METODOLOGI PENELITIAN

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III METODE PENELITIAN

SIFAT THERMO-FISIK ARANG SEKAM (Thermo-physical Properties of Rice Husk Char)

SIMULASI POLA SEBARAN SUHU MEDIA TANAM ARANG SEKAM PADA SISTEM HIDROPONIK SUBSTRAT DENGAN MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) SKRIPSI

III. METODOLOGI PENELITIAN

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

V. PERCOBAAN. alat pengering hasil rancangan, berapa jenis alat ukur dan produk gabah sebagai

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

III. METODE PENDEKATAN

METODE PENELITIAN. Penentuan parameter. perancangan. Perancangan fungsional dan struktural. Pembuatan Alat. pengujian. Pengujian unjuk kerja alat

METODOLOGI PENELITIAN

III. METODOLOGI PENELITIAN

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III. METODE PENELITIAN

Tugas akhir BAB III METODE PENELETIAN. alat destilasi tersebut banyak atau sedikit, maka diujilah dengan penyerap

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

9/17/ KALOR 1

Sidang Tugas Akhir - Juli 2013

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODE PENELITIAN (BAHAN DAN METODE) keperluan. Prinsip kerja kolektor pemanas udara yaitu : pelat absorber menyerap

KAJIAN SUHU DAN ALIRAN UDARA DALAM KEMASAN BERVENTILASI MENGGUNAKAN TEKNIK COMPUTATIONAL DYNAMIC (CFD) Emmy Darmawati 1), Yudik Adhinata 2)

PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA

METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai Maret 2013 di

III. METODELOGI PENELITIAN. Penelitian dilaksanakan pada Mei hingga Juli 2012, dan Maret 2013 di

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab III Metode Penelitian

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan panas

III.METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan terhitung pada bulan Februari Mei

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli Oktober 2015 dengan tempat

PEMBUATAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS PANAS BAHAN PADAT UNTUK MEDIA PRAKTEK PEMBELAJARAN KEILMUAN FISIKA

Gambar 11 Sistem kalibrasi dengan satu sensor.

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III PERANCANGAN.

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2012 hingga bulan April 2013 di

Gambar 3.1. Plastik LDPE ukuran 5x5 cm

Gambar 3.1 Arang tempurung kelapa dan briket silinder pejal

Tabel 4.1 Perbandingan desain

METODE PENELITIAN. A. Waktu dan Tempat

Pemodelan Distribusi Suhu pada Tanur Carbolite STF 15/180/301 dengan Metode Elemen Hingga

BAB II Dasar Teori BAB II DASAR TEORI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Nama : Nur Arifin NPM : Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Pembimbing : DR. C. Prapti Mahandari, ST.

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

ULANGAN AKHIR SEMESTER GENAP (UAS) TAHUN PELAJARAN Mata Pelajaran : Fisika Kelas / Program : X Hari / Tanggal : Jumat / 1 Juni 2012

TUGAS AKHIR EKSPERIMEN HEAT TRANSFER PADA DEHUMIDIFIER DENGAN AIR DAN COOLANT UNTUK MENURUNKAN KELEMBABAN UDARA PADA RUANG PENGHANGAT

BAB SUHU DAN KALOR. Dengan demikian, suhu pelat baja harus ( ,3 0 C) = 57,3 0 C.

METODE PENELITIAN. Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung. Batch Dryer, timbangan, stopwatch, moisturemeter,dan thermometer.

V. HASIL UJI UNJUK KERJA

Konduksi Mantap Satu Dimensi (lanjutan) Shinta Rosalia Dewi

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

BAB IV PENGOLAHAN DATA

II. TINJAUAN PUSTAKA Nutrient Film Technique (NFT) 2.2. Greenhouse

BAB IV METODE PENGUJIAN CIGARETTE SMOKE FILTER

Studi Eksperimental Efektivitas Penambahan Annular Fins pada Kolektor Surya Pemanas Air dengan Satu dan Dua Kaca Penutup

BAB III METODE PENELITIAN. 3.1 Diagram Alir Diagram alir penelitian selama proses penelitian dapat diperlihatkan pada Gambar 3.1 dibawah ini : Mulai

