KESERAGAMAN SUHU UDARA DAN LARUTAN NUTRISI PADA BERBAGAI JARAK ANTAR NOZZLE UNTUK AEROPONIC CHAMBER SKRIPSI AULIA RIZQI NUR ABIDI F

                   

KESERAGAMAN SUHU UDARA DAN LARUTAN NUTRISI   

PADA BERBAGAI JARAK ANTAR NOZZLE UNTUK   

AEROPONIC CHAMBER             

SKRIPSI             

AULIA RIZQI NUR ABIDI   

F14080048                                           

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN   

INSTITUT PERTANIAN BOGOR   

BOGOR   

2012

               

UNIFORMITY OF AIR TEMPERATURE AND NUTRIENT SOLUTION  TEMPERATURE ON NOZZLE SPACING FOR AEROPONIC CHAMBER    Aulia Rizqi Nur Abidi and Herry Suhardiyanto  Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural  Engineering  Technology,  Bogor Agricultural University (IPB),  Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor,West Java, Indonesia.  Phone + 62 857 19130688, e-mail: [email protected] 

   

ABSTRACT    Aeroponics  is  a  method  for  growing  plants  in  a  spraying  system  of  nutrient  solution  to  plants roots in a mist fogging in a closed environment. There is no enough data concerning uniformity  of  nozzle  spacings  in  order  to  get  the  best  nutrient  solution  spraying,  based  on  uniformity  of  some  parameters  such  as  pressure,  velocity  and  air  temperature.  Those  parameters  can  be  simulated  by  using Computational Fluid Dynamics (CFD) software. The objective of this research is to determine  the best spraying design of aeroponics system because the spraying will interacts with roots directly.  Research  steps  were  aeroponic  system  installation,  air  temperature  measurement,  spraying  velocity  and pressure measurement. Simulation has been done by using Computational Fluid Dynamics (CFD)  for three nozzle spacings. The nozzle spacings were 30 cm, 40 cm and 50 cm. The results showed that  optimum  nozzle spacing  was 40  cm  (using  three nozzles) and  50  cm  (using  two  nozzles).  Validation  has  been  conducted  for  nozzle  spacing  of  40  cm.  The  regression  equation  for  measured  (x)  and  simulated (y) air temperature was y = 1.603x - 1.67, with a high coefficient of determination (R2 was  0.972). It has been shown that the predicted temperature of   nutrient solution agreed well with that of  the measured temperatures. 

   

Keywords : aeroponics, nozzle, temperature, pressure, velocity, computational fluid dynamics

             

AULIA RIZQI NUR ABIDI. F14080048. Keseragaman suhu udara dan larutan  nutrisi pada Berbagai Jarak Antar Nozzle untuk Aeroponic Chamber. Di bawah  bimbingan Herry Suhardiyanto. 2012         

RINGKASAN      Aeroponik  merupakan  salah  satu  sistem  hidroponik  yang  tidak  menggunakan  media  tanam  karena  tanaman  menggantung  di  udara  dengan  kebutuhan  unsur  hara  dan  air  dicukupi  dari  larutan  nutrisi   yang   disemprotkan   ke   akar   tanaman.   Nozzle   merupakan   salah   satu   komponen   yang  berhubungan  langsung  dengan  penyemprotan  larutan  nutrisi  di  dalam  chamber.  Tata  letak  nozzle  di  atas pipa merupakan salah satu faktor utama keseragaman penyemprotan larutan nutrisi yang meliputi  spesifikasi  nozzle,  jarak  antar  nozzle  dan  arah  penyemprotan  nozzle.  Kendala  yang  sering  dihadapi  adalah  kesalahan  dalam  perancangan  jarak  antar  nozzle  dan  pemilihan  spesifikasi  nozzle  yang  tepat  untuk  sistem  aeroponik  sehingga  akan  mempengaruhi  keseragaman  penyemprotan  larutan  nutrisi  untuk akar tanaman dan pola sebaran suhu di dalam chamber aeroponik. Oleh karena itu, diperlukan  penelitian  tentang  pemilihan  perancangan  jarak  antar   nozzle   yang  tepat   untuk  budidaya  dengan  menggunakan   sistem   aeroponik.   Metode   yang   digunakan   selama   penelitian   adalah   persiapan  penelitian,  pembuatan  chamber  dan  instalasi  aeroponik,  pengukuran  suhu,  pengukuran  spesifikasi  nozzle   dan   pipa,   pengukuran   debit   penyemprotan   larutan   nutrisi   di   setiap   nozzle,   perhitungan  konduktivitas  panas  chamber  dan  pipa  sebagai  input  material  properties  untuk  simulasi  Computational  Fluid  Dynamic  (CFD).  Pada  simulasi,  asumsi  jarak  yang  digunakan  untuk  perancangan  jarak  antar  nozzle  dengan  luasan  chamber  1.5  m2  adalah  30  cm  dengan  jumlah  empat  nozzle,  50  cm  dengan  jumlah  dua  nozzle  dengan  standar  jarak  untuk  validasi  adalah  40  cm  dengan  jumlah tiga nozzle. Pada masing-masing jarak dilakukan pengubahan peletakkan setiap nozzle.  Metode   awal   yang   digunakan   dalam   simulasi   CFD   menggunakan   Solidwork   adalah  pembuatan model 3D yaitu chamber dengan ukuran 1.5 m x 1 m x 0.3 m, pipa dan nozzle yang sesuai  dengan spesifikasi dan material properties keadaan sebenarnya. Penentuan Boundary Condition yaitu  dari  ujung  hulu  pipa  ke  ujung  hilir  pipa,  sebaran  penyemprotan  larutan  nutrisi  dari  nozzle,  dan  ruas  dinding  chamber  yang  berdekatan  dengan  sebaran  penyemprotan  larutan  nutrisi  yang  diasumsikan  berukuran   30   cm   di   atas   pipa.   Input   yang   digunakan   adalah   parameter   yang   telah   dilakukan  pengukuran dan perhitungan yaitu kecepatan aliran, tekanan, suhu inlet yaitu suhu awal larutan nutrisi  melalui  pipa  dan  suhu  outlet  yaitu  suhu  ujung  nozzle  dimana  larutan  nutrisi  mulai  disemprotkan.  Output  yang  diharapkan  dalam  simulasi  adalah  sebaran  panjang  penyemprotan  (turbulence  length),  tekanan, kecepatan aliran dan suhu udara di dalam chamber. Tahap selanjutnya adalah validasi hasil  simulasi terhadap  hasil pengukuran dan perhitungan. Dari hasil validasi diketahui bahwa suhu udara  hasil  simulasi  ternyata  mendekati  hasil  pengukuran.  Analisis  regresi  terhadap  hubungan  keduanya  menunjukkan bahwa  pada persamaan regresi  y =  1.063x - 1.67, nilai intersep  mendekati  0  dan nilai  gradien  mendekati  1  yaitu  1.063  dengan  nilai  R2 sebesar   0.972.  Ketiga  nilai  tersebut  menunjukkan  bahwa CFD dapat digunakan untuk memprediksi distribusi suhu dengan akurasi yang baik.  Hasil simulasi suhu udara di dalam chamber pada jarak antar nozzle 30 cm adalah 26.3   oC  hingga 29.7   oC, pada jarak antar nozzle 40 cm adalah 25   oC hingga 28   oC dan pada jarak antar nozzle  50  cm adalah  26.7  oC  hingga  28  oC. Dari  hasil  simulasi  menunjukkan bahwa  semakin pendek jarak  antar nozzle maka semakin tinggi suhu yang dihasilkan pada titik-titik pengukuran di dalam chamber  aeroponik.  Hal  ini  disebabkan  oleh  tumbukan  semprotan  fluida,  semakin  banyak  terjadi  tumbukan  semprotan fluida di dalam chamber maka suhu udara yang dihasilkan semakin tinggi.  Pada jarak 30 cm, nilai tekanan dari  nozzle  A sebesar 0.9998  atm, nozzle  B sebesar  0.9995  atm,   nozzle  C sebesar 0.9994 atm dan nozzle D  sebesar 0.998 atm. Pada jarak 40 cm, nilai tekanan  nozzle A sebesar 1.999 atm, nozzle B sebesar 1.944 atm dan nozzle C sebesar 1.8905 atm. Pada jarak  50  cm,  tekanan  yang  dihasilkan  pada  nozzle  A  adalah  1.74  atm  dan  nozzle  B  sebesar  1  atm.  Nilai  tekanan udara di dalam chamber yang dihasilkan dari simulasi untuk semua jarak antar nozzle adalah  1 atm.

              Hasil simulasi kecepatan aliran penyemprotan pada jarak antar nozzle 30 cm pada nozzle A  adalah 10.67 m/s, nozzle B adalah 2.372 m/s, nozzle  C adalah 1.186 m/s, dan  nozzle D sebesar 5.93  m/s.  kecepatan  aliran  penyemprotan  untuk  jarak  40  cm  pada  nozzle  A  sebesar  11.52  m/s,  nozzle  B  sebesar 11.67 m/s sedangkan nozzle C sebesar 11.71 m/s. Kecepatan aliran penyemprotan untuk jarak  antar nozzle 50 cm pada nozzle A bernilai 9.48 m/s dan nozzle B bernilai 10.66 m/s. Kecepatan aliran  udara di dalam chamber untuk jarak antar nozzle 30 cm dan 50 cm adalah 0 m/s sedangkan pada jarak  40 cm sebesar 1.23 m/s.  Berdasarkan  hasil  simulasi  nilai  keseragaman  tekanan,  kecepatan  aliran  penyemprotan  dan  suhu maka jarak antar nozzle yang optimal dengan luasan chamber 1.5 m2 adalah jarak antar nozzle 40  cm  dengan  tiga  buah  nozzle  dan  50  cm  dengan  dua  buah  nozzle.  Posisi  cara  peletakkan  nozzle  mempengaruhi pola sebaran suhu di dalam chamber dan kecepatan aliran penyemprotan.

             

KESERAGAMAN SUHU UDARA DAN LARUTAN NUTRISI PADA   

BERBAGAI JARAK ANTAR NOZZLE UNTUK AEROPONIC   

CHAMBER             

SKRIPSI    Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar    SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN  pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem  Fakultas Teknologi Pertanian  Institut Pertanian Bogor              Oleh  AULIA RIZQI NUR ABIDI  F14080048                            FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN  INSTITUT PERTANIAN BOGOR  2012

                Judul Skripsi  Nama  NIM 

: Keseragaman Suhu Udara dan Larutan Nutrisi pada Berbagai Jarak Antar Nozzle  untuk Aeroponic Chamber  : Aulia Rizqi Nur Abidi  : F14080048 

            Menyetujui, 

  Pembimbing, 

              (Prof. Dr. Ir. Herry Suhardiyanto, M.Sc.)  NIP. 19590910 198503 1 003 

         

Mengetahui : 

  Ketua Departemen, 

            (Dr. Ir. Desrial, M.Eng.)  NIP. 19661201 199103 1 004 

Tanggal lulus :

       

                 

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI        Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Keseragaman Suhu  Udara dan Larutan Nutrisi pada Berbagai Jarak Antar Nozzle untuk Aeroponic chamber adalah  hasil karya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk  apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang  diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain, telah disebutkan dalam teks dan  dicantumkan  dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. 

                      Bogor,  Desember 2012  Yang membuat pernyataan 

            Aulia Rizqi Nur Abidi  F14080048

                                                      © Hak cipta milik Aulia Rizqi Nur Abidi, tahun 2012  Hak cipta dilindungi 

    Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari  Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi,  mikrofilm, dan sebagainya

             

BIODATA PENULIS        Aulia Rizqi Nur Abidi, Lahir pada 27 Maret 1990 di Tuban, Jawa  Timur.   Penulis   lahir   sebagai   anak   pertama   dari   dua   bersaudara   dari  pasangan Bapak Arif Abidullah dan Ibu Lilik Nur Komariyah. Pendidikan  formal   mulai   ditempuh   di   TK   Muslimat   1,   Tuban   (1994-1996),   SDN  kutorejo  3,  Tuban  (1996-2002),  SMPN  3,  Tuban  (2002-2005),  SMAN  2,  Tuban  (2005-2008),  dan  Institut  Pertanian  Bogor  melalui  jalur  USMI  di  Departemen   Teknik   Pertanian   (Teknik   Mesin   dan   Biosistem)   Fakultas  Teknologi  Pertanian  (2008-2012).  Selama  mengikuti  perkuliahan  penulis  aktif   dalam   mengikuti   berbagai   kegiatan   termasuk   menjadi   pengurus  Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) Periode 2009-2010  sebagai  staf  riset  dan  keteknikan  pertanian  kemudian  dilanjutkan  pada  periode  2010-2011  sebagai  sekretaris  umum departemen  riset dan  keteknikan pertanian. Selain itu, penulis juga  menjadi asisten  praktikum  mata  kuliah  lingkungan  dan  bangunan  pertanian  pada  tahun  2010-2011  dan  Teknologi  greenhouse dan hidroponik pada tahun 2012-2013. Adapun prestasi yang pernah diukir penulis adalah  juara  II  lomba  presentasi  PKM  tingkat  Institut  Pertanian  Bogor  pada  tahun  2009,  lolos  pendanaan  PKM  kewirausahaan  tingkat  nasional  pada  tahun  2011  dan  sebagai  pendamping  Jambore  Sahabat  Anak   Marginal   tingkat   Jabodetabek   pada   tahun   2012.   Penulis   melaksanakan   praktik   lapang   di  Perkebunan  hidroponik  sayuran  dan  buah,  PT.  Saung  Mirwan,  Bogor,  Jawa  Barat  selama  40  hari  dengan  topik  “Teknologi  Greenhouse  dan  Hidroponik  di  PT  Saung  Mirwan”.  Di  tahun  berikutnya,  Penulis  melakukan  penelitian  sebagai  syarat  kelulusan  Sarjana  Teknologi  Pertanian  dengan  judul  Keseragaman   suhu  udara   dan   larutan   nutrisi  pada   berbagai   jarak  antar   nozzle   untuk   aeroponic  chamber.

             

KATA PENGANTAR          Puji  dan  syukur  dipanjatkan  ke  hadapan  Allah  SWT  atas karunia-Nya  sehingga  skripsi  dengan  judul   Keseragaman  Suhu  Udara  dan  Larutan  Nutrisi  pada  Berbagai  Jarak  Antar   Nozzle  untuk  Aeroponic  Chamber  dapat  diselesaikan.  Shalawat  serta  salam  juga  dihaturkan  kepada  nabi  besar  Rasulullah SAW, Pemimpin besar umat islam. 

  Dengan telah selesainya penelitian hingga tersusunnya skripsi ini, penulis ingin menyampaikan  penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 

  1.  Prof. Dr. Ir.  Herry Suhardiyanto, M.Sc. sebagai dosen pembimbing yang telah  memberikan  bimbingan dan arahan selama pelaksanaan penelitian dan dalam  penyusunan skripsi  2.   Dr.  Ir.  Gatot  Pramuhadi,  M.Si.  dan  Dr.  Ir.  Wawan  Hermawan,  M.S.  sebagai  dosen  penguji  yang telah memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini  3.  Ayah,  Mama,  Adik,  Bu  puh  dan  Pak  puh  untuk  semua  pertolongan,  dukungan  moril  dan  materiil, kasih sayang dan semua pengorbanan yang tak terhingga  4.   Pak  Ahmad,  Mas  Darma,  Pak  Harto  serta  seluruh  civitas  departemen  Teknik  Mesin  dan  Biosistem yang telah memberikan pengarahan selama melakukan penelitian  5.   Kak Agus yang telah memberikan bimbingan mengenai simulasi CFD dengan Solidworks  6.   Ibu Enny Sumarni, Derry Riskawati, Nurul Fuadah, Kak Chrisye, Dina Purnamasari, Yuliani  dan   Bareth   Juanda   sebagai   partner   penelitian   yang   telah   membantu   selama   penelitian  berlangsung  7.   Salman Al Farisi, rekan-rekan TEP 45, sahabat rumah 22 dan sahabat wisma asri yang telah  memberikan semangat dan dukungan selama di IPB 

   

Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap  perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. 

           

Bogor, Desember  2012 

      Aulia Rizqi Nur Abidi 

            1

             

DAFTAR ISI      Halaman 

 

I. 

II. 

KATA PENGANTAR   ................................................................................................ 

ix 

DAFTAR TABEL......................................................................................................... 

xii 

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... 

xiii 

DAFTAR LAMPIRAN................................................................................................. 

xv 

PENDAHULUAN  ........................................................................................................ 

1 

1.1  LATAR BELAKANG.......................................................................................... 

1 

1.2  TUJUAN ..............................................................................................................  TINJAUAN PUSTAKA................................................................................................. 

2 

2.1  AEROPONIK ....................................................................................................... 

3 

2.2  SUHU ................................................................................................................... 

4 

3 

RUMAH TANAMAN.......................................................................................... 

4 

2.3  KARAKTERISTIK NOZZLE DAN PENYEMPROTAN.................................... 

5 

PINDAH PANAS ................................................................................................. 

7 

2.4  ALIRAN LARUTAN NUTRISI DALAM PIPA ................................................. 

8 

2.5  DASAR-DASAR SIMULASI .............................................................................. 

10 

2.6  COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) ................................................. 

10 

2.7  VALIDASI ........................................................................................................... 

11 

III.   METODE  PENELITIAN.............................................................................................. 

13 

3.1  WAKTU DAN LOKASI PENELITIAN.............................................................. 

13 

3.2  ALAT DAN BAHAN........................................................................................... 

13 

3.3  TAHAPAN PENELITIAN................................................................................... 

16 

3.4  ASUMSI YANG DIGUNAKAN .........................................................................  IV.   HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................................... 

24  25 

4.1  SUHU PENYEMPROTAN LARUTAN NUTRISI PADA INSTALASI  AEROPONIK .....................................................................................  

……. 

25 

4.2  DISTRIBUSI  KECEPATAN ALIRAN PADA SAAT PENYEMPROTAN  LARUTAN NUTRISI SEPANJANG PIPA  ........................................................ 

27 

4.3  DISTRIBUSI  TEKANAN PADA SAAT PENYEMPROTAN LARUTAN  NUTRISI SEPANJANG PIPA .........................................................................   

V. 

`   28 

4.4  VALIDASI ........................................................................................................... 

28 

4.5  HASIL SIMULASI .............................................................................................. 

30 

4.6  PEMILIHAN JARAK ANTAR NOZZLE YANG EFEKTIF  ............................. 

44 

KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................................... 

47 

5.1  KESIMPULAN ....................................................................................................       

47 

2

             

5.2  SARAN ................................................................................................................  DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................... 

47 

LAMPIRAN  ................................................................................................................. 

49 

48 

                                                                                                            3

             

DAFTAR TABEL      Halaman 

  Tabel 1. Koefisien Debit untuk Nozzle   ....................................................................... 

6 

Tabel 2.Ikhtisar Persamaan-Persamaan yang digunakan dalam  Perpindahan  Panas Konveksi Paksa di dalam Saluran ........................................................ 

8 

Tabel 3. Computational Domain Instalasi Aeroponik .................................................. 

22 

Tabel 4. Material Properties......................................................................................... 

23 

                                                                                          4

xii

             

DAFTAR GAMBAR      Halaman 

  Gambar 1. Sistem Aeroponik........................................................................................ 

3 

Gambar 2. Standar Peak Greenhouse ........................................................................... 

5 

Gambar 3. Nozzle .......................................................................................................... 

5 

Gambar 4. Tangki Larutan Nutrisi ................................................................................ 

13 

Gambar 5. Chamber Aeroponik.................................................................................... 

14 

Gambar 6. Pompa Air ................................................................................................... 

14 

Gambar 7. Timer ........................................................................................................... 

14 

Gambar 8. Nozzle dan Pipa ........................................................................................... 

15 

Gambar 9. Chiller ......................................................................................................... 

15 

Gambar 10. Hybrid Recorder....................................................................................... 

15 

Gambar 11. Diagram skematik penentuan validasi....................................................... 

17 

Gambar 12. Diagram skematik penentuan pemilihan jarak antar nozzle optimum ....... 

18 

Gambar 13. Skema posisi pengukuran di dalam chamber ............................................ 

18 

Gambar 14. Skema simulasi Computational Fluid Dynamic........................................ 

21 

Gambar 15. Posisi Arah Penyemprotan Nozzle............................................................. 

24 

Gambar 16. Posisi Arah Penyemprotan pada Jarak Antar Nozzle 50 cm ...................... 

24 

Gambar 17. Posisi Arah Penyemprotan pada Jarak Antar Nozzle 30 cm ...................... 

24 

Gambar 18. Grafik Perubahan Suhu Larutan Nutrisi pada 29 Maret 2012 ................... 

25 

Gambar 19. Grafik Perubahan Suhu Larutan Nutrisi pada 30 Maret 2012 ................... 

26 

Gambar 20. Grafik Perubahan Suhu Larutan Nutrisi pada 12 April 2012 .................... 

26 

Gambar 21. Grafik Perubahan Suhu Larutan Nutrisi pada 13 April 2012 .................... 

27 

Gambar 22. Grafik Perubahan Suhu Larutan Nutrisi Sepanjang Pipa pada 12 April  2012.......................................................................................................... 

27 

Gambar 23. Grafik Nilai Tekanan Setiap Nozzle Berdasarkan Perhitungan ................. 

28 

Gambar 24. Grafik Perbedaan Suhu Hasil Simulasi pada berbagai Jarak  Antar Nozzle.............................................................................................. 

