modifikasi alat pemanas air tipe datar (flat plate) tenaga matahari dengan sistem flooding...
DESCRIPTION
Modifikasi Alat Pemanas Air Tipe Datar (Flat Plate) Tenaga Matahari Dengan Sistem Flooding Serpentine (Table of Contents)TRANSCRIPT
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI............................................................. iv
RIWAYAT HIDUP.............................................................................................. v
RINGKASAN ....................................................................................................... vi
SUMMARY .......................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR.......................................................................................... viii
DAFTAR ISI......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR............................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xiv
DAFTAR SIMBOL.............................................................................................. xv
I. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah..................................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 4
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA................................................................................. 5
2.1 Absorpsi Oleh Benda Hitam ...................................................................... 5
2.2 Proses-Proses Dalam Kolektor .................................................................. 5
2.2.1 Radiasi..................................................................................................... 7
2.2.2 Konduksi................................................................................................. 8
2.2.3 Konduktivitas Termal ............................................................................. 9
2.2.4 Konveksi ................................................................................................. 10
2.3 Heat Collector............................................................................................ 11
2.4 Jenis Heat Collector................................................................................... 13
2.4.1 Flat Plate Collector ................................................................................ 13
2.4.2 Concentrating Collector ......................................................................... 13
2.4.3 Evacuated Tube Collector....................................................................... 14
2.4.4 Batch Collector ....................................................................................... 15
2.5 Kaca ........................................................................................................... 15
2.5 Energi yang Diserap Kolektor ................................................................... 17
2.6 Efisiensi Kolektor ...................................................................................... 18
2.7 Flooding dan Serpentine ............................................................................ 18
III.METODE PENELITIAN.............................................................................. 20
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian.................................................................... 20
3.2 Alat dan Bahan........................................................................................... 20
3.3 Rancangan Alat.......................................................................................... 21
3.3.1 Rancangan Fungsional............................................................................ 21
3.3.2 Rancangan Struktural.............................................................................. 23
3.4 Mekanisme Kerja Alat ............................................................................... 27
3.5 Prosedur Pengujian .................................................................................... 28
3.6 Pengujian Alat Pemanas Air Sistem Flooding Serpentine dengan Dua
Kaca Penutup .................................................................................... 29
3.7 Analisa Data............................................................................................... 30
3.7.1 Energi Panas Yang Diserap Kolektor ..................................................... 30
3.7.2 Energi Yang Dihasilkan Kolektor........................................................... 31
3.7.3 Efisiensi Kolektor ................................................................................... 31
3.8 Asumsi ....................................................................................................... 31
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN...................................................................... 33
4.1 Deskripsi Alat Hasil Modifikasi ................................................................ 33
4.1.1 Heat Collector......................................................................................... 33
4.1.2 Kotak (Bodi Luar)................................................................................... 34
4.1.3 Isolasi Panas............................................................................................ 35
4.1.4 Kaca Penutup .......................................................................................... 36
