Analisa Kinerja Alat Destilasi Penghasil Air Tawar dengan Sistem Evaporasi Uap Tenaga Surya. Oleh: Dewi Jumineti

Transkripsi

1 Analisa Kinerja Alat Destilasi Penghasil Air Tawar dengan Sistem Evaporasi Uap Tenaga Surya Oleh: Dewi Jumineti

2 Outline Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Desain alat Metodologi Grafik dan Analisa Hasil Percobaan Kesimpulan dan Saran

3 Rumusan Masalah Apakah alat destilasi dengan teknologi sistem evaporasi uap tenaga surya dapat menghasilkan air tawar dengan kualitas air layak minum? Bagaimana karakteristik dan kinerja dari alat destilasi dengan teknologi sistm evaporasi uap tenaga surya?

4 Tujuan Tujuan dari Skripsi ini adalah merancang prototipe alat destilasi dengan teknologi sistem evaporasi uap tenaga surya dan mengetahui karakteristik dan kinerja dari alat destilasi dengan teknologi sistem evaporasi uap tenaga surya yang mencakup : Distribusi temperatur di dalam apparatus evaporator. Daya yang dihasilkan terhadap intensitas matahari. Pengaruh sudut kemiringan panel apparatus terhadap daya yang dihasilkan panel evaporator. Efisiensi sistem evaporasi uap tenaga surya.

5 Batasan Masalah Analisa skripsi tidak mencakup analisa ekonomi. Analisa skripsi tidak mencakup kondensor yang digunakan.

6 Desain Sistem Evaporasi Uap Tenaga Surya Keterangan : 1. Penyangga 2. Tanki air payau 3. Stop valve 4. Selang flexible 5. Pipa Kapiler 6. Header tube evaporator 7. Tube evaporator 8. Kaca TC : Thermocouple PT : Pressure transducer θ : Sudut kemiringan panel evaporator Gambar 1.1 Desain Alat Destilasi dengan Sistem evaporasi uap tenaga surya yang direncanakan

7 Dimensi Alat Destilasi: Dimensi Prototipe 1. Dimensi Panel Apparatus - Panjang : 750 mm - Lebar : 550 mm - Tinggi : 50 mm 2. Dimensi Kaca - Panjang : 750 mm - Lebar : 550 mm - Tebal : 2 mm 3. Dimensi Tube Apparatus - Diameter : ½ - Panjang : 600 mm - Tebal : 0,89 mm - Jumlah : 6 4. Dimensi pipa kapiler: - Diameter : 2 mm - Panjang : 330 mm

8 Gambar 1.2 Penampang melintang panel apparatus Gambar 1.3 skema heat resistance

9 Metodologi

10 Alat Percobaan Gambar 1.4 Bagian dalam panel evaporator Gambar 1.5 Sistm evaporasi uap tenaga surya

11 Data Hasil Percobaan Data percobaan diambil pada tanggal 1/07/2014 sampai 13/07/2014. Manipulasi dalam pengambilan data ialah sudut kemiringan panel dan volume air payau dalam tube dengan kondisi ½ penuh dan ¾ penuh. Contoh data yang ditampilkan ialah pada tanggal 1/07/2014 dan 2/07/2014 dengan sudut kemiringan panel 20o dan volume. Volume ½ penuh pada tanggal 1/07/2014 dan ¾ penuh pada tanggal 2/07/2014.

12 Data Hasil Praktikum Jam Tabel 1.1 Data praktikum tanggal 1/07/2014 Tabel 1.2 Data praktikum tanggal 2/07/2014 T L o T K o T U o T Tb o 10:00 AM :30 AM :00 AM :30 AM :00 PM :30 PM :00 PM :30 PM :00 PM :30 PM :00 PM :30 PM :00 PM T P o Jam T L o T K o T U o T Tb o 10:00 AM :30 AM :00 AM :30 AM 35, :00 PM :30 PM :00 PM :30 PM :00 PM :30 PM :00 PM :30 PM :00 PM T P o

13 Perhitungan Analisa data

14 Analisa Data Data hasil perhitungan di atas akan dibuatkan tabel dan grafik analisa berdasarkan: Distribusi temperatur Intensitas matahari dengan daya panel evaporator Intensitas matahari dengan effisiensi Intensitas matahari dengan air tawar hasil perhitungan Intensitas matahari dengan sudut kemiringan Intensitas matahari dengan hari praktikum Intensitas matahari dengan temperatur udara panel Intensitas matahari dengan mass flow rate uap Daya panel evaporator terhadap hari praktikum Sudut kemiringan dengan daya panel apparatus Sudut kemiringan dengan heat resistance Sudut kemiringan dengan effisiensi

