## SIMULASI NUMERIK PADA ALAT PENGERING BIJI KOPI TENAGA SURYA
Adolf Ronny 1* , Himsar Ambarita 2 , Farel H. Napitupulu 3 , M. Syahril Gultom 4 1,2,3,4 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Email: Adronny10@gmail.com

## Abstract
In  this  study  comparing  the  efficiency  of  coffee  bean  dryers  that  have  been  tested  experimentally.  The dryer  design  consists  of  two  solar  collector  units,  one  drying  chamber  with  three  shelves,  and  2  solar powered fans located at the dryer outlet. The dryer was designed and conducted an experimental test at the  USU  Department  of  Mechanical  Engineering.  Computational  Fluid  Dynamics  (CFD)  is  used  to determine the temperature distribution that occurs in the dryer. From the templates distribution, tips can calculate  the  efficiency  of  the  dryer  numerically.  After  calculating,  it  is  found  that  the  efficiency  of  the solar  collector  is  77%  and  the  setting  ring  is  89%.  Whereas  experimentally  the  efficiency  of  solar collectors is 74% and the drying chamber is 90%

## Abstrak
Dalam  penelitian  ini  membandingkan  efisiensi  alat  pengering  biji  kopi  yang  telah  diuji eksperimental.  Desain  pengering  terdiri  dari  dua  unit  kolektor  surya,  satu  ruang  pengering  dengan  tiga rak,  dan  2  kipas  bertenaga  surya  yang  terletak  di  saluran  keluar  pengering.  Pengering  dirancang  dan dilakukan  uji  eksperimental  di  Departemen  Magister  Teknik  Mesin  USU  . Computational  Fluid Dynamics (CFD) digunakan untuk mengetahui  distribusi temperature yang terjadi di alat pengering. Dari distribusi temerpatur tersebut kiat dapat menghitung efisiensi dari alat pengering secara  numerik.Setelah dihitung didapatkan bahwa efisiensi dari kolektor surya 77% dan ruan penegering 89%. Sedangkan secara eksperimental efisiensi kolektor surya 74 % dan ruang pengering 90 %

## I. PENDAHULUAN
Sebagai salah satu negara penghasil kopi terbesar dunia di urutan ke-4, Indonesia harus bisa memanfaatkan peluang besar yang ada untuk bisa meningkatkan kualitas dan juga kuantitas produksi  kopi.  Pengeringan  adalah  proses  penghilangan  massa  air  dari  suatu  benda  dengan penguapan kandungan air yang ada pada benda tersebut. Namun pengeringan cara konvensional ini memiliki permasalahan pada saat saat cuaca mendung atau hujan ssehingga dibutuhkan suatu alat sebagai media pengering dan juga penjaga keadaan udara.
Dengan  bantuan  CFD  memudahkan  kita  untuk  mengembangkan  dan  membandingkan rancangan  yang  telah  dibuat.  Oleh  sebab  itu  penulis  menggunakna  Software  ANSYS  untuk membandingkan hasil eksperimental dan simulasi numerik  pada alat pengering biji kopi II. TEORI DASAR 2.1 Energi Surya
Energi  surya  adalah  salat  satu  sumber  energi  terbarukan  dan  berkelanjutan  karena keberadaanya yang tidak akan habis. Energi surya sampai ke bumi dalam bentuk energi panas dengan  prinsip  perpindahan  panas  radiasi.  Sebagai  energi  terbarukan,  energi  surya  semakin lama semakin dikembangkan agar bisa dimanfaatkan lebih lagi.
Matahari  mempunyai  diameter  1,39×109  m.  Bumi  mengelilingi  matahari dengan lintasan berbentuk ellipse dan matahari berada pada salah satu pusatnya. Jarak rata-rata matahari  dari  permukaan  bumi  adalah  1,49×1011  m.  Lintasan  bumi  terhadap  matahari berbentuk  ellipse,  maka  jarak  antara  bumi  dan  matahari  adalah  tidak  konstan.  Karena  adanya perbedaan jarak ini, menyebabkan radiasi yang diterima atmosfer bumi juga akan berbeda

