PEMBUATAN PERMUKAAN SELEKTIF RADIASI SURYA PADA …

i

PEMBUATAN PERMUKAAN SELEKTIF RADIASI SURYA PADA PELAT ALUMINIUM

DENGAN PENCELUPAN LARUTAN NaOH 20%

TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh:

ANTONIUS ANDRI WAROTO

025214104

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2007

id12456531 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com

pdfMachine Is a pdf writer that produces quality PDF files with ease!

Produce quality PDF files in seconds and preserve the integrity of your original documents. Compatible across nearly all Windows platforms, if you can print from a windows application you can use pdfMachine.

Get yours now!

http://www.pdfmachine.com?cl

ii

THE MAKING OF SOLAR RADIATION SELECTIVE SURFACE ON ALLUMINIUM BY DIPPING IN 20%

NaOH SOLUTION

FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

to Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering

by

ANTONIUS ANDRI WAROTO

Student Number : 025214104

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

ENGINEERING FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2007




Get yours now!


TUGAS AKIIIR

PEMBUATAN PERMUKAAN SELEKTIF RADIASISURYA PADA PELAT ALUMINIUM

DENGAI\I PENCELUPAN LARUTAITI NaOH 20Vo

Disusun oleh:

Antonius Andri Waroto

NIM: 425214104

Telah disetujui oleh:

Pembimbing

Budi Setyahandana S.T., M.T. Tanggal 24 Ju1i2007



Get yours now!


TUGAS AKHIR

PEMBUATAN PBRMUKAAN SELEKTIF RADIASISURYA PADA PBLAT ALUMINIUM

DENGAN PBNCELUPAN LARUTAN NaOH 2OOA

Dipersiapkan dan ditulis oleh:


NIM:025214104

Telah dipertahankan di depan panitia pengujipada tanggal 24 Jnli 20A7

dan dinyatakan memenuhi syarat

Ketua

Sekretaris

Anggota

Yogyakarta, 24 JuJi2A07Fakultas Teknik

Universitas Sanata Dharma

(Ir. Greg. Heliarko SJ.,S. S.,8. S.T.,M.A.,M. Sc. )

1V



Get yours now!


PERNYATAAN

Dengan ini saya bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat kuyayang pernatr diajukarr untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu PerguruanTinggr, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapatkarya atau pendapatyang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lairu kecuali yang sectra tertulisdiacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta,24 Jtufi2AA7Penulis




Get yours now!


vi

INTISARI

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pencelupan pelat

Aluminium dalam larutan NaOH 20% dengan variasi waktu, terhadap

absorptivitas dan emisivitas suatu bahan. Bahan yang dipakai adalah pelat

aluminium dengan tebal 2 mm.

Dalam pembuatan spesimen ada 2 variasi pencelupan yaitu : variasi A

pencelupan pelat aluminium dalam larutan NaOH 20% dengan pengeringan secara

alami sedangkan variasi B pencelupan pelat aluminium dalam larutan NaOH 20%

dengan pengeringan dilap. Untuk setiap variasi pencelupan dibagi lagi

pengerjaannya berdasarkan waktu pencelupan, yaitu : 5 detik, 10 detik dan 15

detik. Setelah dilakukan pencelupan, kemudian dilakukan pengujian radiasi untuk

mengetahui besar absorptivitas surya dan emisivitas termal serta suhu yang

diserap oleh aluminium yang telah mengalami pencelupan dalam larutan NaOH

20%.

Absorptivitas dan emisivitas pelat aluminium dengan metode dipping in

chemical baths (permukaan dikasarkan dengan direndam dalam larutan kimia

NaOH) dapat meningkatkan absorptivitas 5 - 10 kali lipat, emisivitas juga

meningkat 2 - 3 kali lipat serta kenaikan suhu yang diserap benda uji 2 ºC - 10 ºC.

Dalam pengujian ini waktu pencelupan tidak berpengaruh secara signifikan

tehadap besar kecilnya nilai absorptivitas dan emisivitas serta suhu yang diserap

benda uji.

Kata kunci : absorptivitas, emisivitas




Get yours now!


vii

ABSTRACT

The aim of this research is to know the influence of the time variation

immersion of aluminium plate into NaOH 20% towards absorptivity and

emmisivity of a material. The used material is an aluminium plate of 2 mm thick.

There are two variations of immersion, namely: variation A, that is the

immersion of aluminium plate into NaOH 20% with natural drying up, and

variation B, that is the immersion of aluminium plate into NaOH 20% with

manual drying up (using napkin). For each variation, further it can be divided

based on the time of immersion, namely 5- second immersion, 10-second

immersion and 15-second immersion. After the immersion, then radiation testing

is done to know the amount of solar absorptivity, thermal emmisivity and

temperature absorbed by aluminium which has undergone immersion into NaOH

20%.

The absorptivity and emmisivity plate aluminium using dipping in

chemical baths method it can seen that it can increase absoptivity five to ten

folds. Emmisivity also increases two to three folds, and temperature incresases

between 2 C to 10 C. In this testing, the time of immersion it does not influence

significantly towards the value of absorptivity, emmisivity, and temperature

which absorber by the material.

Key word : absorptivity, emmisivity.




Get yours now!


viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan kasih karunianya yang besar, yang senantiasa selalu menuntun

langkah demi langkah hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

ini, yang merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh

gelar sarjana Teknik di jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas

segala bantuan yang berupa moril maupun materiil dari semua pihak terutama

kepada:

1. Romo Ir. Greg. Heliarko SJ.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.Sc., Dekan Fakultas

Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T., Dosen Pembimbing yang telah

membimbing dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

3. Laboran Laboratorium Teknologi Mekanik dan Laboratorium Perpindahan

Panas Universitas Sanata Dharma yang telah membantu penelitian penulis.

4. Segenap dosen dan karyawan Jurusan Teknik Mesin FT-USD yang telah

membantu dan selalu membimbing dalam masa-masa kuliah.

5. Segenap keluargaku besar di lampung, ayah-handa (R. Wuryanto) dan

ibunda (Y. Sunarsih) serta buat Mbak Yeni, Mas Andi, Widi, terima kasih

untuk semuanya.




Get yours now!


ix

6. Untuk teman-teman Dyah, Budi, Welly, Yohan, Pajar, Panut, Dwi, Wiwin,

Beni Bantul, Sigit, Danang, Agung, Beni, dan teman-teman TM angkatan

2002 yang telah mendukung kelancaran penyusunan Tugas Akhir ini.

Tiada kata yang bisa penulis ucapkan selain terima kasih dan semoga Tuhan

selalu memberkati dan membalas segala kebaikan anda semua.

Demikian usaha yang telah penulis lakukan sudah semaksimal mungkin,

namun penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna, oleh karena itu dengan terbuka dan senang hati menerima saran dan

kritik yang sifatnya membangun demi kemajuan yang akan datang.

Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna dan memberikan

wawasan lebih tentang ilmu pengetahuan dan teknologi bagi semua pembaca.

Yogyakarta, 24 Juli 2007

Penulis



Get yours now!


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL��.��...��... i

HALAMAN JUDUL BAHASA INGGRIS................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING............................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI DAN DEKAN............................. iv

HALAMAN PERNYATAAN........................................................................ v

INTISARI........................................................................................................ vi

ABSTRACT.................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR..................................................................................... viii

DAFTAR ISI................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL........................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1

1.1. Latar Belakang.............................................................................. 1

1.2. Batasan Masalah......................................................................... 4

1.3. Tujuan Penelitian........................................................................ 4

1.4. Sistematika Penulisan................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI................................................................................ 6

2.1. Pengantar..................................................................................... 6

2.2. Perpindahan Kalor....................................................................... 7

2.2.1. Perpindahan Kalor Konduksi�.................................... 7




Get yours now!


xi

2.2.2. Perpindahan Kalor Konveksi........................................ 8

2.2.3. Perpindahan Kalor Radiasi............................................ 8

2.3. Pelat Absorber............................................................................. 14

2.3.1. Sifat-sifat Pelat Absorber............................................... 14

2.3.2. Pembuatan Permukaan Selektif...................................... 15

2.3.3. Bahan Pelat Absorber.................................................... 17

2.4. Alumunium.................................................................................. 18

2.4.1. Sifat-sifat Alumunium................................................... 20

2.4.2. Pengaruh Unsur-unsur Logam Paduan Aluminium...... 22

2.5. Larutan Kimia��.................................................................. 24

2.5.1. Konsentrasi Larutan��.......................................... 24

2.5.2. Sifat-sifat Larutan��.............................................. 27

BAB III METODE PENELITIAN................................................................ 30

3.1. Skema Penelitian......................................................................... 30

3.2. Cara Penelitian............................................................................ 31

3.3. Proses Pembuatan Benda Uji...................................................... 32

3.4. Proses Pencelupan Dalam Larutan NaOH.................................. 32

3.5. Larutan��.................................................................... 33

3.6. Pengujian Bahan.......................................................................... 34

3.6.1. Pengujian Absorptivitas Surya......................................... 34

3.6.2. Pengujian Emisivitas Thermal......................................... 36

3.6.3. Pengujian dengan Sinar Matahari.................................... 39



Get yours now!


xii

BAB IV DATA PENELITIAN DAN PEMBAHASAN............................... 41

4.1. Analisis Pengujian Absorptivitas................................................. 41

4.2. Analisis Pengujian Emisivitas...................................................... 45

4.3. Analisis Pengujian dengan Sinar Matahari.................................. 51

BAB V KESIMPULAN DAN PENUTUP................................................... 55

5.1. Kesimpulan................................................................................. 55

5.2. Penutup........................................................................................ 56

5.3. Saran............................................................................................ 56

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 57



Get yours now!


