Peningkatan Kinerja Kolektor Surya Tipe Trapezoidal Absorber Plate Menggunakan Obstacle Berbentuk Prisma Segitiga Dengan Variasi Sudut Tekuk Vertikal Disusun Inline

Matahari memiliki jumlah energi yang melimpah. Energi radiasi matahari dapat digunakan untuk berbagai keperluan contohnya untuk pemanas udara. Prinsip kerja Solar Air Heater (SAH) adalah energi panas matahari ditransmisikan oleh kaca kemudian diserap oleh plat penyerap. Panas tersebut digunakan untuk memanaskan udara yang dialirkan ke atas atau ke dalam plat penyerap melalui bantuan fan. Berdasarkan referensi-referensi tersebut perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan bentuk plat penyerap yang diperkirakan dapat menyerap energi radiasi matahari lebih banyak yakni bentuk trapezoidal. Bentuk trapezoidal memiliki luasan kolektor yang lebih besar dibandingkan bentuk v-corrugated. Bentuk ini diharapkan dapat menyerap panas lebih banyak sehingga menghasilkan efisiensi yang lebih baik. Pada penelitian ini terdiri dari dua tahap. Tahap pertama adalah pra-desain secara perhitungan dan simulasi. Simulasi menggunakan software CFD komersial dilakukan untuk mendapatkan dimensi dan jarak obstacle yang paling optimum. Saat simulasi obstacle ditambahkan di dalam saluran plat penyerap bentuk trapezoidal yang disusun secara inlined. Dari simulasi diperoleh hasil bahwa obstacle dengan sudut tekuk 40° menghasilkan energi yang berguna sebesar 132.12W dengan penurunan tekanan sebesar 36.97Pa serta memiliki nilai effectiveness tertinggi sebesar 2.036. Tahap kedua adalah eksperimen yang dilakukan secara artificial, lampu halogen digunakan untuk menggantikan matahari. Pada tahap ini hanya dimensi obstacle paling optimum dan jarak paling optimum yang diuji.Variasi pada eksperimen terdiri dari kecepatan inlet 2.62m/s, 3.27m/s, 3.93m/s, 4.59m/s. Intensitas radiasi 520W/m², 620W/m², 720W/m². Berdasarkan eksperimen dapat disimpulkan kenaikan temperatur tertinggi dicapai ketika intensitas radiasi tertinggi 720W/m² dengan kecepatan terendah 2.62m/s yakni sebesar 14K. Penurunan tekanan saluran dengan obstacle lebih besar daripada saluran tanpa obstacle. Penurunan tekanan tertinggi 216Pa. energi berguna tertinggi dicapai ketika intensitas tertinggi 720W/m² dengan kecepatan udara tertinggi 4.59m/s yakni 121W. efisiensi kolektor tertinggi dicapai ketika intensitas 520W/m² kecepatan 4.59m/s yakni 0.98 ============================================================================================= The sun has an abundant amount of energy. Solar radiation energy can be used for air heater. The working principle Solar Water Heater (SAH) is a solar thermal energy transmitted by the glass is then absorbed by the absorber plate. The heat is used to heat the air supplied to the top or to the absorber plate with the help of fan. Based on these references need to do more research to get a plat form an absorbent that is expected to absorb more solar radiation energy that trapezoidal shape. Trapezoidal shape has a collector area larger than v-corrugated shape. This form is expected to absorb more heat resulting in better efficiency. In this study consisted of two stages. The first stage is pre-designed in the calculation and simulation. Simulation using commercial CFD software is made to get the dimensions and the most optimum distance obstacle. When simulated obstacle added to the absorber plate channel trapezoidal shape arranged inlined. From the simulation result that obstacle with a folded angle of 40 ° to produce useful energy for 132.12W with a pressure drop of 36.97Pa and has the highest effectiveness value of 2,036. The second phase is an experiment that is done artificially, the halogen lamp is used to replace the sun. At this stage, only the most optimum dimensions and distances obstacle most optimum is analysed. The experiment consists of inlet velocity 2.62m s, 3.27m/s, 3.93m/s, 4.59m/s. Radiation intensity 520W/m², 620W/m², 720W/m². Based on the experiments can be concluded highest temperature rise is achieved when the radiation intensity 720W / m² with the lowest velocity 2.62m / s which is equal to 14K. The pressure drop channels with greater obstacle than the channel without any obstacle. The highest pressure drop 216Pa. Highest useful energy is achieved when the highest intensity 720W / m² with the highest air velocity 4.59m/s ie 121W. The highest collector efficiency is achieved when the intensity of 520W/m² velocity of 4.59m/s namely 0.9