## Gambar 2.1 Hubungan Matahari dan Bumi

## 2.2 Pengeringan Tenaga Surya (Solar Dryer)
Pengeringan  adalah  proses  pengurangan  kadar  air  yang  relatif  kecil  secara  terus- menerus  pada  suatu  bahan.  Metode  pengeringan  dengan  energi  matahari  secara  umum  terbagi atas  dua,  yaitu  pengeringan  sinar  matahari  ( direct  sun  drying ),  dimana  produk  yang  akan dikeringkan  langsung  dijemur  di  bawah  sinar  matahari.  Dan  metode  pengeringan  surya  ( solar drying ), dimana produk yang akan dikeringkan diletakkan di dalam suatu alat pengering.
Pengering  tenaga  surya  ( solar  dryer )  adalah  cara  pengeringan  dengan  memanfaatkan energi  matahari  menggunakan  kolektor  sebagai  penyerap  panas  yang  menjadikan  penggunaan energi matahari yang lebih maksimal.
2.3 Kolektor Surya
Pengering  surya  adalah  suatu  sistem  pengering  yang  memanfaatkan  energi  surya. Sistem pengering surya terdiri dari dua bagian utama yaitu kolektor surya dan ruang pengering. Kolektor  surya  adalah  suatu  alat  yang  dapat  mengumpulkan  atau  menyerap  radiasi  surya  dan mengkonversikan menjadi panas.
Kolektor  surya  dapat  didefinisikan  sebagai  sistem  perpindahan  panas  yang menghasilkan energi panas dengan memanfaatkan radiasi sinar matahari sebagai sumber energi utama. Kolektor surya yang pada umumnya memiliki komponen-komponen utama, yaitu:
1. Cover berfungsi untuk mengurangi rugi panas secara konveksi menuju lingkungan.
2. Absorber berfungsi untuk menyerap panas dari radiasi cahaya matahari.
3. Kanal berfungsi sebagai saluran transmisi fluida kerja.
4. Isolator  berfungsi  meminimalisasi  kehilangan  panas  secara  konduksi  dari  absorber menuju lingkungan.
5. Frame berfungsi sebagai struktur pembentuk dan penahan beban kolektor.

## 2.4 Teori Perpindahan Panas
Panas  adalah  salah  satu  bentuk  energi  yang  dapat  dipindahkan  dari  suatu  tempat  ke tempat  lain,  tetapi  tidak  dapat  diciptakan  atau  dimusnahkan  sama  sekali.  Dalam  suatu  proses, panas  dapat  mengakibatkan  terjadinya  kenaikan   suhu  suatu  zat  dan  atau  perubahan  tekanan, reaksi  kimia  dan  kelistrikan.  Perpindahan  kalor/panas (heat  transfer) ialah  ilmu  untuk meramalkan perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Dimana  perpindahan  panas  ini  merupakan  satu  dari  disiplin  ilmu  teknik  termal  yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas  di  antara  sistem  fisik.  Proses  terjadinya  perpindahan  panas  dapat  dilakukan  secara langsung, yaitu fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin tanpa adanya  pemisah  dan  secara  tidak  langsung,  yaitu  bila  diantara  fluida  panas  dan  fluida  dingin tidak berhubungan langsung tetapi dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah. Frank Kreith dan Mark S.  Bohn  dalam  bukunya  mengklasifikasikan  perpindahan  panas  dalam  tiga  bahagian  yaitu  : konduksi, konveksi, radiasi. Dimana ketiga hal tersebut dapat di ilustrasi dari proses sederhana berikut.
Gambar 2.3 Perpindahan panas secara konduksi
Dari  gambar  2.,  dengan  memperhatikan  material  batang,  sebagai  contoh  plastik,  akan ditemukan  bahwa  kesebandingan  diatas  adalah  valid.  Namun,  kita  juga  menemukan  bahwa untuk nilai A, Δ x, dan Δ T yang sama, akan menghasilkan nilai q x yang lebih kecil untuk material plastik  dibandingkan  bermaterial  logam.  Sehingga  kesebandingan  diatas  dapat  ditulis  dalam bentuk persamaan dengan memasukkan koefisien yang dipengaruhi oleh material. Berdasarkan pada hukum Fourier, persamaan 2.2, konduktifitas termal didefenisikan sebagai :
𝑘 = 𝑞 𝑘 𝐴 ⁄ |𝑑𝑇 𝑑𝑥 ⁄ | .................................................. 2.3
k adalah  konduktivitas  thermal  (W/m.K),  yang  merupakan  sifat  material  yang  penting  karena sangat  mempengaruhi  nilai  perpindahan  panas  yang  terjadi  pada  sebuah  benda.  Berikut merupakan nilai konduktivitas panas untuk beberapa material :