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pengaruh Radiasi Datang............................................................... 9

Gambar 2.2. Refleksi Spekular dan Refleksi Baur.............................................. 10

Gambar 2.3. Sudut Azimut dan Sudut Polar....................................................... 11

Gambar 2.4. Contoh Penggunaan Pelat Absorber............................................... 12

Gambar 3.1. Diagram Alur Penelitian�.............................................................. 30

Gambar 3.2. Bentuk Benda Uji�........................................................................ 32

Gambar 3.3. Alat Penguji Absorptivitas............................................................. 35

Gambar 3.4. Pemasangan Spesimen................................................................... 37

Gambar 3.5. Panel Indikator............................................................................... 38

Gambar 3.6. Pemasangan Spesimen................................................................... 40

Gambar 4.1. Diagram Absorptivitas Tanpa Pencelupan..................................... 43

Gambar 4.2. Diagram Pengaruh Waktu Pencelupan Pada Absoptivitas.............. 44

Gambar 4.3. Diagram Pengaruh Waktu Pencelupan Pada Absoptivitas.............. 44

Gambar 4.4. Diagram Pengaruh Pencelupan NaOH Pada Absoptivitas.............. 45

Gambar 4.5. Diagram Emisivitas Tanpa Pencelupan��............... 49

Gambar 4.6. Diagram Pengaruh Waktu Pencelupan Pada Emisivitas................. 49

Gambar 4.7. Diagram Pengaruh Waktu Pencelupan Pada Emisivitas................. 50

Gambar 4.8. Diagram Pengaruh Pencelupan NaOH Pada Emisivitas�............. 50

Gambar 4.9. Diagram pemanasan dengan sinar matahari terhadap waktu.......... 52

Gambar 4.10. Diagram Pengaruh Pencelupan NaOH Pada Suhu Yang Dicapai.. 52




Get yours now!


xiv

Gambar 4.11. Foto Permukaan Aluminium Pengeringan Alami........................ 53

Gambar 4.12. Foto Permukaan Aluminium Pengeringan Dengan Lap.............. 53



Get yours now!


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat-sifat Fisik Aluminium................................................................ 19

Tabel 2.2. Sifat-sifat Mekanik Aluminium......................................................... 19

Tabel 2.3. Contoh Beberapa Asam...................................................................... 28

Tabel 2.4. Contoh Beberapa Basa��............................................................... 29

Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Absorptivitas Surya Material Awal................. 41

Tabel 4.2. Data Hasil Pengujian Absorptivitas Surya Pengeringan Alami......... 41

Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Absorptivitas Surya Pengeringan Dilap......... 42

Tabel 4.4. Data Hasil Pengujian Emisivitas Thermal Material Awal................. 46

Tabel 4.5. Data Hasil Pengujian Emisivitas Thermal Pengeringan Alami......... 46

Tabel 4.6. Data Hasil Pengujian Emisivitas Thermal Pengeringan Dilap.......... 47

Tabel 4.7. Data Hasil Pengujian dengan Sinar Matahari.................................... 51




Get yours now!


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dari jaman dahulu manusia telah mengenal energi, hampir semua

kegiatan manusia membutuhkan energi, tidak hanya manusia tumbuhan

dan mahluk hidup lainnya pasti sangat membutuhkannya. Energi tidak bisa

lepas dari kehidupan ini karena tanpa adanya energi mungkin semuanya

akan punah dan untuk itu alam pun telah menyediakan banyak sekali

sumber-sumber energi yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi itu

semua. Adapun energi yang paling banyak digunakan sekarang ini berasal

dari perut bumi yang sewaktu-waktu dapat habis, misalnya seperti energi

minyak bumi, gas, batu bara dll. Minyak bumi itu sendiri berasal dari

kumpulan fosil-fosil yang telah lama terkubur dan mengendap di dalam

tanah. Seiring perkembangan jaman dan pertumbuhan jumlah penduduk

yang sangat pesat maka kebutuhan akan energi semakin banyak pula dan

itu memaksa untuk menggali dan mengambil energi dari perut bumi secara

besar-besaran. Sementara jumlah energi yang ada di dasar perut bumi ini

kian hari berkurang dan tidak menutup kemungkinan akan habis.

Untuk menindaklanjuti itu semua kita wajib dan sepantasnya untuk

berfikir serta berusaha bagaimana caranya agar kita bisa menemukan energi

alternatif yang lebih efisien dan yang masih banyak terdapat di alam ini.

Sebenarnya masih banyak sumber daya alam yang ada disekitar kita ini

1




Get yours now!


2

yang dapat dimanfaatkan sebagai energi pengganti minyak bumi yang

jumlahnya kian menipis energi alternatif ini jumlahnya masih berlimpah dan

yang tak akan pernah habis oleh waktu, contohnya : energi surya, energi

gelombang, energi angin, energi air, dan akhir-akhir ini juga telah

dikembangkan energi gas dari kotoran hewan dan juga energi pengganti

bensin yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Sebagai negara yang memiliki

panas matahari yang berlimpah karena musim panas lebih panjang

dibandingkan dengam musim dingin maka kita dapat memanfaatkan

kelebihan ini untuk memilih salah suatu energi alternatif yang cocok untuk

digunakan di negara Indonesia tercinta ini yaitu menggunakan energi surya.

Enegi surya selain banyak terdapat disekitar kita juga hemat dan yang tidak

kalah pentingnya adalah ramah lingkungan. Dengan memanfaatkan potensi

energi tersebut maka dapat digunakan teknologi radiasi termal (thermal

radiation) yaitu radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu benda

karena suhunya. Bila energi radiasi menimpa permukaan suatu benda maka

sebagian dari radiasi itu akan dipantulkan (refleksi), sebagian diserap

(absorpsi), dan sebagian lagi diteruskan (transmisi). Ada dua fenomena

refleksi yang dapat diamati bila radiasi menimpa permukaan. Jika sudut

jatuhnya sama dengan sudut refleksi maka dikatakan refleksi itu spekular,

dilain pihak apabila berkas yang jatuh itu tersebar secara merata kesegala

arah sesudah refleksi maka refleksi itu disebut baur (diffuse).

Untuk mengambil panas dari surya kita dapat menggunakan alat

penerima/pengumpul yang disebut kolektor yang berfungsi untuk



Get yours now!


3

mengumpulkan radiasi surya sebanyak mungkin dan mengalirkan energi

yang didapat ke fluida kerja. Hal yang harus diperhatikan dalam kolektor ini

adalah efisiensi konversi, yang semuanya dipengaruhi oleh sifat-sifat pada

pelat absorber pada kolektor itu sendiri. Namun demikian juga harus

diperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi pelat absorber, dalam

penggunaannya untuk menyerap radiasi surya (radiasi gelombang pendek),

dalam hal ini disebut faktor absorptivitas surya, semakin besar nilai

absorptivitasnya maka semakin besar efisisensi konversi pelat absorber

tersebut. Dengan keadaan pelat absorber yang menyerap radiasi surya maka

temperatur pelat akan naik, sehingga dengan sifat alami suatu benda yang

bertemperatur lebih tinggi dari benda sekitar akan memancarkan energi

secara radiasi.

Biasanya permukaan benda yang kasar lebih menunjukan sifat baur

dari pada permukaan benda yang halus (mengkilap). Pengaruh kekasaran

permukaan terhadap sifat-sifat radiasi termal bahan merupakan masalah

yang akan menjadi bahan penelitian. Untuk mendapatkan sifat tersebut

sangat tidak mungkin diperoleh dari alam, tetapi dapat diperoleh dengan

beberapa metode diantaranya vacuum evaporation, vacuum sputtering, ion

exchange, chemical vapour disposition, chemical oxidation, dipping in

chemical baths, electroplating, spraying, screen printing, brass painting,

mekanik (grinding), dll.



Get yours now!


4

1.2. Batasan Masalah

1. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah pelat alumunium

dengan tebal 2 mm.

2. Metode peningkatan absorptivitas termal pelat yang digunakan adalah

secara dipping in chemical baths.

3. Dengan metode dipping in chemical baths benda uji permukaannya

dikasarkan dengan cara direndam pada larutan NaOH dengan waktu

dan cara yang beragam.

4. Hanya dilakukan pengujian untuk mencari besar absorptivitas dan

emisivitas.

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk :

1. Mengetahui absorptivitas surya termal dan emisivitas termal pada pelat

aluminium yang telah direndam pada larutan NaOH.

2. Mencari metode pencelupan yang menghasilkan absorptivitas termal

yang paling tinggi.

3. Mencari data untuk mendukung pengadaan energi alternatif yang lebih

hemat dan bermanfaat.

4. Membandingkan hasil penelitian dengan penelitian lain yang sudah

ada.



Get yours now!


5

1.4. Sistematika Penulisan

Pada bab I penulis membahas tentang latar belakang, batasan

masalah, serta sistematika penulisan, pada bab II akan diuraikan tentang

pengertian perpindahan kalor dan juga tiga modus perpindahan kalor dan

segala macam tentang pelat absorber serta pengertian tentang aluminium.

Metode yang digunakan dalam penelitian, bahan yang digunakan serta

urutan pada proses pembuatan dan pengujian spesimen dijelaskan pada

bab III untuk pembahasan dan data hasil pengujian dibahas pada bab IV.