STUDI NUMERIK PENGARUH OBSTACLE PRISMA SEGITIGA SUDUT TEKUK 40° TERHADAP PERPINDAHAN PANAS PADA PEMANAS UDARA SURYA BERBENTUK TRAPEZOIDAL

Matahari merupakan sumber energi terbarukan, Energi tersebut dapat digunakan sebagai pemanas udara. Prinsip kerja pemanas udara surya adalah energi panas matahari ditransmisikan  oleh kaca kemudian diserap oleh plat penyerap. Panas tersebut digunakan untuk memanaskan udara yang dialirkan ke dalam saluran plat penyerap melalui bantuan induced fan. Pada penelitian ini, membahas tentang pengaruh obstacle berbentuk prisma segitiga terhadap perpindahan panas dan penurunan tekanan di dalam saluran pemanas udara yang berbentuk trapezoidal. Obstacle yang digunakan berbentuk prisma segitiga dengan sudut tekuk 40° disusun secara segaris atau inline dengan memvariasikan parameter S/H= 0.7; 1; 1.3. Penelitian dilakukan secara simulasi numerik dengan menggunakan software CFD komersial. Simulasi dilakukan secara tiga dimensi menggunakan model RNG k-? viscous model. Kriteria konvergen 10-6 untuk residual kecepatan, momentum serta energi.  Kondisi batas yang diberikan antara lain kecepatan sisi masukan 2.62m/s, sepanjang dinding saluran diberikan heat fluxs 620W/m2, dinding bawah terisolasi sempurna serat sisi keluaran merupakan outflow. Hasil simulasi menunjukan obstacle dengan sudut tekuk 40° dengan parameter S/H=1.3 memiliki nilai kenaikan temperatur sebesar 17.73K, energi yang berguna 132.12watt, penurunan tekanan terendah sebesar 31.59Pa dan memiliki effectiveness tertinggi sebesar 0.78 sehingga dapat dikatakan paling optimu

