Pengujian Karakteristik Perpindahan Panas Dan Faktor Gesekan Pada Penukar Kalor Pipa Konsentrik Saluran Persegi Dengan Oblique Teeth Twisted Tape Insert

Oleh :
Hansen Hartado Tarigan - I0407038 - Fak. Teknik

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor pipa konsentrik saluran persegi satu laluan, pipa dalam dan pipa luar terbuat dari aluminium dengan penambahan oblique teeth twisted tape insert. Panjang penukar kalor 2.170 mm dan jarak pengukuran penurunan tekanan di pipa dalam 2.255 mm. Aliran fluida di pipa dalam dan annulus adalah berlawanan arah. Fluida di pipa dalam adalah air panas, dimana temperatur masukannya dipertahankan pada 60oC, sedangkan fluida di annulus adalah air dingin dengan temperatur masukannya ± 28oC. Untuk perbandingan, diuji pipa dalam tanpa twisted tape insert (plain tube) dan dengan penambahan classic twisted tape insert. Classic twisted tape insert dan oblique teeth twisted tape insert dibuat dari pita aluminium dengan tebal 0,7 mm, lebar 12,6 mm, dimana mempunyai twist ratio 4,0 dan panjang pitch 59,3 mm, sedangkan oblique teeth twisted tape insert divariasi sudut gigi (tooth angle) sebesar 15°, 30°, dan 45° dan semuanya dipasang di pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik. Hasil menunjukkan bahwa pipa dalam dengan penambahan oblique teeth twisted tape insert menghasilkan bilangan Nusselt, faktor gesekan, dan unjuk kerja termal yang lebih tinggi daripada classic twisted tape insert dan plain tube. Nilai bilangan Nusselt, faktor gesekan, dan unjuk kerja termal meningkat seiring bertambah besarnya tooth angle dari oblique teeth twisted tape insert. Pada bilangan Reynolds yang sama, penambahan oblique teeth twisted tape insert dengan tooth angle 15°, 30°, dan 45° menghasilkan kenaikan bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam berturut-turut sebesar 16,24% , 18,42% dan 24,4% jika dibandingkan dengan plain tube. Dibandingkan dengan classic twisted tape insert, pipa dalam dengan oblique teeth twisted tape insert dengan tooth angle 15°, 30°, dan 45° mengalami kenaikan bilangan Nusselt, rata-rata sebesar 3,2%, 5,2% dan 10,5%. Pada bilangan Reynolds yang sama, penambahan classic twisted tape insert, oblique teeth twisted tape insert dengan tooth angle 15°, 30°, dan 45° di pipa dalam menghasilkan faktor gesekan rata-rata berturut-turut sebesar 2,67; 3; 3,3; dan 3,6 kali lebih tinggi dari faktor gesekan plain tube. Unjuk kerja termal rata-rata dengan penambahan classic twisted tape insert, oblique teeth twisted tape insert dengan tooth angle 15°, 30°, dan 45° di pipa dalam sebesar 1,105; 1,114; 1,126; dan 1,150.