i KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN EVAPORATOR DUA PIPA PARALEL TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Diajukan Oleh: SUKMARTA PUTRA NIM : 065214023 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2010
88
Embed
KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN ...1].pdf · KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN EVAPORATOR DUA PIPA PARAREL beserta perangkat yang diperlukan (bila
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
i
KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL
MENGGUNAKAN EVAPORATOR
DUA PIPA PARALEL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin
Diajukan Oleh:
SUKMARTA PUTRA
NIM : 065214023
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010
ii
THE PROPERTIES OF THERMAL ENERGY WATER
PUMP USING TWO PIPE PARALEL EVAPORATOR
FINAL PROJECT
Presented as partitial fulfilment of the requirement
as to obtain the Sarjana Teknik degree
in Mechanical Engineering
By:
SUKMARTA PUTRA
NIM : 065214023
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2010
iii
TUGAS AKHIR
KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL
MENGGUNAKAN EVAPORATOR
DUA PIPA PARAREL
Disusun Oleh:
Nama : Sukmarta Putra
NIM : 065214023
Telah disetujui oleh:
Pembimbing Utama tanggal 29 Juli 2010
Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.
iv
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini kami menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan dan dibuat di perguruan tinggi manapun kecuali
kami mengambil atau mengutip data dari buku yang tertera pada daftar
pustaka. Dan sepengetahuan kami juga tidak terdapat karya tulis yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain. Sehingga karya tulis yang kami buat ini
adalah asli karya penulis.
Yogyakarta,29 Juli 2010
Penulis
Sukmarta Putra
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta:
Nama : Sukmarta Putra
Nim : 065214023
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta karya ilmiah saya yang berjudul :
KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL
MENGGUNAKAN EVAPORATOR
DUA PIPA PARAREL
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan
data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau
media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya
maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta,29 Juli 2010
Sukmarta Putra
vii
INTISARI
Air sangat penting bagi kehidupan, tetapi pada umumnya sumber mata air terletak lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan suatu alat untuk menaikkannya, seperti pompa. Lazimnya, pompa air digerakkan oleh energi listrik. Namun, tidak semua daerah dapat dijangkau oleh jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan untuk penggerak pompa air adalah energi termal menggunakan bahan bakar spirtus. Akan tetapi, pompa air energi surya belum banyak ditemui di Indonesia sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajaki kemungkinan pemanfaatannya. Untuk itu peneliti membuat karya ilmiah berupa skema alat pompa energi termal. Adapun tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu dapat mengetahui debit pemompaan, daya pompa, dan efisiensi pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet).
Pompa air energi termal terdiri dari 4 (empat) komponen utama, (1) evaporator, (2) pemanas, (3) pendingin, dan (4) tuning pipe (pipa osilasi). Variabel-variabel yang diukur pada pengujian pompa adalah temperatur sisi atas evaporator (T1), temperatur sisi dibawah pemanas spirtus (T2), temperatur air keluaran (T3), temperatur udara sekitar (T4). Sedangkan pada variasi pendingin adalah temperatur pipa sisi bagian atas evaporator (T1), temperatur pipa sisi bawah kotak pemanas spirtus (T2), temperatur pipa kondenser sisi sirkulasi keluaran air dingin dari bak penampung (T3), temperatur pipa kondenser sisi sirkulasi pengisian air panas ke bak penampung (T4), temperatur air bak pendingin (T5), temperatur air keluaran (T6), Temperatur udara ruang (T7). Variasi yang dilakukan pada pengujian pompa adalah ketinggian head ( 1,50 ; 1,80 dan 2,50 m ), dan variasi pendingin (udara dan air). Hasil penelitian menunjukkan debit maksimum (Q) 0.588 (liter/menit) dengan menggunakan variasi head 1,5 m selang osilasi inci, daya pompa maksimum (Wp) 0,148 watt
dengan menggunakan variasi head 2,5 m dan selang osilasi inci, efisiensi pompa maksimum (η pompa) 0,030 % dengan menggunakan variasi head 2,5 m dan selang osilasi inci.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Jesus Kristus dan Bunda Maria atas segala
berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas
akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana
S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas
Sanata Dharma.
Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “ Karateristik
Pompa Air Energi Termal Menggunakan Evaporator Dua Pipa Paralel ” ini
karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan
ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T. selaku Ketua Program studi Teknik
Daya spritus dapat dihitung dari Tabel 4.25 Perhitungan Daya Spirtus:
Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung setelah diketahui mair 1,5 kg dan ∆T 35 ºC dengan Cp sebesar 4200 J/kg ºC melalui persamaan seperti berikut :
I 1,5 0.531 0.130 0.027 II 1,5 0.535 0.131 0.027 III 1,5 0.524 0.128 0.026 I 1,8 0.397 0.117 0.024 II 1,8 0.405 0.119 0.024 III 1,8 0.423 0.124 0.025 I 2,5 0.335 0.137 0.028 II 2,5 0.362 0.148 0.030 III 2,5 0.343 0.140 0.029
Tabel 4.2.4 Perhitungan Pompa dengan Variasi Pendingin Kondenser dan diameter selang osilasi 3/8 inci
Percobaan Ke-
Head (m)
Debit Q (liter/menit)
Daya pompa Wp(watt)
η Pompa(%)
I 2.5 0.165 0.068 0.014
II 2.5 0.176 0.072 0.015
III 2.5 0.276 0.113 0.023
I 1.5 0.267 0.065 0.013
II 1.5 0.434 0.106 0.022
III 1.5 0.384 0.094 0.019
39
4.3 Pembahasan Pompa
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Head 1,5 m, Variasi Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Debit Pompa Maksimum
Pada variasi head 1,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan
jenis pompa tanpa pendingin debit tertinggi sebesar 0,588 liter/menit,
Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci debit maksimum sebesar
0,535 liter/menit. Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau
pendinginan menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 sebesar 0,434
liter/menit. Hal tersebut disebabkan karena diameter selang osilasi dan
ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi dan
tekanan yang dihasilkan. Pada selang osilasi ½ inci fluida yang berosilasi
lebih cepat dan lebih tinggi dibandingkan dengan selang osilasi 3/8 inci.
Selanjutnya pada head 1,5 m menghasilkan debit tertinggi diantara
variasi head lainnya karena terjadi tekanan uap air berlebih yang tinggi
atau ideal di dalam evaporator untuk mendorong air keluar, sehingga
volume air yang dihasilkan juga lebih besar dengan waktu pemompaan
selesai lebih cepat, Dapat dilihat pada gambar 4.1.
40
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Head 1,8 m, Variasi Selang Osilasi dan Jenis PompaTanpaPendingin dengan Debit Pompa Maksimum
Pada variasi head 1,8 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan
jenis pompa tanpa pendingin debit tertinggi sebesar 0,360 liter/menit,
Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci debit maksimum sebesar
0,432 liter/menit. Hal ini disebabkan tekanan yang dihasilkan pada selang
osilasi 3/8 inci fluida yang berosilasi lebih cepat dan lebih tinggi
dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci. Karena diameter selang
osilasi dan ketinggian head juga berpengaruh terjadi tekanan uap air
berlebih yang tinggi atau ideal di dalam evaporator untuk mendorong air
keluar, sehingga volume air yang dihasilkan juga lebih besar, Pada head
2,8 m lebih rendah tekanan uap air berlebih yang dibutuhkan untuk
menekan air keluar lebih kecil, pada saat terjadi osilasi yang rendah maka
volume air yang keluar juga kurang maksimal, Dapat dilihat pada gambar
4.2.
41
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Head 2,5 m, Variasi Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Debit Pompa Maksimum
Pada variasi head 2,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan
jenis pompa tanpa pendingin debit tertinggi sebesar 0,134 liter/menit,
Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci debit maksimum sebesar
0,362 liter/menit. Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau
pendinginan menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 sebesar 0,276
liter/menit. Hal tersebut disebabkan karena diameter selang osilasi dan
ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi dan
tekanan yang dihasilkan. Pada selang osilasi 3/8 inci fluida yang berosilasi
lebih cepat dan lebih tinggi dibandingkan dengan selang osilasi ½ inci.