15 Distribusi Temperatur pada Panel Evaporator Suhu o C Perbandingan Suhu Sistem terhadap Waktu pada 01/07/2014 9:36 12:00 14:24 16:48 Waktu Suhu Lingkungan Terhadap Waktu Suhu Permukaan Kaca Terhadap Waktu Suhu Udara Panel Terhadap Waktu Suhu o C Suhu Outside Tube 20 Terhadap Waktu 10 Suhu Air Payau terhadap Waktu 0 Perbandingan Suhu Sistem terhadap Waktu pada 02/07/2014 9:36 12:00 14:24 16:48 Waktu Suhu Lingkungan Terhadap Waktu Suhu Permukaan Kaca Terhadap Waktu Suhu Udara Panel Terhadap Waktu Suhu Outside Tube Terhadap Waktu Suhu Air Payau Terhadap Waktu Grafik 1.1 Perbandingan suhu sistem terhadap waktu tanggal 1/07/2014 Grafik 1.2 Perbandingan suhu sistem terhadap waktu tanggal 2/07/2014

16 Intensitas Matahari dengan Daya Panel Evaporator Daya (Watt) Perbandingan Intensitas Matahari dan Daya Sistem terhadap Waktu pada 01/07/2014 9:36 12:00 14:24 16:48 Waktu Perbandingan Intensitas Matahari dengan Waktu Perbandingan Daya Sistem dengan Waktu Grafik 1.3 Perbandingan intensitas matahari dan daya terhadap waktu tanggal 1/07/2014 Daya (Watt) Perbandingan Intensitas Matahari dan Daya Sistem terhadap Waktu pada 02/07/2014 9:36 12:00 14:24 16:48 Waktu Perbandingan Intensitas Matahari dengan Waktu Perbandingan Daya Sistem dengan Waktu Grafik 1.4 Perbandingan intensitas matahari dan daya terhadap waktu tanggal 2/07/2014

17 Intensitas Matahari dengan Effisiensi Efisiensi (η) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Perbandingan Efisiensi terhadap Waktu pada 01/07/2014 9:36 12:00 14:24 16:48 Waktu Perbandingan Efisiensi Terhadap Waktu Grafik 1.5 Perbandingan effisiensi terhadap waktu tanggal 1/07/2014 Efisiensi (η) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Perbandingan Efisiensi terhadap Waktu pada 02/07/2014 9:36 12:00 14:24 16:48 Waktu Perbandingan Efisiensi Terhadap Waktu Grafik 1.6 Perbandingan effisiensi terhadap waktu tanggal 2/07/2014

18 Intensitas Matahari dengan Air Tawar Air Tawar yang dihasilkan (ml) Perbandingan Intensitas Matahari dengan Air Tawar Intensitas Matahari (Watt/m 2 ) Perbandingan IT dengan Air tawar yang dihasilkan pada volume 1/2 penuh Perbandingan IT dengan Air tawar yang dihasilkan pada volue 3/4 penuh Grafik 1.7 Perbandingan intensitas matahari dengan air tawar

19 Intensitas Matahari dengan Sudut Kemiringan Intensitas Matahari (Watt/m 2 ) Perbandingan Intensitas Matahari dengan Kemiringan Panel Kemiringan Panel Perbandingan IT dengan Kemiringan Panel pada Volume 1/2 penuh Perbandingan IT dengan Kemiringan Panel pada Volume 3/4 Penuh Grafik 1.8 Perbandingan intensitas matahari dengan Kemiringan panel

20 Intensitas Matahari dengan Hari Praktikum Perbandingan Intensitas Matahari terhadap Hari Praktikum Intensitas Matahari (watt/m 2 ) Intensitas Matahari terhadap Hari pada Volume 1/2 penuh Intensitas Matahari Terhadap Waktu pada Volume 3/4 penuh Hari Praktikum Grafik 1.9 Perbandingan Intensitas atahari dengan Hari Praktikum

