunan

a

( )0C 3

( )0C 5

( )0Caρ 3ρ

(kg/m

5ρ

(kg/m

∆p (Pa)

Massa Air (kg)

Q (Mj) 3 ) 3 ) 3 ) (kg/m

1 30,5 40,5 34,0 1,1630 1,1259 1,1497 0,0876 0,025 0,0601252 29,1 41,2 34,5 1,1684 1,1234 1,1478 0,1343 0,025 0,0600833 31,7 37,7 35,1 1,1584 1,1360 1,1456 0,0831 0,025 0,0602934 30,8 37,4 34,3 1,1618 1,1371 1,1486 0,0862 0,025 0,0603115 31,0 35,6 37,7 1,1611 1,1438 1,1360 0,1602 0,025 0,0604196 32,9 40,0 35,7 1,1538 1,1277 1,1434 0,0688 0,025 0,0601557 32,7 43,9 38,0 1,1546 1,1138 1,1349 0,1286 0,025 0,0599218 33,6 46,0 38,8 1,1512 1,1065 1,1320 0,1260 0,025 0,0597959 32,5 43,0 37,3 1,1554 1,1170 1,1375 0,1169 0,025 0,059975

10 31,1 35,1 36,7 1,1607 1,1456 1,1397 0,1343 0,025 0,060448

55

IV.3 Analisis Data

Dari hasil penelitian dan perhitungan telah didapatkan beberapa perbedaan.

Perbedaan tersebut disebabkan beberapa faktor yang terjadi selama penelitian. Untuk

mengetahui hal tersebut maka perlu diadakan suatu analisa dan pembahasan dari data

yang diperoleh selama penelitian.

IV.3.1 Grafik Efisiensi Kolektor ( Cη )

Berkuti ini adalah grafik-grafik hubungan efisiensi kolektor ( Cη ) dengan

intensit s energi sur

a ya yang datang (I) :

Hubungan efisiensi kolektor dengan intensitas energi surya

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

600 620 640 660 680 700 720 740

intensitas energi surya

eff k

olek

tor

Cat 0,5 kg

Arang 0,5 kg

Gambar 4.2 Grafik hubungan efisiensi kolektor ( Cη ) dengan I pada cat dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg

56


0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

820 830 840 850 860 870 880 890


eff k

olek

tor

Arang 1 kg

Cat 1 kg

Gambar 4.3 Grafik hubungan efisiensi kolektor ( Cη ) dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 1 kg


0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 100 200 300 400 500 600


eff k

olek

tor

Arang 1,5 kg

Cat 1,5 kg


dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg

57


0

0.010.02

0.03

0.040.05

0.06

0 200 400 600 800 1000


eff k

olek

tor

Cat 2 kg

Arang 2 kg


an massa padi 2 kg

Dari grafik-grafik diatas dapat diketahui efisiensi kolektor (

dan alumunium deng

Cη ) tertinggi

sebes 0,06291 % r dari plat

alumunium yang dicat hitam dengan massa padi 0,5 kg. Pengering energi surya

dengan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam memiliki efisiensi kolektor

ar 8 pada pengering energi surya dengan absorbe

( Cη ) lebih baik jika dibandingkan pengering energi surya dengan absorber dari plat

rber yang dicat dengan warna hitam

menghasilkan penyerapan energi surya yang lebih baik jika dibandingkan dengan

absorber y i d Qu) yang

ihasilkan, absorber yang dicat hitam menghasilkan energi berguna (Qu) yang lebih

besar dari absorber yang dilapisi arang. Semakin besar energi berguna (Qu) yang

ihasilk n maka efisie ini dapat

dibuktikan dengan persamaan efisiensi kolektor (

alumunium yang dilapisi arang. Abso

ang dilapis engan arang. Ini dapat dilihat dari energi berguna (

d

d a nsi kolektornya juga akan semakin besar. Hal

C

UC AI

Q=η ). Tetapi grafik

hubungan efisiensi kolektor ( Cη ) dengan intensitas energi surya yang datang (I)

58

pada massa padi 1 kg dan 1,5 kg menunjukan bahwa pengering energi surya dengan

absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang memiliki efisiensi kolektor ( Cη )

yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan pengering energi surya dengan absorber

dari plat alumunium yang dicat hitam, hal ini kemungkinan dikarenakan adanya

kesalahan pada saat pengambilan data.