29 

Gambar 25. Grafik Perbedaan Tekanan Hasil Simulasi dengan Berbagai  Jarak  antar Nozzle.................................................................................... 

29 

Gambar 26. Grafik Perbedaan Kecepatan Aliran Penyemprotan Hasil  Simulasi dengan Berbagai Jarak  antar Nozzle .......................................... 

29 

Gambar 27. Validasi Suhu Udara dan Hasil Simulasi dibandingkan dengan Hasil  Pengukuran ................................................................................................ 

30 

Gambar 28. Distribusi Suhu Minimum pada Jarak Antar Nozzle 40 cm...................... 

31 

Gambar 29. Distribusi Suhu Maksimum pada Jarak Antar Nozzle 40 cm .................... 

32 

   

xiii 

5 

              Gambar 30. Distribusi Tekanan pada Jarak Antar Nozzle 40 cm .................................. 

33 

Gambar 31. Distribusi Kecepatan Aliran Penyemprotan pada Jarak Antar Nozzle  40 cm........................................................................................................ 

34 

Gambar 32. Distribusi Suhu Minimum pada Jarak Antar Nozzle 50 cm...................... 

35 

Gambar 33. Distribusi Suhu Maksimum pada Jarak Antar Nozzle 50 cm .................... 

35 

Gambar 34. Distribusi Tekanan pada Jarak Antar Nozzle 50 cm .................................. 

36 

Gambar 35. Distribusi Kecepatan Aliran Penyemprotan pada Jarak Antar Nozzle  50 cm........................................................................................................ 

37 

Gambar 36. Distribusi Suhu Minimum pada Jarak Antar Nozzle 30 cm...................... 

37 

Gambar 37. Distribusi Suhu Maksimum pada Jarak Antar Nozzle 30 cm .................... 

38 

Gambar 38. Distribusi Tekanan pada Jarak Antar Nozzle 30 cm .................................. 

39 

Gambar 39. Distribusi Kecepatan Aliran Penyemprotan pada Jarak Antar Nozzle  30 cm........................................................................................................ 

40 

Gambar 40. Distribusi Suhu pada Jarak Antar Nozzle 40 cm tampak kanan ................ 

41 

Gambar 41. Distribusi Suhu pada Jarak Antar Nozzle 50 cm tampak kanan ................ 

42 

Gambar 42. Distribusi Suhu pada Jarak Antar Nozzle 30 cm tampak kanan ................ 

42 

Gambar 43. Distribusi Turbulence Length Jarak Antar Nozzle 40 cm tampak Kanan .. 

43 

Gambar 44.  Distribusi Turbulence Length Jarak Antar Nozzle 50 cm tampak Kanan . 

43 

Gambar 45.  Distribusi Turbulence Length Jarak Antar Nozzle 30 cm tampak Kanan . 

43 

Gambar 46. Grafik Perbandingan Sebaran Suhu Simulasi dengan berbagai  Jarak Penyemprotan .................................................................................. 

44 

Gambar 47. Grafik Perbandingan Sebaran Tekanan Simulasi dengan berbagai  Jarak Penyemprotan .................................................................................. 

44 

Gambar 48. Grafik Perbandingan Sebaran Kecepatan Aliran Penyemprotan  Simulasi dengan berbagai Jarak Penyemprotan ....................................... 

45 

                                           

xiv 6

             

DAFTAR LAMPIRAN      Halaman 

  Lampiran 1. Skema Titik Pengukuran  ......................................................................... 

50 

Lampiran 2. Suhu di Titik Pengukuran pada saat 29 Maret 2012 ................................. 

51 

Lampiran 3. Suhu di Titik Pengukuran pada saat 30 Maret 2012 ................................. 

53 

Lampiran 4. Suhu di Titik Pengukuran pada saat 12 April 2012 .................................. 

55 

Lampiran 5. Suhu di Titik Pengukuran pada saat 13 April 2012 .................................. 

58 

Lampiran 6. Geometri Nozzle ....................................................................................... 

60 

Lampiran 7. Perhitungan Error Hasil Simulasi ............................................................ 

61 

Lampiran 8. Perhitungan Tekanan, Debit dan Kecepatan Aliran.................................. 

62 

                                                                               

xv 

7 

             

BAB I   

PENDAHULUAN     

1.1 

Latar Belakang 

  Salah  satu  indikator  keberhasilan  suatu  kegiatan  budidaya  adalah  mutu  produk  pada  saat  tanam,  panen,  dan  pasca  panen.  Pada  lahan  terbuka  sering  dijumpai  produk  yang  dipanen  ternyata  dengan mutu rendah. Faktor yang mempengaruhi hal tersebut adalah kegiatan budidaya yang kurang  optimal  dalam  persiapan  lahan,  tanam,  perawatan  masa  tumbuh  tanaman  hingga  panen.  Kegiatan  budidaya   yang   dilakukan   pada   lahan  terbuka   sangat   tergantung   kepada   faktor   lingkungan   yang  seringkali   tidak   menguntungkan   bagi   budidaya   tanaman   tersebut.   Salah   satu   alternatif   kegiatan  budidaya  yang  menerapkan  teknologi  dan  terbukti  mampu  menghasilkan  produk  yang  berkualitas  adalah  teknologi  hidroponik  yang  merupakan  cara  bercocok  tanam  tanpa  menggunakan  tanah.  Pada  lahan  terbuka,  pemberian  air  dan  pemupukan  seringkali  tidak  sesuai  dengan  kebutuhan  tanaman  sehingga  menyebabkan  hasil  panen  kurang  optimal.  Hal  ini  berbeda  dengan  budidaya  hidroponik  di  dalam  rumah  tanaman  yang  kebutuhan  air  dan  nutrisinya  seragam  untuk  seluruh  tanaman  sehingga  tanaman dapat tumbuh dengan baik.  Aeroponik  merupakan  salah  satu  sistem  hidroponik  yang  tidak  menggunakan  media  tanam  karena  tanaman  menggantung  di  udara  dengan  kebutuhan  unsur  hara  dan  air  dicukupi  dari  larutan  nutrisi yang disemprotkan   ke akar tanaman. Aeroponik adalah salah satu   inovasi teknologi budidaya  yang menguntungkan karena mutu produk yang dihasilkan akan baik serta tidak membutuhkan lahan  yang luas. Namun, penggunaan sistem aeroponik memiliki kelemahan yaitu biaya yang mahal karena  membutuhkan beberapa komponen instalasi  seperti pompa, chamber, pipa PE, nozzle, tangki larutan  nutrisi beserta nutrisi AB dan chiller.  Nozzle   adalah   salah   satu   komponen   yang   berhubungan   langsung   dengan   penyemprotan  larutan nutrisi di dalam chamber. Tata letak nozzle di atas pipa PE meliputi spesifikasi  nozzle, jarak  antar  nozzle  dan  cara  peletakkan  nozzle.  Kendala  yang  sering  dihadapi  adalah  kesalahan  dalam  perancangan jarak antar nozzle dan cara peletakkan nozzle yang tepat untuk sistem aeroponik sehingga  tanaman  akan  tumbuh  tidak  seragam  dan  terjadi  pemborosan  larutan  nutrisi  yang  menyebabkan  tanaman   kekurangan   pasokan   larutan   nutrisi.   Oleh   karena   itu,   diperlukan   pengetahuan   tentang  pemilihan  perancangan  jarak  antar  nozzle  yang  tepat  untuk  budidaya  dengan  menggunakan  sistem  aeroponik sehingga akan terjadi keseragaman penyemprotan larutan nutrisi yang akan mempengaruhi  keseragaman  distribusi  suhu  optimum  ruang  tanam  yaitu  25oC  –  28oC.  keseragaman  penyemprotan  larutan nutrisi akan menyebabkan akar tanaman yang menggantung di dalam chamber tumbuh dengan  optimum .  Computational  Fluid  dynamics  (CFD)  merupakan  salah  satu  metode  efektif  untuk  menentukan jarak antar nozzle optimum dalam perancangan instalasi aeroponik karena dengan metode  CFD  dapat  diprediksi  aliran  fluida  yang  terjadi  di  dalam  chamber  tanpa  dilakukan  perlakuan  di  lapangan.  Penelitian  yang  berjudul  keseragaman  suhu  udara  dan  larutan  nutrisi  pada  berbagai  jarak  antar   nozzle   untuk   aeroponic   chamber   ini   diharapkan   dapat   memberikan   pengetahuan   tentang  pemilihan  perancangan  jarak  antar  nozzle  yang  tepat  agar  diperoleh  keseragaman  penyemprotan  larutan nutrisi dan keseragaman pola sebaran suhu di dalam chamber aeroponik sehingga akar dapat  tumbuh optimal di dalam chamber dan tanaman mampu menghasilkan komoditas yang baik. 

        8

             

1.2 

Tujuan Penelitian 

    1.  Membandingkan  suhu  larutan  nutrisi  dan  udara  di  dalam chamber  aeroponik  hasil  simulasi  menggunakan CFD dan hasil pengukuran  2.  Melakukan  simulasi  distribusi  suhu  larutan  nutrisi  dan  udara  di  dalam  chamber  aeroponik  menggunakan CFD berdasarkan perbedaan jarak antar nozzle  3.  Menentukan jarak antar nozzle optimum untuk keseragaman penyemprotan larutan nutrisi di  dalam chamber aeroponik berdasarkan suhu udara, suhu larutan nutrisi, tekanan dan  kecepatan aliran penyemprotan nozzle 

                                                                                            9

             

BAB II   

TINJAUAN PUSTAKA     

2.1 

Aeroponik 

  Aeroponik adalah metode budidaya tanaman dimana akar tanaman menggantung di udara serta  memperoleh unsur hara dan air dari larutan nutrisi yang disemprotkan ke akar tanaman (Suhardiyanto,  2009). Sistem aeroponik terkait dengan oksigenasi dari tiap butiran kabut halus larutan hara sehingga  respirasi akar lancar dan menghasilkan banyak energi. Sistem aeroponik terkait erat dengan parameter  lingkungan  di  sekitar  sistem  dan  di  dalam  greenhouse.  Parameter  yang  menunjang  pertumbuhan  tanaman dalam sistem aeroponik adalah suhu, radiasi matahari, curah hujan, kelembaban, elevasi, air,  angin dan oksigen (Lingga, 2009).  Aeroponik digunakan untuk budidaya sayuran daun seperti bayam, caisin, kailan, kangkung,  pakchoy,  selada  dan  sebagainya.  Larutan  nutrisi  disemprotkan  dalam bentuk  kabut  ke  akar  tanaman  yang berada dalam chamber dengan durasi tertentu. Chamber merupakan lingkungan tertutup tempat  tumbuhnya  akar  (Suhardiyanto,  2009).  Sistem  ini  meliputi  sprayer  nozzles  untuk  menyemprotkan  larutan nutrisi, pompa yang dilengkapi dengan timer, chamber, styrofoam, dan pipa. Aeroponik tidak  memerlukan media tanam namun tanaman perlu ditopang agar dapat tumbuh dengan tegak. Biasanya  helaian  styrofoam  yang  telah  dilubangi  digunakan  untuk  menempatkan  pangkal  batang  tanaman.  Helaian styrofoam ini diletakkan di bagian atas chamber, memisahkan kanopi dengan akar tanaman.  Pada skala komersial, beberapa chamber umtuk aeroponik dirangkai membentuk suatu jaringan sistem  aeroponik (Prastowo et al., 2007).  Nutrisi yang diberikan pada sistem aeroponik yaitu dari unsur makro  (N, P, K, Mg, Ca,, S)  maupun  mikro  (Mn, Mo, Cu, Fe, B, Zn) (Gunawan, 2010). Tanaman  yang  memiliki berat biomassa  melebihi kapasitas yang dapat ditopang oleh Styrofoam, yaitu 3 kg/m2 maka diperlukan kawat atau tali  penahan  kanopi  tanaman  agar  helaian  Styrofoam  tidak  melengkung  dan  patah.  Debit  aliran  larutan  nutrisi   yang   diperlukan   untuk   sistem   aeroponik   hanya   memerlukan   1.5   ml/menit.   Pada   sistem  aeroponik  juga  diperlukan  pengecekan  terhadap  nozzle  secara  berkala  untuk  menjamin  kelancaran  perngabutan larutan nutrisi ini karena jika tidak dilakukan pengecekan maka nozzle sering tersumbat  oleh kotoran atau partikel dalam nutrisi (Suhardiyanto, 2009). 

                         

Sumber:www.aeroponics_world.com 

   

Gambar 1  Skema Sistem Aeroponik 

      3

             

2.2 

Suhu 

  Suhu  lingkungan  merupakan  salah  satu  faktor  yang  berpengaruh  terhadap  pertumbuhan  tanaman  dan  berperan  penting  mengetahui  apakah  kegiatan  budidaya  berjalan  optimal  atau  belum.  Menurut Harjadi (2008) Suhu lingkungan berpengaruh terhadap proses fisik dan kimiawi tanaman dan  selanjutnya  akan  mengendalikan  proses  biologi  dalam  tanaman.  Pengendalian  suhu  sangat  penting  dilakukan  dalam  budidaya  aeroponik  di  dalam  greenhouse  karena  suhu  yang  tidak  sesuai  dengan  kondisi  lingkungan  akan  merusak  tanaman.  Suhu  terlalu  dingin  akan  membekukan  dan  suhu  terlalu  tinggi  dapat  mematikan  tanaman  sebagai  akibat  koagulasi  protein.  Terhentinya  pertumbuhan  pada  suhu tinggi merupakan suatu gambaran dari suatu keseimbangan metabolik yang terganggu.  Suhu   optimum   untuk   pertumbuhan   akar   umumnya   lebih   rendah   daripada   suhu   untuk  pertumbuhan taruk yaitu 25   oC-   28   oC. Respon laju pertumbuhan tanaman terhadap satu kisaran suhu  yang luas (konstan) dibagi menjadi dua bagian yaitu kisaran suhu minimum dan maksimum, dimana  pertumbuhan tanaman dapat dipertahankan dengan anggapan bahwa suhu merupakan faktor pembatas  pertumbuhan.  Suhu  berkorelasi  positif  dengan  radiasi  matahari.  Tinggi  rendahnya  suhu  disekitar  tanaman ditentukan oleh intensitas radiasi matahari, kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam tajuk  tanaman  serta  kandungan  lengas  tanah.  Suhu  akan  mempengaruhi  beberapa  proses  fisiologis  yaitu  bukaan stomata, laju transpirasi, laju penyerapan air dan  nutrisi, fotosintesis, dan respirasi. 

   

2.3 

Rumah Tanaman 

  Pengertian   greenhouse   di  daerah  tropis  didefinisikan   sebagai   rumah  tanaman  berfungsi  sebagai  bangunan  perlindungan  tanaman  baik  pada  budidaya  tanaman  dengan  media  tanah  maupun  dengan sistem hidroponik (Suhardiyanto, 2009).  Menurut  Nelson  (1978)  greenhouse  didefinisikan  sebagai  suatu  bangunan  yang  memiliki  struktur atap dan dinding yang bersifat tembus cahaya.  Cahaya yang dibutuhkan oleh tanaman dapat  masuk ke dalam rumah tanaman sehingga tanaman terhindar dari kondisi yang tidak menguntungkan.  Selain  itu,  dengan  pemakaian  greenhouse  maka  suhu,  kelembaban,  cahaya,  dan  keperluan  tanaman  yang  lain  dapat  diatur  sehingga  tanaman  dapat  ditanami  sepanjang  tahun.  Didalam  rumah  tanaman,  parameter lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman yaitu cahaya matahari, suhu  udara,  kelembaban  udara,  pasokan  nutrisi,  kecepatan  angin,  dan  konsentrasi  karbondioksida  dapat  dikendalikan  dengan  mudah.  Penggunaan  rumah  tanaman  memungkinkan  dilakukannya  modifikasi  lingkungan  yang  tidak  sesuai  bagi  pertumbuhan  tanaman  menjadi lebih  mendekati  kondisi optimum  bagi pertumbuhan tanaman (Suhardiyanto, 2009).  Di   kawasan   yang   beriklim   tropika   basah,   rumah   tanaman   berfungsi   sebagai   bangunan  perlindungan  tanaman  baik  pada  budidaya  tanaman  dengan  media  tanah   maupun  dengan  sistem  hidroponik.   Di   Indonesia,   konsep   rumah   tanaman   dengan   umbrella   effect   lebih   sesuai.   Rumah  tanaman  lebih  ditujukan  untuk  melindungi  tanaman  dari  hujan,  angin  dan  hama.  Selain  itu  rumah  tanaman   dibangun   untuk   mengurangi   intensitas   radiasi   matahari   yang   berlebihan,   mengurangi  penguapan air dari daun dan media, serta memudahkan perawatan tanaman (Suhardiyanto, 2009). 

                  4

                                  Gambar 2. Standar Peak Greenhouse (Suhardiyanto, 2009) 

   

2.4 

Karakteristik dan kecepatan aliran penyemprotan nozzle 

  Nozzle  berfungsi  untuk  menyemprotkan  fluida  cair  dari  pompa  injeksi  ke  dalam  silinder  dengan  tekanan  tertentu  untuk  mengatomisasi  fluida  cair  secara  merata.  Konstruksi  Nozzle  secara  umum dapat dilihat pada Gambar 3. 

                                       

Gambar 3. Nozzle 

  Nilai  Koefisien  kapasitas  untuk  nozzle  dengan  menggunakan  tap  sudut  dapat  dilihat  pada  Tabel 1 berlaku untuk daerah kerja: 

  D = Diameter tabung (mm), 50 mm  ≤  D  ≤  500 mm 

 

 

   = rasio diameter, 0.30 ≤

≤  0.80 

  Re  = Reynolds Number 105 ≤ Re ≤ 107 

              5

              Tabel 1. Koefisien debit untuk nozzle 

                   

 

C 

Β

  C   0,980 5      0,978 9     0,977 1     0,975 0      0,972 6 

  Β   0,58      0,60     0,62     0,64      0,66 

  C   0,964 0      0,960 4     0,956 5     0,952 3      0,947 6 

                     

  C   0,30  0,987 6 0,44 0,930 8     0,986 9  0,46  0,32   0,924 1     0,916 9  0,34  0,986 2  0,48     0,909 2  0,36  0,985 4  0,50      Sumber.: SNI 0140:2007  0,52  0,900 8  0,38  0,984 4  Nozzle  memiliki  tap  sudut sehingga persamaan untuk  menghitung nilai debit penyemprotan  nozzle sebagai berikut :0,983 3   0,54  0,970 0  0,68  0,942 4  0,40        ……………………………………...      (1)  0,42  0,982 0  0,56  0,967 2  0,70          0,936 8  Β 

  Β    0,72        0,74     0,76     0,78      0,80 

    Dimana :  Q = debit (m3/min)  C = koefisien debit  E = Koefisien kecepatan = ( 1-β4)-1/2  a = Luas penampang peralatan pembatasan ( m2) = (π/4)d2  d = diameter leher peralatan pembatasan (m)  g = percepatan gravitasi = 9.81 m/detik2  h = beda ketinggian (m) 

  Selain   menggunakan   persamaan   (1),   perhitungan   debit   nozzle   dapat   dilakukan   dengan  metode volume yang dinyatakan dalam persamaan 2: 

  ………..…………………………. (2) 

  Dimana  : Q = debit ( m3/ min)  v = volume air yang dimasukkan ke dalam bak selama t detik (m3)  t  =  waktu  yang dibutuhkan untuk memasukkan air sejumlah V m3 (s) 

  Perhitungan kecepatan aliran penyemprotan dengan menggunakan persamaan 3: 

  ………………………………….. (3)  Dimana : Q  = debit ( m3/ s )  V = Kecepatan Aliran (m/s)  A  = Luas penampang Nozzle (m2 ) 

  Kecepatan aliran penyemprotan pada setiap nozzle di sepanjang pipa PE akan mempengaruhi  efisiiensi  penyemprotan.  Efisiensi  penyemprotan  meliputi  keseragaman  penyebaran  penyemprotan  larutan  nutrisi  di  dalam  chamber  aeroponik  dan  kehilangan  air.  Jika  nilai  keseragaman  penyebaran  rendah atau kehilangan air besar, maka efisiensi penyemprotan menjadi rendah (christianses, 1942 di  dalam Jensen 1983). 

      6 

             

2.5 

Pindah Panas 

  Peristiwa pindah panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari satu daerah ke daerah  lain  sebagai  akibat  dari  beda  suhu  dari  daerah-daerah  tersebut  (Kreith,  1994).  Pindah  panas  dapat  terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi. 

  2.5.1 

Konduksi 

  Konduksi adalah peristiwa aliran panas yang terjadi dari daerah dengan suhu tinggi ke suhu  rendah  di  dalam  suatu  medium  atau  antara  medium-medium  yang  berlainan  yang  bersinggungan  secara  langsung   (Kreith, 

1994).  Besaran  perpindahan  panas  konduksi  tergantung   dari 

nilai 

konduktivitas  panas  suatu  bahan.  Menurut  Holman  (1994),  jika  suatu  bahan  terdapat  gradien  suhu  maka  terjadi  perpindahan  energi  atau  panas  dari  bagian  yang  bersuhu  tinggi  ke  yang  lebih  rendah.  Besarnya laju aliran panas dengan cara konduksi suatu bahan dinyatakan dalam :  .     

.....................................................................  

