Pengujian karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan dari sirip-sirip pin diamond susunan segaris dalam saluran segiempat

Oleh :
Efendi Dwi Hariyanto - I1407505 - Fak. Teknik

ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk menguji karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta unjuk kerja termal dari sirip-sirip pin diamond dalam saluran udara segiempat, dimana udara mengalir di dalamnya sebagai fluida pendingin. Sirip-sirip pin ini disusun secara segaris. Dimensi plat dasar dimana sirip-sirip pin dipasang adalah 150 mm x 200 mm x 6,5 mm. Temperatur rata-rata permukaan plat dasar dijaga konstan sebesar 60oC. Sirip-sirip pin terbuat dari bahan duralumin dengan tinggi 75 mm, dengan sisi-sisinya berturut-turut 12,7 mm dan 12,7 mm, dan jarak antar titik pusat sirip dalam arah melintang aliran udara dibuat konstan sebesar Sx/D = 2,95. Parameter-parameter dalam penelitian ini adalah bilangan Reynolds 3.123 – 37.847 berdasarkan kecepatan udara masuk rata-rata dan diameter hidrolik, dan jarak antar titik pusat sirip arah aliran udara (Sy/D = 1,97 – 3,94). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan bilangan Reynolds dan semakin kecil jarak Sy/D akan meningkatkan bilangan Nusselt, yang berarti meningkatkan laju perpindahan panas, dimana mencapai maksimum pada Sy/D = 2,36. Nilai penurunan tekanan (P) dan faktor gesekan (f) menurun dengan meningkatnya Sy/D. Unjuk kerja termal meningkat dengan kenaikan Sy/D. Semua nilai unjuk kerja termal () dan nilainya bervariasi antara 0,77 dan 1,22. Ini berarti bahwa pemakaian sirip pin diamond susunan segaris untuk keseluruhan nilai Sy/D dan Re akan menghasilkan perolehan energi netto. Meningkatnya bilangan Reynolds akan menurunkan unjuk kerja termal () untuk keseluruhan Sy/D. Perolehan energi netto hingga 22% dapat dicapai untuk nilai Sy/D = 2,36 pada Re = 3.123. Kata kunci : sirip pin diamond, bilangan Reynolds, faktor gesekan, unjuk kerja termal. ABSTRACT This research was conducted to investigate the characteristics of heat transfer and pressure drop as well as the thermal performance of diamond pin fin array in the rectangular channel which air was passed through it as coolant fluid. The pin fins were arranged in inline manner. Dimension of base plate in which pin fins were attached was 150 mm x 200 mm x 6.5 mm. The average temperature of base plate surface was kept constant at 60oC. Pin fins were made of duralumin having the dimension of 75 mm of height, wide 12.7 and 12,7 mm respectively, and the distance inter-fin picth in the spanwise direction was kept constan at Sx/D = 2.95. The parameters of this research were Reynolds number 3,123 – 37,847 based on averaged inlet air velocity and hydraulic diameter, and the distance between the inter-fin pitch in the streamwise direction (Sy/D = 1.97 – 3.94). The research result shown that increasing Reynolds and decreasing the distance Sy/D increased Nusselt number, that means increased heat transfer rate where it reach maximum at Sy/D = 2,36. The values of pressure drop (P) and friction factor (f) decreased with increasing Sy/D. Thermal performance increased with increasing Sy/D. All of values of the thermal performances () and varies between 0,77 – 1.22. This means that the usage of inline diamond pin fin array for all of values Sy/D and Re produce a net energy gain. Increasing Reynolds number would decrease the thermal performance () for all Sy/D. A net energy gain up to 22% was achieved for Sy/D = 2,36 and Re = 3,123. Keywords : diamondPin fin, Reynolds number, friction factor, thermal performance.