BAB IIIPENGOLAHAN DATA

Unit 2Pada pengolahan data ini digunakan metode pendekatan linear dengan basis 1 sekon. Langkah-langkah perhitungan pada metode pendekatan linear ini adalah sebagai berikut:1. Mengubah T1 dan T2 yang satuannya mV menjadi satuan C, dengan menggunakan persamaan:

Selain itu, juga dihitung Tavg dan Tavg air untuk setiap node, sehingga diperoleh hasil sebagai berikut:Nodedx (m)T1 (mV)T2 (mV)T1 (oC)T2 (oC)T avg (oC)Tair1 Tair2 T air avg

(oC)(oC)

10.1833.683.70121.03121.62121.3338.841.440.1

20.0253.243.24110.06110.21110.1339.741.840.75

30.0572.852.84100.35100.20100.284041.540.75

40.0452.492.4891.4291.1991.3140.641.541.05

50.0452.162.1683.4583.3383.3940.341.941.1

60.0451.911.9177.2277.1077.1640.540.740.6

70.0351.661.6670.8470.8470.8441.54241.75

80.0271.431.4365.3365.3365.3341.641.541.55

90.0451.251.2560.7760.6960.7340.341.741

100.0451.071.0756.3756.3756.3740.541.340.9

2. Menghitung laju alir massa Laju alir massa didapat dari mengolah data volume air keluar yang diukur per lima detik, . Persamaan yang digunakan untuk mencari laju alir massa adalah:

dengan : Q adalah laju alir volume, V adalah volume, t adalah waktu, adalah laju alir massa dan adalah massa jenis. Dengan menggunakan = 1000 kg/m3 dan t = 60s maka laju alir massa pun bisa didapatkan. Perhitungan disajikan dalam tabel berikut :Volume (ml)V avg (ml)Q (ml/s)Q (m3/s) (kg/s)

III

1261221242.0666666672.0667E-060.0021

1301241272.1166666672.1167E-060.0021

125124124.52.0752.075E-060.0021

1261241252.0833333332.0833E-060.0021

1301241272.1166666672.1167E-060.0021

1321281302.1666666672.1667E-060.0022

1261221242.0666666672.0667E-060.0021

1361261312.1833333332.1833E-060.0022

1321261292.150.000002150.0022

1281241262.10.00000210.0021

0.0021

Sehingga, didapatkan laju alir massa sebesar

3. Menghitung nilai k untuk masing-masing bahan penyusun node dengan menggunakan asas Black yaitu kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan (keluar), secara matematis ditunjukkan oleh persamaan berikut:

dimana,mair= laju alir massa (0.0021 kg/s)Cpair= konstanta perpindahan panas (4200 J/(kg.C))Tin air/ Tout air = temperatur air di tiap node yang dapat diketahui dari metode linearA= luas permukaan logam (7.9 x 10-4 m2)dT= beda suhu logam pada tiap nodedx = jarak antar node

Nilai k untuk masing-masing node dapat dihitung dengan menggunakan cara berikut:a. kavg stainless steel = k node 1-2b. kavg alumunium = (k node 3-4 + k node 4-5 + k node 5-6)/3c. kavg magnesium = (k node 7-8 + k node 8-9 + k node 9-10)/3

dengan Tair masuk = 30.5 oCMaka akan didapatkan hasil berikut ini: Selang nodedx (m)dT1 (oC)dT2 (oC)dT avg (oC)T node avg (oC)kk avg (W/moC)

1,20.02510.9711.4211.19115.72889260.692260.6917099

3,40.0458.949.018.9795.792225585.421

4,50.0457.977.877.9287.34722663.415

5,60.0456.236.236.2380.27352843.146697.3271822

7,80.0275.515.515.5168.0869571.972

8,90.0454.574.644.6063.0298251140.86

9,100.0454.394.324.3658.5498151205.87972.8993239

Bahank rata-rata (W/moC)k literatur (W/moC)

Baja260.6973

Aluminium697.327202

Magnesium972.899158

4. Menghitung persentase kesalahan (% KL) dengan rumus sebagai berikut:

KL kavg stainless steel (k literatur = 73)

KL kavg alumunium (k literatur = 202)

KL kavg magnesium (k literatur = 158.24)

5. Menghitung nilai qair, qbahan, dan qloss dengan menggunakan beberapa rumus berikut:

Berikut ini adalah tabelnya:NodeQ air (Joule)Q bahan (Joule)Q loss (Joule)

1 dan 292.213125.82190398-66.39119602

3 s/d 692.213127.32935164-64.88374836

7 s/d 1092.213115.43720418-76.77589582

6. Menghitung nilai Koefisien Kontak Termal (Koefisien kontak termal ( juga dikenal sebagai koefisien perpindahan kalor secara konveksi. Tahanan kontak termal ini muncul karena adanya sambungan antar logam dalam sistem yang tidak sempurna menyatu. Ketidaksempurnaan ini muncul karena adanya kekasaran dari setiap bahan yang memungkinkan adanya fluida ditengah-tengah celah sehingga mengurangi laju perpindahan kalor. Asumsi yang digunakan adalah fluida yang berada di antara kedua logam merupakan udara (nilai ) sangat kecil jika dibandingkan dengan nilai dan . Nilai dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah ini :