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. jalan Kolam No. 1 / jalan Gedung PBSI Telp , Universitas Medan

IV. METODOLOGI PENELITIAN

PENENTUAN KARAKTERISTIK TERMOFISIK BAWANG MERAH (Allium cepa var.ascalonicum) ARFANDIWANGSA

SIFAT ISOLATOR PANAS PAPAN SEKAM PADI DENGAN VARIASI RESIN DAN UKURAN PARTIKEL

METODOLOGI PENELITIAN. langkah 110 cc, dengan merk Yamaha Jupiter Z. Adapun spesifikasi mesin uji

BAB I PENDAHULUAN C = (1) Panas jenis adalah kapasitas panas bahan tiap satuan massanya, yaitu : c = (2)

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN COOL BOX BERBASIS HYBRID TERMOELEKTRIK

III. METODE PENELITIAN. Desember 2011 di bengkel Mekanisasi Pertanian Jurusan Teknik Pertanian

METODOLOGI PENELITIAN

NASKAH PUBLIKASI ANALISA PERPINDAHAN PANAS TERHADAP RECTANGULAR DUCT DENGAN TEBAL m MENGGUNAKAN ANSYS 12 SP1 DAN PERHITUNGAN METODE NUMERIK

BAB 3 PERANCANGAN ALAT PENGERING

Pengaruh Tebal Isolasi Termal Terhadap Efektivitas Plate Heat Exchanger

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN I.1.

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN MANFAAT BAGI MITRA

BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN. 4.2 ALAT DAN BAHAN 1) Rumah petani tradisional (Baduy) dan Modern

LABORATORIUM TERMODINAMIKA DAN PINDAH PANAS PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

HASIL DAN PEMBAHASAN Distribusi Suhu dan Kelembaban Udara pada Kandang Sapi Perah

PEMILIHAN BAHAN BAKAR DALAM PEMBUATAN DAPUR CRUCIBLE UNTUK PELEBURAN ALUMINIUM BERKAPASITAS 50KG MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BATU BARA

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iv. DAFTAR ISI... vi. DAFTAR GAMBAR... xi. DAFTAR GRAFIK...xiii. DAFTAR TABEL... xv. NOMENCLATURE...

Satuan Operasi dan Proses TIP FTP UB

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA PENELITIAN

Momentum, Vol. 9, No. 1, April 2013, Hal ISSN ANALISA KONDUKTIVITAS TERMAL BAJA ST-37 DAN KUNINGAN

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH BUKAAN CEROBONG PADA OVEN TERHADAP KECEPATAN PENGERINGAN KERUPUK RENGGINANG

METODOLOGI PENELITIAN

KALORIMETER PF. 8 A. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari cara kerja kalorimeter 2. Menentukan kalor lebur es 3. Menentukan panas jenis berbagai logam B.

LATIHAN SOAL MENJELANG UJIAN TENGAH SEMESTER STAF PENGAJAR FISIKA TPB

PEMILIHAN MATERIAL DALAM PEMBUATAN DAPUR CRUSIBLE PELEBUR ALUMINIUM BERKAPASITAS 50KG DENGAN BAHAN BAKAR PADAT

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

steady/tunak ( 0 ) tidak dipengaruhi waktu unsteady/tidak tunak ( 0) dipengaruhi waktu

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

1. Dr. Ridho Hantoro, ST, MT 2. Dyah Sawitri, ST, MT

METODOLOGI PENELITIAN

DAFTAR ISI. i ii iii iv v vi

KALOR SEBAGAI ENERGI B A B B A B

BAB 4 HASIL & ANALISIS

BAB II LANDASAN TEORI

EKSPERIMEN 1 FISIKA SIFAT TERMAL ZAT OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2006 Waktu 1,5 jam

BAB II LANDASAN TEORI

BAHAN DAN METODE PERCOBAAN

III. METODOLOGI PENELITIAN. pengeringan tetap dapat dilakukan menggunakan udara panas dari radiator. Pada

METODOLOGI PENELITIAN

Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) VIII

Transkripsi:

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian serta di dalam rumah tanaman yang berada di laboratorium Lapangan Leuwikopo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada 21 Maret 2011 hingga 31 Mei 2011. B. Alat dan Bahan a. Rumah Tanaman Rumah tanaman berfungsi untuk melindungi tanaman dari faktor-faktor lingkungan yang tidak menguntungkan. Rumah tanaman yang digunakan berukuran 6 m x 12 m yang dibangun membujur ke arah utara-selatan dengan bahan plastik PVC transparan 0.02 mm dan dindingnya terbuat dari kasa kawat dengan lubang 1 mm 2. Lantai rumah tanaman dilapisi semen dengan pondasi setempat sedalam 50 cm. b. Plastik Polybag Plastik polybag berfungsi sebagai tempat penampung media tanam. Plastik polybag yang digunakan berukuran standar 30 cm x 30 cm x 0.07 mm dan 20 cm x 20 cm x 0.07 mm. c. Hybrid Recorder Recorder digunakan untuk mencatat suhu pada titik-titik pengukuran tertentu yang dihubungkan dengan thermocouple. d. Thermal Conductivity Meter Kemtherm QTM-D3 Digunakan untuk mengetahui nilai konduktifitas panas arang sekam. e. Calorimeter Calorimeter digunakan untuk mengetahui nilai panas jenis arang sekam. f. Software AutoCad Software AutoCad digunakan untuk membangun desain geometri polybag dan media tanam arang sekam. g. Software SolidWorks Software SolidWorks digunakan untuk melakukan simulasi aliran fluida pada media tanam. h. Personal Computer (PC) PC digunakan untuk proses simulasi menggunakan CFD. i. Peralatan Pendukung Peralatan pendukung lain yang digunakan antara lain termometer air raksa untuk pembanding suhu pada pengukuran dengan thermocouple, timbangan digital dan gelas ukur yang digunakan saat melakukan pengukuran bulk density dan porositas, serta meteran untuk menentukan letak titik-titik pengukuran. j. Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya plastik polybag dan arang sekam. 10

C. Metode Penelitian a. Persiapan Penelitian Persiapan penelitian merupakan kegiatan awal yang dilakukan agar proses penelitian dapat berjalan dengan lancar. Persiapan penelitian meliputi sterilisasi lahan, persiapan media tanam, dan pemasangan thermocouple di beberapa titik di dalam greenhouse. b. Pengukuran Sifat Fisik dan Termal Arang Sekam 1. Bulk density Penentuan bulk density dilakukan dengan perbandingan massa arang sekam setiap 100 ml volume arang sekam, dengan langkah-langkah sebagi berikut: 1. Memasukkan 100 ml arang sekam ke dalam gelas ukur tanpa ketukan (Administratur Kebun Malabar, 2008). 2. Mengukur massa arang sekam di dalam gelas ukur dengan timbangan digital. 3. Mengukur massa gelas ukur kosong dengan timbangan digital. 4. Menghitung massa arang sekam dengan mengurangi hasil pengukuran (2) dengan hasil pengukuran (1). 5. Membandingkan massa arang sekam dengan volume arang sekam menggunakan persamaan (6). (6) = Bulk density (kg/m 3 ) = Massa arang sekam (kg) = Volume arang sekam (m 3 ) 2. Porositas Penentuan porositas arang sekam dilakukan dengan metode pencampuran, dengan membandingkan volume rongga udara dalam arang sekam dengan volume arang sekam. Langkah-langkah pengukurannya adalah: 1. Memasukkan 500 ml arang sekam ke dalam gelas ukur tanpa ketukan atau pemadatan (Administratur Kebun Malabar, 2008). 2. Memasukan air sedikit demi sedikit kedalam gelas ukur berisi arang sekam. 3. Menghitung volume air yang tercampur bersama arang sekam, dengan cara mengurangi volume awal air dengan volume air yang tersisa. 4. Menghitung persentase porositas arang sekam dengan persamaan berikut, 3. Panas jenis Untuk menghitung panas jenis bahan, digunakan metode pencampuran dengan persamaan keseimbangan panas Mohsenin (1980). Q Air = Q Sampel + Q Calorimeter (7) M a Cp a (T e T a ) = m s Cp s (T s - T e ) + m c Cp c (T c - T e )..... (8) Q Air : panas total air (kj) Q sampel : panas total sampel (kj) Q calorimeter : panas total calorimeter (kj) 11