(   4 ) 

Dimana :  Qcond : Laju Perpindahan Panas (W)  k  : Konduktivitas termal bahan (W/m.K)  A  : Luas penampang benda yang tegak lurus aliran panas (m2)  dt   : Perubahan Suhu dari T1 ke T2  dx  : Ketebalan dinding (m)  2.5.2 

Konveksi 

 

Konveksi  adalah  proses  perpindahan  energi  kerja  gabungan  dari  konduksi  panas,  penyinggungan   energi   dan   gerakan   mencampur.   Perpindahan   kalor   konveksi   tergantung   pada  viskositas  fluida  disamping  ketergantungannya  pada  sifat-sifat  termal  fluida  tersebut  (konduktivitas  termal  kalor  spesifik,  densitas).  Hal  ini  disebabkan  viskositas  mempengaruhi  profil  kecepatan,  oleh  karena itu akan mempengaruhi laju perpindahan energi di daerah dinding (Holman, 1994).  Menurut   Kreith   (1994)   perpindahan   panas   konveksi   berdasarkan   cara   menggerakkan  alirannya diklasifikasikan menjadi dua cara yaitu, konveksi alami dan konveksi paksa.   Bila gerakan  mencampur berlangsung semata-mata sebagai akibat dari perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh  gradien suhu, tanpa ada sumber gerakan dari luar maka disebut konveksi bebas (natural convection).  Sedangkan  apabila  gerakan  mencampur  disebabkan  oleh  suatu  alat  dari  luar  disebut  konveksi  paksa  (forced convection). Laju perpindahan panas konveksi dinyatakan dalam persamaan berikut : 

  QConv =  hA ( Ts – Tf)  .............................................................................  

(5) 

  Dimana : Qconv : Laju Perpindahan panas (W)  h 

: Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2.K) 

Ts 

: Suhu permukaan (K) 

Tf 

: Suhu fluida (K) 

  Dalam aliran pipa, koefisien perpindahan kalor konveksi biasanya didefinisikan sebagai fluks  kalor lokal. 

  Q” = h (Tp - Tb)………………………………………………….. ( 6 ) 

      7

              Dimana : Tp  = Suhu dinding (0C)  Tb  = Suhu limbak (0C) 

  Suhu  limbak  adalah  suhu  fluida  yang  dirata-ratakan  energinya  di  seluruh  penampang  pipa.  suhu limbak sering disebut suhu “mangkuk pencampur” (“mixing cup”) karena suhu itulah yang akan  dicapai   suatu   fluida   kalau   ditempatkan   di   dalam   ruang   pencampur   dan   dibiarkan   mencapai  kesetimbangan (Holman, 1994). 

  Tabel 2. Ikhtisar persamaan-persamaan yang digunakan dalam perpindahan panas  konveksi paksa di dalam saluran 

  Sistem 

Persamaan 

   

 

Pipa panjang (L/D >20) 

Nu = 1.86 (RePrD/L)0.33(μb/ μs)0.14 ……………. ……....(7) 

Aliran laminar (Re<2100) 

Pemanasan cairan μb/ μs = 0.36 

   

Pendinginan cairan μb/ μs = 0.2 

Pipa pendek - 

Nu = RePrD/(4L)ln(1-(2.6(Pr0.167(RePrD/L)0.5)))-1..........  

Aliran laminar 

 

Pipa panjang - 

Nu = 0.023Re0.8Pr0.4…………………………………......(9) 

Aliran turbulen 

 

Pipa pendek - 

Nu = 0.023(1+(D/L)0.7)Re0.8Pr0.33……………………...(10) 

(8) 

Aliran turbulen  Sumber :.Kreith (2004) 

   

2.6 

Aliran larutan nutrisi dalam pipa 

  Aliran  dapat  diklasifikasikan  dalam  banyak  cara  seperti  turbulen,  laminar,  nyata,  ideal,  mampu  balik,  tak  mampu  balik,  steady,  tak  steady,  seragam,  tak  seragam,  rotasional,  tak  rotasional  (Streeter, 1996).  Apabila  kecepatan  suatu  fluida  yang  mengalir  dalam  sebuah  pipa  melampui  harga  kritik  tertentu  (bergantung  pada  sifat-sifat  fluida  dan  pada  radius  pipa),  maka  sifat  aliran  menjadi  sangat  rumit.  Di  dalam  lapisan  sangat  tipis  sekali  yang  bersebelahan  dengan  dinding  pipa,  disebut  lapisan  batas, alirannya masih laminar. Di luar lapisan batas, gerak fluida sangat tidak teratur. Di dalam fluida  timbul arus pusar setempat yang memperbesar tahanan terhadap aliran. Aliran ini disebut aliran yang  turbulen (bergejolak) (Zermansky, 1962)  Menurut  Zermansky,  percobaan  menunjukkan  bahwa  ada  kombinasi  empat   faktor   yang  menentukan  suatu  aliran  fluida  melalui  pipa  bersifat  laminar  atau  turbulen.  Kombinasi  faktor  ini  dikenal sebagai bilangan Reynold, NR  dan didefinisikan sebagai : 

  NR = ρvD / η  …………………………………………………..….. (11) 

  Dimana   ρ  =  rapat massa fluida  (kg/m3)  v  =  kecepatan aliran  (m/s)  D  =  diameter pipa (m) 

      8 

              Η =  viskositas dinamik (kg/m.s) 

  Bilangan  Reynold  merupakan besaran yang tidak berdimensi dan besar nilainya adalah sama  dalam setiap satuan tertentu. Apabila bilangan reynold lebih kecil dari 2000 maka aliran akan laminar,  dan bahwa  lebih dari 3000  maka aliran akan turbulen. Dalam daerah transisi antara 2000  dan 3000,  aliran tidak stabil dan dapat berubah dari laminar  menjadi turbulen atau sebaliknya. Pada saat  fluida  mengalir  dalam sebuah pipa,  maka akan terjadi penurunan  tekanan di dalam pipa akibat  shear force  pada  dinding  pipa.  aliran  pipa  horizontal  dan  vertikal  berbeda  penurunan  tekanannya.  Besarnya  penurunan tekanan dihitung berdasarkan hukum kekekalan energy dimana: 

  Ep +Ek 

=   konstan 

  P + 0.5 ρ V + ρ g h =     2

konstan

Pada aliran pipa horizontal, maka besarnya penurunan tekanan yang terjadi antara kedua  ujung pipa adalah : 

  P + ½ ρV2 + z 

=  constant 

P1 + ½ ρV12 + z1 =  P2 + ½ ρV22 + z2  P1 – P2 = ½ ρV22 - ½ ρV12 + z2  - z1  Bila z2  = z1 maka:  P1 – P2 = ½ ρV22 - ½ ρV12  ……………………………………..............  

( 12 ) 

  Sedangkan untuk kasus pipa vertikal, penurunan tekanan adalah sebesar : 

  P + ½ ρV2 + z 

= constant 

P1 + ½ ρV12 + z1 = P2 + ½ ρV22 + z2  P1 – P2 = ½ ρV22 - ½ ρV12 + z2  - z1  …………………………………………………………… ( 13 ) 

  Persamaan penurunan tekanan aliran laminar  sebagai berikut : 

  ………………………………………………( 14 ) 

    Di mana : 

= Perbedaan tekanan pada 2 titik pengukuran yang berbeda (Pa)  = Panjang pipa pengukuran tekanan  (m)  D  = Diameter pipa (m)  = Densitas Fluida (kg/m3)  V  = Kecepatan aliran fluida ( m/s)  Re  = Bilangan Reynold (≤ 2100) 

    Sedangkan  persamaan  penurunan tekanan pada aliran turbulen sebagai berikut : 

  ………………………………………………… ( 15 ) 

          9

              Dimana : 

=  Perbedaan tekanan pada 2 titik pengukuran yang berbeda (Pa)  λ  =  Pipe Friction Coefficient  =  Panjang pipa pengukuran tekanan  (m)  D  =  Diameter pipa (m)  =  Densitas Fluida (kg/m3)  V  =  Kecepatan aliran fluida ( m/s) 

   

2.7 

Dasar-dasar simulasi 

  Simulasi adalah  usaha  menginterpretasikan  model-model matematika dari suatu proses  atau  fenomena  fisik  dengan  menggunakan  komputer  dalam  rangka  memberikan  gambaran  situasi  nyata  dengan  sebagian  besar  rinciannya  (Syamsa,  2003).  Dengan  simulasi  atau  bekerja  dengan  model  diharapkan:  1. 

Dapat meramalkan hasil atau keluaran 

2. 

Lebih memahami model fisik dan matematik dari fenomena dan proses 

3. 

Bereksperimen dengan model 

4. 

Melakukan pengujian dengan model 

5. 

Menggunakan model untuk tujuan penelitian dan pelatihan 

Menurut  syamsa  (2003),   simulasi   proses   dapat   dikategorikan   menjadi   dua   kategori  berdasarkan  kondisinya  yaitu  simulasi  pada  keadaan  tunak  dan  simulasi  dalam  keadaan  dinamis.  Simulasi  keadaan  tunak  biasanya  terdiri  dari  sejumlah  persamaan  aljabar  yang  diselesaikan  secara  iterasi,  misalnya  untuk  menghitung  kalkulasi  panas  dan  keseimbangan  dari  suatu  proses  dibawah  kondisi keadaan tunak yang berubah-ubah. Program simulasi keadaan tunak umum digunakan dalam  proses industri  sedangkan pada simulasi keadaan dinamis kondisi transien dari perubahan proses juga  diperhitungkan. Simulasi ini dilakukan dengan menyelesaikan persamaan-persamaan diferensial non-  linier   berjumlah   besar   dalam   waktu   nyata   dengan   tujuan   untuk   menggambarkan   keseimbangan  dinamik bahan dan energi dari proses yang disimulasikan. Laju akumulasi masa dan energi dihitung  secara   kontinyu   dan   diintegrasikan   sepanjang   interval   waktu   yang   relatif   kecil,   yaitu   untuk  menghasilkan  proses  tiruan  dari  tangga  dinamik  yang  realistik  seperti  suhu,  tekanan  dan  komposisi  bahan. 

   

2.8 

Computational Fluid Dynamics ( CFD) 

  Computational merupakan segala sesuatu yang berhubungan dengan matematika dan metode  numeric  atau  komputasi  sedangkan  fluid  Dynamics  merupakan  dinamika  dari  segala  sesuatu  yang  mengalir.   Secara   definisi,   CFD   adalah   ilmu   yang   mempelajari   cara   memprediksi   aliran   fluida,  perpindahan panas, reaksi kimia, dan fenomena lainnya dengan menyelesaikan persamaan-persamaan  matematika (Tuakia, 2008).  CFD memprediksi aliran berdasarkan model matematika, metode numerik (teknik solusi dan  diskritisasi),  dan  tools  perangkat  lunak  (solvers,  tools  pre-  dan  postprocessing).  Pada  umumnya  terdapat tiga tahapan proses simulasi CFD, yaitu: preprocessing, solving, dan postprocessing.  Preprocessing merupakan tahapan awal dalam membangun dan menganalisis sebuah model  CFD.  Menurut  Versteeg  dan  Malalasekera  (1995)  terdapat  langkah-langkah  yang  dilakukan  dalam  preprocessing, yaitu :  a.   Membentuk geometri (computational domain) dua dimensi atau tiga dimensi 

    10

              b.   Membentuk geometri menjadi sejumlah bagian yang lebih kecil (grid). Grid merupakan  bagian yang akan dicari solusinya karena tingkat keakuratan hasil CFD didasarkan pada  jumlah  grid  yang  dibentuk.  Bila  jumlah  grid  lebih  banyak  maka  hasil  komputasi  lebih  akurat   tetapi   proses   komputasi   menjadi   lebih   lama   sehingga   dibutuhkan   perangkat  computer   yang   lebih   baik.   Sebaliknya,   bila   jumlah   grid   lebih   sedikit   maka   hasil  komputasi kurang akurat tetapi proses komputasi berjalan dengan cepat  c.   Mendefinisikan  fenomena  –fenomena  yang  terjadi  (fisik  dan  kimia)  karena  dibutuhkan  dalam pemodelan  d.   Mendefinisikan karakteristik fluida  e.   Mendefinisikan kondisi batas (boundary condition) pada model geometri 

  Solving  merupakan tahapan seluruh kondisi  preprocessing terpenuhi karena akan dilakukan  perhitungan   kondisi-kondisi   yang   diterapkan   pada   saat   preprocessing.   Menurut   Versteeg   dan  Malalasekera (1995) terdapat tiga teknik solusi teknik numeric dalam mencari solusi CFD, antara lain  difference, finite element, dan spectral method. Perbedaan yang mendasari teknik solusi di atas adalah  pada proses memperkirakan diskritasi aliran tersebut. Pencarian solusi yang sering digunakan saat ini  adalah finite volume  yang  merupakan perkembangan dari  finite difference. Finite volume  didasarkan  pada  algoritma  numeric  dimana  dilakukan  pembangunan  persamaan  berdasarkan  integrasi  variabel-  variabel   secara   keseluruhan.   Tahapan-tahapan   yang   dilakukan   dalam   mencari   solusi   pada   CFD  meliputi :  a.   Memperkirakan variabel aliran yang tidak diketahui menngunakan fungsi sederhana  b.   Diskritasi  hasil  prakiraan  tersebut  dengan  mensubstitusi  ke  dalam  persamaan  aliran  fluida tersebut dan memanipulasinya secara matematis  c.   Membuat solusi dengan persamaan aljabar 

  Postprocessing  merupakan  tahapan  terakhir  dalam  analisis  CFD  untuk  mengorganisasi  dan  menginterpretasi  data  hasil  analisis  fluida.  Hasil  analisis  didasarkan  pada  visualisai  warna  yang  meliputi :  a.   Hasil dari geometri dan grid yang telah dibentuk  b.   Plot berdasarkan vektor  c.   Plot berdasarkan kontur  d.   Plot berdasarkan permukaan (dua dimensi atau tiga dimensi) 

  Visualisasi solusi ini bertujuan untuk mempermudah pemahaman solusi yang dihasilkan dari  CFD. Dalam proses ini dilengkapi dengan melakukan animasi dari solusi yang didapat. 

 

2.9 

Validasi  Tujuan dilakukan validasi adalah untuk membandingkan antara hasil simulasi terhadap hasil 

pengukuran  dan  perhitungan  menggunakan  Computational  Fluid  Dynamic  (CFD).  Untuk  menguji  keakuratan  hasil  pengukuran  dan  hasil  simulasi  dapat  dilakukan  perhitungan  nilai  error.  Besarnya  error dalam validasi dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut: 

  ………….………………(16) 

  Dimana : 

p  = Suhu udara hasil simulasi (oC)

 

u = Suhu udara hasil pengukuran (oC) 

    11

              Analisis  regresi  juga  perlu  digunakan  untuk  memprediksi  seberapa  jauh  perubahan  nilai  antara  suhu  pada  saat  simulasi  dan  suhu  pada  saat  pengukuran  sehingga  kelayakan  penggunakan  simulasi CFD dapat diketahui. Sebelum analisis regresi digunakan maka diperlukan uji linearitas dan  keberartian.   Regresi didasarkan pada hubungan fungsional ataupun kausal satu  variabel independen  atau peubah bebas bersumbu X   dengan satu variabel dependen atau peubah tak bebas bersumbu Y.  Persamaan umum regresi linier sederhana adalah : 

  y = a + bx 

…………………………………………..…. (17) 

  Dimana   a   menyatakan   intersep   atau   perpotongan   dengan   sumbu   tegak   dan   b   adalah  kemiringan   atau   gradiennya   sedangkan   y   digunakan   untuk   membedakan   antara   nilai   ramalan  (simulasi)  yang  dihasilkan  garis  regresi  dan  nilai  pengamatan  y  yang  sesungguhnya  untuk  nilai  x  tertentu. Korelasi yaitu hubungan antara peubah X dan peubah Y ditunjukkan dengan nilai r.  Korelasi  antara  kedua  peubah  semakin  menurun  secara  numerik  dengan  semakin  menjauhnya  titik-titik  dari  suatu garis lurus (Walpole, 1993) 

                                                                                  12

             

BAB III   

METODE PENELITIAN     

3.1 

Waktu dan Lokasi Penelitian 

  Penelitian ini dilakukan di dalam rumah tanaman di Laboratorium Lapangan Leuwikopo dan  Laboratorium Lingkungan Biosistem,  Departemen Teknik  Mesin dan Biosistem,  Fakultas Teknologi  Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilakukan dari bulan Maret 2012  hingga Juni 2012. 

 

3.2 

Alat dan Bahan 

  3.2.1 

Rumah tanaman 

 

Rumah  tanaman  berfungsi  untuk  melindungi  tanaman  dari  hujan  lebat,  angin  kencang,  hama  dan  penyakit.  Rumah  tanaman  yang  digunakan  berukuran  6  m  x  12  m  yang  dibangun  membujur ke arah utara – selatan dengan bahan atap yaitu plastik PVC transparan 0.02 mm dan  dinding  terbuat  dari  kasa  kawat  dengan  lubang  1  mm2.  Lantai  rumah  tanaman  dilapisi  semen  dengan pondasi sedalam 50 cm. 

  3.2.2 

Tangki larutan nutrisi  Tangki sebagai penyimpan larutan nutrisi yang telah dipekatkan untuk didistribusikan ke 

tanaman. Tangki larutan nutrisi diinsulasi dengan tujuan agar mengurangi adanya pengaruh sinar  matahari. 

                               

Gambar 4. Tangki larutan nutrisi 

  3.2.3 

Bak tanaman ( chamber )  Chamber  merupakan  lingkungan  tertutup  tempat  tumbuhnya  akar  dan  terjadi  proses 

penyemprotan  berukuran  1.5 

m  x  1  m  x  1  m.  Material  chamber  dari  kayu  meranti  dengan 

densitas kayu 340 kg/m3. Bahan insulasi untuk chamber adalah styrofoam . Tujuan insulasi adalah

 

untuk mengurangi adanya pengaruh sinar matahari sehingga iklim mikro yang sesuai dengan jenis  tanaman   dapat   dioptimalkan   dengan   penggunaan   chamber.   Bagian   atas   chamber   tertutup  styrofoam dengan tebal 5 cm yang telah dilubangi sebagai penopang setiap akar tanaman. Posisi 

    13

              pipa dengan panjang 1.5  m  terletak  melintang  sejajar  dengan  panjang  chamber  pada ketinggian  0.7 m dari dasar chamber. 

                            Gambar 5. Chamber Aeroponik 

  3.2.4 

Pompa air  Pompa air berfungsi untuk mendorong larutan nutrisi dari tangki ke  nozzle melalui pipa 

PE. Spesifikasi tekanan pompa maksimum 100 psi dengan debit yang dihasilkan pompa 0.4 – 3.6  m3/ hours. 

                               

Gambar 6. Pompa Air 

  3.2.5 

Timer  Timer berfungsi untuk membantu mengukur durasi waktu penyiraman. 

                     

Gambar 7. Timer 

    14

              3.2.6 

Pipa PE dan Nozzle 

  Nozzle  ditancapkan  pada  pipa  PE  dan  berfungsi  untuk  penyemprotan  larutan  nutrisi.  Spesifikasi nozzle yang digunakan adalah jenis jet spray dengan diameter lubang outlet (atas)  nozzle sebesar 0.2 cm, diameter lubang inlet (bawah) nozzle sebesar 0.5 cm dan tinggi nozzle  sebesar 2 cm. Arah penyemprotan nozzle berdasarkan cara penempatan posisi nozzle tersebut  di sepanjang pipa . 

                        Gambar  8. Nozzle dan pipa PE 

  3.2.7 

Unit pendingin (Chiller)  Unit pendingin berfungsi untuk mendinginkan larutan pada tanki larutan nutrisi sehingga 

suhu larutan nutrisi dapat dipertahankan. 

                          Gambar 9. Chiller 

  3.2.8 

Hybrid Recorder dan Termokopel  Hybrid Recorder digunakan untuk merekam suhu pada titik-titik pengukuran tertentu 

yang dihubungkan dengan termokopel. 

                  Gambar 10.  Hybrid Recorder 

    15

                3.2.9 

Software SolidWorks  Software SolidWorks digunakan untuk membangun desain geometri dan melakukan  simulasi aliran fluida pada chamber 

  3.2.10 

Personal Computer (PC)  PC digunakan untuk proses simulasi menggunakan CFD 

  3.2.11   Bahan Penelitian  Pupuk A dan B sebagai larutan nutrisi, air. Pupuk A meliputi Ca(No3)2.4H2O , Fe-  EDTA ( CH2.N(CH2.COO)2FeNa dan Pupuk B meliputi KH2PO4 , KNO3  , MgSO4.7H20 ,  MnSO4.H2O, H3BO3  ,  CuSO4.5H2O , (NH4)6Mo7O24.4H2O , dan ZnSO4.7H2O. 

   

3.3   Tahapan Penelitian    Tahapan  penelitian  meliputi  persiapan  yang  terdiri  dari  pembuatan  chamber  dan  instalasi   aeroponik   di   Laboratorium   Leuwikopo.   Kemudian,   dilakukan   setting   alat   dan  instalasi hingga siap digunakan untuk pengambilan data. Tahap penelitian selanjutnya adalah  pembuatan larutan nutrisi, pengambilan data parameter lingkungan meliputi suhu lingkungan  di  dalam  chamber  sesuai  dengan  titik-titik  pengukuran  dan  distribusi  suhu  aliran  nutrisi  sepanjang pipa. Pengambilan data dilakukan pada saat penyemprotan dan pada saat keadaan  pompa mati. 