Keterangan : tebal ruang kosong antara A dan B ( konduktivitas fluida di dalam ruang kosong luas penampang total luas penampang batang yang mengalami kontak () luas penampang batang yang tidak kontakNilai dan kita dapatkan dari perhitungan sebelumnya. Kesalahan literatur dari nilai yang kita dapatkan dapat dihitung dengan persamaan berikut ini :

Berikut ini merupakan tabel hasil perhitungan nilai untuk masing-masing logam Stainless Steel (SS), Alumunium (Al), dan Magnesium (Mg).Bahanhchc lit% Error

SS-Al37950511.4510724364253.87

Al-Mg81237205.6317746214357.77

7. Menghitung nilai dan dari grafik dengan metode Least Square menggunakan data nilai dan dari Alumunium (Al) dan Magnesium (Mg). Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

Diperoleh grafik sebagai berikut ini :

Nilai dan untuk Alumunium : Maka nilai Nilai dan untuk Magnesium : Maka nilai

Unit 3Data-data yang diperoleh dari unit 3 diolah dengan langkah-langkah sebagai berikut :1. Mengkonversi nilai TI dan TII yang bersatuan mV menjadi bersatuan oC.Persamaan yang digunakan untuk mengkonversi TI dan TII adalah

Nodedx (m)T1 (mV)T2 (mV)T1 (oC)T2 (oC)T avg (oC)T air1 (oC)T air2 (oC)T air avg

10.0252.8062.81999.384999.707699.5462540.341.640.95

20.0252.6352.64795.140795.438595.2896241.541.341.4

30.0252.4712.4991.070291.541891.3060141.44241.7

40.0252.3592.3888.290488.811688.5509940.641.841.2

50.0252.1452.1682.978983.351283.1650541.542.341.9

60.0251.9741.99378.734779.206378.970474141.941.45

70.0251.8191.83374.887675.235175.0613241.54241.75

80.0251.6891.68271.66171.487271.5741141.841.641.7

90.0251.5121.50167.267866.994867.1313341.841.841.8

100.0251.3531.35163.321563.271863.2966441.841.841.8

2. Menghitung laju alir massa Laju alir massa didapat dari mengolah data volume air keluar yang diukur per lima detik, . Persamaan yang digunakan untuk mencari laju alir massa adalah:

dengan : Q adalah laju alir volume, V adalah volume, t adalah waktu, adalah laju alir massa dan adalah massa jenis. Dengan menggunakan = 1000 kg/m3 dan t = 60s maka laju alir massa pun bisa didapatkan. Perhitungan disajikan dalam tabel berikut :Volume (ml)V avg (ml)Q (ml/s)Q (m3/s) (kg/s)

III

1241241242.072.06667E-060.00207

1281221252.082.08333E-060.00208

1241241242.072.06667E-060.00207

1281241262.100.00000210.00210

1241241242.072.06667E-060.00207

1241241242.072.06667E-060.00207

1221241232.050.000002050.00205

1241221232.050.000002050.00205

1261221242.072.06667E-060.00207

1221241232.050.000002050.00205

0.00207

Sehingga, didapatkan laju alir massa sebesar 3. Menghitung luas setiap nodePada unit 3, terjadi pengurangan besar jari-jari node, karena jarak antar node sama, maka diasumsikan terjadi penurunan besar jari-jari yang konstan di setiap node. Diameter awal yaitu 5.04 cm, sehingga jari-jari awalnya yaitu 0.0252 m serta diameter akhir diketahui sebesar 2.55 cm, sehingga jari-jari akhirnya sebesar 0.01275 m. Jarak antar node diketahui sebesar 2.5 cm. Dengan demikian, penurunan besar jari-jari node dapat dituliskan sebagai berikut:

Besar jari-jari dan luas dari setiap node kemudian dapat dituliskan sebagai berikut :Nodedxdr (m)r (m)A (m2)

100.0250.001130.0250.001963

90.0250.001130.0238680.001789

80.0250.001130.0227360.001623

70.0250.001130.0216050.001466

60.0250.001130.0204730.001316

50.0250.001130.0193410.001175

40.0250.001130.0182090.001041

30.0250.001130.0170770.000916

20.0250.001130.0159450.000798

10.0250.001130.0148140.000689

4. Menghitung nilai kNilai k didapatkan dari penurunan azas Black:

Dengan menggunakan , Cp = 4200 J/kg, dan luas penampang batang (A) didapat dari perhitungan sebelumnya, maka k pun dapat dihitung antara setiap node:NodedT1dT2dT avgA avgk

1,24.244224.2690497.417940.00074413272.7

2,34.070483.8967493.297820.00085712031.47

3,42.779842.730289.92850.00097810937.92

4,55.311485.460485.858020.00110810112.31

5,64.244224.1449481.067760.0012459531.331

6,73.84713.971277.01590.0013918979.736

7,83.22663.7478273.317720.0015448497.963

8,94.393144.4924269.352720.0017068130.711

9,103.946383.72365.213990.0018767863.167

9928.59

Dari tabel di atas, didapat bahwa untuk unit 3 dengan bahan konduktor Cu, memiliki nilai k = 9928.59 W/moC, sedangkan nilai k literatur untuk Cu = 385 W/moC sehingga nilai kesalahan literaturnya sebesar :

5. Menghitung nilai dan dari grafik dengan metode Least Square menggunakan data nilai dan dari Tembaga (Cu). Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

Diperoleh grafik sebagai berikut ini :

Nilai dan untuk Tembaga : Maka nilai