Analisis Kekuatan Tarik pada Material Komposit dengan Serat Penguat Polimer

The amount of waste generated from day to day is increasing, especially plastic waste. The solution is needed to solve the problem. It is to make plastic waste into new materials, namely composites. This study aims to determine the mechanical properties, especially the tensile strength of composite materials with polymer fibers and fiberglass, experimentally and simulated. The polymer fibers that would be examined in this study include high-density polyethylene (HDPE), polyethylene terephthalate (PET), and fiberglass, which would be used as a comparison. The composites were made into test specimens with the form and test method procedures following the ASTM D638 standard, which is the standard for the tensile test of composite materials. The test equipment used was UTM HT2402 with a maximum load of 20 kN. After the test, many graphs of the tensile test results were obtained for later analysis. Based on the test results, it was found that the composite with fiberglass had the highest tensile strength, 17.31 MPa. The composites with HDPE fibers had the lowest tensile strength, 11.36 MPa. The composite with PET fibers had the highest strain at 1.87 %. As indicated by the graphical form of the tensile test results and the fracture pattern, the three composites are brittle. The composites were then modeled using computer software. It could be seen that the distribution of stress and strain on the surface of the material. Stress was concentrated in the middle of the gauge length, conditioned according to the experimental test results.Jumlah sampah yang dihasilkan dari hari ke hari semakin meningkat, terutama sampah plastik. Oleh karena itu, perlu solusi untuk memecahkan masalah tersebut. Salah satu cara adalah menjadikan sampah plastik menjadi material baru yaitu komposit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik yaitu kekuatan tarik pada material komposit dengan serat polimer dan fiberglass secara eksperimen dan simulasi. Serat polimer yang diteliti pada penelitian ini antara lain: high-density polyethylene (HDPE), polyethylene terephthalate (PET), dan serat fiberglass yang digunakan sebagai pembanding. Komposit tersebut dibuat menjadi spesimen uji dengan bentuk dan prosedur metode pengujian mengikuti standard ASTM D638 yang merupakan standard untuk uji tarik material komposit. Alat uji yang digunakan yaitu UTM HT 2402 dengan beban maksimum 20 kN. Setelah pengujian, diperoleh grafik hasil uji tarik untuk kemudian dianalisa. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh hasil bahwa komposit dengan serat fiberglass memiliki kekuatan tarik tertinggi yaitu sebesar 17,31 MPa. Sedangkan, komposit dengan serat HDPE memiliki kekuatan tarik terendah yaitu sebesar 11,36 MPa. Sedangkan, komposit dengan serat PET memiliki regangan tertinggi yaitu sebesar 1,87 %. Ketiga komposit tersebut bersifat getas ditunjukkan dari bentuk grafik hasil pengujian tarik serta pola patahan. Ketiga komposit tersebut kemudian dimodelkan menggunakan software komputer. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui distribusi tegangan dan regangan pada permukaan material. Tegangan yang terkonsentrasi pada bagian tengah gauge length yang dikondisikan sesuai dengan hasil pengujian secara eksperimen

Simulasi Lemari Pengering Tenga Surya Dengan Prisma Kaca Menggunakan Computational Fluid Dynamics

Lemari pengering merupakan bagian penting pada pemanas udara tenaga surya. Lemari pengering diharapkan mampu menyimpan panas dalam waktu yang lama. Hal tersebut menyebabkan analisa thermal pada lemari pengering perlu dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik termal dan aliran yang terjadi pada lemari pengering. Karakteristik tersebut antara lain distribusi temperatur, perubahan temperatur dan kecepatan, dan pola aliran udara. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah Finite Volume Method berupa simulasi menggunakan software komputasi fluida atau Computational Fluid Dynamics, simulasi menggunakan model tiga dimensi pada kondisi transient dengan time step 0.015. Data simulasi diambil saat 5 detik, 15 detik, 25 detik, dan 35 detik. Hasil simulasi diperoleh perubahan distribusi temperatur udara terhadap waktu yang terjadi pada bidang XY dan bidang XZ lemari pengering. Berdasarkan hasil simulasi diketahui terjadi penurunan temperatur udara. Temperatur udara tertinggi terjadi pada bagian bawah lemari pengering dengan temperatur udara sebesar 331 K. Prisma kaca pada bagian atas lemari pengering mampu memberikan panas pada udara. Terjadi aliran balik di dalam lemari pengering yang menyebabkan udara panas dari saluran masukkan tidak terdistribusi merata

Analysis of Fluid Flow Characteristics Across the Darrieus Turbine in Irrigation Channels: ANALISA KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI TURBIN DARRIEUS PADA SALURAN IRIGASI

This study simulated the characteristics of the fluid flow that passes through the Darrieus turbine before installation and testing were carried out. The purpose of knowing the flow characteristics can determine the profile and position of the maximum speed so that the design and placement of the turbine can be improved. The research method was carried out using dynamic fluid computational simulations in three-dimensional form with steady state conditions, discretization using second-order, with convergent conditions when it reached 10-6. The simulation results show that the position of the flow above the turbine had the lowest value because the fluid flowed relatively without disturbance which caused the velocity to had a value almost the same as the incoming fluid velocity. The fluid velocity increased when it was in line 2 and line 3 or across the turbine. This was due to the turbulence generated by the rotation of the turbine. While the speed on line 4 or below the turbine had a lower value than line 2 and line 3. This was due to the position below the turbine so that the turbine rotation did not have an impact on speed. At the four line positions the velocity increased at Y=0.7 m or when the fluid hits the turbine. This increase in fluid velocity was expected to turn the turbine. The results also included the flow distribution in the form of a streamline in several positions where the flow that was in contact with the channel wall had a low velocity value due to friction with the wall