Sehingga tekanan uap air berlebih yang tinggi atau ideal di dalam
evaporator untuk mendorong air keluar, sehingga volume air yang
dihasilkan juga lebih besar. Pada head 2,5 m lebih rendah tekanan uap air
berlebih yang dibutuhkan untuk menekan air keluar lebih kecil, pada saat
terjadi osilasi yang rendah maka volume air yang keluar juga kurang
maksimal, Dapat dilihat pada gambar 4.3.
42
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Daya Pompa
Pada variasi head 1,5 m, Menggunakan selang osilasi ½ inci dan
jenis pompa tanpa pendingin daya maksimum sebesar 0,144 Watt ,
Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci daya maksimum sebesar
0,131 Watt Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau
pendinginan menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 daya maksimum
sebesar 0,106 Watt. Hal tersebut disebabkan karena diameter selang osilasi
dan ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi
dan tekanan yang dihasilkan dan mempengaruhi daya tekan yang
dihasilkan oleh pompa. Daya maksimum untuk variasi selang osilasi
dihasilkan oleh selang osilasi 1/2 inci sebesar 0,144 Watt, Karena fluida
yang berosilasi pada selang ukuran 1/2 inci mampu menghasilkan tekanan
yang lebih cepat dan lebih tinggi bila dibandingkan dengan selang osilasi
3/8 inci yang menghasilkan daya maksimum 0,131 Watt. Pada pompa
pendingin air daya maksimum sebesar 0.106 Watt karena air karena proses
43
penguapan pada variasi pendingin air memerlukan waktu yang lebih lama,
Dapat dilihat pada gambar 4.4.
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin dengan Daya Pompa
Pada variasi head 1,8 m, Menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis
pompa tanpa pendingin daya maksimum sebesar 0,106 Watt , Sedangkan
menggunakan selang osilasi 3/8 inci daya maksimum sebesar 0,124 Watt,
Karena fluida yang berosilasi pada ketinggian head 1,8 m dengan selang
ukuran 3/8 inci mampu menghasilkan daya tekanan yang lebih cepat dan
lebih tinggi bila dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci. Karena
diameter selang osilasi dan ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi
fluida yang berosilasi dan tekanan yang dihasilkan dan mempengaruhi
daya tekan yang dihasilkan oleh pompa, Dapat dilihat pada gambar 4.5
44
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Head 2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Daya Pompa
Pada variasi head 2,5 m, Menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis
pompa tanpa pendingin daya maksimum sebesar 0,055 Watt , Sedangkan
menggunakan selang osilasi 3/8 inci daya maksimum sebesar 0,148 Watt
Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau pendinginan
menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 daya maksimum sebesar 0,113
Watt. Disebabkan karena diameter selang osilasi dan ketinggian head juga
berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi dan tekanan yang
dihasilkan dan mempengaruhi daya tekan yang dihasilkan oleh pompa.
Karena fluida yang berosilasi pada selang ukuran 3/8 inci mampu
menghasilkan tekanan yang lebih cepat dan lebih tinggi bila dibandingkan
dengan selang osilasi 1/2 inci yang menghasilkan daya maksimum. Pada
pompa pendingin air atau kondenser daya maksimum sebesar 0.113 Watt
karena air karena proses penguapan pada variasi pendingin air
memerlukan waktu yang lebih lama, Dapat dilihat pada gambar 4.6.
45
Gambar 4.7 Grafik Hubungan Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Efisiensi Pompa
Pada variasi head 1,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis
pompa tanpa pendingin efisiensi tertinggi sebesar 0,029 %, Sedangkan
menggunakan selang osilasi 3/8 inci efisiensi maksimum sebesar 0,027 %.
Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau pendinginan menggunakan
air dengan selang osilasi 3/8 efiensinya sebesar 0,022 %. Hal tersebut disebabkan
karena pada variasi head 1,5 m tanpa menggunakan variasi pendingin dan selang
osilasi 1/2 inci dapat menghasilkan debit dan daya yang maksimal sehingga
mampu memperoleh efisiensi tertinggi, Sedangkan pada variasi pompa
menggunakan pendingin air atau kondenser hanya mampu memperoleh efisiensi
yang lebih kecil daripada pompa tanpa mengunakan pendingin. Disebabkan
pompa menggunakan variasi pendingin air proses penguapannya lebih lama,
Dapat dilihat pada gambar 4.7.
46
Gambar 4.8 Grafik Hubungan Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin dengan Efisiensi Pompa
Pada variasi head 1,8 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis
pompa tanpa pendingin efisiensi tertinggi sebesar 0,022%, Sedangkan
menggunakan selang osilasi 3/8 inci efisiensi maksimum sebesar 0,025 %.
Disebabkan karena diameter selang osilasi dan ketinggian head juga berpengaruh
pada tinggi fluida yang berosilasi dan tekanan yang dihasilkan dan mempengaruhi
daya tekan dan debit yang dihasilkan oleh pompa. Karena fluida yang berosilasi
pada selang ukuran 3/8 inci mampu menghasilkan tekanan yang lebih cepat dan
lebih tinggi bila dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci yang menghasilkan
efisiensi lebih maksimum dapat diliat pada gambar 4.8.
47
Gambar 4.9 Grafik Hubungan Head 2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Efisiensi Pompa
Pada variasi head 2,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis
pompa tanpa pendingin efisiensi tertinggi sebesar 0,011 %, Sedangkan
menggunakan selang osilasi 3/8 inci efisiensi maksimum sebesar 0,030 %.
Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau pendinginan menggunakan
air dengan selang osilasi 3/8 efiensinya sebesar 0,023 %.%. Hal tersebut
disebabkan karena pada variasi head 2,5 m tanpa menggunakan variasi pendingin
dan selang osilasi 3/8 inci dapat menghasilkan debit dan daya yang maksimal
sehingga mampu memperoleh efisiensi tertinggi, Sedangkan pada variasi pompa
menggunakan pendingin air atau kondenser hanya mampu memperoleh efisiensi
yang lebih kecil daripada pompa tanpa mengunakan pendingin. Disebabkan
pompa menggunakan variasi pendingin air proses penguapannya lebih lama
untuk menghasilkan tekanan uap berlebih yang dibutuhkan untuk membantu air
kluar dapat dilihat pada gambar 4.9.
48
4.3.1 Hubungan Suhu dengan Jenis Variasi
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Head 1,5 m , Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin Air atau Kondenser dan Tanpa Pendingin)
Suhu ( T1 ) tertinggi pada variasi head 1,5 m tanpa pendingin dengan
selang osilasi 3/8 inci sebesar 380 ⁰C, sedangkan pada variasi pendingin nya (T1)
tertinggi sebesar 145 ⁰C . dengan menguanakan selang osilasi ½ (T1) sebesar 331
⁰C. Hal ini disebabkan karena pada variasi pendingin tersebut diperlukan waktu
yang lama pemanasan fluida dalam evaporator untuk menjadi uap air mencapai
titik maksimum sebelum terjadi proses pengembunan sampai mampu menekan air
keluar. Dapat diihat pada gambar 4.10.
49
Gambar 4.11 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Head 1,8 m , Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin
Suhu ( T1 ) tertinggi pada variasi head 1,8 m tanpa pendingin dengan
selang osilasi ½ inci sebesar 172 ⁰C, sedangkan. dengan menguanakan selang
osilasi 3/8 (T1) sebesar 166 ⁰C. Hal ini disebabkan karena pada ketinggian ini
tingkat uap air berlebih yang diperlukan untuk mendorong air keluar pada selang
osilasi 3/8 inci tidak sebesar, sehingga suhu nya lebih rendah tekanan uap air yang
dibutuhkan untuk mendorong air keluar secara besar terlalu berat, sehingga uap
air dalam evaporator secara cepat terjadi proses pengembunan. Dapat dilihat pada
gambar 4.11.
