RANCANG BANGUN RUANGAN DINDING LILIN TUGAS AKHIRJURUSAN TEKNIK MESINPROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI

Presented by :

MAULIDAH HAYATI SIMAMORAEN 6-A

POLITEKNIK NEGERI MEDAN2013

INTISARI

Perbedaan temperatur yang cukup tinggi adalah tujuan yang ingin dicapai dalam pengerjaan tugas akhir ini. Aspek terpenting yang perlu diperhatikan untuk mencapai perbedaan temperatur yang tinggi adalah besar nilai ketebalan dinding. Dinding yang semakin tebal akan menghambat panas yang masuk ke dalam ruangan lebih besar juga.Dengan melakukan percobaan selama 5 hari dan menggunakan aluminium yang memiliki ketebalan 0,5mm untuk setiap platnya sebagai bahan untuk ruangan dengan lilin setebal 150mm di setiap dindingnya, maka perbedaan temperatur terbesar yang dapat diperoleh adalah sebesar 7˚C. Laju aliran panas rata-rata terbesar yang dapat diperoleh adalah sebesar 1,00333 W.

LATAR BELAKANGRumah Lilin merupakan sebuah rumah yang disetiap sela keempat dindingnya akan diletakkan lilin. Dengan ini diharapkan udara didalam ruangan dapat dikondisikan secara alamiah, dimana saat siang hari ketika suhu udara lingkungan panas, panas yang masuk ke dinding rumah ini akan diserap oleh lilin terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam ruangan sehingga lilin mencair. Oleh karena sebagian panas sudah diserap lilin, maka panas yang masuk ke dalam ruangan pasti akan menjadi rendah sehingga suhu ruangan tetap sejuk. Pada saat malam hari ketika suhu udara lingkungan dingin, maka lilin yang mencair tadi akan melepaskan panasnya ke dalam ruangan sehingga lilin kembali membeku. Oleh karena panas yang dilepaskan lilin tadi kedalam ruangan, maka suhu ruangan akan menjadi hangat.

BATASAN MASALAH

1. Menganalisa perpindahan panas konduksi.2. Menghitung volume lilin yang digunakan.3. Kondisi udara didalam ruangan

yang diinginkan.

PERPINDAHAN PANAS

1. KonduksiKonduksi adalah sebuah mekanisme perpindahan panas dimana energi dipindahkan dari temperatur tinggi ke temperatur rendah dengan melalui gerakan- gerakan elektron.

JIKA GRADIEN SUHU (TEMPERATURE GRADIENT) PADA KETIGA BAHAN IALAH SEPERTI TERGAMBAR ITU, ALIRAN KALOR DAPAT DITULISKAN SEBAGAI

PERLU DIINGAT BAHWA ALIRAN KALOR PADA SETIAP BAGIAN ITU HARUS SAMA.

2. KONVEKSIKONVEKSI ADALAH SEBUAH MEKANISME

PERPINDAHAN PANAS DIMANA ENERGI DIPINDAHKAN DARI ZAT YANG BERTEMPERATUR TINGGI KE ZAT TEMPERATUR RENDAH DIAMANA SALAH SATU ZAT ADA YANG BERGERAK ATAU MENGALIR (FLUIDA).

3. RADIASIRADIASI ADALAH SEBUAH MEKANISME PERPINDAHAN

PANAS YANG TERJADI DARI SUATU PERMUKAAN BENDA KE PERMUKAAN LAIN TANPA ADANYA MATERIAL (MEDIUM) YANG MEMBAWA PANAS, PERPINDAHAN PANAS TERJADI DENGAN GELOMBANG ELETROMAGNETIK DAN DAPAT MENEMPATI RUANGAN HAMPA (VAKUM).

RADIASI SURYA (SOLAR RADIATION) MERUPAKAN SUATU BENTUK RADIASI TERMAL YANG MEMPUNYAI DISTRIBUSI PANJANG GELOMBANG YANG KHUSUS. INTENSITASNYA SANGAT BERGANTUNG DARI KONDISI ATMOSFER, SAAT DALAM TAHUN, DAN SUDUT-TIMPA (ANGLE OF INCIDENCE) SINAR MATAHARI DI PERMUKAAN BUMI. PADA BATAS LUAR ATMOSFER, IRADIASI SURYA TOTAL IALAH 1395 W/M2 BILAMANA BUMI BERADA PADA JARAK RATA-RATANYA DARI MATAHARI. ANGKA INI DISEBUT KONSTANTA SURYA (SOLAR CONSTANT), DAN MUNGKIN AKAN BERUBAH BILA DATA EKSPERIMENTAL YANG LEBIH TELITI SUDAH ADA.

