BONARDO SORMIN NIM

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BONARDO SORMIN NIM"

Shinta Hermanto
6 tahun lalu
Tontonan:

PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN KARBON AKTIF UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA SKRIPSI Skripsi Yang DiajukanUntukMelengkapi

1 PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN KARBON AKTIF UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA SKRIPSI Skripsi Yang DiajukanUntukMelengkapi SyaratMemperolehGelarSarjanaTeknik BONARDO SORMIN NIM PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

8 BAB I

9 KATA PENGANTA Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala anugerah dan Kasih-Nya yang memberikan kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Skripsi berjudul PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN KARBON AKTIF UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA, disusun untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak Dr.Eng. Himsar Ambarita.ST.MT. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran saran kepada penulis mulai dari awal penyusunan proposal hingga peneliti sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak Ir. Syahrul Abda, MSc, bapak Ir. A. Halim Nst, MSc, sebagai dosen pembanding, yang telah memberikan masukan dan saran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih kepada bapak Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik USU. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU dan kepada seluruh Bapak dan Ibu dosen beserta staf pegawai Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. Teristimewa penulis sampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada Ayahanda Hatuaon Sormin, Ibunda Jerni Hutapea, atas semua semangat, nasihat, dan doa dalam setiap langkah penulis. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada abang dan kakak saya Hendrik Hatorangan Sormin SH, dan Betty Melinda Sipayung SE yang telah memberikan doa dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan studi di Universitas Sumatera Utara.

10 Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam menyelesaikan skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kekurangan baik dari segi isi maupun tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Kiranya isi skripsi ini bermanfaat dalam memperkaya pengetahuan dalam ilmu teknik khususnya teknik pendingin. Medan, Maret 2015 Penulis BONARDO SORMIN NIM

11 PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN KARBON AKTIF UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA Bonardo Sormin ( ) ABSTRAK Akhir-akhir ini mesin pendingin siklus adsorpsi semakin banyak diteliti oleh para ahli karena disamping ekonomis juga ramah lingkungan dan menggunakan energy terbarukan yaitu energi surya. Agar proses adsorpsi dan desorpsi mesin pendingin adsorpsi dapat berjalan dengan baik perlu diketahui jumlah perbandingan yang ideal antara adsorben dengan refrigeran yang digunakan. Disini untuk mencari perbandingan antara absorben karbon aktif menggunakan baut maupun tidak menggunakan baut. Data tersebut dapat dicari menggunakan alat penguji kapasitas adsorpsi. Alat penguji kapasitas adsorpsi yang digunakan dilengkapi dengan lampu halogen 1000 W sebagai sumber panas. Adsorber pada alat penguji ini terbuat dari bahan stainless steel yang bertujuan agar tahan terhadap korosi akibat dari refrigeran yang digunakan. karbon aktif yang digunakan sebagai adsorben sebanyak 1 kg. Sedangkan refrigeran yang digunakan yaitu metanol. Kapasitas metanol yang dapat diadsorpsi dan didesorpsi oleh adsorben karbon aktif mengunakan baut adalah sebanyak 350 ml. Sedangkan kapasitas metanol yang dapat diadsorpsi dan didesorpsi oleh adsorben karbon aktif tidak menggunakan baut adalah sebanyak 275 ml. Kata kunci: Adsorpsi, desorpsi, adsorber, karbon aktif, refrigeran.

12 ADSORPTION CAPACITY OF THE ADSORBENT TESTING OF ACTIVATED CARBON FOR ENGINE COOLING SOLAR Bonardo Sormin ( ) ABSTRACT Lately adsorption refrigeration cycle more and more scrutinized by experts as well as eco-friendly and economical use of renewable energy is solar energy. In order for the process of adsorption and desorption adsorption refrigerating machine can run well to note that the ideal number of comparisons between the adsorbent with a refrigerant used. Here to find a comparison the absorbent activated carbon using or not using a bolt. The data can be searched using the adsorption capacity testers. Adsorption capacity testers are used equipped with a 1000 W halogen lamp as a heat source. Adsorber on this tester is made of stainless steel which aims to resist corrosion due to the of refrigerant used. Mixture of activated carbon used as much as 1 kg of adsorbent. While the refrigerant used is methanol. The capacity of methanol which can be adsorbed by the adsorbent and didesorpsi activated carbon bolt use is as much as 350 ml. While the capacity of methanol which can be adsorbed by the adsorbent and didesorpsi activated bolt is not used as much as 275 ml. Keywords: Adsorption, desorption, adsorption, activated carbon, refrigerants.

13 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... ABSTRAK... ABSTRACT... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR SIMBOL... i iii iv v viii xii xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Batasan Masalah Tujuan Peneitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siklus Adsorpsi Adsorben Karbon Aktif Pembuatan Karbon Aktif Kegunaan Karbon Aktif Refrigeran... 14

14 2.3.1 Metanol Keamanan Lingkungan Kalor (Q) Kalor Laten Kalor sensibel Perpindahan Panas BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Bahan Alat Ukur yang Digunakan pada Pengujian Kapasitas Adsorpsi Peralatan yang Digunakan Set-Up Eksperimental Prosedur Pengujian Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi Dimensi Utama Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi Langkah Pembuatan Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi Pembuatan Adsorber Pembuatan Gelas Ukur Flowchart Penelitian BAB IV ANALISA DATA 4.1 Hasil Pengujian... 42

