Abstrak


Pengaruh Wing Pitch Ratio dan Wing Width Ratio Terhadap Karakteristik Perpindahan Panas dan Faktor Gesekan Pada Penukar Kalor Kalor Pipa Konsentrik Dengan Double Sided Delta Wing Tape Insert Susunan Forward Wing


Oleh :
Arif’ad Isnan - I.0409008 - Fak. Teknik

Penelitian ini dilakukan untuk menguji pengaruh wing pitch ratio (P/W) dan wing width ratio (w/W) terhadap karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor pipa konsentrik dengan double sided delta wing tape insert susunan forward wing (T-W with F-Wing). Pada penelitian ini, P/W divariasi sebesar 1,18; 1,47; dan 1,65, sedangkan w/W divariasi sebesar 0,31; 0,42; dan 0,63. Double sided delta wing tape insert adalah modifikasi dari longitudinal tape insert (L-T) dengan penambahan delta wings di kedua sisi tape secara selang-seling sebagai vortex generators untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas konveksi. Sebagai perbandingan, pada penelitian ini juga diuji penukar kalor tanpa sisipan (plain tube) dan dengan penambahan sisipan L-T. Fluida kerja di pipa dalam adalah air panas dan di annulus adalah air dingin, dengan arah aliran berlawanan arah. Pengujian dilakukan pada bilangan Reynolds (Re) 5300-14.500. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunakan sisipan T-W with F-Wing, meningkatkan bilangan Nusselt (Nu), faktor gesekan (f) dan unjuk kerja termal (?) dibandingkan dengan penggunaan L-T. Karakteristik perpindahan panas, faktor gesekan dan unjuk kerja termal penukar kalor dengan penggunaan sisipan T-W with F-Wing meningkat dengan penurunan nilai P/W dan kenaikan nilai w/W. Penukar kalor dengan penambahan sisipan T-W with F-Wing dengan nilai P/W = 1,18 dan nilai w/W = 0,63 menghasilkan menghasilkan bilangan Nusselt, penurunan tekanan, faktor gesekan, effektifitas dan unjuk kerja termal tertinggi. Bilangan Nusselt rata-rata pipa dalam (Nui) dengan penambahan L-T dan T-W with F-Wing dengan P/W = 1,18; 1,42; dan 1,65 berturut-turut meningkat dalam kisaran 12% - 21%; 160% - 177%; 134% - 166%; dan 93% - 118% dibandingkan dengan plain tube. Bilangan Nusselt rata-rata pipa dalam (Nui) dengan penambahan L-T dan T-W with F-Wing dengan w/W = 0,31; 0,47; dan 0,63 berturut-turut meningkat dalam kisaran 12% - 21%; 89% - 114%; 139% - 159%; dan 160% - 177% dibandingkan dengan plain tube. Nilai faktor gesekan (f) rata-rata pipa dalam dengan penambahan sisipan L-T dan T-W with F-Wing dengan P/W = 1,18; 1,42; dan 1,65 berturut-turut 2,39; 11,60; 8,85; dan 6,87 kali lebih besar dibandingkan faktor gesekan plain tube. Nilai faktor gesekan (f) rata-rata di pipa dalam dengan penambahan sisipan L-T dan T-W with F-Wing dengan w/W = 0,31; 0,47; dan 0,63 berturut-turut 2,39; 8,53; 9,93; dan 11,59 kali lebih besar dibandingkan faktor gesekan plain tube. Unjuk kerja termal penukar kalor dengan penambahan sisipan LT dan T-W with F-Wing dengan P/W = 1,18; 1,42; dan 1,65 berturut-turut dalam kisaran 1,96; 1,79; dan 1,63 dan dengan penambahan sisipan T-W with F-Wing dengan w/W = 0,31; 0,47; dan 0,63 berturut-turut dalam kisaran 1,48; 1,64; dan 1,81. Kata kunci : bilangan Nusselt, delta wing, faktor gesekan, wing pitch ratio, wing width ratio