  Tahapan  selanjutnya  adalah  pengukuran nilai  keseragaman  penyemprotan   yang  meliputi  suhu,  kecepatan  aliran  penyemprotan  dan tekanan,  simulasi  dengan  menggunakan  CFD   dan   tahap   validasi   untuk   membandingkan  antara   hasil   simulasi   terhadap  pengukuran.  Tahapan  penentuan  nilai  validasi  antara 

hasil 

hasil  simulasi  terhadap  hasil 

pengukuran dapat dijelaskan dalam Gambar 11. 

  Validasi  merupakan  tahapan  penting  dalam  penelitian  karena  nilai  validasi  akan  mempengaruhi  kelayakan  data  pengukuran  sebagai  input  simulasi  CFD  untuk  menentukan  jarak antar nozzle yang optimum sebagaimana dijelaskan dalam Gambar 12. 

                                    16

                                                                                                                                17

              Input hasil validasi 

        Simulasi jarak  antar nozzle 30 cm 

     

Simulasi jarak  antar nozzle 40 cm 

Empat buah nozzle jet spray 

Tiga buah nozzle jet spray 

Simulasi jarak  antar nozzle 50 cm 

     

Dua buah nozzle jet spray 

        Pemilihan Jarak antar nozzle  optimum  Gambar 12. Diagram skematik penentuan pemilihan jarak antar nozzle optimum 

    3.3.1 

 

Persiapan penelitian 

Kegiatan persiapan dilakukan agar proses penelitian berjalan lancar. Kegiatan awal  meliputi persiapan alat, bahan dan lahan, sterilisasi chamber, sterilisasi pipa PE, pengecekan  nozzle,   persiapan   pupuk   A   dan   B.   Sebelum   dilakukan   tahapan   penelitian,   dilakukan  perhitungan jarak antar nozzle yang akan digunakan sebagai kontrol simulasi. Jarak tersebut  adalah  40  cm  dengan  ukuran  chamber  1.5  m  x  1  m  x  0.3  m  sehingga  terdapat  tiga  nozzle  yang akan digunakan sebagai kontrol simulasi. 

  Pengukuran suhu larutan nutrisi sepanjang pipa PE dan suhu pada titik pengukuran  dilakukan  dengan  menggunakan  termokopel  yang  dihubungkan  dengan  Hybrid  recorder.  Skema titik pengukuran di dalam chamber dengan keterangan gambar terlampir (lampiran 1)  diperlihatkan pada Gambar  13. 

        15 cm      15 cm  cm    40 cm 

40 cm 

40 cm 

30 cm 

  Gambar 13. Skema posisi pengukuran di dalam chamber 

  Tahap  penelitian  selanjutnya  adalah  pengukuran  nilai  keseragaman  penyemprotan  meliputi pengukuran spesifikasi nozzle dan pipa PE, pengukuran tekanan inlet di pompa dan  outlet  di  setiap  nozzle,  pengukuran  debit  penyemprotan  larutan  nutrisi  di  setiap   nozzle, 

    18 

              kemudian  dilakukan  perhitungan  konduktivitas  panas  yang  terjadi  di  dalam  chamber  serta  pipa PE. 

  3.3.2 

Pengukuran nilai keseragaman penyemprotan 

  1. 

Pengukuran spesifikasi nozzle dan Pipa PE 

 

Nozzle  dan  pipa  PE  adalah  komponen  dari  rangkaian  instalasi  aeroponik.  Kedua  komponen  ini  merupakan  komponen  utama  sebagai  penentu  keseragaman  penyemprotan  larutan  nutrisi.  Metode  awal  yang  dilakukan  untuk  mengukur  nilai  keseragaman  penyemprotan  adalah  pengukuran   spesifikasi  nozzle  dan  pipa  PE  dengan  menggunakan  penggaris.  Pengukuran  spesifikasi  untuk  pipa  meliputi  diameter  luar  pipa,  diameter  dalam  pipa,  panjang  pipa  serta  dilakukan  perhitungan  luas  penampang  pipa  tersebut.  Pengukuran  spesifikasi untuk nozzle meliputi diameter lubang atas nozzle, diameter lubang bawah nozzle,  panjang nozzle serta perhitungan luas penampang  lubang outlet nozzle tersebut. 

  2. 

Pengukuran tekanan 

 

Salah satu faktor utama dalam perancangan instalasi aeroponik adalah tekanan yang  dihasilkan oleh pompa. Pompa  yang digunakan selama penelitian adalah pompa bertekanan  maksimal   100   psi   atau   setara   dengan   6.8   atm.   Pengukuran   tekanan   dilakukan   dengan  menggunakan  pressure  gauge  yang  tertera  pada  pompa  untuk  mengalirkan  larutan  nutrisi  dari  tangki  menuju  pipa  PE.  Setelah  dilakukan  pengamatan  nilai  tekanan  yang  digunakan  pada  pompa  maka  untuk  mengetahui  nilai  tekanan  setiap  nozzle  pada  pipa  PE  tersebut  dilakukan perhitungan menggunakan persamaan penurunan tekanan. 

  3. 

Pengukuran debit dan kecepatan aliran 

 

Pengukuran   debit   dilakukan   untuk   mengetahui  keseragaman  kecepatan   aliran  penyemprotan   pada   setiap   nozzle.   Pengukuran   debit   dilakukan   secara   langsung   dengan  langkah  awal  melakukan  pengukuran  volume  penyemprotan  yang  dihasilkan  pada  setiap  nozzle dengan menggunakan gelas ukur dan stopwatch. Dari pengukuran volume dan waktu  tersebut diketahui nilai debit dengan persamaan 

  …………………………………….. (2) 

  Q  = Debit ( m3/ s)

 

v  = Volume air yang dimasukkan ke dalam gelas ukur selama t detik (m3)  t  = Waktu  yang dibutuhkan untuk memasukkan air (menit) 

  Perhitungan kecepatan aliran  pada setiap nozzle dengan menggunakan persamaan 3. 

  Q=vxA 

………………………………………. ( 3 ) 

  Dimana Q = Debit aliran (m3/s)  v  = Kecepatan aliran ( m/s)A = Luas penampang atas nozzle ( m)  A = Luas penampang nozzle ( m2) 

      19

              4.   Pengukuran suhu 

  Pengukuran suhu dilakukan pada chamber aeroponik sesuai dengan titik pengukuran.  Pengukuran  tersebut  bertujuan  untuk  mengetahui  sebaran  suhu  yang  terjadi  di  dalam  chamber pada saat penyemprotan sehingga diketahui kelayakan chamber tersebut untuk  digunakan  sebagai  ruang  tanam.  Pengukuran  suhu  dilakukan  hanya  30  cm di  atas  pipa  PE atau hanya bagian atas chamber. 

  Perubahan  suhu  larutan  nutrisi  sepanjang  pipa  PE  sangat  dipengaruhi  oleh  kondisi  lingkungan.  Lingkungan  yang  dimaksud  adalah  suhu  pipa  dan  suhu  udara  di  dalam  chamber.  Larutan nutrisi yang dialirkan dalam pipa akan menyerap panas dari pipa yang  disebabkan   adanya   perbedaan   suhu   antara   larutan   nutrisi   dengan   dinding   pipa.  Pengukuran  suhu  dilakukan  pada  18  titik  yang  terdistribusi  di  dalam  chamber  dan  sepanjang   pipa   PE.   Sistem   Aeroponik   memilliki   siklus   pada   saat   penyemprotan  berlangsung  dan  pada  saat  tidak  terjadi  penyemprotan.  Pengukuran  dan  simulasi  suhu  hanya  dilakukan  pada  saat  penyemprotan  berlangsung  karena  skala  waktu  pada  saat  tidak   terjadi   penyemprotan   sangat   pendek   yaitu   berkisar   antara   2   hingga   5   menit  sehingga diasumsikan suhu tidak mengalami perubahan yang fluktuatif. 

  Pengukuran  dilakukan  selama  empat  hari  yaitu  pada  29  Maret  2012,  30  Maret  2012, 12 April 2012 dan 13 April 2012 pukul 06.00  – 18.00 WIB dengan tujuan untuk  mencari  suhu  yang  seragam  pada  setiap  titiknya.  Pada  saat  pengukuran  selama  empat  hari  tersebut  tidak  ada  pengubahan  perlakuan  suhu,  hanya  terjadi  perubahan  kondisi  cuaca dari keempat hari tersebut yaitu kondisi cerah, berawan, mendung dan hujan. 

  3.3.3 

Pengamatan  dan perhitungan konduktivitas panas 

  Proses   perpindahan   panas   yang   terjadi   adalah   konduksi   dan   konveksi   paksa.  Peristiwa  konduksi  terjadi  karena  pertukaran  energi  antar  medium-medium  berlainan  yang  bersinggungan secara langsung dan berbeda suhu, yaitu antara dinding chamber atas dengan  pipa  dan  peristiwa  konveksi  paksa  terjadi  antara  pipa  dengan  air  yang  disebabkan  oleh  gerakan mencampur antara zat padat dan zat cair oleh pompa. Untuk mengetahui nilai pindah  panas  dari  sistem  tersebut  dapat  dihitung  dengan  mencari  nilai  bilangan  nusselt  dengan  persamaan aliran laminar pipa pendek sebagai berikut : 

  Nu = 0.023Re0.8Pr0.4………………………………….................   

(8) 

  Kemudian  dari  persamaan  tersebut  dilakukan  perhitungan  terhadap  nilai  konveksi  dengan persamaan sebagai berikut : 

  Q” = h (Tp - Tb)………………………………………………….. (5) 

  3.3.4   Simulasi dengan CFD 

 

Simulasi  digunakan  untuk  menduga  sebaran  suhu  di  dalam  chamber  dan  keseragaman   larutan   nutrisi   pada   saat   penyemprotan   berlangsung.   Dari   hasil   simulasi  tersebut akan diketahui keefektifan jarak antar nozzle dan pipa untuk memperoleh 

      20

              keseragaman penyemprotan larutan nutrisi sehingga pemilihan jarak antar  nozzle yang tepat  dapat dilakukan.  Metode awal yang digunakan dalam simulasi CFD menggunakan Solidwork adalah  pembuatan  model  3D  yang  akan  digunakan  yaitu  chamber  dengan  tinggi  30  cm,  pipa  dan  nozzle   yang   sesuai   dengan   spesifikasi   dan   material   properties   keadaan   sebenarnya.  Penentuan  Boundary  Condition  yaitu  dari  ujung  hulu  pipa  PE  (inlet)  ke  ujung  hilir  PE  (outlet), sebaran penyemprotan larutan nutrisi dari nozzle, dan ruas dinding yang berdekatan  dengan  sebaran  penyemprotan  larutan  nutrisi  tersebut  yaitu 

30  cm  di  atas  pipa  PE.  Input 

yang digunakan adalah parameter yang telah dihitung yaitu debit, tekanan, suhu  inlet   yaitu  suhu  awal  larutan  nutrisi  melalui  pipa  PE  dan  suhu  outlet  yaitu  suhu  ujung  nozzle  dimana  larutan nutrisi  mulai disemprotkan. Sedangkan output  yang diharapkan dari simulasi adalah  sebaran panjang penyemprotan (turbulence length), nilai tekanan, nilai kecepatan aliran dan  suhu  di  dalam  chamber.  Tahap  selanjutnya  adalah  validasi  hasil  simulasi  terhadap  hasil  pengukuran  dari  perhitungan  dari  persamaan-persamaan  yang  telah  dijelaskan.  Tahap  dari  proses simulasi CFD dapat dilihat pada skema di Gambar 14. 

     

Pembentukan geometri  dan meshing 

Mulai 

   

Pendefinisian material 

   

   

                       

Pengecekan geometri 

Tidak  Geometri  baik 

   

   

Tidak 

Ya 

Pengecekan 

Ya  Penentuan general  setting 

  Penentuan computational domain,  boundary condition, dan goals 

  Proses numerik (solver) 

      Iterasi  error? 

    Plot kontur distribusi suhu 

Selesai 

    Gambar 14. Skema tahapan simulasi Computational Fluid Dynamic (CFD) 

    21 

              Simulasi  dilakukan  secara  internal  sehingga  letak  computational  domain  berada  di  dalam  chamber  aeroponik.  Geometri  yang  dibuat  tidak  tepat  berada  pada  titik  (0  ,0  ,0)  m  karena  geometri  tersebut merupakan hasil assembly dari part pipa PE, chamber dan nozzle. Penjelasan mengenai  letak  Computational domain instalasi Aeroponik dapat dilihat pada tabel berikut : 

  Tabel 3. Computational domain instalasi aeroponik  Computational 

Jarak      antar 

Jarak       antar 

Jarak      antar 

Domain 

nozzle 30 cm 

nozzle 40 cm 

nozzle 50 cm 

Xmin 

-0.123 m 

-0.427 m 

-0.489 m 

1.367 m 

0.534 m 

0.476 m 

0.136 m 

-0.03 m 

0.273 m 

0.407  m 

0.241 m 

0.552 m 

-0.958 m 

-0.764 m 

-0.190 m 

0.002  m 

0.729   M 

1.300  M 

    Xmax 

  Ymin 

  Ymax 

  Zmin 

  Zmax 

      3.3.4.1  Input  simulasi  dan  analisa  pengaruh  jarak  antar  nozzle  terhadap  keseragaman  suhu,  kecepatan, dan tekanan pada saat penyemprotan 

  Pengukuran suhu pada titik-titik pengukuran di dalam chamber dilakukan selama 4 hari pada  pukul 06.00 – 18.00 WIB yaitu pada 29 Maret 2012, 30 Maret 2012, 12 April 2012 dan 13 April 2012.  Waktu pengukuran dilakukan selama empat hari karena sudah cukup memperoleh data yang mewakili  pada saat hujan, berawan dan  cerah. Data  yang digunakan  untuk simulasi adalah data titik  inlet dan  outlet  saja  sedangkan  data  titik-titik  lainnya  digunakan  sebagai  data  validasi  sebaran  suhunya.  Data  inlet  dan  outlet  yang  digunakan  untuk  simulasi  adalah  pada  saat  suhu  mengalami  titik  ekstrim  atas  (maksimum) dan titik ekstrim bawah (minimum) selama empat hari waktu pengukuran. Titik ekstrim  tersebut karena faktor cuaca seperti hujan dan cerah.  Pengukuran  kecepatan  aliran  dan  tekanan  pada  ketiga  nozzle  di  dalam  chamber  dilakukan  selama   dua   hari   yaitu   pada   12   April   2012   dan   13   April   2012.   Perbedaan   dari   kedua   waktu  pengambilan data tersebut adalah pengaturan nilai tekanan pompa. Pada 12 April 2012 tekanan pompa  yang  digunakan  adalah  2.04  atm  sedangkan  pada  13  April  2012  tekanan  pompa  yang  digunakan  adalah  2.38  atm.  Nilai  tekanan  yang  digunakan  sebagai  input  adalah  2.04  atm  karena  nilai  tersebut  yang digunakan pompa untuk kegiatan rutin budidaya aeroponik selama penelitian.  Simulasi  yang  dilakukan  adalah  simulasi  dengan  tipe  internal  sehingga  distribusi  suhu,  kecepatan  aliran  penyemprotan  dan  tekanan  yang  ditunjukkan  hanya  di  dalam  chamber  dan  tidak  dipengaruhi oleh kondisi iklim lingkungan luar. Material properties merupakan salah satu nilai input  dalam simulasi CFD. Beberapa material properties dalam peralatan instalasi aeroponik adalah sebagai  berikut : 

            22 

              Tabel 4. Material properties perlengkapan instalasi aeroponik 

    Jenis      Instalasi    Aeroponik        Pipa      Chamber      Nozzle      Sumber : 

Properties  Material  Density (kg/m ) 

Shear modulus  (Pa)

Tensile  Strength (Pa) 

thermal conductivity  (w/mk)

917* 

59400000* 

13270000* 

0.27** 

340* 

- 

- 

0.043** 

2100 

- 

2600000 

- 

 

2

PE  mediun  density Kayu meranti PE high density

*   = Engineerng database di  solidwork software  **   = perhitungan manual berdasarkan suhu  ***   = Henkel & Pense 

  Input boundary condition  yang digunakan untuk  memperoleh hasil simulasi adalah  velocity  inlet, static pressure setiap nozzle sebagai outlet, dan environment pressure sebagai kondisi tekanan di  dalam chamber. Initial condition  pada pengkondisian simulasi adalah sama untuk semua pengaturan  jarak  antar  nozzle  yaitu  suhu  ruangan  sebesar  28 

oC  dengan  tekanan  di  dalam  ruangan  1  atm.  Nilai

 

tersebut   adalah   kondisi   normal   suatu   iklim   lingkungan   tanpa   adanya   perlakuan.   Output   yang  dihasilkan dari simulasi adalah distribusi suhu, tekanan, kecepatan aliran penyemprotan dan panjang  aliran  penyemprotan  (Turbulence  length).  Analisis  aliran  sesuai  dengan  perhitungan  yaitu  aliran  turbulen  karena  bilangan  Re  >  2000  dan  tekanan  pompa  yang  cukup  tinggi  sehingga  menyebabkan  aliran terdistribusi cepat secara turbulen di dalam pipa hingga pada saat penyemprotan berlangsung.  Jarak antar nozzle yang digunakan sebagai simulasi terdiri dari jarak antar nozzle 30 cm yang  terdiri dari empat buah   nozzle, 40 cm yang terdiri dari tiga buah  nozzle dan 50 cm yang terdiri dari  dua  buah  nozzle  dengan  dimensi  panjang  pipa  PE  untuk  ketiga  jarak  tersebut  sama  yaitu  1.5  m.  Instalasi aeroponik yang digunakan dalam penelitian adalah tiga buah  nozzle dengan pipa berukuran  1.5  m.  Jarak  antar  nozzle  yang  digunakan  adalah  40  cm  sedangkan  jarak  30  cm  dan  50  cm  hanya  diramalkan suhu, tekanan dan kecepatan aliran dengan simulasi.  Jarak antar nozzle 40 cm digunakan  sebagai   kontrol   simulasi,   karena   pada   jarak   tersebut   dilakukan   pengukuran   lapang   yang   dapat  digunakan  sebagai  kontrol  validasi  untuk  jarak  antar  nozzle  30  cm  dan  50  cm.  Jenis  dan  material  nozzle  untuk  ketiga  jarak antar  nozzle  tersebut  adalah  sama  yaitu  jet  spray.  Identifikasi  untuk  setiap  nozzle adalah nozzle A sebagai nozzle yang berada pada hulu pipa PE atau posisi dekat dengan pompa  sedangkan  nozzle  yang  berada  di  hilir  pipa  PE  adalah  nozzle  dengan  abjad  mengikuti  nozzle-nozzle  sebelumnya yaitu B, C, dan D.  Arah  penyemprotan  nozzle  untuk  jarak  30  cm,  40  cm  dan  50  cm  masing-masing  memiliki  perbedaan. Posisi 1 merupakan penempatan posisi nozzle sejajar dengan pipa dan posisi 2 merupakan  penempatan posisi nozzle tegak lurus dengan pipa. Pada jarak 30 cm, arah penyemprotan pada nozzle  A dan nozzle B berada di posisi 1 sedangkan arah penyemprotan pada nozzle C dan nozzle D terletak  pada  posisi  2.  Pada  jarak  40  cm,  nozzle  A,  B  dan  C  memiliki  posisi  outlet  nozzle  yang  sama  yaitu  berada pada Posisi 2. Sedangkan pada jarak antar nozzle 50 cm, posisi arah penyemprotan pada nozzle  A berada pada posisi 1 dan pada nozzle B berada pada posisi 2. Pengubahan posisi arah penyemprotan  nozzle bertujuan mencari keseragaman penyemprotan. 

      23

                  a) 

b) 

            Gambar 15 (a) Posisi 1, Peletakkan nozzle sejajar dengan pipa  15 (b) Posisi 2, Peletakkan nozzle tegak lurus dengan pipa 

   

Posisi 2         

Posisi 1         

B 

A    Gambar 16. Jarak penyemprotan pada jarak antar nozzle 50 cm             

   

Posisi 2          D 

Posisi 2          C 

Posisi 1          B 

Posisi 1          A 

  Gambar 17. Jarak penyemprotan pada jarak antar nozzle 30 cm 

   

3.4   Asumsi yang digunakan    1.  Larutan  nutrisi  yang  disemprotkan  adalah  butiran  air  sehingga  masih  dalam  satu  fase  yaitu  zat cair  2.  Suhu larutan nutrisi yang dialirkan sama dengan suhu larutan nutrisi di dalam pipa  3.  Suhu larutan nutrisi yang disemprotkan sama dengan suhu ujung nozzle  4.   Simulasi dilakukan dalam keadaan steady  5.   Dinding untuk pemodelan diasumsikan hanya 30 cm di atas pipa PE dan terbuka  6.   Larutan nutrisi dan air memiliki sifat fisik yang sama  7.   Perpindahan panas konveksi antara udara dan pipa diabaikan  8.   Perpindahan panas yang terjadi hanya konveksi paksa antara pipa dan larutan nutrisi  9.   Pada simulasi, asumsi jarak  yang digunakan  untuk perancangan jarak antar  dalam  chamber  1.5 m adalah 30 cm dengan jumlah empat nozzle, 50 cm dengan jumlah dua  nozzle dengan  standar  jarak  untuk  validasi  adalah  40  cm  dengan  jumlah  tiga  nozzle.  Ketiga  jarak  antar  nozzle tersebut dilakukan perbedaan penempatan posisi nozzle di sepanjang pipa PE 

   

24 18  

                                                                                                                               

24 19

                                                                                                                                    18

                                                                                                                                  18 

19

             

BAB IV   

HASIL DAN PEMBAHASAN       

4.1 

Suhu Penyemprotan Larutan Nutrisi pada Instalasi Aeroponik 

  Pada pengukuran 29 Maret 2012 diketahui bahwa suhu maksimum berada pada pukul 12.00  sampai dengan pukul 14.00 WIB sedangkan suhu minimum berada pada pukul 06.00 sampai dengan  pukul  07.00  WIB.  Sistem  aeroponik  melakukan  penyemprotan  selama  15  menit  dengan  kondisi  pompa  off  selama  3  menit.  Penyemprotan  dimulai  pada  pukul  06.02  WIB  dan  diakhiri  pada  pukul  18.01 WIB. 