15 4.1.1 Pengujian dengan Gelas Ukur Data Alat Pengujian Kapasitas Adsorbsi Menggunakan Baut Dan Tanpa Baut Dengan Gelas Ukur Diisolasi Energi Adsorpsi Karbon Aktif Neraca Kalor Kalor yang Diserap Gelas Ukur Perhitungan Kalor Laten Analisa Perpindahan Panas pada Adsorber saat Desorpsi Konveksi Panas Pada Pengujian Metanol Analisa Perpindahan Panas Pada Saat Adsorpsi Konveksi Natural Pada Pengujian Metanol Efisiensi Gelas Ukur BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Siklus Dasar Refrigerasi Adsorpsi... 6 Gambar 2.2 Diagram Clayperon pada Sistem Pendingin Siklus Adsorpsi 7 Gambar 2.3 AdsorbenKarbonAktif... 9 Gambar 2.4 StrukturKarbonAktif Gambar 2.5 Metanol( CH 3 OH) Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konduksi Melalui Sebuah Pelat Gambar 2.7 Perpindahan Panas Konveksi dari Permukaan Pelat Gambar 2.8 Konveksi Natural pada Bidang Horizontal (tipe a) Gambar 2.9 Konveksi Natural pada Bidang Horizontal (tipe b) Gambar 3.1 Pace XR5 Data Logger Gambar 3.2 Thermokopel Type J Gambar 3.3 Sensor Tekanan Gambar 3.4 Pompa Vakum Gambar 3.5 Katup Gambar 3.6 Pipa Penghubung Gambar 3.7 Selang Karet Gambar 3.8 Baut Gambar 3.9 Kotak Isolasi Styrofoam Gambar 3.10 Laptop Gambar 3.11 Set-Up Eksperimental pada Proses Desorpsi... 31

17 Gambar 3.12 Set-Up Eksperimental pada Proses Adsorpsi Gambar 3.13 Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi dengan gelas ukur Gambar 3.14 Dimensi Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi Gambar 3.15 Dimensi Adsorber Gambar 3.16 Gelas Ukur Gambar 3.17 Bentuk Adsorber Gambar 3.18 Pengisian Adsorben Karbon Aktit Gambar 3.19 Pemasangan Kawat Kasa Gambar 3.20 Penyambungan Pelat Adsorber Gambar 3.21 Pemasangan Pipa, Sensor Tekanan dan Katup Gambar 3.22 Adsorber Lengkap Gambar 3.23 Adsorber Setelah Dicat Warna Hitam Gambar 3.24 Pembuatan Gelas Ukur Gambar 3.25 Gelas Ukur Gambar 4.1 Letak Titik-Titik thermocouple pada Alat Penguji Gambar 4.2 Grafik Temperatur vs Waktu Pemanasan Awal Alat Penguji Adsorpsi (metanol) menggunakan Baut Gambar 4.3 Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu pada Adsorber Pada Saat Pemanasan Awal Gambar 4.4 Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.5 Grafik Temperatur vs Waktu Pemanasan Awal Alat Penguji

18 Adsorpsi (metanol) Tidak menggunakan Baut Gambar 4.6 Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu pada Adsorber Pasa Saat Pemanasan Awal Gambar 4.7 Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.8 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Alat Penguji Adsorpsi (metanol) menggunakan Baut Gambar 4.9 Grafik Temperatur vs Waktu adsorpsi Gelas Ukur Refrigerant (metanol) Gambar 4.10 Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.11 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Alat Penguji Adsorpsi (metanol) tanpa Baut Gambar 4.12 Grafik Temperatur vs Waktu adsorpsi Gelas Ukur Refrigerant (metanol) Gambar 4.13 Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.14 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Alat Penguji Adsorpsi (metanol) menggunakan Baut Gambar 4.15 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Gelas Ukur Refrigerant (metanol) Gambar 4.16 Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.17 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Alat Penguji Adsorpsi (metanol) tanpa menggunakan Baut... 60

19 Gambar 4.18 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Gelas Ukur Refrigerant (metanol) Gambar 4.19 Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.20 Mekanisme Perpindahan Panas pada Adsorber Gambar 4.21 Konveksi Natural pada Proses Adsorpsi... 73

20 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat Adsorben Karbon Aktif Tabel 2.2 Kegunaan Karbon Aktif Tabel 2.3 Standar Mutu Karbon Aktif Tabel 2.4 Sifat Metanol... 15

21 DAFTAR SIMBOL Simbol Arti Satuan A Luas penampang m2 h koefisien konveksi W(m2K) k Koefisien konduksi W/m.K m Massa zat kg P Tekanan Vakum cmhg t Interval waktu s Cp Kalor spesifik tekanan tetap J/kg.K Le Kapasitas kalor spesifik laten J/kg Nu Bilangan Nusselt Qc Laju perpindahan panas konduksi W Qh laju perpindahan panas konveksi W Qr laju perpindahan panas radiasi W QL Kalor laten J Qs Kalor sensibel J Tb Temperatur bawah adsorber K Tf Temperatur film K T L Temperatur lingkungan K TG Temperatur gelas ukur K Ts Temperatur permukaan adsorber K

22 Tgl Temperatur gelas ukur K T Beda temperatur K x Panjang/tebal pelat m ε emisitas dari pelat penyerap ρ Massa jenis kg/cm3

dokumen-dokumen yang mirip

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN KARBON AKTIF DAN ALUMINA AKTIF YANG DIGUNAKAN UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA SKRIPSI Skripsi Yang DiajukanUntukMelengkapi SyaratMemperolehGelarSarjanaTeknik