## 2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi
Konduksi  dan  konveksi  adalah  membutuhkan  media  perantara  dalam  proses perpindahan  panasnya.  Namun  pada  konveksi  membutuhkan  gerakan  fluida  untuk  dapat memindahkan  panas.  Penelitian  menunjukkan  bahwa  perpindahan  panas  konveksi  sangat bergantung  pada  sifat-sifat  fluida  seperti  viskositas  dinamis μ ,  konduktivitas  termal k ,  massa jenis ρ ,  dan  spesifik  panas C p ,  dan  dipengaruhi  oleh  kecepatan  fluida Ѵ .  Konveksi  juga bergantung pada bentuk dan kekasaran permukaan, dan bahkan juga dipengaruhi oleh tipe aliran seperti  laminar  atau  turbulen.  Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  perpindahan  panas  secara konveksi adalah kompleks karena bergantung pada banyak variabel. Oleh karena itu, konveksi adalah  mekanisme  perpindahan  panas  yang  paling  kompleks.  Meskipun  konveksi  adalah kompleks,  setelah  diamati  bahwa  laju  perpindahan  panas  secara  konveksi  berbanding  lurus dengan  perbedaan  temperatur  dan  dapat  ditulis  dengan  Hukum  Newton  tentang  pendinginan. Berikut adalah skematik perpindahan panas secara konveksi :
Gambar 2.4 Perpindahan panas secara konveksi
Untuk nilai perpindahan panas secara konveksi dapat di tentukan dengan rumus:
q konveksi = h A s ( T s - T ∞ )   .............................................. (2.4) dengan h : koefisien perpindahan panas konveksi (W/m 2 K) A s : luas permukaan perpindahan panas (m 2 ) T s : temperatur permukaan benda (K) T ∞ : merupakan temperatur lingkungan sekitar  benda

## 2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi
sebagai  media  perantara  perpindahan  panas.  Faktanya,  energi  yang  ditransfer  dengan  radiasi adalah  yang  tercepat  (secepat  kecepatan  cahaya)    dan  dapat  terjadi  pada  ruangan  vakum. Perpindahan  panas  secara  konduksi  dan  konveksi  terjadi  dari  temperatur  yang  tinggi  ke temperatur yang lebih rendah. Pada radiasi, perpindahan panas dapat terjadi pada 2 benda yang memiliki  temperatur  yang  tinggi  dan  dipisahkan  oleh  benda  yang  memiliki  temperatur  yang lebih rendah. Berikut merupakan skematik proses terjadinya perpindahan panas secara radiasi :
Gambar 2.5 Proses perpindahan panas radiasi
Joseph  Stefan  dan  Boltzmann  menetapkan  sebuah  hukum  yang  ditetapkan  secara eksperimental  untuk  menentukan  besarnya  energi  radiasi  yang  dipancarkan  oleh  sebuah blackbody yang disebut dengan hukum Stefan-Boltzmann.
Q radiasi = σ A T 4 .......................................................... (2.5)
Dimana σ =  5,669  x  10 -8 W/m 2 K 4 adalah  konstanta  proporsionalitas  dan  disebut  konstanta Stefan-Boltzmann dan T adalah temperatur absolut dari suatu permukaan (K).

## 2.5 Teori dan Persamaan Dasar Sistem Kolektor Plat Datar
Radiasi matahari diserap oleh absorber plat hitam, kemudian panas yang dihasilkan ditransfer ke fluida kerja yang mengalir dalam pipa-pipa di bawah absorber. Pemakaian absorber plat hitam tersebut  dimaksudkan  untuk  mengisolasi  energi  radiasi  surya  yang  sudah  mengenai  absorber dengan maksimal ditransfer ke fluida kerja. Keseimbangan energi panas pada kolektor plat datar pada persamaan berikut yaitu [3]:
Q = 𝐴 𝑐 [(τα)ė S - 𝑈 𝐿 ( 𝑇 𝑝𝑚 − 𝑇 𝑎 )] …..………….(2.6) Keterangan: 𝐴 𝑐
=   luas permukaan kolektor (m 2 ) 𝑈 𝐿
=   koefisien kehilangan panas kolektor (W/m 2 .K) 𝑇 𝑝𝑚 =   temperatur permukaan plat / Temperatur absorber (K) 𝑇 𝑎 =   temperatur udara lingkungan/ Temperatur ambient (K) S =   energi radiasi matahari (W/m 2 ) τα =   koefisien transmisi-absorber 2.5.1