Studi Numerik Centrifugal Fan Tipe Impeller Backward dengan Variasi Putaran Fan

The primary air fan functions as a primary air producer which is used as air to transport coal powder from the pulverizer to the burner to be burned in the boiler furnace. This study aims to obtain the effect of the rotation variation of fan to  fluid flow characteristics such as the distribution of total pressure, the dynamic pressure, the pressure static contours, velocity distribution, and the fan optimal efficiency. This study was numerical study with simulated a backward impeller type centrifugal fan in a two-dimension model using Fluid Computational software with the multiple reference frame method with the variation of fan rotation. Based on the visualization of the pressure contour and velocity distribution, it could be concluded that there was a volute phenomenon, this was indicated that the greater the volume area in the volute is the greater the total pressure value too. Based on the visualization of the outlet velocity distribution at the position of -0,8531m to -1,01301m, it was found that the velocity is close to the value of 0 m/s2. It showed that the minimum velocity in the area due to the volute tongue radius occurs a flow collision and it impacted the velocity in the area decreased up to V=0. From the simulation results, it was found that the greater the fan rotation value was the greater the efficiency value too. It would be verified by the actual operating data of the centrifugal fan with a minimum rotation range value of 1194 rpm to a maximum of 1468 rp

Thermal Analysis of Solar Air Heater with Ventilator Turbine and Fins

Solar air heater (SAH) is a renewable energy application for the drying process. SAH has a challenge to produce high performance under uncertain weather. The performance of SAH can be enhanced by providing the absorber plate by adding the fins. This study aims to evaluate the thermal performance of SAH with rectangular fins SAH at low air velocity. This study compares the performance of SAH without fins and SAH with rectangular fins. Two variations of a tilt angle of SAH are 0° and 30° which are observed in this study. The SAH uses a ventilator turbine to suck air into the collector box. The air velocity is 0.01 m/s. The method is experimental. The SAH is tested under real condition from 9 a.m. to 4 p.m. The measurement tools consist of  a pyranometer, an anemometer, a temperature sensor in the inlet section, 3 sensors in the absorber plate, a sensor in the outlet section,  6 temperature sensors in the drying cabinet. The result showed the thermal efficiency of SAH with rectangular fins is 29.67 % higher than SAH without fins at 0˚ tilt of angle at noon. The thermal efficiency of SAH with rectangular fins is 25.26 % higher than  that of without fins at 30˚ tilt of angle at noon

Simulasi Lemari Pengering Tenga Surya dengan Prisma Kaca Menggunakan Computational Fluid Dynamics

Lemari pengering merupakan bagian penting pada pemanas udara tenaga surya. Lemari pengering diharapkan mampu menyimpan panas dalam waktu yang lama. Hal tersebut menyebabkan analisa thermal pada lemari pengering perlu dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik termal dan aliran yang terjadi pada lemari pengering. Karakteristik tersebut antara lain distribusi temperatur, Perubahan temperatur dan kecepatan, dan pola aliran udara. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah Finite Volume Method berupa simulasi menggunakan software komputasi fluida atau Computational Fluid Dynamics, simulasi menggunakan model tiga dimensi pada kondisi transient dengan time step 0.015. Data simulasi diambil saat 5 detik, 15 detik, 25 detik, dan 35 detik. Hasil simulasi diperoleh Perubahan distribusi temperatur udara terhadap waktu yang terjadi pada bidang XY dan bidang XZ lemari pengering. Berdasarkan hasil simulasi diketahui terjadi penurunan temperatur udara. Temperatur udara tertinggi terjadi pada bagian bawah lemari pengering dengan temperatur udara sebesar 331 K. Prisma kaca pada bagian atas lemari pengering mampu memberikan panas pada udara. Terjadi aliran Balik di dalam lemari pengering yang menyebabkan udara panas dari saluran masukkan tidak terdistribusi merata