Pengujian karakteristik aliran fasa tunggal aliran air ke bawah pada penukar kalor saluran rektangular bercelah sempit
Penulis Utama
:
Taufan Sulistyo Darmawan
NIM / NIP
:
I0405046
×Abstrak
Penelitian ini dilakukan untuk menguji karakteristik aliran fasa tunggal aliran air vertikal ke bawah dengan/tanpa pertukaran kalor pada penukar kalor saluran rektangular bercelah sempit. Seksi uji adalah sebuah penukar kalor pipa konsentrik. Pipa dalam terbuat dari aluminium dengan panjang sisi dalam dan sisi luar adalah 17,4 mm dan 18,4 mm. Pipa luar terbuat dari aluminium dengan panjang sisi dalam dan sisi luar adalah 23,68 mm dan 24,68 mm. Panjang pengukuran tekanan 1.200 mm. Diameter hidraulik saluran sempit adalah 5,28 mm. Aliran dalam pipa dalam dan dalam anulus adalah berlawanan arah. Fluida kerja yang digunakan dalam penelitian ini adalah air. Untuk aliran dengan pertukaran kalor, temperatur air yang masuk ke pipa dalam dipertahankan pada 60 oC. Pada penelitian ini, laju aliran air dan penurunan tekanan pada saluran sempit diukur pada kondisi tunak. Hasil penelitian dibandingkan dengan perkiraan teori aliran konvensional.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik aliran air yang melalui saluran sempit berbeda dengan aliran air melalui pipa – pipa normal. Pada aliran tanpa pertukaran kalor dalam saluran sempit, transisi dari aliran laminar ke turbulen dimulai lebih awal dibanding dalam pipa – pipa normal,yaitu pada kisaran bilangan Reynolds dari 1.633 hingga 2.239. Transisi aliran dengan pertukaran kalor terjadi pada kisaran bilangan Reynolds antara 1.510 hingga 1.728. Faktor gesekan aliran pada aliran air vertikal ke bawah dengan pertukaran kalor lebih besar dibanding dalam aliran tanpa pertukaran kalor pada bilangan Reynolds yang lebih rendah dari 301. Karakteristik gesekan aliran dalam saluran sempit berhubungan dengan beda temperatur air yang masuk dan keluar saluran sempit. Pengaruh beda temperatur air yang masuk dan keluar saluran terhadap gesekan aliran terkonsentrasi pada daerah aliran laminar. Pada aliran tanpa pertukaran kalor, pada daerah aliran laminar (Re < 1.600), nilai bilangan Poiseuille (Po) adalah 47,57% – 92,53 % lebih besar dibanding dalam pipa – pipa normal. Bilangan Poiseuille (Po) pada aliran dengan pertukaran kalor adalah 53,79 % – 324,52 % lebih besar dibanding dalam pipa – pipa normal pada daerah bilangan Reynolds di bawah 301.
Abstract
This research was conducted to investigate the flow characteristics of single-phase vertical downward water flow with/without heat exchange in a narrow rectangular channel heat exchanger. Test section was a concentric tube heat exchanger. The inner tube was made of aluminium with inner side and outer side lengths of 17.4 mm and 18.4 mm. The outer tube was made of aluminium with inner side and outer side lengths of 23.68 mm and 24.68 mm. The pressure measuring length was 1,200 mm. The hydraulic diameter of the narrow rectangular channel was 5.28 mm. Flows in the inner tube and in annulus were in opposite directions. The working fluid used in this research was water. For the flow with heat exchange, the water temperature at the inlet of inner tube was maintained at 60oC. In this research, the water flow rate and the pressure drop in the narrow channel were measured at the steady state condition. The results of the research were compared with predictions from conventional flow theory.
The results show that the characteristics of water flow through the narrow rectangular channel were distinct from which through normal pipes. At the flow without heat exchange in the narrow channel, the flow transition from laminar to turbulent flow was initiated earlier than that in normal pipes, that is at a Reynolds number range from 1,633 – 2,239. The flow transition with heat exchange at a Reynolds number range from 1,510 – 1,728. The flow frictions in the vertical downward water flow with heat exchange were larger than those without heat exchange at the Reynolds number area lower than 301. Flow friction characteristics in the narrow rectangular channel had relations to the water temperature difference at the inlet and outlet of narrow rectangular channel. The influence of water temperature difference at the inlet and outlet of channel to the flow friction was concentrated at laminar flow area. At the flow without heat exchange, at the laminar area (Re < 1600), the Poiseuille number (Po) was 47% - 92.53% larger than those in the normal pipes. Poiseuille number (Po) at the flow with heat exchange was 53.79% - 328.52% larger than those in normal pipes at Reynolds number area lower than 301.
×
Penulis Utama
:
Taufan Sulistyo Darmawan
Penulis Tambahan
:
-
NIM / NIP
:
I0405046
Tahun
:
2010
Judul
:
Pengujian karakteristik aliran fasa tunggal aliran air ke bawah pada penukar kalor saluran rektangular bercelah sempit