## Koefisien kerugian kalor total (Overall Heat Loss Coefficient)
Kerugian  kalor  dari  absorber  terjadi  pada  bagian  atas,  samping  dan  bawah  absorber, sehingga persamaannya menjadi:
𝑈 𝐿 = 𝑈 𝑡 + 𝑈 𝑏 + 𝑈 𝑒 ……….….…..……......….(2.7) Keterangan:
𝑈 𝐿 =   koefisien kerugian kalor total
𝑈 𝑡 =   koefisien kerugian kalor bagian atas
𝑈 𝑏
=   koefisien kerugian kalor bagian bawah 𝑈 𝑒 =   koefisien kerugian kalor bagian samping

## 2.5.2 Kerugian kalor bagian atas
Panas  yang  hilang  dari  bagian  atas  plat  penyerap  karena  adanya  konveksi  alam  dan radiasi  dari  bagian  dalam  plat  kolektor  ke  permukaan  kaca.  Dan  panas  ini  dikonduksikan melalui  kaca  ke  permukaan  luarnya  yang  kemudian  dipindahkan  ke  atmosfer  luar  secara konveksi  dan  radiasi.  Namun  biasanya  pada  plat  kolektor,  kerugian  kalor  secara  konduksi
diabaikan  sebab  tebal  cover  dan  sirip  plat  absorber  kecil  sehingga  perbedaan  temperatur  tidak begitu signifikan.
Nilai  koefisien  kerugian  kalor  bagian  atas  secara  teori  dapat  didekati  dengan  persamaan berikut:
U t = 1 𝑅 𝑝 –𝑐1 +𝑅 𝑐1−𝑐2 + 𝑅 𝑐2−𝑎 =
1 1 ℎ𝑐,𝑝 −𝑐1 + ℎ𝑟,𝑝 −𝑐1 + 1 ℎ𝑐,𝑐1−𝑐2  + ℎ𝑟,𝑐1−𝑐2 + 1 ℎ𝑤+ ℎ𝑟,𝑐2−𝑎
……..........…(2.8)
Dimana  dengan  mempergunakan  persamaan  empiris  S.A.  Klein  yang  telah  dimodifikasi  oleh Agarwal  dan  Larson,  maka  kerugian  kalor  bagian  atas  dapat  dicari  menggunakan persamaan 2.8, yaitu:
Ut = { 𝑁 𝐶 𝑇𝑝 [ (𝑇𝑝+𝑇𝑎) (𝑁 + 𝑓) ] + 1 ℎ 𝑤 } −1 + 𝜎(𝑇 𝑝 +𝑇 𝑎 )(𝑇 𝑝 2 +𝑇 𝑎 2 ) [𝜀 𝑝 +0.05𝑁(1−𝜀 𝑝 )] −1 + 2𝑁+𝑓−1
𝜀𝑐 𝑁 …....(2.9) Dengan: ℎ 𝑤 =  5.7 + 3.8v (W/m 2 .K) ƒ =  (1 – 0.04 ℎ w + 0.0005 ℎ w ) (1 + 0.091 N)
C
=  520 (1 – 0.000051β 2 ) Keterangan:
v =   kecepatan angin di atas permukaan cover paling atas (m/s)
N =   jumlah penutup 𝜀 𝑐 =   emisivitas cover
𝜀 𝑝 =   emisivitas plat absorber σ =   konstanta Stefan-Boltzman (5.67x10 −8 W/m 2 .K 4 ) 𝑇 𝑝 =   temperatur plat absorber (K) 𝑇 𝑎 =   temperatur lingkungan (K) 2.5.3 Kerugian kalor bagian bawah
Kerugian kalor pada bagian bawah terjadi secara konduksi dari absorber ke panel bawah ( bottom of panel ), sedangkan kerugian konveksi dan radiasi diabaikan sebab nilainya lebih kecil dibandingkan kerugian secara konduksi.
Nilai  koefisien  kerugian  kalor  bagian  bawah  didekati  dengan  persamaan  2.10 berikut:
𝑈 𝑏 = 𝑘 . 𝐿 ……………….……………………(2.10) Keterangan:
𝑘 =   konduktivitas termal insulator bagian bawah 𝐿 =   tebal insulator 2.5.4

