PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN SISIPAN PITA TERPILIN BERLUBANG

Abstract

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk menguji karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor pipa konsentrik saluran annular dengan sisipan pita terpilin klasik dan sisipan pita terpilin berlubang. Seksi uji berupa penukar kalor pipa konsentrik satu laluan dengan pipa dalam dan pipa luar terbuat dari aluminium. Dimensi pipa luar; diameter luar 21,87 mm dan diameter dalam 20,67 mm, dan dimensi pipa dalam; diameter luar 15,84 mm dan diameter dalam 14,34  mm. Panjang penukar kalor 2.000 mm dan jarak pengukuran penurunan tekanan di pipa dalam 2.010 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 ± 28^oC. Sisipan pita terpilin klasik dan sisipan pita terpilin berlubang masing-masing dengan nilai rasio pilinan 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. Sisipan pita terpilin berlubang divariasi dengan  diameter lubang berturut-turut sebesar 4 mm dan 6,5 mm, dimana jarak antar pusat lubang sebesar 4 cm. Sisipan pita terpilin  dipasang di pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada bilangan Reynolds yang sama, penambahan sisipan pita terpilin klasik dan sisipan pita terpilin berlubang dengan diameter lubang 4 mm dan 6,5 mm di pipa dalam menaikkan bilangan Nusselt rata-rata berturut-turut sebesar 79,20%, 68,7% dan 57,8% dari pipa dalam tanpa sisipan pita terpilin (plain tube). Pada daya pemompaan yang sama, bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam dengan penambahan sisipan pita terpilin berlubang dengan diameter 6,5 mm menurun sebesar 1,62%, sedangkan penambahan sisipan pita terpilin berlubang diameter 4 mm dan sisipan pita terpilin klasik berturut-turut menaikkan bilangan Nusselt rata-rata sebesar 3,2% dan 5,84% dari plain tube. Pada bilangan Reynolds yang sama, nilai faktor gesekan rata-rata di pipa dalam dengan penambahan sisipan pita terpilin klasik  dan sisipan pita terpilin berlubang  dengan diameter lubang 4 mm dan 6,5 mm berturut-turut meningkat sebesar 339,25%, 298,49% dan 269,6% dari plain tube. Pada daya pemompaan yang sama, faktor gesekan rata-rata di pipa dalam dengan penambahan sisipan pita terpilin klasik dan sisipan pita terpilin berlubang dengan diameter lubang 4 mm dan 6,5 mm berturut-turut meningkat sebesar 485,39%, 416,48 % dan 362,72% dari faktor gesekan plain tube.

Kata kunci :         bilangan Nusselt, bilangan Reynolds, faktor gesekan,  sisipan pita terpilin berlubang,