Bab V dijelaskan tentang kesimpulan dan saran-saran.



Get yours now!


BAB II

DASAR TEORI

2.1. Pengantar

Di dalam perancangan peralatan konversi energi surya sebuah kolektor

berperan sangat penting untuk menentukan besar kecilnya energi yang

diserap, dipantulkan dan yang diteruskan. Selain itu yang sangat

menentukan pula besar atau kecilnya energi yang dikonversi adalah aliran

fluidanya. Pada umumnya peralatan seperti ini menggunakan fluida cairan,

karena koefisisen aliran laminer dan koefisien perpindahan panas dalam pipa

sama. Untuk memperbesar perpindahan panas biasanya aliran laminer dibuat

supaya menjadi turbulen dengan memberikan gangguan pada aliran itu.

Energi surya pada sebuah kolektor menggunakan prinsip perpindahan

panas radiasi, konveksi, dan konduksi. Panas yang diserap oleh pelat

penyerap secara konduksi dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah

yang bertemperatur rendah dialirkan sepanjang pelat tersebut dan melalui

dinding saluran, kemudian panas dialirkan ke fluida dalam saluran secara

konveksi. Selanjutnya pelat penyerap yang panas itu melepaskan panas ke

pelat penutup kaca (umumnya menutupi kolektor) secara radiasi. Yang

terpenting dalam sebuah kolektor surya adalah bagaimana cara

menggunakan energi surya itu secara optimal, yaitu dengan mengatur

kedudukan permukaan kolektor pada berbagai sudut terhadap bidang

horisontal.

6




Get yours now!


7

2.2. Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor atau alih bahan (heat transfer) adalah ilmu untuk

meramalkan perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu

diantara benda atau material. Istilah-istilah yang digunakan untuk

menyatakan tiga modus perpindahan kalor, yaitu konduksi atau hantaran,

konveksi atau ilian dan radiasi atau sinaran.

2.2.1. Perpindahan Kalor Konduksi

Perpindahan energi terjadi dari bagian yang bersuhu tinggi

kebagian yang bersuhu rendah. Kita katakan bahwa energi berpindah

secara konduksi atau hantaran dan bahwa laju perpindahan kalor itu

berbanding dengan gradien suhu normal :

x

T

A

q

Jika dimasukan konstanta proporsionalitas (proportionality constant)

x

TkAq

Di mana :

q = Laju perpindahan kalor, watt

K = konduktivitas termal, W/(m.K)

A = luas penampang tegak lurus pada aliran panas, m2

x

T

= gradien suhu dalam arah aliran panas, -K/m.



Get yours now!


8

2.2.2. Perpindahan Kalor Konveksi

Perpindahan panas secara tak langsung/tanpa media penghantar,

seperti halnya jika udara yang mengalir di atas suatu permukaan panas

kemudian permukaan lain menjadi panas. Apabila aliran udara/fluida

disebabkan oleh sebuah blower maka disebut konveksi paksa. Dalam

perancangan sebuah kolektor surya biasanya perpindahan panas

konveksi dinyatakan dengan hukum pendinginan Newton, sebagai

berikut :

)( TThAq w

Yang diketahui di mana :

h = koefisisen konveksi, W/(m2.K)

A = luas permukaan, m2

Tw = temperatur dinding

T = temperatur fluida, K

Di sini laju perpindahan kalor dihubungkan dengan beda suhu

menyeluruh antara dinding dan fluida, dan luas permukaan A. Besaran h

disebut koefesien perpindahan kalor konveksi (convection heat transfer

coefficient). Dari pembahasan di atas diharapkan bahwa perpindahan

kalor konveksi bergantung pada viskositas fluida disamping

ketergantungannya kepada sifat-sifat termal fluida tersebut.

2.2.3. Perpindahan Kalor Radiasi

Berlainan dengan mekanisme konduksi dan konveksi, dimana

perpindahan energi terjadi melalui bahan antara, kalor juga dapat



Get yours now!


9

berpindah melalui daerah-daerah hampa. Mekanisme disini adalah

sinaran atau radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu benda

karena suhunya. Bila energi radiasi menimpa permukaan suatu benda,

maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian diserap

(absorpsi), dan sebagian lagi diteruskan (transmisi), seperti digambarkan

pada gambar 2.1. Fraksi yang dipantulkan kita namakan reflektivitas

(ñ), fraksi yang diserap absorptivitas (á) fraksi yang diteruskan

teransmisivitas( ô), maka :

á + ñ+ ô = 1

Kebanyakan benda padat tidak meneruskan radiasi termal, sehingga

transmisivitas dapat dianggap nol,

á + ñ = 1

Radiasi datang Refleksi

Absorpsi

Transmisi

Gambar 2.1. Pengaruh radiasi datang

Ada dua fenomena refleksi yang dapat diamati bila radiasi menimpa

suatu permukaan. Jika sudut jatuhnya sama dengan sudut refleksi maka

dikatakan refleksi itu spekular (specular). Dilain pihak apabila berkas



Get yours now!


10

yang jatuh itu tersebar secara merata kesegala arah sesudah refleksi,

maka refleksi itu disebut baur ( diffuse). Biasanya permukaan yang kasar

lebih menunjukan sifat baur dari pada permukaan yang diupam

mengkilap. Demikian pula permukaan yang diupam lebih spekular dari

pada permukan kasar. Pengaruh kekasaran permukaan terhadap sifat-

sifat radiasi termal bahan sangat besar peranannya, sehingga ini yang

perlu kita pelajari lebih dalam.

Sumber Sumber

Sinar refleksi

Bayangan cermin Sumber (a) (b)

Gambar 2.2. (a) Refleksi spekular dan (b) refleksi baur

Hukum Kirchoff mengatakan bahwa suatu benda yang berada dalam

kesetimbangan termodinamik akan mempunyai absorptivitas () yang sama

dengan emisivitas () pada suatu panjang gelombang tertentu atau dapat

dinyatakan dengan persamaan :

=



Get yours now!


11

Persamaan di atas hanya berlaku untuk permukaan yang tidak bergantung pada

sudut azimut , dan sudut polar . Jika permukaan tersebut tergantung pada

sudut azimut dan sudut polar maka persamaan di atas akan menjadi :

(= (

W

E

N

S

Permukaanhorisontal

Sudut azimut

F A

µ

Sudutpolar

Z

P

Gambar 2.3. Sudut azimut dan sudut polar

Untuk permukaan yang tidak transparan (opaque) maka radiasi hanya akan

diserap dan dipantulkan karena permukaan yang tidak transparan tidak

meneruskan radiasi ( = 0) sehingga persamaan menjadi :

+ = + = 1

atau secara umum :

(= ((ii

Dari persamaan di atas dapat disimpulkan emisivitas dan absorptivitas dapat

diketahui jika reflektivitas diketahui.

Efisiensi kolektor dalam mengkonversikan energi surya menjadi energi

termal tergantung pada :



Get yours now!


12

1. Faktor absorptivitas surya pelat absorber pada radiasi surya yang datang.

2. Emisivitas termal pelat absorber pada panjang gelombang yang panjang.

3. Kerugian panas karena konduksi, konveksi dan radiasi. Selain itu bahan

pelat absorber harus memiliki konduktivitas termal yang baik dan panas

jenis yang kecil.

Efisiensi sebuah kolektor dapat dinyatakan dengan persamaan :

T

aiLRR G

TTUFF

dengan :

FR : faktor pelepasan panas

: faktor transmitan-absorpan kolektor

UL : koefisien kerugian (W/(m2.K))

Ti : temperatur fluida masuk kolektor (K)

Ta : temperatur sekitar (K)

GT : radiasi yang datang (W/m2)

Gambar 2.4. Contoh penggunaan pelat absorber pada kolektor surya termal



Get yours now!


13

Dari persamaan efisiensi terlihat bahwa jika faktor absorptivitas surya ()

membesar maka efisiensi () akan membesar. Koefisien kerugian (UL)

merupakan fungsi beberapa faktor diantaranya emisivitas termal (). Jika

emisivitas termal membesar maka koefisien kerugian membesar, sehingga

efisiensi akan berkurang. Idealnya pelat absorber memiliki faktor absorptivitas

surya yang besar dan emisivitas termal yang rendah. Dari beberapa metode

peningkatan efisiensi kolektor, penggunaan permukaan selektif merupakan

cara yang paling efektif dan ekonomis. Dari beberapa penelitian yang

dilakukan ternyata peningkatan harga faktor absorptivitas surya memberikan

pengaruh yang lebih besar dibandingkan penurunan faktor emisivitas termal

terhadap peningkatan efisiensi kolektor. Faktor lain yang mempengaruhi

koefisien kerugian adalah kualitas isolasi, makin baik isolasi maka makin kecil

harga koefisien kerugian.

Perolehan panas berguna dari kolektor dapat dinyatakan dengan persamaan :

)(W/m G.q 2Tu

Dari persamaan di atas ini terlihat bahwa jumlah panas berguna tergantung dari

efisiensi kolektor.

Emisivitas termal adalah perbandingan total energi yang dipancarkan suatu

permukaan dengan total energi yang dipancarkan benda hitam pada temperatur

yang sama. Pada permukaan nyata emisivitas termal merupakan fungsi panjang

gelombang radiasi, sudut datang, temperatur permukaan dan keadaan

permukaan (kekasaran, warna, bahan, dll). Menurut Stefan-Boltzmann energi

yang dipancarkan suatu permukaan dinyatakan dengan:



Get yours now!