## Kerugian Kalor Pada Bagian Samping
Nilai  koefisien  kerugian  kalor  bagian  samping  juga  didekati  dengan  persamaan 2.11 berikut:
𝑈 𝑒 = (𝑈𝐴) 𝑒𝑑𝑔𝑒 𝐴 𝑐 ……………….….……….(2.11)
Keterangan:
U A =   k/L x keliling kolektor x ketebalan kolektor Ac =   luas permukaan kolektor (m 2 )

## 2.5.5 Efisiensi Kolektor
Efisiensi dari kolektor dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara panas yang berguna dari kolektor dengan intensitas dari radiasi surya pada persamaan sebagai berikut:
𝜂 = 𝑞 𝑢𝑠𝑒 𝑆.𝐴 𝑐 = 𝐹 𝑅 [ (𝜏𝛼) ė − 𝐹 𝑅 𝑈 𝐿 ( (𝑇 𝑖 −𝑇 𝑎 ) 𝑆 )] ….……(2.12)
𝜂 = 𝑞 𝑢𝑠𝑒 𝑆.𝐴 𝑐 = F ’ [ (𝜏𝛼) ė – 𝐹 ’ 𝑈 𝐿 ( (𝑇 𝑖 −𝑇 𝑎 ) 𝑆 )] ….……(2.13)
Keterangan: 𝜂 =   efisiensi kolektor (%) 𝑞 𝑢 se =  laju perpindahaan panas pada kolektor A c =  luas permukaan kolektor (m 2 ) Edisi Cetak Jurnal Dinamis, September 2019 (ISSN: 0216-7492)
S =   intensitas radiasi (Watt/m2) ṁ =   laju aliran fluida (kg/det) C p =   panas spesifik (J/kg K) 𝑇 𝑚 =   temperatur rata-rata fluida dalam kolektor (K) 𝑇 𝑖 =   temperatur masuk fluida (K) 𝐹 ′ =   faktor efisiensi kolektor 𝐹 𝑅 =   faktor penghapusan kolektor panas τα =   koefisien transmisi-absorber Pada persamaan 2.28 dan 2.29 yaitu persamaan untuk mencari ataupun menentukan nilai efisiensi dari kolektor plat datar.