    . 

                          Gambar 18. Grafik perubahan suhu larutan nutrisi pada 29 Maret 2012 

  Suhu rata-rata dari pipa PE, suhu udara di dalam chamber, suhu dinding chamber dan suhu  larutan nutrisi pada instalasi aeroponik menunjukkan nilai yang hampir seragam dengan rentang suhu  antara  250C  hingga  40  0C.  Suhu  udara  di  dalam  chamber  memiliki  nilai  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  suhu  pipa  PE,  suhu  dinding  chamber,dan  suhu  larutan  nutrisi.  Cuaca  pada  saat  pengukuran  adalah cerah.  Pada  pengukuran  30  Maret  2012  diketahui  bahwa  rata-rata  suhu  maksimum  berada  pada  pukul  12.00  –  14.00  WIB  sedangkan  suhu  minimum  berada  pada  pukul  06.00  -  08.00  WIB.  Cuaca  pada saat pengukuran berlangsung cerah. Sistem aeroponik melakukan penyemprotan selama 10 menit  dengan kondisi pompa off selama 4 menit. Penyemprotan dimulai pada pukul 07.29 WIB dan diakhiri  pada pukul 17.55 WIB. 

                      24

                                              Gambar 19. Grafik perubahan suhu larutan nutrisi  pada 30  Maret 2012 

  Pada pengukuran 12 April 2012 diketahui bahwa suhu maksimum berada pada   pukul 11.50-  14.00 WIB dan suhu minimum berada pada pukul 06.09  - 06.45 WIB. Sistem aeroponik  melakukan  penyemprotan  selama  17  menit  dengan  kondisi  pompa  off  selama  4  menit.  Penyemprotan  dimulai  pada pukul 06.11 WIB dan diakhiri pada pukul 18.03 WIB. 

                                Gambar 20. Grafik perubahan suhu larutan nutrisi pada 12 April 2012 

  Keseragaman  suhu  terjadi  merata  pada  12  April  2012  di  dalam  instalasi  aeroponik.  Cuaca  pada saat pengukuran  berlangsung  adalah cerah  pada pukul  10.30  -15.00  WIB, cuaca berawan pada  pukul 15.30-17.00  WIB,  cuaca  mendung pada pukul 06.00-09.00  WIB dan hujan terjadi pada pukul  09.00  –  10.30  WIB,  sehingga  perubahan  kondisi  iklim  pada  12  April  2012  mempengaruhi  suhu  di  setiap titik pengukuran. 

  Pada pengukuran 13 April 2012 diketahui bahwa suhu maksimum berada pada  pukul 10.34 -  13.00  WIB  dan  suhu  minimum  berada  pada  pukul  06.09-06.47  WIB.  Sistem  aeroponik  melakukan  penyemprotan  selama  16  menit  dengan  kondisi  pompa  off  selama  3  menit.  Penyemprotan  dimulai  pada pukul 06.09 WIB dan diakhiri pada pukul 18.07 WIB. 

       

26 45

                                            Gambar 21. Grafik perubahan suhu larutan nutrisi pada  13 April 2012 

  Keseragaman suhu pada pipa, suhu udara di dalam chamber, suhu dinding chamber dan suhu  larutan nutrisi pada 13 April tidak terjadi perubahan secara fluktuatif karena keseragaman cuaca pada  saat pengukuran yaitu cerah berawan.  Suhu  di  sepanjang  pipa  yaitu  suhu  hulu  dan  hilir  juga  mempengaruhi  keseragaman  suhu  penyemprotan larutan nutrisi. 

                          Gambar 22.  Grafik perubahan suhu larutan nutrisi sepanjang pipa  pada  12 April 2012 

 

Dari Gambar 22 diketahui bahwa suhu dari hulu ke hilir sepanjang pipa semakin berkurang,  hal   ini   disebabkan   oleh   posisi   hulu   pipa   yang   dekat   dengan   pompa   bertekanan   tinggi   yang  menghasilkan  panas  di  larutan  nutrisi  sehingga  terjadi  peningkatan  suhu  pada  hulu  pipa  sedangkan  semakin menuju ke hilir maka semakin jauh dengan posisi pompa bertekanan tinggi sehingga terjadi  penurunan  suhu.  Namun,  penurunan  suhu  dari  hulu  ke  hilir  tidak  terlalu  signifikan.  Hal  ini  karena  panjang pipa yang digunakan hanya 1.5 m sehingga kehilangan energi yang dihasilkan tidak besar. 

   

4.2  Distribusi  Kecepatan  Aliran  pada  Saat  Penyemprotan  Larutan  Nutrisi  Sepanjang Pipa    Kecepatan   aliran   penyemprotan   larutan   nutrisi   di   nozzle   disebabkan   oleh   debit   yang  dihasilkan   dari   pompa   dan   luasan   lubang   outlet   nozzle   sebagai   tempat   penyemprotan   nutrisi.  Perhitungan kecepatan aliran dilakukan pada setiap nozzle di sepanjang pipa PE dari hulu ke hilir. 

   

27 

2645

              Pengukuran  debit  dilakukan  secara  langsung  di  setiap  nozzle  dengan  lima  kali  ulangan  berdasarkan  perhitungan kecepatan aliran dan pengukuran debit pada setiap nozzle. Rata-rata nilai kecepatan aliran  dari pengukuran tersebut adalah seragam dengan nilai 11.68 m/s untuk ketiga nozzle A,B dan C. 

 

4.3  Distribusi Tekanan pada Saat Penyemprotan Larutan Nutrisi Sepanjang  Pipa    Pipa  sepanjang  1.5  m  yang  digunakan  sebagai  salah  satu  komponen  rangkaian  instalasi  memiliki  nilai  tekanan  yang  berbeda-beda  pada  titik-titik  pengukuran  saat  penyemprotan.  Titik-titik  tertentu  tersebut  adalah  letak  nozzle  di  sepanjang  pipa  dalam  instalasi  aeroponik.  Dari  perhitungan  persamaan (Lampiran 8) dapat diketahui nilai tekanan pada setiap outlet ketiga nozzle. Nilai tekanan  tersebut disajikan pada Gambar sebagai berikut: 

                                    Gambar 23. Grafik tekanan pada setiap nozzle berdasarkan perhitungan 

  Dari Gambar 23 diketahui bahwa nilai tekanan setiap nozzle dari hulu ke hilir pada pipa PE yaitu  nozzle  yang berada pada hulu  pipa atau  dekat dengan pompa (nozzle  A)  lebih  besar daripada  nozzle  yang berada di  hilir pipa (nozzle  C). Hal ini dikarekan terjadi  friction  loss sepanjang pipa.  Semakin  menuju  hilir,  gesekan  antara  larutan  nutrisi  dengan  pipa  semakin  bertambah  sehingga  kehilangan  energi yang dihasilkan semakin meningkat.  Perbedaan tekanan yang dihasilkan dari nozzle A hingga nozzle C tidak terlalu besar   karena  panjang pipa PE yang digunakan sebagai salah satu komponen instalasi aeroponik hanya 1.5 m. Hal  ini sesuai dengan hukum Poiseuille, bahwa perubahan tekanan akan berbanding lurus dengan panjang  pipa. semakin panjang pipa maka perubahan tekanan yang dihasilkan semakin besar. Hal ini berlaku  sama untuk aliran laminar dan turbulen dalam pipa. 

 

4.4 

Validasi 

  Hasil  penelitian  berdasarkan  hasil  simulasi  dan  pengukuran  distribusi  sebaran  suhu  di  titik  pengukuran, kecepatan aliran pada saat penyemprotan, dan tekanan di nozzle pada saat penyemprotan  mengalami perbedaan. Perbandingan antara suhu hasil simulasi dengan suhu hasil pengukuran di titik  pengukuran dapat dilihat pada gambar  sebagai berikut : 

      2628 45

                 

Gambar  24.  Grafik perbedaan suhu hasil simulasi dan hasil pengukuran 

28                         

                              Gambar 25. Grafik perbedaan tekanan  hasil simulasi dan hasil perhitungan 

                              Gambar 26. Grafik perbedaan kecepatan aliran penyemprotan hasil simulasi dan hasil perhitungan 

  Gambar 24 dan 25 menunjukkan bahwa hasil suhu dan tekanan yang dihasilkan dari simulasi  dan pengukuran mengalami perbedaan yang tidak ekstrim sedangkan pada Gambar  26   menunjukkan  hasil   kecepatan   aliran   penyemprotan   yang   dihasilkan   dari   simulasi   dan   pengukuran   mengalami  perbedaan yang cukup ekstrim. Faktor yang mempengaruhi hal tersebut karena pengukuran kecepatan  aliran hanya dilakukan pada saat awal penyemprotan sedangkan pada simulasi kecepatan aliran yang 

   

29 

2645

              dan hasil pengukuran dapat dilakukan pengujian keakuratan dengan cara analisis regresi linier yang di  tunjukkan oleh Gambar 27 

                                                 

Gambar 27. Validasi suhu udara hasil simulasi dibandingkan dengan hasil pengukuran 

  Dari  hasil  analisis  regresi  suhu  diketahui  bahwa  persamaan  linier  y  =  ax+b  menunjukkan  nilai   gradien   sebesar   1.063   dan   intersep   sebesar   1.67   dengan   nilai   R2   sebesar   0.972,   gradien  mendekati  1  dan  intersep  mendekati  0  sehingga  y  =  1.063x–1.67  mendekati  y  =  x.  Ketiga  nilai  tersebut   menunjukkan   bahwa   CFD   dapat   digunakan   untuk   memprediksi   distribusi   suhu   dengan  akurasi yang baik. 

 

4.5   Hasil Simulasi    Simulasi  dilakukan  dengan  menggunakan  data  maksimum  dan  data  minimum  pada  12  April  2012  karena pada waktu pengukuran tersebut telah mewakili kondisi cuaca pada saat hujan,cerah dan  berawan selama empat hari pengukuran. Nilai input yang digunakan untuk simulasi pada ketiga jarak  antar nozzle adalah sama, namun tekanan outlet setiap lubang nozzle pada simulasi jarak antar nozzle  30 cm dan 50 cm berbeda sesuai dengan perhitungan nilai tekanan berdasarkan hukum poissulle.  Gambar  28  merupakan  gambar  simulasi  untuk  jarak  antar  nozzle  40  cm  dalam  kondisi  suhu  minimum yang terjadi pada pukul 06.11  - 06.28 WIB. Suhu inlet  yang digunakan bernilai 26.18   oC,  suhu solid (pipa) bemilai 25.81oC dan suhu udara di dalam chamber pada saat kondisi awal adalah 28 

 C. Sedangkan suhu udara di dalam chamber pada saat terjadi penyemprotan adalah 26.15   oC. Gambar 

o

28(a)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle  A  pada  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik. Gambar 28(b) menyajikan distribusi suhu nozzle B pada   saat penyemprotan berlangsung  di dalam chamber aeroponik.  Gambar 28(c)  menyajikan distribusi suhu  nozzle  C saat penyemprotan  berlangsung di dalam chamber aeroponik. 

     

30 

2645 

                a) 

S                    b) 

U                     

S         U 

                c) 

S                 

U 

Gambar  28.  (a)  Distribusi  suhu  minimum  nozzle  A  saat  penyemprotan  berlangsung;  (b)  distribusi  suhu  minimum  nozzle  B  saat  penyemprotan  berlangsung;  (c)  distribusi  suhu  minimum  nozzle C saat penyemprotan berlangsung. 

  Gambar  29  merupakan  hasil  simulasi  untuk  jarak   antar  nozzle  40  cm  dalam  kondisi  Suhu  maksimum tersaji dalam rentang suhu 25   oC hingga 37.02   oC dengan suhu inlet di hulu pipa bernilai  34.9  oC,  suhu  udara  di  dalam  chamber  pada  kondisi  awal  adalah  28 

oC  dan  pada  saat  terjadi

 

penyemprotan adalah 36.2   oC, suhu solid (pipa) bernilai 35.02   oC. Suhu maksimum terjadi pada pukul  10.58  -14.02  WIB.  Gambar  29(a)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle  A  pada  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik,  Gambar  29(b)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle  B  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik,  Gambar  29(c)   menyajikan  distribusi  suhu  nozzle C saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber aeroponik. 

                   

31  2645 

              a) 

S                   

U 

S                       

U 

b) 

c) 

                       

S         U 

                    Gambar   29.   (a)   Distribusi   suhu   maksimum   nozzle   A   saat   penyemprotan   berlangsung;   (b)  distribusi suhu maksimum nozzle B saat penyemprotan berlangsung; (c) distribusi  suhu maksimum nozzle C saat penyemprotan berlangsung 

  Pada Gambar 28 dan 29 diketahui  bahwa nozzle  A, B dan C memiliki sebaran suhu udara di  dalam  chamber  dengan  keseragaman  hampir  sama.  Namun,  suhu  nozzle  C  pada  titik  penyemprotan  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  nozzle  A  dan  B.  Hal  ini  karena  posisi  nozzle  C  yang  jauh  dari  pompa  bertekanan  tinggi  atau  berada  pada  hilir  pipa  sehingga  suhu  semakin  menurun  dan  sebaran  suhu pada saat penyemprotan rendah.  Gambar 30 merupakan gambar simulasi distribusi tekanan yang dihasilkan pada nozzle A, B  dan C pada jarak 40 cm. Input tekanan untuk semua gambar adalah sama yaitu 2.04 atm. Nilai tersebut  adalah nilai tekanan pompa. Gambar 30 (a), 30 (b) dan 30 (c) menyajikan nilai tekanan pada nozzle A,  B  dan  C  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik  dengan  rentang  nilai  tekanan  0.5 atm hingga 2.04 atm. 

         

32 

2645

             

            a) 

S          U                      S          U                      S          U                   

                     

b) 

                    c) 

Gambar 30. (a) Distribusi tekanan nozzle A saat penyemprotan berlangsung; (b) distribusi tekanan  nozzle  B  saat  penyemprotan  berlangsung;  (c)  distribusi  tekanan  nozzle  C  saat  penyemprotan berlangsung 

  Dari  Gambar  30  hasil  simulasi  tekanan  yang  dihasilkan  pada  setiap  nozzle  diketahui  bahwa nozzle A memiliki sebaran tekanan lebih tinggi dibandingkan dengan nozzle B dan nozzle  C.  Hal  ini  karena  letak  nozzle  C  yang  jauh  dengan  pompa  atau  di  hilir  pipa  sehingga  terjadi  gesekan-gesekan di dalam pipa yang menyebabkan tekanan mengalami penurunan. Nilai tekanan  pada  ruang  chamber  seragam  yaitu  1  atm  karena  udara  di  dalam  chamber  tidak  dipengaruhi  secara langsung oleh tekanan pompa.  Gambar 31 merupakan hasil simulasi distribusi kecepatan aliran yang dihasilkan pada nozzle  A, B dan C pada saat penyemprotan. Input kecepatan aliran sama yaitu 10.78 m/s. Nilai tersebut  adalah  nilai  kecepatan  aliran  pada  inlet  pipa  yang  dihitung  dengan  mengukur  debit  terlebih  dahulu. 

               

3345   26

               

              a) 

S          U                     

                    b) 

S          U                     

                    c) 

S         U 

              Gambar   31.   (a)   Distribusi   kecepatan   aliran   penyemprotan   nozzle   A   saat   penyemprotan  berlangsung;  (b)  distribusi  kecepatan  aliran  nozzle  B  saat  penyemprotan  berlangsung; (c) distribusi kecepatan aliran C saat penyemprotan berlangsung 

  Nilai kecepatan aliran penyemprotan pada gambar hasil simulasi diketahui  seragam, namun  pada  nozzle  A sebaran  kecepatan  aliran  penyemprotan  lebih  tinggi  dibandingkan  pada  nozzle  B  dan  nozzle  C.  Hal  ini  karena  posisi  nozzle  A  yang  berada  dekat  dengan  inlet  pipa  sehingga  kecepatan  aliran penyemprotan tinggi karena adanya  pengaruh pompa.  Simulasi juga dilakukan untuk jarak antar nozzle 30 cm dan 50 cm. Pada jarak antar nozzle  30 cm, jumlah nozzle yang digunakan adalah tiga buah nozzle. Sedangkan pada jarak antar nozzle 50  cm,  jumlah  nozzle  yang  digunakan  adalah  dua  buah  nozzle.  Input  yang  digunakan  untuk  simulasi  kedua jarak tersebut adalah sama dengan simulasi kontrol, karena pada jarak 30 cm dan 50 cm hanya  dilakukan simulasi tidak dilakukan pengukuran secara nyata sehingga diharapkan dari hasil simulasi  dapat mewakili keadaan sebenarnya di lapang.  Gambar 32 merupakan gambar simulasi untuk jarak antar nozzle 50 cm dalam kondisi suhu  minimum pada pukul 10.58 – 14.02 WIB dengan rentang suhu 25   oC hingga 28   oC. Suhu inlet yang  digunakan  bernilai  26.18 

oC,  suhu  solid  (pipa)  bemilai  25.81

pada   saat   kondisi   awal   adalah   28  penyemprotan 

adalah  26.15 

 

oC  dan  suhu  udara  di  dalam  chamber

 

oC.   Sedangkan   suhu   di   dalam   chamber   pada   saat   terjadi

oC.  Gambar  32(a)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle   A  pada  saat

 

 

   

342645 

              penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik.  Gambar  32(b)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle B pada  saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber aeroponik. 

 

   

a) 

B         T                       

                        b) 

S          U                Gambar 32. (a) Distribusi suhu minimum nozzle A saat penyemprotan berlangsung; (b) distribusi  suhu minimum nozzle B saat penyemprotan berlangsung 

  Gambar  33  merupakan  hasil  simulasi  untuk  jarak    antar  nozzle  50  cm  dalam  kondisi  suhu maksimum tersaji dalam rentang suhu 25   oC hingga 37.02   oC dengan suhu inlet di hulu pipa  bernilai  34.9    oC,  suhu  udara  di  dalam  chamber  pada  kondisi  awal  adalah  280C  dan  pada  saat  terjadi penyemprotan adalah 36.2   oC, suhu solid bernilai 35.02   oC. Titik ekstrim atas (maksimum)  terjadi pada pukul 10.58 - 14.02 WIB. Gambar 33 (a) menyajikan distribusi suhu   nozzle A pada  saat   penyemprotan   berlangsung   di   dalam   chamber   aeroponik,   Gambar   33   (b)   menyajikan  distribusi suhu  nozzle B saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber aeroponik 

    a) 

B         T 

                                         

3545   26

   

                 

                b) 

               

S          U 

Gambar  33.  (a)  Distribusi  suhu  maksimum  nozzle  A  saat  penyemprotan  berlangsung;  (b)  distribusi suhu maksimum nozzle B saat penyemprotan berlangsung 

  Dari hasil simulasi distribusi suhu pada jarak 50 cm diketahui bahwa pada gambar 32 (a) dan  33 (a) semburan larutan nutrisi tidak sempurna. Hal ini karena arah penyemprotan nozzle A berada di  Posisi 1 sehingga daerah semburan akan sempurna jika hasil cut plot tampak kanan.  Gambar 34   merupakan hasil simulasi distribusi tekanan yang dihasilkan pada  nozzle A dan  B.  Input  tekanan  untuk  semua  gambar  yaitu  2.04  atm.  Nilai  tersebut  adalah  nilai  tekanan  pompa.  Rentang  tekanan  yang  terjadi  adalah  0.6  atm  hingga  2.04  atm.  Gambar  34  (a),  34  (b)  dan  34  (c)  menyajikan   nilai tekanan pada nozzle A, B dan C saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber  aeroponik. 

 

 

B         T 

a) 

               

S   

U 

b)              Gambar  34.  (a)  Distribusi  tekanan  nozzle  A  saat  penyemprotan  berlangsung;  (b)  distribusi  tekanan  nozzle B saat penyemprotan berlangsung 

  Dari  hasil  simulasi  tekanan  diketahui  bahwa  nilai  tekanan  pada  nozzle  A  lebih  tinggi  daripada nozzle B. Jumlah nozzle mempengaruhi nilai tekanan setiap nozzle sepanjang pipa PE. Dalam  chamber  dengan  ukuran  1.5  m  x  1  m  serta  pipa  PE  dengan  panjang  1.5  m  dan  memiliki  dua  buah  nozzle. Tekanan dari salah satu kedua nozzle tersebut cenderung lebih besar. Hal ini karena sedikitnya  jumlah  nozzle  di  dalam  chamber  sehingga  perubahan  tekanan  antar  nozzle  yang  dihasilkan  cukup  besar. Pada simulasi, nozzle  A menghasilkan tekanan lebih besar daripada  nozzle B. nilai tekanan di  ujung nozzle A hampir mendekati nilai tekanan input yaitu 2.04 atm. 

