Pengujian Karakteristik Perpindahan Panas dan Faktor Gesekan pada Penukar Kalor Pipa Konsentrik Saluran Persegi dengan Classic Twisted Tape dan Perforated Twisted Tape Insert

Oleh :
Broto Kuncoro - I0406019 - Fak. Teknik

Penelitian ini dilakukan untuk menguji karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor saluran persegi dengan classic twisted tape insert dan perforated twisted tape insert. Seksi uji adalah sebuah penukar kalor pipa konsentrik satu laluan dengan pipa dalam dan pipa luar terbuat dari aluminium. Dimensi pipa luar; panjang sisi luar 23,05 mm x 23,05 mm, dan panjang sisi dalam 21,75 mm x 21,75 mm, dan pipa dalam; panjang sisi luar 18,50 mm x 18,50 mm, dan panjang sisi dalam 17,20 mm x 17,20 mm. Panjang penukar kalor 1.998 mm dan jarak pengukuran beda tekanan di pipa dalam 2.018 mm. Aliran di pipa dalam dan di annulus adalah berlawanan arah. Fluida kerja yang digunakan adalah air panas di pipa dalam dimana temperatur masukannya dipertahankan pada 60 oC, dan air dingin di annulus dengan temperatur masukan pada ± 28oC. Classic twisted tape insert dan perforated twisted tape insert masing-masing dengan nilai twist ratio 4,0 terbuat dari bahan aluminium strip dengan tebal 0,76 mm, lebar 12,61 mm yang dipuntir membentuk pilinan dengan panjang pitch sebesar 50,35 mm. Perforated twisted tape insert I dan II dilubangi dengan diameter lubang berturut-turut sebesar 4 mm dan 6,5 mm, dimana jarak antar pusat lubang sebesar 4 mm. Twisted tape insert dipasang di pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik. Hasil penelitian menunjukan bahwa pada bilangan Reynolds yang sama, penambahan classic twisted tape insert, perforated twisted tape insert I dan perforated twisted tape insert II di pipa dalam menaikkan bilangan Nusselt rata-rata berturut-turut sebesar 40,83 %, 16,80% dan 31% daripada pipa dalam tanpa twisted tape insert (plain tube). Pada daya pemompaan yang sama, angka Nusselt rata-rata di pipa dalam dengan classic twisted tape insert, perforated twisted tape insert I, dan perforated twisted tape insert II berturut-turut meningkat sebesar 27,21%, 12,41% dan 15,07% dibandingkan plain tube. Pada bilangan Reynolds yang sama, penambahan classic twisted tape insert, perforated twisted tape insert I, dan perforated twisted tape insert II menaikkan faktor gesekan rata-rata di pipa dalam berturut-turut sebesar 3,19, 1,89, dan 2,71 kali lebih tinggi daripada plain tube. Pada daya pemompaan yang sama, penambahan classic twisted tape insert, perforated twisted tape insert I, dan perforated twisted tape insert II berturut-turut meningkatkan faktor gesekan rata-rata pipa dalam 4,51, 1,85 dan 3,41 kali lebih tinggi daripada faktor gesekan plain tube. Unjuk kerja termal rata-rata pipa dalam dengan penambahan classic twisted tape insert, perforated twisted tape insert I, dan perforated twisted tape insert II berturut-turut adalah 1,26, 1,13, dan 1,11.