14

4A

4S TT ó åq

dengan :

q : energi yang dipancarkan (W/m2)

: emisivitas termal

: konstanta Stefan Boltzmann = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

TS : temperatur permukaan (K)

TA : temperatur sekitar (K)

Untuk benda hitam faktor emisivitas termal () = 1, sehingga persamaan

menjadi :

4A

4Sb TT ó q

dan :

bq

q

Pada penelitian ini energi yang dipancarkan (q) diukur dengan radiometer

sehingga emisivitas termal () dapat diketahui.

2.3. Pelat Absorber

2.3.1. Sifat-sifat Pelat Absorber

Bila ditinjau dari bahan pelat absorber yang digunakan perlu

memperhatikan sifat-sifatnya, karena merupakan salah satu faktor

penentu efisiensi pemanfaatan energi surya. Sifat-sifat pelat absorber

yang perlu diperhatikan adalah:



Get yours now!


15

1. Faktor absorptivitas yang besar (mendekati satu).

2. Faktor Emisivitas termal yang kecil (mendekati nol).

3. Transisi spectral yang tajam antara absorptivitas yang tinggi

dengan emisivitas termal yang rendah.

4. Sifat optik dan fisik yang stabil.

5. Kualitas kontak pelat dengan lapisan selektif yang baik.

6. Mudah diaplikasikan.

7. Proses pelapisan permukaan selektif yang murah dan tidak

merusak lingkungan (Pandey dan Banerjee, 1998).

2.3.2. Pembuatan Permukaan Selektif

Dalam proses pembuatan permukaan selektif ini, ada banyak

cara untuk memperolehnya. Namun yang memerlukan perhatian

lebih adalah bagaimana cara memperoleh permukaan selektif yang

ideal dengan proses yang ada. Dimana dari hasil permukaan selektif

yang diperoleh harus memiliki faktor absorptivitas surya (á) yang

besar berkisar 0 (nol) sampai 1 (satu), dengan angka semakin

mendekati 1 (satu) akan semakin baik, dan faktor emisivitas termal

(å) yang kecil berkisar 0 (nol) sampai 1 (satu), dengan angka

semakin mendekati 0 (nol) semakin baik. Dari beberapa percobaan

dan penelitian yang pernah ada, diantaranya seperti berikut :



Get yours now!


16

a. Permukaan selektif dengan lapisan oksida tembaga.

Lapisan oksida tembaga dibentuk dengan konversi kimia, yaitu

dengan mencelupkan pelat tembaga yang telah dibersihkan dan

dipolis ke dalam larutan sodium hydroxide dan sodium chloride

panas selama waktu tertentu. Faktor absorptivitas surya (á) yang

didapatkan sebesar 0,89 dan faktor emisivitas termal (å) yang

didpatkan sebesar 0,17 (Choudhury, 2002).

b. Permukaan selektif oksida cobalt.

Dapat dibuat dengan metode electroplating pada pelat baja-nikel,

dengan metode ini didapatkan faktor absorptivitas surya (á) antara

0,87 � 0,92 dan faktor emisitvitas termal (å) antara 0,07 � 0,08

(Choudhury, 2002).

c. Permukaan selektif dengan metode sputtering.

Dengan mengganti lapisan anti korosi dari nickel-chromium

menjadi copper-nickel. Dengan metode ini dapat menaikkan

absorptivitas surya (á) dari 0,89 � 0,91 menjadi 0,97, dan

menurunkan faktor emisivitas termal dari 0,12 menjadi 0,06

(Gelin, 2004).

d. Permukaan selektif dengan metode elektrokimia.

Dengan oksidasi alumunium dan pigmentasi nikel, dapat

menghasilkan absorptivitas surya (á) sebesar 0,91 dan emisivitas

termal sebesar 0,17 (Kadirgan et al, 1999).



Get yours now!


17

e. Permukaan selektif dengan metode grinding.

Untuk memperoleh permukann selektif dengan metode grinding

ini, menggunakan kekasaran permukaaan 1ìm - 2ìm.

Absorptivitas surya (á) yang dihasilkan sebesar 0,90 dan emisivitas

termal (å) yang dihasilkan sebesar 0,25 (Konttinen et al, 2003).

Namun dengan metode grinding ini, setelah diuji dengan

mikrostruktur terdapat variasi pada penggunaan komposisi dan

struktur dari alat grinding. Penggunaan komposisi dan struktur

yang tepat dapat mempengaruhi hasil absorptivitas surya (á)

sampai diatas 0,94.

2.3.3. Bahan Pelat Absorber

Dalam pemilihan bahan pelat absorber ditentukan dengan

pertimbangan, harus memiliki faktor absorptivitas surya yang besar

(mendekati satu), emisivitas termal yang kecil (mendekati nol),

transisi spektral yang tajam antara absorptivitas surya yang tinggi

dengan emisivitas termal yang rendah, sifat optik dan fisik yang

stabil, kualitas kontak pelat dengan lapisan selektif yang baik dan

mudah di aplikasikan. Maka dari itu dipilih Aluminium sebagai

bahan pelat absorber karena tidak beracun, relatif murah dan mudah

didapatkan di pasaran serta memiliki sifat dasar yang baik sebagai

pelat absorber.



Get yours now!


18

2.4. Alumunium

Aluminium adalah unsur logam yang dapat dijumpai dalam kerak

bumi dan terdapat dalam batuan seperti felspar dan mika. Aluminium juga

merupakan logam yang keras, kuat, ringan dan berwarna putih meskipun

sangat elektropositif bagaimanapun juga tahan terhadap korosi karena

lapisan oksida yang kuat dan liat terbentuk pada permukaannya serta masih

banyak lagi sifat-sifat baik lainnya sebagai sifat logam. Akan tetapi

aluminium murni juga memiliki sifat mampu cor dan mekanis yang kurang

baik. Oleh karena itu untuk mendapatkan sifat-sifat mekanis yang lebih baik

dan yang sesuai dengan kebutuhan produksi biasanya aluminium dapat

dipadukan dengan logam-logam lainnya seperti dengan penambahan Cu,

Mg, Zn, Ni, dsb, secara satu persatu atau bersama-sama. Penggunaan

Aluminium sebagai logam setiap tahunnya berada pada urutan kedua setelah

besi dan baja, dan tertinggi diantara logam non-ferous lainnya. Hal ini

disebabkan oleh sifat-sifat Alumunium yang antara lain:

- Kuat

- Ringan

- Tahan korosi

- Mudah dibentuk

- Mempunyai konduktivitas panas dan listrik yang tinggi



Get yours now!


19

Tabel 2.1. Sifat � sifat fisik Aluminium

Kemurnian Al (%) Sifat - sifat

99,996 >99,0

Massa jenis (20o C) 2,6989 2,71

Titik cair 660,2 653-657

Panas jenis (cal/g.oC) (100oC) 0,2226 0,2297

Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil)

Tahanan listrik koefisien temperatur

(oC) 0,00429 0,0115

Koefisien pemuaian (20-100oC) 23,86x10-6

23,5 x10-6

Jenis kristal, konstanta kisi fcc fcc

Tabel 2.2. Sifat � sifat mekanik Aluminium.

Kemurnian Al (%)

99,996 > 99,0 Sifat - sifat

Dianil 75 % dirol dingin Dianil H18

Kekuatan tarik (kg/mm2) 4,9 11,6 9,3 16,9

Kekuatan mulur (0,2%) (kg/mm2) 1,3 11,0 3,5 14,8

Perpanjangan (%) 48,8 5,5 35 5

Kekerasan Brinell 17 27 23 44



Get yours now!


20

2.4.1. Sifat-sifat Aluminium

Aluminium merupakan logam non-ferous yang banyak

digunakan karena memiliki sifat-sifat :

1. Kerapatan (density)

Aluminium mempunyai berat jenis rendah yaitu sebesar 2700

kg/m3 (bandingan terhadap baja yang mempunyai kerapatan 7770

kg/m3)

2. Tahan terhadap korosi

Untuk logam non-ferous dapat dikatakan bahwa makin besar

kerapatannya maka makin baik daya tahan korosinya, tetapi

Aluminium merupakan pengecualian. Walaupun Aluminium

mempunyai daya senyawa tinggi terhadap oksigen (O2) atau

logam aktif dan oleh sebab itu dikatakan bahwa Aluminium

sangat mudah sekali teroksidasi (korosi), tetapi dalam kenyataan

Aluminium mempunyai daya tahan yang baik terhadap korosi.

Hal ini disebabkan oleh lapisan/selaput tipis oksida transparan

diseluruh permukaannya. Selaput ini mengendalikan laju korosi

dan melindungi lapisan di bawahnya dari serangan atmosfir

berikutnya.

3. Sifat mekanis

Aluminium mempunyai kekuatan tarik, kekerasan dan sifat

mekanis lain sebanding paduan bukan besi (non-ferous alloys)

lainnya, dan sebanding dengan beberapa jenis baja.



Get yours now!


21

4. Penghantar arus listrik yang baik

Disamping mempunyai daya tahan yang baik terhadap korosi,

Aluminium memiliki daya hantar panas dan listrik yang tinggi.

Daya hantar listrik Aluminium murni sekitar 60% dari daya

hantar listrik Tembaga.

