Kajian distribusi aliran dan suhu udara dalam model alat pengering

Abstract

Alat pengering efek rumah kaca merupakan alat pengering buatan yang memanfaatkan tenaga surya terkontrol dimana memungkinkan untuk mengatur kondisi operasi alat, sehingga hasilnya memenuhi standar mutu pengeringan. Mengingat beragamnya (posisi) bahan yang dikeringkan, distribusi udara dalam ruang pengering perlu diperhatikan. Pada penelitian ini dilakukan percobaan pada tiga letak kipas, yaitu kipas di kanan, kipas di tengah dan kipas di kiri dan tiga jarak lampu, yaitu jarak lampu 30 cm, jarak lampu 20 cm dan jarak lampu 10 cm. Pola aliran udara diamati dengan bantuan jejak asap yang berasal dari asap rokok dan 'asap' kabut dari es kering 'dry ice'. Jejak asap pergerakan aliran udara ini kemudian dipotret untuk dianalisa. Pemotretan didekati dengan metode pemotretan pada terowongan asap yaitu dilakukan dengan menggunakan kamera dengan lensa bukaan lebar (f = 2.8). Sedangkan distribusi kecepatan aliran udara diukur dengan menggunakan anemomaster (dalam m/dt) dan kertas alat bantu pengamatan dan pengukuran. Panjang kertas 5 cm, lebar 0.5 cm, dengan massa 1.80 gr. Di samping itu juga dilakukan pendugaan perkembangan suhu udara pengering melalui perhitungan dengan beberapa asumsi disesuaikan kondisi operasi alat untuk dibandingkan dengan perkembangan suhu hasil pengamatan dan pengukuran. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa perbedaan letak kipas tidak berpengaruh pada laju massa (pemasukan udara dari lingkungan) tetapi berpengaruh terhadap daerah pensuplaian udara pada belokan. Dari segi suplai udara ke ruang pengering, letak kipas di tengah menghasilkan aliran udara yang lebih merata (sepanjang belokan). Sedangkan letak kipas di samping, suplai udara ke ruang pengering hanya pada sebagian belokan dan pada sebagian yang jauh dari air flow kipas udara kembali naik ke atas plat. Untuk berbagai letak kipas (dengan daya I W) dengan kecepatan awal (di depan kipas) sebesar 0.90 m/dt, kecepatan udara rata-rata di atas plat antara 0.13 0.17 m/dt dan kecepatan terendah sebesar 0.05 m/dt dengan variasi kecepatan udara antara 0.03 0.06, sedangkan kecepatan udara dalam ruang pengering rata-rata sebesar antara 0.05-0.10 m/dt. Berdasarkan hasil pengamatan suhu, pola perkembangan suhu udara pengering mengikuti pola perkembangan suhu plat absorber. Hal ini juga ditunjukkan oleh hasil perhitungan. Hasil perhitungan dengan hasil pengukuran mempunyai koefisien korelasi (R) sampai sebesar 0.89. Beberapa hal yang diduga menyebabkan penyimpangan hasil perhitungan terhadap hasil pengukuran adalah penggunaan beberapa asumsi bahwa kondisi udara tidak berubah selama proses berlangsung dan dianggap tidak ada panas yang hilang selain melalui dinding bangunan. Terhadap suhu, letak kipas menunjukkan pengaruh terhadap distribusi suhu udara (teramati pada daerah sepanjang belokan). Beberapa parameter yang mempengaruhi meliputi kecepatan, jumlah dan suhu udara yang dipanaskan. Kondisi operasi alat pada jarak lampu 30 cm (setara 1 = 0.14 kW/m²) menunjukkan penampilan yang paling baik dimana pada laju udara rata-rata sebesar 0.15 m/dt, koefisien pindah panas konveksi (hc) sebesar 10.8 W/m² °C dengan beda suhu yang dihasilkan sebesar 10°C. Efisiensi pemanasan alat sebesar 39.2%. ...