M a : massa air (kg) Cp a : panas spesifik air (kj/kg o K) T e : suhu equilibrium ( o K) T a : suhu air ( o K) M s : massa sampel (kg) Cp s : panas spesifik sampel (kj/kg o K) T s : suhu sampel ( o K) M c : massa calorimeter (kg) T c : suhu calorimeter ( o K) Cp c : panas spesifik calorimeter (kj/kg o K) Langkah-langkahnya pengukurannya adalah : a. Penentuan Q Calorimeter 1. Siapkan 0.05 kg air dingin, ukur suhu dan tuangkan ke dalam calorimeter. 2. Aduk menggunakan agitator dan rekam suhu dengan thermocouple. 3. Tambahkan 0.05 kg air panas yang suhunya telah diukur sebelumnya. 4. Aduk menggunakan agitator. Catat suhu pencampuran hingga kesetimbangan tercapai. 5. Hitung Q Calorimeter dalam persamaan (5) dan (6) tanpa sampel. b. Penentuan panas jenis sampel 1. Ulangi langkah-langkah a.1 dan a.2. 2. Siapkan 0.001-0.002 kg spesimen sampel, dan masukkan ke dalam calorimeter. 3. Ulangi langkah a.4. 4. Hitung panas spesifik sampel dengan menggunakan persamaan (6). 4. Konduktifitas panas Metode yang digunakan untuk menentukan konduktivitas panas adalah metode Probe. Metode ini merupakan pengembangan dari metode kawat panas yang memasukkan kawat pemanasan di antara dua potong yang simetris. Dalam metode Probe, sampel material overlay dengan material lain yang dikenal sebagai k dan bahan terakhir ini terisolasi. Nilai k ditentukan oleh rumus berikut:...... (9) I K and H t 1 and t 2 V 1 and V 2 : arus konstan (A) : konstanta Probe : waktu sampel (detik) : tegangan keluaran dari termokopel Probe K (mv) 12

c. Perlakuan Penelitian Perlakuan yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengkajian pola aliran suhu pada dua ukuran polybag berbeda ukuran yang masing-masing berisi arang sekam yang sama. Dimensi dari kedua jenis polybag tersebut tersaji dalam Tabel 1. Jenis Polybag Ukuran standar Polybag (keadaan terlipat) Tabel 1. Dimensi polybag yang digunakan dalam penelitian. Jumlah lubang udara pada polybag Diameter lubang (mm) Diameter (cm) Setelah diisi Arang Sekam Tinggi Polybag (cm) Tinggi arang sekam (cm) A 30 x 30 x 0.07 mm 28 0.7 19.5 21 20 B 20 x 20 x 0.07 mm 12 0.7 15 18 12 d. Pengamatan dan Pengukuran Pengamatan dilakukan setiap hari selama proses pengambilan data berlangsung selama tiga hari. Parameter yang diukur meliputi suhu arang sekam dalam polybag, dan suhu lingkungan di dalam greenhouse. Pengukuran suhu arang sekam dilakukan pada sembilan titik pengukuran pada masing-masing ukuran polybag seperti terlihat pada Gambar 4.A dan 4.B. Pencatatan data suhu dilakukan pada masing-masing polybag menggunakan hybrid recorder yang dihubungkan pada titik pengukuran menggunakan thermocouple. Pencatatan data dilakukan selama 3 x 24 jam per 30 menit. Hasil pengamatan mengenai distribusi suhu memberikan gambaran mengenai suhu media tanam di sekitar daerah perakaran tanaman. Skema titik-titik pengukuran suhu arang sekam dan lingkungan sekitar ditunjukkan pada Gambar 4. Penentuan titik-titik pengukuran ini diambil berdasarkan penelitian terdahulu mengenai sebaran kadar air pada arang sekam di dalam polybag yang dilakukan oleh Sapei (2008) 19,5 7,5 15 12 5 3 20 4 A B Gambar 4. Skema titik pengukuran suhu arang sekam di dalam polybag (tampak depan) (A) Polybag A dan (B) Polybag B 13