5. Tidak beracun

Aluminium dapat digunakan sebagai bahan pembungkus atau

kaleng makanan dan minuman. Hal ini disebabkan karena reaksi

kimia antara makanan dan minuman tersebut dengan Aluminium

tidak menghasilkan zat beracun yang dapat membahayakan

manusia

6. Sifat mampu bentuk (formability)

Aluminium dapat dibentuk dengan mudah. Aluminium

mempunyai sifat mudah ditempa (malleability) yang

memungkinkannya dibuat dalam bentuk plat/ lembaran tipis.

7. Titik lebur rendah (melting point)

Titik lebur Aluminium relative rendah (660 oC) sehingga sangat

baik untuk proses penuangan dengan waktu peleburan relatif

singkat dan biaya operasi akan lebih murah.

Selain itu sifat-sifat lain yang dimiliki aluminium adalah : anti

magnetic, refleksifitas tinggi, nilai arsitektur dan dekoratif,

mudah dilakukan finishing.



Get yours now!


22

2.4.2. Pengaruh unsur-unsur logam pada paduan Aluminium

antara lain :

1. Si

Keuntungannya :

- Mempermudah didalam pengecoran.

- Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.

- Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran.

- Menurunkan penyusutan hasil coran.

Kerugiannya :

- Penurunan kekuatan terhadap beban kejut.

- Hasil coran akan rapuh jika kandungan Si terlalu tinggi.

2. Cu

Keuntungan :

- Meningkatkan kekerasan.

- Memperbaiki kekuatan tarik.

- Mempermudah pengerjaan dengan mesin.

Kerugian :

- Menurunkan ketahanan bahan terhadap korosi.

- Mengurangi keuletan bahan.

- Menurunkan mampu bentuk dan mampu rol.

3. Mn

Keuntungan :

- Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada temperatur tinggi.



Get yours now!


23


- Mengurangi pengaruh buruk unsur Fe.

Kerugian :

- Menurunkan kemampuan penuangan.

- Kekerasan butiran partikel meningkat.

4. Mg

Keuntungan :

- Mempermudah di dalam penuangan.

- Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin.


- Meningkatkan kekuatan mekanis.

- Menghaluskan butiran kristal secara efektif.

- Meningkatkan ketahanan terhadap beban kejut/impack.

Kerugian :

- meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil coran.

5. Ni

Keuntungan :

- Meningkatkan kekuatan dan ketahanan bahan pada temperatur

tinggi.


- Menurunkan pengaruh buruk Fe dalam coran.

6. Zn

Keuntungan :



Get yours now!


24

- Meningkatkan sifat mampu cor.

- Meningkatkan sifat mampu mesin.

- Mempermudah pembentukan.

- Meningkatkan keuletan bahan.

- Meningkatkan kekuatan terhadap beban kejut/impack.

Kerugian :

- Menurunkan ketahanan korosi.

- Menurunkan pengaruh baik pada unsur besi.

- Bila kadar Zn terlalu tinggi dapat menyebabkan cacat rongga

udara.

2.5. Larutan Kimia

Dalam hal ini larutan kimia yang digunakan dalam penelitian ini

adalah larutan NaOH.

2.5.1. Konsentrasi Larutan

Dalam larutan dari pada suatu zat di dalam zat lain, zat yang

dilarutkan disebut zat terlarut atau solut (solute). Zat yang

melarutkan zat terlarut itu disebut pelarut atau solven (solvent).

Bila suatu zat terdapat dalam jumlah yang relatif lebih banyak dari

yang lain, maka zat itulah yang biasanya dianggap sebagai pelarut.

Zat terlarut maupun pelarut dapat berupa zat padat, zat cair dan

gas.



Get yours now!


25

Konsenterasi dinyatakan dalam satuan fisika

Bila kita menggunakan satuan fisika, konsetrasi larutan

dapat dinyatakan dengan salah satu dari cara-cara berikut :

1) Dengan massa zat terlarut per satuan volume larutan

(umpamanya, 20 gram KCl per liter larutan)

2) Dengan persen komposisi, atau jumlah satuan massa telarut per

100 satuan massa larutan.

Contoh : larutan 10% dalam air mengandung 10 g NaCl dalam

100 g larutan. 10 g NaCl dilarutakan dalam 90 g air untuk

mendapatkan 100 g larutan.

3) Dengan volume zat telarut per satuan volume larutan.

Konsentrasi dinyatakan dalam satuan kimia

1) Konsentrasi molar (molar concentration), M ialah jumlah mol

zat terlarut yang terkandung di dalam satu liter larutan. M

merupakan lambang kuantitas, yaitu konsentrasi molar, dan M

lambang satuan, mol/L.

larutan volume

molar ikonsentras Mterlarutzatmol

2) Normalitas (normality) suatu larutan, N ialah jumlah gram

ekuivalen zat terlarut yang terkandung di dalam satu liter

larutan. Bobot ekuivalen ialah fraksi (bagian) bobot molekul

yang berkenaan dengan satu satuan tertentu reaksi kimia, dan

satu gram ekuivalen adalah fraksi yang sama dari pada satu

mol.



Get yours now!


26

larutan volume

larutan normalitas Nterlarutzatekuivalengram

3) Molalitas suatu larutan ialah banyaknya mol zat terlarut per

kilogram pelarut yang terkandung dalam suatu larutan.

Molalitas (m) tidak dapat dihitung dari konsentrasi molar (M),

kecuali jika rapatan (densitas) larutan ini diketahui.

larutan volume

)( molar ikonsentras m

terlarutzatn

4) Fraksi mol (mole fraction), x, suatu komponen dalam larutan

didefinisikan sebagai banyaknya mol (n) komponen itu, dibagi

dengan jumlah mol keseluruhan komponen dalam larutan itu.

Jumlah fraksi mol seluruh komponen dalam setiap larutan

adalah satu. Dalam larutan dua komponen,

)()(

)n(terlarut (terlarut)x

pelarutnterlarutn

)()(

n(pelarut) (pelarut)x

pelarutnterlarutn

komponensaluranmol

an bersangkut yangkomponen mol komponen mol fraksi x

Dalam persentase fraksi mol dinyatakan sebagai mol persen.



Get yours now!


27

2.5.2. Sifat-sifat Larutan

Svante A. Arrhenius mengemukakan teori yang disebut teori

asam-basa. Menurutnya :

1. Asam

Asam adalah zat yang menaikkan kosentrasi ion H+ di

dalam larutan.

Contoh :

HCl yang terionisasi menjadi H+ + Cl-

H2SO4 yang terionisasi menjadi 2H+ + SO42-

Asam dapat terjadi bila oksida nonlogam direaksikan dengan

air :

Oksida nonlogam + Air Asam

Contoh :

CO2(g) + H2 O(l) H2CO3 (aq) Karbon dioksida asam karbonat

N2O5(g) + H2O(l) 2HNO3(aq) Nitrogen oksida asam nitrat

Ciri-ciri larutan asam :

- Rasa masam

- Bersifat korosif dan melarutkan beberapa logam

- Semua larutan asam dapat menghasilkan ion hidrogen (H+)

- Larutannya bersifat elektrolit

- Memerahkan kertas lakmus biru



Get yours now!


28

Tabel 2.3. contoh beberapa asam

Nama Rumus Bentuk ionisasinya Sifat elektrolitnya

Asam Bromida

Asam Nitrat

Asam Sulfat

Asam Fosfat

Asam Sulfida

Asam Asetat

HBr

HNO3

H2SO4

H3PO4

H2S

CH3COOH

H+ + Br -

H+ + NO3 -

H+ + SO4 2-

H+ + PO4 3-

H+ + S 2-

H+ + CH3 COO -

Kuat

Kuat

Kuat

Lemah

Lemah

Lemah

2. Basa

Basa adalah zat yang menaikkan konsentrasi ion OH- di

dalam larutan.

Contoh :

NaOH yang terionisasi menjadi Na+ + OH-

Ca(OH)2 yang terionisasi menjadi Ca2+ + 2OH-

Basa dapat terjadi bila oksida logam direaksikan dengan air :

Oksida logam + Air Basa

Contoh :

Na2O + H2 O NaOH Natrium oksida natrium hidroksida CaO + H2 O Ca(OH)2 Kalsium oksida kalsium hidroksida



Get yours now!


29

Ciri-ciri larutan basa :

- Rasanya pahit dan dapat merusak kulit

- Terasa licin di tangan (seperti merasakan larutan sabun)

- Di dalam larutan membentuk ion logam atau gugus

(kumpulan atom) lain yang bermuatan positif dan ion

hidroksil (OH) yang bermuatan negatif.

- Larutannya bersifat elektrolit

- Membirukan kertas lakmus merah

Tabel 2.4. contoh beberapa basa

Nama Rumus Bentuk ionisasinya Sifat elektrolitnya

Natrium Hidroksida

Kalsium Hidroksida

Amonium Hidroksida

NaOH

Ca(OH)2

NH4OH

Na+ + OH -

Ca 2+ + 2OH -

NH4+ + OH -

Kuat

Kuat

Lemah



Get yours now!


BAB III

METODE PENELITIAN

Pada bab ini dimbahas tentang metode yang digunakan dalam penelitian,

bahan yang digunakan adalah pelat alumunium dan pelarut kimia yaitu NaOH

teknis dengan variasi kadar 20% (pH = 13-14).

3.1. Skema Penelitian

Gambar 3.1. Diagram Alur Penelitian

30

Bahan Pelat Alumunium

Pembuatan Spesimen

Al Tanpa Dicelupkan NaOH

Al Dicelupkan NaOH 20% Lalu Diangkat

Dibersihkan

Al Dicelupkan NaOH 20% dan Diangkat Tanpa bersihkan

Kesimpulan

Literatur

Pengujian Absorptivitas Surya

Pengujian Emisivitas Termal

Analisis Data

Pembahasan

Pengujian dengan Sinar Matahari




Get yours now!