VI.3.2 Grafik Efisiensi Pengambilan ( Pη )

Berkuti ini adalah grafik-grafik hubungan efisiensi pengambilan ( Pη ) dengan

tensitas energi surya yang datang (I) :

in

Hubungan efisiensi pengambilan dengan intensitas energi surya

01020304050

nga

60708090

64 6 0 710


eff p

em

bila

n

0 50 660 670 680 690 70

Arang 0,5 kg

Cat 0,5 kg

Gambar 4.6 Grafik hubungan efisiensi pengambilan ( Pη ) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg

59


0

20

40

60

80

100

120

820 840 860 880 900


eff p

enga

mbi

lan

Cat 1 kg

Arang 1 kg


g

pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 k


0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500 600


eff p

enga

mbi

lan

Cat 1,5 k

Ar

Gambar 4.8 Grafik hubungan efisiensi pengambilan (

ang 1,5 kg

Pη ) dengan I pada cat dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg

60


-20

0

20

40

60

80

100

120

0 200 400 600 800 1000


eff p

enga

mbi

lan

Arang 2 kg

Cat 2 kg


pada cat dan alumunium dengan massa padi 2 kg

Dari grafik-grafik diatas dapat diketahui efisiensi pengambilan ( Pη ) tertinggi

sebesar 99,89418% pada pengering energi surya dengan absorber dari plat

alumunium yang dilapisi arang dengan massa padi 1 kg.

dengan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang mem isiensi

pengambilan (

Pengering energi surya

iliki ef

Pη ) lebih baik jika dibandingkan pengering energi surya dengan

absorber dari plat alumunium yang dicat hitam.

ari grafik-grafik diatas juga dapat diketahui bahwa efisiensi pengambilan ( Pη ) D

dipengaruhi oleh massa padi yang dikeringkan, efisiensi pengambilan ( Pη )

mempunyai titik optimum pada saat variasi massa padi 1,5 kg.

61

VI.3.3 Grafik Efisiensi Sistem (ηS)

inten i surya yang datang (I) :

Berkuti ini adalah grafik-grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan

sitas energ

Hubungan efisiensi sistem dengan intensitas energi surya

02468

10121416

0 200 400 600 800 1000


eff s

iste

m

Cat 0,5 kg

Arang 0,5 kg

Gambar 4.10 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg


0

5

10

15

20

0 200 400 600 800 1

eff s

iem

000


st

Cat 1 kg

Arang 1 kg

Gambar 4.11 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 kg

62


0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400 500 600


eff s

iste

m

Cat 1,5 kg

Arang 1,5 kg

Gambar 4.12 Grafik hubungan efisiensi sistem (η BS B) dengan I pada cat dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg


-100

1020304050607080

0 200 400 600 800 1000


eff s

iste

m

Arang 2 kg

Cat 2 kg

Gambar 4.13 Grafik hubungan efisiensi sistem (η BS B) dengan I pada cat dan alumunium dengan massa padi 2 kg

63

Dari grafik-grafik diatas dapat diketahui efisiensi sistem (ηBS B) pengering

energi surya dengan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam lebih baik jika

dibandingkan dengan efisiensi sistem (η BS B) dari pengering energi surya dengan

absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang. Efisiensi sistem (ηBS B) tertinggi

sebesar 71,105224% pada pengering energi surya dengan absorber dari plat

alumunium yang dicat hitam dengan massa padi 2 kg. Berdasarkan persamaan

CS AI

LW=η , besarnya efisiensi sistem (η BS B) ditentukan oleh temperatur dan massa

air yang menguap. Semakin tinggi temperatur maka massa air yang menguap juga

akan semakin besar, pada pengering energi surya dengan absorber dari plat

alumunium yang dicat hitam memiliki temperatur yang lebih tinggi jika

dibandingkan pengering energi surya dengan absorber dari plat alumunium yang

dilapisi arang.

Dari grafik diatas juga dapat diketahui pengaruh massa bahan yang dikeringkan

terhadap efisinsi sistem (ηBS B), efisinsi sistem (η BS B) mempunyai titik optimum pada saat

variasi massa padi 2 kg.

64

VI.3.3 Grafik Hubungan Massa Padi yang Dikeringkan dengan Waktu B B

Berkuti ini adalah grafik hubungan massa padi yang dikeringkan dengan

waktu :

Hubungan massa padi yang dikeringkan dengan waktu

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 90

waktu

mas

sa p

adi y

ang

dike

ringk

an

Cat 0,5 kgArang 0,5 kgCat 1 kgArang 1 kgCat 1,5 kgArang 1,5 kgCat 2 kgArang 2 kg

Gambar 4.14 Grafik hubungan massa padi yang dikeringkan dengan waktu

pada cat dan alumunium

Dari grafik diatas, pengering energi surya dengan absorber dari plat alumunium

dicat hitam dapat mengeringkan padi yang lebih baik dibandingkan pengering energi

surya dengan absorber dari plat alumunium dilapisi arang. Ini dapat dilihat dari

massa padi sesudah dikeringkan. Dengan massa padi yang sama, padi yang

dikeringkan selama 90 menit pada pengering energi surya dengan absorber dari plat

alumunium dicat hitam massa padinya sesudah dikeringkan lebih kecil dari

pengering energi surya dengan absorber dari plat alumunium dilapisi arang.

