Domba Garut 2 (Tata Udara)

Oke postingan berikut ini merupakan lanjutan dari postingan sebelumnya mengenai Domba Garut. Silahkan dinikmati, semoga bermanfaat!

• Tata Udara di Dalam Kandang

Untuk tumbuh dan berkembang dengan optimal, baik secara fisiologis maupun psikologis, ternak membutuhkan makanan, minuman, dan udara bersih dengan kualitas dan kuantitas yang mencukupi. Pemenuhan kebutuhan terhadap makanan dan minuman dapat dicukupi dari kegiatan pemberian pakan, yang sudah menjadi rutinitas operasional peternakan.Untuk memenuhi kebutuhan udara bersih, hanya dapat disediakan oleh lingkungan sekitar. Karakteristik lingkungan sekitar kandang, pengalaman serta pengetahuan peternak dalam penataan kawasan peternakan, memiliki peranan penting dalam mengendalikan iklim mikro di dalam kandang pengendalian pasif. Faktor yang menentukan pengendalian iklim di dalam kandang, dapat diduga melalui pendekatan pada sifat termodinamika udara dan ventilasi (Badan Standarisasi Nasional, 2001).

• Termodinamika Udara

Udara merupakan campuran gas-gas, termasuk di antaranya udara kering dan uap air, yang berada di zona atmosfer bumi (http://www.wikipedia.org, 2008a). Karakteristik udara yang efektif terhadap kehidupan ternak, dicirikan dengan ketersediaan oksigen dalam jumlah yang mencukupi, tanpa disertai gas-gas lain yang berdampak negatif bagi ternak. Identifikasi termodinamika udara merupakan kegiatan pengondisian udara sebagai bentuk pengendalian iklim pada bangunan dalam menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-proses industri (http://www.taftan.com, 1998). Menurut Zain dkk. (2005), terdapat delapan sifat termodinamika untuk mengidentifikasi udara.

• Suhu Bola Kering

Suhu bola kering atau dry bulb temperature (T_db) merupakan suhu campuran udara kering dan uap air yang diukur melalui skala termometer raksa secara langsung (http://www.taftan.com, 1998). Suhu udara bola kering tidak dipengaruhi oleh jumlah uap air yang terkandung dalam udara. Menurut Zain dkk. (2005), dalam proses kesetimbangan kalor, suhu bola kering memengaruhi intensitas kalor yang diproduksi melalui penguapan (respirasi/evaporasi) maupun melalui konveksi, salah satunya dari sistem ventilasi.

• Suhu Titik Embun

Suhu titik embun atau dew point temperature (T_dp) merupakan suhu dari campuran udara saat terjadi kondensasi, ketika udara didinginkan. Kondensasi terjadi pada kelembaban mutlak dan tekanan parsial yang konstan, dikarenakan kalor yang terkandung di dalam campuran udara dilepaskan (Zain dkk., 2005).

• Suhu Bola Basah

Suhu bola basah atau wet bulb temperature (T_wb) merupakan suhu dimana kesetimbangan terjadi antara campuran udara dengan uap air. Suhu bola basah akan dicapai, jika udara secara adiabatis telah jenuh oleh penguapan uap air (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998), pengukuran suhu bola basah dapat dilakukan melalui termometer raksa yang terbalut kain basah pada ujung sensornya, dengan tujuan untuk mengurangi efek radiasi di dalam udara.

• Tekanan Uap Parsial

Tekanan uap parsial (P_v) dihasilkan oleh molekul uap air yang terkandung di dalam udara lembab, pada suhu yang sama. Apabila udara mencapai kondisi jenuh, maka tekanan uap tersebut disebut tekanan uap jenuh (P_vs) (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998), tekanan uap parsial dapat didekati dengan persamaan :

Pendugaan tekanan uap jenuh dapat didekati dengan persamaan :

Keterangan :

P_v = Tekanan uap parsial (kPa)

P_vs = Tekanan uap jenuh (kPa)

P_a = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)

T_db = Suhu bola kering (ºC)

T_wb = Suhu bola basah (ºC)

• Entalpi

Entalpi (h) merupakan sifat termal dari campuran udara dan uap air yang menunjukkan intensitas kalor total, yang terdiri dari kalor sensibel dan kalor laten dalam udara lembab per satuan massa udara kering, di atas suhu acuan (kJ/kg_{udara kering}). Menurut Zain dkk. (2005), entalpi spesifik untuk satu kg udara kering dapat didekati dengan persamaan :

Keterangan :

h = Entalpi (kJ/kg)

T_db = Suhu bola kering (ºC)

W = Kelembaban mutlak (kg_{uap air}/kg_{udara kering})

• Volume Spesifik

Volume spesifik (v) merupakan volume udara di dalam ruangan yang diisi oleh satu kg udara kering (m³/kg_{udara kering}). Menurut Zain dkk. (2005), volume spesifik udara dapat didekati dengan persamaan berikut :

Keterangan :

v = Volume spesifik (m³/kg_{udara kering})

P = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)

R = Tetapan gas (8.314.041 J/kg.mol.K)

T_db = Suhu bola kering (°C)

W = Kelembaban mutlak (kg_{uap air}/kg_{udara kering})

• Kelembaban Relatif

Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif atau relative humidity (RH) merupakan salah satu sifat termodinamika udara yang menyatakan perbandingan tekanan uap parsial (P_v) terhadap tekanan uap jenuh (P_vs), pada suhu konstan.