21 Intensitas Matahari dengan Suhu Udara Panel Evaporator Perbandingan Intensitas Matahari terhadap Temperatur Udara Panel Temperatur Udara Panel ( o C) Intensitas Matahari (watt/m 2 ) Perbandingan intensitas matahari dengan temperatur udara panel pada volume 1/2 penuh Perbandingan intensitas matahari terhadap temperatur udara pada volume 3/4 penuh Grafik 1.10 Perbandingan Intensitas Matahari terhadap Temperatur Udara Panel Evaporator

22 Intensitas Matahari dengan Mass Flow Rate Uap Perbandingan Intensitas Matahari dengan Mass Flow Rate Mass Flow Rate (ṁ) 0, ,0002 0, ,0001 0,00005 Intensitas Matahari terhadap mass flow rate pada volume 1/2 penuh Intensitas matahari terhadap mass flow rate pada volume 3/4 penuh Intensitas Matahari (IT) Grafik 1.11 Perbandingan Intensitas Matahari terhadap mass flow rate

23 Daya Panel Evaporator dengan Hari Praktikum Qnett (watt) Perbandingan Daya terhadap Hari Praktikum Daya (Qnett) terhadap Hari pada Volume 1/2 penuh Daya (Qnett) terhadap Waktu pada Volume 3/4 penuh 0 Hari Praktikum Grafik 1.12 Perbandingan Daya Panel Evaporator dengan Hari Praktikum

24 Sudut Kemiringan dengan Daya Panel Evaporator Qnett (watt) Perbandingan Daya pada Panel dengan Kemiringan Panel Kemiringan Panel Perbandingan Kemiringan Panel dengan Qnett pada Volume 1/2 Penuh Perbandingan Kemiringan Panel dengan Qnett pada Volume 3/4 Penuh Grafik 1.9 Perbandingan daya dengan kemiringan panel

25 Sudut Kemiringan dengan Heat Resistance Heat Resistance Perbandingan Intensitas Matahari dengan Heat Resistance 0,094 0,092 0,09 0,088 0,086 0,084 0,082 0, Perbandingan Intensitas Matahari dengan Heat Resistance pada Volume 1/2 Penuh Intensitas Matahari (Watt/m 2 ) Grafik 1.10 Perbandingan intensitas matahari dengan heat resistance

26 Sudut Kemiringan dengan Effisiensi Perbandingan Kemiringan Panel dengan Efisiensi 1,2 Efiiensi (η) 1 0,8 0,6 0,4 0, Perbandingan Sudut Kemiringan dengan Efisiensi pada Volume 1/2 penuh Perbandingan Sudut Kemiringan dengan Efisiensi pada Volume 3/4 Penuh Kemiringan Panel Grafik 1.11 Perbandingan kemiringan panel dengan effisiensi

27 Kesimpulan dan Saran Distribusi temperatur pada panel dari lingkungan hingga tube tembaga luar meningkat, kemudian berkurang ketika sampai ke air payau yang ada di dalam tube. Hal ini dikarenakan adanya heat loss karena konduksi pada tube tembaga dan berdasarkan hasil praktikum mulai 1 Juli 2014 hingga 13 juli Daya sistem (Qnett) pada percobaan mengalami kenaikan pada pukul Qnett akan terus bertambah jika perbedaan suhu antara lingkungan dan permukaan kaca semakin kecil. Sedangkan intensitas matahari akan konstan disetiap jam pada hari tertentu karena intensitas matahari tergantung pada jumlah hari. Intensitas tertinggi dicapai pada 1803,545 watt/m 2 dengan Qnett sebesar 698,79 watt pada tanggal 2 Juli 2014.

28 Berdasarkan hasil percobaan perbandingan daya sistem (Qnett) yang diterima pada Sudut panel mencapai maksimum pada sudut 20 o. Pada volume ½ penuh mencapai puncak daya ketika sudut 20 o sebesar 698,79 watt. Pada volume ¾ penuh mencapai puncak daya ketika sudut 20 o dengan daya sebesar 618,275 watt dan membentuk parabola dan mulai naik sudut 22 o. Sehingga dapat dikatakan panel apparatus menghasilkan daya tertinggi ketika sudut 20 o. Berdasarkan hasil percobaan, sudut kemiringan panel pada volume ½ penuh mencapai efisiensi maksimum pada sudut 23 o sebesar 0,96 dan pada volume ¾ penuh mencapai maksimum pada sudut 21 o sebesar 0,93. Data effisiensi diambil pada pukul di masing-masing hari. Saran Diperlukan desain box panel evaporator yang lebih baik untuk menghasilkan panas yang lebih baik.

29 TERIMA KASIH