## 2.6 CFD
Computational  system  dynamics (CFD)  adalah  analisis  sistem  yang  melibatkan  aliran  fluida, perpindahan  panas,  dan  fenomena  terkait  seperti  reaksi  kimia  melalui  simulasi  berbasis komputer.  Teknik  ini  sangat  kuat  dan  mencakup  berbagai  area  aplikasi  industri  dan  non- industri. Beberapa contoh adalah: aerodinamika pesawat terbang dan kendaraan, hidrodinamika kapal, pembakaran, mesin turbo, teknik listrik dan elektronik, teknik proses kimia, lingkungan eksternal dan internal bangunan, teknik kelautan, teknik lingkungan, hidrologi dan oseanografi, metrologi,  teknik  biomedis  dll.  Sejak  1960-an  dan  seterusnya,  industri  kedirgantaraan  telah mengintegrasikan  teknik  CFD  ke  dalam  desain,  R&D,  dan  pembuatan  pesawat  terbang  dan mesin jet. Baru-baru ini metode telah diterapkan pada desain mesin pembakaran internal, ruang pembakaran  turbin  gas  dan  tungku.  Selain  itu,  pabrikan  motor  sekarang  secara  rutin memprediksi  gaya  seret,  di  bawah  aliran  udara  bonnet  dan  lingkungan  dalam  mobil  dengan CFD.  CFD  semakin  menjadi  komponen  penting  dalam  desain  produk  dan  proses  industri. Tujuan  utama  pengembangan  di  bidang  CFD  adalah  untuk  memberikan  kemampuan  yang sebanding dengan alat CAE (ComputerAided Engineering) lainnya seperti kode analisis stres.
Alasan  utama  mengapa  CFD  tertinggal  adalah  kompleksitas  luar  biasa  dari  perilaku yang  mendasari,  yang  menghalangi  deskripsi  aliran  fluida  ini  pada  saat  yang  sama  ekonomis dan cukup lengkap. Ketersediaan perangkat keras komputasi kinerja tinggi yang terjangkau dan pengenalan  gangguan  yang  ramah  pengguna  telah  menyebabkan  peningkatan  minat  baru-baru ini dan CFD siap untuk membuat masuk ke komunitas industri yang lebih luas di tahun 1990- an. Jelas biaya investasi kemampuan CFD tidak kecil, tetapi total biaya biasanya tidak sebesar biaya fasilitas eksperimental yang berkualitas tinggi. Selain itu, ada beberapa keuntungan unik CFD  dibandingkan  pendekatan  berbasis  eksperimental  untuk  desain  sistem  fluida.  1. Pengurangan  besar  waktu  tunggu  dan  biaya  desain  baru.  2.  Kemampuan  untuk  mempelajari sistem di mana eksperimental terkontrol sulit atau tidak mungkin dilakukan. (mis. sistem yang sangat  besar)  3.  Kemampuan  untuk  mempelajari  sistem  dalam  kondisi  berbahaya  pada  dan  di luar  batas  kinerja  normal.  (mis.  studi  keselamatan  dan  skenario  kecelakaan)  4.  Praktik  tingkat detail  hasil  yang  tidak  terbatas.  Sebaliknya  kode  CFD  dapat  menghasilkan  volume  hasil  yang sangat  besar  tanpa  biaya  tambahan  dan  sangat  murah  untuk  melakukan  studi  parametrik, misalnya untuk mengoptimalkan kinerja peralatan
Kode  CFD  disusun  di  sekitar  algoritma  numerik  yang  dapat  mengatasi  masalah  aliran fluida.  Untuk  memberikan  penilaian  yang  mudah  terhadap  kekuatan  penyelesaiannya,  semua paket  CFD  komersial  mencakup  antarmuka  pengguna  yang  canggih  untuk  memasukkan parameter  masalah  dan  memeriksa  hasilnya.  Karenanya  semua  kode  mengandung  tiga  elemen utama:
1. Pre-processing
2. Processing
3. Post-processing III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Pre-Processing
Desain  dari  analisa  adalah  aliranfluida  yang  mengalir  pada  alat  pengering  tersebut. Adapun aliran geometri dapat dilihat pada gamabr dibawah ini

## Gambar 3.1 Geometri alat pengering biji kopi
Ansys Meshing digunakan untuk membentuk mesh pada tiap bagian geometri. Adapun bentuk mesh yang digunakna adalah mesh dengan pengaturan default oleh Ansys Meshing sudah dibentuk dan perlihatkan sebagai berikut
(a)                                                        (b) Gambar 3.2 Mesh dari geometri (a) pandagan depan (b) pandangan 3d Berdasarkan  pengujian  eksperimental  yang  dilakukna  pada  tanggal  23  Apil  2019  dan pada tempat Gedung Magister Teknik Mesin USU( koordirnat : 3,33° lintang utara dan 98,39° bujur timur). Maka untuk set up tersebut dapat dilihat gambar dibawah ini
Gambar 3.3 Solar Calculator
Pada bagian pengaturan kondisi batas ini dimasukkan data berupa suhu awal ketika memasuki kolektor  serta  laju  aliran  fluida    yang  telah  ditetapkan  dan  diuji  pada  eksperimen  yang  telah dilakukan lebih awal. Pada tabel ini ditunjukan kondisi batas
Tabel 3.1 Batasan kondisi ( boundry condition) Boundry condition Keterangan Inlet Tipe                                 : Velocity Inlet Temepature                     :35°C Kecepatan                       :1 m/s Outlet Tipe                                 : Mass-outflow Laju aliran massa            : 1 kg/s Rak 1 Tipe                                 :Wall Mateial                            :Alumunium Rak 2 Tipe                                 :Wall
Material                           :Alumunium Rak 3 Tipe                                 :Wall Material                           :Alumunium Kaca Tipe                                 :Wall Material                           :Kaca Plat Absober Tipe                                 :Wall Material                          :Alumunium Gabus Tipe                                :Wall Material                          :Styrofoam

## 3.2 Processing
Proses  ini  merupakan  kelanjutan  dari  pemrosesan  di  mana  geometri  dan  set-up  siap dijalankan pada tahap ini, menggunakan perangkat lunak Fluent ANSYS Student Version 19.1.

