Pengaruh Fin Pitch Dan Kecepatan Fluida Air Terhadap

SIDANG THESIS PROGRAM PASCASARJANA
Pengaruh Fin Pitch Dan Kecepatan Fluida Air
Terhadap Karakteristik Perpindahan Panas Pada
Wavy Fin Evaporator
Oleh:
Renatho Stif Nanulaitta
2109202002
•
Dosen Pembimbing:
Dr. Eng. Ir Prabowo. M,Eng
JURUSAN TEKNIK MESIN
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2011
Latar Belakang
TUJUAN PENELITIAN
Mengetahui visualisasi aliran fluida dan mengevaluasi pengaruh
jarak fin pitch dan temperature pada wavy fin dan tube heat
exchanger dengan tiga baris tube yang tersusun secara staggered
Mengetahui Karakteristik aliran dan perpindahan panas pada
permukaan fin dengan fluida kerjanya adalah sebagai Air
Mengetahui Karakteristik aliran dan perpindahan panas pada
permukaan Tube
Mengetahui performance dari fin
PERUMUSAN MASALAH
Bagaimana pengaruh jarak fin pitch terhadap
perpindahan panas pada wavy fin Evaporator
karakteristik
Bagaimana Perbedaan Temperature dengan memvariasikan
kecepatan aliran masuk terhadap karakteristik aliran air dan
perpindahan panas pada wavy fin Evaporator
PENELITIAN TERDAHULU
 Peneliti : Thirapat Kuvannarat ( 2006 )
Meneliti : Effect of fin thickness on the air-side performance of
wavy fin and-tube heat exchangers under dehumidifying
conditions
 Vfr meningkat
= h meningkat
 Vfr meningkat
= p menurun
 Yuh Jang dan Kweb Chen
Meneliti secara numerik wavy fin dan tube heat exchanger dengan
susunan tube staggered dengan variasi baris tube (N), dengan sudut wavy
( ) dengan ketinggian wavy (S), yang kemudian dibandingkan dengan
plain fin.
 ReH Bertambah Menyebabkan j Colburn dan
friction factor menurun
 ReH bertambah mengakibatkan Nu meningkat
(hanya pada wavy fin )

Nu terbesar terjadi hanya pada tube ke 2
di wavy fin
 I Wayan Temaja (2007)
Meneliti secara numerik Pengaruh Fin Pitch dan Kecepatan Terhadap
Karakteristik Aliran Dan Perpindahan Panas Pada Wavy Fin Dan Tube Heat
Exchanger
DASAR TEORI
Tipe Compact Heat Exchanger
Keseimbangan Energi Pada Heat Exchanger
Untuk jumlah panas yang diberikan oleh fluida panas
q = m h ( hh ,i − hh ,o ) = m cph ( Th ,i − Th ,o )
Untuk jumlah panas yang diterima oleh fluida
dingin
q = m c ( hc ,o − hc ,i ) = m cpc ( Tc ,o − Tc ,i )
Untuk laju perpindahan panas keseluruhan sebuah heat exchanger
∆TLM =
∆T2 − ∆T1
 ∆T 
ln 2 
 ∆T1 
ANALISA PENUKAR KALOR
UA( Overall Heat Transfer Coefficient)
Ts,1
T∞,1
r1
Cold Fluid
T∞,2, h2
1
h1 2π .r1 L
r2
Rtot =
Ts,1
Ts,2
Hot Fluid
T∞1, h1
ln(r2 / r1 )
2π .kL
Ts,2
T∞,2
1
h2 2π .r2 L
ln(r2 / r1 )
1
1
+
+
h1 2π .r1 L
2π .kL
h2 2π .r2 L
1
1
1
=
=
= Rtot
U . A U 1 . A1 U 2 . A2
METODOLOGI
PENELITIAN
Computation domain dibuat sesuai dengan geometri sebenarnya dari
compact heat exchanger. Untuk menghemat memori maka computational
domain dibuat pada satu saluran diantara dua fin dan setengah tube,
yang lainnya diasumsikan sebagai simetri
simetri
wall
inlet
outlet
wall
Fin
wall
SL
θ
Dimensi computation domain di atas adalah sebagai berikut
•Fp
•ST
•SL
•Dt
•Wf
•tf
•H
= fin pitch = 1.5 mm, 3 mm dan 6 mm
= Jarak tube arah transversal = 25 mm
= Jarak tube arah longitudinal = 22 mm
= Diameter tube =10.2 mm
= Lebar sirip = 66 mm
= Tebal sirip = 0,3 mm
= Tinggi wavy = 2 mm
δF
HF
FP
Proses pada software fluent 6.3
Meshing
• Meshing dari model dibawah ini dibuat dengan menggunakan
Software Gambit.
Analisa dan Pembahasan
 Pengaruh fin pitch terhadap pola aliran
 Pengaruh fin pitch dan kecepatan terhadap tekanan
 Pengaruh fin pitch terhadap karakteristik perindahan
panas pada permukaan tube
 Pengaruh kecepatan terhadap karakterisik perpindahan
panas pada permukaan tube
 Pengaruh fin pitch terhadap karakteristik perpindahn
panas pada permukaan fin
Pengaruh fin pitch terhadap effisiensi fin
Pengaruh fin pitch terhadap pola aliran
(a) Fp 1.5 mm,
(b) Fp 3 mm,
(c) Fp 6 mm
path line melewati tiga susunan tube secara staggered