4.2 Hasil Pengamatan....................................................................................... 37
4.2.1 Suhu Air Masuk dan Suhu Air Keluar.................................................... 37
4.2.2 Suhu Kolektor ......................................................................................... 39
4.2.3 Intensitas Matahari, Waktu Mengalirnya air, Volume air dan Debit air. 40
4.3 Data Hasil Pengujian.................................................................................. 42
4.3.1 Energi Panas Yang Diserap Kolektor ..................................................... 32
4.3.2 Energi Panas Yang Dihasilkan Kolektor ................................................ 44
4.3.3 Efisiensi Kolektor ................................................................................... 48
4.4 Perbandingan Antara Kolektor Menggunakan Satu Kaca Penutup Dengan
Kolektor Hasil Modifikasi Menggunakan Dua Kaca Penutup ..... 49
4.4.1 Perbandingan Suhu Air Masuk dan Suhu Air Keluar............................ 49
4.4.2 Perbandingan Suhu Kolektor ................................................................. 51
4.4.3 Perbandingan Energi Panas Yang Dihasilkan Kolektor (Qo)................ 52
4.4.4 Perbandingan Efisiensi Kolektor ........................................................... 53
V. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 54
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 54
5.2 Saran .......................................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTRA TABEL
Nomor Teks Halaman
1. Emisifitas berbagai permukaan …………………………………… 8
2. Konduktivitas dari berbagai bahan ………………………………... 10
3. Hadil Pengujian suhu air masuk dan keluar heat collector ……….. 37
4. Suhu kolektor ………………………………………………………. 40
5. Intensitas radiasi matahari …………………………………………. 41
6. Hasil perhitungan energy panas yang dihasilkan kolektor ………… 45
7. Perbandingan suhu keluar pada kolektor …………………………… 51
8. Data efisiensi kolektor ………………………………………………. 53
DAFTAR GAMBAR
Nomor Teks Halaman
1. Konsep black body ……………………………………………… 5
2. Perpindahan kalor konveksi dari suatu plat …………………….. 11
3. Penyerapan radiasi matahari oleh kolektor ……………………… 11
4. Proses absorpsi dan refleksi pada kolektor ……………………… 12
5. Sistem Concertrating Collectors ………………………………… 14
6. Sistem Evacuated Tube Collectors ………………………………. 14
7. Sistem Batch Collectors ………………………………………….. 15
8. Bentuk metode serpentine ………………………………………… 19
9. Sketsa dari sistem flooding serpentine ……………………………. 22
10. Gambar tampak samping ………………………………………….. 23
11. Penampang lintang (tampak samping) ……………………………. 24
12. Hasil alur setelah penutupan ……………………………………… 24
13. Gambar diagram alir penelitian …………………………………… 29
14. Plat kolektor sebelum dirakit ……………………………………… 34
15. Plat kolektor setelah dirakit ……………………………………….. 34
16. Bodi luar (kayu) plat kolektor …………………………………….. 35
17. Grafik hubungan antara intensitas matahari dengan waktu …….... 42
18. Grafik hubungan anatara energi panas yang diserap kolektor ……. 43
19. Grafik hubungan antara energi panas yang dihasilkan kolektor terhadap
Waktu ………………………………………………………………. 47
20. Grafik efisiensi kolektor ……………………………………………. 48
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran Halaman
1. Heat collector tampak atas…………………………………..... 55
2. Heat collector tampak depan………………………………….. 56
3. Heat collector 3 dimensi………………………………………. 57
4. Heat collector tampak samping……………………………….. 58
5. Perhitungan volume kolektor………………………………….. 59
6. Pengukuran debit air…………………………………………... 60
7. Intensitas radiasi matahari.......................................................... 61
8. Data hasil pengujian alat………………………………………. 62
9. Tabel suhu lingkungan dan suhu kolektor.................................. 65
10. Perhitungan energi radiasi matahari total (ER)........................... 66
11. Perhitungan energi panas yang diserap kolektor (Qr)................. 68
12. Perhitungan energi panas yang dihasilkan kolektor (Qo)............ 69
13. Perhitungan efisiensi kolektor.................................................... 70
14. Perbandingan suhu kolektor........................................................ 71
15. Perbandingan suhu air masuk dan suhu air keluar...................... 72
16. Perbandingan energi yang dihasilkan kolektor........................... 73
17. Foto pengujian alat...................................................................... 74
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan Nomor
Persamaan
A
d
E
G
I
k
M
N
α
∂T
∂X
ε
ηс
λ
μ
ρ
σ
τ
τа
Cρ
hс
Qr
Luas permukaan
Garis tengah
Daya pancar benda yang beradiasi; Eλ,
daya pancar monokromatik per micron
pada panjang gelombangλ
Iradiasi-datang pada permukaan
satuan dalam waktu satuan
Radiasi matahari yang diterima
kolektor
Koefisien konduktivitas bahan
Massa air
Jumlah lapis penutup kaca transparan
Absorptansi
Gradient suhu pada perpindahan kalor
Emisifitas bahan
Efisiensi
Panjang gelombang λmax panjang
gelombang dimana daya pancar
monokromatik Ebλ maksimum
Viskositas fluida
Berat jenis air
Konstanta Stefan Boltzman
Efisiensi optic kaca
Transmitansi untuk radiasi
Panas Jenis air
Koefisien perpindahan kalor konveksi
Energy panas yang diserap kolektor
m²
m
W/m²
W/m²
W/m²
W/m²ºC
kg
(-)
ºC
(-)
%
10-6 m
Kg/ms
Kg/m³
N/m
0.85
(-)
kJ/kg
W/m²ºC
2,3
2
2
-
2,3
2
3
2
2
2
2
2,3
2
2
2
2
2
2,3
3
-
Tа
Tс
Tin
Tout
per satuan luas
Suhu lingkungan
Suhu kolektor
Suhu air masuk
Suhu air keluar
J
ºC
ºC
ºC
ºC
3
2
2
2,3
3