Progress Tugas Besar CFD dan Komtek (kenyamanan termal pada dapur dengan menggunakan cerobong udara))

Tema : Mengetahui kenyamanan termal pada dapur rumah dengan menggunakan cerobong udara .

Pendahuluan

    Dapur merupakan bagian penting dalam sebuah rumah yang sering kali dilupakan. Orang terlalu fokus terhadap area pribadi seperti kamar, ruang keluarga, bahkan kamar mandi. Padahal menurut saya dapur merupakan bagian penyumbang ketidaknyaman terbesar, karena dapur sering menimbulkan bau tidak sedap ketika memasak serta meningkatkan panas terhadap ruangan disekitar dapur.
     Dalam kasus ini, dapur di rumah saya memiliki ukuran 3 x 3 meter, dilengkapi dengan berbagai peralatan seperti lemari dapur, rak piring,meja, kompor dan alat masak seperti pada umumnya dapur. Daerah dapur yang terletak di tengah rumah sehingga jauh dari ventilasi udara masuk dan keluar membuat dapur terasa pengap dan panas ketika memasak. Kemudian untuk menyelesaikan permasalahan ini banyak solusi yang dianjurkan, seperti memasang blower, memasak alat penyerap asap, serta membuat aliran udara keluar (cerobong). Dari solusi yang ada akhirnya dipilih pembuatan cerobong udara kecil pada atas plafon sebagai solusi terbaik, karena biaya pemasangan dan biaya harian yang murah dan mudah dibanding dengan membeli alat berteknologi canggih. Akhirnya dapur di rumah saya dimodifikasi kira - kira 4 tahun yang lalu, alhasil temperatur ruang dapur menjadi menurun sehingga memasak menjadi lebih nyaman. Oleh karena itu pada tugas besar CFD dan Komputasi Teknik ini, saya mengangkat tema kenyamanan termal pada dapur dengan menggunakan cerobong. Dengan membandingkan data pengukuran temperatur dengan menggunakan cerobong udara dan tanpa cerobong udara (cerobong ditutup plastik) pada tiap titik tertentu dengan pengambilan data tiap 10 menit dalam 1 jam pengambilan data. Pengambilan data dilakukan pada waktu jam sibuk di dalam dapur yaitu jam 6 pagi saat Ibu sudah mulai memasak. Berikut ilustrasi dapur di rumah saya :

Gambar 1. Ilustrasi Aktual Pada Dapur di Rumah

Gambar denah tampak atas :

Gambar 2. Denah tampak atas (daerah dapur dan sekelingnya,dan aliran udara masuk keluar)

Studi literatur

Pada umumnya suatu ruangan memiliki temperatur ruangan antara 27-28 derajat celcius pada keadaan normal. Tetapi untuk kenyamanan dalam suatu ruangan idealnya adalah 21-25 derajat celcius atau 294K - 298K. Untuk mencapai temperatur ruang berkisar 21-25 derajat celcius di Indonesia sangat sulit jika tidak menggunakan pendingin ruangan. Dalam kasus kenyamanan termal ruang banyak faktor terkait, seperti efek suhu lingkungan, radiasi matahai, efek konduksi dan konveksi. serta faktor konduktivitas termal tiap material yang adadalam suatu ruangan. Dalam kasus   dapur ini saya membutuhkan nilai konduktivitas termal seperti pada dinding dan udara yang mengalir. berikut rinciannya :

Gambar 3. Daftar Konduktifitas Termal (ref : wikipedia)

konduktivitas termal adalah kemampuan material untuk menghantarkan panas. Sesuai tabel di atas nilai konduktivitas udara 0.024 W/mK dan dinding beton 1.73 W/mK

Permasalahan

Dapur yang ada di rumah saya memiliki permasalahan yaitu tingkat kepengapan dan temperatur yang meningkat pada saat memasak menyebabkan ketidaknyamanan. Selain itu,panas yang terjadi di dapur menyebabkan temperatur pada daerah sekitar dapur meningkat yaitu pada ruang makan dan ruang keluarga. Dengan mengunakan cerobong penurunan temperatur secara aktual telah terjadi ,sesuai dengan pengambilan data temperatur. oleh karena itu untuk memvalidasi hasil digunakan bahasa pemograman dengan rumusan terkait ditambah dengan pembuktian CFD (computational fluid dynamics)

Tujuan

Melalui simulasi CFD dan Komputasi Teknik ini diharapkan dapat memvalidasi hasil pengukuran data (eksperimen) untuk mengetahui efektivitas penggunakan cerobong udara dalam dapur.

Pembatasan masalah (asumsi)
1. Penggunaan dapur pada saat jam sibuk di dapur yaitu pukul 06.00 selama 1 jam memasak

2. Dapur terdapat lemari dapur,meja, tabung gas, kompor gas, tempat sampah serta lampu, tetapi dalam simulasi hanya menggunakan kompor gas

3. Hanya lampu yang menyumbang kalor tambahan sebelum dapur digunakan, tetapi dalam penggunaan CFD hanya panas kompor yang digunakan.

4. Ketika memasak,hanya 1 manusia dan api kompor yang menyala konstan yang menyumbang kalor, tetapi dalam simulasi manusia diabaikan.

5. Terdapat inlet udara masuk dari daerah belakang dapur yang diasumsikan berkecepatan 0,01 m/s dengan temperatur 28 derajat celcius

6. Terdapat lubang udara kecil (0,9x0,25 meter) yang terdapat pada sisi atas dapur.

7. Menggunakan 2 termometer ruang dan alat ukur meteran sebagai alat penggambilan data teknis.
8. Mengambil data temperatur pada 3 titik dekat dinding dapur (dengan menggunakan termometer)

Ilustrasi saat pengambilan data ( sesorang sedang memasak pada pukul 06.00 WIB )

Flowchart Penelitian

Gambar 4.  Flowchart Penelitian yang dilakukan

Ilustrasi Dapur Bercerobong udara

Gambar 5. Cerobong nampak dalam ruang

Gambar6. Penampakan asimetris

Pengambilan Data Eksperimen (cerobong dan tanpa cerobong)

Penempatan termometer pada wall 1 , wall 2 dan wall 3 untuk pengambilan data temperatur ruang. berikut gambarnya :

area penempatan termometer

  1. Data temperatur dengan menggunakan Cerobong

(Pengambilan data temperatur pada tiap titik yang berada pada daerah sekitar dinding)

Grafik 1. Berbandingan Data Temperatur berbanding dengan Waktu

Grafik 2. Perbandingan Data Humidity berbanding waktu

2. Data temperatur tanpa menggunakan Cerobong

    (Pengambilan data temperatur pada tiap titik yang berada pada daerah sekitar dinding)

Grafik 3. Berbandingan Data Temperatur berbanding dengan Waktu

Grafik 4. Perbandingan Data Humidity berbanding waktu

Hipotesis :

Berdasarkan data dari pengambilan secara eksperimen dapat dikatakan bahwa penggunaan cerobong udara efektif untuk menurunkan suhu ruang pada daerah dapur, dan selanjutnya akan dibandingankan secara pemograman untuk analisa numerik serta menggunakan CFD (dengan asumsi terkait dengan pendekatan yang sesuai data aktual).

untuk pemograman dan CFD harap bersabar .. Tunggu update terbarunya

Terima Kasih