31

3.2. Cara Penelitian

Berikut di bawah ini langkah yang dibutuhkan dalam penelitian :

1. Literatur

Mencari dan mempelajari literatur yang berhubungan dengan penelitian

ini.

2. Konsultasi

Melakukan wawancara dengan pihak-pihak yang terkait dengan

pengetahuan tentang penulisan ini, misalnya dosen, mahasiswa yang

memiliki pengetahuan dibidang ini.

3. Pembuatan spesimen

Dalam penelitian ini spesimen dibuat di laboratorium Ilmu Teknologi

Mekanik, jurusan Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

4. Pengujian spesimen

Pengujian spesimen yang dilakukan adalah pengujian absorptivitas

termal dan emisivitas termal, yang dilakukan di laboratorium

Perpindahan Panas, jurusan Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

5. Analisis data

Dari hasil pengujian selanjutnya akan dianalisa dan disesuaikan dengan

aturan yang telah ditetapkan untuk mendapatkan kesimpulan akhir yang

sesuai dengan tujuan penelitian.



Get yours now!


32

3.3. Proses Pembuatan Benda Uji

Benda uji yang akan diuji, harus dipersiapkan terlebih dahulu. Persiapannya

sebagai berikut : sebelum permukaan pelat dicelupkan larutan NaOH pelat

diukur dan dipotong sesuai dimensi yang diinginkan, untuk pengujian

langsung dengan sinar matahari pelat dipotong dengan ukuran : panjang

165mm, lebar 125 mm, tebal 2 mm, untuk pengujian absorptivitas dan

emisivitas surya pelat dipotong dengan ukuran : panjang 50 mm, lebar 30

mm, dengan tebal yang sama 2 mm, seperti pada Gambar 3.2

Gambar 3.2. Bentuk Benda Uji

3.4. Proses Pencelupan dalam Larutan NaOH

Proses pencelupan dilakukan pada spesimen dengan beberapa tahap sebagai

berikut :



Get yours now!


33

1. Spesimen yang telah dibentuk sesuai dengan ukuran dibersihkan dari

berbagai macam kotoran sisa yang menempel pada spesimen saat

proses pembuatan.

2. Gelas kaca disiapkan untuk menempatkan larutan NaOH teknis.

3. NaOH ditimbang sesuai dengan variasi-variasi yang diinginkan.

4. Lalu NaOH yang telah ditimbang tersebut dilarutkan pada air dengan

volume tertentu untuk mendapatkan konsenterasi atau kepekatan yang

diinginkan yang dinyatakan dalam satuan fisika.

5. Selanjutnya spesimen dimasukan ke dalam gelas kaca yang berisi

larutan NaOH dalam jangka waktu tertentu.

6. Setelah spesimen direndam dalam larutan NaOH dalam waktu yang

diinginkan lalu diangkat dan dibiarkan kering, ada dua cara

pengeringan yaitu :

Dengan cara dibiarkan kering alami berlahan-lahan

Dengan cara dilap

3.5. Larutan

Pencelupan pada larutan NaOH teknis untuk tiap variasi permukaan :

1. Variasi A, Pencelupan dengan kadar NaOH 20% (pH =13-14) dengan

pengeringan alami :

Diket : air : 80 g

NaOH : 20 g

A1 waktu pencelupan = 5 detik



Get yours now!


34



2. Variasi B, Pencelupan dengan kadar NaOH 20% (pH =13-14)

pengeringan dengan lap :

Diket : air : 80 g

NaOH : 20 g

B1 waktu pencelupan = 5 detik



3.6. Pengujian Bahan

Pengujian ini meliputi pengujian absorptivitas surya dan pengujian

emisivitas termal serta pengujian dengan sinar matahari.

3.6.1. Pengujian Absorptivitas Surya

Pengujian absorptivitas surya ini, mencari besar energi yang

diserap oleh alumunium yang telah dicelupkan pada larutan NaOH.

Pengujian ini dilakukan dengan mengunakan kotak yang terbuat dari

kertas tebal berbentuk siku yang tidak dapat tertembus cahaya luar

dan dilengkapi dengan lampu halogen 150 W sebagai sumber radiasi

gelombang panjang, dengan media solar cell sebagai alat pembaca

radiasi gelombang panjang yang dipancarkan oleh permukaan pelat

alumunium. Setelah itu output dari solar cell terbaca dengan multi



Get yours now!


35

meter yang dinyatakan dalam tegangan (Volt) pada skala 20 Volt

DC.

Lampu Halogen

Solar Cell

Aluminium

Gambar 3.3. Alat Penguji Absorptivitas

Setelah besar energi yang dipantulkan diketahui, maka besar energi yang

diserap oleh alumunium dapat diketahui dengan persamaan, yaitu:



Get yours now!


36

+ = 1

Di mana :

= absorptivitas surya pada suatu panjang gelombang

tertentu.

= reflektivitas surya pada suatu panjang gelombang tertentu.

Tujuan pengujian absorptivitas surya:

1. Untuk mengetahui kemampuan suatu bahan dalam menyerap panas.

2. Untuk menentukan proses pembuatan permukaan.

3.6.2. Pengujian Emisivitas Termal

Pada pengujian emisiviatas termal ini digunakan alat penguji

radiasi termal.

Langkah penelitian

a. Mempersiapkan benda uji

Bahan uji dipasang pada pemegangnya yang telah dipersiapkan

sebelumnya sesuai bentuk dan dimensi benda uji. Langkah

pemasangan spesimen dapat dilihat pada Gambar 3.4.



Get yours now!


37

Gambar 3.4. Pemasangan Spesimen

b. Pelaksanaan penelitian

Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium

Perpindahan Panas Universitas Sanata Dharma. Dengan

menggunakan alat penguji radiasi termal kita dapat meneliti

kemampuan radiasi suatu bahan bila diberi panas. Selanjutnya

setelah benda uji terpasang dengan benar, begitu juga dengan

thermocouple dan radiometer, maka kita hidupkan source

(sumber panas) dengan memasang daya pada skala 4,5 strip.

Pemasangan benda uji berjarak 50 mm dari source dan 60 mm

dari radiometer dengan posisi seperti pada Gambar 3.4. Semua

pengambilan data berdasarkan sebuah data dengan kondisi awal

sebagai berikut:

TS1 = suhu awal permukaan alumunium ( ° C )

= 31° C



Get yours now!


38

TS2 = suhu akhir permukaan alumunium ( ° C )

TA = suhu sekitar ( ° C )

= 27 °C

R0 = radiasi awal

= 2

R1 = radiasi akhir

t = waktu pemberian panas (menit)

= 5 menit

Alat untuk membaca data suhu dan radiasi bisa dilihat Gambar

3.5 di bawah ini.

Gambar 3.5. Panel indikator



Get yours now!


39

Setelah diketahui nilai radiasi akhir ( R1 ) dan suhu akhir ( TS ),

maka dapat diketahui nilai emisivitas termalnya dengan

persamaan berikut:

4A

4S TT ó åq

di mana :


: 5,59 × R1

: emisivitas termal

: konstanta Stefan boltzmann = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

TS : temperatur akhir permukaan ( K )

TA : temperatur sekitar ( K )

c. Tujuan pengujian emisivitas termal:

1. Untuk mengetahui besar panas yang dilepas oleh suatu bahan.

2. Untuk mengetahui cara mengurangi pelepasan panas suatu

bahan.

3.6.3. Pengujian dengan Sinar Matahari

Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan sinar matahari langsung

untuk mencari besarnya suhu yang dapat dicapai oleh plat dari panas sinar

matahari tersebut.

Langkah penelitian

a. Mempersiapkan benda uji



Get yours now!


40

Bahan uji dimasukan dalam kotak yang terbuat dari kaca

transparan yang berfungsi untuk menjaga suhu di dalamnya tetap

stabil dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Pemasangan Spesimen

b. Pelaksanaan penelitian

Pelaksanaan penelitian dilakukan di tempat terbuka dan dijemur di

bawah sinar matahari langsung antara pukul 12.00-13.00 WIB

untuk memperoleh panas matahari yang maksimal. Dengan

menggunakan alat penguji thermocouple dapat diperoleh besarnya

suhu pada waktu yang sama untuk masing-masing benda uji.

c. Tujuan pengujian langsung dengan sinar matahari

1. Untuk mengetahui besarnya suhu yang dicapai.

2. Untuk mengetahui benda uji yang paling bagus menyerap

panas.



Get yours now!


41

BAB IV

DATA PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Pengujian Absorptivitas

Pengujian absorptivitas ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan

setiap spesimen menyerap energi panas setelah dicelupkan dalam larutan

NaOH dengan kadar 20 %.

Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Absorptivitas Surya Material Awal

Tabel 4.2. Data Hasil Pengujian Absorptivitas Surya Pengeringan Alami

Spe

sim

en Varisasi

waktu celup

(detik)

Tegangan Solar Cell Pantulan

dari Al (volt)

Tegangan Solar Cell

Tanpa Pantulan

(volt)

Reflektivitas Al (ñAl)

Absorptivitas Al (áAl)

Rata-rata Absorptivitas

A1a 1.68 2.66 0.631579 0.368421 A1b 1.76 2.66 0.661654 0.338346 A1c

5 1.83 2.66 0.68797 0.312030

0.339599

A2a 1.83 2.66 0.68797 0.31203 A2b 1.83 2.66 0.68797 0.31203

A2c

10 1.88 2.66 0.706767 0.293233

0.305764

A3a 1.8 2.66 0.676692 0.323308

A3b 1.77 2.66 0.665414 0.334586

A3c

15

1.74 2.66 0.654135 0.345865

0.334586

No Material Awal

Spesimen Tegangan Solar Cell

Pantulan dari Al

(volt)

Tegangan Solar Cell

Tanpa Pantulan

(volt)

Reflektivitas Al( ñAl )



1 2.58 2.66 0.969925 0.030075 2

2.56 2.66 0.962406 0.037594 1 Al

3 2.56 2.66 0.962406 0.037594

0.035088




Get yours now!


42

Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Absorptivitas Surya Pengeringan Dengan Dilab

Dengan menambah waktu pencelupan tidak berpengaruh secara

signifikan pada hasil pengujian absorptivitas. Di sini tidak dapat

disimpulkan bahwa semakin lama waktu pencelupan semakin besar nilai

absoptivitasnya atau sebaliknya. Hal itu kemungkinan disebabkan oleh

beberapa faktor yang kurang sempurna antara lain :

- Proses pencelupan

- Proses pengeringan

- Pembacaan multi meter

Walaupun demikian hasil pengujian secara keseluruhan dapat

mencapai angka absorptivitas yang diharapkan lebih besar dari permukaan

aluminium awal/tidak diproses. Dengan pengujian radiasi dapat diketahui

besar angka reflektivitas, yang besarnya berbanding terbalik dengan besar

absorptivitas. Untuk mencari besar absortivitas melalui perbandingan besar

tegangan solar cell pantulan dari aluminium dengan besar tegangan

Spes

imen

Varisasi waktu celup

(detik)

Tegangan Solar Cell

Pantulan dari Al

(volt)

Tegangan Solar Cell

Tanpa Pantulan

(volt)

Reflektivitas Al (ñAl)



B1a 2.25 2.66 0.845865 0.154135 B1b 2.26 2.66 0.849624 0.150376 B1c

5 2.2 2.66 0.827068 0.172932

0.159148

B2a 2.3 2.66 0.864662 0.135338 B2b 2.24 2.66 0.842105 0.157895 B2c

10 2.2 2.66 0.827068 0.172932

0.155388

B3a 2.11 2.66 0.793233 0.206767

B3b 2.26 2.66 0.849624 0.150376

B3c

15

2.17 2.66 0.815789 0.184211

0.180451



Get yours now!


43

langsung dari solar cell, dapat dicari menggunakan persamaan sebagai

berikut:

áë + ñë = 1 .................................................................................. ( 1 )

di mana,

áë : absorptivitas surya

ñë : reflektivtas surya

maka,

áë= 1 - ñë ................................................................................... ( 2 )

= 1 -

SolarcellTegangan

AlPantulancellSolarTegangan

Diagram Uji Absorptivitas

0.03760.0376

0.0301

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

1 2 3

Spesimen Awal

Ab

sorp

tivi

tas

Gambar 4.1. Diagram absorptivitas tanpa pencelupan



Get yours now!


44

0.3396 0.3346

0.3058

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

5 10 15

Waktu Pencelupan (detik)

Ab

sorp

tivi

tas

Gambar 4.2. Diagram pengaruh waktu pencelupan pada absorptivitas (pengeringan alami)

0.1591 0.1554

0.1805

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

5 10 15


Ab

sorp

sivi

tas

Gambar 4.3. Diagram pengaruh waktu pencelupan pada absorptivitas (pengeringan dengan dilap)



Get yours now!


45

0.3396

0.30580.3346

0.1591 0.15540.1805

0.0351

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

A A1 A2 A3 B1 B2 B3

Spesimen

Ab

sorp

tivi

tas

A = tanpa perlakuan, A1 = pencelupan 5 detik (pengeringan alami), A2 = pencelupan 10 detik (pengeringan alami), A2 = pencelupan 15 detik (pengeringan alami) B1 = pencelupan 5 detik (pengeringan dengan lap), B2 = pencelupan 10 detik (pengeringan dengan lap),

B3 = pencelupan 15 detik (pengeringan dengan lap)

Gambar 4.4. Diagram pengaruh pencelupan NaOH pada absorptivitas untuk seluruh spesimen

4.2. Analisis Pengujian Emisivitas

Pengambilan data emisivitas ini bertujuan untuk mengetahui seberapa

besar suatu bahan melepas energi panas dibanding penyerapannya.

Diketahui bahwa dengan merusak permukaan suatu bahan �Aluminium�

dengan mencelupkan ke dalan larutan NaOH dapat menyebabkan perubahan

emisivitas pada bahan tersebut. Data-data yang diambil dalam penelitian ini

adalah data emisivitas thermal, yaitu sebagai berikut :



Get yours now!


46

Tabel 4.4. Data Hasil Pengujian Emisivitas Thermal Material Awal.

Thermocouple 1

Thermocouple 2

Tabel 4.5. Data Hasil Pengujian Emisivitas Thermal Pengeringan Alami

Thermocouple 1

Spes

ime


(detik)

Suhu Al (TS) (°C)

Suhu Sekitar

(TA) (°C)

Radiasi Thermal

(R)

Energi yg Dipancarkan (q)

(W/m2)

Emisivitas Thermal

(å)

Rata-rata Emisivitas

A1a 47 27 18 100.62 0.7438

A1b 49 27 21 117.39 0.7812

A1c

5

48 27 22 122.98 0.8616

0.795521

A2a 44 27 19 106.21 0.9375

A2b 50 27 22 122.98 0.7789

A2c

10

50 27 22 122.98 0.7789

0.831791

A3a 46 27 22 122.98 0.9617

A3b 55 27 22 122.98 0.6243

A3c

15

51 27 24 134.16 0.8103

0.798777

No Material Awal

Spesimen Suhu Al (TS) (°C)

Suhu Sekitar (TA) (°C)

Radiasi Thermal

(R)

Energi yg Dipancarkan

(q) (W/m2)

Emisivitas Thermal

(å)


1 39 27 4 22.36 0.2866 2 40 27 3 16.77 0.1975 1 Al 3 40 27 3 16.77 0.1975

0.227176

No Material Awal

Spesimen Suhu Al (TS) (°C)

Suhu Sekitar (TA) (°C)

Radiasi Thermal

(R)

Energi yg Dipancarkan

(q) (W/m2)

Emisivitas Thermal

(å)


1 39.1 27 4 22.36 0.2841

2 42.1 27 3 16.77 0.1682 1 Al 3 42.2 27 3 16.77 0.1670

0.206463



Get yours now!


47

Thermocouple 2

Spes

ime


(detik)

Suhu Al (TS) (°C)

Suhu Sekitar

(TA) (°C)

Radiasi Thermal

(R)


(W/m2)

Emisivitas Thermal

(å)


A1a 50.2 27 18 100.62 0.6312

A1b 48.7 27 21 117.39 0.7931

A1c

5

50.7 27 22 122.98 0.7533

0.725881

A2a 48.2 27 19 106.21 0.7363

A2b 49.6 27 22 122.98 0.7943

A2c

10

50.6 27 22 122.98 0.7569

0.762501

A3a 52.2 27 22 122.98 0.7033

A3b 57.7 27 22 122.98 0.5619

A3c

15

52.5 27 24 134.16 0.7571

0.674068

Tabel 4.6. Data Hasil Pengujian Emisivitas Thermal Pengeringan Dengan Dilap

Thermocouple 1

Spes

ime Varisasi

waktu celup

(detik)

Suhu Al (TS) (°C)

Suhu Sekitar

(TA) (°C)

Radiasi Thermal

(R)


(W/m2)

Emisivitas Thermal

(å)


B1a 38 27 9 50.31 0.7070 B1b 43 27 8 44.72 0.4215 B1c

5 45 27 13 72.67 0.6028 0.577123

B2a 45 27 9 50.31 0.4173 B2b 47 27 13 72.67 0.5372 B2c

10 46 27 8 44.72 0.3497 0.434757

B3a 48 27 15 83.85 0.5874 B3b 46 27 8 44.72 0.3497 B3c

15 49 27 12 67.08 0.4464 0.461176



Get yours now!


48

Thermocouple 2

Spes

ime Varisasi

waktu celup

(detik)

Suhu Al (TS) (°C)

Suhu Sekitar

(TA) (°C)

Radiasi Thermal

(R)


(W/m2)

Emisivitas Thermal

(å)


B1a 40.2 27 9 50.31 0.5828 B1b 47.0 27 8 44.72 0.3306 B1c

5 45.7 27 13 72.67 0.5783 0.497217

B2a 45.0 27 9 50.31 0.4173 B2b 47.9 27 13 72.67 0.5118 B2c

10 44.0 27 8 44.72 0.3947 0.441296

B3a 51.9 27 15 83.85 0.4860 B3b 47.6 27 8 44.72 0.3200 B3c

15 49.4 27 12 67.08 0.4375 0.414517

Dalam pengujian ini lamanya waktu pencelupan juga tidak dapat

menentukan besar kecilnya nilai emisivitas benda uji, ini disebabkan

beberapa factor yang hampir sama pada pengujian absorptivitas. Hal ini bisa

juga terjadi jika kurangnya pendinginan alat pemanas, yang mengakibatkan

kondisi awal yang berbeda pada saat pengukuran suhu dan radiasinya.