Radiant Irradiant Temperatur TemperaturExposure Exposure Dalam Luar[kWh/m2] [W/m2] Ruangan [˚C] Ruangan [˚C]

08.00 0,015 40 24 2509.00 0,075 94 25 2710.00 0,182 132 27 3011.00 0,515 186 32 3512.00 1,051 307 33 3613.00 1,829 417 34 3514.00 2,204 408 31 3515.00 2,434 382 31 3316.00 2,575 348 28 3217.00 2,682 321 30 3318.00 2,738 294 30 3319.00 31 2920.00 30 2821.00 29 2822.00 29 2823.00 29 2824.00 29 2801.00 29 2702.00 29 2803.00 29 2604.00 28 2505.00 27 2606.00 27 2607.00 27 26

Waktu

Hari ke-1 : Kamis, 1 Agustus 2013

A CB

ALUMINIUM

ALUMINIUM

LILIN

a = 0,25m

T1 T20,5 m

0,5 m

Q

•ANALISA PERHITUNGAN LAJU ALIRAN PANASDari hasil pengujian dapat diambil contoh sebagai berikut:Hari ke-1 : Kamis, 1 Agustus 2013 pada pukul 08.00Dibawah ini merupakan gambar ilustrasi dinding ruangan untuk satu sisi

A = C = AluminiumkA = kC = 211 [W/mK]B = LilinkB = 0,02 [W/mK]ΔxA = ΔxC = 0,5 [mm] = 0,5.10-3 [m]ΔxB = 1,5 [cm] = 1,5.10-2 [m]ΣRth = RA + RB + RC

= + +

= + +

= +

= 0,0000189573 + 3 [K/W]= 3,0 [K/W]

Maka laju aliran panasnya adalah sebagai berikut:

Q =

=

=

= 0,34 [W]

Radiant Irradiant Temperatur Temperatur LajuExposure Exposure Dalam Luar Aliran[kWh/m2] [W/m2] Ruangan [˚C] Ruangan [˚C] Panas [W]

08.00 0,015 40 24 25 0,3409.00 0,075 94 25 27 0,6710.00 0,182 132 27 30 111.00 0,515 186 32 35 112.00 1,051 307 33 36 113.00 1,829 417 34 35 0,3414.00 2,204 408 31 35 1,3415.00 2,434 382 31 33 0,6716.00 2,575 348 28 32 1,3417.00 2,682 321 30 33 118.00 2,738 294 30 33 119.00 31 29 0,6720.00 30 28 0,6721.00 29 28 0,3422.00 29 28 0,3423.00 29 28 0,3424.00 29 28 0,3401.00 29 27 0,6702.00 29 28 0,3403.00 29 26 104.00 28 25 105.00 27 26 0,3406.00 27 26 0,3407.00 27 26 0,34

Waktu

Rata-rata Laju Aliran Panas 0,60125

Hari ke-1 : Kamis, 1 Agustus 2013

KESIMPULAN1. Bahan yang digunakan adalah aluminium

karena nilai konduktivitas termalnya 211 W/mK yang jauh lebih besar dibandingkan timah putih sebesar 66 W/mK dan baja 1% karbon sebesar 45 W/mK.

2. Berdasarkan data yang diperoleh, laju aliran panas tertinggi yaitu 2,34 [W] yang terjadi pada hari ke-2 pukul 13.00 WIB dengan temperatur dalam ruangan = 30 [˚C] dan temperatur luar ruangan = 37 [˚C].

3. Berdasarkan data yang diperoleh, laju aliran panas rata-rata tertinggi terjadi pada hari ke-5 dengan 1,00333 [W], dan laju aliran panas rata-rata terendah terjadi pada hari ke-1 dengan 0,60125 [W].

4. Berdasarkan data yang diperoleh, perbedaan temperatur yang paling besar adalah 7 [˚C] yang terjadi pada hari ke-2 pukul 13.00 WIB.

 

SEKIAN Terima Kasih