MODELING UPAYA PENINGKATAN UNJUK KERJA DOUBLE PIPE CONCENTRIC HEAT EXCHANGER DENGAN TWISTED TAPE INSERTS MENGGUNAKAN FLUIDA NANO
RISDIAN HARSANTA P, Dr. Ir. Suhanan., DEA.
2017 | Skripsi | S1 TEKNIK MESINAlat penukar kalor atau Heat exchanger (HE) adalah alat yang digunakan untuk memindahkan kalor antara dua fluida dengan temperature berbeda. Besarnya perpindahan kalor sebuah penukar kalor bergantung pada bilangan Nusselt aliran fluida. Semakin besar bilangan Nusselt aliran, semakin besar pula perpindahan kalor yang dihasilkan. Terdapat beberapa cara untuk meningkatkan bilangan Nusselt, antara lain dengan menggunakan twisted tape insert dan dengan penggunaan nanofluida, namun penggunaan twisted tape dan nanofluida juga meningkatkan penurunan tekanan yang terjadi sehingga perlu diteliti apakah kenaikan nilai perpindahan kalor sebanding dengan penurunan tekanan yang terjadi. Penelitian ini mencoba memodelkan penukar kalor sama arah (parallel) menggunakan twisted tape dengan twist ratio 7,35, 5,25, 4,72 dan nanofluida dengan fraksi volume 0%, 0,1%, 0,3% dari eksperimen yang telah dilakukan. Properti nanofluida dianggap homogen dan memiliki karakteristik seperti penelitian nanofluida Termo XT 32/TiO2 yang telah dilakukan sebelumnya. Dari hasil simulasi menggunakan ANSYS Fluent diperoleh twisted tape dengan twist ratio 7,35, 5,25, 4,72 berturut turut meningkatkan bilangan Nusselt sekitar 132.37 %, 132.37 %, 146.70 % dan meningkatkan penurunan tekanan sebesar 232.52 %, 280.54 %, 304.88 % dibanding penggunaan plain tube dengan fluida dasar, selain itu penggunaan nanofluid dengan fraksi volume 0,1 %, 0,3 % berturut turut meningkatkan bilangan Nusselt sebesar 6,53 %, 13,41 % dan meningkatkan penurunan tekanan sebesar 13.99 %, 37.03 % dibanding penggunaan plain tube dengan fluida dasar. Dari hasil simulasi juga didapatkan Twisted tape twist ratio 7,35 dengan fluida dasar memberikan thermal performance tertinggi.
Heat exchanger is a device that used to transfer heat between two fluid with different temperature. Heat exchanger performance depends on the fluid’s Nusselt number. The greater the fluid’s nusselt number, the greater heat transfer will be. There are several ways to enhance Nusselt number such as adding twisted tape in tube and using nanofluids as working fluids. But by using the method mentioned before it can also increase the pressure drop along the pipes. So it must to be examined is it worth the enhance in heat transfer compared to increase of pressure drop that happen. This article try to modeling parallel heat exchanger that use twisted tape with twist ratio 7,35, 5,25, 4,72 and nanofluids with volume fraction 0 %(base fluid) 0,1% and 0,3% from the experiment that had done. Nanofluid assumed as homogenic fluid and have characteristic as studied in previous research. From simulation using ANSYS Fluent showed that the usage of twisted tapes with twist ratio 7,35, 5,25, 4,72 increase the Nusselt number by 132.37 %, 132.37 %, 146.70 % and increase the pressure drop by 232.52 %, 280.54 %, 304.88 % respectively compared to usage of plain tube with base fluid, furthermore the usage of nanofluids with fraction volume 0,1 % and 0,3% increase the Nusselt Number by 6,53 %, 13,41 % and pressure drop by 13.99 %, 37.03 % respectively compared to usage of plain tube with base fluid. From simulation also showed that twisted tape with twist ratio 7,35 and using base fluid as working fluid give the highest thermal performance compared to the others.
Kata Kunci : Heat Exchanger, Modeling, Twisted tape insert, Twist ratio, Nusselt number, pressure drop, nanofluids, Reynolds number