50
Gambar 4.12 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Head 2,5 m , Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin Air atau Kondenser dan Tanpa Pendingin)
Pada suhu ( T1 ) pada head 2,5 m dengan selang osilasi ½ inci tanpa
pendingin air atau kodenser hanya mampu menghasilakan suhu teringgi 171 ⁰C,
pada selang osilasi 3/8 inci suhu T1 sebesar 160 ⁰C sedangkan pada variasi
pendingin air atau kondenser nya ( T1 ) sebesar 148 ⁰C, disebabkan tekanan uap
yang diperlukan untuk mendorong air keluar terlalu berat sehingga uap air dalam
eveporator secara cepat mengalami pengembunan. Dapat dilihat pada gambar
4.12.
51
Gambar 4.13 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin)
Pada variasi head 1,5 m menggunakan selang osilasi ½ inci tanpa
mengunakan pendingin air atau kondenser menghasilkan suhu ( T2 ) maksimum
81⁰C, dan dengan menggunakan selang osilasi 3/8 inci menghasilkan suhu (T2)
maksimum 80⁰C sedangkan menggunakan variasi pendingin air atau kondenser
(T2) sebesar 92⁰C Hal ini disebabkan karena uap air berlebih yang bersuhu tinggi
pada bagian atas evaporator (T1) saat memberikan tekanan ikut terbawa sampai
kebagian bawah evaporator, sehingga suhu T2 juga naik. Dapat dilihat pada
gambar 4.13.
52
Gambar 4.14 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin
Suhu ( T2 ) tertinggi pada variasi head 1,8 m tanpa pendingin dengan
selang osilasi ½ inci sebesar 86 ⁰C, sedangkan. dengan menguanakan selang
osilasi 3/8 (T1) sebesar 134 ⁰C. Hal ini disebabkan karena pada ketinggian ini
tingkat uap air berlebih yang diperlukan untuk mendorong air keluar pada selang
osilasi 3/8 inci lebih sebesar, sehingga suhu nya lebih tinggi untuk proses tekanan
uap air yang dibutuhkan untuk mendorong air keluar. Dapat diliat pada gambar
4.14.
53
Gambar 4.15 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Head2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin)
Pada variasi head 2,5 m menggunakan selang osilasi ½ tanpa menggunakan
pendingin air atau kondenser menghasilakn suhu ( T2 ) maksimum 83⁰C, dan
dengan menggunakan selang osilasi 3/8 inci menghasilkan suhu ( T2 ) maksimum
90 ⁰C sedangkan pompa mengunakan pendigin air atau kondenser ( T2 ) dengan
selang osilasi 3/8 inci maksimum sebesar 92 ⁰C. Hal ini disebabkan ( T1 )
mengalami penekanan sampai ke bagian bawah evaporator dan uap air yang
berlebih secara cepat akan mengalami pengembunan, sehingga ( T1 )mengalami
penurunan suhu dan ( T2 ) mengalami kenaikan yang besar akibat tekanan uap air
yang terbawa sampai ke bagian bawah. Dapat dilihat pada gambar 4.15.
54
4.4 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu
Gambar 4.16 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,5 m Selang Osilasi ½ inci dan Tanpa Pendingin Air
Suhu T1 lebih tinggi dibandingkan suhu lainnya, hal ini disebabkan karena
pipa bagian atas evaporator terkena pemanasan yang paling besar. Kenaikan suhu
maksimum pada T1 sebesar 299 ºC pada menit keduabelas dan terjadi penurunan
suhu sewaktu api padam menjadi 292 ºC, Sedangkan T2 terlihat terjadi kenaikan
suhu maksimum 81 ºC pada menit terakhir sewaktu api padam, karena uap air
yang berada diatas evaporator sebagian ada yang menekan turun sampai kebawah,
sehingga T3 air keluaran juga ikut naik dari 37ºC menjadi 38ºC, sedangkan untuk
suhu T4 sebesar 27 ºC cenderung selalu tetap dari waktu awal pembakaran sampai
api padam. Dapat dilihat pada gambar 4.16
55
Gambar 4.17 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,5 m Selang Osilasi 3/8 inci dan Tanpa Pendingin Air
Suhu maksimum T1 pada menit kesembilan sebesar 355 ºC, Sedangkan
T2 terlihat terjadi kenaikan suhu maksimum 81 ºC pada menit terakhir sewaktu
api padam, karena uap air yang berada diatas evaporator sebagian ada yang
menekan turun sampai kebawah, dan T3 maksimum 46 ºC . mengalami kenaikan
secara cepat pada menit pertama sampai menit terakhir sewaktu api padam nyala
api. Dapat dilihat pada gambar 4.17.