Kelembaban relatif merupakan hasil perbandingan antara massa aktual uap air dari campuran udara terhadap massa uap air yang menjadi jenuh pada suhu yang sama, yang dinyatakan dalam satuan %. Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif dapat didekati dengan persamaan :

Keterangan :

RH = Kelembaban relatif (%)

P_v = Tekanan uap parsial (kPa)

P_vs = Tekanan uap jenuh (kPa)

• Kelembaban Mutlak

Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban mutlak atau rasio kelembaban (W) adalah massa uap air (m_u) yang terkandung dalam udara lembab per satuan massa udara kering (m_a), yang dapat didekati dengan persamaan berikut :

Keterangan :

W = Kelembaban mutlak (kg_{uap air}/kg_{udara kering})

P_v = Tekanan uap parsial (kPa)

P_vs = tekanan uap jenuh (kPa)

• Alat-alat Penduga Termodinamika Udara

Untuk menentukan karakteristik termodinamika udara di dalam ruangan, selain menggunakan persamaan-persamaan termodinamika udara pada bahasan sebelumnya, juga terdapat alat-alat lain yang dapat digunakan, yaitu sling psikrometer dan diagram psikrometrik. Sling psikrometer merupakan alat ukur parameter suhu bola basah dan suhu bola kering, yang digunakan pada kecepatan udara antara 2 dan 5 m/s. Menurut Smith (2008), Sling psikrometer memiliki tingkat akurasi yang cukup tinggi (Gambar 7).

Psikrometrik merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat fisik dan termal dalam campuran udara. Psikrometrik juga merupakan media identifikasi campuran udara yang dapat dimodifikasi sebagai output dari proses pengendalian iklim, untuk menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-proses industri (Badan Standarisasi Nasional, 2001).

Gambar 7  Sling Psikrometer (Alat Penduga Termodinamika Udara)

(Sumber : http://www.taftan.com, 1998)

Diagram psikrometrik merupakan diagram penyederhanaan dari sifat-sifat udara ataupun penyajian secara grafis dari sifat-sifat termodinamika udara (Gambar 8 dan 9). Dalam upaya identifikasi termodinamika udara menggunakan diagram psikrometrik, sedikitnya dibutuhkan dua parameter untuk menduga sifat udara yang lain, melalui titik temu dari dua variabel tersebut. Menurut Zain dkk. (2005), diagram psikrometrik juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi proses fisik yang terjadi di lingkungan, antara lain : (Gambar 10)

1. Proses pemanasan

Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan suhu bola kering, suhu bola basah, entalpi, dan volume spesifik dari udara lembab, sedangkan pada kelembaban relatif terjadi penurunan. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap parsial.

1. Proses pendinginan

Pada proses pendinginan, terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, dan volume spesifik, sedangkan pada kelembaban relatif terjadi peningkatan. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap parsial.

1. Proses pemanasan dengan humidifikasi

Pada proses pemanasan dengan humidifikasi terjadi peningkatan parameter entalpi, kelembaban mutlak, tekanan uap, suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun dan volume spesifik, sedangkan pada parameter kelembaban relatif umumnya mengalami penurunan.

1. Proses pendinginan dengan dehumidifikasi

Pada proses pendinginan dengan dehumidifikasi terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun, entalpi dan volume spesifik.

1. Proses pencampuran

Pada proses pencampuran, hampir semua sifat termodinamika udara mengalami perubahan, baik peningkatan maupun penurunan.

1. Proses pendinginan evaporatif

Pada proses pendinginan evaporatif terjadi penurunan suhu bola kering, sedangkan pada suhu titik embun dan kelembaban mutlak terjadi peningkatan. Perubahan tidak terjadi pada entalpi dan suhu bola basah.

1. Proses pengeringan.

Pada proses pengeringan, perubahan karakteristik sifat-sifat termodinamika udara serupa dengan proses pendinginan evaporatif.

Tabel 3  Karakteristik Sifat Termodinamika Udara dari Tiap-tiap Proses Fisik

No.	Proses Fisik	Tdb	Twb	h	v	RH	Tdp	W	Pv
1.	Pemanasan	↑	↑	↑	↑	↓	↔	↔	↔
2.	Pendinginan	↓	↓	↓	↓	↑	↔	↔	↔
3.	Pemanasan humidifikasi	↑	↑	↑	↑	↓	↑	↑	↑
4.	Pendinginan dehumidifikasi	↓	↓	↓	↓	↑	↓	↓	↓
5.	Pendinginan evaporatif	↓	↔	↔	↓	↑	↑	↑	↑
6.	Pengeringan	↓	↔	↔	↓	↑	↑	↑	↑
7.	Pencampuran	↕	↕	↕	↕	↕	↕	↕	↕

Sumber  : Zain dkk. (2005)

Gambar 8  Diagram Psikrometrik (Alat Penduga Termodinamika Udara)

(sumber : Nautica Dehumidifiers Inc., 2008)

Gambar 9  Sifat-sifat Termodinamika Udara pada Diagram Psikrometrik

(sumber : Zain dkk., 2005)

a. Proses Pemanasan

b. Proses Pendinginan

c. Proses Pemanasan Humidifikasi

d. Proses Pendinginan Dehumidifikasi

e. Proses Pendinginan Evaporatif

f. Proses Pencampuran

Gambar 10  Karakteristik Proses fisik pada Diagram Psikrometrik

(sumber : Zain dkk., 2005)

Keterangan :

P_v = Tekanan uap parsial (kPa)

P_vs = Tekanan uap jenuh (kPa)

P_a = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)

T_db = Suhu bola kering (ºC)

T_wb = Suhu bola basah (ºC)