Gradien suhu dalam sistem menyebabkan perubahan suhu media tanam selama interval waktu pengukuran. Fluktuasi suhu arang sekam ini dipengaruhi oleh prosesproses perpindahan panas. Analisis pindah panas yang terjadi dalam sistem secara umum antara lain pindah panas secara konveksi dari fluida ke arang sekam, dan secara konduksi dari pertukaran energi antar medium-medium berlainan yang bersinggungan secara langsung dan berbeda suhu, yaitu antara dinding polybag dan arang sekam, serta antar arang sekam. Skema pindah panas yang terjadi dari lingkungan ke arang sekam, dapat dilihat pada Gambar 5. T udara T udara T udara Q polybag Tmedia tanam Q polybag T lantai Keterangan: Q : pindah panas (kj) T : suhu ( o C) Q lantai + Q polybag Gambar 5. Skema pindah panas pada polybag (tampak samping) Untuk mengetahui pindah panas yang terjadi pada polybag, dapat menggunakan rumus berdasarkan pindah panas konveksi dan konduksi yang terjadi dari udara ke arang sekam melewati polybag dan pindah panas secara konveksi dan konduksi dari lantai ke arang sekam melewati polybag. Adapun persamaan yang digunakan sebagai berikut: 1. Bagian bawah polybag:.(10) 2. Bagian kiri dan kanan polybag:... (11) 14

: tebal polybag (m) U : koefisien konveksi udara dalam rumah tanaman (W/m 2. o C) : konduktivitas termal polybag (W/m 2. o C) : koefisien konveksi media tanam (W/m 2. o C) : koefisien konveksi lantai (W/m 2. o C) : energi dalam (kj) e. Simulasi dengan CFD Simulasi digunakan untuk menduga sebaran suhu media tanam arang sekam di dalam polybag untuk mendapatkan kondisi yang optimal bagi akar tanaman. Simulasi pendugaan suhu arang sekam menggunakan persamaan keseimbangan dan pindah panas yang diolah secara terpadu dengan bantuan Computational Fluid Dynamics (CFD) yang terdapat pada software Solidworks 2010. Input yang digunakan meliputi geometri polybag berisi media tanam arang sekam, nilai koefisien pindah panas, suhu lantai, laju aliran massa udara, dan suhu udara harian di greenhouse. f. Asumsi yang Digunakan 1. Nilai temperatur leleh arang sekam diasumsikan 1000 o C karena penelitian dilakukan jauh dibawah suhu yang memungkinkan arang sekam meleleh, maka hal ini tidak akan berpengaruh pada proses perhitungan. 2. Suhu dinding luar polybag diasumsikan sebagai suhu lantai, tidak diasumsikan sebagai suhu udara, karena titik pengukuran suhu udara dari polybag lebih jauh dibandingkan dengan titik pengukuran suhu lantai dari polybag. 3. Tidak ada pengaruh angin, karena kondisi greenhouse yang memiliki dinding beton setinggi 60 cm dari lantai menyebabkan pengaruh angin pada polybag yang diletakkan di atas lantai sangat kecil bahkan nyaris tidak ada karena terdapat faktor gesekan udara dengan lantai greenhouse. 4. Computational domain dibuat sejauh 0.5 m dari dinding luar masing-masing polybag dan diasumsikan pada jarak 0.5 m tersebut merupakan ruang kosong tanpa benda apapun. Padahal, kenyataannya dalam jarak 0.5 m dari masing-masing polybag terdapat sistem hidroponik rakit apung, sistem hidroponik NFT, dan juga terdapat polybag lain. 5. Nilai volumetric heat exchange coefficient arang sekam diasumsikan sama dengan nilai yang sudah diberikan oleh software yaitu 0.035W/m 3 /K, karena untuk menentukan nilai koefisien pindah panas volumetrik diperlukan penelitian tersendiri. 15