56
Gambar 4.18 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,8m Selang Osilasi 3/8 inci dan Tanpa Pendingin Air
Suhu T1 saat memulai pembakaran sampai menit kesembilan terjadi
kenaikan suhu yang cukup stabil pada seiring besarnya api yang dihasilkan dari
pembakaran spirtus, sedangkan T2 tetap terjadi kenaikan suhu yang disebabkan
oleh tekanan uap air berlebih sampai ke bawah evaporator dan suhu T3
cenderung turun karena mengalami pendinginan dari udara ruang. Suhu
maksimum T1 terjadi pada menit kesembilan sebesar 166 ºC, T2 maksimum pada
saat api padam sebesar 84 ºC, dan T3 maksimum 37 ºC terjadi pada menit ketiga.
Dapat dilihat pada gambar 4.18.
57
Gambar 4.19 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,8m Selang Osilasi 1/2 inci dan Tanpa Pendingin Air
Suhu T1 maksimum pada menit keduabelas sebesar 141 ºC seiring
besarnya api yang dihasilkan, selanjutnya mengalami penurunan yang cukup besar
karena uap air yang memiliki tekanan berlebih setelah berhasil menekan air
keluar, maka ruang di dalam evaporator menjadi vakum, sehingga terjadi
pengembunan dan menghisap sumber air yang lebih dingin secara cepat. Dalam
pengujian ini T2 maksimum terjadi pada menit keenam sebesar 86 ºC dan T3
maksimum menghasilkan suhu 38 ºC saat 9 menit setelah mulai pembakaran.
Dapat dilihat pada gambar 4.19.
58
Gambar 4.20 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 2,5 m Selang Osilasi 1/2 inci dan Tanpa Pendingin Air
Suhu T1, T2 dan T3 mengalami kenaikan yang bersamaan secara cepat pada
menit pertama sampai menit keenam. Suhu maksimum keseluruhan, kecuali T4
terjadi pada menit keenam, T1 menghasilkan 144 ºC, T2 sebesar 80 ºC dan T3
maksimum 43 ºC. Dapat dilihat pada gambar 4.20.
59
Gambar 4.21 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 2,5m Selang Osilasi 3/8 inci dan Tanpa Pendingin Air
Suhu T1 mengalami peningkatan maksimum dari awal pembakaran
sampai menit kesembilan sebesar 134 ºC, kemudian mengalami penurunan suhu
saat api padam menjadi 120 ºC. Selanjutnya untuk T2 maksimum terjadi pada
menit terakhir sebesar 88 ºC, dan T3 maksimum sebesar 46 ºC pada menit ketiga.
Dapat dilihat pada gambar 4.21.
60
Gambar 4.22 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,5 m Selang Osilasi 3/8 inci dan Pendingin Air
Suhu T1 maksimum terjadi pada menit keduabelas sebesar 137 ºC,
selanjutnya untuk T2 maksimum terjadi pada menit kesembilan sebesar 88 ºC dan
suhu pada kondenser bagian sirkulasi air keluaran T3 maksimum 35 ºC di menit
ke-6, kemudian suhu kondenser bagian sirkulasi air masuk T4 maksimum sebesar
45 ºC terjadi pada menit keempatbelas, sedangkan suhu air dalam bak penampung
T5 maksimum 35 ºC di menit keenam dan suhu air keluaran pompa T6 maksimum
47ºC serta suhu ruangan T7 selalu tetap sebesar 27 ºC. Dapat dilihat pada gambar
4.22.