   

3645   26

              Gambar 35 merupakan hasil simulasi distribusi kecepatan aliran yang dihasilkan pada nozzle  A  dan  B  pada  saat  penyemprotan.  Input  kecepatan  aliran  untuk  semua  gambar  adalah  sama  yaitu  10.78 m/s. Nilai tersebut adalah nilai kecepatan aliran di setiap nozzle yang dihitung dengan mengukur  debit terlebih dahulu. 

 

   

a) 

B         T 

               

S 

U 

b) 

              Gambar  35.  (a)  Distribusi  kecepatan  aliran  nozzle  A  saat  penyemprotan  berlangsung;  (b)  distribusi kecepatan aliran nozzle B saat penyemprotan berlangsung 

  Selain  suhu,  kecepatan  aliran  penyemprotan  pada  nozzle  A  juga  memiliki  semburan  yang  tidak  sempurna.  Faktor  yang  mempengaruhi  sama,  karena  posisi  arah  penyemprotan  nozzle  A  yang  berbeda dengan nozzle B.  Gambar  36  merupakan gambar  simulasi  untuk jarak antar  nozzle  30  cm dalam  kondisi titik  ekstrim  bawah  (minimum)  yang  terjadi  pada  pukul  06.11-  06.28  WIB.  Suhu  inlet  yang  digunakan  bernilai 26.18   oC, suhu solid   bernilai 25.81   oC dan suhu udara di dalam chamber pada saat kondisi  awal adalah 28   oC. Sedangkan suhu di dalam chamber pada saat terjadi penyemprotan   adalah 26.15 

 

oC. Gambar 36(a)   menyajikan distribusi suhu nozzle A pada saat penyemprotan berlangsung di dalam

  chamber  aeroponik.  Gambar  36(b)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle  B  pada  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik.  Gambar  36(c)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle  C  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik.  Gambar  36(d)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle D saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber aeroponik 

    a) 

B         T 

                             

3745   26

     

             

B  b)                c)                   

T               

S         U                  S         U 

d) 

              Gambar 36.  (a) Distribusi suhu minimum nozzle A saat penyemprotan berlangsung;  (b) distribusi suhu minimum nozzle B saat penyemprotan berlangsung;  (c) distribusi suhu minimum nozzle C saat penyemprotan berlangsung;  (d) distribusi suhu minimum nozzle D saat penyemprotan berlangsung 

  Gambar 37 merupakan gambar simulasi untuk jarak   antar  nozzle 50 cm dalam kondisi titik  ekstrim  atas  (suhu  maksimum)  tersaji  dalam rentang  suhu  25 

  oC.  Suhu  maksimum  oC, suhu  udara di dalam  terjadi pada pukul 10.58  -14.02  WIB. Suhu inlet  di hulu pipa bernilai 34.9  o chamber  pada  kondisi  awal  adalah  28  C  dan  pada  saat  terjadi  penyemprotan  adalah  36.2  oC,  suhu  solid   bernilai 35.02   oC. Gambar 37 (a) menyajikan distribusi suhu   nozzle A pada saat penyemprotan  berlangsung di dalam  chamber aeroponik, Gambar  37  (b) menyajikan distribusi suhu   nozzle  B  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik,  Gambar  37  (c)  menyajikan  distribusi  suhu  nozzle  C  saat  penyemprotan  berlangsung  di  dalam  chamber  aeroponik,  Gambar  37  (d)   menyajikan  distribusi suhu nozzle D saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber aeroponik.      a) 

oC  hingga  37.02

B         T  R 

3845   26

                         

   

                 

                 

b) 

B         T                  S         U 

                  c) 

              d) 

S                 

U 

Gambar 37.  (a) Distribusi suhu maksimum nozzle A saat penyemprotan berlangsung;  (b) distribusi suhu maksimum nozzle B saat penyemprotan berlangsung;  (c) distribusi suhu maksimum nozzle C saat penyemprotan berlangsung;  (d) distribusi suhu maksimum nozzle D saat penyemprotan berlangsung 

  Suhu   maksimum   pada   saat   penyemprotan   untuk   nozzle   A   dan   B   cukup   tinggi   yaitu  mencapai   36.25 

oC   sedangkan   pada   nozzle   C   dan   D   suhu   tinggi   berada   pada   daerah   atas

 

penyemprotan.  Faktor  yang  mempengaruhi  peningkatan  suhu  penyemprotan  pada  nozzle  A  dan  B  karena letak kedua nozzle tersebut dekat dengan inlet pipa sehingga tekanan yang tinggi dari pompa  saat mengalirkan larutan nutrisi secara terus menerus menyebabkan peningkatan suhu.  Gambar  38  merupakan  gambar  simulasi  distribusi  tekanan  yang  dihasilkan  pada  nozzle  A  dan  B.  Input  tekanan  untuk  semua  gambar  adalah  sama  yaitu  2.04  atm.  Nilai  tersebut  adalah  nilai  tekanan  pompa.  Rentang  suhu  adalah  0.4  atm  hingga  2.04  atm.  Gambar  38  (a),  38  (b)  dan  38  (c)  menyajikan nilai tekanan pada nozzle A saat penyemprotan berlangsung di dalam chamber. 

 

a) 

B   

T 

      \ 

 

39 

2645

              b) 

b) 

B                    S 

T 

U 

c)               

             

d) 

S         U 

                  Gambar 38. (a) Distribusi tekanan nozzle A saat pe nyemprotan berlangsung; (b) distribusi tekanan  nozzle  B  saat  penyemprotan  berlangsung;  (c)  distribusi  tekanan  nozzle  C  saat  penyemprotan  berlangsung;  (d)  distribusi  tekanan  nozzle  D  saat  penyemprotan  berlangsung 

  Nilai   tekanan   yang   dihasilkan   untuk   nozzle   A,   B,   C   dan   D   seragam.   Faktor   yang  mempengaruhi  hal  ini  adalah  jumlah  empat  nozzle  yang  tidak  sebanding  dengan  ukuran  chamber  sehingga tekanan input sebesar 2.04 atm tidak tersebar karena jarak antar nozzle yang terlalu dekat.  Gambar  39  merupakan  gambar  simulasi  distribusi  kecepatan  aliran  yang  dihasilkan  pada  nozzle  A,  B,  C  dan  D  pada  saat  penyemprotan.  Input  kecepatan  aliran  untuk  semua  gambar  adalah  sama  yaitu  10.78  m/s.  Nilai  tersebut  adalah  nilai  kecepatan  aliran  di  setiap  nozzle  yang  dihitung  dengan mengukur debit terlebih dahulu. 

  a) 

B         T 

                          40 2645 

 

               

B 

T 

S                    S 

U 

b) 

            c) 

U 

d) 

          Gambar 39 (a) Distribusi kecepatan aliran nozzle A saat penyemprotan berlangsung;  (b) distribusi kecepatan aliran nozzle B saat penyemprotan berlangsung;  (c) distribusi kecepatan aliran nozzle C saat penyemprotan berlangsung;  (d) distribusi kecepatan aliran nozzle D saat penyemprotan berlangsung 

  Kecepatan  aliran  yang  dihasilkan  pada  nozzle  B  kurang  sempurna,  hal  ini  karena  adanya  pengaruh tumbukan kecepatan aliran penyemprotan dari nozzle A dan nozzle C yang tersebar seragam  dan  panjang  sehingga  pada  simulasi  semburan  larutan  nutrisi  yang  dihasilkan  dari  nozzle  B  tidak  seragam dan pendek. Perbandingan suhu dan turbulence length tampak kanan sebagai berikut: 

   

B                C     

B 

T 

A 

Gambar 40. Distribusi  suhu minimum pada jarak  penyemprotan 40 cm tampak kanan 

          26 4145

               

B                B     

T 

A 

Gambar 41. Distribusi  suhu minimum pada jarak  penyemprotan 50 cm tampak kanan 

   

D 

C 

              B 

              A 

B               

T               

    Gambar 42. Distribusi  suhu minimum pada jarak  penyemprotan 30 cm tampak kanan 

  Perbandingan  hasil  simulasi  suhu  dari  ketiga  jarak  penyemprotan  adalah  pada  jarak  antar  nozzle  30  cm suhu  tersebar  tidak  merata,  pada  nozzle  B  sebaran  suhu  sangat  tinggi  sedangkan  pada  nozzle  A  sebaran  suhu  tinggi  hanya  berada  di  sekitar  nozzle,  nozzle  C  dan  nozzle  D  memiliki  pola  sebaran  suhu  yang  hampir  seragam.  Faktor  yang  mempengaruhi  ketidakseragaman  tersebut  adalah  posisi arah penyemprotan yang berbeda. Pada jarak antar nozzle 40 cm, hasil simulasi menunjukkan  bahwa terdapat keseragaman suhu. Suhu pada nozzle A hingga nozzle C terdistribusi merata, suhu di  dalam pipa lebih rendah daripada suhu di atas pipa, hal ini di pengaruhi suhu aliran nutrisi  di dalam  pipa  yang  memiliki  suhu  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  suhu  penyemprotan  larutan  nutrisi  di  dalam chamber.  Suhu  diatas  pipa  lebih  tinggi  daripada  suhu  di  dalam  chamber,  hal  ini  karena  suhu  diatas  pipa  dipengaruhi  oleh  panas  yang  dilepaskan  dari  pipa.  Pada  jarak  antar  nozzle  50  cm,  hasil  simulasi  tampak  kanan  menunjukkan  sebaran  suhu  di  nozzle  A  lebih  tinggi  daripada  di  nozzle  B.  Posisi arah penyemprotan di nozzle A adalah posisi 1 dengan arah penyemprotan sejajar dengan pipa  sedangkan di nozzle B adalah posisi 2 dengan arah penyemprotan tegak lurus dengan pipa. Perbedaan  kedua posisi arah penyemprotan nozzle tersebut mempengaruhi keseragaman suhu pada setiap nozzle.  Semakin pendek jarak antar nozzle dan semakin banyak jumlah nozzle yang digunakan dalam sistem  aeroponik  belum  tentu  semakin  seragam  suhu  yang  dihasilkan.  Faktor  yang  mempengaruhi  adalah  posisi  arah  penyemprotan  nozzle  (posisi  2  atau  posisi  1),  tekanan  tinggi  pada  pompa  inlet  yang  menyebabkan semprotan pada setiap nozzle cukup besar sehingga jika semakin banyak jumlah nozzle  di sepanjang pipa PE maka semprotan yang terjadi semakin banyak dan akan  meningkatkan suhu di  dalam chamber. 

     

42   2645

              Turbulent   Length   menunjukkan   turbulensi   (olakan)   yang   terjadi   pada   saat   berlangsung  penyemprotan. Turbulensi tersebut karena adanya tumbukan antara larutan nutrisi yang disemprotkan  dengan udara sehingga terjadi pola aliran acak. 

   

B               

             

C 

T               

A 

B 

  Gambar 43. Distribusi turbulence length  minimum jarak penyemprotan 40 cm tampak  kanan 

     

B                B 

T               

A 

  Gambar 44. Distribusi turbulence length  minimum jarak penyemprotan 50 cm tampak kanan 

   

D 

C 

                B 

                A 

B                 

T                 

  Gambar 45. Distribusi turbulence length  minimum jarak  penyemprotan 30 cm tampak kanan 

  Perbandingan  hasil  simulasi  turbulence  length  dari  ketiga  jarak  antar  nozzle  menunjukkan  bahwa  pada jarak antar  nozzle 30  cm, panjang turbulensi tersebar  cukup  panjang  pada  nozzle A dan  nozzle B  hal ini  karena  jarak antar  nozzle  A dan B  pendek  sehingga tumbukan terjadi lebih banyak,  sedangkan pada nozzle  C dan nozzle D arah penyemprotan  berada pada posisi 2 sehingga turbulensi  lebih  besar  pada  bagian  atas  chamber  jika  cut  plot  tampak  kanan.  Pada  jarak  antar  nozzle  40  cm, 

      26 4543  

              diketahui bahwa turbulensi lebih besar berada di nozzle B, hal ini karena titik tersebut merupakan titik  tengah  dari  nozzle  A  dan  nozzle  C,  sehingga  pusat  tumbukan  berada  di  daerah  tersebut.  Pada  jarak  antar nozzle 50 cm turbulensi hampir seragam pada nozzle A dan nozzle B. Hal ini karena jarak antar  nozzle yang cukup panjang antara kedua 

 

4.6 

Pemilihan  jarak  antar  nozzle  yang  efektif  berdasarkan  dengan  hasil  simulasi distribusi suhu, tekanan dan kecepatan aliran     

Hubungan  titik  pengukuran  dengan  nilai  suhu  yang  dihasilkan  pada  saat  simulasi  dengan  berbagai perbandingan jarak antar nozzle adalah seperti diperlihatkan pada Gambar 46. 

       

43                    Gambar 46. Grafik perbandingan sebaran suhu simulasi dengan berbagai jarak penyemprotan 

  Hubungan  titik  pengukuran  dengan  nilai  tekanan  yang  dihasilkan  pada  saat  simulasi  dengan  berbagai  perbandingan  jarak  penyemprotan  (jarak  antar  nozzle)  adalah  seperti  diperlihatkan  dalam  Gambar 47. 

                            Gambar 47. Grafik perbandingan sebaran tekanan simulasi dengan berbagai jarak penyemprotan 

  Hubungan  titik  pengukuran  dengan  nilai  kecepatan  aliran  penyemprotan  yang  dihasilkan  pada  saat  simulasi  dengan  berbagai  perbandingan  jarak  penyemprotan  (jarak  antar  nozzle)  adalah  seperti yang diperlihatkan dalam Gambar  48. 

       

44 2645

                                          Gambar 48. Grafik perbandingan sebaran kecepatan aliran penyemprotan  simulasi dengan  berbagai jarak penyemprotan 

  Nozzle  merupakan  salah  satu  komponen  penting  dalam  perancangan  instalasi  aeroponik.  Semburan  dari  larutan  nutrisi  dipengaruhi  oleh  jenis,  ukuran  dan  jarak  antar  nozzle.  Hasil  simulasi  sebaran suhu udara di dalam chamber aeroponik dengan menggunakan jarak antar  nozzle 30 cm, 40  cm  dan  50  cm  yaitu  pada  jarak  antar  nozzle  30  cm  rentang  suhu  minimum  berkisar  antara  26.3  hingga 29.7   oC, pada jarak 40 cm rentang suhu minimum  antara 25.9   oC – 28   oC dan pada jarak 50 cm rentang suhu minimum antara 25.7 

oC

 

   

oC hingga 28   oC. Suhu yang dihasilkan ketiga jarak antar  nozzle

hampir seragam, namun pada jarak 30 cm suhu yang dihasilkan lebih tinggi daripada distribusi suhu  pada  jarak  40  cm  dan  50  cm.  Hal  ini  karena  jarak  penyemprotan  untuk  empat  nozzle  yang  tidak  sebanding   dengan   panjang   pipa   PE   1.5   m   sehingga   larutan   nutrisi   yang   disemprotkan   saling  bertumbukan dan terjadi pertukaran panas  yang akan memberikan pengaruh peningkatan suhu udara  di dalam chamber.  Hasil  simulasi  tekanan  di  dalam  chamber  pada  jarak  antar  nozzle  30  cm  memiliki  rentang  tekanan  antara  0.998  atm  hingga  1.0030  atm,  pada  jarak  40  cm  rentang  tekanan  adalah  0.5168  atm  dengan 1.6028 atm sedangkan pada jarak 50 cm rentang tekanan antara 0.74 atm hingga 1.003 atm.  Nilai tekanan udara dari dalam chamber yang dihasilkan dari simulasi untuk semua jarak antar nozzle  adalah sama sebesar yaitu 1 atm. Sedangkan nilai tekanan yang dihasilkan pada setiap nozzle beragam.  Pada  jarak  30  cm,  nilai  tekanan  dari  nozzle  A  sebesar  0.9998,  nozzle  B  sebesar  0.9995,  nozzle  C  sebesar  0.9994  dan  nozzle  D  sebesar  0.998  atm.  Pada  jarak  40  cm,  nilai  tekanan  nozzle  A  sebesar  1.999 atm, nozzle B sebesar 1.944 atm dan nozzle C bernilai 1.8905 atm. Pada jarak 50 cm, tekanan  yang dihasilkan pada nozzle A adalah 1.74 atm dan nozzle B sebesar 1 atm. Nilai tekanan pada nozzle  di sepanjang pipa pada jarak antar nozzle 30 cm, 40 cm dan 50 cm mengalami penurunan nilai tekanan  dari  nozzle  yang  berada  di  hulu  pipa  menuju  hilir  pipa.  Hal  ini  disebabkan  karena  posisi  hulu  pipa  yang dekat dengan pompa bertekanan tinggi yang merupakan tekanan inlet pada simulasi dan semakin  menuju ke hilir pipa terjadi peningkatan gesekan antara larutan nutrisi dengan dinding pipa sehingga  terjadi penurunan nilai tekanan.  Hasil  simulasi  kecepatan  aliran  di  dalam  chamber  aeroponik  dengan  menggunakan  jarak  antar  nozzle  dengan  jarak  antar  nozzle  30  cm,  40  cm  dan  50  cm  adalah  pada  jarak  30  cm  rentang  kecepatan aliran yang dihasilkan adalah 0 m/s hingga 10.674 m/s, pada jarak 40 cm rentang kecepatan  aliran  yang  dihasilkan  adalah  0.113  m/s  hingga  13.32  m/s  sedangkan  pada  jarak  50  cm  rentang  kecepatan  aliran  yang  dihasilkan  adalah  9.48  m/s  hingga  10  m/s.  Kecepatan  aliran  udara  di  dalam  chamber untuk jarak 30  cm dan 50  cm adalah 0  m/s sedangkan pada jarak 40  cm sebesar 1.23  m/s. 

      2645

              Kecepatan aliran penyemprotan untuk jarak 30 cm pada nozzle A sebesar 10.67 m/s, nozzle B sebesar  2.372 m/s, nozzle C sebesar 1.186 m/s, dan nozzle D sebesar 5.93 m/s. Kecepatan aliran penyemprotan  untuk  jarak  40  cm  pada  nozzle  A  bernilai  11.52  m/s,  nozzle  B  bernilai  11.67  sedangkan  nozzle  C  bernilai 11.71 m/s.  Nilai kecepatan aliran penyemprotan pada setiap  nozzle  dipengaruhi  oleh jumlah  nozzle yang digunakan dalam chamber berukuran 1.5 m2.  Berdasarkan  penelitian  terkait  sebelumnya,  suhu  udara  optimum  dalam  chamber  aeroponik  tanpa  chiller  adalah  28  0C,  tekanan  nozzle  yang  digunakan  adalah  rentang  1.5  –  2  atm,  sedangkan  debit  yang  dihasilkan  adalah  0.83  l/menit.  Dari  pembahasan  mengenai  nilai  hasil  simulasi  suhu,  tekanan dan kecepatan aliran penyemprotan dapat disarankan bahwa pemilihan jarak antar nozzle yang  efektif untuk penyemprotan larutan  nutrisi adalah pada jarak 40  cm dengan tiga buah  nozzle  dan 50  cm  dengan  dua  buah  nozzle.  Nilai  suhu,  kecepatan  aliran,  dan  tekanan  penyemprotan  seragam  dan  hampir  mendekati nilai kondisi pada penelitian terkait sebelumnya.  Pada jarak 30  cm dengan empat  buah nozzle kurang optimum digunakan untuk instalasi aeroponik dengan luasan chamber 1 m x 1.5 m  dan pipa berukuran 1.5 m karena suhu yang dihasilkan tinggi, tekanan untuk setiap nozzlenya rendah  dan kecepatan aliran yang dihasilkan  setiap nozzle tidak seragam. 

                                                                               

4645 26

             

BAB V   

KESIMPULAN DAN SARAN       

5.1 

Kesimpulan 

  1.   Nilai suhu udara dan suhu larutan nutrisi hasil simulasi hampir sama dengan suhu udara  dan suhu larutan nutrisi hasil pengukuran yang dinyatakan dalam persamaan regresi y =  1.063x - 1.67 dimana x adalah parameter hasil pengukuran dan y adalah parameter hasil  simulasi  dengan  nilai  gradien  mendekati  1  yaitu  1.063,  nilai  intersep  mendekati  0  dan  nilai koefisien determinan (R2)  sebesar 0.972. CFD dapat digunakan untuk memprediksi  distribusi suhu dengan akurasi yang baik.  2.   Hasil simulasi suhu udara pada jarak antar nozzle 30 cm adalah 26.3   oC sampai dengan  29.7   oC, pada jarak antar nozzle 40 cm adalah 25   oC sampai dengan 28   oC dan pada jarak  antar nozzle 50 cm adalah 25.7   oC sampai dengan 28   oC.  3.   Jarak antar  nozzle  yang optimum berdasarkan suhu udara,  suhu larutan nutrisi, tekanan  dan kecepatan aliran penyemprotan nozzle adalah 40 cm dan 50 cm. 