## 3.3 Post- Processing
Simulasi numerik dilakukan maka kita akan mendapatkan data suhu pada plat penyerap datar dan plat penyerap sudut.
Berikut ini akan ditampilkan beberapa hasil analisa berupa tampilan distribusi suhu.
Gambar 3.3 Hasil simulasi
(a) (b) Gambar 3.4 distribusi temperatur: (a) Pandangan depan (b) tiga dimensi
Berikut adalah hasil perbandingan dari pengujian eksperimental dan pengujian numerik
tabel 3.2 Hasil analisa data eksperimental Parameter perhitungan Laju perpindahan panas (W/mK) Efisiensi q kolektor,terbuang 446.97 q use,kolektor 1274.064
𝜀 kolektor 0.74 q ruangan,terbuang 122.32 q use,ruangan 1151.744 𝜀 ruangan 0,90
Sesuai dengan hasil simulasi yang dipaparkan pada gambar 3.3 dan pada tabel 3.3  kita dapat menghitung laju perpindahan panas kolektor dan  ruang pengering. diperoleh hasil analisa simulasi  yang dijabarkan tabel 3.4
Tabel 3.3 Temperatur alat pengering pada simulasi numerik
Titik pengukuran temperatur Nilai temperature(°C) T p,0 68,9 T p,20 83.27 T rak1 58,03 T rak2 58,04 T rak3 58,29 Tabel 3.4 Perhitungan Laju perpindahan panas dan efisiensi beradasarkan simulasi Parameter Perhitungan Laju perpindahan panas (W/mK)  Efisiensi q kolektor,terbuang 462.54 q use,kolektor 1258.494 𝜀 kolektor 0.73 q ruangan,terbuang 127.417 q use,ruangan 1131.077 𝜀 ruang 0,89

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
1. Proses  pengamatan  yang  dilakukan  pada  alat  pengering  tenaga  surya  dilakukan  untuk melihat  perkembangan  sifat  fluida  yang  terjadi  selama  proses  pengeringan  didalam kolektor  dan  ruang  pengering.  Adapun  titik  pengamatan  yang  diukur  temperaturnya berturut-turu sebesar:
a. Plat absorber 0° 68,9 °C dan Plat absorber 20° 83.27°C
b. Rak 1 58,03°C, Rak 2 58,04°C, dan Rak 3 58,29 °C
2. Laju perpindahan panas yang terjadi pada kolektor dengan perhitungan simulasi adalah 1258.494 Watt, sedangkan laju perpindahan panas ruang pengering dengan perhitungan simulasi adalah 1131.077 Watt. Besar persen  ralat dari laju perpindahan panas kolektor adalah 1,2 % dan besar ralat laju perpindahan  panas pada ruang pengering adalah 4,1 %
3. Efisiensi  yag  didapatkan  dari  hasil  simulasi  pada  kolektor  adalah  73%  ,  sedangkan efisiensi pada ruang pengering yang didapatkan adalah 89 %. besar persen ralat efisiensi kolektor adalah 1.2 % dan besar persen ralat pada efisiensi dari ruang pengering adalah 1.12 %
5.2 Saran
1. Sebelum  melakukan  percobaan  pada  alat  yang  ingin  diteliti,  disarankan  melakukan kalibrasi pada alat ukur yang digunakan.
2. Karena  pada  proses  simulasi  semua  asumsi  diberikan  bersifat  sempurna,  maka,  pada proses  penilitan  alat  pengering  tenaga  surya,  disarankan  untuk  meminimalisir  sumber- sumber kerugian yang mungkin terjadi saat pengujian eksperimental
4. Bila  memungkikan,  disarankan  untuk  menggunakan  perangkat  keras  dengan  sistem parallel  processor agar  dapat  menganalisa  kasus  dengan  mesh  yang  lebih  rumit sehingga hasil yang diperoleh yang lebih baik
REFERENSI
Ambarita, Himsar. 2011a. Energi Surya . Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU. Ambarita,  Himsar.  2011b. Perpindahan  Panas  Konveksi  dan  Pangantar  Alat  Penukar  Kalor . Medan: Departemen Teknik Mesin FT USU.
Yunus, A. Cengel. 2002. Heat Transfer A Practical Approach . Second Edition. MC Graw Hill, Book Company, Inc: Singapore.
Incropera,  F.  P.,  and  Dewitt.  D.  P..  1196. Fundamentals  of  Heat  and  Mass  Transfer .  Fourth Edition. John Wiley & Sons. New York.