61
Gambar 4.23 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 2,5 m Selang Osilasi 3/8 inci dan Pendingin Air
Suhu T1 maksimum terjadi pada menit keduabelas sebesar 148 ºC,
selanjutnya untuk T2 maksimum juga terjadi pada menit keduabelas sebesar 86 ºC
dan suhu pada kondenser bagian sirkulasi air keluaran T3 maksimum 36 ºC di
menit keenam, kemudian suhu kondenser bagian sirkulasi air masuk T4
maksimum sebesar 48 ºC terjadi pada menit keempatbelas, sedangkan suhu air
dalam bak penampung T5 maksimum 28 ºC di menit ketiga dan suhu air keluaran
pompa T6 maksimum 29 ºC terjadi pada menit keduabelas, serta suhu ruangan T7
selalu tetap sebesar 27 ºC. Pada variasi pendingin air suhu T6 selalu rendah akibat
pendinginan dari kondenser. Dapat dilihat pada gambar 4.23.
62
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisis data, perhitungan dan pembahasan diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1. Debit ( Q ) maksimum 0,588 ( liter/menit ) pada variasi ketinggian
head 1,5 m dan diameter selang osilasi inci .
2. Daya pompa ( Wp ) maksimum adalah 0,148 Watt pada variasi
ketinggian head 2,5 m dan diameter selang osilasi inci .
3. Efisiensi pompa ( η pompa ) maksimum 0,030 % pada variasi
ketinggian head 2,5 m dan diameter selang osilasi inci .
5.2 Saran
Saran berdasarkan pada pembuatan dan pengujian alat yang telah
dilakukan supaya dapat mengurangi kendala selanjutnya antara lain :
1. Dalam pembuatan evaporator, sebaiknya menggunakan pipa
tembaga batangan atau jangan memakai pipa gulungan, karena
selain mempermudah dalam perakitan.
2. Pada saat pengambilan data usahakan api tetap menyala secara
konstan memanasi seluruh bagian evaporator.
63
3. Pada bagain tutup evaporator, pasangkan TBA secara rapat dan
ditutup dengan kencang, hal ini dapat mengurangi kebocoran di
bagian lubang pengisian fluida pada evaporator .
4. Periksa sambungan dan pastikan tidak ada kebocoran agar tidak
mempengaruhi sistem kerja pada pompa .
5. Penggunaan selang osilasi dan selang air keluaran pakailah bahan
yang transparan untuk mempermudah pengamatan.
6. Pemilihan bahan bakar gunakanlah spirtus dengan kualitas yang
baik, agar nyala api dan proses pembakaran yang dihasilkan lebih
maksimal .
64
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar, Wiranto, Teknologi Rekayasa Surya, Material Penyimpan Panas (Bab 4), Cetakan Pertama, PT.Pradnya Paramitha, Jakarta.
Cengel, Yunus. A , Thermodynamics An Engieering Approach, Property Tables and Charts ( SI Units ). Fourth Edition, New York, San Fransisco, St.Louis, Edisi ke-5, Chapter 2.
Giles, Ranald, V., (1986). Schaum Series Mekanika Fluida dan Hidraulika, Edisi ke-2, Erlangga, hal 75.
Mahkamov, K.; Djumanov, D., Thermal Water Pumps On The Basis Of Fluid Piston Solar Stirling Engine. 1st International Energy Conversion Engineering Conference, 17-21 August 2003, Portsmouth, Virginia.
Nugroho, Triyono, S., (2009). Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt, Tugas Akhir, hal 48-49.
Smith, Thomas. C. B, (2005), Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines . Pages 1-3.
Sumathy, K.; Venkatesh, A.; Sriramulu, V., (1995). The importance of the condenser in a solar water pump, Energy Conversion and Management, Volume 36, Issue 12, December 1995, Pages 1167-1173.
Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2000). Performance of a solar water pump with n-pentane and ethyl ether as working fluids, Energy Conversion and Management, Volume 41, Issue 9, 1 June 2000, Pages 915-927.
Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2001). Thermodynamic analysis and optimization of a solar thermal water pump, Applied Thermal Engineering, Volume 21, Issue 5, April 2001, Pages 613-627.