  5.2 

Saran 

  1.   Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan jarak antar nozzle optimum  40  cm dan 50 cm agar dapat dianalisis pengaruhnya terhadap produksi tanaman maksimum  dalam sistem aeroponik  2.   Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk menentukan orientasi penyemprotan optimum  untuk memperoleh produksi tanaman maksimum dalam sistem aeroponik 

                                                   

47

2645

             

DAFTAR PUSTAKA        Anderson, J. 1995. Computational Fluid Dynamics. Singapure : Mc Graw-hill, Inc  Ciptaningtyas, Drupadi . 2011. Simulasi pola sebaran suhu media tanam arang sekam pada  sistem hidroponik substrat dengan menggunakan program CFD. Skripsi. Departemen  Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor  Harjadi . 2008. Modul Klimatologi. Bogor: Departemen Geofisika dan  Meteorologi, IPB. 

  Henkel  and  Pense.  2002.  Structure  and  properties  of  engineering  materials  fifth  edition.  Amerika, New York : McGraw-Hill Companies 

  Indiarti,  Dwi.  2003.  Kajian  Karakteristik  Termal  Aliran  Nutrisi  Sepanjang  Pipa  Lateral  Hidroponik   Substrat.   Skripsi.   Departemen   Teknik   Pertanian,   Fakultas   Teknologi  Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 

  Jensen M E (Editor). 1983. Design and Operation of Farm Irrigation System. ASAE.USA: St  Joseph.Michigan, USA.  Kreith, F. 2004. Prinsip-prinsip Perpindahan Panas ( diterjemahkan oleh Priyono).jakarta :  Airlangga  Lingga, P. 2002. Hidroponik bercocok tanam tanpa tanah. Jakarta : Penebar Swadaya  Prastowo, S.Hardjoamidjojo, N.Laelasari. 2007. Irrigation Efficiency and uniformity of  Aeroponics System: a case Study in Parung Hydroponics Farm. Jurnal Keteknikan  Pertanian 21 (2): 127 – 133. 

  Resh, H. 2004. Hydroponic Food Production. New Jersey : New Cocept Press. Inc 

  Schwab, G. Frevert, R K. 1981. Soil and Water Conservation Engineering. Third Edition.  Canada: Jhon Wiley & Sons, Inc.  SNI 0140: 2007. 2007. Pengukuran Debit Air. http:Sisni.bsn.go.id.  Suhardiyanto, H. 2009. Teknologi Rumah Tanaman untuk iklim tropika basah. Bogor: PT.  Penerbit IPB Press  Syamsa, M.A. Aplikasi Teknologi Simulasi dan Komputasi di Industri Nuklir. Prosiding  Semiloka Teknologi Simulasi dan Komputasi serta Aplikasi, Oktober 2003.  PUSPITEK Serpong. Tangerang  Tsoumis, George. 1991. Science and technology of wood. New York : Van nostrand Reinhold  Tuakia, Firman. 2008. Dasar-dasar CFD Menggunakan Fluent. Bandung : Penerbit .;  Informatika  Walpole, R. 1993. Pengantar Statistika. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama  Widaningrum, Yeni. 2002. Analisis Pindah Panas dalam Nutrisi Melalui Pipa dalam Tanah.  Skripsi. Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut  Pertanian Bogor 

      2648 45

                                                         

LAMPIRAN                                                                      2645

mpiran 1. Skema titik pengukuran 

Keterangan  A  : Nozzle A  B  : Nozzle B 

Titik 13 : Titik menunjukkan RH  Titik 14 : Suhu pada dinding chamber sebelah kanan 

C 

Titik 15 : Suhu pada dinding chamber sebelah kiri 

: Nozzle C 

Titik 1  : Suhu Inlet 

Titik 16 : Suhu larutan nutrisi dalam tangki nutrisi 

Titik  2   : Suhu  sepanjang pipa PE antara nozzle A dan  nozzle B 

Titik 17  : Suhu pada dinding chamber sebelah depan 

Titik  3   : Suhu sepanjang pipa PE abtara nozzle B dan nozzle C 

Titik 18 : Suhu pada dinding chamber sebelah belakang 

Titik  4   : Suhu  outlet pada nozzle A  Titik 5 

: Suhu outlet  pada nozzle B 

Titik 6   : Suhu  outlet pada nozzle C  Titik 7   : Suhu pada titik 15 cm di atas nozzle A  Titik  8   : suhu pada titik 15 cm di atas nozzle B  Titik  9  :Suhu pada titik 15 cm di atas nozzle C  Titik 10  :Suhu pada titik 30 cm di atas nozzle A ( terletak di sterofoam penutup)  Titik 11  : Suhu pada titik 30 cm di atas nozzle B ( terletak di sterofoam penutup)  Titik 12  : Suhu pada titik 30 cm di atas nozzle C (terletak di sterofoam penutup) 

 

piran 2. Suhu di titik pengukuran pada 29 Maret 2012 

n 

Titik  1  29.45  30.71  31.71  32.70  33.74  34.74  35.59  36.58  37.14  37.60  37.86  38.86  39.57  38.35  39.04  39.85  40.31  40.71  41.26  41.46  41.34  41.00  41.40  41.89  41.89  41.90  42.28  42.06  42.60 

        

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

Titik  2  29.70  30.67  31.76  32.78  33.84  34.89  35.66  36.62  37.19  37.63  37.65  38.64  39.33  38.16  38.98  39.70  40.25  40.73  41.29  41.64  41.41  41.08  41.44  42.05  41.99  41.98  42.44  42.14  42.75 

Titik  3  30.55  31.27  32.31  33.31  34.43  35.44  36.21  37.18  37.64  38.18  38.48  39.26  40.03  38.39  39.27  40.01  40.54  41.00  41.71  42.09  41.93  41.63  42.08  42.70  42.32  42.24  42.61  42.29  42.96 

Titik  4  29.90  30.86  31.95  32.91  34.04  35.04  35.82  36.77  37.24  37.73  37.77  38.79  39.54  38.23  39.02  39.73  40.16  40.72  41.37  41.81  41.49  41.32  41.88  42.33  42.10  41.91  42.28  41.96  42.60 

Titik  5  29.25  30.08  31.46  32.04  33.05  33.97  34.44  35.43  36.53  36.49  36.49  37.91  38.52  37.71  38.56  38.48  38.83  39.28  40.21  41.42  40.67  40.09  40.49  41.17  41.41  40.57  40.79  40.51  41.34 

Titik  6  28.75  30.33  31.49  32.59  33.86  34.94  35.58  36.51  36.94  37.57  37.54  38.28  39.24  37.79  38.60  39.34  39.70  40.18  41.26  41.58  41.71  41.06  41.89  42.13  41.44  41.34  41.77  41.38  42.22 

Titik  7  29.05  30.51  31.57  32.49  33.37  34.36  35.22  36.24  36.80  37.06  36.45  38.04  38.86  37.69  38.24  39.19  39.89  40.34  40.54  40.72  40.34  40.38  40.59  41.14  41.42  41.38  41.71  41.61  42.09 

Titik  8  30.40  31.20  32.28  33.22  34.14  35.01  35.78  36.94  37.61  37.71  36.88  38.68  39.44  38.20  39.04  39.79  40.59  41.18  41.24  43.71  41.18  41.64  41.64  41.91  42.23  42.10  42.38  42.14  42.74 

Titik  9  27.15  30.26  31.46  32.43  33.84  34.67  35.29  36.58  37.09  37.07  36.06  31.08  38.46  37.61  38.17  38.84  40.15  41.08  40.78  40.16  40.17  40.99  40.69  40.82  40.98  41.02  41.21  41.07  41.35 

Titik  10  29.70  30.85  31.91  32.83  33.78  34.76  35.54  36.53  37.09  37.27  37.08  38.48  39.13  37.82  38.56  39.31  39.88  40.31  40.67  41.05  40.88  40.87  41.25  41.54  41.77  44.21  41.83  40.00  40.00 

Titik  11  29.50  30.65  31.70  32.62  33.65  34.63  35.42  36.30  36.93  37.17  36.81  38.03  38.82  37.77  38.53  39.29  39.85  40.38  40.68  41.03  40.96  40.85  41.38  41.44  41.78  41.52  41.69  41.59  39.02 

Titik  12  29.95  30.93  32.01  32.86  33.86  34.76  35.56  36.49  37.06  37.32  37.47  38.56  39.21  37.77  38.50  39.30  39.84  40.29  40.66  41.09  40.94  40.86  41.24  41.55  41.73  41.49  41.65  41.51  42.09 

Titik  13  29.72  30.25  19.41  22.22  24.20  25.70  26.80  28.13  29.08  29.91  31.05  31.86  32.64  32.99  33.53  34.09  34.37  34.77  35.37  35.19  35.38  35.80  36.01  36.59  36.47  36.93  36.65  36.46  35.71 

Titik  14  26.95  30.03  29.71  30.86  32.10  33.53  34.61  35.49  35.92  36.66  37.19  37.60  38.28  38.62  38.22  38.65  39.30  39.52  39.97  39.84  39.90  39.65  39.68  38.95  39.24  38.65  39.55  39.46  38.84 

Titik  15  25.67  30.47  27.65  27.97  28.87  30.63  31.57  32.39  32.79  33.36  34.45  34.48  35.15  35.97  35.92  35.98  36.49  36.79  37.35  37.24  37.55  37.37  37.28  36.35  36.05  35.61  36.03  36.60  36.43 

Titik  16  26.08  26.60  27.77  28.28  29.31  31.00  31.75  32.44  32.91  33.65  34.45  34.85  35.36  35.83  35.77  35.58  36.28  36.43  36.81  36.88  37.19  36.80  36.55  36.36  36.06  36.60  36.24  36.25  35.93 

Titik 17 30 30 31 31 31 32 33 34 34 35 35 35 35 36 35 35 36 36 36 36 36 35 35 35 36 38 37 35 34

utan Lampiran 2.  42.44  42.08  42.08  41.84  41.19  40.11  39.51  38.97  38.91  38.51 

42.72  42.33  42.36  42.17  41.44  40.34  39.74  39.08  38.96  38.56 

42.95  42.79  42.78  42.67  42.13  41.16  40.24  39.50  39.40  38.95 

42.66  42.45  42.39  42.40  41.88  40.58  39.84  39.16  39.01  38.69 

42.18  41.59  41.71  42.71  41.63  39.69  38.81  38.09  37.93  38.16 

42.61  42.40  43.04  43.33  42.44  40.41  39.48  38.64  38.53  38.36 

41.86  41.45  41.25  40.99  40.44  39.49  38.77  38.40  38.19  38.06 

42.59  42.25  42.03  41.84  41.36  40.46  39.63  39.20  38.94  38.81 

41.36  41.75  40.95  40.49  40.22  39.16  38.47  38.04  37.86  37.43 

40.00  40.00  40.00  40.00  40.00  40.00  40.00  40.00  47.99  38.29 

39.73  36.43  41.85  41.69  40.32  39.80  37.36  38.58  38.39  38.18 

42.01  41.76  41.64  41.56  40.89  39.93  39.21  38.69  38.51  38.27 

35.38  35.09  35.74  35.78  35.55  35.38  35.26  34.83  34.30  33.40 

38.55  38.21  37.09  36.16  35.42  34.26  33.58  33.67  33.51  33.32 

36.31  36.27  35.93  35.27  34.55  33.77  33.17  33.15  33.00  32.93 

35.76  35.75  35.27  34.71  34.10  33.11  32.73  32.60  32.47  32.34 

34 33 31 30 30 29 29 29 29 29

38.29 

38.36 

38.78 

38.47 

37.76 

38.10 

37.81 

38.68 

37.14 

40.00 

37.86 

37.94 

32.70 

33.35 

32.85 

32.39 

29

38.06 

38.10 

38.74 

38.24 

35.84 

37.16 

37.46 

38.48 

37.40 

40.00 

37.60 

37.64 

32.81 

33.34 

32.84 

33.08 

29

mpiran 3. Suhu di titik pengukuran pada 30 Maret 2012   

 

 

 

 

Titik  1 

Titik  2 

Titik  3 

Titik  4 

Titik  5 

      Titik  6  12.83 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Titik  7 

Titik  8 

Titik  9 

Titik  10 

Titik  11 

Titik  12 

Titik  13 

Titik  14 

titik  15 

titik  16 

12.91 

26.39 

12.38 

11.76 

12.13 

13.00 

14.53 

12.61 

14.26 

12.98 

13.14 

13.72 

13.10 

12.61 

14.26

16.35 

27.38 

15.67 

15.17 

15.59 

16.07 

16.18 

17.43 

15.66 

17.42 

16.40 

16.38 

16.25 

16.08 

15.66 

17.42

19.42 

28.70 

19.15 

19.02 

19.12 

19.42 

19.52 

20.15 

19.08 

19.92 

19.47 

19.36 

19.41 

19.73 

19.34 

20.07

22.21 

29.99 

22.02 

21.88 

22.20 

22.44 

22.57 

22.97 

21.89 

22.65 

22.21 

22.12 

22.22 

22.76 

21.89 

22.65

24.32 

31.00 

24.07 

23.15 

24.38 

24.55 

24.65 

25.07 

24.04 

24.74 

24.27 

24.18 

24.20 

25.24 

24.04 

24.74

26.10 

31.56 

25.78 

25.89 

26.15 

26.26 

26.36 

26.63 

25.67 

26.08 

25.69 

25.66 

25.70 

26.95 

25.67 

26.08

27.18 

31.78 

26.52 

27.24 

27.27 

27.64 

27.63 

27.49 

26.47 

26.60 

26.41 

26.26 

26.80 

28.03 

26.47 

26.60

28.28 

33.07 

27.76 

28.40 

28.45 

28.88 

28.93 

28.96 

27.65 

27.77 

27.87 

27.73 

28.13 

29.71 

27.65 

27.77

29.05 

33.70 

28.18 

29.34 

29.40 

29.97 

30.01 

30.05 

27.97 

28.28 

28.55 

28.39 

29.08 

30.86 

27.97 

28.28

29.93 

32.76 

29.26 

30.35 

30.41 

30.95 

30.98 

31.08 

28.87 

29.31 

29.44 

29.33 

29.91 

32.10 

28.87 

29.31

31.13 

33.45 

30.95 

31.47 

31.59 

31.76 

31.89 

32.41 

30.63 

31.00 

30.84 

30.83 

31.05 

33.53 

30.63 

31.00

32.05 

34.25 

31.91 

32.20 

32.38 

32.35 

32.54 

33.36 

31.57 

31.75 

31.75 

31.72 

31.86 

34.61 

31.57 

31.75

33.02 

35.21 

32.88 

33.25 

33.28 

33.28 

33.41 

34.22 

32.39 

32.44 

32.55 

32.49 

32.64 

35.49 

32.39 

32.44

33.27 

35.56 

33.18 

33.28 

33.40 

33.25 

33.35 

34.75 

32.79 

32.91 

32.91 

32.85 

32.99 

35.92 

32.79 

32.91

33.96 

36.56 

34.11 

34.11 

34.27 

34.07 

34.44 

35.41 

33.36 

33.65 

33.50 

33.41 

33.53 

36.66 

33.36 

33.65

34.62 

37.15 

35.00 

34.66 

34.88 

34.23 

34.66 

36.16 

34.45 

34.45 

34.15 

34.06 

34.09 

37.19 

34.45 

34.45

34.75 

37.18 

35.21 

34.98 

35.08 

34.52 

34.95 

36.62 

34.48 

34.85 

34.15 

33.97 

34.37 

37.60 

34.48 

34.85

35.22 

37.77 

35.73 

35.52 

35.59 

34.95 

35.35 

37.24 

35.15 

35.36 

34.64 

34.36 

34.77 

38.28 

35.15 

35.36

35.69 

37.19 

36.36 

36.05 

36.32 

35.61 

36.10 

37.38 

35.97 

35.83 

35.53 

35.43 

35.37 

38.62 

35.97 

35.83

35.65 

35.91 

36.18 

35.85 

35.97 

34.95 

35.30 

37.01 

35.92 

35.77 

35.48 

35.15 

35.19 

38.22 

35.92 

35.77

35.68 

36.40 

36.45 

35.86 

36.20 

35.31 

35.68 

37.32 

35.98 

35.58 

35.51 

35.26 

35.38 

38.65 

35.98 

35.58

36.17 

37.03 

36.96 

36.51 

36.83 

35.78 

36.11 

37.93 

36.49 

36.28 

35.98 

35.81 

35.80 

39.30 

36.49 

36.28

36.51 

37.11 

37.24 

36.94 

37.03 

35.95 

36.29 

38.13 

36.79 

36.43 

36.25 

36.10 

36.01 

39.52 

36.79 

36.43

36.99 

36.88 

37.78 

37.45 

37.57 

36.52 

37.03 

38.60 

37.35 

36.81 

36.81 

36.65 

36.59 

39.97 

37.35 

36.81

36.85 

37.10 

37.58 

37.20 

37.39 

36.23 

36.70 

38.49 

37.24 

36.88 

36.71 

36.55 

36.47 

39.84 

37.24 

36.88

37.01    36.03     37.99     37.73    37.96        37.04    37.58    38.67     37.55      37.19      37.13     36.96     36.93      39.90     37.55     37.19     36.21     36.28 

36.71 

35.60 

37.73 

37.40 

37.62 

36.53 

37.08 

38.42 

37.37 

36.80 

36.86 

36.76 

36.65 

39.65 

37.37 

36.80

36.95 

35.55 

37.71 

37.40 

37.57 

36.75 

37.16 

38.34 

37.28 

36.55 

36.66 

36.56 

36.46 

39.68 

37.28 

36.55

34.61 

36.57 

36.50 

36.50 

36.48 

34.48 

35.25 

38.01 

36.35 

36.36 

35.93 

35.82 

35.71 

38.95 

36.35 

36.36

35.23 

36.99 

35.95 

36.04 

36.10 

35.16 

35.46 

37.57 

35.98 

36.10 

35.57 

35.61 

35.38 

39.24 

36.05 

36.06

34.29 

38.51 

35.67 

35.66 

35.83 

34.19 

35.03 

37.83 

35.65 

36.21 

35.27 

35.21 

35.09 

38.65 

35.61 

36.60

36.40 

36.39 

36.76 

36.63 

36.92 

36.46 

36.81 

38.02 

36.48 

36.30 

35.96 

36.08 

35.74 

39.55 

36.03 

36.24

36.13 

34.90 

36.72 

36.70 

36.87 

36.12 

36.56 

37.69 

36.50 

36.05 

35.95 

35.92 

35.78 

39.46 

36.60 

36.25

35.65 

34.11 

36.50 

36.47 

36.62 

35.57 

36.17 

37.38 

36.33 

35.73 

35.78 

35.65 

35.55 

38.84 

36.43 

35.93

35.75 

32.79 

36.55 

36.51 

36.59 

35.95 

36.39 

37.05 

36.15 

35.64 

35.60 

35.53 

35.38 

38.55 

36.31 

35.76

35.83 

31.12 

36.54 

36.56 

36.55 

36.25 

36.80 

36.43 

35.95 

35.29 

35.46 

35.38 

35.26 

38.21 

36.27 

35.75

31.16 

31.00 

35.64 

35.87 

35.88 

35.63 

36.15 

35.60 

35.32 

34.76 

35.05 

34.90 

34.83 

37.09 

35.93 

35.27

31.95 

31.00 

34.96 

35.33 

35.27 

35.05 

35.61 

34.89 

34.55 

34.10 

34.41 

34.24 

34.30 

36.16 

35.27 

34.71

33.73 

40.19 

34.13 

34.42 

34.23 

34.14 

34.39 

33.97 

33.83 

33.05 

33.35 

33.26 

33.40 

35.42 

34.55 

34.10

32.97 

28.53 

33.58 

33.77 

33.55 

33.36 

33.59 

33.50 

33.19 

32.71 

32.87 

32.62 

32.70 

34.26 

33.77 

33.11

32.91 

30.04 

33.55 

33.66 

33.57 

33.36 

33.58 

33.41 

33.15 

32.57 

32.82 

32.78 

32.81 

33.58 

33.17 

32.73

32.60 

29.66 

33.41 

33.52 

33.47 

33.07 

33.44 

33.23 

32.99 

32.43 

32.73 

32.69 

32.74 

33.67 

33.15 

32.60

32.38 

29.27 

33.27 

33.42 

33.33 

32.57 

33.06 

33.10 

32.91 

32.35 

32.64 

32.50 

32.62 

33.51 

33.00 

32.47

32.50 

29.41 

33.17 

33.30 

33.16 

32.74 

33.17 

33.09 

32.86 

32.38 

32.61 

32.52 

32.57 

33.32 

32.93 

32.34

32.36 

28.76 

32.94 

33.16 

33.10 

32.26 

32.51 

33.14 

32.82 

33.14 

32.58 

32.39 

32.50 

33.35 

32.85 

32.39

32.56 

28.77 

33.20 

33.30 

33.35 

32.51 

32.85 

33.13 

32.93 

32.49 

32.63 

32.48 

32.52 

33.34 

32.84 

33.08

32.46 

28.60 

33.14 

33.25 

33.13 

32.57 

33.11 

33.01 

32.79 

32.36 

32.59 

32.49 

32.52 

33.44 

32.94 

32.47

32.94 

29.54 

33.20 

33.28 

33.28 

32.94 

33.30 

33.12 

32.88 

32.46 

32.66 

32.58 

32.70 

33.25 

32.79 

32.37

32.13 

33.43 

32.65 

32.65 

32.78 

32.34 

32.68 

33.50 

32.34 

32.29 

32.15 

32.04 

32.12 

33.41 

32.93 

32.53

mpiran 4. Suhu di titik pengukuran pada  12 April 2012  Titik  1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Titik  2 