Dengan mengetahui suhu aluminium, suhu sekitar dan radiasi dapat

diketahui emisivitas thermal menggunakan persamaan sebagai berikut:

4A

4S TT ó åq ............................................................................ ( 3 )

dimana :


: 5,59 × R

å : emisivitas thermal

: konstanta Stefan boltzmann = 5,67 x 10-8 W/(m2.K4)

TS : temperatur akhir permukaan ( K )

TA : temperatur sekitar ( K )



Get yours now!


49

Diagram Uji Emisivitas

0.2866

0.1975 0.1975

0.16700.1682

0.2841

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

1 2 3

Specimen

Em

isiv

itas

Thermocouple1Thermocouple 2

Gambar 4.5. Diagram emisivitas tanpa pencelupan

0.83180.79880.7955

0.72590.7625

0.6741

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

5 10 15


Em

isiv

itas

Thermocouple 1Thermocouple 2

Gambar 4.6. Diagram pengaruh waktu pencelupan pada emisivitas (pengeringan alami)



Get yours now!


50

0.4612

0.5771

0.43480.4145

0.49720.4413

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

5 10 15


Em

isiv

itas

Thermocouple 1Thermocouple 2

Gambar 4.7. Diagram pengaruh waktu pencelupan pada emisivitas (pengeringan dengan dilap)

0.2272

0.79550.8318

0.7988

0.5771

0.46120.4348

0.2065

0.72590.7625

0.6741

0.41450.4413

0.4972

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

A A1 A2 A3 B1 B2 B3

Spesimen

Em

isiv

itas

Thermocouple1

Thermocouple2

A = tanpa perlakuan, A1 = pencelupan 5 detik (pengeringan alami), A2 = pencelupan 10 detik (pengeringan alami), A2 = pencelupan 15 detik (pengeringan alami) B1 = pencelupan 5 detik (pengeringan dengan lap), B2 = pencelupan 10 detik (pengeringan dengan lap),

B3 = pencelupan 15 detik (pengeringan dengan lap)

Gambar 4.8. Diagram pengaruh pencelupan NaOH pada emisivitas untuk seluruh spesimen



Get yours now!


51

4.3. Analisis Pengujian dengan Sinar Matahari

Pengambilan data pada pengujian langsung dengan sinar matahari ini

bertujuan untuk mengetahui seberapa besarnya suatu bahan menerima panas

matahari setelah merusak permukaan suatu bahan Aluminium dengan

mencelupkan ke dalan larutan NaOH. Data-data yang diambil dalam

penelitian ini adalah besarnya suhu pada setiap benda uji.

Tabel 4.7. Data Hasil Pengujian dengan Sinar Matahari

Suhu Al Pengeringan Alami (ºC)

Suhu Al Pengeringan Dengan Lap

(ºC)

Waktu Penjemuran

(menit)

Suhu Al Tanpa

Perlakuan (ºC) 5 detik 10 detik 15 detik 5 detik 10 detik 15 detik

0 28.9 28.5 28.5 28.7 28.5 28.9 28.6

5 41.8 44.3 48.1 49.7 51.2 46.7 47.2

10 49.1 53.6 55.7 55.3 58.8 57.6 58.2

15 54.8 59.2 60.1 60.3 63.7 61.5 62.8

20 59.2 62.9 64.1 64.2 68.1 64.4 67.6

25 61.8 65 67.4 66.6 70.2 67.9 69.9 Rata-rata 49.27 52.25 53.98 54.13 56.75 54.50 55.72

ÄT 32.9 36.5 38.9 37.9 41.7 39 41.3

Dalam hal ini lamanya waktu pencelupan tidak terlalu berpengaruh

pada hasil pengujian dengan sinar matahari untuk waktu yang sama. Tidak

dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu pencelupan maka semakin

besar suhu yang dicapai atau sebaliknya, tetapi dari data ini dapat dilihat

adanya perubahan peningkatan suhu antara Al tanpa pencelupan NaOH

dengan Al setelah mengalami pencelupan dengan NaOH.



Get yours now!


52

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25

Waktu Pemanasan (menit)

Su

hu

(ºC)

tanpa perlakuan pencelupan 5 detik (pengeringan alami)

pencelupan 10 detik (pengeringan alami) pencelupan 15 detik (pengeringan alami)

pencelupan 5 detik (pengeringan dengan lap) pencelupan 10 detik (pengeringan dengan lap)

pencelupan 15 detik (pengeringan dengan lap)

Gambar 4.9. Diagram pemanasan dengan sinar matahari terhadap waktu

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25

Waktu Pemanasan (menit)

Su

hu

(ºC)

Tanpa Perlakuan Pengeringan Alami (pencelupan 5 detik)

Pengeringan Alami (pencelupan 10 detik) Pengeringan Alami (pencelupan 15 detik)

Pengeringan Dengan Lap (pencelupan 5 detik) Pengeringan Dengan Lap (pencelupan 10 detik)

Pengeringan Dengan Lap (pencelupan 15 detik)

Gambar 4.10. Diagram pengaruh pencelupan NaOH pada suhu yang dicapai untuk seluruh spesimen



Get yours now!


53

Gambar 4.11. Foto Permukaan Aluminium Pengeringan Alami

Al mula-mula Variasi waktu 5 detik

Variasi waktu 10 detik Variasi waktu 15 detik

Gambar 4.12. Foto Permukaan Aluminium Pengeringan Dengan Dilap

Al mula-mula Variasi waktu 5 detik



Get yours now!


54

Variasi waktu 10 detik Variasi waktu 15 detik



Get yours now!


BAB V

KESIMPULAN DAN PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian, pengujian dan analisis di laboratorium

Perpindahan Panas dan laboratorium Teknologi Mekanik jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma, maka dapat

disimpulkan:

1. Dari pengujian absorptivitas dan emisivitas, disimpulkan dengan metode

dipping in chemical baths (permukaan dikasarkan dengan direndam

dalam larutan kimia NaOH) dapat meningkatkan absorptivitas 5 � 10

kali lipat, emisivitas juga meningkat 2 � 3 kali lipat serta kenaikan suhu

yang dicapai benda uji meningkat antara 2 ºC - 10 ºC.

2. Dalam pengujian ini metode pencelupan yang menghasilkan

absorptivitas termal yang tinggi adalah pencelupan dalam larutan NaOH

20% dengan pengeringan alami.

3. Pada pengujian ini absorptivitas tertinggi sebesar 0,3684 terjadi pada

variasi A1a dengan waktu pencelupan 5 detik dan pengeringan secara

alami sedangkan pada pengujian emisivitas mengalami peningkatan

tertinggi sebesar 0.9375 pada variasi A2a dengan pencelupan 10 detik dan

pengeringan secara alami. Untuk pengujian dengan sinar matahari suhu

tertinggi 70.2 ºC yang dicapai pada benda uji dengan waktu pencelupan

5 detik dan pengeringan secara dilap. Jika emisivitas termal membesar

55




Get yours now!


56

maka koefisien kerugian membesar, sehingga efisiensi akan berkurang.

Idealnya pelat absorber memiliki faktor absorptivitas surya yang besar

dan emisivitas termal yang rendah. Penggunaan variasi waktu

pencelupan tidak memberikan hasil permukaan yang pasti atau tidak

dapat menentukan absorptivitas dan emisivitas akan naik atau turun. Hal

yang sama juga terjadi pada penyerapan kalor saat pengujian dengan

sinar matahari, suhu yang diserap tidak dapat dipastikan akan lebih besar

atau kecil jika dibandingkan antara satu spesimen dengan spesimen lain.

5.2. Penutup

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak

yang telah banyak membantu selama proses penyusunan Tugas Akhir ini.

Bila terjadi ketidak akuratan data, disebabkan keterbatasan dana, peralatan

dan ketilitian dalam pengamatan. Kritik dan saran untuk kemajuan sangat

penulis harapkan, sehingga ini dapat berguna bagi semua pihak.

5.3. Saran

Sebagai acuan penelitian berikutnya perlu diperhatikan hal-hal berikut :

- Gunakan variasi waktu yamg lebih lama dengan kadar larutan yang kecil

untuk mengurangi pencemaran lingkungan.

- Gunakan aquadest sebagai pelarut untuk mendapatkan larutan yang lebih

akurat.

- Mengkalibrasi alat uji/ukur dengan benar.



Get yours now!


57

Daftar Pustaka

Choudhuryn, G. M. 2002. Selective Surface for Efficient Solar Thermal

Conversion. Bangladesh Reneweble Energy News Letter. Vol. 1 No 2, Vols

1 & 2, July 2000-December 2002. Commottee for Promotion and

Dissemination of Renewable Energy in Bangladesh. Banglades.

Gelin, K. 2004. Preparation and Characterization of Sputter Deposited Spectrally

Selective Solar Absorber. Comprehensive Summaries of Uppsala

Dissertations from the Faculty of Science and Technology. Uppsala

University.

Holman, J. P. 1993. Perpindahan Kalor. Erlangga. Jakarta.

Jansen, T. J. Teknologi Rekayasa Surya. Pradnya Paramita. Jakarta.

Rosenberg, J. L. 1996. Kimia Dasar. Erlangga. Jakarta.

Surdia, T. 1991. Pengetahuan Bahan Teknik. Pradnya Paramita. Jakarta.




Get yours now!


Documents

PEMBUATAN PERMUKAAN SELEKTIF RADIASI SURYA PADA …