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Dari semua penelitian, uji coba, perhitungan dan analisa data dapat

disimpulkan sebagai berkut :

a. Pengering energi surya dengan absorber dari plat alumunium yang dicat

hitam dapat mengeringkan padi yang lebih baik dibandingkan pengering

energi surya dengan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang.

b. Massa padi mempunyai pengaruh terhadap efisiensi pengeringan, yaitu

efisiensi pengambilan ( Pη ) mempunyai titik optimum pada saat variasi

massa padi 1,5 kg dan efisinsi sistem (ηS) mempunyai titik optimum pada

saat variasi massa padi 2 kg.

c. Temperatur (T3) maksimum yang dihasilkan oleh pengering energi surya

adalah 58,4 oC, yaitu pada pengering energi surya dengan menggunakan

absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan massa padi 2 kg.

d. Nilai maksimum dari rata – rata efisiensi kolektor (ηC) sebesar 0,825 %

terjadi pada pengering energi surya dengan menggunakan absorber dari plat

alumunium yang di cat hitam dengan massa padi 2 kg. Nilai maksimum dari

rata – rata efisiensi pengambilan (ηp) sebesar 79,74 % terjadi pada pengering

energi surya dengan menggunakan absorber dari plat alumunium yang di

lapisi arang dengan massa padi 1 kg. Nilai maksimum dari rata – rata

efisiensi sistem (ηS) sebesar 35,907 % terjadi pada pengering energi surya

66

dengan menggunakan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan

massa padi 2 kg.

V.2 Saran

a. Sebaiknya pengukuran temperatur pada saat pengambilan data

menggunakan alat ukur sendiri-sendiri pada masing-masing pengering

energi surya.

b. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk varisi berikutnya kondisi alat

pengering harus didiamkan agar benar-benar kembali ke kondisi awal

sebelum dilakukan pengambilan data variasi saat ini.

V.3 Penutup

Demikian Tugas Akhir ini penulis susun. Penulis menyadari bahwa banyak

kekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis akan

sangat terbuka menerima kritik dan saran yang membangun penulis.

Semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi pembaca dan demi perkembangan

alat pengering energi surya. Sekian dan terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, W., (1995), Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta : Pradnya Paramita.

Çengel, A. Yunus & Robert H. 2005.Turner. Fundamentals of Thermal-Fluid

Sciences.Mc Graw Hill : New York

Scanlin, D., (1997), The Design, Construction And Use Of An Indirect, Through

Pass, Solar Food Dryer, Home Power , Issue No. 57, pages 62 -72,

February/March 1997.

Häuser; Markus; Ankila; Omar, Morroco Solar Dryer Manual; Centre de

Développement des Energies Renouvelables (CER), http://lwww.gtz.de/

gate/isat

Kendall, P.; Allen, L.,(1998), Drying Vegetables; Food and Nutrition Series

Preparation, Colorado State University Cooperative Extension Service

Publication 10 / 1998.

Garg, H.P.; Choudhury, C.; , Datta, G., (1991), Theoretical analysis on a new finned

type solar air heater, Solar Energy, 16, pp1231-1238.

Choudhury C.; Anderson S.L.; Rekstad, J., (1988) A solar air heater for low

temperature applications, Solar Energy 40, pp 335-344.

Sharma, S.P.; Saini J.S.; Varma, K.K.; (1991), Thermal performance of packed-bed

solar air heaters, Solar Energy, 47, pp 59 - 67.

Kurtbas, I.; Turgut, E. (2006), Experimental Investigation of Solar Air Heater with

Free and Fixed Fins: Efficiency and Exergy Loss, International Journal of

Science & Technology, Volume 1, No 1, 75-82.

Sodha, M. S.; Bansal, N. K.; Singh, D.; Bharadwaj, S. S., (1982), Performance of a

matrix air heater, Journal of Energy, vol. 6, Sept.-Oct. 1982, p. 334-339

Scanlin, D; Renner, M.; Domermuth, D.; Moody, H., (1999), Improving Solar Food

Dryers, Home Power, Issue No. 69 • February / March 1999

67

LAMPIRAN

efisiensi pengering energi surya dengan variasi massa padi …

Documents