Titik  3 

Titik  4 

Titik  5 

Titik  6 

Titik  7 

Titik  8 

Titik  9 

titik  10 

Titik  11 

Titik  12 

Titik  13 

Titik  14 

Titik  15 

Ttik  16 

26.18   26.35   26.17   26.43   26.41 

26.63   26.48   26.15   26.23 

25.23 

26.21 

26.33 

26.21 

26.66 

26.27 

26.55

26.80   27.00   26.85   27.05   27.15 

27.35   27.20   26.85   26.90 

25.50 

26.90 

27.05 

26.85 

26.55 

26.95 

27.25

27.31   27.69   27.35   27.57   27.67 

27.83   27.74   27.47   27.35 

25.87 

27.46 

27.53 

27.41 

27.88 

27.57 

27.85

27.90   28.45   27.95   28.20   28.35 

28.45   28.40   28.15   27.90 

26.15 

28.15 

28.20 

28.15 

28.00 

28.25 

28.55

28.33   28.85   28.43   28.56   28.79 

28.95   28.89   28.65   28.37 

26.17 

28.65 

28.68 

28.74 

28.48 

28.78 

28.96

28.95   29.75   29.10   29.20   29.45 

29.55   29.50   29.45   29.05 

26.60 

29.40 

29.30 

29.55 

29.25 

29.55 

29.85

29.33   30.24   29.41   29.54   29.63 

29.77   29.70   29.96   29.38 

27.71 

29.80 

29.54 

30.02 

29.20 

30.01 

30.35

29.75   30.95   30.00   29.95   30.10 

30.20   30.05   30.45   29.80 

31.45 

30.45 

30.10 

30.65 

30.80 

30.55 

31.00

30.38   31.38   30.49   30.57   30.68 

30.81   30.82   31.07   30.43 

30.71 

30.99 

30.68 

31.51 

30.78 

31.15 

31.49

31.10   32.40   31.25   31.50   31.35 

31.55   31.50   31.95   31.15 

31.35 

30.90 

31.50 

32.30 

31.95 

31.85 

32.45

31.38   32.48   31.49   32.28   31.57 

31.72   31.79   32.09   31.41 

31.52 

32.08 

31.57 

32.74 

31.19 

32.19 

32.64

31.05   32.75   31.90   32.20   31.85 

32.25   32.15   32.40   31.00 

31.85 

31.00 

32.10 

33.30 

31.10 

32.35 

32.90

31.20   33.11   31.53   32.57   32.68 

32.92   32.81   32.69   31.32 

32.50 

32.76 

32.29 

33.66 

32.27 

32.71 

33.31

32.40   33.55   32.00   33.60   32.45 

33.10   32.90   33.10   32.35 

32.45 

33.30 

32.65 

34.15 

33.70 

33.05 

33.60

32.76   33.36   31.75   33.74   32.63 

32.61   32.85   33.13   32.86 

32.54 

33.25 

32.23 

34.36 

31.29 

33.13 

33.80

33.30   32.95   31.85   34.65   32.55 

33.15   33.05   32.90   33.45 

32.60 

33.10 

32.80 

34.90 

32.25 

32.45 

33.90

33.36   33.76   33.01   34.72   33.29 

33.38   33.47   33.34   33.37 

33.26 

33.41 

33.19 

35.36 

31.37 

33.03 

34.34

33.80   34.40   32.75   35.10   32.90 

33.70   33.55   33.80   33.65 

33.00 

33.85 

33.60 

35.35 

34.65 

33.50 

34.60

33.58   34.07   33.31   34.98   33.39 

33.49   33.59   33.67   33.63 

33.34 

33.36 

33.38 

34.91 

30.68 

33.28 

34.41

33.60   32.65   32.85   34.95   32.85 

33.60   33.55   33.00   33.55 

33.10 

28.80 

33.55 

34.80 

28.15 

33.35 

32.60

32.63   33.31   32.58   34.02   32.61 

32.65   32.62   33.21   32.64 

32.60 

33.54 

32.59 

34.64 

33.49 

33.26 

33.16

32.10   33.40   31.80   33.55   31.60 

31.90   31.85   33.05   32.10 

31.75 

33.45 

31.90 

33.75 

33.40 

32.85 

33.35

32.48   33.69   32.37   34.24   32.36 

32.46   32.51   33.41   32.47 

32.33 

33.59 

32.39 

34.14 

33.71 

33.24 

33.72

33.15   34.30   32.95   34.85   33.25 

33.40   33.40   34.05   33.15 

33.20 

34.35 

33.20 

34.80 

34.30 

33.80 

34.30

33.34   34.45   33.16   34.90   33.25 

33.39   33.41   34.15   33.33 

33.19 

34.53 

33.20 

34.91 

34.49 

34.01 

34.49

33.62   34.48   32.60   35.48   32.22 

33.62   33.30   34.34   33.32 

32.16 

35.26 

33.88 

35.12 

34.62 

34.02 

34.74

33.55   34.88   33.16   35.51   33.11 

33.39   33.36   34.64   33.44 

32.98 

35.00 

33.41 

35.04 

34.94 

34.45 

34.90

.  33.92   35.22   32.50   35.86   31.72 

33.68   33.52   35.00   33.84 

32.66 

36.42 

34.02 

35.38 

35.36 

34.72 

35.22

33.82   34.94   33.36   35.38   33.30 

33.58   33.63   34.69   33.71 

33.33 

35.26 

33.76 

35.07 

35.12 

34.53 

35.01

34.18   35.40   32.76   35.44   32.38 

34.24   34.06   35.16   34.02 

33.06 

36.40 

34.64 

35.72 

35.60 

34.88 

35.42

34.06   35.29   33.62   34.72   33.62 

34.02   33.97   35.01   33.96 

33.54 

35.40 

33.95 

35.36 

35.38 

34.82 

35.36

34.32   35.50   33.14   34.66   32.96 

34.38   34.08   35.20   34.10 

33.00 

35.94 

34.32 

35.66 

35.68 

35.06 

35.52

34.27   35.28   33.84   34.47   34.02 

34.45   34.39   35.01   34.09 

33.89 

35.42 

34.22 

35.52 

35.49 

34.94 

35.39

34.78   36.00   33.54   35.02   33.90 

35.02   34.86   35.70   34.64 

34.10 

36.18 

34.70 

36.22 

36.04 

35.52 

35.90

34.47   35.63   33.79   34.68   33.86 

34.43   34.35   35.35   34.31 

33.80 

36.09 

34.22 

35.73 

35.81 

35.26 

35.81

34.76   36.06   34.04   35.06   34.22 

34.86   34.72   35.88   34.74 

34.20 

36.66 

34.50 

36.18 

36.36 

35.78 

36.02

34.64   35.98   33.79   34.86   33.75 

34.48   34.36   35.71   34.64 

33.78 

36.71 

34.32 

35.77 

36.11 

35.47 

36.04

34.90   36.16   34.48   35.08   34.52 

34.70   34.64   35.82   34.86 

34.44 

37.10 

34.44 

35.62 

36.38 

35.74 

36.18

34.41   35.65   33.25   34.51   33.49 

34.24   33.98   35.38   34.16 

33.10 

36.78 

34.04 

35.40 

35.88 

35.13 

35.97

34.68   36.46   34.40   35.00   34.36 

34.46   34.40   36.20   34.70 

34.26 

36.92 

34.16 

35.98 

36.54 

35.92 

36.38

34.49   36.03   33.46   34.67   33.61 

34.28   34.08   35.79   34.33 

33.21 

36.87 

34.07 

35.43 

36.22 

35.49 

36.04

34.80   36.44   34.54   34.96   34.30 

34.38   34.40   36.04   34.80 

34.22 

36.84 

34.22 

35.52 

36.54 

35.84 

36.52

34.71   35.98   33.64   34.61   33.41 

34.26   34.08   35.62   34.59 

33.28 

36.32 

34.19 

35.12 

36.13 

35.42 

36.16

34.84   36.26   34.56   34.76   34.26 

34.32   34.30   35.82   34.84 

34.16 

35.84 

34.20 

35.22 

36.26 

35.72 

35.77

34.45   35.74   33.19   34.32   33.01 

33.95   33.71   35.39   34.31 

32.95 

35.47 

33.81 

34.74 

35.66 

35.03 

35.96

34.46   35.66   34.18   34.40   34.12 

34.18   34.20   35.30   34.50 

34.00 

35.42 

34.02 

34.82 

35.74 

35.16 

35.80

34.21   35.38   33.14   34.15   33.14 

33.95   33.81   35.04   34.12 

33.07 

35.19 

33.82 

34.61 

35.39 

34.78 

35.54

34.34   35.60   34.12   34.34   34.18 

34.28   34.26   35.16   34.38 

34.06 

35.24 

33.98 

34.90 

35.56 

35.00 

35.66

34.18   34.79   33.11   33.89   33.46 

33.59   33.38   35.29   34.17 

33.41 

35.18 

33.47 

34.82 

35.07 

33.24 

35.21

34.46   36.00   34.10   34.38   33.98 

34.10   34.02   35.56   34.50 

33.82 

35.42 

33.76 

35.14 

35.78 

35.26 

35.92

34.35   35.57   33.11   34.23   32.91 

33.88   33.70   35.24   34.29 

33.09 

35.14 

33.73 

34.76 

35.42 

34.87 

35.64

34.52   35.50   34.30   34.44   34.00 

34.06   34.12   35.24   34.60 

33.96 

35.08 

33.98 

34.96 

35.58 

35.16 

35.50

34.57   35.32   33.39   34.39   33.47 

34.43   34.24   34.95   34.58 

33.65 

34.94 

34.14 

35.81 

35.19 

34.74 

35.48

34.52   36.04   34.20   34.42   34.14 

34.24   34.22   35.48   34.68 

34.04 

35.10 

34.04 

36.16 

35.58 

35.14 

35.98

33.97   35.36   32.57   33.70   32.09 

33.18   32.99   34.77   33.82 

32.47 

34.36 

33.11 

35.12 

34.72 

34.25 

35.64

. 

33.86   35.04   33.48   33.72   33.16 

33.34   33.30   34.62   34.00 

33.12 

34.16 

33.14 

34.98 

34.68 

34.30 

35.00

33.17   34.44   31.76   33.00   31.46 

32.58   32.23   33.80   32.99 

31.67 

33.46 

32.37 

34.06 

33.66 

33.34 

34.60

33.06   33.98   32.76   33.04   32.46 

32.62   32.66   33.62   33.16 

32.50 

33.24 

32.54 

33.82 

33.74 

33.38 

34.06

32.47   33.48   31.20   32.32   31.03 

32.11   31.80   32.92   32.33 

31.29 

32.68 

31.90 

33.37 

32.90 

32.66 

33.77

32.48   33.60   32.08   32.46   31.90 

32.06   32.02   33.20   32.62 

31.86 

32.82 

31.86 

33.42 

33.26 

33.02 

33.58

32.30   33.30   30.20   32.50   30.60 

32.10   31.80   32.80   32.40 

31.40 

32.50 

31.90 

33.40 

32.40 

32.40 

33.30

31.92   32.92   31.28   31.88   31.32 

31.78   31.72   32.50   32.00 

31.48 

32.26 

31.58 

32.74 

32.52 

32.28 

32.86

31.36   32.22   30.22   31.24   30.26 

31.29   31.00   31.63   31.24 

30.51 

31.56 

31.03 

32.17 

31.67 

31.34 

32.47

31.48   32.32   30.26   31.46   30.42 

31.40   31.12   31.78   31.42 

30.74 

31.66 

31.14 

32.50 

31.68 

31.48 

32.40

30.85   31.62   29.65   30.65   29.70 

30.87   30.65   30.99   30.70 

29.96 

31.06 

30.65 

31.86 

31.03 

30.75 

32.02

mpiran 5. Suhu di Titik pengukuran pada 13 April 2012 

otan  6  5  2  1  0  9  8  7  6 

4  3  12  1  0  9  8  7  06  5  4  3  2  1  0  9  8 

          titik  Titik  Titik  titik  Titik  1  2  3  4  5  14.46   13.93   14.52   14.29   14.73  14.95   14.94   15.10   15.19   15.53  18.81   19.04   18.88   18.94   19.36  21.63   22.05   21.66   21.79   22.16  24.21   24.75   24.19   24.35   24.72  26.19   27.02   26.24   26.39   26.56  27.06   28.88   27.87   27.45   28.48  29.45   30.36   28.98   29.56   30.04  30.98   31.16   30.20   31.01   30.97  31.84   32.34   31.42   31.88   31.85  32.16   32.57   31.98   32.26   32.25  32.82   33.40   32.56   32.87   32.95  33.20   33.94   32.94   33.26   33.33  33.73   34.99   33.46   33.84   33.71  34.16   35.25   33.89   34.25   34.09  34.56   35.77   34.37   34.68   34.48  34.89   36.26   34.54   34.95   34.60  34.92   36.25   34.74   35.03   34.90  34.95   36.41   34.62   34.97   34.53  34.56   35.89   34.34   34.61   34.49  34.61   36.10   34.38   34.66   34.53  34.59   36.15   34.26   34.65   34.29  34.71   36.32   34.29   34.75   34.16  34.69   36.24   34.29   34.66   34.16  34.78   36.32   34.36   34.79   34.15  34.48   35.88   34.06   34.49   34.16  34.48   35.99   34.08   34.44   34.02 

          Titik  Titik  titik  titik  Tiik  6  7  8  9  10  14.80   14.36   14.20   14.09   14.83  15.55   15.40   15.13   14.94   15.49  19.44   19.30   19.16   18.80   19.33  22.21   22.13   22.02   21.67   22.11  24.75   24.69   24.64   24.26   24.65  26.64   26.59   26.88   26.28   26.54  28.55   28.52   28.65   27.14   28.41  30.36   30.00   30.08   29.56   29.75  31.22   30.96   30.71   31.09   30.70  32.05   32.02   32.04   31.95   31.78  32.41   32.44   32.32   32.23   32.21  33.12   33.17   33.04   32.86   32.96  33.47   33.59   33.54   33.21   33.31  33.86   33.89   34.63   33.77   33.69  34.27   34.32   35.00   34.14   34.09  34.63   34.72   35.51   34.52   34.51  34.80   34.88   35.94   34.84   34.69  35.05   35.15   35.92   34.89   34.91  34.73   34.86   36.02   34.88   34.57  34.61   34.77   35.52   34.46   34.47  34.73   34.78   35.74   34.54   34.51  34.48   34.55   35.82   34.55   34.26  34.42   34.51   35.94   34.70   34.24  34.44   34.52   35.86   34.70   34.24  34.35   34.46   35.97   34.82   34.21  34.42   34.49   35.62   34.43   34.28  34.28   34.31   35.76   34.45   34.06 

  Titik  11  14.23  15.20  19.23  22.15  24.78  26.96  28.73  30.15  30.65  31.82  31.76  32.90  33.47  34.55  35.11  35.75  35.95  35.90  35.84  35.52  35.75  35.84  35.78  35.66  35.56  35.52  35.41 

  Titik  12  14.98  15.59  19.43  22.21  24.69  26.58  28.34  29.65  30.70  31.86  32.38  33.10  33.51  33.86  34.39  34.84  34.97  35.09  34.83  34.71  34.75  34.56  34.48  34.51  34.43  34.48  34.30 

      Titik  titik  titik  13  14  15  15.58   14.57   14.31  15.18   15.42   15.11  19.50   19.39   19.05  22.62   22.28   21.95  25.47   24.88   24.56  27.64   27.07   26.75  29.65   28.84   28.54  31.19   30.23   29.94  32.16   30.37   30.67  33.01   31.85   31.80  32.95   32.06   31.56  34.26   33.02   32.61  34.54   33.56   33.24  35.07   34.61   34.21  35.34   35.14   34.68  35.79   35.65   35.22  35.99   36.07   35.67  35.92   36.02   35.65  35.87   36.11   35.75  35.48   35.69   35.28  35.59   35.88   35.49  35.46   35.98   35.56  35.58   36.08   35.68  35.41   35.91   35.51  35.39   35.99   35.62  35.08   35.94   35.19  35.09   36.03   35.28 

  Titik  16  8.29 14.96 19.01 22.00 24.68 26.96 28.82 30.34 31.42 32.52 32.85 33.64 34.14 35.05 35.41 35.86 36.38 36.38 36.54 36.09 36.23 36.24 36.38 36.34 36.36 35.95 36.08

an 5.  n 

7  6  5  4  13  32  51  0  9  8  7 

34.49   35.98   34.01   34.46   33.84  34.46   35.96   34.09   34.45   33.78  34.39   35.70   33.95   34.32   33.67  34.24   35.28   33.80   34.20   33.64  34.15   35.28   33.75   34.11   33.64  34.04   35.09   33.59   34.01   33.47  33.86   34.99   33.43   33.81   33.21  33.62   34.70   33.09   33.57   32.84  33.31   34.27   32.87   33.26   32.76  32.99   33.97   32.54   32.97   32.42  32.61   33.53   32.16   32.58   32.02 

34.11   34.16   35.79   34.54   33.99  33.98   34.02   35.82   34.55   33.86  33.91   33.98   35.54   34.46   33.79  33.88   33.92   35.15   34.30   33.75  33.88   33.93   35.16   34.22   33.71  33.71   33.78   34.96   34.11   33.56  33.51   33.55   34.88   33.94   33.34  33.17   33.26   34.60   33.71   33.01  32.96   33.04   34.19   33.39   32.81  32.72   32.77   33.87   33.11   32.53  32.25   32.36   33.44   32.71   32.11 

35.27  35.28  35.00  34.65  34.59  34.43  34.34  34.05  33.65  33.35  32.94 

34.11  34.01  33.95  33.88  33.79  33.69  33.50  33.16  32.92  32.66  32.23 

35.02   35.93   35.21  35.00   35.89   35.26  34.77   35.61   34.99  34.47   35.21   34.62  34.39   35.14   34.61  34.27   34.98   34.41  34.09   34.84   34.34  33.82   34.55   34.04  33.48   34.14   33.68  33.10   33.76   33.34  32.72   33.34   32.91 

36.02 35.86 35.73 35.37 35.30 35.09 34.99 34.77 34.32 34.01 33.58

           

Lampiran 6. Geometri Nozzle                                                                                                                   

50 60 

             

Lampiran 7. Perhitungan error hasil simulasi        Titik    pengukuran           1      2    3      4      5      6      7      8      9      10      11      12      13      14    15      16      17      18                                 

50  61

Kevalidan data  o 

Suhu Pengukuran (  C) 

o 

Suhu simulasi ( C) 

Error 

(%) 

12 April 2012, Pukul 06:09-06:45 WIB.  26.18 

26 

0.7 

99.3 

26.35 

26 

1.33 

98.67 

26.17 

26 

0.63 

99.37 

26.43 

27.59 

4.2 

95.8 

26.41 

26.02 

1.52 

98.48 

26.63 

26.47 

0.58 

99.42 

26.48 

26.45 

0.11 

99.89 

26.15 

26.28 

0.51 

99.49 

26.23 

26.39 

0.63 

99.37 

25.23 

25.99 

2.92 

97.08 

26.21 

26.19 

0.05 

99.95 

26.33 

25.99 

1.29 

98.71 

26.15 

26 

0.58 

99.42 

28 

28 

0.01 

99.99 

26.27 

28 

6.2 

93.8 

26 

26.5 

1.89 

98.11 

25.81 

26 

0.73 

99.27 

25.76 

28 

8.03 

91.97 

           

Lampiran 8. Perhitungan tekanan, debit dan kecepatan aliran                         

Volume semprotan nozzle (ml)  Nozzle 1 

Nozzle 2 

Nozzle 3 

Waktu  (s)

Tekanan (atm) 

Debit ( ml/s) 

Kecepatan  Aliran (m/s) 

220 

220 

220 

6

2.04

36.67

11.68

220 

220 

220 

6

2.04 

36.67 

11.68 

420 

420 

420 

11

2.38

38.18

12.16

420 

420 

420 

11 

2.38 

38.18 

12.16 

Contoh perhitungan    Tekanan = 30 Psi ~  2.04 atm 

  Debit 

=  220/ 6 

  = 36.67 ml /det 

  Luas lubang outlet nozzle : 3.14 cm2 

  Kecepatan aliran (v) = 36.67 / 3.14 

  =  11.68 m/det 

     

Tekanan = 35 Psi ~ 2.38 atm 

  Debit 

= 420 / 11 =  38.18 ml/det 

  Kecepatan aliran (v) 

= 38.18 / 3.14 

  = 12.16 m/det 

   

Nilai tekanan di sepanjang pipa        Nozzle  Suhu  Ρ      A  26.43  996.69      B  26.41  996.70       C  26.63  995.64                 62    63  50

v 

d 

3.592 

0.03 

3.592  3.592 

Viskositas 

Re 

f 

l 

v^2 

2di 

P 

0.0008 

134192 

0.00011923 

0.3  12.90 

0.06  4128.788 

0.03 

0.00086 

125510 

0.00012748 

0.7  12.90 

0.06 

0.03 

0.00085 

125948 

0.00012704 

1.1  12.90 

Delta P (atm)

P(atm) 

0.04 

1.99925 

9633.84 

0.1 

1.94492 

0.06  15138.89 

0.15 

1.89059 

                                   

61                                                       

“[                                   

50